(57)【要約】【課題】装置のコストを安価にして、比較的簡単な構成を実現する光ビームの副走査線の位置を検知することができる光走査装置および光走査装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】光源ユニット（光ビーム発射手段）２１ＫＭ、２１ＹＣから発射された光ビームＬｋｍ、Ｌｙｃがポリゴンスキャナ（主走査線偏向手段）１３０に入射するときの入射光線が、被走査面Ｓの法線Ｔとなす角度を入射角度θとする場合、２つの光源ユニット２１Ｋ、２１Ｍ（または２１Ｙ、２１Ｃ）から発射された２つの光ビームＬｋ、Ｌｍ（またはＬｙ、Ｌｃ）の入射角度θが同一となるように、光源ユニットと、光源ユニットからポリゴンスキャナまでの光ビームの光路上に設けられた結像レンズ（光学素子）２４Ｋ、２４Ｍ（または２４Ｙ、２４Ｃ）のいずれか一方、または双方を配置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ビーム発射手段と、これら光ビーム発射手段から発射された各光ビームを主走査線方向に偏向して被走査面に導く主走査線偏向手段と、この主走査線偏向手段によってそれぞれ偏向せしめられた後の走査ビームを検知するビーム検知手段とを備え、
そのビーム検知手段は、光ビームの副走査線方向の位置を検知する機能を備える光走査装置において、
前記光ビーム発射手段から発射された光ビームが前記主走査線偏向手段に入射するときの入射光線が、前記被走査面の法線となす角度を入射角度とする場合、前記複数の光ビーム発射手段から発射された複数の光ビームの入射角度が同一となるように、
前記光ビーム発射手段と、前記光ビーム発射手段から前記主走査線偏向手段までの光ビームの光路上に設けられた光学素子のいずれか一方、または双方を配置し、
前記主走査線偏向手段によって偏向せしめられた後の複数の走査ビームを、同一のビーム検知手段に入射させたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、
前記複数の光ビーム発射手段が、光ビームを同一の方向に向けて発射するように配置されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光走査装置において、
前記複数の光ビーム発射手段が同一の制御基板に取り付けられていることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１に記載の光走査装置において、
前記主走査線偏向手段によって偏向せしめられた後の各走査ビームを、同一の折り返しミラーにより反射して、前記ビーム検知手段に入射させることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の光走査装置において、
複数の発射された光ビームが各々異なる前記被走査面に導かれることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において、
複数の前記被走査面を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ビーム発射手段から発射された各光ビームを主走査線偏向手段により主走査線方向に偏向して被走査面に導く光走査装置に関する。および、そのような光走査装置を用いて書込みを行って潜像担持体上に静電潜像をつくり、その静電潜像を現像して潜像担持体上に画像を形成し、その画像を直接または中間転写体を介して転写して記録材に画像を記録する、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、副走査方向の光ビーム位置を検知し、位置関係の変動に応じ書込み開始位置を補正する装置が記載されている。特許文献２には、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の光ビーム毎に検知した位置ズレデータに基づいて、光学素子矯正と位置変位させる手段を有する装置が記載されている。特許文献３には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの光ビーム毎に主走査レジスト、副走査レジスト、主走査倍率、副走査傾き、副走査湾曲を検知した位置ズレデータに基づいて、書込み開始位置を補正する装置が記載されている。また、先行出願例として、ビーム検知センサを複数の光ビームで共用する方式で、主走査方向に光ビームをずらしビーム検知センサに到達するタイミングをずらせ、ビーム検知を可能とするものも提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０８７７４８号公報
【特許文献２】特開２００４−２８７３８０号公報
【特許文献３】特開２０００−２３５２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載の発明では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの光ビーム毎にビーム検知センサを設けるため、ビーム検知センサの個数が多くなり、装置のコストが高くなる問題があった。また、上記先行出願例では、主走査方向に光ビームをずらしビーム検知センサに到達するタイミングをずらすことで、精度良くずらし量を管理し、共通の光学仕様を満足するが、そのために、画像形成に必要な光学素子の有効範囲、つまりビーム検知センサに到達する光ビームの経路を拡大する必要があり、装置のコストが高くなる問題があった。
【０００５】
従来、複数の潜像担持体上にそれぞれ異なる色の画像（可視像）を形成してこれらの画像を互いに重ね合わせてカラー画像を形成する、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、各潜像担持体上に画像情報に応じた光ビームを照射してこれを走査することにより潜像担持体上に潜像を形成し、この潜像を現像して画像を得る。光ビームを照射し走査する光走査装置は、一般に、光源からの光ビームを偏向走査する主走査線偏向手段たるポリゴンミラーと、このポリゴンミラーによって偏向走査された光ビームを光照射対象である潜像担持体表面に結像するための複数の光学素子（レンズ等）とを備えている。
【０００６】
このような光走査装置では、次のようなことが原因で、各光学素子間の位置および角度が微妙に変化する。すなわち、光学素子の像面湾曲特性、光走査装置のハウジングのねじれ、ポリゴンモータの発熱等による光走査装置を構成する各種構成部材の熱変形、潜像担持体の取付時のねじれなどである。
【０００７】
このような、各光学素子間の位置および角度の変化が生じると、潜像担持体への光ビームの走査位置が変化する。また、光ビームによる潜像担持体表面上の走査線に、曲がりや傾きが発生する。その結果、各潜像担持体間における光ビームの走査位置、走査線の曲がりや傾きの相対的なズレが色ズレとなって表れる。特に、各潜像担持体間における副走査線方向の走査位置の相対的なズレによる色ズレが問題となっていた。
【０００８】
このため、従来では、各潜像担持体間における副走査線方向の走査位置の相対的なズレ量を検知するパターン画像（レジストマーク画像）を形成した後にセンサを用いてその位置を検知し、その検知結果に応じて副走査線方向の走査位置の補正（レジスト補正）を行っている。
【０００９】
ところが、上述のレジスト補正においては、潜像担持体や中間転写ベルトなどの転写媒体にパターン画像を形成するために、潜像担持体や中間転写ベルトにキズがついたり、異物が付着したりした場合、パターン画像が正しく形成できなくなるおそれがある。その結果、検知ができなくなったり、検知できたとしても補正結果が適正なものでなくなったりすることがあった。また、潜像担持体や中間転写ベルトの近傍にパターン画像を検知するセンサを配置するため、潜像担持体や中間転写ベルトから飛散したトナーなどによってセンサを汚して、パターン画像を正しく検知できなくなる問題もあった。さらには、パターン画像の形成時やそれを検知するときは、画像形成動作を行えない状態である所謂ダウンタイムとなる問題もあった。
【００１０】
特許文献１ないし３には、光ビームの副走査線の位置を検知するビーム検知センサを設け、ビーム検知センサの検知結果に基づいて、色ずれ補正を行うものが記載されている。このように、光ビームの副走査線位置を直接検知することで、位置検知のためのパターン画像を形成する必要がなくなる。その結果、検知ができなくなったり、検知できたとしても補正結果が適正なものでなくなったりすることが抑制される。また、パターン画像を形成することがないので、色ずれ補正時のダウンタイムの時間を短縮することができる。先行例では、各光ビーム毎に配置していたビーム検知センサを共通使用することで、センサ個数を減らしコストダウンとなっている。
【００１１】
