光走査装置、画像形成装置、及び位相変調方法
【課題】液晶素子を透過した光ビームの波面収差の発生量を抑制し、感光体の被走査面に集光される光ビームのビームスポット径の劣化を防止する。
【解決手段】液晶素子２０ａに駆動電圧を印加して液晶層の内部に屈折力を生じさせる際に、例えば液晶素子の温度などによって印加する駆動電圧を制御して、液晶層の位相変調に伴い光ビームに発生する波面収差を最小になるように制御する。これにより、半導体レーザ１１ａから射出する光ビームを液晶素子２０ａにより偏向する際に、光ビームのスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【解決手段】液晶素子２０ａに駆動電圧を印加して液晶層の内部に屈折力を生じさせる際に、例えば液晶素子の温度などによって印加する駆動電圧を制御して、液晶層の位相変調に伴い光ビームに発生する波面収差を最小になるように制御する。これにより、半導体レーザ１１ａから射出する光ビームを液晶素子２０ａにより偏向する際に、光ビームのスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、画像形成装置、及び位相変調方法に係り、さらに詳しくは、光ビームにより感光体を走査する光走査装置、該光走査装置を用いた画像形成装置、及び感光体を走査する光ビームの光路を偏向する液晶素子の位相を変調する位相変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から画像形成装置には、光源から射出された光ビームを例えばポリゴンミラーなどの偏向手段を用いて走査し、感光体上に潜像を形成する光走査装置が用いられている。この光走査装置では、処理速度を向上させる手段として偏向手段であるポリゴンミラーの回転速度を上げる方法が用いられている。
【０００３】
一方、この種の画像形成装置はオンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷によく用いられるようになり、生産性の向上及び画質の高品質化への要求が一層高まっている。そこで、近年ではポリゴンミラーの回転速度を上げるとともに、１パッケージ内に複数の発光点（発光チャンネル）をもち、各発光点から複数の光ビームを射出することが可能なマルチビーム光源を備えた光走査装置、又はシングルビームを射出する半導体レーザを複数備える光走査装置が提案されている。
【０００４】
しかしながら、マルチビーム光源は製造プロセス上チャンネル数を増加することが困難であるとともに、熱的又は電気的なクロストークの影響を除去することが難しく、短波長化が困難であるといった理由から現在では高価な光源手段である。このため、マルチビーム光源を使用すると装置の高コスト化を招来するという問題がある。
【０００５】
一方、複数のシングルビーム半導体レーザを光源とする光走査装置は、周囲環境の変動又は装置の経年変化等の影響により、被走査面におけるビームスポット配列(ビームピッチ、走査線間隔)が変動するという問題がある。そこで、電気信号により駆動される液晶素子を光ビームの光路上に配置して、ビームスポットの変動に応じて液晶素子を駆動することにより、例えば感光体の被走査面上のビームスポットの配列を補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献１及び特許文献２に記載の方法は、光ビームの偏向手段として用いられる液晶素子の液晶層に適当な電圧を印加して、液晶層の内部に一定勾配の電位分布を生じさせることにより、液晶層の光ビームに対する屈折率を制御している。
【０００７】
しかしながら、液晶層に勾配が一定の電位分布を生じさせたとしても、液晶層に生じる屈折率分布の勾配は必ずしも一定にならず、例えば高次多項式で近似可能な曲線状になってしまう。このような曲線状の屈折率分布を呈する液晶層に光ビームを入射させると、液晶層は光ビームに対しレンズとして機能してしまい、光ビームの光路を偏向させるだけではなく波面収差を生じさせてしまうという不都合があった。また、液晶素子の温度が変化した場合には、屈折率分布自体が変化してしまい液晶層の特性を変動させてしまうことも予想される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０２５９５号公報
【特許文献２】特開２００３−３３７２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はかかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、液晶素子を透過した光ビームの波面収差の発生量を抑制し、感光体の被走査面上に集光される光ビームのビームスポット径の劣化を防止することが可能な光走査装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、出力画像の品質劣化を防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、感光体の被走査面に集光する光ビームのビームスポット径の劣化を回避しつつ、液晶素子を透過する光ビームを偏向することが可能な液晶素子の位相変調方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、光源から射出される光ビームにより感光体を走査する光走査装置であって、第１及び第２の駆動電圧に基づいて前記光ビームの光路を偏向する液晶素子と；前記第１及び第２の駆動電圧を制御して、前記液晶素子で発生する波面収差を制御する波面収差制御手段と；を備える光走査装置である。
【００１３】
これによれば、液晶素子の液晶層に電圧を印加して液晶層の内部に屈折力を生じさせる際には、波面収差制御手段により液晶層の位相変調に伴い発生する波面収差の発生量が制御される。その結果、液晶素子により偏向された光ビームのスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【００１４】
この場合において、請求項２に記載の光走査装置に如く、前記波面収差制御手段は、前記第１及び第２の駆動電圧の中間電圧となる基準電圧を制御して前記波面収差の発生量を制御することとすることができる。
【００１５】
この場合において、請求項３に記載の光走査装置の如く、前記波面収差制御手段は、前記光ビームの偏向角に応じて前記基準電圧を制御することとすることができる。
【００１６】
請求項１及び２に記載の各光走査装置において、請求項４に記載の光走査装置の如く、前記光ビームのビームウェスト位置を検出するビームウェスト位置検出手段を更に備え、前記波面収差制御手段は、前記ビームウェスト位置検出手段の検出結果に基づいて前記波面収差の発生量を制御することとすることができる。
【００１７】
請求項１及び２に記載の各光走査装置において、請求項５に記載の光走査装置の如く、前記液晶素子近傍の温度を検出する温度検出手段を更に備え、前記波面収差制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記波面収差の発生量を制御することとすることができる。
【００１８】
請求項２〜５に記載の各光走査装置において、請求項６に記載の光走査装置の如く、前記液晶素子の温度が所定の温度より低い場合には、前記光ビームのビームウェストの位置を前記光源から遠ざける方向に移動させ、所定の温度より高い場合には、前記光ビームのビームウェスト位置を前記光源に近づける方向に移動させるパワー成分を発生する光学系を更に備えることとすることができる。
【００１９】
この場合において、請求項７に記載の光走査装置の如く、前記光学系のパワー成分は、前記液晶素子の使用温度の中央値付近で最小になるように設定されていることとすることができる。
【００２０】
請求項６及び７に記載の各光走査装置において、請求項８に記載の光走査装置の如く、前記基準電圧は、前記ビームウェストの位置変動が前記液晶素子の使用温度の中央値付近で最小となるように設定されていることとすることができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、感光体上に形成された潜像に基づいて画像を形成する画像形成装置であって、前記感光体上に潜像を形成する請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置と；前記光走査装置により前記感光体上に形成された潜像に基づいて、画像を形成する処理装置と；を備える画像形成装置である。
【００２２】
これによれば、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置により感光体上に潜像が形成され、処理装置によりこの潜像に基づいて画像が形成される。したがって、感光体上にはビームスポット径の劣化がない光ビームにより潜像が形成され、結果的に出力画像の品質劣化を防止することが可能となる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、感光体を走査する光ビームを偏向する液晶素子の位相変調方法であって、前記液晶素子で光ビームを偏向する際に生じる波面収差の発生量を予測する工程と；前記予測された波面収差の発生量に基づいて、前記液晶素子に印加する第１及び第２の駆動電圧を決定することで、前記波面収差の発生量を制御する工程と；を含む液晶素子変調方法である。
【００２４】
これによれば、液晶素子で生じる波面収差の発生量が予測され、この予測結果に基づいて光ビームを偏向する際に生じる波面収差の発生量が最小となるように前記液晶素子に印加する駆動電圧が決定される。したがって、液晶素子により光ビームを偏向する際に発生する波面収差を低減することが可能となり、結果的に、光ビームのスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【００２５】
この場合において、請求項１１に記載の位相変調方法の如く、前記発生量を予測する工程では、前記液晶素子の位相差特性曲線の温度特性と前記液晶素子の温度測定結果とから、前記波面収差の発生量が予測されることとすることができる。
【００２６】
請求項１０に記載の位相変調方法において、請求項１２に記載の位相変調方法の如く、前記発生量を予測する工程では、前記感光体での光ビームのビームウェスト位置から、前記波面収差の発生量が予測されることとすることができる。
【００２７】
請求項１０〜１２に記載の各液晶素子変調方法において、請求項１３に記載の液晶素子変調方法の如く、前記制御する工程では、前記第１及び第２の駆動電圧の中間電圧となる基準電圧を制御することとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図８（Ｂ）に基づいて説明する。図１は、本実施形態にかかる光走査装置１０の概略構成を示す図である。
【００２９】
この光走査装置１０は、一例として、２本の光ビームを同時に走査する２ビーム方式（マルチビーム方式）の光走査装置であり、図１に示されるように、１組の半導体レーザ１１ａ，１１ｂ、１組のカップリングレンズ１２ａ，１２ｂ、１組の液晶素子２０ａ，２０ｂ、シリンドリカルレンズ１３、ポリゴンミラー１４、ｆθレンズ１５、トロイダルレンズ１６、感光ドラム１７、反射ミラー１８、ビームピッチ検出センサ１９、液晶素子制御装置３６、及び上記各部を統括的に制御する不図示の主制御装置を備えている。
【００３０】
前記一組の半導体レーザ１１ａ，１１ｂは、シングルモードの半導体レーザである。これら１組の半導体レーザ１１ａ，１１ｂはＹ軸方向に隣接して配置され、主制御装置（不図示）により所定の画像情報に基づいて変調されることにより、＋Ｘ方向に光ビームＬＢａ，ＬＢｂを射出する。
【００３１】
前記一組のカップリングレンズ１２ａ，１２ｂは、半導体レーザ１１ａ，１１ｂの＋Ｘ側にＹ軸方向に隣接して配置され、半導体レーザ１１ａ，１１ｂから射出された光ビームＬＢａ，ＬＢｂを略平行光に整形する。
【００３２】
前記液晶素子２０ａ，２０ｂは、カップリングレンズ１２ａ，１２ｂの＋Ｘ側にＹ軸方向に隣接して配置されている。液晶素子２０ａと液晶素子２０ｂは同一の用途及び機能を有している。したがって、ここでは液晶素子２０ａを代表的にとりあげて説明する。
【００３３】
図２（Ａ）は液晶素子２０ａを−Ｘ側から見た図であり、図２（Ｂ）は液晶素子２０ａを−Ｚ側（下方）から見た図である。液晶素子２０ａは図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を総合するとわかるように、Ｘ軸方向に所定の間隔を隔てて相互に対向するように配置されたガラス基板２１，２２、ガラス基板２１，２２の間に形成された長手方向をＹ軸方向とする液晶層３０、ガラス基板２１，２２の間に液晶層３０を包囲するように形成された樹脂層２４、及び液晶層３０に電圧信号を供給するためのハーネス２３などを含んで構成されている。
【００３４】
図３は液晶層３０近傍を−Ｙ側から見た図である。液晶層３０は幅Ｈ（＝２．０ｍｍ）、厚さ数〜数十μｍ程度で、図３に示されるように複数の液晶分子３０ｂを含み、Ｘ軸方向両端面には配向膜３０ａがそれぞれ形成されている。そして、液晶層３０は、その＋Ｘ側に配置された透明電極３２Ａ及び−Ｘ側に配置されたストライプ状の透明電極３２Ｂを介して、一組のガラス基板２１，２２に挟持されている。
【００３５】
図４は透明電極３２Ｂを−Ｘ側から見た図である。透明電極３４Ｂは、図４に示されるようにＺ軸方向に沿って等間隔に配列された長手方向をＹ軸方向とする複数の透明電極素子３５からなるストライプ状の電極パターンを有している。一方、透明電極３２Ａは前面長方形板状の電極からなる全面一様の電極パターンとなっている。複数の透明電極素子３５のうち最も＋Ｚ側にある透明電極素子３５には液晶素子制御装置３６からの駆動電圧が入力される端子Ｔ１が具備され、最も−Ｚ側にある透明電極素子３５には端子Ｔ２が具備されている。そして、各透明電極素子３５の一端及び他端は抵抗３４Ｒにより電気的にそれぞれ接続されている。
【００３６】
図１に戻り、前記シリンドリカルレンズ１３は、液晶素子２０ａ，２０ｂの＋Ｘ側にその母線がＹ軸に平行となるように配置され、液晶素子２０ａ，２０ｂを透過した光ビームＬＢａ，ＬＢｂそれぞれをポリゴンミラー１４の反射面に集光する。
【００３７】
前記ポリゴンミラー１４は、シリンドリカルレンズ１３の＋Ｘ側に配置されている。このポリゴンミラー１４は高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には６面の偏向面が形成されている。そして、Ｚ軸に平行な鉛直軸を中心に不図示の回転機構により、図１に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。したがって、半導体レーザ１１ａ，１１ｂから射出し、シリンドリカルレンズ１３によってポリゴンミラー１４の偏向面に集光された光ビームＬＢａ，ＬＢｂは、ポリゴンミラー１４の回転により一定の角速度でＸ軸に沿って偏向される。
