(57)【要約】【課題】複数の光源手段と、光源手段からの各光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段と、走査された各光ビームを各々に対応した被走査面に結像する複数の結像手段とを有する光走査装置において、１回の調整結果の検出で、各ステーション間のレジストずれをより正確に補正することが可能で、経時、特に環境温度変化に対して色ずれや色変わりのない良好なカラー画像を得ることのできる光走査装置、画像形成装置を得ること。【解決手段】複数の結像手段のうち、少なくとも１つの結像手段を構成する同一の光学素子（２０１）に作用して前記被走査面上における走査ラインの傾き、曲がりを変えることのできる走査軌跡可変手段１０を備えた。【選択図】図１１
2004191847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源手段と、光源手段からの各光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段と、走査された各光ビームを各々に対応した被走査面に結像する複数の結像手段とを有する光走査装置において、
前記複数の結像手段のうち、少なくとも１つの結像手段を構成する同一の光学素子に作用して前記被走査面上における走査ラインの傾き、曲がりを変えることのできる走査軌跡可変手段を備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
前記複数の結像手段の各々は、各光ビーム共通に設けられる光学素子と、
各光ビームに対応して各々設けられ、前記走査軌跡可変手段を備える光学素子とからなることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１記載の光走査装置において、
上記複数の結像手段の各々は、副走査方向にパワーを持たない光学素子と、
副走査方向にパワーを有し、前記走査軌跡可変手段を備える光学素子とからなることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１記載の光走査装置において、
上記走査軌跡可変手段は、前記複数の結像手段の各々を構成する光学素子のうち、各光ビームに対応して設けられる被走査面に最も近い光学素子の各々に配備してなることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１記載の光走査装置において、
前記走査軌跡可変手段は、前記光学素子の支持姿勢を少なくとも２方向にチルト調整する姿勢可変手段とからなることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項５記載の光走査装置において、
前記走査軌跡可変手段は、光学素子の主走査方向を位置決めする係合部と、該光学素子の主走査平面に略平行な基準面を３点で支持して副走査方向の位置決めを行う手段を有し、前記３点の支持点のうち、第２、第３の支持点を主走査方向の一端側における入射側、出射側にそれぞれ設け、前記第１の支持点を主走査方向の他端側に設け、レジストずれ検出結果に基づいて前記支持点の相対的な部位を可変とすることを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項６記載の光走査装置において、
前記第１、第２いずれかの支持点を固定部位とするとともに、各光ビームに対応した各々の光学素子において、これら光学素子に対応して設けられた前記各走査軌跡可変手段について主走査方向の同一端側に配備することを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項６記載の光走査装置において、
前記第１の支持点の部位を可変することにより、被走査面上における走査ラインの傾きを調整することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項６記載の光走査装置において、
前記第２、第３いずれかの支持点を可変にすることにより、被走査面上における走査ラインの曲がりを調整することを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
複数の光源手段と、光源手段からの各光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段と、走査された各光ビームを各々に対応した像担持体に結像する複数の結像手段と、各々の像担持体上に形成した画像を順次転写する転写体と、転写体に記録された画像より各々のレジストずれを主走査方向に沿った複数の位置で検出する検出手段とを有する画像形成装置において、
前記複数の結像手段の各々を構成する光学素子のうち、同一の光学素子に走査軌跡可変手段を備え、上記レジストずれ検出結果に基づいて、被走査面における走査ラインの軌跡を各々補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
複数の光源手段と、光源手段からの各光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段と、走査された各光ビームを各々に対応した像担持体に結像する複数の結像手段と、各々の像担持体上に形成した画像を順次転写する転写体と、転写体に記録された画像より各々のレジストずれを主走査方向に沿った複数の位置で検出する検出手段とを有する画像形成装置において、
前記複数の結像手段の各々を構成する光学素子のうち、基準となる画像を記録する結像手段以外の同一の光学素子に走査軌跡可変手段を備え、前記レジストずれ検出結果に基づいて、前記基準となる画像の被走査面における走査ラインの軌跡に合わせることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機およびレーザプリンタ等の書込系に用いられる光走査装置に適用され、特に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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従って潜像形成、現像、転写が行われる。従って、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、各色に対応して設けられた各感光体ドラム間の間隔の異なり、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などによって、各トナー像のレジストずれが生じ、これにより色ずれや色変わりとなって画像品質を劣化させる。
また、感光体ドラムに潜像を形成する光走査装置においても、感光体ドラム上の潜像形成位置を正確に合わせなければ色ずれや色変わりの要因となる。
【０００３】
従来、このレジストずれは、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レジストずれ検出パターンにより副走査位置を検出し、書き出しのタイミングを合わせるとともに、副走査方向に対してミラーをスキューさせることで走査ラインの傾きを補正している（例えば特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、走査ラインの曲がりは、副走査方向にパワーを有する走査レンズを主走査方向に沿って変形させる例（例えば特許文献３参照）や、光ビームに対して走査レンズの光軸をずらす例（例えば特許文献４参照）、走査面に直交する面内で走査レンズを傾ける例（例えば特許文献５参照）等が提案されている。
【０００５】
一方、結像手段を各色ビームに共通、かつ副走査方向にパワーを持たない走査レンズと、各色ビーム個別の走査レンズとで構成する例が開示されている（例えば特許文献６、７参照）。
【０００６】
上記したように複数の画像形成ステーションを転写体の搬送方向に沿って配列し色重ねを行う多色画像形成装置においては、各画像形成ステーション（以下、単にステーションという。）で形成された潜像同士の転写位置におけるレジスト位置を確実に合わせないと色ずれや色変わりの要因となる。
【０００７】
しかしながら、光走査装置においては、初期にレジストずれの原因となる各ステーション間の走査位置のずれを調整したとしても、環境温度の変化に伴ってハウジングの変形や走査レンズの屈折率変動等が生じるため、経時的な変動は避けられない。
【０００８】
そこで、定期的に上記したレジストずれの検出を行って補正をかけることで対処しているが、走査ラインの主走査、副走査の書き出し位置の他、走査ラインの傾きや曲がりまで補正しようとすると時間もかかり、調整機構が複雑化し大掛かりになるという問題がある。
【０００９】
従来、レジストずれの補正は、各ステーションにおける書出しのタイミングを電気的に変えることによって行われ、書出しのタイミングをポリゴンミラー1面毎の同期検知信号をトリガとすることで容易に合わせることができる。
【００１０】
しかしながら、走査ラインの傾きや曲がりは、メカ的に補正せざるを得ず、走査ラインの傾き（又は走査ラインの曲がり）を調整するための光学素子動きにつれて走査ラインの曲がり（又は走査ラインの傾き）も変動してしまうため調整が厄介なうえ、調整結果を検出するにはレジストずれ検出パターンを転写体に記録する必要があり、複数回繰り返すには無駄なトナーの消費量が増え、その間装置は記録不可状態となり立ち上げ時間が長くなるため、頻繁に行うことは避けたい。