この発明は、特許文献１ないし３におけるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの光ビーム毎にビーム検知センサのようなビーム検知手段を設けるコストアップや、多数のビーム検知手段を配置することによる取付け部の複雑化、取付け精度の悪影響を及ぼすことなく、また、上記先行出願例における、主走査方向に光ビームをずらすための入射光学系の高精度化や複雑化、光学素子の有効範囲を拡大にやるコストアップを招くことなく、鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置のコストを安価にして、比較的簡単な構成を実現する光ビームの副走査線の位置を検知することができる光走査装置および光走査装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そのため、請求項１に記載の発明は、複数の光ビーム発射手段と、これら光ビーム発射手段から発射された各光ビームを主走査線方向に偏向して被走査面に導く主走査線偏向手段と、この主走査線偏向手段によってそれぞれ偏向せしめられた後の走査ビームを検知するビーム検知手段とを備え、
そのビーム検知手段は、光ビームの副走査線方向の位置を検知する機能を備える光走査装置において、
前記光ビーム発射手段から発射された光ビームが前記主走査線偏向手段に入射するときの入射光線が、前記被走査面の法線となす角度を入射角度とする場合、前記複数の光ビーム発射手段から発射された複数の光ビームの入射角度が同一となるように、
前記光ビーム発射手段と、前記光ビーム発射手段から前記主走査線偏向手段までの光ビームの光路上に設けられた光学素子のいずれか一方、または双方を配置し、
前記主走査線偏向手段によって偏向せしめられた後の複数の走査ビームを、同一のビーム検知手段に入射させたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光走査装置において、前記複数の光ビーム発射手段が、光ビームを同一の方向に向けて発射するように配置されていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光走査装置において、前記複数の光ビーム発射手段が同一の制御基板に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１に記載の光走査装置において、前記主走査線偏向手段によって偏向せしめられた後の各走査ビームを、同一の折り返しミラーにより反射して、前記ビーム検知手段に入射させることを特徴とする。請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１に記載の光走査装置において、複数の発射された光ビームが、各々異なる、感光体表面などの前記被走査面に導かれることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、複数の前記被走査面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、複数の光ビーム発射手段から発射された複数の光ビームの入射角度が同一となるように、光ビーム発射手段と、光ビーム発射手段から主走査線偏向手段までの光ビームの光路上に設けられた光学素子のいずれか一方、または双方を配置し、主走査線偏向手段によって偏向せしめられた後の複数の走査ビームを、同一のビーム検知手段に入射させたので、複数の光ビームが同一のビーム検知手段に到達するようにしてビーム検知手段を共有可能とし、ビーム検知手段の個数を減らしてコストダウンを図ることができる。また、仮に入射角度を同一にしない構成とすると、ビーム検知手段に到達する２つの光ビームの経路において、主走査線偏向手段で反射する位置、および結像レンズを透過する位置などが、わずかに異なることとなり、ビーム検知手段に到達する光ビームの性能（ビーム径）がそれぞれ相違して、良好なビーム検知制度を得るために結像レンズを通過した後に、例えば集光レンズが必要とするが、請求項１に記載の発明によれば、そのような集光レンズを必要としない分、部品点数を減少してコストダウンを図ることができる。
【００１７】
さらに、仮に入射角度を同一にしない構成とするときは、２つの光ビームの入射角度に微小な差を、いかなる場合においてもある一定値以上は必ず設けなければならず、その差があるため、２つの光ビームはビーム検知手段に時間的な遅れを持って到達する。その差が小さ過ぎると、ビーム検知手段に先に到達する光ビームと、後から到達する光ビームとが重なってしまい、どちらの光ビームを検知したのか区別がつかなくなる。ところが、請求項１に記載の発明によれば、主走査線偏向手段に入射する入射角度が同一となることで、入射角度に微小な差を設ける必要がなくなり、比較的単純な入射光学系を設計、製造することが可能となる。
【００１８】
また、入射角度に微小な差をもつことで、ビーム検知手段に到達する２つの光ビームの経路において、主走査線偏向手段で反射する位置、および結像レンズを透過する位置などが、わずかに異なることとなり、つまり入射角度に差を持てば持つほど、ビーム検知手段に到達する２つの光ビームの経路を大きく確保しなければならないが、請求項１に記載の発明によれば、光学素子の走査方向における有効範囲を、画像形成に必要な有効範囲以外に拡大することなく使用可能となる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、複数の光ビーム発射手段が、光ビームを同一の方向に向けて発射するように配置されているので、複数の光ビーム発射手段から発射する光ビームの角度が同一となり、入射角度に微小な差を設ける必要がなく、比較的単純な入射光学系を設計、製造することが可能とすることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、複数の光ビーム発射手段が同一の制御基板に取り付けられているので、複数の光ビーム発射手段から光ビームを発射するための制御や素子を共有することが可能となり、小型化やコストダウンを可能とすることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、主走査線偏向手段によって偏向せしめられた後の各走査ビームを、同一の折り返しミラーにより反射して、ビーム検知手段に入射させるので、別々の折返しミラーを使った場合に比較し、複数の光ビーム間の照射精度を向上することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、複数の発射された光ビームが各々異なる被走査面に導かれるので、異なる被走査面に導かれる光ビームでも同一のビーム検知手段を共有でき、コストダウンを図ることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、画像形成装置において、請求項１ないし５のいずれか１に記載の光走査装置を用いるので、上述したごとく装置のコストを安価にして、比較的簡単な構成を実現する光走査装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、複数の前記被走査面を有するので、複数の被走査面を有する画像形成装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などのフルカラー画像形成装置における内部機構の要部構成を示す。
【００２６】
図示画像形成装置１は、画像形成装置本体２内に、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋをタンデム配列して、中間転写装置８の下側に備えてなる。各作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋには、それぞれ潜像担持体として、ドラム状をした感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋを備えてなる。
【００２７】
図示画像形成装置のタイプでは、３つの支持ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃなどに支持されて回転する中間転写ベルト１４があり、この中間転写ベルト１４の下側の張設ラインに沿って、矢印で示す該中間転写ベルト１４の移動方向順に、上流側から、上記作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋが間隔をおいて配置されている。
【００２８】
フルカラー画像の形成に際しては、これら作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋに設けられた感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに、後述するように各色のトナー画像が形成される。次に、これら異なる色のトナー画像は、中間転写ベルト１４を間にして各感光体に対向して配置されている転写手段としての一次転写ローラ１６の機能により中間転写ベルト１４の移動とともに、中間転写ベルト１４上に順次重ね転写される。詳しくは、中間転写ベルト１４上の一次転写ローラ１６が接している転写位置で転写が行なわれる。