【００３８】
前記ｆθレンズ１５は、ポリゴンミラー１４の＋Ｙ側に配置されている。このｆθレンズ１５は光ビームＬＢａ，ＬＢｂの入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１４により一定の角速度で偏向される光ビームＬＢａ，ＬＢｂの像面を、Ｘ軸（主走査方向）に対して等速移動させる。
【００３９】
前記トロイダルレンズ１６は、ｆθレンズ１５の＋Ｙ側に長手方向をＸ軸方向として配置されている、このトロイダルレンズ１６は、ｆθレンズ１５を透過した光ビームＬＢａ，ＬＢｂを感光ドラム１７の表面上に結像する。
【００４０】
前記感光ドラム１７は、トロイダルレンズ１６の＋Ｙ側に長手方向をＸ軸方向として配置されている。この感光ドラム１７は、一例としてその表面に光ビームＬＢａ，ＬＢｂが照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、不図示の回転機構によりＸ軸に平行な軸回りに回転されるようになっている。
【００４１】
前記反射ミラー１８は、感光ドラム１７の−Ｘ側端部近傍に配置され、トロイダルレンズを透過した光ビームＬＢａ，ＬＢｂを反射してビームピッチ検出センサ１９に入射させる。
【００４２】
前記ビームピッチ検出センサ１９は、前記反射ミラー１８で反射する光ビームＬＢａ，ＬＢｂの光路上で、半導体レーザ１１ａ，１１ｂからの光学的距離が、半導体レーザ１１ａ，１１ｂと感光ドラム１７の表面との光学的距離と等しくなるような位置に配置されている。このビームピッチ検出センサ１９は、反射ミラー１８に反射された光ビームＬＢａ，ＬＢｂを受光して、例えば光ビームＬＢａ，ＬＢｂそれぞれのビームスポットの副走査方向に関する位置に応じた電気信号と、ビームウェスト位置ずれに応じた電気信号との２種類の電気信号を液晶素子制御装置３６に出力する。
【００４３】
前記液晶素子制御装置３６は、後述する液晶素子２０ａ，２０ｂの位相差特性曲線に関するデータなどが記録されたメモリと、ビームピッチ検出センサ１９からの信号とメモリに記録されたデータとに基づいて液晶素子２０ａ，２０ｂに駆動電圧を印加する処理回路と、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度を検出する温度センサなど含んで構成されている。
【００４４】
次に、上述したように構成された光走査装置１０の動作について説明する。図１に示されるように、半導体レーザ１１ａから射出された光ビームＬＢａと、半導体レーザ１１ｂから射出された光ビームＬＢｂそれぞれは、カップリングレンズ１２ａ，１２ｂにより略平行光に整形された後、液晶素子２０ａ，２０ｂを透過し、シリンドリカルレンズ１３によりポリゴンミラー１４の偏向面に集光される。そして、ポリゴンミラー１４の偏向面に集光された光ビームＬＢａ，ＬＢｂはポリゴンミラーの回転により、感光ドラムに対し＋Ｘ方向（以下、主走査方向ともいう）に所定の角速度で偏向された状態でｆθレンズ１５に入射する。
【００４５】
ｆθレンズ１５に入射した光ビームＬＢａ，ＬＢｂはトロイダルレンズ１６へ入射し、トロイダルレンズ１６により感光ドラム１７の表面に結像されることにより、感光ドラム１７の表面には、光ビームＬＢａにより走査されたラインと、このラインから下方に所定距離隔てた位置で光ビームＬＢｂにより走査されたラインとによる潜像が形成される。
【００４６】
液晶素子制御装置３６は、上述したように感光ドラム１７の走査に先立って、ビームピッチ検出センサ１９からの信号に基づいて、感光ドラム１７に走査された光ビームＬＢａ，ＬＢｂのビームスポット位置の偏差（ラインピッチ）を検出するとともに、不図示の温度センサを介して液晶素子２０ａ，２０ｂの温度を検出し、ラインピッチ及び温度の検出結果に基づいて液晶素子２０ａ，２０ｂを制御する。以下、液晶素子２０ａを代表的にとりあげて，光ビームＬＢａの偏向方法について説明する。
【００４７】
液晶素子制御装置３６では、光ビームＬＢａのビームスポットの副走査方向の位置と、例えば設計値などの基準値との偏差ΔＺを算出し、光ビームＬＢａを偏向する目標角となる偏向角βを算出する。ここで、シリンドリカルレンズ１３の焦点距離をｆｃｙｌ、ポリゴンミラー１４以降のｆθレンズ１５及びトロイダルレンズ１６を含む光学系の副走査倍率をｍｚとすると、偏差Δｚと偏向角βの関係は次式（１）で表される。そして、上記式（１）を変形すると次式（２）が求められる。
【００４８】
Δｚ＝ｍｚ×ｆｃｙｌ×ｔａｎβ・・・（１）
β＝ｔａｎ−１（ΔＺ／（ｍｚ・ｆｃｙｌ））・・・（２）
【００４９】
液晶素子制御装置３６は、ビームピッチ検出センサ１９の信号から光ビームＬＢａの偏差Δｚを算出すると、上記式（２）から光ビームＬＢａを偏向する際の目標となる偏向角βを算出する。そして、偏向角βに対応する駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を、液晶素子２０ａの端子Ｔ１，Ｔ２にそれぞれ印加する。以下、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２の制御方法について詳述する。
【００５０】
図５（Ａ）は液晶素子２０ａの端子Ｔ０をグランドとして、端子Ｔ１と端子Ｔ２に、周波数が数百Ｈｚ〜数キロＨｚで矩形波状の駆動電圧Ｅ１，Ｅ２（Ｅ１＜Ｅ２）をそれぞれ印加したときに透明電極３４Ｂに生じる電位分布を示す図である。
【００５１】
端子Ｔ１，Ｔ２に駆動電圧Ｅ１，Ｅ２が印加されると、図５（Ａ）に示されるように透明電極３２Ｂには抵抗３４ｒ（図５（Ａ）には不図示）を比例定数とする線形（一様の勾配）で右上がりの電位分布が生じ、液晶層３０には電位分布に応じた大きさの電場が形成され、例えば図５（Ａ）に示されるように、液晶層３０内部の液晶分子３０ｂそれぞれは電場の大きさに応じた配向角まで回動される。
【００５２】
図６（Ａ）は、液晶層３０の温度が２５℃（基準温度）である場合の位相差特性曲線Ｌ２５を示す図である。図６（Ａ）の位相差特性曲線Ｌ２５は、駆動電圧が大きくなるほど位相差が小さくなることを示しており、これは駆動電圧が大きくなるほど液晶層３０のＸ軸方向における光学的距離が小さくなることを示している。したがって、液晶層３０に図５（Ａ）に示されるような電位分布が生じた場合には、端子Ｔ１から端子Ｔ２へ向かうにしたがってＸ軸方向の光学的距離が短くなり、液晶層３０に入射した光ビームＬＢａは端子Ｔ１側に偏向された状態で射出されるようになる。
【００５３】
なお、Ｅ１がＥ２より大きい場合（Ｅ１＞Ｅ１）には、透明電極３４Ｂに生じる電位分布は図５（Ｂ）に示されように右下がりとなり、複数の液晶分子３０ｂそれぞれは図５（Ａ）に示された向きと反対方向に回動される。そして、液晶層３０に入射した光ビームＬＢａ，ＬＢｂは端子Ｔ２側に偏向された状態で射出されるようになる。また、Ｅ１とＥ２が等しい場合（Ｅ１＝Ｅ２）には、透明電極３４Ｂに電位分布が生じないため結果的に液晶層３０に電場が生じることはない。したがって、光ビームＬＢａは偏向されることなく液晶素子２０ａを透過する。
【００５４】
ここで、駆動電圧Ｅ１における位相差をφ１、駆動電圧Ｅ２における位相差をφ２とすると、上記式（２）から求めた偏向角βは次式（３）で表すことができ、式（３）から式（４）を導出することができる。
【００５５】
β＝ｔａｎ−１（（φ１−φ２）／Ｈ）
＝ｔａｎ−１（Δφ１２／Ｈ）・・・（３）
Δφ１２＝Ｈ・ｔａｎβ・・・（４）
【００５６】
したがって、液晶素子制御装置３６では目標となる偏向角βを算出したら、上記式（４）から、駆動電圧Ｅ１に対する位相差φ１と駆動電圧Ｅ２に対する位相差φ２との差Δφ１２を算出し、このΔφ１２の値に基づいて駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を決定することで、光ビームＬＢａを偏向角βで偏向させることが可能となる。以下、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２の決定方法について図６（Ａ）を参照しつつ説明する。
【００５７】
光ビームＬＢａを偏向角βで偏向させることだけを考えた場合にはβとΔφ１２とが上記式（４）の関係を満たしていればよい。しかしながら、位相差特性曲線Ｌ２５は直線成分以外の例えば２次成分などの高次成分が含まれている。このため位相差特性曲線Ｌ２５のうち線形性が良好な部分に基づいて駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を決定することが望ましい。
【００５８】
そこで、位相差特性曲線Ｌ２５をみると、駆動電圧１．４Ｖ〜２．６Ｖの範囲では電圧２．０Ｖに対応した点Ｐ２に対し略点対称となっており、１．４Ｖに対応する点Ｐ１と２．６Ｖに対応するＰ３を結んだ直線Ｍ２５の成分を除去した曲線Ｓ２５は図６（Ｂ）に示されるようになる。この曲線Ｓ２５は駆動電圧１．４Ｖから２．６Ｖまでの位相差特性曲線Ｌ２５の２次成分を表しており、液晶素子２０ａで発生するパワー成分に相当し、液晶素子２０ａを透過した光ビームＬＢａの発散度を劣化させる原因となるものである。しかしながら、曲線Ｓ２５は２．０Ｖに対応する点Ｐ２対して略点対称となっているため、点Ｐ２に対応する駆動電圧を中間電圧として駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を決定すれば、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２に対応する点で規定される曲線Ｓ２５で示される２次成分の平均値をほぼ零に維持することができる。
【００５９】
したがって、液晶素子制御装置３６では、基準電圧Ｅ０を点Ｐ２に対応させて２．０Ｖと定義する。そして、この基準電圧Ｅ０を中心に、例えば駆動電圧Ｅ１をＥ０−ΔＥと定義し、駆動電圧Ｅ２をＥ０＋ΔＥ定義してΔＥの値を増減させることにより駆動電圧Ｅ１，Ｅ２をそれぞれ制御する。これにより、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２で規定される位相差特性曲線Ｌ２５の２次成分の平均値をほぼ零に維持することができ、光ビームＬＢａを偏向する際に作用するパワー成分の影響を非常に小さいものにすることができる。
【００６０】
ところで、位相差特性曲線は液晶素子２０ａの温度が変動することで形状が変化することはないが、駆動電圧に対する特性が変化する。この場合に、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を決定する際に基準温度（２５℃）における基準電圧Ｅ０２５に基づいて決定してしまうと、光ビームＬＢａを偏向する際の波面収差が大きくなってしまう場合がある。そのため、液晶素子２０ａの温度が変化する場合には、基準電圧Ｅ０を液晶素子２０ａの温度に応じて適切に制御することが必要となる。以下、基準電圧Ｅ０を制御することによる液晶素子２０ａの変調方法について説明する。
【００６１】
図７（Ａ）には、液晶素子２０ａの温度が２５℃のときの位相差特性曲線Ｌ２５の他に、液晶素子２０ａの温度が５℃と４５℃のときの位相差特性曲線Ｌ５、Ｌ４５が示されている。図７（Ａ）に示されるように、位相差特性曲線Ｌ５は位相差特性曲線Ｌ２５を右方向へ平行にシフトした特性となり、位相差特性曲線Ｌ４５は位相差特性曲線Ｌ２５を左方向へ平行にシフトした特性となっている。このため、図７（Ａ）に示されるように１．４Ｖ及び２．６Ｖに対応する点を両端とする直線Ｍ５、Ｍ２５、Ｍ４５は勾配はほぼ同一となるが上下方向へズレた状態となっている。
【００６２】
この場合には、勾配がほぼ同一であるため、光ビームＬＢａの偏向角βに関しては実仕様上無視できるレベルにある。しかしながら、温度５℃及び４５℃における位相差特性曲線Ｌ５、Ｌ４５の２次成分を表す曲線Ｓ５、Ｓ４５については、図７（Ｂ）に示されるように、曲線Ｓ５は全体として上に凸な形状となり、曲線Ｓ４５は全体として下に凸な形状となる。これは、液晶素子２０ａが５℃である場合には、駆動時に正のパワーを生じることを意味し、液晶素子２０ａが４５℃である場合には、駆動時に負のパワーを生じることを意味している。したがって、液晶素子２０ａが５℃又は４５℃であるときに、液晶素子２０ａが２５℃であるときの基準電圧Ｅ０（＝２．０Ｖ）を基準に光ビームＬＢａの偏向を行うと、波面収差が大きくなってしまうのがわかる。
【００６３】
そこで、液晶素子制御装置３６では、光ビームＬＢａの偏向時に生じるパワー成分を抑制するために、各温度において得られる位相差特性曲線の略点対称となる基準点（以下、対称点ともいう）に対応した電圧に基準電圧Ｅ０をシフトする制御を行ない、この基準電圧Ｅ０を中心に、端子Ｔ１に印加する駆動電圧Ｅ１をＥ０−ΔＥ、端子Ｔ２に印加する駆動電圧Ｅ２をＥ０＋ΔＥと決定する。
【００６４】
たとえば、図８（Ａ）に示されるように、液晶層３０の温度が４５℃の場合には、位相差特性曲線Ｌ４５の対称点に対応する電圧１．９Ｖを基準電圧Ｅ０とし、液晶層３０の温度が５℃の場合には、位相差特性曲線Ｌ５の対象点に対応する電圧２．１Ｖを基準電圧Ｅ０とする。これにより位相差特性曲線Ｌ４５の駆動電圧１．３Ｖから２．５Ｖまでの２次成分を示す曲線Ｓ４５及び、位相差特性曲線Ｌ５の電圧１．５Ｖから２．７Ｖまでの２次成分を示す曲線Ｓ５は、図８（Ｂ）に示されるように、各温度における基準電圧Ｅ０に対応する点に対し略点対称となり、液晶素子２０ａでのパワー成分の発生を回避することができることがわかる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態にかかる光走査装置１０によると、液晶素子制御装置３６は、まず光ビームＬＢａ，ＬＢｂの補正目標となる偏向角βを算出すると、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度を検出し、この検出温度に基づく位相差特性曲線の駆動電圧Ｅ１及び駆動電圧Ｅ２に対応する点で規定される範囲の２次成分が基準電圧Ｅ０を中心に略点対称となるように、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度が基準温度より低い場合には基準電圧Ｅ０を高くし、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度が基準温度よりも高い場合には基準電圧Ｅ０が低くなるように制御する。
