特許 7468192 光走査装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】光走査装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/12 20060101AFI20240409BHJP

   B41J 2/47 20060101ALI20240409BHJP

   H04N 1/113 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

G02B26/12

B41J2/47 101M

B41J2/47 101D

H04N1/113

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020110813

(22)【出願日】2020-06-26

(65)【公開番号】P2022007707

(43)【公開日】2022-01-13

【審査請求日】2023-04-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100186853

【弁理士】

【氏名又は名称】宗像 孝志

(72)【発明者】

【氏名】西尾 拓真

【審査官】井亀 諭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０９４０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６７５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１９２７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１０２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１９２３７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０４０２０６５１（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平０４－１４６４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８２６９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２６／１２

Ｂ４１Ｊ ２／４７

Ｈ０４Ｎ １／１１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を像担持体に向けて偏向する複数の偏向面が、回転方向に隣接して配置された回転多面鏡とを備え、隣接する前記偏向面の境界部分に入射する光までを、前記像担持体に潜像を形成するのに使用するオーバーフィールド方式の光走査装置において、
前記光源から隣接する前記偏向面の境界部分に向けて出射された出射光のうち、前記偏向面で正反射されて当該出射光の光路を前記光源に戻る戻り光を検知する戻り光検知センサと、
前記戻り光検知センサで戻り光が検知されてから次に戻り光が検知されるまでの間における前記光源からの出射光の光量の時間変化を示す補正パターンを記憶するメモリと、
前記戻り光検知センサで戻り光が検知されたタイミングを基準として、前記メモリに記憶された前記補正パターンに従って前記光源から出射される出射光の光量の補正タイミングを制御するコントローラとを備えることを特徴とする光走査装置。

【請求項2】

前記光源と、前記戻り光検知センサがユニット化されてい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】

像担持体と、
画像情報によって変調された光で前記像担持体を走査することによって、前記像担持体に潜像を形成する請求項１または２に記載の光走査装置と、
前記像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置で現像された画像を媒体に転写する転写装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項4】

前記コントローラは、前記戻り光検知センサで戻り光が検知されたタイミングを基準として、前記光源による前記像担持体への潜像の書き出しタイミングを制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

複数の像担持体と、
画像情報によって変調された光で前記像担持体を走査することによって、前記像担持体に潜像を形成する光走査装置と、
前記像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置で現像された画像を媒体に転写する転写装置とを備え、
前記光走査装置は、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を偏向する複数の偏向面が、回転方向に隣接して配置された回転多面鏡と、
前記光源から前記偏向面に向けて出射された出射光のうち、前記偏向面で正反射されて当該出射光の光路を前記光源に戻る戻り光を検知する戻り光検知センサと、
前記光源からの出射光の光量の時間変化を示す補正パターンを記憶するメモリと、
前記戻り光検知センサで戻り光が検知されたタイミングを基準として、前記メモリに記憶された前記補正パターンに従って前記光源から出射される出射光の光量の補正タイミングを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記戻り光検知センサで戻り光が検知されたタイミングを基準として、前記光源による前記像担持体への潜像の書き出しタイミングを制御し、
前記光走査装置は、複数の前記像担持体それぞれに対応付けて複数の前記光源及び複数の前記戻り光検知センサを備え、
前記コントローラは、
前記複数の戻り光検知センサのうちの１つで戻り光が検知されたタイミングを基準として、前記複数の光源それぞれによる前記書き出しタイミングを共通して制御し、
前記複数の戻り光検知センサそれぞれで戻り光が検知されたタイミングを基準として、対応する前記光源の前記補正タイミングを個別に制御することを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の画像形成装置は、画像データに応じて駆動変調されたビームをポリゴンミラー（回転多面鏡）で偏向し且つ走査光学系で感光体ユニット上を走査することによって潜像を形成し、感光体ユニット上の潜像を現像器で現像し、現像された画像を用紙に転写することによって、用紙に画像を形成する。

【0003】

上記構成の画像形成装置において、ポリゴンミラーに面精度誤差がある場合の画質劣化を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この画像形成装置は、２つのセンサを用いてポリゴンミラーの偏向面を一意に特定し、特定した偏向面に対応する補正パターンをメモリから読み出し、読み出した補正パターンに従ってビームの出力制御を行っている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記構成の画像形成装置では、ポリゴンミラーの偏向面を特定するために、複数のセンサを必要とする。また、偏向面毎の補正データをメモリに格納する必要があるので、メモリが大容量化する。

