(57)【要約】【課題】光走査装置のポリゴンミラー間の回転位相の相違に起因するレジストずれが小さくなるように副走査方向の走査位置のずれを補正することができ、色ずれや色変わりのない高品位の画像を形成することができる画像形成装置とこの画像形成装置に用いられる光走査装置を得る。【解決手段】被走査面の異なる複数の光走査手段を備えた光走査装置であって、複数の光走査手段のそれぞれは、画像信号に基づき変調駆動される光源と、光源からの光束を偏向する偏向反射面を備えた光偏向器と、光偏向器により偏向された光束を被走査面に集光してビームスポットとして結像させる結像光学系とを有してなり、複数の光走査手段のそれぞれが、被走査面上における光ビームの走査位置を検出する光ビーム走査位置検出手段と、この光ビームの走査位置を変位させる光ビーム走査位置変位手段と、を有してなる。【選択図】図１
2008076458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被走査面の異なる複数の光走査手段を備えた光走査装置であって、
上記複数の光走査手段のそれぞれは、画像信号に基づき変調駆動される光源と、上記光源からの光束を偏向する偏向反射面を備えた光偏向器と、上記光偏向器により偏向された光束を被走査面に集光してビームスポットとして結像させる結像光学系とを有してなり、
上記複数の光走査手段のそれぞれが、被走査面上における光ビームの走査位置を検出する光ビーム走査位置検出手段と、この光ビームの走査位置を変位させる光ビーム走査位置変位手段と、を有してなることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
複数の光走査手段のいずれか１の光走査手段の光ビーム走査位置検出手段による光ビーム走査位置検出信号と、この光走査手段とは異なる別の光走査手段の光ビーム走査位置検出手段による光ビーム走査位置検出信号と、の時間差から被走査面上における光ビームの走査位置の変位量を演算する光ビーム走査位置変位量演算手段を備えた請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
光ビーム走査位置変位量演算手段の出力値に基づいて被走査面上における光ビームの副走査方向の走査位置を補正する走査線位置補正手段を備えた請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
光ビーム走査位置検出手段は、並べて配置された複数のセンサで構成され、
上記複数のセンサは、少なくとも２つの互いに対向する辺縁が平行で直線をなし、各々のセンサの対向する辺縁のうち少なくとも一方の辺が主走査方向と非平行な角度をもって配置されている請求項１乃至３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項５】
光ビーム走査位置変位手段は液晶偏向素子で構成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項６】
光ビーム走査位置変位手段は光学的非平行平板で構成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項７】
光書込装置から像担持体に光書込みを行い、電子写真法により、この像担持体上に静電潜像を形成する装置であって、
上記光書込装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
主走査方向に並べて配置された複数の光書込装置のそれぞれから１つの像担持体に光書込みを行い、電子写真法により、この像担持体上に静電潜像を形成する装置であって、
上記複数の光書込装置のそれぞれは、請求項１乃至６のいずれかに記載の光走査装置であ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】
本発明は、光走査装置、ならびにこれを搭載した、デジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カールソンプロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラムの回転にしたがって潜像形成、現像、転写が行われる。したがって、複数の感光体ドラムを転写体の搬送方向に沿って配列し、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ねるタンデム方式の多色画像形成装置においては、感光体ドラムの偏心や径のばらつきによる潜像形成から転写までの時間、各色の感光体ドラム間隔の異なり、転写体、例えば、転写ベルトや記録紙を搬送する搬送ベルトの速度変動や蛇行によって、各トナー像のレジストずれやスキューを発生し、色ずれや色変わりとなって画像品質を劣化させる。
同様に、光走査装置においても、感光体ドラムに形成する静電潜像同士の走査線の変化（曲がりや傾き、湾曲、変形等の概念を指す）を正確に揃えなければ、各トナー像を形成する走査ラインの曲がりやスキューとなって色ずれや色変わりの要因となる。
【０００３】
従来、上記レジストずれやスキューは、光走査装置によるもの、光走査装置以外によるものの区分けなく、転写体に記録された検出パターンにより装置の立上げ時やジョブ間等で定期的に検出し、レジストずれについては、ポリゴンミラー1面おきで書き出しのタイミングを合わせることにより先頭ラインの位置を可変して補正がなされている（例えば、特許文献１，２参照）。
スキューについては、折返しミラーを傾ける（例えば、特許文献２参照）、あるいは、副走査方向に収束作用を有する走査レンズを光軸の周りに回転する等により走査線の傾きを可変して補正がなされている（例えば、特許文献３，４参照）。
このように、レジストずれやスキューについては、光走査装置に機械的な補正機能が配備され、パルスモータ等を組み込んで自動的に補正がなされている。
【０００４】
一方、走査ラインの曲がりの補正は、折返しミラーを湾曲させる（例えば、特許文献２参照）、走査レンズの主走査に沿った形状を副走査方向に矯正する（例えば、特許文献５参照）、あるいは、走査レンズの姿勢を副走査断面に直交する軸の周りに回転する等により、やはり機械的に補正がなされている（例えば、特許文献６参照）。
【０００５】
昨今、ユーザーの色ずれや色変わりに対する見方が厳しくなり、上記したレジストずれ、スキュー、走査ラインの曲がりに対する要求精度は向上している。そこで、被走査面上における走査線の変化（例えば曲がり）を補正する走査線変化補正手段を備え、該走査線変化補正手段は、主走査方向に沿った複数部位に頂点を有する変化（例えば湾曲）成分（３次以上の高次関数曲線成分）の走査線の変化を発生させることができ、逆態様の走査線の変化を発生させることにより３次以上の高次関数曲線成分を相殺して、３次以上の高次関数曲線成分が存在していても容易に走査線の変化を補正することができ、色ずれや色変わりのない高品位な画像形成を行える画像形成装置、該画像形成装置に用いられる光走査装置、走査線変化補正方法が提案されている（例えば、特許文献７参照）。
【特許文献１】特公平７−１９０８４号公報
【特許文献２】特許第３０４９６０６号明細書
【特許文献３】特開平１１−１５３７６５号公報
【特許文献４】特開２００３−２６２８１６号公報
【特許文献５】特開２００２−１４８５５１号公報
【特許文献６】特開２００３−２５５２５号公報