【００６６】
これにより、光ビームＬＢａ，ＬＢｂを偏向させる際に、液晶素子２０ａ，２０ｂに生じるパワー成分を全体としてほぼ零にすることが可能となり、結果的に光ビームＬＢａ，ＬＢｂを偏向させる際に生じるスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【００６７】
また、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度変化にともない基準電圧を制御するためには、電圧入力のアルゴリズムを僅かに変更するだけで対応することが可能であり、特段部品を追加する必要がない。したがって、装置の大型化や高コスト化を招くこともない。
【００６８】
なお、液晶素子の位相差特性曲線は、液晶素子固有のものであるため相互に個体差がある。そこで、予め液晶素子ごとに位相差特性曲線の温度依存性を計測しておき、例えば液晶素子の温度と基準電圧とを対応付けた情報を液晶素子制御装置３６に格納しておいてもよい。そして、液晶素子２０ａ，２０ｂを駆動する際には、検出した液晶素子２０ａ，２０ｂの温度から、前記情報に基づいて基準電圧Ｅ０を決定し、該基準電圧Ｅ０に基づいて駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を制御することで、効果的かつ迅速に液晶素子２０ａ，２０ｂに生じるパワー成分をほぼ零にすることが可能となる。
【００６９】
また、液晶素子２０ａ，２０ｂが同一温度である場合であっても、目標とする偏向角βが大きくなると波面収差の発生量が大きくなる場合がある。図９（Ａ）に示されるように、一例として基準電圧Ｅ０が２．０Ｖ、ΔＥが＋１．０Ｖであるとすると、駆動電圧Ｅ１は１．０Ｖ、駆動電圧Ｅ２は３．０Ｖとなり、駆動電圧Ｅ１における位相差φ１は１６１２ｎｍ、駆動電圧Ｅ２における位相差φ２は５２９ｎｍとなる。そして、この場合の液晶素子２０ａ，２０ｂでの偏向角βは、上記式（３）より、β＝ｔａｎ−１（Δφ１２／Ｈ）＝ｔａｎ−１（１０８３［ｎｍ］／２．０［ｍｍ］）＝１．９［分］となる。
【００７０】
このとき、位相差特性曲線Ｌ２５の駆動電圧がＥ１からＥ２の範囲の２次成分を示す曲線Ｓ２５は、図９（Ｂ）に示されるように、全体的に上に凸な形状となり、光ビームＬＢａ，ＬＢｂを偏向する際に負のパワーを作用させることがわかる。このように、同じ温度条件下においても基準電圧Ｅ０を固定したまま偏向角βを異ならしめると、その偏向角βの大きさによっては液晶素子２０ａ，２０ｂのパワー成分が増加し、その結果光ビームＬＢａ，ＬＢｂの波面収差の発生量が著しく増加してしまう場合がある。
【００７１】
このような波面収差の発生を抑制するためには、偏向角βに基づいて基準電圧Ｅ０を可変すればよい。例えば図１０（Ａ）に示すように、基準電圧Ｅ０を２．０７Ｖ、ΔＥを＋１．０Ｖとすると、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２はそれぞれ１．０７Ｖ、３．０７Ｖとなる。その結果駆動電圧がＥ１からＥ２の範囲の２次成分を示す曲線は、図１０（Ｂ）に示されるように、基準電圧Ｅ０に対応する点に対し略点対称形状となり、パワー成分の発生が効果的に抑制される。この場合、駆動電圧Ｅ１における位相差φ１は１６００ｎｍ、駆動電圧Ｅ２における位相差φ２は５０８ｎｍであるから、両者の位相差Δφ１２は１０９２（＝１６００−５０８）ｎｍとなる。この値は駆動電圧Ｅ０を制御する前の値（１０８３ｎｍ）の０．８％程度であるため、実使用上問題ないレベルである。したがって、上述したように液晶素子２０ａ，２０ｂが同一温度である場合においても、目標とする偏向角βに応じて基準電圧Ｅ０を可変することにより、波面収差の発生量を抑制することが可能となり、光ビームＬＢａ，ＬＢｂのスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【００７２】
また、液晶素子２０ａ，２０ｂは、図７（Ｂ）に示されるように、低温側では正のパワーを生じ高温側では負のパワーを生じる。そのため、例えば図１におけるカップリングレンズ１２ａ，１２ｂ、シリンドリカルレンズ１３、トロイダルレンズ１６、及び（非駆動時の）液晶素子を含む光学系の温度特性は、低温側ではビームウェスト位置を光源から遠ざかる方向に移動させ、高温側ではビームウェスト位置を光源に近づける方向に移動させるような特性であることが望ましい。図１１は液晶素子２０ａの温度を２５℃に維持した環境下での、基準電圧Ｅ０と液晶素子２０ａの偏向により発生するビームウェスト位置ずれ量の関係を示すグラフである。図１１に示されるように、ビームウェスト位置ずれ量は、基準電圧Ｅ０をＥ０２５（＝２．０Ｖ）からＥ０５（＝２．１Ｖ）へ移行させると＋側へ移行し、Ｅ０４５（＝１．９Ｖ）へ移行させると−側へ移行する。したがって、例えば液晶素子の温度が２５℃から５℃に低下した場合には、基準温度Ｅ０の大きさをＥ０５に制御するのではなくて、ビームウェスト位置を＋側にΔｙ１だけ移動する特性を有し、また、液晶素子の温度が２５℃から４５℃に低下した場合には、基準温度Ｅ０の大きさをＥ０４５に制御するのではなくて、ビームウェスト位置を−側にΔｙ２だけ移動する特性を有する光学系を用いれば、基準電圧Ｅ０を固定した場合にも波面収差の発生量を抑制することが可能となり、光ビームのスポット径の劣化を防止することが可能となる。なお、光学系は、上記のように必ずしもΔｙ１，Δｙ２だけビームウェストを移動して、ビームウェスト位置ずれ量を完全に零にする必要はなく、過剰補正とならない程度に、液晶素子２０ａ，２０ｂで発生する屈折力を打ち消す方向の屈折力を発生するような特性を有していればよい。
【００７３】
また、本実施形態では、１つのポリゴンミラー１４で感光ドラム１７を走査する場合について説明したが、これに限らず、一例として図１２に示されるように、ポリゴンミラー１４を主走査方向に並列して配備し、感光ドラム１７を分割して走査する構成を採用することとしてもよい。このように感光ドラム１７を分割して走査することにより、有効書込幅を大きくすることができる。また、同じ有効書込幅であれば、偏向素子２０ａ，２０ｂや光学素子などを小型化することで、メカ公差や温度変動によるビームウェスト位置変動が小さくなることにより波面収差が低減され、結果として高品位な出力画像を得ることが可能となる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、液晶素子２０ａ，２０ｂを用いて光ビームＬＢａ，ＬＢｂを副走査方向へ偏向させる場合について説明したが、これに限らず、液晶素子２０ａ，２０ｂの向きを変えることにより、光ビームＬＢａ，ＬＢｂを主走査方向に偏向させてビームスポット位置の補正を行ってもよい。
【００７５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図１３及び図１４に基づいて説明する。ここで前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分には、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略し又は簡略するものとする。
【００７６】
図１３には、第２の実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成が示されている。
【００７７】
画像形成装置１００は、カールソンプロセスを用いて、例えば、黒、イエロー、マゼンダ、シアンのトナー像を普通紙（用紙）上に重ね合わせて転写することにより、多色画像を印刷するタンデム方式のカラープリンタである。この画像形成装置１００は、図１３に示されるように、光走査装置１０、４本の感光ドラム１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、転写ベルト４０、位置ずれ検出装置４５、給紙トレイ６０、給紙コロ５４、第１レジストローラ対５６、第２レジストローラ対５２、定着ローラ５０、排紙ローラ５８、及び上記構成部品を収容するほぼ直方体状のハウジング１１２などを備えている。
【００７８】
ハウジング１１２には、上面に印刷が終了した用紙が排出される排紙トレイ１１２ａが形成され、その排紙トレイ１１２ａの下方に光走査装置１０が配置されている。
【００７９】
光走査装置１０は、感光ドラム１７Ａに対しては、上位装置（パソコン等）から供給された画像情報に基づいて変調された黒色画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム１７Ｂに対してはシアン画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム１７Ｃに対してはマゼンダ画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム１７Ｄに対してはイエロー画像成分の光ビームを走査する。
【００８０】
４本の感光ドラム１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄは、その表面に、光ビームが照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、光走査装置１０の下方にＸ軸方向に沿って等間隔に配置されている。
【００８１】
感光ドラム１７Ａは、ハウジング１１２内部の−Ｘ側端部にＹ軸方向を長手方向として配置され、不図示の回転機構により図１３における時計回り（図１３の矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、図１３における１２時（上側）の位置に帯電チャージャ１３２Ａが配置され、２時の位置にトナーカートリッジ１３３Ａが配置され、１０時の位置にクリーニングケース１３１Ａが配置されている。
【００８２】
帯電チャージャ１３２Ａは、長手方向をＹ軸方向として、感光ドラム１７Ａの表面に対し所定のクリアランスを介して配置され、感光ドラム１７Ａの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００８３】
トナーカートリッジ１３３Ａは、黒色画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム１７Ａとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム１７Ａの表面に供給する。
【００８４】
クリーニングケース１３１Ａは、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードの一端が感光ドラム１７Ａの表面に接するように配置されている。感光ドラム１７Ａの表面に吸着されたトナーは、感光ドラム１７Ａの回転に伴いクリーニングブレードにより剥離され、クリーニングケース１３１Ａの内部に回収される。
【００８５】
感光ドラム１７Ｂは、感光ドラム１７Ａの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図１３における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム１７Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ１３２Ｂ、トナーカートリッジ１３３Ｂ及びクリーニングケース１３１Ｂがそれぞれ配置されている。
【００８６】
帯電チャージャ１３２Ｂは、前述した帯電チャージャ１３２Ａと同様に構成され、感光ドラム１７Ｂの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００８７】
トナーカートリッジ１３３Ｂは、シアン画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム１７Ｂとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム１７Ｂの表面に供給する。
【００８８】
クリーニングケース１３１Ｂは、クリーニングケース１３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００８９】
感光ドラム１７Ｃは、感光ドラム１７Ｂの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構を介して、図１３における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム１７Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ１３２Ｃ、トナーカートリッジ１３３Ｃ及びクリーニングケース１３１Ｃがそれぞれ配置されている。
【００９０】
帯電チャージャ１３２Ｃは、前述した帯電チャージャ１３２Ａと同様に構成され、感光ドラム１７Ｃの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００９１】
トナーカートリッジ１３３Ｃは、マゼンダ画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム１７Ｃとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム１７Ｃの表面に供給する。
【００９２】
クリーニングケース１３１Ｃは、クリーニングケース１３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００９３】
感光ドラム１７Ｄは、感光ドラム１７Ｃの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図１３における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム１７Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ１３２Ｄ、トナーカートリッジ１３３Ｄ及びクリーニングケース１３１Ｄがそれぞれ配置されている。
【００９４】
帯電チャージャ１３２Ｄは、前述した帯電チャージャ１３２Ａと同様に構成され、感光ドラム１７Ｄの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００９５】
トナーカートリッジ１３３Ｄは、イエロー画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム１７Ｄとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム１７Ｄの表面に供給する。
【００９６】
