JP4107578B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【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、複数の画像形成ステーションを有する多色画像形成装置において、画像形成時の経時的に発生する走査ラインの傾き及び曲がりを補正する手段を提供することを課題とする。
【００１３】
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検出パターンより、走査ラインの曲がり及び傾きを含む各々のレジストずれを、主走査方向に沿った３箇所以上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、同一の光学素子にそれぞれ走査軌跡可変手段を備え、前記走査軌跡可変手段は、前記複数の同一の光学素子を、主走査方向の一端に当接し走査ラインの傾き及び曲がり補正の共通の支点となる１つの固定点と、前記レジストずれ検出結果に基づいて作動する第１の可動点と第２の可動点で支持しており、前記第１の可動点は、前記固定点と他側の一端にあり、前記第１の可動点の作動により、前記光学素子を光軸と直交する面内で回転させて走査ラインの傾きを補正し、第２の可動点は、主走査方向において前記固定点と前記第１の可動点の間にあり、前記第２の可動点の作動により、前記光学素子の焦線を副走査方向に反らして走査ラインの曲がりを補正し、さらに、前記それぞれの走査軌跡可変手段について前記１つの固定点を前記複数の結像手段における主走査方向の任意の同一側に揃えていることとした（請求項１）。
（２）． （１）記載の画像形成装置において、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）記載の画像形成装置において、前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）記載の画像形成装置において、前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）。
【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により左回りに回転される。
【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６２９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６２９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（図中斜め左上側）で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（図中斜め右下側）で光軸方向の入射側（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、第２の支持点よりも斜め左下側）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）：参考例
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５０１は射出成形によるレンズ部（符号５０１の引き出し線の部位）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５０１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して他の走査ラインをこの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自動補正がなされ、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] 補足事項
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】
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】
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】
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】
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】
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】
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】
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】
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】
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】
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、例えば、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することもできる。
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device used in a writing system such as a digital copying machine and a laser printer, and more particularly to a multicolor image forming apparatus that forms a color image by superimposing a plurality of color toner images.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus using the Carlson process, latent image formation, development, and transfer are performed according to the rotation of the photosensitive drum. Therefore, in a multicolor image forming apparatus in which a plurality of photosensitive drums are arranged along the transfer direction of the transfer body and the toner images formed at the image forming stations of the respective colors are overlaid, the latent images due to the eccentricity of the photosensitive drums and the variation in the diameter are reduced. Depending on the time from image formation to transfer, the difference between the photosensitive drums provided for each color, the speed of the transfer body, for example, the transfer belt or the conveyance belt for conveying the recording paper, The toner image undergoes registration misregistration, which causes color misregistration and color change and degrades image quality.
Further, in an optical scanning device that forms a latent image on a photosensitive drum, if the latent image forming position on the photosensitive drum is not accurately matched, color misregistration and color change may be caused.
[0003]
Conventionally, this registration error is not classified by the optical scanning device and other than the optical scanning device, and the sub-scanning position is detected by the registration error detection pattern recorded on the transfer member, and the writing timing is adjusted, and the sub-scanning direction is adjusted. In contrast, the skew of the scanning line is corrected by skewing the mirror (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
[0004]
Further, the bending of the scanning line is an example in which a scanning lens having power in the sub-scanning direction is deformed along the main scanning direction (see, for example, Patent Document 3) or an example in which the optical axis of the scanning lens is shifted with respect to the light beam ( For example, refer to Patent Document 4), and an example in which the scanning lens is tilted in a plane orthogonal to the scanning surface (for example, refer to Patent Document 5) has been proposed.
[0005]
On the other hand, there is disclosed an example in which the image forming means is composed of a scanning lens that is common to each color beam and has no power in the sub-scanning direction, and a scanning lens for each color beam (see, for example, Patent Documents 6 and 7).
[0006]
As described above, in a multi-color image forming apparatus in which a plurality of image forming stations are arranged along the transport direction of the transfer body and color superposition is performed, the latent image formed at each image forming station (hereinafter simply referred to as a station). If the registration positions at the transfer positions are not aligned with each other, color misregistration and color change may occur.
[0007]
However, in the optical scanning device, even if the shift of the scanning position between the stations, which causes the registration shift in the initial stage, is adjusted, the deformation of the housing, the change in the refractive index of the scanning lens, etc. occur with the change of the environmental temperature. Therefore, fluctuation over time is inevitable.
[0008]
Therefore, this is dealt with by periodically detecting and correcting the registration deviation as described above. However, when trying to correct the scanning line inclination and bending in addition to the main scanning and sub-scanning writing positions of the scanning line. There is a problem that it takes time and the adjustment mechanism becomes complicated and large.
[0009]
Conventionally, the registration error correction is performed by electrically changing the writing timing at each station, and the writing timing can be easily adjusted by using a synchronization detection signal for each polygon mirror as a trigger.
[0010]
However, the scan line tilt or bend must be mechanically corrected, and the scan line bend (or scan line tilt) as the optical element moves to adjust the scan line tilt (or scan line bend). ) Also fluctuates and adjustment is troublesome, and in order to detect the adjustment result, it is necessary to record a registration deviation detection pattern on the transfer member. Since recording is disabled and the startup time is long, it is desirable to avoid frequent operations.
In addition, it was not possible to drive to the minimum, it was difficult to accurately match, and stable scanning position accuracy could not be maintained until time.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3049606
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3078830
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 3111515
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-64758
[Patent Document 5]
JP-A 64-52116
[Patent Document 6]
JP-A-2-250020
[Patent Document 7]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-43627
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
  The present inventionIn a multicolor image forming apparatus having a plurality of image forming stations, there is provided means for correcting the inclination and bending of a scanning line that occurs with time during image formation.Let it be an issue.
[0013]
  In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
  (1). A plurality of light source means, a deflecting means for deflecting each light beam from the light source means to perform main scanning, a plurality of image forming means for forming an image on each image carrier corresponding to each scanned light beam, 3 or more locations along the main scanning direction with respect to each of the registration shifts including the bending and inclination of the scanning line from the transfer body that sequentially transfers the image formed on the image carrier and the detection pattern recorded on the transfer body. An image forming apparatus having a detecting means for detecting at the position of the plurality of image forming means. Of the optical elements constituting each of the plurality of image forming means, the same optical element is provided with a scanning locus varying means, The first optical element is operated based on one fixed point which is in contact with one end in the main scanning direction and serves as a common fulcrum for scanning line inclination and bending correction, and the registration deviation detection result. Movable point And the second movable point, and the first movable point is at one end on the other side of the fixed point, and the optical element is orthogonal to the optical axis by the operation of the first movable point. The second movable point is between the fixed point and the first movable point in the main scanning direction by rotating in the plane to correct the inclination of the scanning line, and by the operation of the second movable point, The curvature of the scanning line is corrected by deflecting the focal line of the optical element in the sub-scanning direction, and the one fixed point for each of the scanning trajectory varying means is arbitrarily set in the main scanning direction of the plurality of imaging means. They are arranged on the same side (claim 1).
  (2). (1) In the image forming apparatus according to (1), each of the plurality of image forming means is an optical element provided in common to each light beam, and an optical element provided corresponding to each light beam and provided with the scanning locus varying means. It was supposed to consist of elements (claim 2).
  (3). (1) In the image forming apparatus described in (1), each of the plurality of imaging units includes an optical element having no power in the sub-scanning direction and an optical element having power in the sub-scanning direction and having the scanning trajectory varying unit. (Claim 3).
  (4). (1) In the image forming apparatus described in (1), the scanning trajectory varying unit is an optical element closest to a scanned surface provided corresponding to each light beam among optical elements constituting each of the plurality of imaging units. (4).
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Terms in the main scanning direction and the sub-scanning direction are used in accordance with the following concept. Usually, the “main scanning direction” and the “sub-scanning direction” mean the direction in which the beam spot is scanned on the surface to be scanned and the direction orthogonal thereto, but in this text, at each location of the optical path (on the surface to be scanned) The directions corresponding to the main scanning direction and the sub-scanning direction (in a broad sense) are called “main scanning direction” and “sub-scanning direction”, respectively.
[0015]
[1] Optical scanning device
1.1 Example of entering the polygon mirror from opposite directions and scanning in both directions
FIG. 1 shows an embodiment of an optical scanning device. FIG. 1 shows a “portion for optically scanning one photosensitive drum” in the tandem color image forming apparatus showing the “image forming unit” in FIG.