【0005】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ハードウェア構成を簡素化しつつ、回転多面鏡の面精度誤差に起因する画質劣化を抑制した光走査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記技術的課題を解決するため、本発明の一態様は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を像担持体に向けて偏向する複数の偏向面が、回転方向に隣接して配置された回転多面鏡とを備え、隣接する前記偏向面の境界部分に入射する光までを、前記像担持体に潜像を形成するのに使用するオーバーフィールド方式の光走査装置において、前記光源から隣接する前記偏向面の境界部分に向けて出射された出射光のうち、前記偏向面で正反射されて当該出射光の光路を前記光源に戻る戻り光を検知する戻り光検知センサと、前記戻り光検知センサで戻り光が検知されてから次に戻り光が検知されるまでの間における前記光源からの出射光の光量の時間変化を示す補正パターンを記憶するメモリと、前記戻り光検知センサで戻り光が検知されたタイミングを基準として、前記メモリに記憶された前記補正パターンに従って前記光源から出射される出射光の光量の補正タイミングを制御するコントローラとを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ハードウェア構成を簡素化しつつ、回転多面鏡の面精度誤差に起因する画質劣化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。

【図2】画像形成装置のハードウェア構成図。

【図3】光走査装置の概略構成図。

【図4】本実施形態に係る光走査装置の機能ブロック図。

【図5】レーザダイオードから出射された出射光の軌跡と、ポリゴンミラーの回転角との関係を示す図。

【図6】ポリゴンミラーの回転角と、感光体に到達する偏向光の光量との関係を示す図。

【図7】フォトセンサから出力される戻り光信号の一例を示す図。

【図8】光量制御部のブロック図。

【図9】本実施形態に係る同期検知信号、戻り光信号、補正パターン、及び出射光量の関係を示す図。

【図10】変形例１に係る光走査装置の機能ブロック図。

【図11】変形例１に係る戻り光信号、補正パターン、及び出射光量の関係を示す図。

【図12】変形例２に係る光走査装置の機能ブロックの要部拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本発明の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成図である。画像形成装置１００は、所謂「電子写真方式」によって媒体Ｐに画像を形成する装置である。

【0010】

図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ）を並べて配設したタンデム型の画像形成部を備える。プロセスユニット１（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ）は、画像形成装置１００に着脱可能に構成され、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

【0011】

具体的には、プロセスユニット１（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ）は、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面を清掃するクリーニング手段としてのクリーニングブレード５とを主に備える。なお、図１では、イエロープロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１（１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ）においては符号を省略している。

【0012】

各プロセスユニット１（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ）の上方には、感光体２の表面をレーザ光で走査することによって、感光体２に潜像を形成する光走査装置６が配設されている。光走査装置６は、パソコン等の外部機器やスキャナから入力された画像データに基づいて、各感光体２の表面へレーザ光を照射するようになっている。光走査装置６の詳細は、図３を参照して後述する。

【0013】

また、各プロセスユニット１（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ）の下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト１０を有している。中間転写ベルト１０は、複数の張架ローラ（２１，２２，２３，２４）に張架されており、これら張架ローラ（２１，２２，２３，２４）の内の１つが駆動ローラとして回転して、中間転写ベルト１０は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。

【0014】

４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１は、それぞれの位置で中間転写ベルト１０の内周面を押圧されており、中間転写ベルト１０の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。

【0015】

また、中間転写ベルト１０を張架する１つの張架ローラ２４に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト１０の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト１０とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。

【0016】

画像形成装置１００の下部には、紙やＯＨＰ等のシート状の対象物としての媒体Ｐを収容した複数の媒体収容カセット１３が配設されている。各媒体収容カセット１３には、収容されている媒体Ｐを送り出す給送ローラ１４が設けてある。また、画像形成装置１００の図の左側の外面には、機外に排出された媒体Ｐをストックする排出トレイ２０が設けてある。

【0017】

画像形成装置１００内には、媒体Ｐを媒体収容カセット１３から二次転写ニップを通って排出トレイ２０へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。この搬送路Ｒには、二次転写ローラ１２の位置よりも媒体Ｐの搬送方向の上流側にはレジストローラ１５が配設されている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも媒体Ｐの搬送方向の下流側には、定着装置８、一対の排出ローラ１６が順次配設されている。