【００２９】
４つの重ね転写トナー像は、最終記録媒体である記録材に、支持ローラ１５ａと二次転写ローラ９とのニップ部で一括転写される。画像転写後の記録材は、定着装置６の定着対ローラ６ａ、６ｂ間を通紙したのち、搬送ローラを経て、排紙ローラ対より排紙トレイ１９上に排紙される。こうして、記録材上にフルカラー画像を得る。
【００３０】
なお、中間転写ベルト１４は、黒画像１色形成モードに適合させるために、感光体１０Ｋについては、一次転写ローラ１６により常時接触させる構成である。他の感光体については、可動のテンションローラの機能により中間転写ベルト１４が接離する構成としている。また、中間転写ベルト１４上の残トナーを除去するためのクリーニング装置１７が、ローラ１５ｂ部に設けられている。
【００３１】
図１において、各作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは、扱うトナーの色が異なるだけであり、機械的な構成および作像プロセスは共通であるので、感光体以外の各構成部材は同一の符号を付し、任意の一つの作像装置、例えば作像装置７Ｙについて構成および作像のプロセスを説明する。
【００３２】
作像装置７Ｙの感光体１０Ｙの周囲には、図中、時計回りの回転方向順に、感光体１０Ｙを帯電する帯電手段としての帯電ローラ１１、書込み光Ｌの照射位置、現像手段としての現像装置１２、一次転写ローラ１６、クリーニング装置１３などが配置されている。
【００３３】
書込み光Ｌは、光走査手段たる光走査装置２０から出射される。光走査装置２０は、内部に、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、ミラー、回転多面鏡などを装備しており、各感光体に向けて各色用の書込み光Ｌを出射し、感光体１０Ｙ上の書込み位置に書込み光Ｌを照射して静電潜像を形成する。なお、詳細については、後述する。
【００３４】
例えば、作像装置７Ｙの現像装置１２については、イエロの現像剤が収納されていて、潜像をイエロ画像で可視像化する。他の作像装置についても、それぞれの色の現像剤が収納されていて、その収納されている現像剤の色で潜像を可視像化する。
【００３５】
画像形成に際しては、感光体１０Ｙが回転して帯電ローラ１１により一様に帯電され、書込み位置でイエロ画像の情報を含む書込み光Ｌの照射を受けて静電潜像が形成され、この潜像が現像装置を通過する間にイエロトナーにより顕像化される。
【００３６】
感光体１０Ｙ上のイエロトナー像は、一次転写ローラ１６により中間転写ベルト１４に転写される。中間転写ベルト１４上の、このイエロトナー画像は、作像装置７Ｃでシアントナー画像、作像装置７Ｍでマゼンタトナー画像、作像装置７Ｂでブラックトナー画像と順次重ね転写される。これにより、フルトナー画像が形成される。
【００３７】
この重ねトナー像が二次転写ローラ９部に達するのと同じタイミングで二次転写ローラ９部に至るように、給紙ローラ１８により給紙部５から記録材Ｐが繰り出され、レジストローラでタイミングを取って送り込まれ、前記したように、支持ローラ１５ａと二次転写ローラ９とのニップ部で一括転写される。
【００３８】
一方、転写後の感光体は、クリーニング装置１３により残留トナーが除去された後、除電ランプにより除電されて次の画像形成に備えられる。同様に、中間転写ベルト１４についても、残留トナーなどがクリーニング装置１７により除去される。
【００３９】
本例の画像形成装置では、各感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ上のトナー画像を一旦中間転写ベルト１４上に重ね転写して、この重ねトナー画像を記録材Ｐに一括転写する方式であるが、かかる中間転写ベルト４に代えて記録材搬送ベルトを設け、この記録材搬送ベルトにより記録材を載せて搬送し、この搬送の過程で、各感光体から順次カラートナー像を記録材上に直接重ね転写することにより、フルカラー画像を合成する方式のカラー画像形成装置も知られている。本発明は、これら何れの方式の画像形成装置に対しても、適用可能である。
【００４０】
図２には、図１に示すフルカラー画像形成装置に備える光走査装置２０の拡大構成を示す。図３には、その光走査装置２０の構成を下方から見て示す。これらの図２、図３に示す光走査装置２０は、タンデム式の書込み光学系であり、走査レンズ方式を採用しているが、走査レンズ方式、走査ミラー方式のいずれでもよい。図４には、光走査装置２０の入射光学系を示す。
【００４１】
光走査装置２０は、主走査線偏向手段たるポリゴンスキャナ１３０、各種の反射ミラー、各種のレンズ等の光学素子を備えている。ポリゴンスキャナ１３０は、光走査装置２０の略中央に配置されている。そして、図示しないポリゴンモータのモータ回転軸に固定された上段ポリゴンミラー２６と下段ポリゴンミラー２７とを有している。かかる構成のポリゴンスキャナ１３０は、その周囲が防音ガラス１２０によって囲まれている。
【００４２】
図２に示すように、ポリゴンスキャナ１３０の図中右側には、Ｍ用の光学系と、Ｋ用の光学系とが配設されている。ポリゴンスキャナ１３０の図中左側には、Ｙ用の光学系と、Ｃ用の光学系とが配設されている。ＹＣ用の光学系は、ポリゴンモータの回転軸を中心にしてＫＭ用の光学系と点対称の関係となる構成になっている。
【００４３】
図３、図４に示すように、光走査装置２０には、各感光体１０Ｋ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙにそれぞれ対応する光ビームＬｋ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｙを射出する複数の光ビーム発射手段たる光源ユニット２１Ｋ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙを備えている。光源ユニット２１Ｋ、２１Ｍは、同位置に配置され、高さ方向に離れている。同様に、光源ユニット２１Ｃ、２１Ｙは、同位置に配置され、高さ方向に離れている。各光源ユニット２１は、少なくとも光源たる半導体レーザＬＤとコリメートレンズ２１ａとを備えている。
【００４４】
また、光源ユニット２１Ｋ、２１Ｍは、図４に示すように、半導体レーザＬＤが取り付けられている同一の制御基板２２ＫＭで保持するようにするとよい。同様に、光源ユニット２１Ｃ、２１Ｙは、半導体レーザＬＤが取り付けられている同一の制御基板２２ＹＣで保持するようにするとよい。
【００４５】
光源ユニット２１からポリゴンスキャナ１３０までの光ビームの光路上には、それぞれ光学素子たる、結像レンズ（シリンダレンズ）２４Ｋ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｙが配設されている。図示しないが、光源ユニット２１からポリゴンスキャナ１３０までの光ビームの光路上には、反射ミラーを用いてもよい。また、ポリゴンスキャナ１３０から被照射体である感光体１０までの光路上には、図２に示すように、それぞれ光学素子たる、走査レンズ（ｆθレンズ）２８ａ、２８ｂ、第１ミラー３１Ｋ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｙ、第２ミラー３２Ｋ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｙ、第３ミラー３３Ｋ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｙ、および長尺レンズ３０Ｋ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙが配置されている。
【００４６】
図３の図中右下方には、Ｋ色とＭ色の走査ビームＬｍ、Ｌｋの先端を検知するビーム検知手段たる先端ビーム検知ユニット３００ＫＭが設けられている。また、図中右上方には、Ｋ色とＭ色の走査ビームＬｍ、Ｌｋの後端を検知するビーム検知手段たる後端ビーム検知ユニット３０１ＫＭが設けられている。また、ポリゴンモータの回転軸を中心にしてＭ、Ｋ用先端ビーム検知ユニット３００ＫＭと点対称となる位置（図中左上方）には、Ｃ、Ｙ用先端ビーム検知ユニット３００ＹＣが設けられている。同様に、ポリゴンモータの回転軸を中心にしてＭ、Ｋ用後端ビーム検知ユニット３０１ＫＭと点対称となる位置（図中左下方）には、Ｃ、Ｙ用後端ビーム検知ユニット３０１ＹＣが設けられている。
【００４７】
先端ビーム検知ユニット３００ＫＭ、３００ＹＣは、主走査線偏向手段たるポリゴンスキャナ１３０によってそれぞれ偏向せしめられた後の走査ビームを検知して書込み開始位置を検知する書込み開始位置検知用であり、後端ビーム検知ユニット３０１ＫＭ、３０１ＹＣは、ポリゴンスキャナ１３０によってそれぞれ偏向せしめられた後の走査ビームを検知して書込み終端位置を検知する書込み終端位置検知用である。詳しくは、先端ビーム検知ユニット３００ＫＭ、３００ＹＣは主走査同期検知手段および/または副走査ビーム位置検知手段となり、ビームの主走査同期および/または副走査検出が行われる。また、後端ビーム検知ユニット３０１ＫＭ、３０１ＹＣにより、光走査装置としての主走査倍率および/または走査線傾きを計測することができる。なお、ビーム検知ユニットの詳細については後述する。