クリーニングケース１３１Ｄは、クリーニングケース１３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００９７】
以下、感光ドラム１７Ａ、帯電チャージャ１３２Ａ、トナーカートリッジ１３３Ａ及びクリーニングケース１３１Ａを合わせて第１ステーションと呼び、感光ドラム１７Ｂ、帯電チャージャ１３２Ｂ、トナーカートリッジ１３３Ｂ及びクリーニングケース１３１Ｂを合わせて第２ステーションと呼び、感光ドラム１７Ｃ、帯電チャージャ１３２Ｃ、トナーカートリッジ１３３Ｃ及びクリーニングケース１３１Ｃを合わせて第３ステーションと呼び、感光ドラム１７Ｄ、帯電チャージャ１３２Ｄ、トナーカートリッジ１３３Ｄ及びクリーニングケース１３１Ｄを合わせて第４ステーションと呼ぶものとする。
【００９８】
転写ベルト４０は、無端環状の部材で、感光ドラム１７Ａの下方に配置された従動ローラ４０ａと、感光ドラム１７Ｄの下方に配置された従動ローラ４０ｃと、これらの従動ローラ４０ａ、４０ｃより少し低い位置に配置された駆動ローラ４０ｂに、上端面が感光ドラム１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄそれぞれの下端面に接するように巻回されている。そして、駆動ローラ４０ｂが図１３における反時計回りに回転することにより、反時計回り（図１３の矢印に示される方向）に回転される。また、転写ベルト４０の＋Ｘ側端部近傍には、上述した帯電チャージャ１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、１３２Ｄとは逆極性の電圧が印加された転写チャージャ４８が配置されている。
【００９９】
位置ずれ検出装置４５は、転写ベルト４０の−Ｘ側に配置され、図１３及びハウジング１１２の内部機器を示す斜視図である図１４を総合するとわかるように、転写ベルト４０の−Ｙ側端部を照明するＬＥＤ４２ａとその反射光を受光するフォトセンサ４１ａ、転写ベルト４０の中央部を照明するＬＥＤ４２ｂとその反射光を受光するフォトセンサ４１ｂ、転写ベルト４０の−Ｙ側端部を照明するＬＥＤ４２ｃとその反射光を受光するフォトセンサ４１ｃを備えている。
【０１００】
そして、図１４に示されるように、転写ベルト４０上に、Ｙ軸方向に沿って形成されたトナー像の検出パターン４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃを、ＬＥＤ４２ａ、４２ｂ、４２ｃによりそれぞれ照明し、反射光をフォトセンサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃでそれぞれ受光することにより得られる検出信号の時間差などに基づいて、Ｙ軸方向のレジスト及び倍率、Ｘ軸方向におけるレジスト及び傾きを、第１ステーションで形成されたトナー像のパターンを基準とする相対的な位置ずれとして検出する。
【０１０１】
給紙トレイ６０は、転写ベルト４０の下方に配置されている。この給紙トレイ６０は略直方体状のトレイであり、内部に印刷対象としての複数枚の用紙６１が積み重ねられて収納されている。そして、給紙トレイ６０の上面の＋Ｘ側端部近傍には矩形状の給紙口か形成されている。
【０１０２】
給紙コロ５４は、給紙トレイ６０から用紙６１を一枚ずつ取り出し、一対の回転ローラから構成されるレジストローラ５６を介して、転写ベルト４０と転写チャージャ４１によって形成される隙間に導出する。
【０１０３】
定着ローラ５０は、一対の回転ローラから構成され、用紙６１を過熱するとともに加圧し、レジストローラ５２を介して、排紙ローラ５８へ導出する。
【０１０４】
排紙ローラ５８は一対の回転ローラから構成され、導出された用紙６１を排紙トレイ１２ａに順次スタックする。
【０１０５】
光走査装置１０は、図１４に示されるように、感光ドラム１７Ａのほぼ上方（＋Ｚ側）に配置された６つの偏向面を有するポリゴンミラー１４、このポリゴンミラー１４の＋Ｘ方向に順次配置されたｆθレンズ１５、及び反射ミラー１０６Ａ、１０６B、１０６C、１０６Ｄ、ｆθレンズ１５の下方に配置されたトロイダルレンズ１６Ａ、このトロイダルレンズ１６Ａの＋Ｘ方向に順次配置された、トロイダルレンズ１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、感光ドラム１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃのほぼ上方にそれぞれ配置された反射ミラー１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、ポリゴンミラー１４を基点としてＸ軸と所定の角度をなす直線上に配置された、４つのシリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、液晶素子２０、４つのカップリングレンズ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、４つの半導体レーザ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄなどを備えている。
【０１０６】
前記液晶素子２０は、４つの半導体レーザ１１ａ〜１１ｄからそれぞれ射出された光ビームを個別に副走査方向（Ｚ軸方向）に偏向することが可能となっている。そして、液晶素子２０により各感光ドラム１７Ａ〜１７Ｄに集光される光ビームのビームスポット位置を可変することで、転写ベルト４０の移動とポリゴンミラー１４の回転の位相の非同期に起因する第１〜第４ステーション間の書込開始位置偏差（すなわち感光ドラム１７Ａ〜１７Ｄ間の相対的なビームスポット位置）を補正することが可能となる。
【０１０７】
例えば、転写ベルト４０に形成された、各ステーション間の色ずれを検知するトナー像を、色ずれ検知装置４５にて検出し、その検出結果（ステーション間の色ずれの程度）に従い液晶素子２０を駆動することにより、副走査方向の書込開始タイミング（すなわち書込開始位置）を補正することができる。
【０１０８】
以上説明したように、本実施形態にかかる画像形成装置１００によると、必要に応じて各感光ドラム１７Ａ〜１７Ｄに集光される光ビームのビームスポット位置を可変することができるため、高品位な出力画像を得ることが可能となる。また複数ビームを同時に走査することが可能であるため、プリント速度の高速化及び高密度化を図ることが可能となる。
【０１０９】
上述した画像形成装置１００をプリンタやデジタル複写機等の実機として使用した場合、製品の工場出荷後の搬送時の振動またはユーザ先への設置場所の制限等により、出荷前の調整工程にて調整したビームスポット間隔(主として副走査方向の間隔、すなわち走査線間隔)が変動する恐れがある。またユーザ先での使用時の経時変化や、設置場所の温度環境や連続プリントを行うことによる機内温度の変化により、走査線間隔が変化する恐れがある。このような場合には、画像形成装置１００に走査線間隔を検出し、その結果に基づき液晶素子２０を駆動して走査線間隔を補正することが可能となる。
【０１１０】
さらに、画像形成装置１００をプリンタと複写機（コピー機）の機能を併有する複合機に適用した場合、プリンタモード（複合機をプリンタとして使用する状態）とコピーモード（複合機を複写機として利用する状態）で、画素密度を切り替える場合がある。例えばプリンタモードでは画素密度を６００ｄｐｉとし、コピーモードでは解像度を４００ｄｐｉとする場合のように画素密度を切り替えることにより、各モードに適した画素密度を実現することができる。
【０１１１】
また、画像形成装置１００に備えられた操作パネル等からオペレータが画素密度切替の指令を出すことにより、使用目的（求める機能）に応じて、画素密度を切り替えたい場合もある。このような場合には、本画像形成装置に具備された液晶素子２０を制御することで、容易に画素密度を切り替えることが可能となる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、各半導体レーザ１１ａ〜１１ｄから射出される光ビームの光路を液晶素子２０によりそれぞれ偏向させることとしたが、これに限らず、液晶素子２０は、ある基準色（例えばブラック）に対して位置合わせするために、他の色(シアン、マゼンタ、イエロー)の光路のみを偏向することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる光走査装置１０の概略的な構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）は液晶素子２０ａを−Ｘ側から見た図であり、図２（Ｂ）は液晶素子２０ａを＋Ｚ側から見た図である。
【図３】液晶層３０の近傍を示す図である。
【図４】透明電極３２Ｂを示す図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は液晶素子２０ａの動作を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）は液晶素子２０ａの位相差特性曲線を示す図であり、図６（Ｂ）は位相差特性曲線の２次成分を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は位相差特性曲線の温度依存性を説明するための図であり、図７（Ｂ）は各温度における２次成分の特性を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は基準電圧の制御方法を説明するための図（その１，その２）である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は基準電圧の制御方法を示す図（その３、その４）である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は基準電圧の制御結果を示す図（その５，その６）である。
【図１１】光学系の温度とパワーとの関係を説明するための図である。
【図１２】光走査装置１０の変形例を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１００を示す図である。
【図１４】図１３における画像形成装置１００の光走査装置１０を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０…光走査装置、１１ａ，１１ｂ…半導体レーザ、１２ａ，１２ｂ…カップリングレンズ、１３…シリンドリカルレンズ、１４…ポリゴンミラー、１５…ｆθレンズ、１６…トロイダルレンズ、１７…感光ドラム、１８…反射ミラー、１９…ビームピッチ検出センサ、２０ａ，２０ｂ…液晶素子、２１，２２…ガラス基板、２３…ハーネス、２４…樹脂層、３０…液晶層、３０ａ…配向膜、３０ｂ…液晶分子、３２Ａ，３２Ｂ…透明電極、Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２…端子、３４ｒ…抵抗、３５…電極素子、３６…液晶素子制御回路、１００…画像形成装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、画像形成装置、及び位相変調方法に係り、さらに詳しくは、光ビームにより感光体を走査する光走査装置、該光走査装置を用いた画像形成装置、及び感光体を走査する光ビームの光路を偏向する液晶素子の位相を変調する位相変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から画像形成装置には、光源から射出された光ビームを例えばポリゴンミラーなどの偏向手段を用いて走査し、感光体上に潜像を形成する光走査装置が用いられている。この光走査装置では、処理速度を向上させる手段として偏向手段であるポリゴンミラーの回転速度を上げる方法が用いられている。
【０００３】
一方、この種の画像形成装置はオンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷によく用いられるようになり、生産性の向上及び画質の高品質化への要求が一層高まっている。そこで、近年ではポリゴンミラーの回転速度を上げるとともに、１パッケージ内に複数の発光点（発光チャンネル）をもち、各発光点から複数の光ビームを射出することが可能なマルチビーム光源を備えた光走査装置、又はシングルビームを射出する半導体レーザを複数備える光走査装置が提案されている。
【０００４】
しかしながら、マルチビーム光源は製造プロセス上チャンネル数を増加することが困難であるとともに、熱的又は電気的なクロストークの影響を除去することが難しく、短波長化が困難であるといった理由から現在では高価な光源手段である。このため、マルチビーム光源を使用すると装置の高コスト化を招来するという問題がある。
【０００５】
一方、複数のシングルビーム半導体レーザを光源とする光走査装置は、周囲環境の変動又は装置の経年変化等の影響により、被走査面におけるビームスポット配列(ビームピッチ、走査線間隔)が変動するという問題がある。そこで、電気信号により駆動される液晶素子を光ビームの光路上に配置して、ビームスポットの変動に応じて液晶素子を駆動することにより、例えば感光体の被走査面上のビームスポットの配列を補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献１及び特許文献２に記載の方法は、光ビームの偏向手段として用いられる液晶素子の液晶層に適当な電圧を印加して、液晶層の内部に一定勾配の電位分布を生じさせることにより、液晶層の光ビームに対する屈折率を制御している。
【０００７】
しかしながら、液晶層に勾配が一定の電位分布を生じさせたとしても、液晶層に生じる屈折率分布の勾配は必ずしも一定にならず、例えば高次多項式で近似可能な曲線状になってしまう。このような曲線状の屈折率分布を呈する液晶層に光ビームを入射させると、液晶層は光ビームに対しレンズとして機能してしまい、光ビームの光路を偏向させるだけではなく波面収差を生じさせてしまうという不都合があった。また、液晶素子の温度が変化した場合には、屈折率分布自体が変化してしまい液晶層の特性を変動させてしまうことも予想される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０２５９５号公報