【特許文献７】特開２００６−１８４５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高次関数曲線成分が存在する場合の補正を行うことができても、光走査装置のポリゴンミラー間の回転位相の相違がある場合、その回転位相の相違による副走査方向の走査位置のずれは補正できない。特許文献７では、ポリゴンミラー間の回転位相を合わせる手段として、ＰＬＬによる位相制御の方法が開示されている。しかし、ポリゴンモータの回転数を変化させて回転位相を制御する方法では、応答速度が遅いことや外乱等による制御の揺らぎ等の課題があり、回転数を正確に一定に保つことは難しい。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するもので、光走査装置のポリゴンミラー間の回転位相の相違に起因するレジストずれが小さくなるように副走査方向の走査位置のずれを補正することができ、色ずれや色変わりのない高品位の画像を形成することができる画像形成装置とこの画像形成装置に用いられる光走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光走査装置は、被走査面の異なる複数の光走査手段を備えた光走査装置であって、複数の光走査手段のそれぞれは、画像信号に基づき変調駆動される光源と、光源からの光束を偏向する偏向反射面を備えた光偏向器と、光偏向器により偏向された光束を被走査面に集光してビームスポットとして結像させる結像光学系とを有してなり、複数の光走査手段のそれぞれが、被走査面上における光ビームの走査位置を検出する光ビーム走査位置検出手段と、この光ビームの走査位置を変位させる光ビーム走査位置変位手段と、を有してなることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の光走査装置は、複数の光走査手段のいずれか１の光走査手段の光ビーム走査位置検出手段による光ビーム走査位置検出信号と、この光走査手段とは異なる別の光走査手段の光ビーム走査位置検出手段による光ビーム走査位置検出信号と、の時間差から被走査面上における光ビームの走査位置の変位量を演算する光ビーム走査位置変位量演算手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の光走査装置は、光ビーム走査位置変位量演算手段の出力値に基づいて被走査面上における光ビームの副走査方向の走査位置を補正する走査線位置補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の光走査装置は、光ビーム走査位置検出手段が、並べて配置された複数のセンサで構成され、複数のセンサは、少なくとも２つの互いに対向する辺縁が平行で直線をなし、各々のセンサの対向する辺縁のうち少なくとも一方の辺が主走査方向と非平行な角度をもって配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光走査装置は、光ビーム走査位置変位手段が液晶偏向素子で構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の光走査装置は、光ビーム走査位置変位手段が光学的非平行平板で構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置は、本発明にかかる光走査装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光走査装置のポリゴンミラー間の回転位相の相違に起因するレジストずれが小さくなるように副走査方向の走査位置のずれを補正することができ、色ずれや色変わりのない高品位の画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明にかかる光走査装置と画像形成装置の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１９は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図であり、カラー画像の光束出力に有利なタンデム型のレーザプリンタである。
画像形成装置は、光走査ユニット９００Ａと９００Ｂとから構成されている光走査装置と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応する像担持体としての感光体１０１（Ｙ），１０２（Ｍ），１０３（Ｃ），１０４（Ｂｋ）、中間転写体としての中間転写ベルト１０５、定着装置９１０、転写紙１０を備えた給紙カセット９０７、排紙トレイ９１１を有してなる。
【００１８】
中間転写ベルト１０５は、３つのローラ９０６ａ，９０６ｂ，９０６ｃ間に掛け回されて支持されていて、紙面反時計回り方向に回転されている。
中間転写ベルト１０５の上方には、光走査装置によって露光され静電潜像が形成される像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体が、中間転写ベルト１０５の移動方向の上流側からイエロー用（１０１）、マゼンタ用（１０２）、シアン用（１０３）、ブラック用（１０４）の順に配設されている。感光体１０１，１０２，１０３，１０４の径は、全て同一である。
【００１９】
感光体の周囲には、帯電手段９０２Ｚ（Ｚ：Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ、以下同じ）、光走査装置により形成された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ９０３Ｚを備えた現像手段９０４Ｚ、クリーニング装置９０５Ｚなどの電子写真法（電子写真プロセス）にしたがうプロセス部材が順に配設されている。なお、帯電手段としては、コロナチャージャを用いることもできる。
【００２０】
光走査装置は、感光体に光書込を行う光書込装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行するもので、帯電手段９０２Ｚで均一に帯電された感光体の表面を走査して静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、いわゆるネガ潜像であって画像部が露光されている。この静電潜像は、現像手段９０４Ｚにより反転現像され、感光体上にトナー画像が形成される。感光体上のトナー像は、中間転写ベルト１０５上に転写される。
なお、光走査装置として、後述する本発明にかかる光走査装置が用いられている。
【００２１】
給紙カセット９０７に収納された転写紙１０の最上位の１枚が給紙コロ９０８により給紙され、給紙された転写紙は、その先端部がレジストローラ９０９に捕らえられる。レジストローラ９０９は、中間転写ベルト１０５上のトナー画像が転写位置へ移動するタイミングに合わせて、転写紙を転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙は、転写部においてトナー像と重ね合わせられ転写ローラ９１３の作用により、トナー画像が静電転写される。
【００２２】
トナー画像が転写された転写紙は、定着ローラ９１０ａと加圧ローラ９１０ｂを有する定着装置９１０へ送られ、定着装置９１０においてトナー画像を定着され、搬送路を通り、排紙ローラ９１２により排紙トレイ９１１上に排出される。トナー画像が転写された後の感光体９０１Ｚの表面は、クリーニング装置９０５Ｚによりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
【００２３】