[0016]
The “image forming section” of the tandem color image forming apparatus shown in FIG. 6 has four photosensitive drums 601, 602, 603, and 604 each having a surface to be scanned in the moving direction a of the transfer belt 605 as a transfer body. The electrostatic latent images formed by optical scanning with the light beams from the light source means are visualized with toners of colors integrally formed in different optical housings. The toner images are sequentially transferred to a transfer belt 605 and superimposed to obtain a color image. The color image is transferred and fixed to a sheet-like recording medium (not shown) such as transfer paper to form a color image.
[0017]
In the optical scanning device that optically scans the scanned surfaces of the photosensitive drums 601 to 605, a polygon mirror 606 that is a “deflecting unit” that performs main scanning is shared, and the light beam deflected by the polygon mirror 606 corresponds to the corresponding photosensitive beam. A part of the fθ lens that forms an “imaging unit” that forms an image on the body drum is also shared by the plurality of photosensitive drums.
[0018]
For example, the optical scanning device scans all light beams by a single polygon mirror 606. The light source units 607 and 608 are provided in the same unit (for example, an optical housing 301 to be described later) as a pair of “two semiconductor lasers that emit light beams deflected by the same deflection reflection surface” of the polygon mirror 606. Light beams from the light source units 607 and 608 are incident on the polygon mirror 606 from opposite directions and scanned in both directions.
[0019]
6 will be described later in detail.
[0020]
Referring to FIG. 1, FIG. 1 shows, for example, the main part of an optical scanning device that optically scans the photosensitive drums 601 and 602 with two light beams from the light source unit 607 in the configuration of FIG. Equivalent to.
[0021]
In FIG. 1, a light beam emitted from a semiconductor laser 101 as a light source means for optically scanning the photosensitive drum 602 and a “semiconductor laser 102 as a light source means for exposing another photosensitive drum (601)”. L1 and L2 are converted into parallel light beams by the coupling lenses 103 and 104, respectively, and then enter from the same surface of the combining prism 105 that is a combination of a parallelogram prism and a trapezoid prism.
[0022]
The light beam L1 from the semiconductor laser 101 passes through the combining prism 105 (the trapezoidal prism) as it is, and the light beam L2 from the semiconductor laser 102 is sequentially reflected by the parallel reflecting surface pairs of the combining prism 105 (the parallelogram prism). Then, the light beam L1 from the semiconductor laser 101 is "emitted with a predetermined convergence angle in the proximity and sub-scanning direction".
[0023]
Each of the light beams L1 and L2 is incident on the “position decentered from the central axis” of the cylinder lens 106a out of a pair of cylinder lenses 106 consisting of the cylinder lens 106a and the cylinder lens 106b. After intersecting, the sub-scanning direction is enlarged and emitted from the cylinder lens 106b as a parallel beam with a spacing of 3 mm, and passes through the liquid crystal deflecting elements 107 and 108 that slightly change the direction of the light beam to the sub-scanning direction. The light enters the polygon mirror 606 via the mirror 120.
[0024]
Each of the light beams L1 and L2 is once formed as a “long line image in the main scanning direction” in the vicinity of the position of the deflecting reflection surface of the polygon mirror 606 by the action of the cylinder lens 106, converged linearly, and then deflected. Each light beam has a power only in the main scanning direction (no power in the sub-scanning direction). The fθ lens 109 which is a strip-like optical element and the toroidal lens 110 having a polygon surface tilt correction function are used for the photosensitive drum 602. A spot image is formed on the surface to be scanned.
[0025]
Here, the liquid crystal deflecting elements 107 and 108 are provided by being attached to the rear cylinder lens 106b. A constant voltage is applied to these liquid crystal deflecting elements during the formation of the same image, and each light beam is transmitted in the sub-scanning direction. A predetermined tilt angle is maintained by the function of deflecting to the right.
[0026]
Each semiconductor laser 101 (102) is “a plurality of light emitting sources are arranged monolithically on an array at a pitch of several tens of μm, and may be arranged in an array in the sub-scanning direction. The sub-scanning lateral magnification β of the system (coupling lens 103 (104), cylinder lens 106, fθ lens 109, toroidal lens 110) with respect to the pitch of the light source: d
β = p / d
In this way, the light spots formed on the photosensitive drum by the light beams from the respective light emission sources are adjacent at a pixel pitch: p corresponding to the recording density.
[0027]
In this example, as described above, the light beams emitted from the fθ lens 109 are separated by a predetermined distance in the vertical direction (sub-scanning direction), so that the light beams L1 and L2 from the respective semiconductor lasers are separated and separated. It can be guided to the photosensitive drum by folding mirrors 112 and 114. In FIG. 1, the optical path of the light beam L2 from the semiconductor laser 102 is omitted from the middle. Of course, the liquid crystal deflection elements 107 and 108 may be provided separately for each color light beam.
[0028]
The scanning in the “image forming unit” of the tandem color image forming apparatus shown in FIG. 6 is common to the light beam from the light source unit 607 and the light beam from the light source unit 608 from opposite directions as will be described later. A light beam is incident on the polygon mirror 606 and is scanned in both directions.
[0029]
In other words, the optical scanning device using the light beam from the light source unit 607 scans two stations composed of the photosensitive drums 601 and 602 in one direction, and the optical scanning device using the light beam from the light source unit 608. Two stations each constituted by the photosensitive drums 603 and 604 are scanned in another direction having different directions.
[0030]
1.2 Example of entering the polygon mirror from one direction and scanning in one direction
On the other hand, the example of FIG. 2 illustrates an optical scanning device according to another scanning method in the “image forming unit” of the tandem type color image forming apparatus together with the arrangement of the photosensitive drums. The four stations constituted by the photosensitive drums 601 ′, 602 ′, 603 ′, and 604 ′ arranged according to the example are scanned in the same direction.
[0031]
In the example shown in FIG. 3, the components shown in FIG. 1 are associated with dashes. All the light beams guided to the photosensitive drums 601 ′ to 604 ′ are scanned on the same surface of the common polygon mirror 606 ′. For this reason, the size of the reflecting surface of the polygon mirror increases in the direction of the rotation axis. The four light beams from the semiconductor lasers 101 ′, 102 ′, 101 ″, 102 ″ as the light source means are rotated by a predetermined angle around the optical axis through the coupling lenses 103 ′, 104 ′, 103 ″, 104 ″, respectively. The combined prism 105 ′ emits light so as to be parallel to the sub-scanning direction at a predetermined interval so as to intersect in the vicinity of the polygon mirror surface in the main scanning direction, and similarly includes cylinder lenses 106′a and 106′b. Two pairs of two light beams arranged in a line at intervals of 3 mm in the sub-scanning direction are incident on the polygon mirror 606 ′ in the main scanning direction by the pair of cylinder lenses 106 ′.
[0032]
In this example, the cylinder lens 106 ′ is formed long in the main scanning direction, and the light beams from the semiconductor lasers 101 ′ and 102 ″ and the light beams from the semiconductor lasers 101 ″ and 102 ′ are sub-lined with respect to the bus. Incident in the scanning direction. The fθ lens 109 ′ is common, and folding mirrors are arranged so that the optical path lengths match each other.
[0033]
The liquid crystal deflecting elements 612a and 612b are flatly arranged and integrated in the main scanning direction corresponding to the passing positions of the other light beams except for the light beam for recording the black image, and the rear cylinder lens 106 is integrated. 'b is pasted and deployed.
[0034]
From the light source means, through the coupling lens, the cylinder lens, the liquid crystal deflection element, and the like, the four light beams that are folded back by the folding mirror 620 and then deflected by the polygon mirror 606 ′ are scanned in the same direction, After passing through the common fθ lens 109 ′, the corresponding photoconductors via the folding mirrors MR and the toroidal lenses 714, 175, 176, and 717 arranged corresponding to the photoconductor drums 601 ′ to 604 ′, respectively. Images are formed and scanned on the drums 601 ′, 602 ′, 603 ′, and 604 ′, respectively.
[0035]
1.3 Detection of misalignment of light beam in the sub-scanning direction using a synchronous detection sensor
In the optical scanning device shown in FIG. 1, a synchronization detection sensor 113 is provided on the scanning start side of the image recording area and a synchronization detection sensor 114 is provided on the scanning end side in the main scanning direction. In the optical scanning device shown in FIG. 1, the synchronization detection sensor on the scanning start side is indicated by reference numeral 113 ′, and the synchronization detection sensor on the scanning end side is indicated by reference numeral 115 ′. Since these synchronization detection sensors 113, 113 ′ and 115, 115 ′ have the same configuration and function, the synchronization detection sensors 113, 115 shown in FIG. 1 will be described.