【特許文献２】特開２００３−３３７２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はかかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、液晶素子を透過した光ビームの波面収差の発生量を抑制し、感光体の被走査面上に集光される光ビームのビームスポット径の劣化を防止することが可能な光走査装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、出力画像の品質劣化を防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、感光体の被走査面に集光する光ビームのビームスポット径の劣化を回避しつつ、液晶素子を透過する光ビームを偏向することが可能な液晶素子の位相変調方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、光源から射出される光ビームにより感光体を走査する光走査装置であって、第１及び第２の駆動電圧に基づいて前記光ビームの光路を偏向する液晶素子と；前記第１及び第２の駆動電圧を制御して、前記液晶素子で発生する波面収差を制御する波面収差制御手段と；を備える光走査装置である。
【００１３】
これによれば、液晶素子の液晶層に電圧を印加して液晶層の内部に屈折力を生じさせる際には、波面収差制御手段により液晶層の位相変調に伴い発生する波面収差の発生量が制御される。その結果、液晶素子により偏向された光ビームのスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【００１４】
この場合において、請求項２に記載の光走査装置に如く、前記波面収差制御手段は、前記第１及び第２の駆動電圧の中間電圧となる基準電圧を制御して前記波面収差の発生量を制御することとすることができる。
【００１５】
この場合において、請求項３に記載の光走査装置の如く、前記波面収差制御手段は、前記光ビームの偏向角に応じて前記基準電圧を制御することとすることができる。
【００１６】
請求項１及び２に記載の各光走査装置において、請求項４に記載の光走査装置の如く、前記光ビームのビームウェスト位置を検出するビームウェスト位置検出手段を更に備え、前記波面収差制御手段は、前記ビームウェスト位置検出手段の検出結果に基づいて前記波面収差の発生量を制御することとすることができる。
【００１７】
請求項１及び２に記載の各光走査装置において、請求項５に記載の光走査装置の如く、前記液晶素子近傍の温度を検出する温度検出手段を更に備え、前記波面収差制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記波面収差の発生量を制御することとすることができる。
【００１８】
請求項２〜５に記載の各光走査装置において、請求項６に記載の光走査装置の如く、前記液晶素子の温度が所定の温度より低い場合には、前記光ビームのビームウェストの位置を前記光源から遠ざける方向に移動させ、所定の温度より高い場合には、前記光ビームのビームウェスト位置を前記光源に近づける方向に移動させるパワー成分を発生する光学系を更に備えることとすることができる。
【００１９】
この場合において、請求項７に記載の光走査装置の如く、前記光学系のパワー成分は、前記液晶素子の使用温度の中央値付近で最小になるように設定されていることとすることができる。
【００２０】
請求項６及び７に記載の各光走査装置において、請求項８に記載の光走査装置の如く、前記基準電圧は、前記ビームウェストの位置変動が前記液晶素子の使用温度の中央値付近で最小となるように設定されていることとすることができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、感光体上に形成された潜像に基づいて画像を形成する画像形成装置であって、前記感光体上に潜像を形成する請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置と；前記光走査装置により前記感光体上に形成された潜像に基づいて、画像を形成する処理装置と；を備える画像形成装置である。
【００２２】
これによれば、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置により感光体上に潜像が形成され、処理装置によりこの潜像に基づいて画像が形成される。したがって、感光体上にはビームスポット径の劣化がない光ビームにより潜像が形成され、結果的に出力画像の品質劣化を防止することが可能となる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、感光体を走査する光ビームを偏向する液晶素子の位相変調方法であって、前記液晶素子で光ビームを偏向する際に生じる波面収差の発生量を予測する工程と；前記予測された波面収差の発生量に基づいて、前記液晶素子に印加する第１及び第２の駆動電圧を決定することで、前記波面収差の発生量を制御する工程と；を含む液晶素子変調方法である。
【００２４】
これによれば、液晶素子で生じる波面収差の発生量が予測され、この予測結果に基づいて光ビームを偏向する際に生じる波面収差の発生量が最小となるように前記液晶素子に印加する駆動電圧が決定される。したがって、液晶素子により光ビームを偏向する際に発生する波面収差を低減することが可能となり、結果的に、光ビームのスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【００２５】
この場合において、請求項１１に記載の位相変調方法の如く、前記発生量を予測する工程では、前記液晶素子の位相差特性曲線の温度特性と前記液晶素子の温度測定結果とから、前記波面収差の発生量が予測されることとすることができる。
【００２６】
請求項１０に記載の位相変調方法において、請求項１２に記載の位相変調方法の如く、前記発生量を予測する工程では、前記感光体での光ビームのビームウェスト位置から、前記波面収差の発生量が予測されることとすることができる。
【００２７】
請求項１０〜１２に記載の各液晶素子変調方法において、請求項１３に記載の液晶素子変調方法の如く、前記制御する工程では、前記第１及び第２の駆動電圧の中間電圧となる基準電圧を制御することとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図８（Ｂ）に基づいて説明する。図１は、本実施形態にかかる光走査装置１０の概略構成を示す図である。
【００２９】
この光走査装置１０は、一例として、２本の光ビームを同時に走査する２ビーム方式（マルチビーム方式）の光走査装置であり、図１に示されるように、１組の半導体レーザ１１ａ，１１ｂ、１組のカップリングレンズ１２ａ，１２ｂ、１組の液晶素子２０ａ，２０ｂ、シリンドリカルレンズ１３、ポリゴンミラー１４、ｆθレンズ１５、トロイダルレンズ１６、感光ドラム１７、反射ミラー１８、ビームピッチ検出センサ１９、液晶素子制御装置３６、及び上記各部を統括的に制御する不図示の主制御装置を備えている。
【００３０】
前記一組の半導体レーザ１１ａ，１１ｂは、シングルモードの半導体レーザである。これら１組の半導体レーザ１１ａ，１１ｂはＹ軸方向に隣接して配置され、主制御装置（不図示）により所定の画像情報に基づいて変調されることにより、＋Ｘ方向に光ビームＬＢａ，ＬＢｂを射出する。
【００３１】
前記一組のカップリングレンズ１２ａ，１２ｂは、半導体レーザ１１ａ，１１ｂの＋Ｘ側にＹ軸方向に隣接して配置され、半導体レーザ１１ａ，１１ｂから射出された光ビームＬＢａ，ＬＢｂを略平行光に整形する。
【００３２】
前記液晶素子２０ａ，２０ｂは、カップリングレンズ１２ａ，１２ｂの＋Ｘ側にＹ軸方向に隣接して配置されている。液晶素子２０ａと液晶素子２０ｂは同一の用途及び機能を有している。したがって、ここでは液晶素子２０ａを代表的にとりあげて説明する。
【００３３】
図２（Ａ）は液晶素子２０ａを−Ｘ側から見た図であり、図２（Ｂ）は液晶素子２０ａを−Ｚ側（下方）から見た図である。液晶素子２０ａは図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を総合するとわかるように、Ｘ軸方向に所定の間隔を隔てて相互に対向するように配置されたガラス基板２１，２２、ガラス基板２１，２２の間に形成された長手方向をＹ軸方向とする液晶層３０、ガラス基板２１，２２の間に液晶層３０を包囲するように形成された樹脂層２４、及び液晶層３０に電圧信号を供給するためのハーネス２３などを含んで構成されている。
【００３４】
図３は液晶層３０近傍を−Ｙ側から見た図である。液晶層３０は幅Ｈ（＝２．０ｍｍ）、厚さ数〜数十μｍ程度で、図３に示されるように複数の液晶分子３０ｂを含み、Ｘ軸方向両端面には配向膜３０ａがそれぞれ形成されている。そして、液晶層３０は、その＋Ｘ側に配置された透明電極３２Ａ及び−Ｘ側に配置されたストライプ状の透明電極３２Ｂを介して、一組のガラス基板２１，２２に挟持されている。
【００３５】
図４は透明電極３２Ｂを−Ｘ側から見た図である。透明電極３４Ｂは、図４に示されるようにＺ軸方向に沿って等間隔に配列された長手方向をＹ軸方向とする複数の透明電極素子３５からなるストライプ状の電極パターンを有している。一方、透明電極３２Ａは前面長方形板状の電極からなる全面一様の電極パターンとなっている。複数の透明電極素子３５のうち最も＋Ｚ側にある透明電極素子３５には液晶素子制御装置３６からの駆動電圧が入力される端子Ｔ１が具備され、最も−Ｚ側にある透明電極素子３５には端子Ｔ２が具備されている。そして、各透明電極素子３５の一端及び他端は抵抗３４Ｒにより電気的にそれぞれ接続されている。
【００３６】
図１に戻り、前記シリンドリカルレンズ１３は、液晶素子２０ａ，２０ｂの＋Ｘ側にその母線がＹ軸に平行となるように配置され、液晶素子２０ａ，２０ｂを透過した光ビームＬＢａ，ＬＢｂそれぞれをポリゴンミラー１４の反射面に集光する。
【００３７】
前記ポリゴンミラー１４は、シリンドリカルレンズ１３の＋Ｘ側に配置されている。このポリゴンミラー１４は高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には６面の偏向面が形成されている。そして、Ｚ軸に平行な鉛直軸を中心に不図示の回転機構により、図１に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。したがって、半導体レーザ１１ａ，１１ｂから射出し、シリンドリカルレンズ１３によってポリゴンミラー１４の偏向面に集光された光ビームＬＢａ，ＬＢｂは、ポリゴンミラー１４の回転により一定の角速度でＸ軸に沿って偏向される。
【００３８】
前記ｆθレンズ１５は、ポリゴンミラー１４の＋Ｙ側に配置されている。このｆθレンズ１５は光ビームＬＢａ，ＬＢｂの入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１４により一定の角速度で偏向される光ビームＬＢａ，ＬＢｂの像面を、Ｘ軸（主走査方向）に対して等速移動させる。
【００３９】
前記トロイダルレンズ１６は、ｆθレンズ１５の＋Ｙ側に長手方向をＸ軸方向として配置されている、このトロイダルレンズ１６は、ｆθレンズ１５を透過した光ビームＬＢａ，ＬＢｂを感光ドラム１７の表面上に結像する。
【００４０】
前記感光ドラム１７は、トロイダルレンズ１６の＋Ｙ側に長手方向をＸ軸方向として配置されている。この感光ドラム１７は、一例としてその表面に光ビームＬＢａ，ＬＢｂが照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、不図示の回転機構によりＸ軸に平行な軸回りに回転されるようになっている。
【００４１】
前記反射ミラー１８は、感光ドラム１７の−Ｘ側端部近傍に配置され、トロイダルレンズを透過した光ビームＬＢａ，ＬＢｂを反射してビームピッチ検出センサ１９に入射させる。
【００４２】
前記ビームピッチ検出センサ１９は、前記反射ミラー１８で反射する光ビームＬＢａ，ＬＢｂの光路上で、半導体レーザ１１ａ，１１ｂからの光学的距離が、半導体レーザ１１ａ，１１ｂと感光ドラム１７の表面との光学的距離と等しくなるような位置に配置されている。このビームピッチ検出センサ１９は、反射ミラー１８に反射された光ビームＬＢａ，ＬＢｂを受光して、例えば光ビームＬＢａ，ＬＢｂそれぞれのビームスポットの副走査方向に関する位置に応じた電気信号と、ビームウェスト位置ずれに応じた電気信号との２種類の電気信号を液晶素子制御装置３６に出力する。
【００４３】
前記液晶素子制御装置３６は、後述する液晶素子２０ａ，２０ｂの位相差特性曲線に関するデータなどが記録されたメモリと、ビームピッチ検出センサ１９からの信号とメモリに記録されたデータとに基づいて液晶素子２０ａ，２０ｂに駆動電圧を印加する処理回路と、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度を検出する温度センサなど含んで構成されている。
【００４４】
次に、上述したように構成された光走査装置１０の動作について説明する。図１に示されるように、半導体レーザ１１ａから射出された光ビームＬＢａと、半導体レーザ１１ｂから射出された光ビームＬＢｂそれぞれは、カップリングレンズ１２ａ，１２ｂにより略平行光に整形された後、液晶素子２０ａ，２０ｂを透過し、シリンドリカルレンズ１３によりポリゴンミラー１４の偏向面に集光される。そして、ポリゴンミラー１４の偏向面に集光された光ビームＬＢａ，ＬＢｂはポリゴンミラーの回転により、感光ドラムに対し＋Ｘ方向（以下、主走査方向ともいう）に所定の角速度で偏向された状態でｆθレンズ１５に入射する。
【００４５】
ｆθレンズ１５に入射した光ビームＬＢａ，ＬＢｂはトロイダルレンズ１６へ入射し、トロイダルレンズ１６により感光ドラム１７の表面に結像されることにより、感光ドラム１７の表面には、光ビームＬＢａにより走査されたラインと、このラインから下方に所定距離隔てた位置で光ビームＬＢｂにより走査されたラインとによる潜像が形成される。
【００４６】
液晶素子制御装置３６は、上述したように感光ドラム１７の走査に先立って、ビームピッチ検出センサ１９からの信号に基づいて、感光ドラム１７に走査された光ビームＬＢａ，ＬＢｂのビームスポット位置の偏差（ラインピッチ）を検出するとともに、不図示の温度センサを介して液晶素子２０ａ，２０ｂの温度を検出し、ラインピッチ及び温度の検出結果に基づいて液晶素子２０ａ，２０ｂを制御する。以下、液晶素子２０ａを代表的にとりあげて，光ビームＬＢａの偏向方法について説明する。
【００４７】
液晶素子制御装置３６では、光ビームＬＢａのビームスポットの副走査方向の位置と、例えば設計値などの基準値との偏差ΔＺを算出し、光ビームＬＢａを偏向する目標角となる偏向角βを算出する。ここで、シリンドリカルレンズ１３の焦点距離をｆｃｙｌ、ポリゴンミラー１４以降のｆθレンズ１５及びトロイダルレンズ１６を含む光学系の副走査倍率をｍｚとすると、偏差Δｚと偏向角βの関係は次式（１）で表される。そして、上記式（１）を変形すると次式（２）が求められる。