このように構成されたタンデム型画像形成装置において、例えば複数色モード（フルカラーモード）選択時であれば、各感光体に対して、対応する色の画像信号に応じて図示しない露光ユニットの露光により、各々の感光体上に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、各々の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、中間転写ベルト１０５上に静電的に吸着されて、搬送される転写紙上に順次転写されることにより、重ね合わせられる。そして、定着装置９１０によりカラー画像として定着され、転写紙は排紙トレイ９１１に排紙される。
また、単色モード選択時であれば、ある色Ｓ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのいずれか）として、他の色の感光体及びプロセス部材は非動作状態となる。ここで、ある色Ｓに対応する感光体に対してのみ、露光ユニットの露光により静電潜像が形成され、ある色Ｓのトナーで現像されてトナー像となり、中間転写ベルト１０５上に静電的に吸着されて、搬送される転写紙上に転写される。そして、定着装置９１０により単色画像として定着され、転写紙は排紙トレイ９１１に排紙される。
【００２４】
図１は、本発明にかかる光走査装置の実施形態を示す光学配置図である。
光走査装置は、イエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）の画像形成ステーションに対応する光走査ユニット９００Ａと、シアン（Ｃ）とブラック（Ｂｋ）の画像形成ステーションに対応する光走査ユニット９００Ｂと、から構成されている。光走査ユニット９００Ａと９００Ｂは、走査方向が揃うように並置されている。４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４は、前述のとおり、中間転写ベルト１０５の移動方向に沿って等間隔で配列され、順次異なる色のトナー像を転写して重ね合わせることでカラー画像を形成する。
以下、光走査装置が被走査面上を光走査する方向を主走査方向とし、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。
【００２５】
図示するように各感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４を走査する光走査装置は、光走査ユニット９００Ａ、９００Ｂとしてそれぞれ一体的に構成され、回転多面鏡としてのポリゴンミラー１０６により光ビームを走査する。
ポリゴンミラー１０６の回転方向は同一であるので、各々の書き出し開始位置が一致するように画像を書き込んでいく。
本実施形態では、各感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４に対して後述する半導体レーザをそれぞれ一対配備し、副走査方向に記録密度に応じて１ラインピッチ分ずらして走査することにより、２ラインずつ同時に走査するようにしている。
【００２６】
光走査ユニット９００Ａと９００Ｂの構成は同一であるので、ここでは光走査ユニット９００Ａについて説明する。
光源ユニット１０７、１０８は、それぞれのビーム２０１、２０２が光源ユニット毎に射出位置が副走査方向に異なる（本実施形態では光源ユニット１０７と１０８との射出位置が所定高さ（ここでは６ｍｍ）だけ異なる）よう配備されている。光源ユニット１０８からのビーム２０２は、入射ミラー１１１により折り返され、直接ポリゴンミラー１０６へと向かう光源ユニット１０７からのビーム２０１に主走査方向を近接させてポリゴンミラー１０６に入射される。
【００２７】
シリンダレンズ１１３、１１４は、一方が平面、もう一方が副走査方向に共通の曲率を持つ部分円筒面に形成され、ポリゴンミラー１０６の偏向点までの光路長が等しくなるように配備してあり、各光ビーム２０１、２０２は偏向面で主走査方向に線状となるように収束され、後述するトロイダルレンズとの組み合わせで、偏向点と感光体面上とを副走査方向に共役関係とすることで面倒れ補正光学系をなしている。
【００２８】
光源ユニット１０８の光路前方に配置されている液晶偏向素子１１７は、副走査方向に電位分布を与えることで液晶の配向が変化し、屈折率分布を発生することで光線の方向を傾け、基準となる光源ユニット１０７からのビーム２０１に対する相対的な走査位置を調整する。
【００２９】
ポリゴンミラー１０６は６面ミラーで、本実施形態では副走査方向に２段に構成されていて、偏向に用いない中間部はポリゴンミラー１０６の内接円より若干小径となるように溝が設けられ、風損を低減した形状としている。
ポリゴンミラー１０６の１層の厚さは約２ｍｍである。なお、上下のポリゴンミラー１０６の位相は同一である。
【００３０】
ｆθレンズ１２０も２層に一体成形、または接合され、各々、主走査方向にはポリゴンミラー１０６の回転に伴って感光体面上でビームが等速に移動するようにパワーを持たせた非円弧面形状となし、各ビーム毎に配備されるトロイダルレンズ１２２、１２３とにより各ビームを感光体面上にスポット状に結像し、潜像を記録する。
【００３１】
各色ステーション（画像形成ステーション）は、ポリゴンミラー１０６から被走査面としての感光体面に至る各々の光路長が一致するように、また、等間隔で配列された各感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４に対する入射位置と入射角が等しくなるように複数枚（本実施形態では１ステーションあたり３枚ずつ）の折り返しミラーが配置されている。
【００３２】
各色ステーションの光路について説明する。
基準となる光源ユニット１０７からのビーム２０１は、シリンダレンズ１１３を介し、ポリゴンミラー１０６の上段で偏向された後、ｆθレンズ１２０の上層を通過し、折り返しミラー１２６で反射されてトロイダルレンズ１２２を通過し、折り返しミラー１２７、１２８で反射されて感光体ドラム１０２に導かれ、第２の画像形成ステーションとしてマゼンタ画像を形成する。
【００３３】
光源ユニット１０８からのビーム２０２は、液晶偏向素子１１７、シリンダレンズ１１４を介して入射ミラー１１１で反射され、ポリゴンミラー１０６の下段で偏向された後、ｆθレンズ１２０の下層を通過し、折り返しミラー１２９で反射されてトロイダルレンズ１２３を通過し、折り返しミラー１３０、１３１で反射されて感光体ドラム１０１に導かれ、第１の画像形成ステーションとしてイエロー画像を形成する。
【００３４】
もう一方の光走査ユニット９００Ｂも９００Ａと同様の構成なので説明は省略するが、基準となる光源ユニット１０９からのビームは感光体ドラム１０４に導かれ、第４の画像形成ステーションとしてブラック画像を、また、光源ユニット１１０からのビームは感光体ドラム１０３に導かれ、第３の画像形成ステーションとしてシアン画像を形成する。
【００３５】
図３は、トロイダルレンズとこれを保持する支持板との係合関係を示す分解斜視図である。
トロイダルレンズ３０５（上記トロイダルレンズ１２２、１２３と同一）は、樹脂製でレンズ部を囲うように上下にリブ３０６ａ、３０６ｂが形成され、中央部の上下には位置決め用の突起３０７ａ、３０７ｂが形成されている。
【００３６】
トロイダルレンズ３０５を支持する支持部材としての支持板３０１は、板金でコの字状に形成され、トロイダルレンズ３０５の下側の突起３０７ｂを支持板３０１の立曲げ部に形成した切欠３１１に係合している。また、トロイダルレンズ３０５の下側のリブ３０６ｂの下面を主走査方向における一部位（又は一箇所）としての中央付近（中央部）と他部位（又は他箇所）としての両端部との３点を支持点として形成された支持板３０１の立曲げ部３１０で受けている。
【００３７】