【００４８】
Ｋ用の光源ユニット２１Ｋから発射された光ビームは、図示しないアパーチャを通過して、所定の形状の光ビームＬｋが形成される。このアパーチャを通過した光ビームＬｋは、結像レンズ２４Ｋ（シリンダレンズ）に入射して光ビームの面倒れを補正する。結像レンズ２４Ｋを通過した光ビームＬｋは、防音ガラス１２０を通過して主走査線偏向手段たるポリゴンスキャナ１３０の上段ポリゴンミラー２６の側面に入射する。上段ポリゴンミラー２６の側面に光ビームＬｋが入射すると、この光ビームが主走査線方向に偏向走査される。ポリゴンミラー２６で偏向走査された光ビーム（走査ビーム）Ｌｋは、再び防音ガラス１２０を通過して走査レンズ２８ａ（ｆθレンズ）によって集光される。走査レンズ２８ａによって集光されたＫ色の走査ビームＬｋは、感光体１０Ｋ上への走査に先立って折り返しミラー３０２ＫＭにより反射され、先端ビーム検知ユニット３００ＫＭに入射して検知される。
【００４９】
先端ビーム検知ユニット３００ＫＭが走査ビームＬｋを検知すると、同期信号が出力され、同期信号に応じて、画像データに基づいて変換された光源信号の出力のタイミングが調整される。入力された画像データに基づいて発光した光ビームＬｋは、上述同様、結像レンズ２４Ｋなどを通過して、上段ポリゴンミラー２６に走査されて、走査レンズ２８ａに入射する。走査レンズ２８ａに入射した走査ビームＬｋは、図２に示すように、長尺レンズ３０Ｋを通過した後、第１〜第３ミラー３１Ｋ、３２Ｋ、３３Ｋを介して被走査面である感光体１０Ｋ表面に導かれ、感光体１０Ｋに照射される。感光体１０Ｋ上の走査後、走査ビームＬｋは、折り返しミラー３０３ＫＭにより反射され、後端ビーム検知ユニット３０１ＫＭに入射して検知される。
【００５０】
Ｍ用の光源ユニット２１Ｍから発射された光ビームＬｍも、結像レンズ２４Ｍなどを通過して下段ポリゴンミラー２７に走査される。下段ポリゴンミラー２７に走査されたＭ色用の走査ビームＬｍは、走査レンズ２８ａを通過した後、感光体１０Ｍ上への走査に先立ってＫ用と同一の折り返しミラー３０２ＫＭにより反射され、先端ビーム検知ユニット３００ＫＭに入射して、同期信号を出力する方法をとってもよいが、Ｋ用の光ビームと重なってしまうため、Ｋ用の同期信号を、Ｍ用にも用いる方が良い。そして、同期が取れて発射された画像データに基づく光ビームＬｍが、結像レンズ２４Ｍ、下段ポリゴンミラー２７、走査レンズ２８ａ、第１ミラー３１Ｍ、長尺レンズ３０Ｍ、第２、第３ミラ−３２Ｍ、３３Ｍを通って、被走査面である感光体１０Ｍ表面に導かれて感光体１０Ｍに照射される。感光体１０Ｍ上の走査後、走査ビームＬｍは、Ｍ用と同一の折り返しミラー３０３ＫＭにより反射され、後端ビーム検知ユニット３０１ＫＭに入射して検知される。すなわち、主走査線偏向手段であるポリゴンスキャナ１３０によって偏向された後の走査ビームを、Ｋ用と同一のビーム検知手段である先端ビーム検知ユニット３００ＫＭおよび後端ビーム検知ユニット３０１ＫＭに入射させる。
【００５１】
Ｙ用の光源ユニット２１Ｙから発射された光ビームＬｙは、結像レンズ２４Ｙなどを通過して上段ポリゴンミラー２６に走査される。上段ポリゴンミラー２６に走査されたＹ色用の走査ビームＬｙは、走査レンズ２８ｂを通過した後、感光体１０Ｙ上への走査に先立って折り返しミラー３０２ＹＣにより反射され、先端ビーム検知ユニット３００ＹＣに入射して、同期信号が出力される。そして、同期が取れて発射された画像データに基づく光ビームＬｙが、結像レンズ２４Ｙ、上段ポリゴンミラー２６、走査レンズ２８ｂ、長尺レンズ３０Ｙ、第１〜第３反射ミラー３１Ｙ、３２Ｙ、３３Ｙを通って、被走査面である感光体１０Ｙ表面に導かれて感光体１０Ｙに照射される。感光体１０Ｙ上の走査後、走査ビームＬｙは、折り返しミラー３０３ＹＣにより反射され、後端ビーム検知ユニット３０１ＹＣに入射して検知される。
【００５２】
Ｃ用の光源ユニット２１Ｃから発射された光ビームＬｃは、結像レンズ２４Ｃなどを通過して下段ポリゴンミラー２６に走査される。下段ポリゴンミラー２６に走査されたＣ色用の走査ビームＬｃは、走査レンズ２８ｂを通過した後、感光体１０Ｃ上への走査に先立ってＹ用と同一の折り返しミラー３０２ＹＣにより反射され、先端ビーム検知ユニット３００ＹＣに入射して、同期信号を出力する方法をとってもよいが、Ｙ用の光ビームと重なってしまうため、Ｙ用の同期信号を、Ｃ用にも用いる方が良い。そして、同期が取れて発射された画像データに基づく光ビームＬｃが、結像レンズ２４Ｃ、下段ポリゴンミラー２７、走査レンズ２８ｂ、第１ミラー３１Ｃ、長尺レンズ３０Ｃ、第２、第３ミラ−３２Ｃ、３３Ｃを通って、被走査面である感光体１０Ｃ表面に導かれて感光体１０Ｃに照射される。感光体１０Ｃ上の走査後、走査ビームＬｃは、Ｙ用と同一の折り返しミラー３０３ＹＣにより反射され、後端ビーム検知ユニット３０１ＹＣに入射して検知される。すなわち、主走査線偏向手段であるポリゴンスキャナ１３０によって偏向された後の走査ビームを、Ｙ用と同一のビーム検知手段である先端ビーム検知ユニット３００ＹＣおよび後端ビーム検知ユニット３０１ＹＣに入射させる。
【００５３】
Ｋ用（主）の同期信号をＭ用（従）でも使用し、Ｙ用（主）の同期信号をＣ用（従）でも使用したが、部品公差や取付公差などにより、従の光ビームが主走査方向にレジストがずれることはあるが、例えば、中間転写ベルト上の位置ずれ検知パターンを検知し、補正する一般的な色合わせ機構により補正は可能である。また、主従これらの関係が逆転しても可である。
【００５４】
ところで、この例では、２つの光ビーム発射手段である光源ユニット２１Ｋ、２１Ｍが、光ビームＬｋ、Ｌｍを同一の方向を向けて発射するように配置されている。すなわち、図３に示すように、２つの光ビーム発射手段である光源ユニット２１ＫＭから発射された光ビームＬｋｍが主走査線偏向手段であるポリゴンスキャナ１３０に入射するときの入射光線Ｌｋｍが、被走査面Ｓである感光体１０表面の法線Ｔとなす角度を入射角度θとする。すると、光源ユニット２１ＫＭから発射された２つの光ビームＬｋｍの入射角度θが同一となるように、光源ユニット２１ＫＭと、それら光源ユニット２１ＫＭからポリゴンスキャナ１３０までの光ビームＬｋｍの光路上に設けられた光学素子（この例では結像レンズ２４ＫＭ）のいずれか一方、または双方を配置する。
【００５５】
他方、別の２つの光ビーム発射手段である光源ユニット２１Ｙ、２１Ｃが、光ビームＬｙ、Ｌｃを同一の方向を向けて発射するように配置されている。すなわち、図３に示すように、２つの光ビーム発射手段である光源ユニット２１ＹＣから発射された光ビームＬｙｃが主走査線偏向手段であるポリゴンスキャナ１３０に入射するときの入射光線Ｌｙｃが、被走査面Ｓである感光体１０表面の法線Ｔとなす角度を入射角度θとする。すると、別の２つの光源ユニット２１ＹＣから発射された２つの光ビームＬｙｃの入射角度θが同一となるように、光源ユニット２１ＹＣと、それら光源ユニット２１ＹＣからポリゴンスキャナ１３０までの光ビームＬｙｃの光路上に設けられた光学素子（この例では結像レンズ２４ＹＣ）のいずれか一方、または双方を配置する。
【００５６】
次に、ビーム検知手段である先端ビーム検知ユニット３００ＫＭ、ＹＣおよび後端ビーム検知ユニット３０１ＫＭ、ＹＣユニットについて説明する。これらのビーム検知ユニットは、すべて同一の構成であるので、ここでは、単にビーム検知ユニット３００として説明する。
【００５７】
図５には、ビーム検知手段であるビーム検知ユニット３００の構成を示す。
ビーム検知ユニット３００は、図５に示すように、受光素子たるフォトダイオードＰＤと同期光学素子３００ｂとを有し、これらフォトダイオードＰＤと同期光学素子３００ｂと、図示しない信号発生回路基板が、同期素子保持部材３００ｃに保持されている。同期光学素子３００ｂは、ビーム検知ユニット３００に入射した走査ビームを副走査線方向に偏向させるもので、受光素子を小さくすることができる。同期光学素子３００ｂ（プリズム）の代わりに、集光レンズを用いて走査ビームを集光させてもよい。ただし、同期光学素子として、集光レンズを用いた場合、集光レンズの集光位置に受光素子ＰＤを配置すると、副走査線方向の検知ができなくなる。よって、集光レンズの集光位置と受光素子ＰＤの配置位置とが異なるように、配置する。
【００５８】
この例のビーム検知ユニット３００は、上述したように、同期信号検知機能の他に、走査ビームの副走査線位置を検知する機能も有している。このため、フォトダイオードＰＤの数や配置、形状などを工夫して、ビーム検知ユニット３００が、走査ビームの副走査線方向の位置に応じて、異なる信号を生じさせるようにしている。以下に、具体的に説明する。
【００５９】