【0018】

定着手段としての定着装置８は、例えば、内部にヒータを有する定着部材としての定着ローラ１７と、定着ローラ１７を加圧する加圧部材としての加圧ローラ１８を備えている。そして、定着ローラ１７と加圧ローラ１８とが接触した箇所には、定着ニップが形成される。

【0019】

以下、画像形成装置１００の基本的動作について説明する。まず、画像形成装置１００は、外部装置またはスキャナから画像情報を取得する。これと同時に、各プロセスユニット１（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ）の感光体２が図１における反時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。

【0020】

そして、取得した画像情報に基づいて、光走査装置６から帯電された各感光体２の表面にレーザ光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

【0021】

中間転写ベルト１０を張架する張架ローラの１つが回転駆動し、中間転写ベルト１０を図１中の矢印の方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体２に形成された各色のトナー画像が、一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１０上に順次重ね合わせて転写される。このようにして中間転写ベルト１０は、その表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、中間転写ベルト１０に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。

【0022】

給送ローラ１４が回転することによって、媒体収容カセット１３から媒体Ｐが搬出される。搬出された媒体Ｐは、レジストローラ１５によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト１０との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト１０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１０上のトナー画像が媒体Ｐ上に一括して転写される。

【0023】

その後、媒体Ｐは定着装置８に送り込まれ、定着ローラ１７と加圧ローラ１８によって媒体Ｐが加圧及び加熱されてトナー画像が媒体Ｐ上に定着される。そして、媒体Ｐは、一対の排出ローラ１６によって排出トレイ２０に排出される。なお、二次転写ニップで媒体Ｐ上に残ったトナー像は、張架ローラ２２に中間転写ベルト１０を介して対向するように設けられたベルトクリーニング装置により除去されて、次の画像形成（プリント）に備える。

【0024】

以上の説明は、媒体Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作である。しかし、画像形成装置１００は、４つのプロセスユニット１（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ）のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

【0025】

図２は、画像形成装置１００のハードウェア構成図である。図２に示すように、画像形成装置１００は、制御手段としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１、記憶手段としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２、記憶手段としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３、記憶手段としてのＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）２０４、及びインタフェースとしてのＩ／Ｆ２０５が通信手段としての共通バス２０６を介して接続されている構成を備える。ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ＨＤＤ２０４は、コントローラ２００の一例である。

【0026】

ＣＰＵ２０１は演算手段であり、画像形成装置１００全体の動作を制御する。ＲＡＭ２０２は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ２０１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ２０３は、読み出し専用の不揮発性の記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＨＤＤ２０４は、情報の読み書きが可能であって記憶容量が大きい不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーションプログラム等が格納される。

【0027】

画像形成装置１００は、ＲＯＭ２０３やＨＤＤ２０４からＲＡＭ２０２にロードされた各種プログラムをＣＰＵ２０１が備える演算機能によって処理する。その処理によって、画像形成装置１００の種々の機能モジュールを含むソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、画像形成装置１００に搭載されるハードウェア資源との組み合わせによって、画像形成装置１００の機能を実現する機能ブロックが構成される。

【0028】

Ｉ／Ｆ２０５は、プロセスユニット１、光走査装置６、転写装置７、定着装置８、及び各種ローラ１４～１６を、共通バス２０６に接続するインタフェースである。すなわち、コントローラ２００は、Ｉ／Ｆ２０５を通じて、プロセスユニット１、光走査装置６、転写装置７、定着装置８、及び各種ローラ１４～１６を制御する。

【0029】

図３は、光走査装置６の概略構成図である。図３に示すように、光走査装置６は、光源ユニット３０１と、アパーチャ３０２と、回転多面鏡の一例であるポリゴンミラー３０３と、ｆθレンズ３０４と、折り返しミラー３０５、３０６、３０７と、同期検知センサ３０８とを主に備える。

【0030】

図４に示すように、光源ユニット３０１は、所定の幅の光束（以下、「出射光」と表記する。）を出射するレーザダイオード（光源）３０１ａと、ポリゴンミラー３０３からの戻り光を検知するフォトセンサ（戻り光検知センサ）３０１ｂと、レーザダイオード３０１ａ及びフォトセンサ３０１ｂを制御するレーザ駆動部３０１ｃとをユニット化したものである。