付勢部材としての一対の板ばね３０３によりトロイダルレンズ３０５の上側のリブ３０６ａを上面から付勢して両端部を支持板３０１に押圧し、また、付勢部材としての板ばね３０２により下側のリブ３０６ｂの内側（上面）に引っ掛けてトロイダルレンズ３０５の中央部を支持板３０１に押圧している。これにより、上記受け部としての３つの立曲げ部３１０にトロイダルレンズ３０５の下面が確実に当接してトロイダルレンズ３０５が支持板３０１に保持されている。
【００３８】
板ばね３０３は横向きのＵ字状に形成されていて、トロイダルレンズ３０５を支持板３０１に重ね合わせた状態でトロイダルレンズ３０５と支持板３０１とを上下から挟み込むようにして外側より嵌め込み、板ばね３０３の一端を支持板３０１の底部に形成した開口３１３から内側に出し、さらに支持板３０１に形成した開口３１４に挿入してトロイダルレンズ３０５を支持板３０１に固定する。板ばね３０２は曲げ部３１８の庇部を、図５に示すように、下側のリブ３０６ｂの後側に引っ掛け、曲げ部３１７の開口を下側の突起３０７ｂに係合させてトロイダルレンズ３０５を支持板３０１に固定する。
板ばね３０２の中間部に形成されている孔３１９に調節ねじ３０８が挿通され、この調節ねじ３０８は支持板３０１の底部に形成されたねじ孔３１２に螺合されている。板ばね３０２は支持板３０１を下側から抱え込むようにして配置し、その底部をトロイダルレンズ３０５の下側のリブ３０６ｂに引っ掛けてトロイダルレンズ３０５を支持板３０１に固定し、調節ねじ３０８の先端に下側のリブ３０６ｂの下面が当接するようにトロイダルレンズ３０５を付勢している。
【００３９】
トロイダルレンズ３０５は長尺で、剛性が低いため、僅かな応力が加わるだけで変形(反り)を生じ易く、また、周囲温度の変化に伴って上下に温度分布があると熱膨張差によっても変形してしまうが、このように支持板３０１に沿わせることで形状を安定的に保ち、後述する傾き調整の際に局部的に応力が加わってもトロイダルレンズ３０５を変形させることがないように、すなわち母線の直線性を保持するようにしている。
【００４０】
なお、本実施形態では板金による塑性加工により支持板３０１を形成したが、曲げ剛性がトロイダルレンズ３０５より大きければ材質はいかようであっても良い。
【００４１】
支持板３０１を装着したトロイダルレンズ３０５は、レンズ中央部に形成された上側の突起３０７ａをハウジング２００の底面に設けられた凹部２５０（図４参照）に嵌合させ、主走査方向での位置決めを行っている。
ハウジング２００の底面から突出した副走査方向の支持点２５１及び底面に螺合した調整部材としての調節ねじ３５３の先端をトロイダルレンズ３０５の上側リブ３０６ａの上面に突き当てている。主走査方向の他端側では、ハウジング２００側に固定されたステッピングモータ３１５のシャフトに形成された送りねじ３２３に螺合した可動筒３１６の先端が支持板３０１に突き当てられている。可動筒３１６は中心軸線方向に移動可能であるが、回転止めがなされている。
【００４２】
つまり、支持板３０１に装着されたトロイダルレンズ３０５は、トロイダルレンズ３０５上面のＰ１、Ｐ２、支持板３０１の上面のＰ３の３点で受けられ、板ばね３２２、３２５で付勢されて保持される。
したがって、ステッピングモータ３１５の回転により可動筒３１６が副走査方向(トロイダルレンズの高さ方向)に変位し、ステッピングモータ３１５の正逆回転に追従してトロイダルレンズ３０５をＰ１、Ｐ２を結ぶ線を回転軸として傾けることができる。
【００４３】
ここで、Ｐ１からＰ２までの主走査方向における距離がＰ３までの距離に対し十分小さければ、ほぼ光軸と平行な軸を回転軸として回動調節（図４に示すγ方向の回動調節）しているとみなせ、それに伴って副走査方向におけるトロイダルレンズ３０５の母線３５４（図４参照）が傾いてトロイダルレンズ３０５の結像位置としての走査ラインが傾けられる。
【００４４】
本実施形態では、上記調整機構が、第１、第３の画像形成ステーションのトロイダルレンズに回転支点端の方向を揃えて配備され、光走査ユニット毎に基準となる第２、第４画像形成ステーションの走査ラインにもう一方の走査ラインが平行となるように傾き調整が行われる。
【００４５】
さらに、Ｐ１とＰ２とを光軸方向に隔てて配備していることで（間隔ｊ）、調節ねじ３５３を出し入れ（回転操作）すれば、副走査断面に直交する軸を回転軸として回動調節（図５に示すβ方向の回動調節）でき、トロイダルレンズ３０５の光軸が傾いて、従来例にも開示されているように、被走査面において２次関数曲線状の走査線の変化の一態様としての曲がりを発生させることができる。
【００４６】
図４は、トロイダルレンズ３０５の装着状態を光軸方向からみた図である。トロイダルレンズ３０５はハウジング２００の下面から組み込まれるため、図面上、上側がハウジング２００の底面となっている。
【００４７】
トロイダルレンズ３０５は、主走査(長手)方向における中央部と両端部が立曲げ部３１０の縁で、その中間部が調節ねじ３０８の先端で支持されている。調節ねじ３０８の突出し量が立曲げ部３１０に足りない場合には、トロイダルレンズ３０５の母線３５４は、板ばね３０２で下側に引っ張られることで、見かけ上Ｗ型となる。
【００４８】
逆に、調節ねじ３０８の突出し量が立曲げ部３１０を超えるとＭ型となる。なお、調節ねじ３０８の突出し量が立曲げ部３１０と等しいときには、母線３５４は真直である。したがって、これらの調節ねじ３０８を調整することによってトロイダルレンズ３０５の焦線が副走査方向に湾曲され、３次関数曲線成分、４次関数曲線成分の走査線の曲がりを発生させることができる。このことは、裏を返せば、３次関数曲線成分、４次関数曲線成分の走査ラインの曲がりが発生している場合には、これを相殺するように走査線の曲がりを発生させることで、走査ラインを真っ直ぐにすることができるということになる。
【００４９】
上記した支持板３０１、ハウジング２００、調節ねじ３５３、板ばね３０２、板ばね３０３、板ばね３２２、３２５等により第１の走査線変化補正手段としての第１の走査線曲がり補正手段が構成され、実質的に調節ねじ３５３によりその機能が果たされる。
また、上記した支持板３０１、ハウジング２００、調節ねじ３０８、板ばね３０２、板ばね３０３、板ばね３２２、３２５等により第２の走査線変化補正手段又は焦線可変手段としての第２の走査線曲がり補正手段又は焦線湾曲手段が構成され、実質的に調節ねじ３０８によりその機能が果たされる。
【００５０】
図１４は、本実施形態における走査ラインの曲がり補正の様子を示した図である。
太い実線で示す走査線の初期の曲がりは、図１４（ａ）に示すように、２次関数曲線成分とそれ以上の高次関数曲線成分とを含んだ形状となっている。
ここで、上記したように調節ねじ３５３を調節すると中央部が下がり、両端部が上がるように曲がり形状が変化し、Ｗ型またはＭ型となるので（ここではＭ型を例示）、図１４（ｂ）に示すように、両端部と中央部とが同一直線にのるまで補正する。この補正は２次関数曲線成分に対する補正である。
【００５１】
さらに、調節ねじ３０８により、図１４（ｂ）に示すように、左右の出っ張った部分が下がるように補正する。左右の出っ張った部分は、２次関数曲線成分調整後の走査ラインの曲がり（高次関数曲線成分）である。この際、中央部と両端部とは、立曲げ部３１０で固定されているので調節ねじ３０８を出し入れしてもほとんど変位しない。図１４（ｂ）において、固定点は立曲げ部３１０に相当し、可変点は調節ねじ３０８が作用する位置に対応する。したがって、トロイダルレンズ３０５の母線３５４を図１４（ｂ）で破線に示すように、曲がりと反転した形状になるよう調節すれば、元の曲がりは相殺され、走査ラインを直線に近づけることができる。この補正は３次以上の高次関数曲線成分に対する補正である。