また、極小まで追い込むことができず、正確に合わせることが難しく、経時まで安定した走査位置精度を維持することができなかった。
【００１１】
【特許文献１】
特許第３０４９６０６号公報
【特許文献２】
特許第３０７８８３０号公報
【特許文献３】
特許第３１１１５１５号公報
【特許文献４】
特開平１１−６４７５８号公報
【特許文献５】
特開昭６４−５２１１６号公報
【特許文献６】
特開平２−２５００２０号公報
【特許文献７】
特開平７−４３６２７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、１回の調整結果の検出で、各ステーション間のレジストずれをより正確に補正することが可能で、経時、特に環境温度変化に対して色ずれや色変わりのない良好なカラー画像を得ることのできる光走査装置、画像形成装置を得ることを課題とし、そのために、より詳しくは、請求項1〜4では、走査ラインの傾き、曲がりの調整を同一の光学素子に集約することで、各調整の連れ動きを低減し、各々が独立して調整できるようにすることで、調整を容易、かつ正確に合わせることのできる光走査装置、請求項5〜9では、共通の機構で各々を同時に調整できるようにすることで、調整機構を単純化し、調整時間を短縮することのできる光走査装置、請求項10、11では、主走査に沿ったレジストずれを検出し、少ない検出回数で確実に補正を行うことのできる画像形成装置を課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）．複数の光源手段と、光源手段からの各光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段と、走査された各光ビームを各々に対応した被走査面に結像する複数の結像手段とを有する光走査装置において、前記複数の結像手段のうち、少なくとも１つの結像手段を構成する同一の光学素子に作用して前記被走査面上における走査ラインの傾き、曲がりを変えることのできる走査軌跡可変手段を備えた（請求項１）。
（２）．（１）記載の光走査装置において、前記複数の結像手段の各々は、各光ビーム共通に設けられる光学素子と、各光ビームに対応して各々設けられ、前記走査軌跡可変手段を備える光学素子とからなることとした（請求項２）。
（３）．（１）記載の光走査装置において、上記複数の結像手段の各々は、副走査方向にパワーを持たない光学素子と、副走査方向にパワーを有し、前記走査軌跡可変手段を備える光学素子とからなることとした（請求項３）。
（４）．（１）記載の光走査装置において、上記走査軌跡可変手段は、前記複数の結像手段の各々を構成する光学素子のうち、各光ビームに対応して設けられる被走査面に最も近い光学素子の各々に配備してなることとした（請求項４）。
（５）．（１）記載の光走査装置において、前記走査軌跡可変手段は、前記光学素子の支持姿勢を少なくとも２方向にチルト調整する姿勢可変手段とからなることとした（請求項５）。
（６）．（５）記載の光走査装置において、前記走査軌跡可変手段は、光学素子の主走査方向を位置決めする係合部と、該光学素子の主走査平面に略平行な基準面を３点で支持して副走査方向の位置決めを行う手段を有し、前記３点の支持点のうち、第２、第３の支持点を主走査方向の一端側における入射側、出射側にそれぞれ設け、前記第１の支持点を主走査方向の他端側に設け、レジストずれ検出結果に基づいて前記支持点の相対的な部位を可変とすることとした（請求項６）。
（７）．（６）記載の光走査装置において、前記第１、第２いずれかの支持点を固定部位とするとともに、各光ビームに対応した各々の光学素子において、これら光学素子に対応して設けられた前記各走査軌跡可変手段について主走査方向の同一端側に配備することとした（請求項７）。
（８）．（６）記載の光走査装置において、前記第１の支持点の部位を可変することにより、被走査面上における走査ラインの傾きを調整することとした（請求項８）。
（９）．（６）記載の光走査装置において、前記第２、第３いずれかの支持点を可変にすることにより、被走査面上における走査ラインの曲がりを調整することとした（請求項９）。
（１０）．複数の光源手段と、光源手段からの各光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段と、走査された各光ビームを各々に対応した像担持体に結像する複数の結像手段と、各々の像担持体上に形成した画像を順次転写する転写体と、転写体に記録された画像より各々のレジストずれを主走査方向に沿った複数の位置で検出する検出手段とを有する画像形成装置において、前記複数の結像手段の各々を構成する光学素子のうち、同一の光学素子に走査軌跡可変手段を備え、上記レジストずれ検出結果に基づいて、被走査面における走査ラインの軌跡を各々補正することとした（請求項１０）。
（１１）．複数の光源手段と、光源手段からの各光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段と、走査された各光ビームを各々に対応した像担持体に結像する複数の結像手段と、各々の像担持体上に形成した画像を順次転写する転写体と、転写体に記録された画像より各々のレジストずれを主走査方向に沿った複数の位置で検出する検出手段とを有する画像形成装置において、前記複数の結像手段の各々を構成する光学素子のうち、基準となる画像を記録する結像手段以外の同一の光学素子に走査軌跡可変手段を備え、前記レジストずれ検出結果に基づいて、前記基準となる画像の被走査面における走査ラインの軌跡に合わせることとした（請求項１１）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を述べるが、主走査方向、副走査方向の各用語については、次の考え方に従う用い方とした。通常『主走査方向』及び『副走査方向』とは、被走査面でビームスポットが走査される方向とその直交方向を意味するが、本文では、光路の各場所で、(被走査面の)主走査方向と副走査方向に対応する方向を(広い意味で)各々『主走査方向』、『副走査方向』と呼んでいる。
【００１５】
[１] 光走査装置
1.1対向する方向からポリゴンミラーに入射され双方向に走査される例
図１は、光走査装置の実施の一形態を示している。図１に示しているのは、図６に「画像形成部」を示すタンデム式のカラー画像形成装置における「１つの感光体ドラムを光走査する部分」である。
【００１６】
図６に示すタンデム式のカラー画像形成装置の「画像形成部」は、被走査面を具備した４つの感光体ドラム６０１、６０２、６０３、６０４を転写体である転写ベルト６０５の移動方向ａに沿って配列し、これら感光体ドラム６０１〜６０４に光源手段からの光ビームで光走査で書き込み形成される静電潜像を互いに異光学ハウジングに一体的に構成なる色のトナーで可視化し、得られるトナー画像を順次、転写ベルト６０５に転写し、重ね合わせてカラー画像を得、このカラー画像を図示されないシート状記録媒体、例えば転写紙に転写・定着してカラー画像形成を行なう。
【００１７】
感光体ドラム６０１〜６０５の被走査面を光走査する光走査装置は、主走査を行なう「偏向手段」であるポリゴンミラー６０６が共通化され、ポリゴンミラー６０６により偏向された光ビームを対応する感光体ドラムに結像させる「結像手段」をなすｆθレンズも、その一部は複数の感光体ドラムに共用されている。
【００１８】
光走査装置は例えば、単一のポリゴンミラー６０６により全ての光ビームを走査している。光源ユニット６０７、６０８はポリゴンミラー６０６の「同じ偏向反射面で偏向される光ビームを発光する２つの半導体レーザ」を対として、同一ユニット（例えば後述する光学ハウジング３０１）内に設けられている。各光源ユニット６０７、６０８からの光ビームは対向する方向からポリゴンミラー６０６に入射され、双方向に走査される。
【００１９】
なお、図６の実施の形態に関しては後に詳述する。
【００２０】
図１を参照すると、図１に示されているのは、例えば図６の構成において、光源ユニット６０７からの２つの光ビームにより感光体ドラム６０１、６０２を光走査する光走査装置の主要部に相当する。
【００２１】
図１において、感光体ドラム６０２を光走査するための光源手段としての半導体レーザ１０１と、「別の感光体ドラム（６０１）を露光する光源手段としての半導体レーザ１０２」とから出射された光ビームＬ１、Ｌ２は、各々カップリングレンズ１０３、１０４にて平行光束に変換された後、平行四辺形プリズムと台形プリズムとを組み合わせた合成プリズム１０５の同じ面から入射する。
【００２２】
半導体レーザ１０１からの光ビームＬ１は合成プリズム１０５（の台形プリズム）をそのまま透過し、半導体レーザ１０２からの光ビームＬ２は合成プリズム１０５（の平行四辺形プリズム）の平行な反射面対で順次反射され、半導体レーザ１０１からの光ビームＬ１に「近接、副走査方向に所定の収束角をもって射出」される。
【００２３】