【００４８】
Δｚ＝ｍｚ×ｆｃｙｌ×ｔａｎβ・・・（１）
β＝ｔａｎ−１（ΔＺ／（ｍｚ・ｆｃｙｌ））・・・（２）
【００４９】
液晶素子制御装置３６は、ビームピッチ検出センサ１９の信号から光ビームＬＢａの偏差Δｚを算出すると、上記式（２）から光ビームＬＢａを偏向する際の目標となる偏向角βを算出する。そして、偏向角βに対応する駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を、液晶素子２０ａの端子Ｔ１，Ｔ２にそれぞれ印加する。以下、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２の制御方法について詳述する。
【００５０】
図５（Ａ）は液晶素子２０ａの端子Ｔ０をグランドとして、端子Ｔ１と端子Ｔ２に、周波数が数百Ｈｚ〜数キロＨｚで矩形波状の駆動電圧Ｅ１，Ｅ２（Ｅ１＜Ｅ２）をそれぞれ印加したときに透明電極３４Ｂに生じる電位分布を示す図である。
【００５１】
端子Ｔ１，Ｔ２に駆動電圧Ｅ１，Ｅ２が印加されると、図５（Ａ）に示されるように透明電極３２Ｂには抵抗３４ｒ（図５（Ａ）には不図示）を比例定数とする線形（一様の勾配）で右上がりの電位分布が生じ、液晶層３０には電位分布に応じた大きさの電場が形成され、例えば図５（Ａ）に示されるように、液晶層３０内部の液晶分子３０ｂそれぞれは電場の大きさに応じた配向角まで回動される。
【００５２】
図６（Ａ）は、液晶層３０の温度が２５℃（基準温度）である場合の位相差特性曲線Ｌ２５を示す図である。図６（Ａ）の位相差特性曲線Ｌ２５は、駆動電圧が大きくなるほど位相差が小さくなることを示しており、これは駆動電圧が大きくなるほど液晶層３０のＸ軸方向における光学的距離が小さくなることを示している。したがって、液晶層３０に図５（Ａ）に示されるような電位分布が生じた場合には、端子Ｔ１から端子Ｔ２へ向かうにしたがってＸ軸方向の光学的距離が短くなり、液晶層３０に入射した光ビームＬＢａは端子Ｔ１側に偏向された状態で射出されるようになる。
【００５３】
なお、Ｅ１がＥ２より大きい場合（Ｅ１＞Ｅ１）には、透明電極３４Ｂに生じる電位分布は図５（Ｂ）に示されように右下がりとなり、複数の液晶分子３０ｂそれぞれは図５（Ａ）に示された向きと反対方向に回動される。そして、液晶層３０に入射した光ビームＬＢａ，ＬＢｂは端子Ｔ２側に偏向された状態で射出されるようになる。また、Ｅ１とＥ２が等しい場合（Ｅ１＝Ｅ２）には、透明電極３４Ｂに電位分布が生じないため結果的に液晶層３０に電場が生じることはない。したがって、光ビームＬＢａは偏向されることなく液晶素子２０ａを透過する。
【００５４】
ここで、駆動電圧Ｅ１における位相差をφ１、駆動電圧Ｅ２における位相差をφ２とすると、上記式（２）から求めた偏向角βは次式（３）で表すことができ、式（３）から式（４）を導出することができる。
【００５５】
β＝ｔａｎ−１（（φ１−φ２）／Ｈ）
＝ｔａｎ−１（Δφ１２／Ｈ）・・・（３）
Δφ１２＝Ｈ・ｔａｎβ・・・（４）
【００５６】
したがって、液晶素子制御装置３６では目標となる偏向角βを算出したら、上記式（４）から、駆動電圧Ｅ１に対する位相差φ１と駆動電圧Ｅ２に対する位相差φ２との差Δφ１２を算出し、このΔφ１２の値に基づいて駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を決定することで、光ビームＬＢａを偏向角βで偏向させることが可能となる。以下、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２の決定方法について図６（Ａ）を参照しつつ説明する。
【００５７】
光ビームＬＢａを偏向角βで偏向させることだけを考えた場合にはβとΔφ１２とが上記式（４）の関係を満たしていればよい。しかしながら、位相差特性曲線Ｌ２５は直線成分以外の例えば２次成分などの高次成分が含まれている。このため位相差特性曲線Ｌ２５のうち線形性が良好な部分に基づいて駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を決定することが望ましい。
【００５８】
そこで、位相差特性曲線Ｌ２５をみると、駆動電圧１．４Ｖ〜２．６Ｖの範囲では電圧２．０Ｖに対応した点Ｐ２に対し略点対称となっており、１．４Ｖに対応する点Ｐ１と２．６Ｖに対応するＰ３を結んだ直線Ｍ２５の成分を除去した曲線Ｓ２５は図６（Ｂ）に示されるようになる。この曲線Ｓ２５は駆動電圧１．４Ｖから２．６Ｖまでの位相差特性曲線Ｌ２５の２次成分を表しており、液晶素子２０ａで発生するパワー成分に相当し、液晶素子２０ａを透過した光ビームＬＢａの発散度を劣化させる原因となるものである。しかしながら、曲線Ｓ２５は２．０Ｖに対応する点Ｐ２対して略点対称となっているため、点Ｐ２に対応する駆動電圧を中間電圧として駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を決定すれば、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２に対応する点で規定される曲線Ｓ２５で示される２次成分の平均値をほぼ零に維持することができる。
【００５９】
したがって、液晶素子制御装置３６では、基準電圧Ｅ０を点Ｐ２に対応させて２．０Ｖと定義する。そして、この基準電圧Ｅ０を中心に、例えば駆動電圧Ｅ１をＥ０−ΔＥと定義し、駆動電圧Ｅ２をＥ０＋ΔＥ定義してΔＥの値を増減させることにより駆動電圧Ｅ１，Ｅ２をそれぞれ制御する。これにより、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２で規定される位相差特性曲線Ｌ２５の２次成分の平均値をほぼ零に維持することができ、光ビームＬＢａを偏向する際に作用するパワー成分の影響を非常に小さいものにすることができる。
【００６０】
ところで、位相差特性曲線は液晶素子２０ａの温度が変動することで形状が変化することはないが、駆動電圧に対する特性が変化する。この場合に、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を決定する際に基準温度（２５℃）における基準電圧Ｅ０２５に基づいて決定してしまうと、光ビームＬＢａを偏向する際の波面収差が大きくなってしまう場合がある。そのため、液晶素子２０ａの温度が変化する場合には、基準電圧Ｅ０を液晶素子２０ａの温度に応じて適切に制御することが必要となる。以下、基準電圧Ｅ０を制御することによる液晶素子２０ａの変調方法について説明する。
【００６１】
図７（Ａ）には、液晶素子２０ａの温度が２５℃のときの位相差特性曲線Ｌ２５の他に、液晶素子２０ａの温度が５℃と４５℃のときの位相差特性曲線Ｌ５、Ｌ４５が示されている。図７（Ａ）に示されるように、位相差特性曲線Ｌ５は位相差特性曲線Ｌ２５を右方向へ平行にシフトした特性となり、位相差特性曲線Ｌ４５は位相差特性曲線Ｌ２５を左方向へ平行にシフトした特性となっている。このため、図７（Ａ）に示されるように１．４Ｖ及び２．６Ｖに対応する点を両端とする直線Ｍ５、Ｍ２５、Ｍ４５は勾配はほぼ同一となるが上下方向へズレた状態となっている。
【００６２】
この場合には、勾配がほぼ同一であるため、光ビームＬＢａの偏向角βに関しては実仕様上無視できるレベルにある。しかしながら、温度５℃及び４５℃における位相差特性曲線Ｌ５、Ｌ４５の２次成分を表す曲線Ｓ５、Ｓ４５については、図７（Ｂ）に示されるように、曲線Ｓ５は全体として上に凸な形状となり、曲線Ｓ４５は全体として下に凸な形状となる。これは、液晶素子２０ａが５℃である場合には、駆動時に正のパワーを生じることを意味し、液晶素子２０ａが４５℃である場合には、駆動時に負のパワーを生じることを意味している。したがって、液晶素子２０ａが５℃又は４５℃であるときに、液晶素子２０ａが２５℃であるときの基準電圧Ｅ０（＝２．０Ｖ）を基準に光ビームＬＢａの偏向を行うと、波面収差が大きくなってしまうのがわかる。
【００６３】
そこで、液晶素子制御装置３６では、光ビームＬＢａの偏向時に生じるパワー成分を抑制するために、各温度において得られる位相差特性曲線の略点対称となる基準点（以下、対称点ともいう）に対応した電圧に基準電圧Ｅ０をシフトする制御を行ない、この基準電圧Ｅ０を中心に、端子Ｔ１に印加する駆動電圧Ｅ１をＥ０−ΔＥ、端子Ｔ２に印加する駆動電圧Ｅ２をＥ０＋ΔＥと決定する。
【００６４】
たとえば、図８（Ａ）に示されるように、液晶層３０の温度が４５℃の場合には、位相差特性曲線Ｌ４５の対称点に対応する電圧１．９Ｖを基準電圧Ｅ０とし、液晶層３０の温度が５℃の場合には、位相差特性曲線Ｌ５の対象点に対応する電圧２．１Ｖを基準電圧Ｅ０とする。これにより位相差特性曲線Ｌ４５の駆動電圧１．３Ｖから２．５Ｖまでの２次成分を示す曲線Ｓ４５及び、位相差特性曲線Ｌ５の電圧１．５Ｖから２．７Ｖまでの２次成分を示す曲線Ｓ５は、図８（Ｂ）に示されるように、各温度における基準電圧Ｅ０に対応する点に対し略点対称となり、液晶素子２０ａでのパワー成分の発生を回避することができることがわかる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態にかかる光走査装置１０によると、液晶素子制御装置３６は、まず光ビームＬＢａ，ＬＢｂの補正目標となる偏向角βを算出すると、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度を検出し、この検出温度に基づく位相差特性曲線の駆動電圧Ｅ１及び駆動電圧Ｅ２に対応する点で規定される範囲の２次成分が基準電圧Ｅ０を中心に略点対称となるように、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度が基準温度より低い場合には基準電圧Ｅ０を高くし、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度が基準温度よりも高い場合には基準電圧Ｅ０が低くなるように制御する。
【００６６】
これにより、光ビームＬＢａ，ＬＢｂを偏向させる際に、液晶素子２０ａ，２０ｂに生じるパワー成分を全体としてほぼ零にすることが可能となり、結果的に光ビームＬＢａ，ＬＢｂを偏向させる際に生じるスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【００６７】
また、液晶素子２０ａ，２０ｂの温度変化にともない基準電圧を制御するためには、電圧入力のアルゴリズムを僅かに変更するだけで対応することが可能であり、特段部品を追加する必要がない。したがって、装置の大型化や高コスト化を招くこともない。
【００６８】
なお、液晶素子の位相差特性曲線は、液晶素子固有のものであるため相互に個体差がある。そこで、予め液晶素子ごとに位相差特性曲線の温度依存性を計測しておき、例えば液晶素子の温度と基準電圧とを対応付けた情報を液晶素子制御装置３６に格納しておいてもよい。そして、液晶素子２０ａ，２０ｂを駆動する際には、検出した液晶素子２０ａ，２０ｂの温度から、前記情報に基づいて基準電圧Ｅ０を決定し、該基準電圧Ｅ０に基づいて駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を制御することで、効果的かつ迅速に液晶素子２０ａ，２０ｂに生じるパワー成分をほぼ零にすることが可能となる。
【００６９】
また、液晶素子２０ａ，２０ｂが同一温度である場合であっても、目標とする偏向角βが大きくなると波面収差の発生量が大きくなる場合がある。図９（Ａ）に示されるように、一例として基準電圧Ｅ０が２．０Ｖ、ΔＥが＋１．０Ｖであるとすると、駆動電圧Ｅ１は１．０Ｖ、駆動電圧Ｅ２は３．０Ｖとなり、駆動電圧Ｅ１における位相差φ１は１６１２ｎｍ、駆動電圧Ｅ２における位相差φ２は５２９ｎｍとなる。そして、この場合の液晶素子２０ａ，２０ｂでの偏向角βは、上記式（３）より、β＝ｔａｎ−１（Δφ１２／Ｈ）＝ｔａｎ−１（１０８３［ｎｍ］／２．０［ｍｍ］）＝１．９［分］となる。
【００７０】
このとき、位相差特性曲線Ｌ２５の駆動電圧がＥ１からＥ２の範囲の２次成分を示す曲線Ｓ２５は、図９（Ｂ）に示されるように、全体的に上に凸な形状となり、光ビームＬＢａ，ＬＢｂを偏向する際に負のパワーを作用させることがわかる。このように、同じ温度条件下においても基準電圧Ｅ０を固定したまま偏向角βを異ならしめると、その偏向角βの大きさによっては液晶素子２０ａ，２０ｂのパワー成分が増加し、その結果光ビームＬＢａ，ＬＢｂの波面収差の発生量が著しく増加してしまう場合がある。
【００７１】
このような波面収差の発生を抑制するためには、偏向角βに基づいて基準電圧Ｅ０を可変すればよい。例えば図１０（Ａ）に示すように、基準電圧Ｅ０を２．０７Ｖ、ΔＥを＋１．０Ｖとすると、駆動電圧Ｅ１，Ｅ２はそれぞれ１．０７Ｖ、３．０７Ｖとなる。その結果駆動電圧がＥ１からＥ２の範囲の２次成分を示す曲線は、図１０（Ｂ）に示されるように、基準電圧Ｅ０に対応する点に対し略点対称形状となり、パワー成分の発生が効果的に抑制される。この場合、駆動電圧Ｅ１における位相差φ１は１６００ｎｍ、駆動電圧Ｅ２における位相差φ２は５０８ｎｍであるから、両者の位相差Δφ１２は１０９２（＝１６００−５０８）ｎｍとなる。この値は駆動電圧Ｅ０を制御する前の値（１０８３ｎｍ）の０．８％程度であるため、実使用上問題ないレベルである。したがって、上述したように液晶素子２０ａ，２０ｂが同一温度である場合においても、目標とする偏向角βに応じて基準電圧Ｅ０を可変することにより、波面収差の発生量を抑制することが可能となり、光ビームＬＢａ，ＬＢｂのスポット径の劣化を防止することが可能となる。
【００７２】
また、液晶素子２０ａ，２０ｂは、図７（Ｂ）に示されるように、低温側では正のパワーを生じ高温側では負のパワーを生じる。そのため、例えば図１におけるカップリングレンズ１２ａ，１２ｂ、シリンドリカルレンズ１３、トロイダルレンズ１６、及び（非駆動時の）液晶素子を含む光学系の温度特性は、低温側ではビームウェスト位置を光源から遠ざかる方向に移動させ、高温側ではビームウェスト位置を光源に近づける方向に移動させるような特性であることが望ましい。図１１は液晶素子２０ａの温度を２５℃に維持した環境下での、基準電圧Ｅ０と液晶素子２０ａの偏向により発生するビームウェスト位置ずれ量の関係を示すグラフである。図１１に示されるように、ビームウェスト位置ずれ量は、基準電圧Ｅ０をＥ０２５（＝２．０Ｖ）からＥ０５（＝２．１Ｖ）へ移行させると＋側へ移行し、Ｅ０４５（＝１．９Ｖ）へ移行させると−側へ移行する。したがって、例えば液晶素子の温度が２５℃から５℃に低下した場合には、基準温度Ｅ０の大きさをＥ０５に制御するのではなくて、ビームウェスト位置を＋側にΔｙ１だけ移動する特性を有し、また、液晶素子の温度が２５℃から４５℃に低下した場合には、基準温度Ｅ０の大きさをＥ０４５に制御するのではなくて、ビームウェスト位置を−側にΔｙ２だけ移動する特性を有する光学系を用いれば、基準電圧Ｅ０を固定した場合にも波面収差の発生量を抑制することが可能となり、光ビームのスポット径の劣化を防止することが可能となる。なお、光学系は、上記のように必ずしもΔｙ１，Δｙ２だけビームウェストを移動して、ビームウェスト位置ずれ量を完全に零にする必要はなく、過剰補正とならない程度に、液晶素子２０ａ，２０ｂで発生する屈折力を打ち消す方向の屈折力を発生するような特性を有していればよい。