【００５２】
このように、走査線の曲がりを、２次関数曲線成分と３次以上の高次関数曲線成分とに分けて捉え、それぞれに対応した手段により個別に補正することにより、複雑さを招くことなく容易且つ確実に補正を行うことができ、結果として補正全体においては精度を高めることができる。
【００５３】
また、補正（調整）に要する時間を短縮できるので、製造ラインにおいては画像形成装置１台当たりの生産に要するエネルギー消費を削減することができ、ひいては製造コストの低減に寄与する。
【００５４】
なお、製造ラインの特性により２次関数曲線成分が無視できる程度のものである場合には、３次以上の高次関数曲線成分に対応した第２の走査線曲がり補正手段のみを搭載してもよい。
【００５５】
本実施形態は、製造現場での補正を念頭においているが、走査線の曲がりを検出することが製造現場と同レベルでできる携帯用ないし可搬性の検出装置がある場合には、製造後においてもサービスマンの対応により補正が可能であり、製品出荷後に使用環境条件等の変動により走査線の曲がりが生じても対応でき、色ずれや色変わりのない高品位な画像形成を長期に亘って行うことができる。
【００５６】
本実施形態では、同一のトロイダルレンズ３０５に作用して、２次関数曲線状の走査線の曲がり発生、及び３次以上の高次関数曲線状の走査線の曲がり発生が可能な構成とし、全てのトロイダルレンズに配備され、組付時に各画像形成ステーションの走査ラインが真直になるように合わせている。
この他、例えば、２次関数曲線状の走査線の曲がり発生を、ｆθレンズ１２０に作用して行うようにし、高次関数曲線状の走査線の曲がり発生とは別のレンズに作用するように分離してもよい。
また、上記のように、レンズに入射する光線に対して光軸を副走査方向に偏心させるのではなく、レンズの光軸に対して入射する光線を偏心させても同様な効果が得られる。
つまり、図１でいえば、トロイダルレンズ１２２、１２３の前側に配備される折返しミラー１２６、１２９を副走査断面に直交する軸を回転軸として回動調節（図５に示すβ方向の回動調節）すればよい。
【００５７】
図１６は、上記した光学系の副走査断面を示す図であるが、トロイダルレンズ１２３の近傍で、光源ユニット１０７の各光源５０１、５０２からのビーム２０１が交差する光路となっている。
これは、各ビームがトロイダルレンズ１２３で副走査方向に離れた部位を通過すると、上記した傾き補正によりトロイダルレンズ１２３が傾けられた際、ビーム間で主走査倍率の差が発生したり、曲がりの形状がビーム間で異なることで上記したレンズ形状を操作する方法では一律に補正するのが難しくなるためで、トロイダルレンズ１２３で各ビームを近接させることでビーム間の差異をなるべく発生させないよう配慮している。
【００５８】
図１３は、走査ラインの傾きを電気的に揃える（調整する）例を示した図である。
各光走査ユニット内では上記したように、基準となる画像形成ステーションに対し他の画像形成ステーションの傾きを機械的な補正機構により合わせているが、光走査ユニット間では各光走査ユニットの基準となる画像形成ステーション同士の傾きを電気的に合わせるようにしている。
ここで、基準となる画像形成ステーション同士の傾きの差がＳだけあったとすると、走査ラインピッチＰで割った余りΔＳが最小となるように係数ｋを定めて主走査領域をｋ＋１分割し、各分割領域毎に書き出しタイミングがずれるよう画像データの記録位置をシフトする。
【００５９】
例えば、実施例ではｋ＝３であるから、１ラインに相当する主走査に沿った画像データを、図１３（ｂ）に示すように４等分し、ラインバッファに記憶する際に、左から第２の領域では１ライン分、第３の領域では２ライン分、第４の領域では３ライン分というように記録するタイミングを順次ずらして入力する。
つまり、元々のラインにおける画像データは、第２の領域では１ライン前の走査で記録され、第４の領域では３ライン前の走査で記録されるように、画像データの構成を組替える。
【００６０】
なお、この境界部で発生するジャギー(階段状のギザギザ)は徐々にパルス幅を可変する等のスムージング技術により目立ち難くすることができる。
同様に、走査線曲がりの補正にも適用できる。
つまり、発生している走査線曲がりを折れ線で近似すれば傾き成分となるので、上記実施例と同様に扱うことができ、各傾き成分毎に分割数を設定するとよい。
したがって、上述した第１の走査線曲がり補正手段と第２の走査線曲がり補正手段の少なくとも一方を上記電気的調整方式に代えてもよい。すなわち、１つの光走査ユニット内において、機械的補正手段と電気的補正手段を混在させてもよい。
【００６１】
図５は、光軸変更手段としての液晶偏向素子１１７の構成と特性についての概要を示す図である。
液晶偏向素子１１７は、図５（ｄ）に示すように、液晶１１７ａを透明なガラス板１１７ｂ間に封入した構成であり、一方のガラス板１１７ｂの表面の上下に電極１１７ｃが形成されている。
この電極１１７ｃ間に電位差を与えると、図５（ｃ）に示すように、電位の傾斜が発生し、図５（ｂ）に示すように、液晶１１７ａの配向が変化して屈折率分布を発生させる。
したがって、プリズムと同様にビームの射出軸を僅かに傾けることができる。液晶１１７ａとしては誘電異方性を有するネマティック液晶等が用いられる。したがって、副走査方向に電極１１７ｃを設ければ、印加電圧に応じて感光体面での走査位置を可変できる。
なお、この動作に伴って、上記したトロイダルレンズへの入射位置が微少量変化するが、走査位置の可変量は数十μｍ程度であるため、曲がりを発生させるに至る変化量ではない。
【００６２】
図１に示すように、画像記録領域の走査開始側及び走査終端側には、光走査ユニット毎にフォトセンサを実装した基板１３８、１３９及び１４０、１４１が配備され、各画像形成ステーションにおいて走査されたビームを検出する。
本実施形態では、基板１３８、１４０は同期検知センサをなし、この検出信号を基に各々書き込み開始のタイミングを図るように共用している。
一方、基板１３９、１４１は終端検知センサをなし、同期検知センサとの検出信号の時間差を計測することで走査速度の変化を検出し、検出された走査速度の変化に対して、各半導体レーザを変調する画素クロックの基準周波数を反比例倍して再設定することで、各画像形成ステーションによって記録された画像の中間転写ベルト１０５上での全幅倍率を安定的に保持することができる。
【００６３】
本実施形態では、各々の光走査ユニット９００Ａ、９００Ｂでのポリゴンミラー１０６がそれぞれ独立に回転しているためにポリゴンミラー１０６の回転角が異なることがありえる。この回転角が異なると、光ビームが同期検知センサ１３８、１４０を通過するタイミングによって副走査の書込み位置にずれが生じる。図７において１ラインの走査期間をＴ（μｓ）、光走査ユニット９００Ａの同期検知信号を基準としたときの９００Ｂの同期検知信号の時間差をｔ（μｓ）とすると、中間転写ベルト１０５上で検出されるレジストずれのうちポリゴンミラー１０６の回転位相差に起因するずれ量ｄ（ｍｍ）は以下の式で表される。
ｄ＝ｎ×（２５．４／ＤＰＩ）×（ｔ／Ｔ）            （式１）
ここで、ｎは１走査で感光体に記録するライン数（光源数）、ＤＰＩは記録密度であって１インチ当たりのドット数である。
上記ずれ量ｄ（ｍｍ）を液晶偏向素子１１７で補正するための偏向角φ（°）は、液晶偏向素子１１７から感光体表面までの距離をｒ（ｍｍ）、光学系の倍率をαとすると、
φ＝３６０×ｄ／（２×π×ｒ）                      （式２）