各光ビームはＬ１、Ｌ２は、シリンダレンズ１０６ａとシリンダレンズ１０６ｂからなる一対のシリンダレンズ１０６のうち、シリンダレンズ１０６ａの「中心軸から偏心した位置」に入射され、その中間で一旦副走査方向に交差した後、副走査方向を拡大し３ｍｍの間隔をもった平行なビームとしてシリンダレンズ１０６ｂより射出され、光ビームの方向を副走査方向に微小変更する液晶偏向素子１０７、１０８を通過し、折り返しミラー１２０を介してポリゴンミラー６０６に入射される。
【００２４】
各光ビームＬ１、Ｌ２は、シリンダレンズ１０６の作用により一旦、ポリゴンミラー６０６の偏向反射面位置近傍に「主走査方向に長い線像」として結像し、線状に収束された後、偏向された各光ビームは主走査方向にのみパワーを有する（副走査方向にパワーを持たない）短冊状の光学素子であるｆθレンズ１０９、ポリゴン面倒れ補正機能を有するトロイダルレンズ１１０により感光体ドラム６０２の被走査面上にスポット状に結像される。
【００２５】
ここで、液晶偏向素子１０７、１０８は、後側のシリンダレンズ１０６ｂに貼り付けられて配備され、これら液晶偏向素子には、同一画像形成中は一定の電圧が印加され各光ビームを副走査方向へ偏向させる機能により所定の傾け角が維持されている。
【００２６】
各半導体レーザ１０１（１０２）は「複数の発光源が１０数μｍのピッチでアレイ上に配列されてモノリシックに形成されており、副走査方向にアレイ状に配列してもよく、上記結像光学系（カップリングレンズ１０３（１０４）、シリンダレンズ１０６、ｆθレンズ１０９、トロイダルレンズ１１０）の副走査横倍率βを発光源のピッチ：ｄに対して、
β＝ｐ／ｄ
となるように設計することにより、各発光源からの光ビームが感光体ドラム上に形成する光スポットが、記録密度に応じた画素ピッチ：ｐで隣接することになる。
【００２７】
なお、本例では、上記したようにｆθレンズ１０９から射出する光ビームが上下（副走査方向）に所定間隔離していることで、各半導体レーザからの光ビームＬ１、Ｌ２を分離し、別々の感光体ドラムに折り返しミラー１１２、１１４により導くことができる。図１において、半導体レーザ１０２からの光ビームＬ２の光路は途中から省略してある。当然、液晶偏向素子１０７、１０８を各色光ビーム毎に別々に配備してもよい。
【００２８】
図６に示すタンデム式のカラー画像形成装置の「画像形成部」における走査は、後述するように、光源ユニット６０７からの光ビームと光源ユニット６０８からの光ビームとで、対向する方向から共通のポリゴンミラー６０６に光ビームが入射され、双方向に走査するように構成した。
【００２９】
つまり、光源ユニット６０７からの光ビームを用いた光走査装置で感光体ドラム６０１、６０２で構成される２つのステーションを一方向に走査し、光源ユニット６０８からの光ビームを用いた光走査装置で感光体ドラム６０３、６０４でのそれぞれにより構成される２つのステーションを向きの異なる他の一方向に走査する。
【００３０】
1.2   １つの方向からポリゴンミラーに入射され１つの方向に走査される例
これに対して、図２の例は、タンデム式のカラー画像形成装置の「画像形成部」における別の走査方式に係る光走査装置を感光体ドラムの配置とともに例示したものであり、図６の例に準じて配置した感光体ドラム６０１'、６０２'、６０３'、６０４'のそれぞれにより構成される４つのステーション分を同じ一方向に走査する。
【００３１】
図３に示した例では、図１の構成部材にダッシュ符号を付して対応させている。各感光体ドラム６０１'〜６０４'に導かれる全ての光ビームは共通のポリゴンミラー６０６'の同一面で走査される。その関係でポリゴンミラーの反射面の大きさは回転軸方向に長さが大きくなっている。光源手段としての半導体レーザ１０１'、１０２'、１０１”、１０２”からの４つの光ビームは各々カップリングレンズ１０３'、１０４'、１０３”、１０４”を介し、光軸を中心に所定角度回転した合成プリズム１０５'により、主走査方向にはポリゴンミラー面近傍で交差するように、副走査方向には所定間隔をもって平行となるよう射出され、同様にシリンダレンズ１０６'ａ、１０６'ｂからなる一対のシリンダレンズ１０６'によって、ポリゴンミラー６０６'上で副走査方向に３ｍｍ間隔で1列に並ぶ２つの光ビームを主走査方向上に２組入射せしめる。
【００３２】
本例では、シリンダレンズ１０６'を主走査方向に長く形成し、母線に対して半導体レーザ１０１'、１０２”からの光ビームが、また、半導体レーザ１０１”、１０２'からの光ビームが各々副走査方向に対称に入射される。ｆθレンズ１０９'は共通で、各々光路長が合うように折り返しミラーが配置される。
【００３３】
液晶偏向素子６１２ａ、６１２ｂはブラックの画像を記録する光ビームを除き、その他の各光ビームの通過位置に対応して主走査方向に扁平に配列され一体化されており、後側のシリンダレンズ１０６'ｂに貼り付けられて配備される。
【００３４】
上記光源手段から、上記カップリングレンズ、上記シリンダレンズ、上記液晶偏向素子などを経て、折り返しミラー６２０で折り返されてから、ポリゴンミラー６０６'により偏向される４つの光ビームは同一方向に走査され、共通のｆθレンズ１０９'を経たのち、各感光体ドラム６０１'〜６０４'に対応して配置された折り返しミラーＭＲや、トロイダルレンズ７１４、１７５、１７６、７１７などを介して、それぞれ対応する感光体ドラム６０１'、６０２'、６０３'、６０４'上にそれぞれ結像、走査される。
【００３５】
1.3 同期検知センサを用いた光ビームの副走査方向での位置ずれ検知
図１に示した光走査装置において、主走査方向上、画像記録領域の走査開始側に同期検知センサ１１３、走査終端側に同期検知センサ１１４が配備される。図１に示した光走査装置については、走査開始側の同期検知センサを符号１１３'、走査終端側の同期検知センサを符号１１５'でそれぞれ示した。これら同期検知センサ１１３、１１３'、及び１１５、１１５'は構成及び機能は同じであるので、図１に示した同期検知センサ１１３，１１５で説明する。
【００３６】
図１に示した光走査装置において、主走査方向の書き込み開始のタイミングを同期検知センサ１１３で、また、双方のセンサ間の走査時間を計測することで、画像幅(全幅倍率)の変化を検出し、半導体レーザを変調する画周波数を検出された画像幅の変化に対して反比例倍して画像幅を一定に保っている。
【００３７】
各々の同期検知センサ１１３、１１５は、図４に示すように主走査方向に垂直なフォトダイオード４０１と、このフォトダイオード４０１に非平行なフォトダイオード４０２を有する。本例では、フォトダイオード４０２はフォトダイオード４０１に対して角度θをなしている。
【００３８】
例えば、工場出荷時において当該光走査装置を駆動して同期検知センサ１１３について、また、同期検知センサ１１５について、フォトダイオード４０１のエッジを光ビームＬが通過した時点と、フォトダイオード４０２のエッジを光ビームが通過した時点を計測することにより、光ビームＬがフォトダイオード４０１からフォトダイオード４０２に至る時間差（Δｔ）を計測しておく。この時間差（Δｔ）に相当する距離を図４にΔｔで示す。
【００３９】
工場出荷後、ユーザーサイドにおいて、経時的な誤差を調整するため、上記工場出荷時と同様の検査を行なう。つまり、光ビームＬ'がフォトダイオード４０１からフォトダイオード４０２に至る時間差（Δｔ'）を計測する。この時間差（Δｔ）に相当する距離を図４にΔｔ'で示す。
【００４０】
ここで、距離Δｔと距離Δｔ'との差をΔＴとすると、フォトダイオード４０２の傾斜角θ、光ビームの走査速度Ｖは既知であるので、光ビームＬと、光ビームＬ'との副走査方向でのずれ量をΔｙとすると、
Δｙ＝（Ｖ／tanθ）・ΔＴ
で表すことができ、時間差（Δｔ）が一定であれば副走査位置ずれが生じていないことになる。本例では、走査開始側の同期検知センサ１１３におけるずれ量Δｙと走査終端側の同期検知センサ１１５におけるずれ量Δｙとの平均値をもって算出している。
【００４１】
1.4 同期検知センサ保持構造
同期検知センサ１１３、１１５などの保持構造を説明する。これら保持構造は同期検知センサ１１３、１１５共に同じ構造であるので、ここでは、主走査方向上流側の同期検知センサ１１３について、図３に示す保持構造により支持される。図３（ａ）は取付面を水平（副走査方向に垂直な面）とした例、図３(ｂ)は取付面を垂直（主走査方向に垂直な面）とした例で、ここでは、図３(ａ)を用いて説明する。
【００４２】
同期検知センサ１１３に相当するセンサを図３では、符号３０１で示している。センサ３０１は前記したフォトダイオード４０１、４０２を具備している。センサ３０１は基板３０２に実装され、樹脂製のＬ字状をしたホルダ部材３０３にネジ止めされている。ホルダ部材３０３は「光軸方向に垂直な板状部」と「副走査方向に垂直な板状部」とが直角に連結された形状をなしていて、「光軸方向に垂直な板状部」には角穴３０４が形成されている。「副走査方向に垂直な板状部」は光学ハウジング３１０の取付面に載せられて後述するように位置決めされてネジ止めされる。
【００４３】
センサ３０１は角穴３０４に臨むようにして「光軸方向に垂直な板状部」の外側にネジ止めされる。「光軸方向に垂直な板状部」の内側には角穴３０４を介して、センサ３０１と同軸となるようにして、結像レンズ３０５がその段差部３１２を用いて一対のスナップ爪３０６に抱え込まれて位置決め支持される。
【００４４】