[0036]
In the optical scanning device shown in FIG. 1, the synchronization detection sensor 113 detects the timing of writing in the main scanning direction, and the change in the image width (full width magnification) is detected by measuring the scanning time between both sensors. The image frequency for modulating the semiconductor laser is inversely proportional to the detected change in the image width to keep the image width constant.
[0037]
Each of the synchronization detection sensors 113 and 115 includes a photodiode 401 that is perpendicular to the main scanning direction and a photodiode 402 that is not parallel to the photodiode 401 as shown in FIG. In this example, the photodiode 402 is at an angle θ with respect to the photodiode 401.
[0038]
For example, at the time of factory shipment, the optical scanning device is driven and the synchronization detection sensor 113 and the synchronization detection sensor 115 are scanned with the light beam L passing through the edge of the photodiode 401 and the edge of the photodiode 402. By measuring the time when the beam passes, the time difference (Δt) from the photodiode 401 to the photodiode 402 is measured in advance. A distance corresponding to this time difference (Δt) is indicated by Δt in FIG.
[0039]
After the factory shipment, the user side performs the same inspection as the factory shipment in order to adjust the error over time. That is, the time difference (Δt ′) from the photodiode 401 to the photodiode 402 is measured. The distance corresponding to this time difference (Δt) is indicated by Δt ′ in FIG.
[0040]
Here, if the difference between the distance Δt and the distance Δt ′ is ΔT, the tilt angle θ of the photodiode 402 and the scanning speed V of the light beam are known, so the sub-scanning of the light beam L and the light beam L ′ is performed. If the amount of deviation in the direction is Δy,
Δy = (V / tanθ) · ΔT
If the time difference (Δt) is constant, there is no sub-scanning position deviation. In this example, the average value of the deviation amount Δy in the synchronization detection sensor 113 on the scanning start side and the deviation amount Δy in the synchronization detection sensor 115 on the scanning end side is calculated.
[0041]
1.4 Synchronization detection sensor holding structure
A holding structure such as the synchronization detection sensors 113 and 115 will be described. Since these holding structures are the same in both the synchronization detection sensors 113 and 115, here, the synchronization detection sensor 113 on the upstream side in the main scanning direction is supported by the holding structure shown in FIG. 3A is an example in which the mounting surface is horizontal (a surface perpendicular to the sub-scanning direction), and FIG. 3B is an example in which the mounting surface is vertical (a surface perpendicular to the main scanning direction). This will be described with reference to FIG.
[0042]
A sensor corresponding to the synchronization detection sensor 113 is denoted by reference numeral 301 in FIG. The sensor 301 includes the photodiodes 401 and 402 described above. The sensor 301 is mounted on a substrate 302 and is screwed to a resin L-shaped holder member 303. The holder member 303 has a shape in which “a plate-like portion perpendicular to the optical axis direction” and “a plate-like portion perpendicular to the sub-scanning direction” are connected at right angles, and “a plate-like portion perpendicular to the optical axis direction”. Is formed with a square hole 304. The “plate-like portion perpendicular to the sub-scanning direction” is placed on the mounting surface of the optical housing 310 and positioned and screwed as will be described later.
[0043]
The sensor 301 is screwed to the outside of the “plate portion perpendicular to the optical axis direction” so as to face the square hole 304. Inside the “plate-like portion perpendicular to the optical axis direction”, the imaging lens 305 is attached to the pair of snap claws 306 using the stepped portion 312 so as to be coaxial with the sensor 301 via the square hole 304. It is held and supported by positioning.
[0044]
The “plate-like portion perpendicular to the sub-scanning direction” of the holder member 303 has a reference hole 307 on the outer side (upstream side) in the main scanning direction and the inner side (downstream side) in the scanning direction across the sensor 301 when viewed from the optical axis direction. The long hole 308 is provided in the pin 311 protruding from the mounting surface of the optical housing 310, and the long hole 308 is positioned and screwed through the reference hole 307. Note that the holder member for holding the synchronization detection sensor 115 on the end detection side has a symmetrical shape with respect to the shape shown in FIG.
[0045]
Here, the distance from the center of the main scanning direction of the image to the sensor, in the embodiment, the synchronized image height is H, the distance from the sensor 301 to the reference hole 307 is x, the thermal expansion coefficients of the optical housing and the holder member 303 are S, If s,
s ・ x = S ・ H
If the material of the holder member 303 is selected so as to satisfy the following relationship, the sensor position does not change even if the optical housing, in the embodiment, made of aluminum die-cast, extends due to a temperature change. At least, if S <s, the shift is small, and the change in the image width can be detected accurately.
[0046]
Conventionally, the registration deviation is corrected by changing the timing of writing at each station and changing the timing. The writing timing is determined by using a synchronization detection signal for each surface of the polygon mirror as a trigger. The corresponding sub-scanning pitch can be adjusted only as a minimum unit, and a registration shift corresponding to 1/2 of the sub-scanning pitch P occurs at the maximum.
[0047]
In this example, as will be described later, the registration deviation corresponding to ½ of the sub-scanning pitch P and the registration deviation in the period until the next registration deviation detection are the liquid crystal deflection elements 107, 108, 612a, It can be corrected using 612b.
[0048]
The holding structure shown in FIG. 3B is an example in which the mounting surface is vertical (a surface perpendicular to the main scanning direction) as described above. In the example shown in FIG. 3A, the holder member 303 has a shape in which “a plate-like portion perpendicular to the optical axis direction” and “a plate-like portion perpendicular to the sub-scanning direction” are connected at right angles. In the example shown in FIG. 3B, the holder member 303 is “a plate-like portion perpendicular to the optical axis direction”. And “a plate-like portion perpendicular to the main scanning direction” are connected at a right angle, and “a plate-like portion perpendicular to the optical axis direction” is the same as described in FIG. Since the sensor 301 and the imaging lens 305 are attached according to the configuration, the same reference numerals are used. Since the mounting surface of the optical housing 310 is configured as a surface perpendicular to the main scanning direction, the “plate-like portion perpendicular to the main scanning direction” of the holder member 303 is attached to the optical housing 310 via the reference hole 307 ′. Screwed onto the surface. Others are the same as the contents described in FIG.
[0049]
1.5 Optical axis change by liquid crystal deflection element
Reference numerals 107, 108, 612a, 612b and the like are shown as liquid crystal deflecting elements for correcting the resist misalignment. The contents of the optical axis change will be described.
Here, the liquid crystal deflecting elements 107, 108, 612a, and 612b, which are the optical axis deflecting means described above, are represented by reference numeral 1 in FIG.
[0050]
In FIG. 16, a liquid crystal deflecting element 1 is provided with a substrate enclosing liquid crystal in an optical path from a light source to a polygon mirror, and an electric field is applied to the liquid crystal by a power source 2 to change the orientation direction. You may use the method of changing to the direction of the arrow which changes a bending direction.
[0051]
Specifically, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-313941, “a liquid crystal with negative induced anisotropy is sandwiched between a glass substrate on which an alignment film that initially aligns in a certain direction and a transparent electrode are formed, and is driven. Applying a direct current or alternating current voltage to the transparent electrode according to the direction in which the light is to be deflected from the light source, the light is deflected to a desired angle, and the deflection direction is changed by changing the voltage. Can be implemented.
[0052]
1.6 Image forming unit of tandem color image forming apparatus (see FIG. 6)
In FIG. 6, the polygon mirror 606 is disposed at a substantially central portion in the arrangement direction of the four photosensitive drums 601 to 604. The light source unit 607 is for emitting a light beam for exposing and scanning the photosensitive drums 601 and 602. The light beam emitted from the light source unit 607 is emitted from the “cylinder lens 106, the liquid crystal deflecting elements 107 and 108”, and the like. It enters from one side of the polygon mirror 606 through the movable mirror module 609 and the folding mirror 120, and is deflected and scanned.
[0053]
The light source unit 608 is for emitting a light beam for exposing and scanning the photosensitive drums 603 and 604. The light beam emitted from the light source unit 608 is disposed on the optical path of the light beam from the light source unit 608. Is incident from the opposite side of the polygon mirror 606 via the movable mirror module 610 and the folding mirror 121, and is deflected and scanned.
[0054]
As described with reference to FIG. 1, the light beams L1 and L2 from the light source unit 607 have two upper and lower stages, and the light beam from the light source unit 608 has two upper and lower stages. The set of light beams is directed in opposite directions with the polygon mirror 606 in between.