【0031】

フォトセンサ３０１ｂは、レーザダイオード３０１ａからポリゴンミラー３０３に向けて出射された出射光のうち、偏向面で偏向されて当該出射光の光路をレーザダイオード３０１ａに戻る（すなわち、偏向面で正反射された）戻り光を受光できる位置に配置される。

【0032】

アパーチャ３０２は、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光を、ポリゴンミラー３０３上に収束させる。ｆθレンズ３０４、折り返しミラー３０５、３０６、３０７（これらを総称して、「走査光学系」と表記する。）は、ポリゴンミラー３０３で偏向された偏向光を、感光体２上の所定の位置に集光させる。すなわち、光走査装置６は、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光で、感光体２上を走査する。

【0033】

ポリゴンミラー３０３は、底面が多角形の角柱である。本実施形態では、底面が六角形であるが、八角形などであってもよい。ポリゴンミラー３０３は、ポリゴンモータ４２６（図４参照）の駆動力が伝達されて、角柱の軸方向を中心として回転（自転）する。また、ポリゴンミラー３０３の複数（本実施形態では、６個）の側面それぞれは、複数の偏向面３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆ（図５参照）を構成する。

【0034】

偏向面３０３ａ～３０３ｆは、ポリゴンミラー３０３の回転方向に隣接して配置されている。また、隣接する偏向面３０３ａ～３０３ｆは、所定の角度（本実施形態では、１２０°）をなしている。そして、偏向面３０３ａ～３０３ｆは、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光を偏向して、ｆθレンズ３０４及び折り返しミラー３０５、３０６、３０７を通じて感光体２に導く。

【0035】

図４は、本実施形態に係る光走査装置６の機能ブロック図である。図４に示す制御ブロックは、例えば、各機能ブロックは、コントローラ２００内のＣＰＵ２０１が、ＨＤＤ２０４に記憶されているプログラムをＲＡＭ２０２に展開し、演算実行することで実現される。なお、図４に示す各機能ブロックによって実現される処理は既に周知なので、詳細な説明は省略する。

【0036】

図４に示すように、光走査装置６の動作は、画像書込制御部４００（コントローラ）によって制御される。画像書込制御部４００は、速度変換用ラインメモリ４０１と、各種パターン生成部４０２と、書込γ変換部４０３と、ＬＤ変調及び各種クロック生成部４０４と、連続点灯検出部４０５と、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）４０６と、バイアス電流発生部４０７と、画像領域制御及び各種タイミング制御部４０８と、各種設定レジスタ及びポリゴンモータ制御部４０９と、光量制御部４１０とを主に備える。

【0037】

また、画像書込制御部４００は、画像データ入力Ｉ／Ｆ（Interface）４２０、コマンドＩ／Ｆ４２１、ＬＤ変調Ｉ／Ｆ４２２、同期検知Ｉ／Ｆ４２３、及びポリゴンモータＩ／Ｆ４２４を有している。画像書込制御部４００は、これ等のＩ／Ｆによって、外部からのデータ若しくは信号の入力、又は外部へのデータ若しくは信号の出力を行う。

【0038】

このような構成要素からなる画像書込制御部４００は、画像データ入力Ｉ／Ｆ４２０を通じて入力される画像データを速度変換用ラインメモリ４０１に格納し、連続点灯検出部４０５を介して取得された主走査ライン毎の点灯時間をＬＵＴ４０６に読み込ませる。なお、ＬＵＴ４０６とは、一定の計算結果を予め格納しておくテーブルであり、これにより、処理の高速化やシステムの負担軽減を図ることができる。

【0039】

各種パターン生成部４０２は、速度変換用ラインメモリ４０１に格納された画像データから各種パターンを生成して出力する。書込γ変換部４０３は、各種パターン生成部４０２で生成された各種パターンに対して書込γ変換を行う。ここで、γ変換とは、入力された色情報を出力される色情報に変換する、所謂「発色変換」を指す。ＬＤ変調及び各種クロック生成部４０４は、書込γ変換部４０３で変換された色情報と、同期検知Ｉ／Ｆ４２３を通じて同期検知センサ３０８から取得した同期検知信号とに基づいて、レーザダイオード３０１ａの点灯制御を実行する。