ホルダ部材３０３の「副走査方向に垂直な板状部」には光軸方向から見てセンサ３０１を挟んで主走査方向の外側（上流側）に基準穴３０７、走査方向の内側（下流側）に長穴３０８が設けられ、光学ハウジング３１０の取付面から突出したピン３１１に長穴３０８を挿入しかつ、基準穴３０７を介して位置決めされてネジ止めされる。なお、終端検知側の同期検知センサ１１５を保持するためのホルダ部材は、図３（ａ）に示した形状に対して対称の形状となる。
【００４５】
ここで、画像の主走査方向中央からセンサまでの距離、実施例では同期像高をＨ、センサ３０１から基準穴３０７までの距離をｘ、光学ハウジング、ホルダ部材３０３の熱膨張係数を各々Ｓ、ｓとすると、
ｓ・ｘ＝Ｓ・Ｈ
なる関係となるようホルダ部材３０３の材質を選択すれば、光学ハウジング、実施例ではアルミダイキャスト製、が温度変化により延びてもセンサ位置は変化しない。少なくとも、Ｓ＜ｓであればずれが少なくて済み、正確に画像幅の変化を検出できる。
【００４６】
従来、レジストずれの補正は各ステーションにおける書出しのタイミングを可変してこのタイミングを変えることにより行われ、書出しのタイミングはポリゴンミラー１面毎の同期検知信号をトリガとして決定されるため、記録密度に応じた副走査ピッチを最小単位としてしか合わせることができず、最大で副走査ピッチPの1／2に相当するレジストずれが生じていた。
【００４７】
本例では、後述するように、この副走査ピッチPの1／2に相当するレジストずれ、および、次のレジストずれ検出までの期間におけるレジストずれは前記したした液晶偏向素子１０７、１０８、６１２ａ、６１２ｂを用いて補正することができる。
【００４８】
図３（ｂ）に示した保持構造は、前記したように、取付面を垂直（主走査方向に垂直な面）とした例である。図３（ａ）に示した例では、ホルダ部材３０３は「光軸方向に垂直な板状部」と「副走査方向に垂直な板状部」とが直角に連結された形状をなしていて、「光軸方向に垂直な板状部」には角穴３０４が形成されていたが、図３（ｂ）に示した例では、ホルダ部材３０３は「光軸方向に垂直な板状部」と「主走査方向に垂直な板状部」とが直角に連結された形状をなしていて、「光軸方向に垂直な板状部」については、図３（ａ）において説明したのと同じ構成によりセンサ３０１及び結像レンズ３０５が取付けられているので、同じ符号で示した。光学ハウジング３１０の取付面は主走査方向に垂直な面として構成されているので、ホルダ部材３０３の「主走査方向に垂直な板状部」が、基準穴３０７'を介して光学ハウジング３１０の取付面にネジ止めされる。その他は、図３（ａ）において説明した内容と同様であるので説明を省略する。
【００４９】
1.5 液晶偏向素子による光軸変更
レジストずれを補正する液晶偏向素子として、符号１０７、１０８、６１２ａ、６１２ｂなどで示したが、その光軸変更の内容を説明する。
ここでは、前記した光軸偏向手段である液晶偏向素子１０７、１０８、６１２ａ、６１２ｂなどを代表して図１６に液晶偏向素子を符号１で示す。
【００５０】
図１６において、液晶偏向素子１は液晶を封入した基板を光源からポリゴンミラーに至る光路中に配備し、液晶に電源２により電界をかけて配向方向を変更することで、入射した光ビームＬの屈曲方向を変える矢印の向きに変えるなどの方法を用いても構わない。
【００５１】
具体的には、特開平8-313941号公報にあるように、「誘導異方性が負の液晶を一定の方向に初期配向する配向膜と透明電極が形成されたガラス基板で挟持し、駆動部より光を偏向させようとする方向に応じた直流又は交流の電圧を透明電極に印加することにより光を所望の角度に偏向させると共に、電圧を変化させることにより偏向方向を変える」ことを利用して実施することができる。
【００５２】
1.6タンデム式カラー画像形成装置の画像形成部(図６参照)
図6において、ポリゴンミラー６０６は４つの感光体ドラム６０１〜６０４の配列方向略中央部に配置されている。光源ユニット６０７は感光体ドラム６０１、６０２を露光走査する光ビームを出射するためのものであり、該光源ユニット６０７より出射した光ビームは、「シリンダレンズ１０６、液晶偏向素子１０７、１０８」などからなる可動ミラーモジュール６０９、折り返しミラー１２０を介して、ポリゴンミラー６０６の片側より入射されて、偏向走査される。
【００５３】
光源ユニット６０８は感光体ドラム６０３、６０４を露光走査する光ビームを出射するためのものであり、該光源ユニット６０８より出射した光ビームは、前記光源ユニット６０８からの光ビームの光路上に配置されたものと同じ構成の光学系、例えば、可動ミラーモジュール６１０、折り返しミラー１２１を介して、ポリゴンミラー６０６の前記片側の反対側から入射されて、偏向走査される。
【００５４】
図１で説明したように、光源ユニット６０７からの光ビームＬ１、Ｌ２は上下２段となっていて、光源ユニット６０８からの光ビームについても同様に上下２段であり、各上下２段ずつの光ビームの組は、ポリゴンミラー６０６を間にして互いに反対側の方向へ向かう。
【００５５】
例えば、光源ユニット６０７からの１組の光ビームは共通のシリンダレンズ１０９の中心軸から対称に偏心して入射され、ポリゴンミラー面へは平行に入射され偏向される。光源ユニット６０８からの１組の光ビームについても同様に構成された光学系を介して同様にポリゴンミラーにより偏向される。
【００５６】
ポリゴンミラー６０６の上記片側より入射、偏向走査された光ビームの１つは共通のｆθレンズ１０９を経て、感光体ドラム６０１には折り返しミラー６１５、６３６に折り返されてからトロイダルレンズ６１８を経て導かれる。ポリゴンミラー６０６の上記片側より入射、偏向走査された光ビームの他の１つも共通のｆθレンズ１０９を経て、感光体ドラム６０２には折り返しミラー１１２、１１４に折り返されてからトロイダルレンズ１１０を経て導かれる。
【００５７】
ポリゴンミラー６０６の上記片側の反対側より入射、偏向走査された光ビームの１つは、共通のｆθレンズ６１４を経たのち、前記した感光体６０１を走査する光ビーム用の光学系と同じように配置された折り返しミラー（符号省略）やトロイダルレンズ６１８'を経て感光体６０４に導かれ、また、他の１つの光ビームについてもｆθレンズ６１４を経たのち、前記した感光体６０２を走査する光ビーム用の光学系と同じように配置された折り返しミラー（符号省略）、トロイダルレンズ１１０'を経て感光体６０３に導かれる。
【００５８】
光源ユニット６０７は、前記した複数の半導体レーザ１０１、１０２、カップリングレンズ１０３、１０４、合成プリズム１０５などを保持するホルダと、これら半導体レーザの駆動回路を実装するプリント基板を背面に取り付けた構成としている。光源ユニット６０８についても同様である。光源ユニット６０７、６０８は光ビームを射出する円筒部を中心に回転可能な構成としており、回転調整により上下段の各光ビームＬ１、Ｌ２の主走査位置を微調整する。
【００５９】
図６に示した構成におけるfθレンズ１０９、６１４はガラス研磨による円筒面レンズに非球面成分を薄膜状に樹脂成形により貼り合わせたハイブリッドレンズである。トロイダルレンズ６１８、１１０は射出成形によりレンズ部６３２と、それを囲うように形成された箱状のリブ部６３３、主走査方向の両端から突出したフランジ部６３４とが一体的に形成され、フランジ部６３４の一端部には成形時に樹脂を注入するゲート部６３５が設けられている。トロイダルレンズ６１８'、１１０'についても同様である。
【００６０】
トロイダルレンズ６１８、１１０などは長尺であるがゆえに、成形時のくせ、例えば、射出成形後の部分的な冷却時間差、により一様に反りを有するため、各レンズのゲート方向を揃えて設置している。さらに、フランジ部６３４を薄板状とし、リブ部６３３で補強されたレンズ部６３２に比べ副走査断面の断面係数を低くすることで、ねじり応力がかかってもこの部分で吸収されるようにしている。
【００６１】
各感光体ドラム６０１〜６０４は個別に直接モータ軸に連結され共通の駆動周波数で、図では矢印で示すように右回転に回転される。転写ベルト６０５は駆動ローラ６２５と２本の従動ローラ６２７、６２８により所定の張力で保持され、駆動ローラ625に連結されたモータ６２６により左周りに回転される。
【００６２】
なお、本例では、各感光体ドラムと転写ベルトとが接触する各転写位置の間隔は駆動ローラ６２５の周長の整数倍に設定されており、駆動ローラの偏心等で生じる周期的な速度変動の位相が合うように配慮している。
【００６３】
また、駆動ローラ６２５の軸方向に沿って転写ベルト６０５上に形成する各画像の基準位置を読み取る検出器６２９がベルト中央部とベルト端部の３箇所に配備される。各検出器３２９はそれぞれ、ＣＣＤエリアセンサ６３１と対物レンズ６３０とからなる。
【００６４】
各検出器３２９は、基準色(ブラック)、およびその他の色(シアン、マゼンタ、イエロー)のトナー像を並列して形成した主走査、副走査方向に交差した十字ラインの検出パターン３を読み取り、副走査ラインより副走査のレジストずれ量を検出すると同時に、ベルト端部２箇所の各検出パターン３について、該検出パターンを形成する十字ラインの交差点位置の差より走査ラインの傾き、ベルト端部２箇所の交差点位置の中点とベルト中央部の交差点位置の差より曲がりを各々検出する。
【００６５】