となり、補正の際には上記φを加えて補正するようにする。
【００６４】
本実施形態によれば、ＰＬＬ等によりポリゴンミラー１０６の回転を制御し回転位相を合わせて同期検知信号を同期させる方法と比較して複雑な回転位相制御回路を必要とせず、ポリゴンミラー１０６の制御誤差による回転むらが少なく、主走査に対して均一な書込みをすることができる。
【００６５】
また、いずれかのセンサを図６（ａ）に示すように、主走査方向に垂直なフォトダイオード１５２と非平行なフォトダイオード１５３とで構成することにより、フォトダイオード１５２からフォトダイオード１５３に至る時間差Δｔを計測することで、光ビームの副走査位置のずれΔｙを検出できる。
副走査位置のずれΔｙはフォトダイオード１５３の傾斜角γ、光ビームの走査速度Ｖを用いて
2008076458.tif 000003
で表される。
また、センサの他の実施例としては、図６（ｂ）に示すように、２つのセンサ１５２、１５３を主走査方向の前側と後ろ側に互いの辺縁が平行になるように、しかも主走査方向の前側と後ろ側が互いに非平行であるようにセンサを配置する。そして、それら２つのセンサの出力をコンパレータにより比較し、図６（ｃ）のように、センサ１５３の光ビーム位置検出信号（ＡＭＰ２の出力信号）がセンサ１５２の光ビーム位置検出信号（ＡＭＰ１の出力信号）を上から交差したときを光ビームの位置検出タイミングとする。このようなセンサを使うことにより、光ビームの光量変化や温度等環境の変化に対して検出誤差を小さくすることができる。
【００６６】
さらに、上記センサを走査開始側と走査終端側のいずれにも配備するようにすれば、各端の副走査位置ずれの差、つまり走査線の傾きが検出できる。
【００６７】
図２は、光源ユニットの斜視図を示す。
全ての光源ユニットは同一構成である。半導体レーザ５０１、５０２及びカップリングレンズ５０３、５０４は、各色走査手段毎に射出軸に対して主走査方向に対称に配備され、半導体レーザ５０１、５０２はパッケージの外周を嵌合して各々ベース部材５０５、５０６の孔に裏側より圧入することにより保持されている。
そして、ホルダ部材５０７の裏面に、各ベース部材５０５，５０６の３点に表側から挿通したねじ５１５を螺合することにより、各ベース部材５０５，５０６がホルダ部材５０７に固定されている。カップリングレンズ５０３、５０４は、ホルダ部材５０７に相反する方向に開くように形成したＶ溝部５０８、５０９に外周が突き当てられ、ねじでホルダ部材５０７に固定された板ばね５１０、５１１により上記Ｖ溝部５０８，５０９に押圧されて固定されている。
【００６８】
ここで、半導体レーザ５０１、５０２の発光点がカップリングレンズ５０３、５０４の光軸上に位置するようベース部材５０５、５０６の当接面(光軸に直交する面)上での配置を調節している。また、カップリングレンズ５０３、５０４からの射出光が平行光束となるようＶ溝上(光軸上)での光軸方向の位置を調節して固定している。
各々の射出光の光軸は射出軸に対して互いに交差する方向となるよう傾けられ、本実施形態ではこの交差位置をポリゴンミラー１０６の反射面の近傍となるように支持部材としてのプリント基板５１２の傾斜を設定している。
【００６９】
駆動回路が形成されたプリント基板５１２は、ホルダ部材５０７に立設した台座にネジ固定により装着し、各半導体レーザ５０１、５０２のリード端子をスルーホールに挿入してハンダ付けすることで光源ユニットが一体的に構成される。各光源ユニット１０７、１０８、１０９、１１０が同様に構成される。
光源ユニットは、ハウジング２００の壁面に高さを異ならしめて形成した係合穴に各ホルダ部材５０７の円筒部５１３を挿入して位置決めし、当接面５１４をベース部材５０５，５０６に突き当ててネジ止めされる。
ここで、円筒部５１３を基準として傾き量γを調整することで、ビームスポット間隔を記録密度に応じた走査ラインピッチＰに合わせることができる。
【００７０】
図１７、図１８は光走査装置が収容されるハウジング２００の構成を示す。
上記した光源ユニット１０９、１１０、ポリゴンミラー１０６、ｆθレンズ１２０等の光学系を構成する光学素子は各々ハウジング２０１の所定の部位に所定の配置関係を保って装着され、カバー２０２で密閉される。
図示しないが、トロイダルレンズ等はハウジング２００の下側より装着され、ユニットに一体的に設けられている。本実施形態ではイエロー、マゼンタのステーションを１ユニット、シアン、ブラックのステーションを１ユニットとして、別々のハウジング２００に収容される。
【００７１】
ハウジング２００は樹脂で成形され、外壁には４箇所の支持部が形成される。前側の一対の支持部２０５には、位置決めピン２０３とねじの挿通穴２０４が形成され、本体フレームを構成する支持部材２０８に位置決めピン２０３を基準として装着され、ねじ止めされる。
一方、ポリゴンモータ側の一対の支持部２０６は板ばね２０７で上から押え付けるのみで設置平面上で拘束しない。
したがって、中間転写ベルト１０５（図１，１９参照）の搬送方向に自由膨張を可能とし、ポリゴンモータの発熱に伴うハウジング２００の変形が発生し難くしている。支持部材２０８は各光源ユニットに共通であり、板金で形成され、感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４との間を仕切るように配置され、各ビームは開口２０９を通して感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４を照射する。
【００７２】
次に、図８に基づいて書込制御回路の動作について説明する。
まず、画素クロック生成部４０１であるが、カウンタ４０３では、高周波クロック生成回路４０２で生成された高周波クロックＶＣＬＫをカウントし、比較回路４０４にはこのカウント値と、設定値Ｌおよび位相データＨとを比較する。ここで、設定値Ｌはデューティ比に基づいて予め設定されており、また、位相データＨは画素クロックの遷移タイミングとして外部から与えられて位相シフト量を指示する。
比較回路４０４は、上記比較の結果、カウント値が上記設定値Ｌと一致した際に画素クロックＰＣＬＫの立下りを指示する制御信号ｌを、位相データＨと一致した際に画素クロックＰＣＬＫの立上がりを指示する制御信号ｈを出力する。
ここで、カウンタ４０３は、制御信号ｈと同時にリセットされ再び０からカウントを行うことで、連続的なパルス列が形成できる。
【００７３】
こうして、１クロック毎に位相データＨを与え、順次パルス周期が可変された画素クロックＰＣＬＫを生成する。本実施形態では、画素クロックＰＣＬＫは、高周波クロックＶＣＬＫの８分周とし、１／８クロックの分解能で位相が可変できるようにしている。
【００７４】
図９は、１／８クロックだけ位相を遅らせた例を示している。
デューティ５０％とすると、設定値Ｌ＝３が与えられ、カウンタ４０３で４カウントされ、画素クロックＰＣＬＫを立ち下げる。１／８クロック位相を遅らせるとすると、位相データＨ＝６が与えられ、７カウントで立上げる。同時にカウンタ４０３がリセットされるので、４カウントで再び立ち下げる。
つまり、隣接するパルス周期が１／８クロック分縮められたことになる。
こうして生成された画素クロックＰＣＬＫは、光源駆動部４０５に与えられ、画素クロックＰＣＬＫを基準に、画像処理部４０６により読み出された画像データを各画素に割り当てて変調データを生成し、半導体レーザ５０１、５０２を駆動する。
このように位相をシフトする画素を所定間隔で配置することによって、走査方向に沿った部分的な倍率誤差の歪を補正することができる。