【0040】

また、各種設定レジスタ及びポリゴンモータ制御部４０９は、画像領域制御及び各種タイミング制御部４０８に各種設定を通知すると共に、ポリゴンモータＩ／Ｆ４２４及びポリゴンモータドライバ４２５を通じて、ポリゴンモータ４２６を駆動させる。光量制御部４１０の詳細は、図８を参照して後述する。

【0041】

同期検知センサ３０８は、レーザダイオード３０１ａから出射され、ポリゴンミラー３０３で偏向され、ｆθレンズ３０４、折り返しミラー３０５、３０６、３０７を通じて感光体２に到達する光を検知して、同期検知信号を出力する。そして、ＬＤ変調及び各種クロック生成部４０４は、同期検知センサ３０８から出力される同期検知信号に基づいて、走査方向における感光体２に対する潜像の書き出しタイミングを制御する。

【0042】

図５は、レーザダイオード３０１ａから出射された光の軌跡と、ポリゴンミラー３０３の回転角との関係を示す図である。図６は、ポリゴンミラー３０３の回転角と、感光体２に到達する偏向光の光量（像面光量）との関係を示す図である。図７は、フォトセンサ３０１ｂから出力される戻り光信号の一例を示す図である。以下、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光を偏向面３０３ａで偏向する場合について説明する。但し、他の偏向面３０３ｂ～３０３ｆで出射光を偏向する場合も同様である。

【0043】

なお、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光のうち、ポリゴンミラー３０３で偏向されてｆθレンズ３０４に向かう光を「偏向光」と表記し、ポリゴンミラー３０３で偏向（正反射）されてフォトセンサ３０１ｂに戻る光を「戻り光」と表記し、ポリゴンミラー３０３で偏向されてフォトセンサ３０１ｂ及びｆθレンズ３０４と異なる方向へ向かう光を「フレア光」と表記する。

【0044】

まず、図５（Ａ）に示す出射光は、偏向面３０３ａのみならず、ポリゴンミラー３０３の回転方向の下流側において偏向面３０３ａと隣接する偏向面３０３ｆにも入射する。これにより、偏向面３０３ａに入射した出射光が偏向光としてｆθレンズ３０４に向かい、偏向面３０３ｆに入射した出射光がフレア光となる。次に、図５（Ａ）から図５（Ｂ）の位置までポリゴンミラー３０３が回転すると、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光が偏向面３０３ａのみで偏向（全反射）されて、全てが偏向光としてｆθレンズ３０４に向かう。

【0045】

次に、図５（Ｂ）から図５（Ｃ）の位置までポリゴンミラー３０３が回転すると、出射光は、偏向面３０３ａのみならず、ポリゴンミラー３０３の回転方向の上流側において偏向面３０３ａと隣接する偏向面３０３ｂにも入射する。これにより、偏向面３０３ａに入射した出射光が偏向光としてｆθレンズ３０４に向かい、偏向面３０３ｂに入射した出射光がフレア光となる。次に、図５（Ｃ）から図５（Ｄ）の位置までポリゴンミラー３０３が回転すると、偏向面３０３ａに入射した出射光がフレア光となり、偏向面３０３ｂに入射した出射光が戻り光としてフォトセンサ３０１ｂで受光される。

【0046】

図６に示すように、ポリゴンミラー３０３が図５（Ａ）の位置のとき、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光のうちの一部のみが偏向光として感光体２に到達する。また、感光体２に到達する偏向光の光量は、ポリゴンミラー３０３の回転に伴って増加する。また、ポリゴンミラー３０３が図５（Ｂ）の位置のとき、光路上での損失を考慮しなければ、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光の全てが偏向光として感光体２に到達する。

【0047】

また、ポリゴンミラー３０３が図５（Ｃ）の位置のとき、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光のうちの一部のみが偏向光として感光体２に到達する。また、感光体２に到達する偏向光の光量は、ポリゴンミラー３０３の回転に伴って減少する。さらに、ポリゴンミラー３０３が図５（Ｄ）の位置のとき、感光体２に到達する偏向光の光量は、０または０に近い状態まで低下する。そして、ポリゴンミラー３０３がさらに回転すると、レーザダイオード３０１ａと偏向面３０３ｂとが図５（Ａ）の位置関係となる。