図６には、走査ビームの副走査線方向の位置を検知する機能を備えたビーム検知ユニットの一例を示す。なお、図６の左側は、先端ビーム検知ユニット３００を示しており、図中右側は、後端ビーム検知ユニット３０１を示している。
【００６０】
図に示すようにビーム検知ユニット３００（３０１）は、第１受光素子たるフォトダイオードＰＤ１（ＰＤ１’）の受光面は走査ビームに直交し、第２受光素子たるフォトダイオードＰＤ２（ＰＤ２’）の受光面はフォトダイオードＰＤ１（ＰＤ１’）の受光面に対して傾いている。この傾き角をα１とする。１対のフォトダイオード間、すなわちフォトダイオードＰＤ１とＰＤ２との間、または、フォトダイオードＰＤ１’とＰＤ２’との間を走査ビームＬ１が通過する時間Ｔ１と、走査ビームＬ１からΔＺ副走査線方向にずれた走査ビームＬ２が通過する時間Ｔ２とが異なる。すなわち、走査ビームの副走査線方向の位置に応じて、フォトダイオードＰＤ１（ＰＤ１’）が走査ビームを検知して検知信号を出力してから、フォトダイオードＰＤ２（ＰＤ２’）が走査ビームを検知して検知信号を出力するまでの時間を異ならせたのである。そして、時間Ｔ１、Ｔ２の時間差（Ｔ２−Ｔ１）を求めることにより、走査ビームＬ２の走査ビームＬ１に対する副走査方向の相対的な位置ずれを算出することができる。すなわち、副走査方向の相対的なドット位置ずれΔＺは、ＰＤ１とＰＤ２との各受光面間のなす角度α１と、時間差Ｔ２−Ｔ１が既知であるので、計算により容易に求めることができる。
【００６１】
このようにして、ビーム検知ユニット３００（３０１）で検知された副走査方向の相対的なドット位置ずれ、すなわち副走査方向補正量ΔＺを、後述する副走査線補正手段により補正する。
【００６２】
また、先端ビーム検知ユニット３００のフォトダイオードＰＤ１と後端ビーム検知ユニット３０１のフォトダイオード間ＰＤ１’との間を走査ビームが通過するに要する時間Ｔ０の変動を検知することにより、主走査方向の倍率変動をモニタすることも可能である。
【００６３】
なお、上述においてはフォトダイオードを用いたビーム検知ユニットを示したが、ビーム位置を検知できるものであればこれ以外の受光素子でもよく、例えばラインＣＣＤを用いてもよい。
【００６４】
このように、各ビーム毎に２ヶ所の測定を行うことで、倍率だけでなく、像担持体を基準としたときの主走査方向一端側の書込み位置を、各ビームとも（走査先端／後端に関わらず）ダイレクトに測れることになる。
【００６５】
この例においては、１つのビーム検知ユニット３００（３０１）で、複数の走査ビームに関してそれぞれ副走査線の位置を検知できるように、走査ビームが異なるタイミングでビーム検知ユニット３００（３０１）で入射するように構成されている。
【００６６】
以下に、先の図３を用いて説明する。
Ｋ、Ｍの光源ユニット２１から、光ビームＬｋ、Ｌｍが発射され、光ビームＬｋ、Ｌｍはポリゴンミラー２６、２７へ同一の角度で入射するため、ポリゴンミラー２６、２７によってそれぞれ走査された走査ビームＬｋ、Ｌｍは、走査レンズ２８ａを通過し、折り返しミラー３０２ＫＭに入射して、先端ビーム検知ユニット３００ＫＭに同時刻に到達することになる。このため、副走査線方向の色ずれ補正実施時において、Ｋ、Ｍのどちらかの光源ユニット２１のうち選択的に一方の光源ユニット２１から光ビームを発射するようにすることで、所望の副走査線方向の位置ずれを検知することができる。
Ｙ、Ｃにおいても同様である。
【００６７】
なお、この例以外に、折り返しミラー３０２（３０３）に反射させずに、走査レンズ通過後の走査ビームが直接ビーム検知ユニット３００（３０１）に入射する位置にビーム検知ユニット３００（３０１）を配置してもよい。
【００６８】
また、走査ビームをそれぞれ異なる折り返しミラーに反射させて、ビーム検知ユニット３００（３０１）に入射させることも可能である。しかし、折り返しミラーが異なると、ミラーの取り付け誤差が生じてしまい、ビーム検知ユニット３００（３０１）の受光素子へのビームスポット径が異なってしまい、好ましくない。また、走査レンズ２８ａ、２８ｂを通過していない走査ビームをビーム検知ユニット３００（３０１）に入射させるようにしてもよい。
【００６９】
また、図７に示すように、光走査装置２０は、後述する色ずれ補正実施時に、図２に示すように筐体１００で保持する防塵ガラス３４Ｋ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｙを遮蔽して、走査ビームが感光体１０Ｋ〜１０Ｙに照射しないようにするシャッタ４００を有している。なお、シャッタ４００の機構は、Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙで同じであるので、以下の説明では、Ｙ色の防塵ガラス３４Ｙを遮蔽するシャッタ４００Ｙについて、説明する。
【００７０】
シャッタ４００Ｙは、防塵ガラス３４Ｙと平行に移動可能となっている。図に示すように、シャッタ４００Ｙの一端には、歯４００ａが設けられている。歯４００ａには、ギア４００ｂが噛み合っており、このギア４００ｂには図示しない駆動手段が接続されている。色ずれ補正実施時は、図に示すようにシャッタ４００Ｙが防塵ガラス３４Ｙと対向させて、シャッタ４００Ｙを閉じた状態にしてビームを遮蔽して、ビームが感光体１０Ｙに照射しないようにしている。これにより、色ずれ補正実施時は、ビームが感光体１０Ｙに照射されなくなり、感光体１０Ｙの光による劣化を抑制することができる。
【００７１】
感光体表面に潜像を形成するときは、図示しない駆動手段を駆動させて、ギア４００ｂを図中時計回りに回転させる。すると、ギア４００ｂと噛み合っている歯４００ａを介してシャッタ４００Ｙが図中右側へ移動する。シャッタ４００Ｙが防塵ガラス３４Ｙと対向しなくなり、シャッタ４００が開いた状態となったら、駆動手段を停止して、シャッタ４００Ｙの移動を停止する。感光体表面への潜像形成が終了したタイミングや、画像形成ジョブが終了したら、駆動手段を駆動させてギア４００ｂを図中反時計回りに回転させる。
【００７２】
ギア４００ｂが図中反時計回りに回転すると、シャッタ４００が図中左側に移動して、防塵ガラス３４Ｙと対向させてシャッタ４００Ｙを閉じる。シャッタ４００Ｙが閉じたら、駆動手段を停止する。このように、画像形成時以外のときは、シャッタ４００Ｙを閉じて、シャッタ４００Ｙで防塵ガラス３４Ｙを覆うことで、防塵ガラス３４Ｙに埃やチリなどの異物の付着を抑制することができる。これにより、画像に白ぽちなどの異常画像が生じるのを抑制することができる。
【００７３】
副走査方向の単色画像の色ずれ（相対ずれ）補正方法を以下に示す。
光走査装置内のポリゴンモータの発熱や、環境温度の変化により各光学素子間の位置および角度等微妙に変化することで、感光体への副走査方向の走査位置が変化し色ずれが発生してしまう。このように、温度によって色間のレジストの変化（各色の単色画像の間における相対的なずれ（相対ずれ））は大きく変化し、画像の劣化を招いている。
【００７４】
色ずれ補正方法として、色ズレ検出用パターンを転写部材等に形成し、読取センサにてこのパターンを検出して、色ズレ量を測定し、画像書き込みタイミングを調整して色ズレを低減する装置がすでに提案されている。すなわち、この補正方式は、カラー画像形成装置の機内温度の変化や当該装置に外力が加わることにより、各画像形成ユニット自身の位置や大きさ、さらには画像形成ユニット内の部品の位置や大きさが微妙に変化する。これに起因するカラーレジずれを検出し、これを補正するものである。しかし、色ずれ量の算出量を確かなものにするため、複数のパターンを計測して平均を取るためある程度の時間を有することと、トナーを無駄に消費する。このため、プリント枚数ごとに実行することはできず、約２００枚程度ごとに行っているのが現状である。この実行タイミングでは、上記のようにポリゴンモータの発熱により徐々に色間のレジストがずれて画像の劣化を発生してしまう。
【００７５】
そこで、前述の光走査装置２０から照射するビームについてビーム検知ユニット３００、３００１をビーム出射位置に配置し、照射ビームを正確に検出する。そして、その検出結果に基づいて色間レジストの色ずれを経時的に補正する。
【００７６】
図８には、この補正を行う色ずれ補正手段のブロックを示す。
図８において、検出モード時に色ずれ検知用センサ３３０からの検知信号、ビーム検知ユニット３００、３０１から検知信号がインターフェイスＩ／Ｆ３４０を介してＣＰＵ３４１に入力され、その信号から得られた色ずれ補正値（副走査線方向の位置ずれ量ΔＺ）がメモリ手段であるメモリ３４２に格納される。そして、ＣＰＵ３４１は、メモリ３４２に格納された情報や各検知センサの検知信号に基づいて、色ずれ補正量を算出し、算出した色ずれ補正量に基づいて、インターフェイスＩ／Ｆ３４０を介してＬＤの発光タイミングを制御したり、副走査線方向偏向素子を制御したりする。
【００７７】
まず、色ずれ検出パタ−ンを作成し、副走査方向のビーム位置の設定値を算出する。図９に、設定値を算出手順の一例を示す。
【００７８】