[0055]
For example, a set of light beams from the light source unit 607 are incident symmetrically and decentered from the central axis of the common cylinder lens 109, and are incident and deflected parallel to the polygon mirror surface. A set of light beams from the light source unit 608 is also deflected by a polygon mirror in the same manner through an optical system similarly configured.
[0056]
One of the light beams incident and deflected and scanned from the one side of the polygon mirror 606 passes through the common fθ lens 109, is returned to the photosensitive drum 601 by the return mirrors 615 and 636, and then guided through the toroidal lens 618. . The other one of the light beams incident and deflected and scanned from one side of the polygon mirror 606 passes through the common fθ lens 109, and then is folded back to the folding mirrors 112 and 114 on the photosensitive drum 602 and then guided through the toroidal lens 110. It is burned.
[0057]
One of the light beams incident and deflected and scanned from the opposite side of the polygon mirror 606 passes through the common fθ lens 614, and is the same as the optical system for the light beam that scans the photosensitive member 601 described above. The light beam which is guided to the photosensitive member 604 through the arranged folding mirror (reference number omitted) and the toroidal lens 618 ′, and the other one light beam passes through the fθ lens 614 and then scans the photosensitive member 602 described above. Is guided to the photoconductor 603 through a folding mirror (not shown) and a toroidal lens 110 ′ arranged in the same manner as the optical system for use.
[0058]
The light source unit 607 has a configuration in which a holder for holding the plurality of semiconductor lasers 101 and 102, the coupling lenses 103 and 104, the combining prism 105, and the like, and a printed circuit board on which a driving circuit for these semiconductor lasers is mounted on the back surface. Yes. The same applies to the light source unit 608. The light source units 607 and 608 are configured to be rotatable around a cylindrical portion that emits a light beam, and finely adjust the main scanning positions of the upper and lower light beams L1 and L2 by rotation adjustment.
[0059]
The fθ lenses 109 and 614 in the configuration shown in FIG. 6 are hybrid lenses in which aspherical components are bonded to a cylindrical lens by glass polishing in a thin film shape by resin molding. The toroidal lenses 618 and 110 are formed by integrally forming a lens portion 632 by injection molding, a box-shaped rib portion 633 formed so as to surround the lens portion, and flange portions 634 protruding from both ends in the main scanning direction. One end portion of 634 is provided with a gate portion 635 for injecting resin during molding. The same applies to the toroidal lenses 618 ′ and 110 ′.
[0060]
Since the toroidal lenses 618, 110, etc. are long, they have a uniform warp due to a shading during molding, for example, a partial cooling time difference after injection molding. ing. Further, the flange portion 634 has a thin plate shape, and the section coefficient of the sub-scanning cross section is made lower than that of the lens portion 632 reinforced by the rib portion 633, so that even when torsional stress is applied, this portion is absorbed. .
[0061]
  Each of the photosensitive drums 601 to 604 is directly connected to the motor shaft and rotated at a common drive frequency, as shown by an arrow in the drawing, in the clockwise direction. The transfer belt 605 is held at a predetermined tension by a driving roller 625 and two driven rollers 627 and 628, and left by a motor 626 connected to the driving roller 625.TimesRotated.
[0062]
In this example, the interval between the transfer positions where the photosensitive drums and the transfer belt contact each other is set to an integral multiple of the circumference of the drive roller 625, and periodic speed fluctuations caused by the eccentricity of the drive roller. Consideration is given so that the phases of
[0063]
  In addition, detectors 629 that read the reference positions of the images formed on the transfer belt 605 along the axial direction of the drive roller 625 are provided at three locations, that is, a belt center portion and a belt end portion. Each detector629 includes a CCD area sensor 631 and an objective lens 630, respectively.
[0064]
  Each detector629 reads the detection pattern 3 of the cross line intersecting the main scanning and sub-scanning directions in which the toner images of the reference color (black) and the other colors (cyan, magenta, yellow) are formed in parallel, and sub-scanning lines 29 At the same time as detecting the registration deviation amount in the sub-scanning, at the same time, for each of the detection patterns 3 at the two belt end portions, the inclination of the scanning line and the intersection at the two belt end portions are calculated based on the difference in the intersection position of the cross line forming the detection pattern. Each bend is detected from the difference between the midpoint of the position and the intersection position of the center of the belt.
[0065]
FIG. 5 shows the relationship between the writing position WR and the transfer position TR in the photosensitive drums DR1 and DR2. Reference numeral O indicates the center of rotation of each photosensitive drum. Since the writing position WR and the transfer position T are set to an angle α, the time t between them is constant if the writing position WR and the transfer position T are rotated at a constant angular velocity.
[0066]
The sub-scanning resists for each color are detected by the detection pattern 3 described above, and the writing start timing is regularly adjusted in units of one scanning line pitch p every other surface of the polygon mirror, so that the sub-scanning direction resists are adjusted. Using the photosensitive drum diameter D,
D ・ α / 2 ＝ N ・ P + Δp (N is a natural number)
Δp is a writing start timing shift caused by a phase difference of the synchronization detection timing, and a transfer position interval B from the reference color photosensitive drum of each color photosensitive drum is used.
B = M · P + Δp (where M is a natural number)
It is represented by
[0067]
In other words, even if D, α, and B are different from each other, there is no speed fluctuation, and as long as the writing position does not fluctuate, only the writing start timing shift Δp remains.
[0068]
This Δp is ½ of 1 pitch at the maximum and Δp ≦ p / 2. In this example, the optical axis is varied in the sub-scanning direction by the bias potential applied to the liquid crystal deflecting element, and Δp is Control to 0 and reset as initial value.
[0069]
By the way, in the embodiment, a semiconductor laser array in which four light sources are formed monolithically is used, and four lines are simultaneously scanned for each surface of the polygon mirror. The optical axis is changed.
[0070]
FIG. 7 shows a case where the semiconductor laser array in the light source unit has four light emitting sources. Reference numerals LD-1 to LD-4 indicate the positions of light spots formed at the writing position WR on the photosensitive drum DR1 by the light beams emitted from these four light emitting sources. Thus, when multi-beam scanning is performed using the semiconductor laser array of this example, it is possible to optically scan four scanning lines at a time.
[0071]
In FIG. 7, reference numeral N denotes a deflecting / reflecting surface of a polygon mirror that simultaneously deflects four light beams, and N + 1 denotes a deflecting / reflecting surface that performs the next deflection of the deflecting / reflecting surface. . As shown in the figure, every time one deflecting / reflecting surface is switched, four scanning lines are optically scanned.
[0072]
When the photosensitive drum DR1 starts writing at the writing position WR, each of the light spots LD-1, LD-2, LD-3, and LD-4 formed by a plurality of light beams deflected by the same deflecting and reflecting surface. Among the positions, the light beam (LD− in the figure) has the smallest difference from the “registration position of the reference color (right side in FIG. 7)” of the detection pattern 3 detected by the detector 629 (see FIG. 6). Since the writing control is performed so that 3) is selected as the “light spot for writing on the first line”, only the writing start timing shift Δp described above remains.
[0073]
FIG. 10 is a block diagram of “a circuit for selecting a light emitting source for writing the first line”. Here, the same reference numerals as those of the light spots LD-1 to LD-4 are used to represent light emitting sources in the semiconductor array (corresponding to the semiconductor lasers 102 and 103 in the above example). As shown in FIG. 10, the image data is distributed and temporarily stored in the buffer memories M1 to M4 every four lines by the preceding multiplexer MP1.
[0074]
In the subsequent stage multiplexer MP2, the head line is selected based on the reference position data, the output semiconductor laser is switched, and the contents stored in the buffer memories M1 to M4 are read in synchronization with the synchronization signal for each surface of the polygon mirror. The light emitting sources LD-1 to LD-4 of the semiconductor laser array are driven via the write control unit WCT. At this time, the image data that has not been written by the deflection by the same deflection reflection surface is stored and recorded until the next deflection reflection surface.
[0075]
At this time, the main scanning timing until the image is written with the synchronization detection signal from the synchronization detection sensor (113, 115, etc.) as a trigger is based on the detection result of the main scanning registration position for each station, and the reference color, each image area, Are reset by the writing control unit WCT so that the center positions of the image areas coincide with each other, so that the image areas overlap each other.
[0076]
Note that the setting of the sub-scanning and main-scanning registration positions described above is periodically performed so as to suit the use environment of the image forming apparatus by using a preparation period before a print job or a waiting period between jobs.