【0048】

すなわち、レーザダイオード３０１ａから出射された出射光が、隣接する偏向面３０３ａ、３０３ｆまたは隣接する偏向面３０３ａ、３０３ｂの境界位置に入射するとき、偏向面３０３ａのみに入射するときと比較して、感光体２に到達する偏向光の光量が少なくなる。そして、隣接する偏向面の境界部分に入射する光までを描画に使用する方式を、「オーバーフィールド方式」等と呼ぶ。オーバーフィールド方式によれば、光学系の大型化を抑制しつつ高速かつ高密度に走査することができる。

【0049】

一方、オーバーフィールド方式を採用した場合、感光体２に到達する偏向光の光量の変動に起因して画質が劣化する可能性がある。そこで、本実施形態に係る光量制御部４１０は、この偏向光の光量の変動を平準化するように、レーザダイオード３０１ａから出射される出射光の光量を補正する。すなわち、本発明は、オーバーフィールド方式を採用する画像形成装置に適用することによって、特に有利な作用効果を奏する。

【0050】

また、フォトセンサ３０１ｂは、受光した戻り光の光量が閾値を超えたときに、光量制御部４１０に戻り光信号を出力する。すなわち、フォトセンサ３０１ｂは、レーザダイオード３０１ａと偏向面３０３ａ～３０３ｆそれぞれとが、図５（Ｄ）の位置関係になったタイミングで戻り光信号を出力する。その結果、図７に示すように、フォトセンサ３０１ｂは、所定の回転角（理想的には、１２０°）毎に戻り光信号を繰り返し出力する。

【0051】

但し、ポリゴンミラー３０３の偏向面３０３ａ～３０３ｆの面精度に誤差があると、戻り光信号の出力間隔は厳密に１２０°間隔にならない。より詳細には、偏向面３０３ａ～３０３ｆそれぞれが、僅かに凸形状または僅かに凹形状になっていると、戻り光信号の出力間隔が広がったり、狭まったりすることになる。そこで、本実施形態に係る光量制御部４１０は、偏向面３０３ａ～３０３ｆの面精度の誤差を吸収して、偏向面３０３ａ～３０３ｆそれぞれに対して、適切なタイミングで出射光の光量の補正を開始する。

【0052】

図８は、光量制御部４１０のブロック図である。光量制御部４１０は、ＨＤＤ（メモリ）２０４に記憶された補正パターンに従って、レーザダイオード３０１ａから出射される出射光の光量を補正する。また、光量制御部４１０は、フォトセンサ３０１ｂから戻り光信号が出力されたタイミングを基準として、補正パターンによる補正タイミングを制御する。

【0053】

補正パターンは、光レーザの光量の時間変化を示すデータである。換言すれば、補正パターンは、時間的に隣接する２つの戻り光信号の間の各時刻に対応する光レーザの光量を示すデータである。さらに換言すれば、補正パターンは、ポリゴンミラー３０３の回転方向における各偏向面３０３ａ～３０３ｆの両端部（すなわち、図５（Ａ）及び図５（Ｃ））に向けて出射する光レーザの光量が、各偏向面３０３ａ～３０３ｆの中央部（すなわち、図５（Ｂ））に向けて出射する光レーザの光量より大きくなるように補正するためのデータである。

【0054】

補正パターンは、実験やシミュレーションなどに基づいて予め決定され、ＨＤＤ２０４に保存される。また、補正パターンは、各偏向面３０３ａ～３０３ｆに対して共通して用いられる。すなわち、ＨＤＤ２０４には、補正パターンが１つだけ保存されていればよい。換言すれば、本実施形態では、各偏向面３０３ａ～３０３ｆそれぞれに対応する複数の補正パターンを設ける必要がない。

【0055】

図９は、本実施形態に係る同期検知信号、戻り光信号、補正パターン、及び出射光量の関係を示す図である。まず、レーザダイオード３０１ａは、同期・戻り光検知用の出射光を、所定の時間間隔毎に繰り返し出射する。同期・戻り光検知用の出射光は、予め定められた時間幅だけ出射される。同期・戻り光検知用の出射光は、フォトセンサ３０１ｂが戻り光を検知し、同期検知センサ３０８が光レーザを検知するのに必要なタイミング及び時間幅に設定される。