上述した電気的走査ラインの補正は、画像処理部４０６によって制御される。ここでは、ベクタ画像をラスタ展開し、展開された画像を主走査方向に分割してシフトさせ、新たなラスタ画像を形成することにより補正を行う。
【００７５】
本実施形態では、図１１に示すように、主走査領域を複数の区間に分割し、分割区間毎に位相をシフトする画素の間隔とシフト量を以下に示す如く設定し位相データとして与えている。
ここで、主走査位置ｘに対する倍率の変化をＬ（ｘ）とすると、ビームスポット位置ずれの変化Ｍ（ｘ）はその積分値で表される。
Ｍ（ｘ）＝∫Ｌ（ｘ）ｄｘ                        （式４）
分割区間の始点と終点でビームスポット位置ずれが０となるように補正することを想定すると、任意の分割区間の倍率の変化に伴う分割区間幅のずれをΔｍ、位相シフトの分解能をσ(一定)、分割区間内の画素数をＮとすると、位相をシフトする画素の間隔は、
Ｄ≒Ｎ／（Δｍ／σ）              （式５）
但し、Ｄは整数
で示され、Ｄ画素毎にσずつ位相をシフトすればよい。本実施形態では、σは１／８画素となる。
したがって、この場合、分割区間のちょうど中間位置でビームスポット位置ずれ残差が最大となるが、この残差が許容範囲内となるように各分割位置、分割区間の数を決めてやればよい。
【００７６】
図１０は、本実施形態におけるビームスポット位置ずれ制御を示すブロック図である。
上記したように、各光走査ユニット内では基準となる画像形成ステーションに対し他の画像形成ステーションの走査位置を合わせ、光走査ユニット間では各光走査ユニットの基準となる画像形成ステーション同士の画像の重なり具合を検出し、一方の光走査ユニットについて書き出しのタイミングや画素クロックの周期を一律に補正するようにしている。
画像の重なり具合は、各光走査ユニットの基準ステーションで中間転写ベルト１０５上に形成したトナー像の検出パターンを読み取ることで、主走査倍率、副走査レジスト、走査ラインの傾きを一方のステーションを基準として相対的なずれとして検出し、定期的に補正制御が行なわれる。
【００７７】
補正制御は、例えば、装置の立ち上げ時やジョブ間等のタイミングで行ない、１ジョブのプリント枚数が多くなる場合には、その間の温度変化によるずれを抑えるために、途中で割り込みをかけて補正がかけられる。
検出手段は、図１に示すように、照明用のＬＥＤ素子１５４と反射光を受光するフォトセンサ１５５、及び一対の集光レンズ１５６とからなり、本実施形態では、画像の中央と左右両端２ヵ所に配備されている。
各光走査ユニットで基準となるブラックとマゼンタとのトナー像により、主走査ラインと約４５°傾けたラインパターン１４１を形成し、中間転写ベルト１０５の移動に応じて検出時間差を読み取っていく。
【００７８】
図１２にその一例を示す。中間転写ベルト１０５の移動に沿って検出ライン上のトナー像を読み取る。
紙面上下が主走査方向に相当し、検出時間差ｔｋｍの理論値ｔ０との差より各色の副走査レジストを、また、検出時間差ｔｋ、ｔｍの差より各色の主走査レジストのずれを求める。
ここで、光源数が複数（本実施形態では２ビーム）でこのパターンが形成されるので、図１５に示すように、主走査方向では光源間の波長差によりｄだけ凹凸が発生し、副走査方向ではピッチ誤差によりＤ１とＤ２に示すように、組み合わせによりライン幅が異なる。
【００７９】
２ビームの場合、ポリゴンミラー１０６の１面で走査されるライン間隔が狭まると、隣接面で走査される次のラインとの間隔は広がってしまう。
そこで、本実施形態では、光源を全て用い、いずれかの光源からのビームがポリゴンミラー１０６の隣接する２面以上で走査されるように、検出位置に沿って少なくとも３ライン以上にかかるようなライン幅を設定してラインパターン１４１を形成し、検出位置に沿ってラインの両縁を検出してその中間点を求めるようにしている。
これにより、ピッチ誤差を全て含めた形で平均化されたずれが検出でき、各光源毎に個別に検出して平均値を求めるのと同様な効果があり、ピッチ変動や主走査倍率変動の影響を受けない。
【００８０】
ところで、この際、ラインパターン１４１（図１参照）をどの光源から書き始めるかによって、検出毎にライン幅が変わってしまう可能性があるため、ラインパターン１４１の先頭行は常に特定の光源で形成するようにしておく必要がある。
こうして検出された副走査レジストについては、ポリゴンミラー１０６の１面おき、つ
まり光源数をｎとするとｎラインピッチｎ・Ｐ、本実施形態では２Ｐを単位として面位相を選択し、各光源の走査ラインのうち、最もレジストずれが小さくなる走査ラインを通常プリント時の先頭行として選択することで一方の光走査ユニットの副走査方向における書き出タイミングを各画像形成ステーション共通に補正し、ポリゴンミラー１０６同士の回転位相を所定値に制御することで、トナー像によって検出された副走査レジストずれのうち、書き出しタイミングによって補正できない１走査ラインピッチＰ以下の余分ΔＰをも補正できるようにしている。
【００８１】
また、傾きについては、上記した画素データの組替えにより一方の光走査ユニットにおける各ス画像形成ステーション共通に補正する。
一方、光走査ユニット内においては、上記したようにフォトダイオード１５２、１５３を用いて画像形成ステーション間の走査位置ずれを常に監視することができる。
本実施形態では、このフォトダイオード１５２、１５３を主走査方向における走査領域の両端に配備することで走査線の傾きも検出できるようにし、フィードバック補正によりレジスト位置と傾きとを機械的に補正して、基準となるステーションの走査位置に合わせ込むように制御される。
主走査倍率については、上記したように同期検知信号と終端検知信号との検出時間をもとに、画像形成ステーション間の倍率変化を常に監視し、基準となる画像形成ステーションの倍率に合うように各半導体レーザ５０１、５０２を変調する画素クロックの基準周波数を補正しているので、各光走査ユニット間の基準となる画像形成ステーションにおける画像の重なり具合さえ合わせれば、全ての画像形成ステーションの色ずれが補正できる。
【００８２】
このように、本実施形態では、トナー像検出による定期的な補正を最小限で済ませることで、プリント動作を中断する時間をかけることなく各色画像の重ね合わせ精度が保たれるようにしている。
また、４つの画像形成ステーションを２つの画像形成ステーションずつに分け、同一方向に回転するポリゴンミラー１０６で走査するようにして各画像形成ステーションの走査方向を揃え、主走査方向の倍率変動があってもレジストずれが発生し難くするとともに、光走査ユニット間の補正を電気的な補正のみで対応できるようにすることで、より補正にかける時間が短くなるよう配慮している。
なお、主走査方向においては、上記したように主走査領域を複数に分割した各区間毎に画素クロックの周期を可変することで中間像高における倍率の歪みを低減し、主走査方向の全域に渡って倍率が均一になるようにしている。
【００８３】
したがって、各分割位置毎にレジストずれを検出するセンサを設ければ良いのだが、コストアップとなるうえ、補正時間もかかる。本実施形態では、センサ数を最小限とするため、予め、温度変化に伴って生じる各分割区間毎の倍率変化を予測して重み付けられた位相データを、所定区間の倍率の変化量に対応してデータテーブルに記憶させておくことで対処している。
そのため、センサを主走査領域における中央と両端の３箇所に配置して主走査領域を２分した各区間の倍率の変化量を検出し、上記３箇所で基準となる画像形成ステーションとのレジストずれがゼロとなるように、各分割区間毎の倍率変化を予測する。
【００８４】