[0077]
The synchronization detection sensors 113 and 115 are supported in the optical housing by the holder member 303 described above for each station, and the light beam is transmitted from the toroidal lens (for example, the toroidal lens 110) to the photosensitive drum 602 as shown in FIG. At both ends outside the writing area in the optical path leading to, the mirrors 116 and 117 attached to the optical housing are folded back and guided to the synchronization detection sensors 113 and 115.
[0078]
FIG. 9 is a block diagram of a driving circuit for liquid crystal deflecting elements (1, 107, 108, 612a, 612b, etc.). A pulse voltage is applied to each of the liquid crystal deflecting elements, and the alignment of the liquid crystal changes linearly in accordance with the voltage or pulse width, and the optical axis passing therethrough can be arbitrarily tilted.
[0079]
Based on the reference clock, the pulse generator 901 generates a pulse train for driving the liquid crystal deflection element. The gain adjusting unit 902 to which this pulse train is input supplies a voltage that is increased or decreased according to the scanning position data “time difference (Δt ′)” detected by the synchronization detection sensor described in FIG. 4 to the electrode 903 of the liquid crystal deflecting element. That is, the direction of the optical axis is feedback-controlled so that the time difference (Δt) is constant.
[0080]
Further, the gain adjusting unit 902 rewrites the reference value of the time difference (Δt) based on the registration deviation amount δ detected by the detection pattern 3 periodically recorded on the transfer belt 605 as described above.
[0081]
In this example, as shown in FIG. 1, since the synchronization detection sensors 113, 115 and the like are provided at positions close to the photosensitive drum, the registration deviation amount δ and the time difference (Δt) are substantially proportional to each other.
(Δt) = j · δ, j is determined by a preset coefficient.
[0082]
Therefore, it is possible to control so that no registration deviation occurs on the photosensitive drum.
[0083]
The time difference (Δt) is always detected, and the applied voltage is adjusted so as to maintain the direction of the optical axis between image recordings (between pages).
[0084]
Similarly, the scanning position on the surface of the photoconductor can be accurately corrected by providing a toroidal lens in the vicinity of the photoconductor and not providing an extra optical element therebetween, thereby giving an adjustment amount substantially proportional to the detection result.
[0085]
In this way, in the long-term range, the time difference (Δt) is reset according to the amount of registration deviation by periodically detecting the registration on the transfer belt, and in the short-term range, the set value is maintained so that the set value is maintained. Are monitored by the synchronization detection sensors (113, 115, 113 ′, 115 ′) arranged in FIG. 1, and corrected by the liquid crystal deflecting elements (107, 108, 612a, 612b).
[0086]
FIG. 8A shows an example of the recording pitch variation in the sub-scanning direction on the image.
This fluctuation is, for example, a combination of a large waviness figure 8 (2) generated in one rotation cycle due to speed fluctuation of the photosensitive drum and a small waviness figure 8 (3) generated in one rotation cycle of the driving roller due to speed fluctuation of the transfer belt. As described above, even when the writing timings of the respective colors are matched, the resist position periodically changes due to the speed fluctuation.
[0087]
Conventionally, in order to reduce the registration error caused by these, the interval between the transfer positions of each color (station interval) is set to be an integral multiple of the circumference of the photosensitive drum and an integral multiple of the circumference of the drive roller. The peripheral speed at the transfer position of the photosensitive drum at the moment of transfer and the peripheral speed at the transfer position of the transfer belt are considered to be equal for each color.
[0088]
In the above-described embodiment of the liquid crystal deflecting element, the case where the resist is uniformly displaced has been described. However, when the speed of the transfer belt fluctuates temporally due to the speed fluctuation of the driving roller 625 and the like, the same configuration is used. Can be dealt with.
[0089]
As described above, it has been described that the constant occurrence can be reduced by the layout design. These corrections are possible.
[0090]
In that case, the amplitude and period are detected by forming the caterpillar-like detection pattern 3 on the encoder of the motor 626 connected to the driving roller 625 or the transfer belt 605, etc., and the gain adjusting unit 902 of the liquid crystal deflection element (see FIG. 9). It is sufficient to control the deflection direction so that the deflection direction is oscillated at a constant period. By adjusting the phase so that the polarity of the scanning position and the polarity of the scanning position are reversed, the fluctuation of the resist position due to the speed fluctuation can be canceled.
[0091]
The phase may be adjusted by forming a registration mark or the like in advance at one place on the circumference of the transfer belt 605.
[0092]
1.7 Scanning trajectory variable means (1)
An example of “scanning trajectory varying means 1” for correcting the inclination and bending of the scanning line will be described with reference to FIG. In FIG. 11, reference numeral 201 denotes a toroidal lens, which represents the toroidal lenses 110, 110 ′, 618, 618 ′, 714, 715, 716, 717 and the like described so far.
[0093]
In this example, the optical axis direction of the toroidal lens is along the mounting surface of the optical housing 310. The toroidal lens 201 is disposed on the bottom surface of the optical housing 310 so as to face the photosensitive drum so that the optical axis direction and the sub-scanning direction are aligned, and a protrusion 205 provided at the center of the box-shaped rib 202 in the main scanning direction is provided. The main scanning direction (longitudinal direction) is regulated by engaging with the concave portion 203 formed in the optical housing 310, and lower ends of flange portions 204, 204 provided at both ends in the main scanning direction (in the sub-scanning direction in the figure). Similarly, the rear side portion is engaged with concave portions 206 and 206 formed respectively corresponding to the optical housing 310 to regulate the optical axis direction (short direction). The concave portion 203 that engages with the protrusion 205 is an engaging portion that positions the toroidal lens 201 in the main scanning direction.
[0094]
  Further, the lower surface of the box-shaped rib 202 (the back side in the sub-scanning direction in the figure) is placed on one side in the main scanning direction (oblique in the figure).leftUpper)soOne “first support point” in the center of the optical axis and the other side (oblique in the figure)Bottom rightside)so“Second support point” on the incident side in the optical axis direction (oblique upper right side in the figure), and the outgoing side in the optical axis direction (in the figure,Than the second support pointIt is received at a total of three points of “third support point” on the diagonally lower left side, and is pressed and supported by leaf springs 207 and 207 from above. These plate springs 207 and 207 are fixed by screws to a base 420 provided on the optical housing 310.
[0095]
Since the “first support point” is located on the back side of the toroidal lens 201 in FIG. 11 and is difficult to indicate directly, for convenience, the corresponding position on the front side is indicated by reference numeral (1). Similarly, the “second support point” is indicated by symbol (2), and the “third support point” is indicated by symbol (3).
[0096]
In this example, the “second support point” is used as a reference abutment, and positioning is performed by the protrusion 208 protruding from the bottom surface of the optical housing 310. The “first support point” and the “third support point” The front ends of the shafts 213 and 214 extending from the stepping motors 211 and 212 through the through holes 209 and 210 from the back side of the housing 310 are directly abutted. The shafts 213 and 214 are extended and contracted by a built-in feed screw or the like.
[0097]
Scan line tilt adjustment:
When only the “first support point” is varied by driving the stepping motor 211, the toroidal lens 202 is orthogonal to the optical axis about the rotation axis connecting the “second support point” and the “third support point”. Rotation adjustment γ can be performed in the plane to be performed, and the scanning line is inclined according to the inclination of the focal line as shown in FIG. In FIG. 15, the scanning line on the surface to be scanned is adjusted (one-dot chain line) with respect to the pre-adjustment (solid line) according to the inclination of the angle γ in the plane orthogonal to the optical axis. It can be adjusted to tilt.
[0098]
In the example shown in FIG. 11, since the “second support point” and the “third support point” are not strictly aligned in the optical axis direction, the toroidal lens 201 is strictly speaking, Although it does not rotate in a plane perpendicular to the optical axis, the “second support point” and the “third support point” in the main scanning direction compared to the length of the toroidal lens in the main scanning direction. Since the amount of deviation is small, it rotates in a plane substantially perpendicular to the optical axis, and the inclination of the scanning line can be adjusted.
[0099]
Scan line curve adjustment
When only the “third support point” is varied by driving the stepping motor 212, the toroidal lens 201 has the optical axis centered on the rotation axis connecting the “first support point” and the “second support point”. It rotates in the sub-scanning section. That is, in FIG. 14, the angle β can be adjusted, the apparent curvature can be changed in accordance with the inclination of the curved surface, and the scanning line can be deflected, and scanning caused by an arrangement error of the optical elements constituting the optical system, etc. Improve the linearity, as shown by comparing the scan line shown by the one-dot chain line (before correction) and the scan line shown after practice (after correction), by generating and correcting the line bending. Can do.