図５は、感光体ドラムＤＲ１、ＤＲ２における書き込み位置ＷＲと転写位置ＴＲとの関係を示す。符号Ｏで示したのは、各感光体ドラムの回転中心である。書き込み位置ＷＲと転写位置Ｔとはαの角度に設定されるため一定の角速度で回転すればこの間の時間ｔは一定である。
【００６６】
各色の副走査レジストは前記した検出パターン３により検出され、各々、定期的にポリゴンミラーの1面おき、1走査ラインピッチｐを単位として書き込み開始タイミングが調節され副走査方向レジストが合わせられるので、感光体ドラム径Ｄを用い、
D・α／2＝N・P＋Δｐ  （但し、Ｎは自然数）
Δｐは同期検知タイミングの位相差により生じる書き込み開始タイミングのずれまた、各色感光体ドラムの基準色感光体ドラムからの転写位置間隔Ｂを用い
B＝M・P＋Δｐ  （但し、Ｍは自然数）
で表される。
【００６７】
つまり、Ｄやα、Ｂが各々異なっていても速度変動がなく、書き込み位置が変動しない限りは、各々の書き込み開始タイミングのずれΔｐだけが、残ることになる。
【００６８】
このΔｐは最大で1ピッチの1／2、Δｐ≦ｐ／2  であり、本例では、この分を上記液晶偏向素子に印加するバイアス電位により副走査方向に光軸を可変して、Δｐが０になるように制御し初期値として再設定する。
【００６９】
ところで、実施例では、４つの光源がモノリシックに形成される半導体レーザアレイを用い、ポリゴンミラーの各面毎に４ラインを同時走査されるが、その場合も同様で、液晶偏向素子により一括して光軸が変更される。
【００７０】
図７は、光源ユニットにおける半導体レーザアレイが４つの発光源を有する場合である。符号ＬＤ−１〜ＬＤ―４は、これら４つの発光源から放射された光ビームが感光体ドラムＤＲ１上の書き込み位置ＷＲに形成する光スポットの位置を示している。このように、本例の半導体レーザアレイを用いてマルチビーム走査を行なうと、一度に走査線４本分を光走査することができる。
【００７１】
図７において、符号Ｎとあるのは、４本の光ビームを同時に偏向させるポリゴンミラーの偏向反射面を意味し、Ｎ＋１は、この偏向反射面の次の偏向を行なう偏向反射面を示している。図の如く、偏向反射面が１面切り換わるごとに、４本の走査線が光走査される。
【００７２】
感光体ドラムＤＲ１がに書き込み位置ＷＲで書き込み開始するとき、同一の偏向反射面で偏向される複数の光ビームが形成する光スポットＬＤ−１、ＬＤ−２、ＬＤ−３、ＬＤ−４の各位置の中から、前述の検出器６２９（図６参照）により検出された検出パターン３の「基準色のレジスト位置（図７の右側）」との差が最も小さくなる光ビーム(図ではＬＤ−３)を「先頭ラインの書き込み用の光スポット」として選択されるように書き込み制御されるので、前記した書き込み開始タイミングのずれΔｐだけが残ることには変わりない。
【００７３】
図１０は「先頭ライン書き込みの発光源の選択を行なうための回路」のブロック図を示す。半導体アレイにおける発光源（前記例の半導体レーザ１０２、１０３などが相当する）を表すのにここでは、上記光スポットＬＤ−１〜ＬＤ―４と同じ符号を用いた。図１０に示すように、画像データは前段のマルチプレクサＭＰ１により４ライン毎にバッファメモリＭ１〜Ｍ４に振り分けられて一時保存される。
【００７４】
後段のマルチプレクサＭＰ２では、基準位置データに基づき、先頭ラインを選択し、出力先の半導体レーザを切り換えて、ポリゴンミラー１面毎の同期信号に同期してバッファメモリＭ１〜Ｍ４の記憶内容を読み出し、書込制御部ＷＣＴを介して半導体レーザアレイの発光源ＬＤ−１〜ＬＤ−４を駆動する。このとき、同一の偏向反射面による偏向で書き込まれなかった画像データは、次の偏向反射面による偏向まで保存され記録される。
【００７５】
この際、同期検知センサ（１１３，１１５など）による同期検知信号をトリガとして画像を書き出すまでの主走査タイミングは各ステーション毎に主走査レジスト位置の検出結果に基づき、基準色と各々の画像領域との中央位置が一致するように書込制御部ＷＣＴで再設定され、各画像領域が重なり合うようにしている。
【００７６】
なお、上記した副走査、主走査レジスト位置の設定は印刷ジョブ前の準備期間、あるいはジョブ間の待機期間を利用して、画像形成装置の使用環境に適合するよう定期的に行われる。
【００７７】
同期検知センサ１１３，１１５は、各ステーション毎に上記したホルダ部材３０３により光学ハウジング内に支持され、光ビームは、図1に示すように、トロイダルレンズ（例えば、トロイダルレンズ１１０）から感光体ドラム６０２に至る光路中の書込領域外の両端において、光学ハウジングに取付けられたミラー１１６、１１７により折返されて、同期検知センサ１１３、１１５に導かれる。
【００７８】
図９は液晶偏向素子（１、１０７、１０８、６１２ａ、６１２ｂなど）の駆動回路におけるブロック図を示す。液晶偏向素子には各々パルス状の電圧が印加され、その電圧またはパルス幅に応じて液晶の配列がリニアに変化し、通過する光軸を任意に傾けることができる。
【００７９】
基準クロックを基に、パルス生成部９０１では、液晶偏向素子駆動用のパルス列が生成される。このパルス列を入力したゲイン調整部９０２では前記図４で説明した同期検知センサにより検知した走査位置データ「時間差（Δｔ'）」に応じて増減される電圧を液晶偏向素子の電極９０３に供給する。つまり、時間差（Δｔ）が一定となるように、光軸の方向をフィードバック制御する。
【００８０】
また、ゲイン調整部９０２では、上記したように定期的に転写ベルト６０５上に記録した検出パターン３により検出されたレジストずれ量δに基づいて時間差（Δt）の基準値を書きかえる。
【００８１】
本例では、図１に示したように、感光体ドラムに近い位置に同期検知センサ１１３、１１５などが配備されるため、レジストずれ量δと時間差（Δt）とはほぼ比例関係にあり、
（Δt）＝ｊ・δ  、ｊはあらかじめ設定された係数により求まる。
【００８２】
従って、感光体ドラム上においてもレジストずれが生じないように制御できる。
【００８３】
なお、時間差（Δt）の検出は常に行われ、画像記録の合間(ページ間)等で光軸の方向を維持するように印加電圧が調節される。
【００８４】
同様に、トロイダルレンズを感光体近傍に配備し、間に余分な光学素子を介さないことで、検出結果にほぼ比例した調整量を与えることにより感光体面上での走査位置を正確に補正できる。
【００８５】
このように、長期レンジでは、定期的な転写ベルト上でのレジスト検出により時間差（Δｔ）をレジストずれ量に応じて設定し直し、短期レンジでは、その設定値が維持されるように光学ハウジング内に配備した同期検知センサ（１１３、１１５、１１３'、１１５'）で監視し、液晶偏向素子（１０７、１０８、６１２ａ、６１２ｂ）で補正するようにしている。
【００８６】
図８(1)には画像上における副走査方向の記録ピッチ変動の一例を示す。
この変動は例えば、感光体ドラムの速度変動により1回転周期で生じる大きなうねり図８(2)と転写ベルトの速度変動により駆動ローラ1回転周期で生じる小さなうねり図８(3)との合成によりなり、上記したように各色の書き込みタイミングが合っていても、速度変動によってレジスト位置が周期的に変化することになる。
【００８７】
従来、これらにより生じるレジストずれを低減するため、各色の転写位置の間隔(ステーション間隔)を感光体ドラムの周長の整数倍、かつ駆動ローラの周長の整数倍となるように設定しており、転写する瞬間での感光体ドラム転写位置の周速、および転写ベルト転写位置の周速が各色で等しくなるように配慮している。
【００８８】
上記液晶偏向素子の実施例では、レジストが一様にずれた場合を説明したが、このように駆動ローラ６２５の速度変動等によって時間的に転写ベルトの速度が変動する場合にも、同様な構成で対処できる。
【００８９】
上記したように定常的に生じるものについては、配置設計により低減できることを説明したが、例えば、転写ベルト６０５の張力を保持している従動ローラ６２８の負荷変動等によって非定常的に生じるものもあり、これらの補正が可能である。
【００９０】
その場合、駆動ローラ６２５に連結するモータ６２６のエンコーダや転写ベルト６０５上にキャタピラー状の検出パターン３を形成する等によって振幅と周期を検出し、液晶偏向素子のゲイン調整部９０２（図９参照）に入力して偏向方向を一定周期で振幅するように制御すればよく、走査位置が上記速度変動と極性が反転するように位相を合わせることで、速度変動によるレジスト位置の変動をキャンセルできる。
【００９１】
なお、位相は転写ベルト６０５周上の1箇所にあらかじめレジストマーク等を形成しておくことでタイミングを合わせればよい。
【００９２】
1.7走査軌跡可変手段（その１）
図１１により走査ラインの傾き、および曲がりを補正する「走査軌跡可変手段その１」の例を説明する。図１１において、符号２０１はトロイダルレンズを示し、これまで説明したトロイダルレンズ１１０、１１０'、６１８、６１８'、７１４、７１５、７１６、７１７などを代表して示したものである。
【００９３】