上記実施形態では、液晶偏向素子１１７のプリズム作用を利用したが、以下にはプリズム(非平行平板)を用いた例（第２の実施形態）について、図２０を用いて説明する。
非平行平板６２１は、円筒状のホルダ部材６２２の中央枠内に固定され、軸受孔６２３を形成した支持部材６２４に、ホルダ部材６２２に形成した一対の鍔部６２６を切欠に合わせて挿入する。支持部材６２４に挿入した非平行平板６２１は、水平に戻すことで鍔部６２６が裏側に引っ掛かり、支持部材６２４に密着した状態で嵌合部６２５を基準に回転可能に保持される。
支持部材６２４は、上記したように底面を基準にハウジング２００にねじ止めされ、軸受部６２３の回転中心が光源ユニットの射出軸と中心が合うように高さＨが各々設定されており、回転によってビームの射出軸を僅かに傾けることができる。
【００８５】
ホルダ部材６２２の一端にはレバー部６２７が形成され、支持部材６２４に形成した挿通穴６３０に係合されて固定されているステッピングモータ６２８の軸先端に形成した送りネジを螺合しており、その上下動に伴って非平行平板６２１を軸受孔６２３の案内によって回動可能としている。
なお、この際のバックラッシュをとるため、ホルダ部材６２２のピン６３１と支持部材６２４のピン６３２との間にスプリング６２９を掛けることにより引張力を与え、一方向に片寄せする構成としている。いま、この回転角をγ、非平行平板の頂角をε、カップリングレンズの焦点距離をｆｃ、光学系全系の副走査倍率をζとすると、感光体面での副走査位置の変化は、
Δｙ＝ζ・ｆｃ・（ｎ−１）ε・ｓｉｎγ              （式６）
但し、ｎは非平行平板の屈折率
で与えられ、微小回転角の範囲では回転角にほぼ比例して可変できる。
【００８６】
以上をまとめると、各実施形態においては、各光走査ユニット９００Ａ、９００Ｂに収められた２色間の色ずれ補正を各々行い、その基準となる色同士の色ずれを電気的な補正により一律に行うことで、補正の手順を単純化することができる。
このように、２色毎に分割することで、共通の光走査ユニットを２セット用意すれば良い。上記実施形態では４色であるが、既にインクジェットプリンタで実施されているような中間色を加えた６色等への展開も容易に行うことができる（第３の実施形態）。
【００８７】
図２１にその実施形態を示す。本実施形態における多色画像形成装置９５０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応した感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４の他に、階調性向上のためのグレーに対応した感光体ドラム９５１、光沢性向上のための透明トナーに対応した感光体ドラム９５２を備えている。
本実施形態では、イエローとマゼンタに対応して光走査ユニット９００Ａが、シアンとグレーに対応して光走査ユニット９００Ｂが、ブラックと透明トナーに対応して光走査ユニット９００Ｃがそれぞれ配置されている。
画像形成動作、光走査機能等については上記実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００８８】
上記各実施形態では、中間転写体に転写した後シート状記録媒体に一括転写するタンデム型の画像形成装置を例示したが、エンドレスベルトでシート状記録媒体を搬送しながら順次転写して重ね合わせる直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置においても同様に実施することができる。
【００８９】
また、図２２に示すように、光走査ユニット９００Ａと９００Ｂを主走査方向に並置し、1ラインの走査領域を分割して走査するように構成することもできる（第４の実施形態）。この場合、各々の光走査ユニット９００Ａ、９００Ｂでのポリゴンミラー１０６はそれぞれ独立に回転しているためにポリゴンミラー１０６の回転角が異なる。その結果、光走査ユニット９００Ａと９００Ｂの主走査方向の書込みタイミングがずれてしまい、たとえば、一本の横ラインを形成するつもりでも光走査ユニット９００Ａと９００Ｂの境界で段差のあるラインとなるなど、副走査の書込み位置にずれが生じる。
【００９０】
そこで、光走査ユニット９００Ａの同期検知信号を基準としたときの９００Ｂの同期検知信号の時間差から（式１）によって副走査の走査位置ずれ量を測定し、（式２）に基づき液晶偏向素子によりずれ量を補正すれば、光走査ユニット９００Ａと９００Ｂの境界でのラインの段差は小さくすることができる。また、光走査ユニットを主走査方向に並置することにより、有効書き込み幅を大きくできる。さらに、同じ有効書き込み幅であれば、光学素子、偏向器を小型化でき、メカ公差や温度変動によるビームウエスト位置変動が小さくなり、波面収差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を示す光学配置図である。
【図２】上記光走査装置が備える光学ユニットの分解斜視図である。
【図３】上記光走査装置が備えるトロイダルレンズと支持板との係合関係を示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）上記トロイダルレンズに対する第１の走査線変化補正手段としての第１の走査線曲がり補正手段、第２の走査線変化補正手段としての第２の走査線曲がり補正手段、焦線可変手段としての焦線湾曲手段、を示す概要正面図、（ｂ）上記（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】光軸変更手段としての液晶偏向素子の構成と特性についての概要を示す図である。
【図６】同期検知センサまたは終端検知センサの配置構成を示す図である。
【図７】上記光走査装置を構成する２つの光走査手段のそれぞれが発する同期検知信号の時間差の様子を示す図である。
【図８】上記光走査装置が備える書込制御回路のブロック図である。
【図９】１／８クロックだけ位相を遅らせたタイミングチャートである。
【図１０】ビームスポット位置ずれ制御を示すブロック図である。
【図１１】走査方向に沿った部分的な倍率誤差の歪を補正する方法を示す図である。
【図１２】トナー像の検出パターンを読み取る検出手段の態様を示す図である。
【図１３】走査ラインの傾きを電気的に調整する例を示す図である。
【図１４】走査ラインの曲がりの補正の様子を示す図である。
【図１５】光源数が複数の場合のパターンの検出ずれを示す図である。
【図１６】上記光走査装置の光源からトロイダルレンズまでの光学系の副走査断面図である。
【図１７】光走査装置が収容されるハウジングの構成を示す斜視図である。
【図１８】光走査装置が収容されるハウジングの構成を示す別の斜視図である。
【図１９】本発明にかかる画像形成装置の実施形態を示す中央断面図である。
【図２０】第２の実施形態におけるプリズム（光学的非平行平板）を用いた調整構成を示す図である。
【図２１】第３の実施形態における画像形成装置を示す中央断面図である。
【図２２】第４の実施形態における光走査ユニットの配置を示す光学配置図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０１  感光体（Ｙ）
１０２  感光体（Ｍ）
１０３  感光体（Ｃ）
１０４  感光体（Ｂｋ）
１０５  中間転写ベルト
１２２，１２３  トロイダルレンズ
１３８，１４０  同期検知センサ
１３９，１４１  終端検知センサ
【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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