[0100]
In this way, the scanning trajectory varying means 10 having a configuration in which the means for holding the toroidal lens 201 and the means for supporting at three points as shown in FIG. 2, FIG. 6, etc., all the toroidal lenses including black are provided in the optical scanning device. However, the scanning trajectory varying means 10 is not shown in FIGS. Reference numeral 415 indicates an attachment portion of the folding mirror 216 that guides the light beam to the toroidal lens 201.
[0101]
  1.8 Scanning trajectory variable means (2): Reference example
  An example of “scanning trajectory varying means 2” for correcting the inclination and bending of the scanning line will be described with reference to FIG. The scanning trajectory varying means (part 2) according to this example includes means for adjusting (correcting) the inclination of the scanning line and means for adjusting (correcting) the bending of the scanning line.FIG.Reference numeral 501 denotes a toroidal lens, which represents the toroidal lenses 110, 110 ′, 618, 618 ′, 714, 715, 716, 717 and the like described so far.
[0102]
The scanning trajectory varying means 11 that is a means for movably holding the toroidal lens 501 as shown in FIG. 12 is used for all the toroidals including black of the optical scanning device shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. The lens is deployed. However, the scanning trajectory varying means 11 is not shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG.
[0103]
  1.8.1 Scan line tilt adjustment
  FIG. 12A is a view of the lower surface side of the optical housing 301 as viewed from the photosensitive drum side. In FIG. 12 (a), a toroidal lens501Is by injection moldingRuLens part(Lead wire portion denoted by reference numeral 501)And a box-shaped rib 515 formed so as to surround it, and a flange portion 504 protruding from both ends in the main scanning direction are integrally formed, and a gate portion for injecting resin at the time of molding is formed at one end of the flange portion 504. Is provided.
[0104]
  In FIG. 12 (a), a toroidal lens is used to avoid complication of the figure.501And the attachment means is described as a representative, and other toroidal lenses are attached by the same means.
[0105]
12A, 12 </ b> B, and 12 </ b> C, the toroidal lens 501 engages a projection 502 provided at the center of a box-shaped rib 515 with a recess 503 formed in the optical housing 301. The main scanning direction (longitudinal direction) is positioned, and the lower surface of the flange portion 504a provided at one end portion in the longitudinal direction is placed on the reference surface 505a of the support base 505A formed on the optical housing 301, and the flange portion provided at the other end portion. The optical axis direction is positioned by abutting 504b against a reference surface 505b of a support base 505B formed on the optical housing 301, respectively. These reference surfaces 505a and 505b are both parallel to a virtual plane perpendicular to the optical axis direction of the toroidal lens 501.
[0106]
In the toroidal lens 501, in the sub-scanning direction, the side portion of the flange portion 504a is applied to the reference abutting portion 506a of the support base 506A formed in the optical housing 301 shown in FIG. 12C, and the other flange portion 504b is applied. They are positioned by abutting against the moving butting portion 508 shown in FIG.
[0107]
Here, the moving abutting portion 508 is a kind of nut that is a kind of nut screwed to the male screw 510 formed on the rotating shaft of the stepping motor 507 attached to the motor support base 512 attached to the support plate 301a. It is a protrusion-like part formed at the tip. The cylindrical portion 511 has a D-shaped outer diameter section.
[0108]
The stepping motor 507 is screwed and fixed to the upright surface 513 of the motor support 512 in a state in which the cylindrical portion 511 is slidably fitted and passed through a D-shaped hole 514 formed in the motor support 512. ing. When the stepping motor 507 is rotated, the cylindrical portion 511 is guided in the hole 514 and moves in the sub-scanning direction. If the stepping motor 507 is rotated forward and backward, the cylindrical portion 511 moves back and forth.
[0109]
The toroidal lens 501 is held in position by applying pressure in the optical axis direction and the sub-scanning direction by the leaf spring 509a for the flange portion 504a and the leaf spring 509b for the flange portion 504b, respectively. The base end of the leaf spring 509a is fixed to the support base 506A by the screw 5, and the base end of the leaf spring 509b is fixed to the motor support base 512 by the screw 6.
[0110]
Here, the leaf springs 509a and 509b have bifurcated pressing portions, and one of the leaf springs 509a is branched, the flange portion 504a is pressed against the reference abutment portion 506a, and the other portion is branched based on the flange portion 504a. It is pressed against the surface 505a. Similarly, one branched leaf spring 509b presses the flange portion 504b against the moving abutting portion 508, and the other branched spring presses the flange portion 504b against the reference surface 505b.
[0111]
As described above, the cylindrical portion 511 moves back and forth in the sub-scanning direction according to the forward / reverse rotation of the stepping motor 507, so that the one end side of the toroidal lens 501 is sub-scanned by controlling the rotation amount and direction of the stepping motor 507. The toroidal lens 501 is rotated in a plane perpendicular to the optical axis of the toroidal lens 501 with the reference abutting portion 506a as a fulcrum, and the inclination of the focal line changes. The inclination can be adjusted (see FIG. 15).
[0112]
In FIGS. 12A, 12B, and 12C, reference numeral 523 denotes an attachment portion for the folding mirror, and two are provided along the main scanning direction. A folding mirror (not shown) that guides the light beam to 501 is attached, and the light beam guided through the opening 301c from the fθ lens disposed on the upper side of the optical housing 301 is folded toward the toroidal lens 501.
[0113]
1.8.2 Scan line curve adjustment
A means for correcting the bending of the scanning line will be described.
In FIG. 12 (a), a first plate having a trapezoidal shape by bending it into a handle shape on the side surface opposite to the pressing side in the sub-scanning direction by the leaf springs 509a and 509b of the toroidal lens 501. An assembled leaf spring is provided in which the spring 516 is combined with a second leaf spring 517 that has a generally U-shape and is curved in an R shape at both ends in the longitudinal direction.
[0114]
The first leaf spring 516 has a pair of plate-shaped bent portions (total of four bent portions) 518 whose both end portions in the longitudinal direction are branched into two. On the other hand, among the ribs 515 of the toroidal lens 501, ribs 515 on the opposite side to the pressing side in the sub-scanning direction by the leaf springs 509a and 509b can be engaged with plate-like bent portions (total four bent portions) 518. Four notches 519 are formed.
[0115]
As shown in FIG. 12A, four plate-shaped bent portions (total of four bent portions) 518 are divided into four notches 519 in a state where the second plate spring 517 is housed inside the first plate spring 516. Bite into.
[0116]
Here, a stepping motor 530 is attached by caulking to the central portion in the longitudinal direction of the first leaf spring 516. An adjustment screw 521 is formed on the rotating shaft of the stepping motor 530, and a hole 516a having a shape larger than the outer diameter of the screw portion of the adjustment screw 521 is formed at the center position in the longitudinal direction of the first leaf spring 516. Opened.
[0117]
In addition, a screw hole 517a that is screwed with the adjusting screw 521 is formed at the longitudinal center portion of the second leaf spring 517 that is long in the main scanning direction, and the adjusting screw 521 is screwed into the screw hole 517a through the hole 516a. Are combined.
[0118]
Under this screwed state, both end R portions in the longitudinal direction of the second leaf spring 517 abut on the inclined portions corresponding to the trapezoidal legs of the first leaf spring 516, so that The leaf spring 516 and the second leaf spring 517 are separated from each other in the sub-scanning direction, and the screw 521 has a sufficient tightening allowance.
[0119]
When the adjustment screw 521 is tightened by driving the stepping motor 530, the second leaf spring 517 is attracted to the first leaf spring 516. In response to this, the two leaf springs 517 at both ends in the longitudinal direction are attracted. The R portion presses the opposing inclined portion of the first leaf spring 516 and tries to spread it. This force to spread is transmitted to the notch 519 via the plate-shaped bent portion 518, and since the force acts so as to leave a gap between the notches 519 in the main scanning direction, a compressive force along the rib 515, Alternatively, a tensile force can be generated to naturally warp the focal line of the toroidal lens 501 in the sub-scanning direction.
[0120]
Incidentally, when a compressive force is applied, it becomes concave toward the leaf spring 516 side, and when a tensile force is applied, it becomes convex. The same configuration is provided for all toroidal lenses including those for black images, and corrects bending caused by oblique incidence to the polygon mirror 206 and bending caused by the placement error of the optical elements constituting the optical system. Improve sex.