【００７３】
また、本実施形態では、１つのポリゴンミラー１４で感光ドラム１７を走査する場合について説明したが、これに限らず、一例として図１２に示されるように、ポリゴンミラー１４を主走査方向に並列して配備し、感光ドラム１７を分割して走査する構成を採用することとしてもよい。このように感光ドラム１７を分割して走査することにより、有効書込幅を大きくすることができる。また、同じ有効書込幅であれば、偏向素子２０ａ，２０ｂや光学素子などを小型化することで、メカ公差や温度変動によるビームウェスト位置変動が小さくなることにより波面収差が低減され、結果として高品位な出力画像を得ることが可能となる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、液晶素子２０ａ，２０ｂを用いて光ビームＬＢａ，ＬＢｂを副走査方向へ偏向させる場合について説明したが、これに限らず、液晶素子２０ａ，２０ｂの向きを変えることにより、光ビームＬＢａ，ＬＢｂを主走査方向に偏向させてビームスポット位置の補正を行ってもよい。
【００７５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図１３及び図１４に基づいて説明する。ここで前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分には、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略し又は簡略するものとする。
【００７６】
図１３には、第２の実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成が示されている。
【００７７】
画像形成装置１００は、カールソンプロセスを用いて、例えば、黒、イエロー、マゼンダ、シアンのトナー像を普通紙（用紙）上に重ね合わせて転写することにより、多色画像を印刷するタンデム方式のカラープリンタである。この画像形成装置１００は、図１３に示されるように、光走査装置１０、４本の感光ドラム１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、転写ベルト４０、位置ずれ検出装置４５、給紙トレイ６０、給紙コロ５４、第１レジストローラ対５６、第２レジストローラ対５２、定着ローラ５０、排紙ローラ５８、及び上記構成部品を収容するほぼ直方体状のハウジング１１２などを備えている。
【００７８】
ハウジング１１２には、上面に印刷が終了した用紙が排出される排紙トレイ１１２ａが形成され、その排紙トレイ１１２ａの下方に光走査装置１０が配置されている。
【００７９】
光走査装置１０は、感光ドラム１７Ａに対しては、上位装置（パソコン等）から供給された画像情報に基づいて変調された黒色画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム１７Ｂに対してはシアン画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム１７Ｃに対してはマゼンダ画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム１７Ｄに対してはイエロー画像成分の光ビームを走査する。
【００８０】
４本の感光ドラム１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄは、その表面に、光ビームが照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、光走査装置１０の下方にＸ軸方向に沿って等間隔に配置されている。
【００８１】
感光ドラム１７Ａは、ハウジング１１２内部の−Ｘ側端部にＹ軸方向を長手方向として配置され、不図示の回転機構により図１３における時計回り（図１３の矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、図１３における１２時（上側）の位置に帯電チャージャ１３２Ａが配置され、２時の位置にトナーカートリッジ１３３Ａが配置され、１０時の位置にクリーニングケース１３１Ａが配置されている。
【００８２】
帯電チャージャ１３２Ａは、長手方向をＹ軸方向として、感光ドラム１７Ａの表面に対し所定のクリアランスを介して配置され、感光ドラム１７Ａの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００８３】
トナーカートリッジ１３３Ａは、黒色画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム１７Ａとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム１７Ａの表面に供給する。
【００８４】
クリーニングケース１３１Ａは、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードの一端が感光ドラム１７Ａの表面に接するように配置されている。感光ドラム１７Ａの表面に吸着されたトナーは、感光ドラム１７Ａの回転に伴いクリーニングブレードにより剥離され、クリーニングケース１３１Ａの内部に回収される。
【００８５】
感光ドラム１７Ｂは、感光ドラム１７Ａの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図１３における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム１７Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ１３２Ｂ、トナーカートリッジ１３３Ｂ及びクリーニングケース１３１Ｂがそれぞれ配置されている。
【００８６】
帯電チャージャ１３２Ｂは、前述した帯電チャージャ１３２Ａと同様に構成され、感光ドラム１７Ｂの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００８７】
トナーカートリッジ１３３Ｂは、シアン画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム１７Ｂとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム１７Ｂの表面に供給する。
【００８８】
クリーニングケース１３１Ｂは、クリーニングケース１３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００８９】
感光ドラム１７Ｃは、感光ドラム１７Ｂの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構を介して、図１３における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム１７Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ１３２Ｃ、トナーカートリッジ１３３Ｃ及びクリーニングケース１３１Ｃがそれぞれ配置されている。
【００９０】
帯電チャージャ１３２Ｃは、前述した帯電チャージャ１３２Ａと同様に構成され、感光ドラム１７Ｃの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００９１】
トナーカートリッジ１３３Ｃは、マゼンダ画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム１７Ｃとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム１７Ｃの表面に供給する。
【００９２】
クリーニングケース１３１Ｃは、クリーニングケース１３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００９３】
感光ドラム１７Ｄは、感光ドラム１７Ｃの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図１３における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム１７Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ１３２Ｄ、トナーカートリッジ１３３Ｄ及びクリーニングケース１３１Ｄがそれぞれ配置されている。
【００９４】
帯電チャージャ１３２Ｄは、前述した帯電チャージャ１３２Ａと同様に構成され、感光ドラム１７Ｄの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００９５】
トナーカートリッジ１３３Ｄは、イエロー画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム１７Ｄとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム１７Ｄの表面に供給する。
【００９６】
クリーニングケース１３１Ｄは、クリーニングケース１３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００９７】
以下、感光ドラム１７Ａ、帯電チャージャ１３２Ａ、トナーカートリッジ１３３Ａ及びクリーニングケース１３１Ａを合わせて第１ステーションと呼び、感光ドラム１７Ｂ、帯電チャージャ１３２Ｂ、トナーカートリッジ１３３Ｂ及びクリーニングケース１３１Ｂを合わせて第２ステーションと呼び、感光ドラム１７Ｃ、帯電チャージャ１３２Ｃ、トナーカートリッジ１３３Ｃ及びクリーニングケース１３１Ｃを合わせて第３ステーションと呼び、感光ドラム１７Ｄ、帯電チャージャ１３２Ｄ、トナーカートリッジ１３３Ｄ及びクリーニングケース１３１Ｄを合わせて第４ステーションと呼ぶものとする。
【００９８】
転写ベルト４０は、無端環状の部材で、感光ドラム１７Ａの下方に配置された従動ローラ４０ａと、感光ドラム１７Ｄの下方に配置された従動ローラ４０ｃと、これらの従動ローラ４０ａ、４０ｃより少し低い位置に配置された駆動ローラ４０ｂに、上端面が感光ドラム１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄそれぞれの下端面に接するように巻回されている。そして、駆動ローラ４０ｂが図１３における反時計回りに回転することにより、反時計回り（図１３の矢印に示される方向）に回転される。また、転写ベルト４０の＋Ｘ側端部近傍には、上述した帯電チャージャ１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、１３２Ｄとは逆極性の電圧が印加された転写チャージャ４８が配置されている。
【００９９】
位置ずれ検出装置４５は、転写ベルト４０の−Ｘ側に配置され、図１３及びハウジング１１２の内部機器を示す斜視図である図１４を総合するとわかるように、転写ベルト４０の−Ｙ側端部を照明するＬＥＤ４２ａとその反射光を受光するフォトセンサ４１ａ、転写ベルト４０の中央部を照明するＬＥＤ４２ｂとその反射光を受光するフォトセンサ４１ｂ、転写ベルト４０の−Ｙ側端部を照明するＬＥＤ４２ｃとその反射光を受光するフォトセンサ４１ｃを備えている。
【０１００】
そして、図１４に示されるように、転写ベルト４０上に、Ｙ軸方向に沿って形成されたトナー像の検出パターン４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃを、ＬＥＤ４２ａ、４２ｂ、４２ｃによりそれぞれ照明し、反射光をフォトセンサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃでそれぞれ受光することにより得られる検出信号の時間差などに基づいて、Ｙ軸方向のレジスト及び倍率、Ｘ軸方向におけるレジスト及び傾きを、第１ステーションで形成されたトナー像のパターンを基準とする相対的な位置ずれとして検出する。
【０１０１】
給紙トレイ６０は、転写ベルト４０の下方に配置されている。この給紙トレイ６０は略直方体状のトレイであり、内部に印刷対象としての複数枚の用紙６１が積み重ねられて収納されている。そして、給紙トレイ６０の上面の＋Ｘ側端部近傍には矩形状の給紙口か形成されている。
【０１０２】
給紙コロ５４は、給紙トレイ６０から用紙６１を一枚ずつ取り出し、一対の回転ローラから構成されるレジストローラ５６を介して、転写ベルト４０と転写チャージャ４１によって形成される隙間に導出する。
【０１０３】
定着ローラ５０は、一対の回転ローラから構成され、用紙６１を過熱するとともに加圧し、レジストローラ５２を介して、排紙ローラ５８へ導出する。
【０１０４】
排紙ローラ５８は一対の回転ローラから構成され、導出された用紙６１を排紙トレイ１２ａに順次スタックする。
【０１０５】
光走査装置１０は、図１４に示されるように、感光ドラム１７Ａのほぼ上方（＋Ｚ側）に配置された６つの偏向面を有するポリゴンミラー１４、このポリゴンミラー１４の＋Ｘ方向に順次配置されたｆθレンズ１５、及び反射ミラー１０６Ａ、１０６B、１０６C、１０６Ｄ、ｆθレンズ１５の下方に配置されたトロイダルレンズ１６Ａ、このトロイダルレンズ１６Ａの＋Ｘ方向に順次配置された、トロイダルレンズ１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、感光ドラム１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃのほぼ上方にそれぞれ配置された反射ミラー１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、ポリゴンミラー１４を基点としてＸ軸と所定の角度をなす直線上に配置された、４つのシリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、液晶素子２０、４つのカップリングレンズ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、４つの半導体レーザ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄなどを備えている。