【0056】

これにより、フォトセンサ３０１ｂから戻り光信号が、同期検知センサ３０８から同期検知信号が、所定の時間間隔毎に繰り返し出力される。本実施形態では、図９に示すように、同期検知信号が戻り光信号より僅かに遅れて出力されるものとする。

【0057】

ＬＤ変調及び各種クロック生成部４０４は、光源ユニット３０１を制御することによって、同期検知信号を基準として、描画領域への出射を開始する。すなわち、ＬＤ変調及び各種クロック生成部４０４は、同期検知信号を基準として書き出しタイミングを制御する。書き出しタイミングは、感光体２上に潜像を形成するための光の出力を開始するタイミングを指す。より詳細には、ＬＤ変調及び各種クロック生成部４０４は、同期検知信号が出力されてから所定の時間が経過したタイミングで、描画領域への出射を開始する。「所定の時間」は、例えば、光走査装置６のハードウェア構成、形成する画像によって決定される。

【0058】

光量制御部４１０は、フォトセンサ３０１ｂから戻り光信号を取得したタイミングを、ＨＤＤ２０４から読み出した補正パターンの先頭の時刻に合わせる。そして、光量制御部４１０は、描画領域に向けて出射する期間において、レーザダイオード３０１ａから出力される出射光の光量を、補正パターンに従って補正する。より詳細には、光量制御部４１０は、戻り光信号の取得タイミングを時刻０として、出射光の光量を、補正パターン上の各時刻に対応する光量に補正する。

【0059】

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

【0060】

上記の実施形態によれば、フォトセンサ３０１ｂから戻り光信号が出力されるタイミングを基準として、各偏向面３０３ａ～３０３ｆに共通の補正パラメータに従って、レーザダイオード３０１ａからの出射光の光量を補正する。これにより、各偏向面３０３ａ～３０３ｆを一意に特定する必要がないし、偏向面３０３ａ～３０３ｆ毎の補正パターンを記憶する必要もない。その結果、ハードウェア構成を簡素化しつつ、ポリゴンミラー３０３の面精度誤差に起因する画質劣化を抑制することができる。

【0061】

また、上記の実施形態によれば、隣接する２つの偏向面の境界で瞬間的に発生する戻り光を基準として、補正パターンによる光量の補正を開始するので、偏向面３０３ａ～３０３ｆ毎の補正開始のタイミングのバラツキを少なくすることができる。その結果、ポリゴンミラー３０３の面精度誤差に起因する画質劣化を、より適切に抑制することができる。

【0062】

なお、光量制御部４１０の機能は、レーザ駆動部３０１ｃに実装されてもよい。この場合、レーザ駆動部３０１ｃもコントローラの一部に含まれる。このような構成とすることにより、戻り光信号を画像書込制御部４００に一旦入力する必要がなくなるので、信号伝送用のハーネスや信号回路を減らすことができる。

【0063】

［変形例１］
図１０は、変形例１に係る光走査装置６の機能ブロック図である。図１１は、変形例１に係る戻り光信号、補正パターン、及び出射光量の関係を示す図である。なお、上記の実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

【0064】

変形例１に係る光走査装置６は、同期検知センサ３０８が省略されていると共に、光量制御部４１０及び同期検知Ｉ／Ｆ４２３の両方にフォトセンサ３０１ｂから戻り光信号が入力される点において、上記の実施形態と相違する。

【0065】

そして、ＬＤ変調及び各種クロック生成部４０４は、戻り光信号を基準として、描画領域への出射を開始する。すなわち、ＬＤ変調及び各種クロック生成部４０４は、戻り光信号が出力されてから所定の時間が経過したタイミングで、描画領域への出射を開始する。また、光量制御部４１０は、上記の実施形態と同様に、戻り光信号を基準として、補正パターンの従った光量の補正を行う。

【0066】

変形例１によれば、描画領域への潜像の書き出し及び補正パターンに従った光量の補正の両方を、戻り光信号を基準として開始するので、同期検知センサ３０８を省略することができる。その結果、ハードウェア構成をさらに簡素化しつつ、ポリゴンミラー３０３の面精度誤差に起因する画質劣化を抑制することができる。