[0121]
  The same mechanism as the means for correcting the bending of the scanning line according to this example can be provided by aligning the reference abutting side with the toroidal lens of the optical system that performs image formation of each color, and detection by the above-described synchronization detection sensor Based on the results, the black scan lineAnd other scan linesMatch the black scanning line so that it is parallel to the direction and amount of bending.
[0122]
  Match all scan lines to be parallel and straightSelfDynamic compensationGanaIn addition, by combining with the above-described timing correction for writing an image, it is possible to accurately overlay the images recorded at each station and form a high-quality color image without color misregistration.
[0123]
[2] Example of image forming apparatus equipped with optical scanning device
An example of an image forming apparatus equipped with the optical scanning device having the configuration described so far (the optical scanning device described with reference to FIG. 2 or FIG. 6) will be described with reference to FIG.
For example, the photosensitive drum 601 (601 ') is recorded on the photosensitive drum by a charging charger 902 for charging the photosensitive member to a high voltage, an optical housing 301 constituting the optical scanning device, and a light beam from the optical scanning device. A developing roller 903 that makes charged toner adhere to the electrostatic latent image to be visualized, a toner cartridge 904 that replenishes toner to the developing roller 903, and a cleaning case that scrapes and stores the toner remaining on the photosensitive drum 201 905 is arranged.
[0124]
As described above, the photosensitive drum 601 (601 ′) performs simultaneous image recording of a plurality of lines, for example, four lines, by scanning each mirror surface of the polygon mirror 606 (or 606 ′).
[0125]
The lower portions of the photosensitive drums 604, 603, 602, 601 (604 ′, 603 ′, 602 ′, 601 ′) arranged in the order of transfer to the transfer belt 605 are each configured by a transfer portion facing the transfer belt 605. The image forming stations are arranged in parallel in the moving direction of the transfer belt 605, and toner images of yellow, magenta, cyan, and black are sequentially transferred onto the transfer belt 605 at the same timing, and superimposed to form a color image. It is formed.
[0126]
Each image forming station has basically the same configuration except that the toner color is different. On the other hand, the recording paper is supplied from the paper supply tray 907 by the paper supply roller 908, sent by the registration roller pair 909 in accordance with the recording start timing in the sub-scanning direction, and transferred onto the recording paper by the secondary transfer unit 901. From 605, a color image is transferred. The recording sheet on which the color image has been transferred is fixed on the image by the fixing roller 910 and is discharged to the discharge tray 911 via the discharge roller 912.
[0127]
As in this example, a multicolor image forming device that forms a color image by superimposing multiple color toner images reduces the variation in image formation characteristics between lines and enables high-quality color image formation. To.
[0128]
[3]Supplementary matter
  BookAny of the types shown in FIGS. 11 and 12 can be used as the scanning trajectory varying means of the invention. The optical scanning apparatus to which these scanning trajectory varying means are applied is the type shown in FIG. 1 and is a type in which a light beam is incident from both directions of the deflecting means and the scanning light is guided to each scanning surface. 2 shows a type in which a light beam is incident only from one direction of the deflecting means and the scanning light is guided to each surface to be scanned.
[0129]
Any of the above-described scanning trajectory changing means can be applied to any of the optical scanning devices shown in FIGS. The optical scanning device scans each surface to be scanned (photosensitive drum) while sharing a part of optical members such as a deflecting unit, an imaging unit, and a folding mirror for a plurality of light beams.
[0130]
The scanning trajectory changing means exemplified in FIGS. 11 and 12 is the same optical element, in this example, toroidal lenses 618, 618 ′, 110, 110 ′ for each of the optical scanning devices shown in FIGS. , 714, 715, 716, and 717, respectively, and can act on each toroidal lens to change the inclination and the curve of the scanning line on the surface to be scanned.
[0131]
By acting on the same optical element and adjusting the inclination and bending of the scanning line, conventionally, in the method of providing individually, after adjusting one, adjusting the other, the former is shifted accordingly, Although it was not possible to match accurately unless repeated and driven, these adjustments can be performed together, and other optical elements are maintained as they are, so that it can be driven by one adjustment and wasted time. It can be omitted and can be accurately matched, so that high-quality color image recording without color shift or color change can be performed.
[0132]
  ExampleFor example, in the optical scanning device shown in FIGS. 1 and 6, each light beam from a light source unit 609 having two light sources (semiconductor lasers 101 and 102) is imaged on an optical path that guides the photosensitive drums 601 and 602. A plurality of means are provided, and each of the plurality of imaging means is an optical element (commonly provided for each light beam of the light beam for scanning the photosensitive drum 601 and the light beam for scanning the photosensitive drum 602). Cylinder lens 106, fθ lens 109) and optical elements (toroidal lenses 110, 618) provided corresponding to each light beam and provided with the scanning trajectory varying means.
[0133]
Similarly, the light beam for scanning the photosensitive drum 603 and the light for scanning the photosensitive drum 604 are also provided on the optical path for guiding each light beam from the light source unit 608 having two light sources to the photosensitive drums 603 and 604. Optical elements (cylinder lens, fθ lens) provided in common for each light beam, and optical elements (toroidal lenses 110 ′ and 618 ′) provided corresponding to each light beam and provided with the scanning locus varying means. It consists of. This also applies to the optical scanning device shown in FIG.
[0134]
As described above, among the plurality of imaging means, the imaging means other than the optical element (for example, the toroidal lens) provided with the scanning trajectory changing means is common to each station (each photosensitive drum), so that the light can be obtained. By applying the scanning device to a color image forming device, it is possible to avoid factors that cause relative registration displacement such as individual posture changes according to environmental changes, and stable color image recording that does not cause color displacement or color change over time. Can be performed.
[0135]
  ExampleFor example, in the optical scanning device shown in FIGS. 1 and 6, each of the plurality of imaging units has an optical element (fθ lens) having no power in the sub-scanning direction and a power in the sub-scanning direction, and scanning. An optical element (toroidal lens) provided with trajectory varying means is used. This also applies to the optical scanning device shown in FIG. Since there is no power in the sub-scanning direction except for the optical element (toroidal lens) provided with the scanning trajectory changing means, the optical axis direction does not change individually according to the environmental change, and relative registration deviation does not occur. Therefore, stable color image recording without color shift or color change can be performed until lapse of time.
[0136]
  ExampleFor example, in the optical scanning device shown in FIGS. 1 and 6, an optical element (toroidal lens) is provided at a position closest to the photosensitive drum as the surface to be scanned, and the scanning trajectory is variable for each of these optical elements. Means are attached. Accordingly, there is no image forming means in the subsequent stage of the scanning trajectory changing means, and the scanning trajectory of the scanning line on the surface to be scanned can be reliably varied without being affected by the optical element in the subsequent stage, so that it can be accurately adjusted. This enables stable color image recording without color shift or color change over time.
[0137]
  Figure11. The scanning trajectory varying means described with reference to FIG. 12 has attitude varying means for adjusting the tilt of the supporting attitude of the optical element (toroidal lens) in at least two directions. In the example of FIG. 11, the stepping motor 211 and the stepping motor 214 correspond. In the example of FIG. 12, a stepping motor 570 and a stepping motor 530 are applicable. By adjusting the support posture of the optical element (toroidal lens) in at least two directions by driving these stepping motors, it is not necessary to craft the optical element (toroidal lens) itself, and can be applied to any optical element. Since each adjustment mechanism does not affect each other even if it operates at the same time, it is possible to eliminate the waste of time required for adjustment and perform accurate adjustment, so that stable color image recording without color shift or color change over time can be achieved. Yes.
[0138]
  Figure11. The scanning trajectory changing means described in 11 includes a concave portion 203 as an engaging portion that engages with a protrusion 205 provided at a central portion in the main scanning direction of the optical element (toroidal lens 201), and the optical element (toroidal lens 201). , And a projection 208 for positioning in the sub-scanning direction by supporting the reference surface (the surface facing the optical housing 310 in FIG. 11 on the lower side in the drawing) at three points in a state substantially parallel to the main scanning plane. Among these three support points, the second support point (protrusion 208) and the third support point (shaft 214) are respectively provided on the incident side and the output side on one end side in the main scanning direction. The first support point (axis 213) is provided on the other end side in the main scanning direction, and the first support point (axis 213) and the third support point (axis 214) are based on the registration deviation detection result. By driving the relative of each support point The a site to be variable. As a result, a simple configuration and reliable adjustment can be performed, so that stable color image recording without color shift and color change can be performed without cost.