色ずれ検出パタ−ン動作開始時に、各ビームの主走査同期を検出した後（Ｓ１４）、副走査方向のビーム位置をビーム検知ユニット３００もしくはビーム検知ユニット３００，３０１で測定する（Ｓ１５）。測定回数は、ポリゴンミラー１回転内でミラーの面倒れが異なるので、正確には１面ごとに微小に変化し、センサの読取り誤差等によるばらつきがある。よって、ポリゴンミラー面数（１回転）×ｎ（整数倍）とすることで正確に副走査方向のビーム位置を測定できる。
【００７９】
ついで、この測定した各色の副走査方向のビーム位置と色ずれパターンを読取り（Ｓ１７）、基準色に対して各色ずれの補正値を算出する（Ｓ１８）。詳しくは、基準色（例えば黒色）の単色画像における副走査線ビーム位置およびその時間を基準とし、各色（基準色以外の色、ここではイエロ、シアン、マゼンタ）の書込みタイミング遅延時間と光走査装置２０の副走査方向のビーム位置の設定値とを算出してメモリに記憶する。この副走査ビーム位置設定値は、測定した副走査ビーム位置と色ずれ計算し、１ライン以下の補正値を足した値とする。
【００８０】
次に、通常のプリント動作時などの所定のタイミングに走査装置２０の副走査ビーム位置を測定し、前述のメモリに格納した副走査ビーム位置設定値と比較して、色ずれ補正する。
以下、ビーム検知ユニット３００（３０１）による走査ビームの副走査線方向の位置の検知結果に基づいて、色ずれ補正を行う手順について説明する。
【００８１】
図１０に示すように、プリント動作がスタートし、ポリゴンモータに駆動電圧を印加し（ポリゴンスタート）、ロック信号が検知される（ポリゴンロック）。ポリゴンロックを検知したら、ＫＹレーザ発光素子ＬＤを発光させて、先端ビーム検知ユニット３００ＫＭ、３００ＹＣで主走査方向の画像開始位置のための同期検知を行い、ＫＹは画像形成を開始する。ＭＣは、ＫＹ同期検知信号から画像形成開始タイミングを算出し、画像形成を開始するが、このとき、例えば中間転写ベルト上の位置ずれ検知パターンを検知し、主走査レジスト補正する一般的な色合わせ機構により、あらかじめ補正された画像形成開始タイミングを用いるとなおよい。
【００８２】
一方、画像形成時に常にＫＹ同期検知は継続的に行っているが、その際、先端ビーム検知ユニット３００ＫＭ、３００ＹＣ、後端ビーム検知ユニット３０１ＫＭ、３０１ＹＣで副走査方向のＫＹ光ビーム位置を検知する。そして、画像形成が終了した後、メモリに格納した副走査ビーム位置設定値と、測定値とから、色ずれ補正量ΔＺを算出し、副走査ビーム位置を補正する。なお、測定値は、ポリゴンミラーの面数（１回転）の整数倍分サンプリングを行い、それぞれ色ずれ補正量ΔＺを算出して、その平均位置に基づいて色ずれ補正を行ってもよい。また、色ずれ補正を、主走査線偏向手段の１走査を単位として行ってもよいし、主走査線偏向手段の１走査より細かい分解能を単位として副走査線方向の補正を行ってもよい。色ずれ補正を、主走査線偏向手段の１走査を単位として補正する場合は、ＬＤの発光のタイミングを補正することで、色ずれ補正を行う。また、色ずれ補正量を、ビーム検知ユニット３００、３０１のいずれかで検知された結果をもとに算出してもよい。また、ビーム検知ユニット３００、３０１でそれぞれ算出された色ずれ補正量ΔＺの平均値に基づいて色ずれ補正を行ってもよい。しかし、ビーム検知ユニット３００、３０１でそれぞれ算出された色ずれ補正量ΔＺの平均値に基づいて色ずれ補正を行う方が好ましい。これは、ビーム検知ユニット３００、３０１のいずれかで検知された結果をもとに算出した色ずれ補正量ΔＺに基づいて補正した場合、走査ビームの開始位置および終了位置のいずれか一方は、設定位置にあわせることができるが他方は、設定位置から大きく離れてしまう。その結果、開始位置および終了位置のいずれか一方の色ずれが大きくなる不具合が生じてしまう。一方、ビーム検知ユニット３００、３０１でそれぞれ算出された色ずれ補正量ΔＺの平均値に基づいて色ずれ補正を行った場合は、走査ビームの中央が設定位置に合う。そして、開始位置および終了位置は、それぞれ同じ量分設定位置からずれるが、ビーム検知ユニット３００、３０１のいずれかで検知された結果をもとに算出した色ずれ補正量ΔＺに基づいて補正した場合に比べて走査ビームの開始位置および終了位置いずれも設定位置から大幅にずれることがない。これにより、ビーム検知ユニット３００、３０１のいずれかで検知された結果をもとに算出した色ずれ補正量ΔＺに基づいて補正した場合に比べて、傾きによる色ずれを抑制することができる。また、主走査方向の画像開始位置のための同期検知をＫＹでおこなったが、ＫをＭに置き換えても、ＹをＣに置き換えてもよい。
【００８３】
また、図１１に示すように、次ＪＯＢや次ページがある場合は、主走査方向の画像開始位置のための同期検知する光ビームを変更するかの判断を加えてもよい。
【００８４】
また、図１２に示すように、次ＪＯＢや次ページがある場合は、主走査方向の画像開始位置のための同期検知する光ビームを変更するかの判断を加えて、ＫをＭに置き換えても、ＹをＣに置き換えることで、ＫＭＣＹの副走査方向の光ビームを検知することができ、色ずれ補正量ΔＺに基づいて色ずれ補正を行うことができる。
【００８５】
副走査線方向偏向手段について説明する。
図１３〜図１６に、副走査線方向偏向手段の構成例を示す。
副走査線方向偏向手段は、液晶からなる液晶光学素子１４０と液晶光学素子１４０に電圧を印加する制御回路１４１との組合せ（図１３）からなっている。液晶光学素子１４０は、光ビームを射出する光源と主走査線偏向手段（ポリゴンスキャナ１３０）との間、またはポリゴンスキャナ１３０と走査レンズ２８ａ、２８ｂとの間に液晶光学素子１４０を配置する。例えば、図１４に示すように、光走査装置２０内の構成物の一部（光源たるＬＤ、コリメートレンズ２１ａ、偏向手段たるポリゴンミラー２６、液晶光学素子１４０、制御回路１４１、走査レンズ２８の配置関係を示している。液晶光学素子１４０は、偏向手段たるポリゴンミラー２６と走査レンズ２８との間に配置されている。ポリゴンミラー２６により偏向走査される光ビームは液晶光学素子１４０により図中Ｄ方向（副走査方向）にビーム位置の補正が可能である。
【００８６】
液晶光学素子１４０の例としては、図１５に示すように、電極を有する基板１４２，１４３および液晶層１４５からなるものが挙げられる。これにより、制御回路１４１から電極に所定の電位差を印加することで、液晶層１４５にプリズム作用を生じさせ、入射するビームを所定位置に平行移動させることで、副走査方向にビーム位置を修正することができる。
【００８７】
また、液晶光学素子１４０の他の例としては、図１６に示すように、液晶層１４５と液晶層１４５のビーム入射側に設けられる電極１４６、１４７からなるものが挙げられる。これにより、制御回路１４１から電極に所定の電位差を印加することで、凸レンズのレンズ作用を生じさせ、ビームを屈折させることで、副走査方向にビーム位置を修正することができる。
【００８８】
また、特開２００４−４１９１号公報に開示されている副走査線方向偏向手段を利用するものである。すなわち、光ビームを透過し、主走査方向の軸と平行な軸で回転可能に設置された平行平板１５０を使用する。光ビームを射出する光源ＬＤとポリゴンミラー２６との間、またはポリゴンミラー２６と走査レンズ２８との間に平行平板１５０を配置する。回転により傾いた平行平板１５０に光ビームを入射させることにより、副走査方向のビーム位置の補正が可能である（図１７）。
【００８９】
図１８は平行平板１５０を含む副走査線方向偏向手段の一部構成を示し、図１９はその副走査線方向偏向手段を斜めから見て示した図である。
副走査線方向偏向手段は、偏芯カム１５１、ステッピングモータ等のアクチュエータ１５２、平行平板突き当て面１５３、板ばね１５４、回転軸１５９、平行平板１５０から構成されている。平行平板１５０は、平行平板１５０の下側２ヶ所を受け部の突起に突き当たり、上側は偏芯カム１５１によって固定され、反対側から板ばね１５４によって加圧されている。偏芯カム１５１にはアクチュエータ１５２が取り付けられ、この回転駆動により偏芯カム１５１が回転し、平行平板１５０の上側の突き当て位置を動かすことにより、矢印の方向に平行平板１５０が回転する。このとき、回転中心は下側の突き当て面（２ヶ所）を通過する軸となる。なお、回転中心は、光軸上になくてもよい。
【００９０】
図２０は、副走査線方向偏向手段の他の例を示すものであり、偏芯カム軸にフィラーを設けたものである。この場合は、偏芯カム軸にフィラーを取り付け、そのフィラーを動かすことによって偏芯カム１５１を回転させ、平行平板１５０を回転させる。副走査線方向偏向手段によっても、傾いた平行平板１５０に入射した光ビームは、入射光ビームと平行でかつ副走査方向にずれて出射され、その軸ずれ量は平行平板１５０の回転角に比例して増加する関係となる。
【００９１】
また、この平行平板１５０に代えて、図２１に示すように、断面形状が台形であるプリズム１６０を配置してもよい。この場合、プリズム１６０を副走査方向（図中上下方向）の所定位置に平行移動させることにより副走査方向のビーム位置の補正を行う。なお、プリズム１６０周りのアクチュエータの構成は前記平行平板のアクチュエータを利用するものでよい。