本例では、トロイダルレンズの光軸方向が光学ハウジング３１０の取付面に沿う態様となっている。トロイダルレンズ２０１は感光体ドラムに対向して、光学ハウジング３１０の底面に光軸方向、副走査方向を揃えて配置され、箱状のリブ２０２の主走査方向の中央部に設けられた突起２０５を光学ハウジング３１０に形成された凹部２０３に係合して主走査方向(長手方向)を規制し、主走査方向の両端部に設けられたフランジ部２０４、２０４の下端（図中の副走査方向上のうら側部）を同様に光学ハウジング３１０にそれぞれ対応して形成された凹部２０６、２０６に係合させて光軸方向(短手方向)を規制している。突起２０５と係合する凹部２０３はトロイダルレンズ２０１の主走査方向を位置決めする係合部である。
【００９４】
さらに、箱状のリブ２０２の下面（図中、副走査方向のうら側）を、主走査方向の一方の側（図中斜め右上側）を光軸方向におけるほぼ中央の「第1の支持点」１ヵ所と、他方の側（図中斜め左側）を光軸方向の入射側（図中、斜め右上側）の「第２の支持点」、同じく光軸方向の出射側（図中、斜め左下側）の「第３の支持点」の２ヵ所の計３点で受け、上方からそれぞれ板ばね２０７、２０７によって押圧し支持している。これら板ばね２０７、２０７は、光学ハウジング３１０に設けた台座４２０にねじ止め固定されている。
【００９５】
上記「第１の支持点」は、図１１においてトロイダルレンズ２０１のうら側に位置することから、直接示すのが困難であるので、便宜上、表側の対応する位置に符号▲１▼で示した。同様に、上記「第２の支持点」を符号▲２▼で、上記「第３の支持点」を符号▲３▼でそれぞれ示した。
【００９６】
本例では、「第２の支持点」を基準突き当てとして、光学ハウジング３１０の底面から突出した突起２０８で位置決めし、「第１の支持点」及び「第3の支持点」には、光学ハウジング３１０の裏側から貫通穴２０９、２１０を通してステッピングモータ２１１、２１２からそれぞれ延びる軸２１３、２１４の各先端部を直接突き当てている。なお、これらの軸２１３、２１４軸は内蔵された送りネジ等で伸縮するようになっている。
【００９７】
走査ラインの傾き調整：
ステッピングモータ２１１の駆動により、「第1の支持点」のみを可変すると、「第２の支持点」、「第３の支持点」を結ぶ回転軸を中心に、トロイダルレンズ２０２が光軸に直交する面内で回動調節γができ、図１５に示すように焦線も傾きに応じて走査ラインが傾けられる。図１５では、トロイダルレンズ２０１を光軸に直交する平面内にて角度γの傾きに応じて、被走査面上での走査ラインが調整前（実線）に対して調整後（１点鎖線）のように傾くように調整可能である。
【００９８】
なお、図１１に示した例では「第２の支持点」と「第３の支持点」とは、厳密に光軸方向に並んでいるわけではないので、トロイダルレンズ２０１は厳密にいえば、光軸に直交する面内で回転するわけではないが、トロイダルレンズの主走査方向の長さに比べて、「第２の支持点」と「第３の支持点」との主走査方向でのずれ量が小さいので、略光軸に直交する面内で回転することとなり、走査ラインの傾き調整が可能である。
【００９９】
走査ラインの曲がり調整
ステッピングモータ２１２の駆動により、「第３の支持点」のみを可変すると、「第１の支持点」と「第２の支持点」とを結ぶ回転軸を中心に、トロイダルレンズ２０１が光軸を含み副走査断面で回動する。つまり図１４において角度βの調整をすることができ、曲面の傾きに応じて見かけ上の曲率を変えて走査ラインを反らすことができ、光学系を構成する光学素子の配置誤差等に起因する走査ラインの曲がりをキャンセルするように発生させて補正し、１点鎖線で示した走査ライン（補正前）と実践で示した走査ライン（補正後）の比較でわかるように、直線性を改善することができる。
【０１００】
このように、図１１に示したようなトロイダルレンズ２０１を保持する手段及び３点で支持する手段、そのうち２点での支持手段を可変とする構成からなる走査軌跡可変手段１０を、前記図１、図２、図６などに示した光走査装置の、ブラックを含めた全てのトロイダルレンズに配備している。但し、図１、図２、図６などには走査軌跡可変手段１０は図示してない。なお、符号４１５は、トロイダルレンズ２０１に光ビームを導く折り返しミラー２１６の取付部を示している。
【０１０１】
1.8走査軌跡可変手段（その２）
図１２により走査ラインの傾き、および曲がりを補正する「走査軌跡可変手段その２」の例を説明する。本例にかかる走査軌跡可変手段（その２）では、走査ラインの傾きを調整（補正）する手段と、走査ラインの曲がりを調整（補正）する手段とからなる。図１２において、符号５０１はトロイダルレンズを示し、これまで説明したトロイダルレンズ１１０、１１０'、６１８、６１８'、７１４、７１５、７１６、７１７などを代表して示したものである。
【０１０２】
図１２に示したようなトロイダルレンズ５０１を可動に保持する手段である走査軌跡可変手段１１を、前記図１、図２、図６などに示した光走査装置の、ブラックを含めた全てのトロイダルレンズに配備している。但し、図１、図２、図６などには走査軌跡可変手段１１は図示してない。
【０１０３】
1.8.1走査ラインの傾き調整
図１２（ａ）は感光体ドラム側から光学ハウジング３０１の下面側を見た図である。図１２（ａ）において、トロイダルレンズ１１０は射出成形によりレンズ部５０１とそれを囲うように形成された箱状のリブ５１５、主走査方向の両端から突出したフランジ部５０４とが一体的に形成され、フランジ部５０４の一端には成形時に樹脂を注入するゲート部が設けられている。
【０１０４】
図１２（ａ）では、図の複雑化を避けるため、トロイダルレンズ１１０及びその取付手段について代表して説明しており、他のトロイダルレンズについても、同じような手段により取り付けられている。
【０１０５】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、トロイダルレンズ５０１は、箱状のリブ５１５の中央部に設けられた突起５０２を光学ハウジング３０１に形成された凹部５０３に係合させることで主走査方向(長手方向)を位置決めされ、長手方向一端部に設けられたフランジ部５０４ａの下面を光学ハウジング３０１に形成された支持台５０５Ａの基準面５０５ａに、他端部に設けられたフランジ部５０４ｂを光学ハウジング３０１に形成された支持台５０５Ｂの基準面５０５ｂに、それぞれ突き当てて光軸方向をそれぞれ位置決めされている。これら基準面５０５ａ、５０５ｂは共に、トロイダルレンズ５０１の光軸方向に垂直な仮想平面と平行である。
【０１０６】
トロイダルレンズ５０１は副走査方向については、フランジ部５０４ａの側部を図１２（ｃ）にも示す光学ハウジング３０１に形成した支持台５０６Ａの基準突き当て部５０６ａに当て、もう一方のフランジ部５０４ｂを図１２（ｂ）に示す移動突き当て部５０８に突き当ててそれぞれ位置決めしている。
【０１０７】
ここで、移動突き当て部５０８は支持板３０１ａに取り付けられたモータ支持台５１２に取り付けられたステッピングモータ５０７の回転軸に形成された雄ねじ５１０に螺合された一種のナットである円筒部５１１の先端部に形成された突起状の部位である。円筒部５１１は外径部断面形状がＤ形をしている。
【０１０８】
この円筒部５１１を、モータ支持台５１２に形成されたＤ形の穴５１４に摺動可能に嵌合、貫通させた状態で、ステッピングモータ５０７をモータ支持台５１２の直立面５１３にねじ止め固定されている。ステッピングモータ５０７が回転されると、円筒部５１１は穴５１４に案内されて副走査方向に移動する。ステッピングモータ５０７を正逆転すれば、円筒部５１１は進退移動する。
【０１０９】
トロイダルレンズ５０１は、フランジ部５０４ａについては板ばね５０９ａ、フランジ部５０４ｂについては板ばね５０９ｂによって、それぞれ光軸方向、副走査方向で加圧することで位置保持される。板ばね５０９ａは支持台５０６Ａにねじ５によりその基端部が固定され、板ばね５０９ｂはモータ支持台５１２にねじ６によりその基端部が固定されている。
【０１１０】
ここで、板ばね５０９ａ、５０９ｂは押圧部が二股に分岐していて、板ばね５０９ａについては分岐した一方はフランジ部５０４ａを基準突き当て部５０６ａに押し当て、分岐した他方はフランジ部５０４ａを基準面５０５ａに押し当てている。同様に、板ばね５０９ｂの分岐した一方はフランジ部５０４ｂを移動突き当て部５０８に押し当て、分岐した他方はフランジ部５０４ｂを基準面５０５ｂに押し当てている。
【０１１１】
前記したように、ステッピングモータ５０７の正逆回転に応じて円筒部５１１が副走査方向に進退移動するので、ステッピングモータ５０７の回転量及び方向を制御することでトロイダルレンズ５０１の一端側を副走査方向に移動させることができ、これによって、トロイダルレンズ５０１は基準突き当て部５０６ａを支点として当該トロイダルレンズ５０１の光軸に垂直な平面内で回転され、焦線の傾きが変化するので走査線の傾きを調整することができる（図１５参照）。
【０１１２】
なお、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、符号５２３で示したのは折り返しミラーの取付部であり、主走査方向に沿って２つ設けられていて、これに、トロイダルレンズ５０１へ光ビームを導く折り返しミラー（図示されず）が取り付けられて、光学ハウジング３０１の上側に配置されたｆθレンズから開口３０１ｃを経て導かれる光ビームをトロイダルレンズ５０１へ向けて折り返す。
【０１１３】
1.8.2 走査ラインの曲がり調整
走査ラインの曲がりを補正する手段について説明する。