【0067】

［変形例２］
図１２は、変形例２に係る光走査装置６の機能ブロックの要部拡大図である。なお、上記の実施形態及び変形例１との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。変形例２に係る光走査装置６は、各々が異なる色の出射光を出力する複数の光源ユニット３０１ｗ、３０１ｘ、３０１ｙ、３０１ｚと、複数の光源ユニット３０１ｗ、３０１ｘ、３０１ｙ、３０１ｚそれぞれに対応する複数の光量制御部４１０ｗ、４１０ｘ、４１０ｙ、４１０ｚとを備える点において、上記の実施形態及び変形例１と相違する。

【0068】

光源ユニット３０１ｗ、３０１ｘ、３０１ｙ、３０１ｚの構成は、上記の実施形態に係る光源ユニット３０１と共通する。また、各光源ユニット３０１ｗ、３０１ｘ、３０１ｙ、３０１ｚそれぞれのフォトセンサ３０１ｂは、対応する光量制御部４１０ｗ、４１０ｘ、４１０ｙ、４１０ｚに戻り光信号を出力する。さらに、光源ユニット３０１ｚのフォトセンサ３０１ｂは、同期検知Ｉ／Ｆ４２３にも戻り光信号を出力する。

【0069】

そして、光量制御部４１０ｗ、４１０ｘ、４１０ｙ、４１０ｚは、対応するフォトセンサ３０１ｂから取得した戻り光信号を基準として、対応するレーザダイオード３０１ａから出力される出射光の光量の補正を個別に開始する。一方、ＬＤ変調及び各種クロック生成部４０４は、光源ユニット３０１ｚのフォトセンサ３０１ｂから出力される戻り光信号を基準として、全ての光源ユニット３０１ｗ、３０１ｘ、３０１ｙ、３０１ｚの書き出しタイミングを共通して制御する。

【0070】

変形例２によれば、高い精度が要求される光量の補正タイミングを個別に制御すると共に、光量の補正タイミングほど精度の要求されない書き出しタイミングを共通して制御する。これにより、同期検知Ｉ／Ｆ４２３に入力される信号数が減少するので、信号伝送用のハーネスや信号回路の数を減らすことができる。その結果、タンデム型カラープリンタにおいても、ハードウェア構成を簡素化しつつ、ポリゴンミラー３０３の面精度誤差に起因する画質劣化を抑制することができる。

【0071】

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0072】

１ ：プロセスユニット
２ ：感光体
３ ：帯電ローラ
４ ：現像装置
５ ：クリーニングブレード
６ ：光走査装置
７ ：転写装置
８ ：定着装置
１０ ：中間転写ベルト
１１ ：一次転写ローラ
１２ ：二次転写ローラ
１３ ：媒体収容カセット
１４ ：給送ローラ
１５ ：レジストローラ
１６ ：排出ローラ
１７ ：定着ローラ
１８ ：加圧ローラ
２０ ：排出トレイ
２２，２４：張架ローラ
１００ ：画像形成装置
２００ ：コントローラ
２０１ ：ＣＰＵ
２０２ ：ＲＡＭ
２０３ ：ＲＯＭ
２０４ ：ＨＤＤ
２０５ ：Ｉ／Ｆ
２０６ ：共通バス
３０１ ：光源ユニット
３０１ａ ：レーザダイオード
３０１ｂ ：フォトセンサ
３０１ｃ ：レーザ駆動部
３０２ ：アパーチャ
３０３ ：ポリゴンミラー
３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄ，３０３ｅ，３０３ｆ：偏向面
３０４ ：ｆθレンズ
３０５，３０６，３０７：折り返しミラー
３０８ ：同期検知センサ
４００ ：画像書込制御部
４０１ ：速度変換用ラインメモリ
４０２ ：パターン生成部
４０３ ：書込γ変換部
４０４ ：クロック生成部
４０５ ：連続点灯検出部
４０７ ：バイアス電流発生部
４０８ ：タイミング制御部
４０９ ：ポリゴンモータ制御部
４１０ ：光量制御部
４２０ ：画像データ入力Ｉ／Ｆ
４２１ ：コマンドＩ／Ｆ
４２２ ：ＬＤ変調Ｉ／Ｆ
４２３ ：同期検知Ｉ／Ｆ
４２４ ：ポリゴンモータＩ／Ｆ
４２５ ：ポリゴンモータドライバ
４２６ ：ポリゴンモータ

【先行技術文献】

【特許文献】

【0073】

【文献】特開２００８－９２０７号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】