[0139]
  in frontThe first and second supporting points are fixed portions, and the optical elements (toroidal lenses 618, 618 ′, 110, 110 ′) corresponding to the respective light beams correspond to these optical elements. Each of the provided scanning trajectory varying means is arranged on any same end side in the main scanning direction (this is referred to as a reference side). As a result, the scanning trajectory on the reference side is fixed even when the inclination or the bend is adjusted. Therefore, adjustment control is simplified by adjusting the writing position by timing correction on the reference side, and adjustment is required. In addition to saving time, accurate alignment is possible, and high-quality color image recording with no color shift or color change can be performed.
[0140]
  in frontAlthough the inclination of the scanning line on the surface to be scanned is adjusted by changing the portion of the first support point, high-quality color that can be reliably adjusted with simple operation and has no color shift or color change. Image recording can be performed.
[0141]
  in frontThe bending of the scanning line on the surface to be scanned is adjusted by changing either the second or the third supporting point. However, since it is possible to make a reliable adjustment with a simple operation, color shift and color change are prevented. High-quality color image recording is possible.
[0142]
  FigureThe image forming apparatus described in FIG. 13 includes, as an example, the optical scanning device shown in FIG. 1, FIG. 6, or FIG. 2, and these optical scanning devices include scanning trajectory changing means shown in FIG. A plurality of light source means, a deflecting means for deflecting each light beam from the light source means to perform main scanning, and an image carrier (of the photosensitive drum) corresponding to each scanned light beam. A plurality of image forming means that forms an image on the surface to be scanned), a transfer body (transfer belt 605) that sequentially transfers an image formed on each image carrier, and each resist from the image recorded on the transfer body. This is an image forming apparatus having detection means (detector 629) for detecting a shift at a plurality of positions along the main scanning direction.
[0143]
In such an image forming apparatus, among the optical elements constituting each of the plurality of image forming means, the same optical element (toroidal lens) includes a scanning trajectory variable means, and based on a registration deviation detection result by the detection means, The trajectory of the scanning line on the surface to be scanned (the bending or inclination of the scanning line) can be corrected.
[0144]
In other words, it is possible to adjust the scan line tilt and bend with a single detection pattern recording, reducing toner consumption and eliminating the extra energization time required for adjustment. A color image forming apparatus can be provided.
[0145]
  oneAs an example, the image forming apparatus shown in FIG. 13 includes the scanning trajectory varying means shown in FIG. 11 or 12 for the optical element (toroidal lens) constituting each of the plurality of imaging means. ButFor example,Of the optical elements (toroidal lenses) constituting each of the plurality of image forming means, the same optical element (toroidal lens) other than the image forming means for recording a reference image is provided with a scanning trajectory varying means, and a resist shift Is adjusted to the trajectory of the scanning line on the surface to be scanned of the reference image, based on the registration deviation detection result by the detecting means (detector 629) for detecting at a plurality of positions along the main scanning direction.Can also.
[0146]
For example, in FIG. 6, when the photosensitive drums 601, 602, 603, and 604 are image carriers that form toner images of colors corresponding to cyan, magenta, yellow, and black, respectively. When the image forming means for recording scans the photosensitive drum 601, the optical element (toroidal lens 618 ′) that is the image forming means for scanning the photoconductor 601 is not provided with a scanning trajectory varying means. Each of the optical elements (toroidal lenses 618, 110, 110 ′) is provided with a scanning restriction varying means.
[0147]
Since it is configured in this manner and an image on one photoconductor drum as a reference can be matched with an image on another photoconductor drum, no color shift is visually perceived.
[0148]
This makes it possible to adjust the tilt and bend with a simple configuration by recording a single detection pattern, reducing the amount of toner consumed, and eliminating the extra energization time required for adjustment. Color image forming apparatus in consideration of
[0149]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, it is possible to more accurately correct the registration error between the stations by detecting the adjustment result once. A good color image without color change can be obtained.PaintingAn image forming apparatus can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an optical scanning device.
FIG. 2 is a perspective view of an optical scanning device.
3A is an exploded perspective view illustrating a sensor holding unit, and FIG. 3B is an exploded perspective view illustrating a sensor holding unit having a different mounting position.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a time difference of a light beam passing between photodiodes for detecting a shift of a scanning line in the sub-scanning direction.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a writing position WR and a transfer position TR on the photosensitive drum.
FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration of a main part of a tandem type color image forming apparatus.
FIG. 7 is a diagram illustrating write control based on a detection pattern.
8 (1) shows an example of the recording pitch fluctuation in the sub-scanning direction on the image, FIG. 8 (2) shows a large undulation, which is an element of the undulation in FIG. 8 (1), and FIG. 8 (3). FIG. 9 is a diagram showing small undulations that are elements of the undulation of FIG.
FIG. 9 is a block diagram of a circuit for driving a liquid crystal deflecting element.
FIG. 10 is a block diagram of a circuit for selecting a light emission source of the semiconductor laser array.
FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating an example of a scanning locus changing unit.
FIG. 12 is an exploded perspective view illustrating an example of a scanning locus changing unit.
FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus.
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating curve adjustment of a scanning line.
FIG. 15 is a diagram schematically illustrating the inclination adjustment of a scanning line.
FIG. 16 is a perspective view illustrating a state of optical axis deflection by a liquid crystal deflection element.
[Explanation of symbols]
10, 11 Scanning trajectory variable means

Claims (4)

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検出パターンより、走査ラインの曲がり及び傾きを含む各々のレジストずれを、主走査方向に沿った３箇所以上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、同一の光学素子にそれぞれ走査軌跡可変手段を備え、
前記走査軌跡可変手段は、前記複数の同一の光学素子を、主走査方向の一端に当接し走査ラインの傾き及び曲がり補正の共通の支点となる１つの固定点と、前記レジストずれ検出結果に基づいて作動する第１の可動点と第２の可動点で支持しており、
前記第１の可動点は、前記固定点と他側の一端にあり、前記第１の可動点の作動により、前記光学素子を光軸と直交する面内で回転させて走査ラインの傾きを補正し、
第２の可動点は、主走査方向において前記固定点と前記第１の可動点の間にあり、前記第２の可動点の作動により、前記光学素子の焦線を副走査方向に反らして走査ラインの曲がりを補正し、
さらに、前記それぞれの走査軌跡可変手段について前記１つの固定点を前記複数の結像手段における主走査方向の任意の同一側に揃えていることを特徴とする画像形成装置。A plurality of light source means, a deflecting means for deflecting each light beam from the light source means to perform main scanning, a plurality of image forming means for forming an image on each image carrier corresponding to each scanned light beam, 3 or more locations along the main scanning direction with respect to each of the registration shifts including the bending and inclination of the scanning line from the transfer body that sequentially transfers the image formed on the image carrier and the detection pattern recorded on the transfer body. In the image forming apparatus having a detecting means for detecting at the position of
Of the optical elements constituting each of the plurality of imaging means, the same optical element is provided with scanning trajectory varying means,
The scanning trajectory changing means is based on one fixed point which is a common fulcrum for correcting the inclination and bending of the scanning line by contacting the plurality of the same optical elements with one end in the main scanning direction and the registration deviation detection result. Supported by a first movable point and a second movable point that operate in
The first movable point is located at one end on the other side of the fixed point, and the optical element is rotated in a plane perpendicular to the optical axis by the operation of the first movable point to correct the inclination of the scanning line. And
The second movable point is between the fixed point and the first movable point in the main scanning direction, and scanning is performed by deflecting the focal line of the optical element in the sub-scanning direction by the operation of the second movable point. Correct the curve of the line,
Further, the image forming apparatus is characterized in that the one fixed point of each of the scanning trajectory variable means is aligned on any same side in the main scanning direction of the plurality of imaging means. 請求項１記載の画像形成装置において、
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画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1.
Each of the plurality of imaging means includes an optical element provided in common to each light beam;
An image forming apparatus comprising: an optical element provided corresponding to each light beam and provided with the scanning locus varying means. 請求項１記載の画像形成装置において、
前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画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1.
Each of the plurality of imaging means includes an optical element having no power in the sub-scanning direction;
An image forming apparatus comprising: an optical element having power in the sub-scanning direction and including the scanning locus changing unit. 請求項１記載の画像形成装置において、
前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画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The scanning trajectory varying means is arranged on each optical element closest to the surface to be scanned provided corresponding to each light beam among the optical elements constituting each of the plurality of imaging means. An image forming apparatus .
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