【００９２】
また、特開２００３−３３０２４３号公報に開示されている副走査線方向偏向手段を利用するものである。すなわち、図２２に示すように、レーザ発光素子ＬＤは、ＬＤユニット（光学素子ユニット）２１として、カップリング光学系であるコリメートレンズ２１ａとともに保持部材２１ｂに保持されている。レーザ発光素子ＬＤから出射された光ビームＢは、コリメートレンズ２１ａおよびポリゴンミラー２６との間に配設されているアパーチャ２１ｃとシリンダレンズ２４を通して、ポリゴンミラー２６に照射される。このＬＤユニット２１は、ポリゴンミラー２６および感光体１０に光ビームＢを照射させる他の光学素子を保持して光学ユニットを構成する筐体１００に対して、回転可能に取り付けられている。また、ＬＤユニット２１の回転中心軸ＯＳと光ビームＢの光軸が、主に主走査方向に所定のずれを有する状態で取り付けられている。さらに、ポリゴンミラー２６の偏向位置でＬＤユニット２１の回転中心軸ＯＳとビーム光軸を略一致させている。
【００９３】
また、ＬＤユニット２１は、図２３に示すように、その主走査方向側の一端部側にビーム位置調整モータ２１ｅのリードスクリュウ２１ｆが係合している。ビーム位置調整モータ２１ｅが回転すると、リードスクリュウ２１ｆが回転する。すると、ＬＤユニット２１が回転中心軸ＯＳを中心として、図２３に矢印で示すように回転する。
【００９４】
ついで、ＬＤユニット２１が回転中心軸ＯＳを中心として回転する。すると、図２４に示すように、レーザ発光素子ＬＤとカップリング光学系を保持する保持部材２１ｂからなるＬＤユニット２１が副走査方向に変位する。これにより、レーザ照射位置が移動する。
【００９５】
その結果、図２５に示すように、レーザ発光素子ＬＤから出射された光ビームＢが、感光体１０上では、回転中心を中心にして、副走査方向に移動して、ビーム照射位置が変位する。このように、ＬＤユニット２１を回転中心軸ＯＳを中心に回転させることで、繰り返し安定性を向上させることができ、色ずれを高精度に補正することが可能となる。
【００９６】
＜傾き補正＞
各色の単色画像における走査線傾きは、装置全体の設置状態や環境温度等により変動し副走査方向の色ずれとなってしまう。
従来の補正方法としては、前述の色ずれの検出パターンを中間転写ベルト上に複数列（最低２列）作成し、その位置に対応した複数の位置ずれパターン検知センサ３３０により各色間の傾きによる色ずれを測定する。ついで基準色に対しての傾き量を算出し、この量に基づいて副走査線方向偏向手段によりビームの傾きを補正していた。詳しくは、各々の色毎にこの傾き量を補正する量とし、この量に基づいて偏向素子への印加電圧を求める。しかし、この電圧波形は、図２６のように一ライン走査中に変化する電圧であり、主走査の同期検知信号をトリガーにして偏向素子に繰返し供給することでビームの傾きを補正していた。
【００９７】
この例では、前記位置ずれパターン検知センサ３３０に代えて、ビーム検知ユニット３００、３０１を傾き検知手段として用い、この検知結果に基づいてビームの傾きを補正する。すなわち、ビーム検知ユニット３００、３０１それぞれで検知された２つの副走査線位置ずれ量に基づいて、単色画像の傾きを求め、その傾き量に応じて補正する。
【００９８】
または、前述のように、色ずれパターンを形成する前に、光走査装置からビームが出射する副走査方向のビーム位置をビーム検知ユニット３００および３０１を用い、走査先端と後端のビーム位置を測定する。上記の色ずれ検出パターンを読取りフォトセンサにより計測した傾き量を補正値として、走査先端および後端の狙いのビーム位置を計算する。これをメモリに記憶する。そして、通常のプリント動作において、この狙いのビーム位置になるように各偏向素子に補正電圧を同期検知信号をトリガーにして印加するようにしてもよい。この方式とした場合には、連続印刷時の機内温度上昇や環境変動による傾き変動にも対応することができる。
【００９９】
傾きの補正は、先端ビーム検知ユニット３００の測定結果に基づき算出した色ずれ量ΔＺと、後端ビーム検知ユニット３０１の測定結果に基づき算出した色ずれ量ΔＺとの差が１走査ラインよりも大きくなったら、１走査内の画情報を分割し、書込みタイミングを変更することで、走査線傾きが調整される。また、以下に記述する走査線傾き調整手段を用いて、傾きを調整してもよい。
【０１００】
図２７〜図２９に、走査線傾きを補正するための走査線傾き調整手段の構成例を示す。
これらは、特開２００４−２８７３８０号公報に開示されている傾き調整手段を利用するものである。ここでは、図２７に示すように、光走査装置２０に、長尺レンズ３０を副走査方向Ｂに矯正してビームによる感光体１０上における走査線の曲がりを補正する走査線曲がり補正手段７１と、長尺レンズ３０の全体を傾けてビームによる感光体１０上における走査線の傾きを補正する走査線傾き補正手段７２とを有した構成を示している。
【０１０１】
走査線曲がり補正手段７１を構成する部材の一部と走査線傾き補正手段７２を構成する部材の一部とは、保持部材６１に一体的に設けられている。なお、走査線曲がり補正手段７１と走査線傾き補正手段７２とはＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙの長尺レンズ３０Ｋ〜Ｙに対しても同様に別個に配設されており、これらを構成する部材の一部は保持部材６１に対すると同様に保持部材６２に一体的に設けられている。
【０１０２】
保持部材６１は、長尺レンズ３０を副走査方向Ｂから支持する、主走査方向Ａに長い支持部材６３と、支持部材６３との間で長尺レンズ３０を挟持する挟持部材６４とを有している。支持部材６３は、保持した長尺レンズ３０に当接し保持部材６１内における長尺レンズ３０の位置基準を形成する基準面６５を有している。
【０１０３】
支持部材６３と挟持部材６４とは、何れも断面をコの字型に曲げて曲げ強度向上させた板金であり、その平面を長尺レンズ３０に突き当てている。支持部材６３において長尺レンズ３０に突き当てた平面が基準面６５をなしている。長尺レンズ３０は、その一部が基準面に凸設されたピン８２により挟持されること等により、基準面６５上において支持部材６３に固定されている。
【０１０４】
支持部材６３と挟持部材６４との、長尺レンズ３０の長手方向すなわち方向Ａにおける両端部には、支持部材６３と挟持部材６４との間隔保持用の、長尺レンズ３０の厚みとほぼ同じ高さを有する角柱６６が配設されている。支持部材６３と角柱６６、及び挟持部材６４と角柱６６はそれぞれ、支持部材６３と挟持部材６４とで長尺レンズ３０を挟持した状態で、ネジ６７で締結されている。各角柱６６は支持部材６３と挟持部材６４とともに保持部材６１を構成している。なお、図２７において、ネジ６７は、挟持部材６４と角柱６６とを締結するもののみが図に表れている。
走査線曲がり補正手段７１については、説明を省略する。
【０１０５】
図２７に示すように、走査線傾き補正手段７２は、挟持部材６４と一体的に設けられ保持部材６１を傾けるように駆動するために次のような構成を有している。すなわち、保持部材傾斜手段、駆動手段としてのアクチュエータであるステッピングモータ９０と、走査線の傾きを検知する図示しない傾き検知手段とを有している。また、傾き検知手段（ビーム検知ユニット３００、３０１）が検知した走査線の位置ずれ量に対応する傾きに応じてステッピングモータ９０により保持手段６１を傾け、これにより長尺レンズ３０の全体を傾けて走査線の傾きを補正させるための図示しない制御手段としてのＣＰＵとを有している。
【０１０６】
図２８または図２９において、符号９１は、光走査装置２０の図示しないハウジングと一体化された、保持部材６１を支持するための不動部材としての長尺レンズホルダを示している。なお、不動部材は光走査装置２０のハウジング自体であっても良い。長尺レンズホルダ９１は、Ａ方向における長尺レンズ３０の中心に対応して、Ｃ方向に延在するように配設されたＶ溝９２を有している。
【０１０７】
走査線傾き補正手段７２は、Ｖ溝９２に載置された、Ｃ方向に長い支点部材としてのコロ９３を有している。保持部材６１は、コロ９３を介して、長尺レンズホルダ９１により、走査線の傾きを補正可能な方向に変位可能、具体的には搖動可能に支持されている。よってコロ９３と保持部材６１との当接部は、保持部材６１を傾ける際の支点４７を形成している。支点４７は、Ａ方向における長尺レンズ３０の中心位置にあり、長尺レンズ３０の光軸付近に位置している。
【０１０８】
長尺レンズホルダ９１がコロ９３のみを介して保持部材６１を支持すると保持部材６１が不安定となる。このため、走査線傾き補正手段７２は、支持部材６３と長尺レンズホルダ９１とに一体的に構成された弾性部材としての板ばね９４と、挟持部材６４と長尺レンズホルダ９１とに一体的に構成された弾性部材としての板ばね９５とを有する。そして、保持部材６１を、長尺レンズホルダ９１に対して走査線の傾きを補正可能な方向に搖動可能に支持させる。また、板ばね９４、板ばね９５の弾性力によりコロ９３に押圧して長尺レンズホルダ９１に対して安定させた状態で支持させる。