【０１０６】
前記液晶素子２０は、４つの半導体レーザ１１ａ〜１１ｄからそれぞれ射出された光ビームを個別に副走査方向（Ｚ軸方向）に偏向することが可能となっている。そして、液晶素子２０により各感光ドラム１７Ａ〜１７Ｄに集光される光ビームのビームスポット位置を可変することで、転写ベルト４０の移動とポリゴンミラー１４の回転の位相の非同期に起因する第１〜第４ステーション間の書込開始位置偏差（すなわち感光ドラム１７Ａ〜１７Ｄ間の相対的なビームスポット位置）を補正することが可能となる。
【０１０７】
例えば、転写ベルト４０に形成された、各ステーション間の色ずれを検知するトナー像を、色ずれ検知装置４５にて検出し、その検出結果（ステーション間の色ずれの程度）に従い液晶素子２０を駆動することにより、副走査方向の書込開始タイミング（すなわち書込開始位置）を補正することができる。
【０１０８】
以上説明したように、本実施形態にかかる画像形成装置１００によると、必要に応じて各感光ドラム１７Ａ〜１７Ｄに集光される光ビームのビームスポット位置を可変することができるため、高品位な出力画像を得ることが可能となる。また複数ビームを同時に走査することが可能であるため、プリント速度の高速化及び高密度化を図ることが可能となる。
【０１０９】
上述した画像形成装置１００をプリンタやデジタル複写機等の実機として使用した場合、製品の工場出荷後の搬送時の振動またはユーザ先への設置場所の制限等により、出荷前の調整工程にて調整したビームスポット間隔(主として副走査方向の間隔、すなわち走査線間隔)が変動する恐れがある。またユーザ先での使用時の経時変化や、設置場所の温度環境や連続プリントを行うことによる機内温度の変化により、走査線間隔が変化する恐れがある。このような場合には、画像形成装置１００に走査線間隔を検出し、その結果に基づき液晶素子２０を駆動して走査線間隔を補正することが可能となる。
【０１１０】
さらに、画像形成装置１００をプリンタと複写機（コピー機）の機能を併有する複合機に適用した場合、プリンタモード（複合機をプリンタとして使用する状態）とコピーモード（複合機を複写機として利用する状態）で、画素密度を切り替える場合がある。例えばプリンタモードでは画素密度を６００ｄｐｉとし、コピーモードでは解像度を４００ｄｐｉとする場合のように画素密度を切り替えることにより、各モードに適した画素密度を実現することができる。
【０１１１】
また、画像形成装置１００に備えられた操作パネル等からオペレータが画素密度切替の指令を出すことにより、使用目的（求める機能）に応じて、画素密度を切り替えたい場合もある。このような場合には、本画像形成装置に具備された液晶素子２０を制御することで、容易に画素密度を切り替えることが可能となる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、各半導体レーザ１１ａ〜１１ｄから射出される光ビームの光路を液晶素子２０によりそれぞれ偏向させることとしたが、これに限らず、液晶素子２０は、ある基準色（例えばブラック）に対して位置合わせするために、他の色(シアン、マゼンタ、イエロー)の光路のみを偏向することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる光走査装置１０の概略的な構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）は液晶素子２０ａを−Ｘ側から見た図であり、図２（Ｂ）は液晶素子２０ａを＋Ｚ側から見た図である。
【図３】液晶層３０の近傍を示す図である。
【図４】透明電極３２Ｂを示す図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は液晶素子２０ａの動作を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）は液晶素子２０ａの位相差特性曲線を示す図であり、図６（Ｂ）は位相差特性曲線の２次成分を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は位相差特性曲線の温度依存性を説明するための図であり、図７（Ｂ）は各温度における２次成分の特性を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は基準電圧の制御方法を説明するための図（その１，その２）である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は基準電圧の制御方法を示す図（その３、その４）である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は基準電圧の制御結果を示す図（その５，その６）である。
【図１１】光学系の温度とパワーとの関係を説明するための図である。
【図１２】光走査装置１０の変形例を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１００を示す図である。
【図１４】図１３における画像形成装置１００の光走査装置１０を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０…光走査装置、１１ａ，１１ｂ…半導体レーザ、１２ａ，１２ｂ…カップリングレンズ、１３…シリンドリカルレンズ、１４…ポリゴンミラー、１５…ｆθレンズ、１６…トロイダルレンズ、１７…感光ドラム、１８…反射ミラー、１９…ビームピッチ検出センサ、２０ａ，２０ｂ…液晶素子、２１，２２…ガラス基板、２３…ハーネス、２４…樹脂層、３０…液晶層、３０ａ…配向膜、３０ｂ…液晶分子、３２Ａ，３２Ｂ…透明電極、Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２…端子、３４ｒ…抵抗、３５…電極素子、３６…液晶素子制御回路、１００…画像形成装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出される光ビームにより感光体を走査する光走査装置であって、
第１及び第２の駆動電圧に基づいて前記光ビームの光路を偏向する液晶素子と；
前記第１及び第２の駆動電圧を制御して、前記液晶素子で発生する波面収差を制御する波面収差制御手段と；を備える光走査装置。
【請求項２】
前記波面収差制御手段は、前記第１及び第２の駆動電圧の中間電圧となる基準電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記波面収差制御手段は、前記光ビームの偏向角に応じて前記基準電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光ビームのビームウェスト位置を検出するビームウェスト位置検出手段を更に備え、
前記波面収差制御手段は、前記ビームウェスト位置検出手段の検出結果に基づいて前記波面収差の発生量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記液晶素子の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記波面収差制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記波面収差の発生量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記液晶素子の温度が所定の温度より低い場合には、前記光ビームのビームウェスト位置を前記光源から遠ざける方向に移動させ、所定の温度より高い場合には、前記光ビームのビームウェスト位置を前記光源に近づける方向に移動させるパワー成分を発生する光学系を更に備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光学系のパワー成分は、前記液晶素子の使用温度の中央値付近で最小になるように設定されていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記基準電圧は、前記ビームウェストの位置変動が前記液晶素子の使用温度の中央値付近で最小となるように設定されていることを特長とする請求項６又は７に記載の光走査装置。
【請求項９】
感光体上に形成された潜像に基づいて画像を形成する画像形成装置であって、
前記感光体上に潜像を形成する請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置と；
前記光走査装置により前記感光体上に形成された潜像に基づいて、画像を形成する処理装置と；を備える画像形成装置。
【請求項１０】
感光体を走査する光ビームを偏向する液晶素子の位相変調方法であって、
前記液晶素子で光ビームを偏向する際に生じる波面収差の発生量を予測する工程と；
前記予測された波面収差の発生量に基づいて、前記液晶素子に印加する第１及び第２の駆動電圧を制御する工程と；を含む液晶素子の位相変調方法。
【請求項１１】
前記発生量を予測する工程では、前記液晶素子の位相差特性曲線の温度特性と前記液晶素子の温度測定結果とから、前記波面収差の発生量が予測されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶素子の位相変調方法。
【請求項１２】
前記発生量を予測する工程では、前記感光体での光ビームのビームウェスト位置から、前記波面収差の発生量が予測されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶素子の位相変調方法。
【請求項１３】
前記制御する工程では、前記第１及び第２の駆動電圧の中間電圧となる基準電圧を制御することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の液晶素子の位相変調方法。
【請求項１】
光源から射出される光ビームにより感光体を走査する光走査装置であって、
第１及び第２の駆動電圧に基づいて前記光ビームの光路を偏向する液晶素子と；
前記第１及び第２の駆動電圧を制御して、前記液晶素子で発生する波面収差を制御する波面収差制御手段と；を備える光走査装置。
【請求項２】
前記波面収差制御手段は、前記第１及び第２の駆動電圧の中間電圧となる基準電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記波面収差制御手段は、前記光ビームの偏向角に応じて前記基準電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光ビームのビームウェスト位置を検出するビームウェスト位置検出手段を更に備え、
前記波面収差制御手段は、前記ビームウェスト位置検出手段の検出結果に基づいて前記波面収差の発生量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記液晶素子の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記波面収差制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記波面収差の発生量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記液晶素子の温度が所定の温度より低い場合には、前記光ビームのビームウェスト位置を前記光源から遠ざける方向に移動させ、所定の温度より高い場合には、前記光ビームのビームウェスト位置を前記光源に近づける方向に移動させるパワー成分を発生する光学系を更に備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光学系のパワー成分は、前記液晶素子の使用温度の中央値付近で最小になるように設定されていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記基準電圧は、前記ビームウェストの位置変動が前記液晶素子の使用温度の中央値付近で最小となるように設定されていることを特長とする請求項６又は７に記載の光走査装置。
【請求項９】
感光体上に形成された潜像に基づいて画像を形成する画像形成装置であって、
前記感光体上に潜像を形成する請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置と；
前記光走査装置により前記感光体上に形成された潜像に基づいて、画像を形成する処理装置と；を備える画像形成装置。
【請求項１０】
感光体を走査する光ビームを偏向する液晶素子の位相変調方法であって、
前記液晶素子で光ビームを偏向する際に生じる波面収差の発生量を予測する工程と；
前記予測された波面収差の発生量に基づいて、前記液晶素子に印加する第１及び第２の駆動電圧を制御する工程と；を含む液晶素子の位相変調方法。
【請求項１１】
前記発生量を予測する工程では、前記液晶素子の位相差特性曲線の温度特性と前記液晶素子の温度測定結果とから、前記波面収差の発生量が予測されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶素子の位相変調方法。
【請求項１２】
前記発生量を予測する工程では、前記感光体での光ビームのビームウェスト位置から、前記波面収差の発生量が予測されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶素子の位相変調方法。
【請求項１３】
前記制御する工程では、前記第１及び第２の駆動電圧の中間電圧となる基準電圧を制御することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の液晶素子の位相変調方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−２２６１３０（Ｐ２００７−２２６１３０Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０１７２（Ｐ２００６−５０１７２）
【出願日】平成１８年２月２７日（２００６．２．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２７日（２００６．２．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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