図１２（ａ）において、トロイダルレンズ５０１の板ばね５０９ａ、５０９ｂによる副走査方向への押し当て側と反対側の側面には、取っ手状に曲げることにより台形状の概形をした第1の板ばね５１６と、概形がコの字状をしていてその長手方向の両端部がＲ状に湾曲している第２の板ばね５１７を組み合わせた組板ばねが配備される。
【０１１４】
第1の板ばね５１６は、長手方向の両端部がそれぞれ２つに分岐して対向する一対の板状曲げ部（合計４つの曲げ部）５１８を有している。一方、トロイダルレンズ５０１のリブ５１５のうち、板ばね５０９ａ、５０９ｂによる副走査方向への押し当て側と反対側のリブ５１５には、板状曲げ部（合計４つの曲げ部）５１８と係合可能に切欠き５１９が４つ形成されている。
【０１１５】
図１２（ａ）に示すように、第１の板ばね５１６の内側に第２の板ばね５１７を収めた状態で４つの板状曲げ部（合計４つの曲げ部）５１８を４つの切欠き５１９に噛み合わせる。
【０１１６】
ここで、第１の板ばね５１６の長手方向の中央部にはステッピングモータ５３０がカシメにより取付けられている。このステッピングモータ５３０の回転軸には、調整ねじ５２１が形成されており、この第１の板ばね５１６の長手方向の中央位置には、調節ねじ５２１のねじ部外径より大きい形の穴５１６ａが開けられている。
【０１１７】
また、第２の板ばね５１７の主走査方向に長い長手方向中央部にはこの調節ねじ５２１と螺合するねじ穴５１７ａが形成されていて、調節ねじ５２１が穴５１６ａを経てねじ穴５１７ａに螺合されている。
【０１１８】
この螺合状態のもとで、第２の板ばね５１７の長手方向の両端Ｒ部が、第１の板ばね５１６の台形形状の足に相当する傾斜部に当接することで、これら第１の板ばね５１６と第２の板ばね５１７とは副走査方向で離間状態にあり、このため、ねじ５２１は十分な締め代を有している。
【０１１９】
ステッピングモータ５３０を駆動することにより調節ねじ５２１を締め付けると、第２の板ばね５１７が第１の板ばね５１６に引き付けれらるが、これに応じて第２の板ばね５１７の長手方向両端のＲ部が第１の板ばね５１６の上記対向する傾斜部を押圧して押し広げようとする。この押し広げようとする力は板状曲げ部５１８を介して切欠き５１９に伝わり、主走査方向での切欠き５１９の間隔をあけるように力が作用することからリブ５１５に沿って圧縮力、または引っ張り力を発生させ、トロイダルレンズ５０１の焦線を副走査方向に自然に反らすことができる。
【０１２０】
因みに、圧縮力を働かせると板ばね５１６側に凹となり、引っ張り力を働かせると凸となる。同様の構成は、ブラック画像用を含めた全てのトロイダルレンズに配備し、ポリゴンミラー２０６への斜入射に伴う曲がり、光学系を構成する光学素子の配置誤差等に起因する曲がりを補正し、直線性を改善する。
【０１２１】
各色の画像形成を行う光学系のトロイダルレンズに基準突き当て側を揃えて本例に係る、走査ラインの曲がりを補正する手段と同一の機構を設けることができ、前記した同期検知センサでの検出結果に基づき、ブラックの走査ラインを基準となるブラックの走査ラインに平行、かつ曲がりの方向と量が揃うように合わせる。
【０１２２】
全ての走査ラインが平行、かつ直線となるように合わせるのいずれかにより自動補正され、上記した画像を書き出すタイミング補正と合わせることで、各ステーションで記録した画像を精度よく重ね合わせ、色ずれのない高品位なカラー画像を形成することができる。
【０１２３】
[２] 光走査装置を搭載した画像形成装置の例
これまで説明した構成の光走査装置（図２又は図６で説明した光走査装置）を搭載した画像形成装置の例を図１３により説明する。
例えば、感光体ドラム６０１（６０１'）の周囲には感光体を高圧に帯電する帯電チャージャ９０２、光走査装置を構成する光学ハウジング３０１、光走査装置からの光ビームにより感光体ドラム上に記録された静電潜像に、帯電したトナーを付着させて顕像化する現像ローラ９０３、現像ローラ９０３にトナーを補給するトナーカートリッジ９０４、感光体ドラム２０１上に残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニングケース９０５が配置される。
【０１２４】
感光体ドラム６０１（６０１'）へは前記したようにポリゴンミラー６０６（又は６０６'）のミラー１面毎の走査により複数ライン、実例では４ラインの同時画像記録が行われる。
【０１２５】
転写ベルト６０５への転写順に配置された感光体ドラム６０４、６０３、６０２、６０１（６０４'、６０３'、６０２'、６０１'）の下部がそれぞれ転写ベルト６０５に対向した転写部を以って構成される各画像形成ステーションは、転写ベルト６０５の移動方向に並列されていて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が転写ベルト６０５上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
【０１２６】
各画像形成ステーションはトナー色が異なるだけで、基本的には同一構成である。一方、記録紙は給紙トレイ９０７から給紙コロ９０８により供給され、レジストローラ対９０９により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送りだされ、２次転写部９０１にて記録紙上に転写ベルト６０５よりカラー画像が転写される。カラー画像が転写された記録紙は定着ローラ９１０で画像が定着されて排紙ローラ９１２を経て排紙トレイ９１１に排出される。
【０１２７】
本例のように、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置にあっては、各ライン間の結像特性のばらつきを低減し高品位なカラー画像形成を可能にする。
【０１２８】
[３] 請求項との関係
請求項１：
本発明の走査軌跡可変手段は図１１、図１２に示した何れのタイプのものを使用することもできる。これらの走査軌跡可変手段の適用対象となる光走査装置は、図１に示したものは、偏向手段の双方向から光ビームを入射して各被走査面に走査光を導くタイプであり、図２に示したものは、偏向手段の一方向からのみ光ビームを入射して各被走査面に走査光を導くタイプのものである。
【０１２９】
上記何れの走査軌跡可変手段についても、図６、図２の何れの光走査装置に対しても適用可能である。光走査装置は、複数の光ビームについて、偏向手段、結像手段や折り返しミラーなどの光学部材の一部を共有して、各被走査面（感光体ドラム）を走査する。
【０１３０】
前記図１１、図１２などにより例示した走査軌跡可変手段は、図２、図６などに示した各光走査装置について、同一の光学素子、本例ではトロイダルレンズ６１８、６１８'、１１０、１１０'、７１４、７１５、７１６、７１７の１個ずつに対応してそれぞれ設けられ、それぞれのトロイダルレンズに作用して被走査面上における走査ラインの傾きと曲がりとを変えることができる。
【０１３１】
同一の光学素子に作用して、走査ラインの傾きと、曲がりとを調整することにより、従来、個別に設ける方式では一方を調節した後に、もう一方を調節するとそれによって前者がずれるというふうに、繰り返し行って追い込まないと正確に合わせられなかったが、これらの調整をまとめて行うことができ、他の光学素子はそのまま維持されるので、1回の調整で追い込むことができ、時間の無駄を省くことができるうえ、正確に合わせることが可能となるので、色ずれや色変わりのない高品位なカラー画像記録が行える。
【０１３２】
請求項２：
例えば、図１、図６に示した光走査装置では、２つの光源（半導体レーザ１０１、１０２）を備えた光源ユニット６０９からの各光ビームを感光体ドラム６０１、６０２に導く光路上に結像手段が複数設けられており、これら複数の結像手段の各々は、感光体ドラム６０１走査用の光ビームと、感光体ドラム６０２走査用の光ビームの、各光ビーム共通に設けられる光学素子（シリンダレンズ１０６、ｆθレンズ１０９）と、各光ビームに対応して各々設けられ、前記走査軌跡可変手段を備える光学素子（トロイダルレンズ１１０、６１８）とからなる。
【０１３３】
同様に、２つの光源を備えた光源ユニット６０８からの各光ビームを感光体ドラム６０３、６０４に導く光路上にも、感光体ドラム６０３走査用の光ビームと、感光体ドラム６０４走査用の光ビームの、各光ビーム共通に設けられる光学素子（シリンダレンズ、ｆθレンズ）と、各光ビームに対応して各々設けられ、前記走査軌跡可変手段を備える光学素子（トロイダルレンズ１１０'、６１８'）とからなる。図２に示した光走査装置についても、これに準ずる。
【０１３４】
このように、複数の結像手段のうち、走査軌跡可変手段を備える光学素子（例えば、トロイダルレンズ）以外の結像手段については各ステーション（各感光体ドラム）で共通とすることで、かかる光走査装置をカラー画像形成装置に適用することで、環境変化に応じて個別に姿勢変化等、相対的なレジストずれを発生する要因を回避でき、経時まで色ずれや色変わりのない安定したカラー画像記録を行なうことができる。
【０１３５】
請求項３：