【０１０９】
板ばね９４はネジ９６により支持部材６３と長尺レンズホルダ９１とに一体化され、板ばね９５はネジ９７により挟持部材６４と長尺レンズホルダ９１とに一体化されている。ステッピングモータ９０は、ねじ９８により挟持部材６４に一体化されている。
【０１１０】
図２９に示すように、ステッピングモータ９０はステッピングモータシャフト９９を有している。長尺レンズホルダ９１の上面には突起部４３が凸設され、突起部４３の内側によって形成される溝部４４には、先端が球形状をなすとともに断面が小判型をなすナット４５が嵌合している。ステッピングモータシャフト９９には雄ねじが切られ、その先端部はナット４５に噛合している。ナット４５は溝部４４に嵌合することで固定され、ステッピングモータシャフト９９の回転時にも不動である。
【０１１１】
ＣＰＵは、傾き検知手段としてのビーム検知ユニット３００、３０１が検知した走査線の位置ずれ量に基づいてステッピングモータ９０を駆動するステップ数を算出し、ステッピングモータ９０を駆動するものである。テストパターンは、適時形成され、傾き検知手段の検知信号に基づくＣＰＵによるフィードバック制御に供されるようになっている。
【０１１２】
ＣＰＵがビーム検知ユニット３００、３０１による検知結果（副走査方向の相対的なドット位置ずれ、すなわち副走査方向補正量ΔＺ）に基づきステッピングモータ９０を駆動する。ステッピングモータ９０が駆動すると、ステッピングモータシャフト９９が回転し、保持部材６１は板ばね９４、９５の付勢力に抗して不動部材９１に対して変位する。すると、保持部材６１は支点４７を中心にしてγ回転することで傾く。ＣＰＵは、検知手段による検知結果に基づき、ステッピングモータ９０を駆動するフィードバック制御を行うため、走査線の位置ずれ、具体的に走査線の傾きは速やかに解消される。
【０１１３】
なお、光走査装置２０においては、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４つの色の中の１つを基準とし、この基準色の走査位置に略一致するように、基準色以外の走査光学系による走査ビームの走査位置を補正する。言い換えると、非基準色に対応するビームによる走査線を基準色に対応するビームによる走査線に一致させるとよい。相対的な走査線位置の補正を行なえば、色調の変化を十分に抑えた色再現性の高い画像を得ることができるためである。これにより、走査線曲がり補正手段７１、走査線傾き補正手段７２はＹ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各走査ビームの中の３つの走査ビームを調整するように配設すれば十分である。よって、それぞれの数が３つで済む。ここでは、基準色を黒色とするとよい。
【０１１４】
また、この例の偏向手段たるポリゴンミラー２６、２７は、複数の光源から発射されたビームをそれぞれ個別に偏向して、それぞれ別の感光体に光を走査させているが、これに限られない。光源それぞれに対応する偏向手段たるポリゴンミラーを設けてもよい。
【０１１５】
以上、この例の光走査装置によれば、各走査ビームを同一のビーム検知センサたるビーム検知ユニット３００（３０１）に入射させて、このビーム検知ユニット３００（３０１）で各ビームの副走査線方向の位置を検知する。これにより、各走査ビーム毎にビーム検知ユニットを設けるものに比べて、ビーム検知ユニットを少なくすることができる。これにより、走査ビーム毎にビーム検知ユニットを設けていたものに比べて、装置のコストを安価にして、光ビームの副走査線の位置を検知することができる。
【０１１６】
また、各走査ビームを、同一の折り返しミラーに反射させて、ビーム検知ユニットに入射させる。これにより、各走査ビームを別々の折り返しミラーに反射させて、ビーム検知ユニットに入射させるものに比べて、ビーム検知ユニットの受光素子に照射される各走査ビームのスポット径の誤差を少なくすることができる。
【０１１７】
また、この例によれば、走査ビームの走査開始位置を検知する走査開始用のビーム検知ユニット３００と、走査ビームの走査終了位置を検知する走査終了用のビーム検知ユニット３０１とを備えている。これにより、走査ビームの走査開始位置での走査ビームの副走査線方向の位置と、走査ビームの走査終了位置での走査ビームの副走査線方向の位置とを検知することができる。検知した走査ビームの走査開始位置での走査ビームの副走査線方向の位置と走査ビームの走査終了位置での走査ビームの副走査線方向の位置とを用いれば、走査ビームの傾きを検知することもできる。また、走査開始用のビーム検知ユニット３００が走査ビームを検知してから、走査終了用のビーム検知ユニット３０１が走査ビームを検知するまでの時間を計測すれば、主走査全体の倍率も測定することもできる。
【０１１８】
また、ビーム検知ユニットの検知結果に基づいて、副走査線方向の位置ずれ量ΔＺを算出し、この算出された位置ずれ量に基づいて、副走査線方向の位置ずれを補正する。これにより、中間転写ベルトに位置ずれ検知パターンを作像することなく、副走査線方向の位置ずれ補正を行うことができる。
【０１１９】
また、副走査線方向１走査を単位として位置ずれ補正することで、副走査線方向の色ずれを補正することができる。
【０１２０】
また、複数回前記ビーム検知ユニットで走査ビームの副走査線方向の位置を検知して、各検知結果に基づいてそれぞれ位置ずれ量を算出し、これら算出した位置ずれ量の平均値に基づいて位置ずれ補正を行うことで、ビーム検知ユニットの検出誤差等によるばらつきをなくし、精度よく副走査方向の位置ずれ補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】フルカラー画像形成装置における内部機構の要部構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に備える光走査装置の拡大構成図である。
【図３】その光走査装置の構成を下方から見て示す構成図である。
【図４】その光走査装置の入射光学系を示す斜視図である。
【図５】その光走査装置に備えるビーム検知手段であるビーム検知ユニットの構成図である。
【図６】走査ビームの副走査線方向の位置を検知する機能を備えたビーム検知ユニットの一例を示す構成図である。
【図７】光走査装置に備えるシャッタの構成および作動説明図である。
【図８】光走査装置に備える色ずれ補正手段のブロック図である。
【図９】色ずれ補正手段の色ずれ補正フロー図である。
【図１０】別の色ずれ補正フロー図である。
【図１１】さらに別の色ずれ補正フロー図である。
【図１２】またさらに別の色ずれ補正フロー図である。
【図１３】副走査線方向偏向手段の構成図である。
【図１４】副走査線方向偏向手段を備える光走査装置の構成図である。
【図１５】副走査線方向偏向手段を構成する液晶光学素子の構成例を示す図である。
【図１６】液晶光学素子の他の構成例を示す図である。
【図１７】液晶光学素子のさらに他の構成例を示す図である。
【図１８】平行平板を含む副走査線方向偏向手段の一部構成図である。
【図１９】その副走査線方向偏向手段の斜視図である。
【図２０】副走査線方向偏向手段の他の例を示す構成図である。
【図２１】副走査線方向偏向手段のまた他の例を示す構成図である。
【図２２】副走査線方向偏向手段のさらに他の例を示す構成図である。
【図２３】副走査線方向偏向手段のまたさらに他の例を示す構成図である。
【図２４】その副走査線方向偏向手段において、ＬＤユニットを回転中心軸を中心として回転したとき、レーザ照射位置が移動することを説明する説明図である。
【図２５】そのとき、光ビームが副走査方向に移動することを示す説明図である。
【図２６】偏向素子への印加電圧波形図である。
【図２７】走査線傾きを補正するための走査線傾き調整手段の構成例を示す斜視図である。
【図２８】その部分拡大図である。
【図２９】同じく部分拡大図である。
【符号の説明】
【０１２２】
２０    光走査装置
２１Ｋ、２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｃ    光源ユニット（光ビーム発射手段）
２２ＫＭ、２２ＹＣ    制御基板
２４ＫＭ、２４ＹＣ    結像レンズ（光ビーム発射手段から主走査線偏向手段までの光ビームの光路上に設けられた光学素子）
１３０    ポリゴンスキャナ（主走査線偏向手段）
３００ＫＭ、３００ＹＣ    先端ビーム検知ユニット（ビーム検知手段）
３０１ＫＭ、３０１ＹＣ    後端ビーム検知ユニット（ビーム検知手段）
３０２ＫＭ、３０２ＹＣ    折り返しミラー
３０３ＫＭ、３０３ＹＣ    折り返しミラー
Ｌｋ、Ｌｍ、Ｌｙ、Ｌｃ    光ビーム
Ｓ    被走査面
Ｔ    被走査面の法線
θ    入射角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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