例えば、図１、図６に示した光走査装置では、複数の結像手段の各々は、副走査方向にパワーを持たない光学素子（ｆθレンズ）と、副走査方向にパワーを有し、走査軌跡可変手段を備える光学素子（トロイダルレンズ）とからなるように構成した。図２に示した光走査装置についてもこれに準ずる。走査軌跡可変手段を備える光学素子（トロイダルレンズ）以外は副走査方向にパワーを持たないことで、環境変化に応じて個別に光軸方向が変化することがなく、相対的なレジストずれを発生しないので、経時まで色ずれや色変わりのない安定したカラー画像記録を行なうことができる。
【０１３６】
請求項４：
例えば、図１、図６に示した光走査装置では、被走査面たる感光体ドラムに最も近い位置に光学素子（トロイダルレンズ）が設けられていて、これら各光学素子に対して、走査軌跡可変手段が付帯される。従って、走査軌跡可変手段の後段には結像手段が存在せず、後段の光学素子に影響されることなく、被走査面における走査ラインの走査軌跡を確実に可変できるので、正確に合わせることが可能となり、経時まで色ずれや色変わりのない安定したカラー画像記録が行える。
【０１３７】
請求項５：
図１１、図１２で説明した走査軌跡可変手段は、光学素子（トロイダルレンズ）の支持姿勢を少なくとも２方向にチルト調整する姿勢可変手段を有している。図１１の例でいえば、ステッピングモータ２１１とステッピングモータ２１４が該当する。図１２の例でいえば、ステッピングモータ５７０とステッピングモータ５３０が該当する。これらステッピングモータの駆動により、光学素子（トロイダルレンズ）の支持姿勢を少なくとも２方向にチルト調整することで、光学素子（トロイダルレンズ）そのものに細工する必要がなく、いかなる光学素子にも適応できるうえ、各々の調整機構を同時に動作しても相互に影響し合うことないので、調整に要する時間の無駄を省くことができ正確に調整できるので、経時まで色ずれや色変わりのない安定したカラー画像記録が行える。
【０１３８】
請求項６：
図１１で説明した走査軌跡可変手段は、光学素子（トロイダルレンズ２０１）の主走査方向中央部に設けられた突起２０５と係合する係合部としての凹部２０３と、該光学素子（トロイダルレンズ２０１）の基準面（図１１において光学ハウジング３１０に対向する側の、図中下側の面）を主走査平面に略平行な状態で３点で支持して副走査方向の位置決めを行う突起２０８、軸２１３，２１４を有し、これら３点の支持点のうち、第２の支持点（突起２０８）、第３の支持点（軸２１４）を主走査方向の一端側における入射側、出射側にそれぞれ設け、前記第１の支持点（軸２１３）を主走査方向の他端側に設け、レジストずれ検出結果に基づいて、第１の支持点（軸２１３）、第３の支持点（軸２１４）を駆動することで、各支持点の相対的な部位を可変とする。これにより、簡単な構成で、かつ、確実な調整が行えるので、コストをかけず、色ずれや色変わりのない安定したカラー画像記録が行える。
【０１３９】
請求項７：
請求項６の発明で、前記第１、第２いずれかの支持点を固定部位とするとともに、各光ビームに対応した各々の光学素子（トロイダルレンズ６１８、６１８'、１１０、１１０'）において、これら光学素子に対応して設けられた前記各走査軌跡可変手段について主走査方向の任意の同一端側（これを基準側という。）に配備する。これにより、傾きや曲がりの調整を行っても、上記基準側の走査軌跡は固定されるので、この基準側でタイミング補正による書出し位置の調整を行うことで調整制御が単純化され、調整に要する時間の無駄を省くことができるうえ、正確に合わせることが可能となるので、色ずれや色変わりのない高品位なカラー画像記録が行える。
【０１４０】
請求項８：
請求項６の発明で、前記第１の支持点の部位を可変することにより、被走査面上における走査ラインの傾きを調整するが、単純な動作で確実な調整が可能であり、色ずれや色変わりのない高品位なカラー画像記録が行える。
【０１４１】
請求項９：
請求項６の発明で、前記第２、第３いずれかの支持点を可変にすることにより、被走査面上における走査ラインの曲がりを調整するが、単純な動作で確実な調整が可能となるので、色ずれや色変わりのない高品位なカラー画像記録が行える。
【０１４２】
請求項１０：
図１３で説明した画像形成装置は、一例として、図１、図６又は図２に示した光走査装置を具備し、かつ、これらの光走査装置は図１１又は図１２に示した走査軌跡可変手段を具備しているので、複数の光源手段と、光源手段からの各光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段と、走査された各光ビームを各々に対応した像担持体（感光体ドラムの被走査面）に結像する複数の結像手段と、各々の像担持体上に形成した画像を順次転写する転写体（転写ベルト６０５）と、該転写体に記録された画像より各々のレジストずれを主走査方向に沿った複数の位置で検出する検出手段（検出器６２９）とを有する画像形成装置である。
【０１４３】
かかる画像形成装置において、前記複数の結像手段の各々を構成する光学素子のうち、同一の光学素子（トロイダルレンズ）は走査軌跡可変手段を備え、上記検出手段によるレジストずれ検出結果に基づいて、被走査面における走査ラインの軌跡（走査ラインの曲がり、傾き）を各々補正することができる。
【０１４４】
つまり、走査線の傾き、および曲がりの調整を1回の検出パターンの記録で済ますことができ、トナー消費量が低減され、調整に要する余分な通電時間を省くことができるので、環境に配慮したカラー画像形成装置が提供できる。
【０１４５】
請求項１１：
請求項１０の発明では、一例として、図１３に示した画像形成装置において、前記複数の結像手段の各々を構成する光学素子（トロイダルレンズ）に対して図１１又は図１２に示した走査軌跡可変手段を具備する構成としたが、請求項１１の発明では、前記複数の結像手段の各々を構成する光学素子（トロイダルレンズ）のうち、基準となる画像を記録する結像手段以外の同一の光学素子（トロイダルレンズ）に走査軌跡可変手段を備え、レジストずれを主走査方向に沿った複数の位置で検出する検出手段（検出器６２９）によるレジストずれ検出結果に基づいて、前記基準となる画像の被走査面における走査ラインの軌跡に合わせることとした。
【０１４６】
例えば、図６において、感光体ドラム６０１、６０２、６０３、６０４がそれぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックに対応する色のトナー像を形成する像担持体であるとするとき、基準となる画像を記録する結像手段が感光体ドラム６０１を走査するものであるとき、この感光体６０１を走査する結像手段である光学素子（トロイダルレンズ６１８'）については走査軌跡可変手段を設けずに、他の光学素子（トロイダルレンズ６１８、１１０、１１０'）について、走査規制可変手段をそれぞれ設けた構成とするのである。
【０１４７】
このように構成し、基準となる１つの感光体ドラム上の画像に対して、他の感光体ドラム上の画像を合わせることができるので、視覚的に色ずれは感じられない。
【０１４８】
これにより、簡易な構成により、傾き、および曲がりの調整を1回の検出パターンの記録で済ますことができ、トナー消費量が低減され、調整に要する余分な通電時間を省くことができるので、環境に配慮したカラー画像形成装置が提供できる。
【０１４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、１回の調整結果の検出で、各ステーション間のレジストずれをより正確に補正することが可能で、経時、特に環境温度変化に対して色ずれや色変わりのない良好なカラー画像を得ることのできる光走査装置、画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光走査装置の斜視図である。
【図２】光走査装置の斜視図である。
【図３】図３（ａ）はセンサの保持手段を説明した分解斜視図、図３（ｂ）は取付態位が異なるセンサの保持手段を説明した分解斜視図である。
【図４】走査線の副走査方向のずれを検知するためのフォトダイオード間を通過する光ビームの時間差を模式的に説明した図である。
【図５】感光体ドラムにおける書き込み位置ＷＲと転写位置ＴＲとの関係を説明した図である。
【図６】タンデム式のカラー画像形成装置の要部構成を説明した斜視図である。
【図７】検出パターンに基づく書き込み制御について説明した図である。
【図８】図８（１）は画像上における副走査方向の記録ピッチ変動の一例を示し、図８（２）は図８（１）のうねりの要素である大きなうねり、図８（３）は図８（１）のうねりの要素である小さなうねりをそれぞれ示した図である。
【図９】液晶偏向素子を駆動する回路のブロック図である。
【図１０】半導体レーザアレイの発光源を選択する回路のブロック図である。
【図１１】走査軌跡可変手段の一例を説明した分解斜視図である。
【図１２】走査軌跡可変手段の一例を説明した分解斜視図である。
【図１３】画像形成装置の概略構成を説明した図である。
【図１４】走査線の曲がり調整を模視的に説明した図である。
【図１５】走査線の傾き調整を模視的に説明した図である。
【図１６】液晶偏向素子による光軸偏向の様子を説明した斜視図である。
【符号の説明】
１０、１１  走査軌跡可変手段
【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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