(57)【要約】【課題】コストアップを抑制しつつレーザ光の書き出しタイミングを補正することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、レーザダイオード１１０、フォトダイオード１２０、定電圧電源１３０、コンパレータ１４０、ＥＥＰＲＯＭ１６０およびＣＰＵ１７０を備える。フォトダイオード１２０は、レーザ光が照射されると電圧を生成する。コンパレータ１４０は、フォトダイオード１２０および定電圧電源１３０と接続し、それぞれから入力される電圧を比較する。ＥＥＰＲＯＭ１６０は、コンパレータ１４０による比較内容に基づいて算出された定数を記憶する。ＣＰＵ１７０は、レーザダイオード１１０から射出されるレーザ光の光量指令値とＥＥＰＲＯＭ１６０に記憶された定数とに基づいてレーザダイオード１１０から射出されるレーザ光の射出タイミングを補正する補正値を算出してレーザ光の射出タイミングを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出する光源と、
前記光源から射出されたレーザ光が照射されると電圧を生成するレーザ光検出部と、
定電圧を生成する定電圧電源と、
前記レーザ光検出部および前記定電圧電源と接続し、前記レーザ光検出部から入力される電圧と前記定電圧電源から入力される定電圧とを比較する比較部と、
前記比較部による比較内容に基づいて算出された定数を記憶する記憶部と、
前記光源から射出されるレーザ光の光量と前記記憶部に記憶された定数とに基づいて前記光源から射出されるレーザ光の射出タイミングを補正する補正値を算出し、この補正値に基づいて前記光源から射出されるレーザ光の射出タイミングを制御する制御部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記比較部に入力される前記レーザ光検出部からの電圧の波形が直線状である場合には、前記電圧の波形の立ち上がり開始から頂点に到達するまでの時間、および、前記定電圧と前記レーザ光検出部からの電圧の波形の頂点とが合致するときのレーザ光の光量指令値を記憶する
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記憶部は、前記比較部に入力される前記レーザ光検出部からの電圧の波形が曲線状である場合には、前記電圧の波形を多項式関数で表した場合の各項の係数を記憶する
請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被走査体に対してレーザ光を走査する光走査装置を備える画像形成装置が流通している。この光走査装置は、ＢＤセンサを通過するようにレーザ光を走査することで、被走査体に対するレーザ光の書き出しタイミングが制御されている。
【０００３】
しかし、レーザ光の光量が変化すると、それに応じて被走査体に対するレーザ光の書き出しタイミングがズレる問題があった。
【０００４】
そこで、レーザ光の光量ごとのレーザ光の書き出しタイミング補正量を予めテーブルとして用意することによって、レーザ光の書き出しタイミングを補正する画像形成装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０２９１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置は、補正テーブル用のメモリが別途必要となるため、その分だけ画像形成装置全体がコストアップする問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、コストアップを抑制しつつレーザ光の書き出しタイミングを補正することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、光源、レーザ光検出部、定電圧電源、比較部、記憶部および制御部を備える。
【０００９】
光源は、レーザ光を射出する。レーザ光検出部は、光源から射出されたレーザ光が照射されると電圧を生成する。定電圧電源は、定電圧を生成する。比較部は、レーザ光検出部および定電圧電源と接続し、レーザ光検出部から入力される電圧と定電圧電源から入力される定電圧とを比較する。
【００１０】
記憶部は、比較部による比較内容に基づいて算出された定数を記憶する。制御部は、光源から射出されるレーザ光の光量と記憶部に記憶された定数とに基づいて光源から射出されるレーザ光の射出タイミングを補正する補正値を算出し、この補正値に基づいて光源から射出されるレーザ光の射出タイミングを制御する。
【００１１】
この構成では、レーザ光の光量を変更することによって発生するレーザ光の書き出しタイミングのズレを補正することによって、レーザ光の光量にかかわらず所定の書き出しタイミングを維持することができる。また、レーザ光の光量ごとの補正テーブルが不要であるため、補正テーブルに使用されるメモリエリアを削減することができる。したがって、使用されるメモリエリアの増大によって生じる記憶部の容量アップを抑制することができるので、画像形成装置全体のコストアップを抑制することができる。
【００１２】
この構成は、ＢＤ基板とＬＤ基板とが別体となっている光走査装置を備える画像形成装置およびデジタルのＬＤドライバを使用する光走査装置を備える画像形成装置にも適用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、コストアップを抑制しつつレーザ光の書き出しタイミングを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の主要な構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成装置の主要な構成を示す平面図である。
【図３】比較部に接続されるレーザ光検出部、定電圧電源および制御部を示す回路図である。
【図４】比較部に入力されるレーザ光検出部の電圧の波形および定電圧電源の定電圧の波形を示す第１図である。
【図５】比較部に入力されるレーザ光検出部の電圧の波形および定電圧電源の定電圧の波形を示す第２図である。
【図６】補正時間を求めるための制御部の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１は、画像形成装置１００の主要な構成を示すブロック図である。図２は、画像形成装置１００の主要な構成を示す平面図である。
【００１７】
画像形成装置１００は、レーザダイオード１１０、フォトダイオード１２０、定電圧電源１３０、コンパレータ１４０、ＥＥＰＲＯＭ１６０、ＣＰＵ１７０、ＲＯＭ１７１、ＲＡＭ１７２、ポリゴンミラー１８０、Ｆθレンズ１９０および感光体ドラム２００を備える。
【００１８】
レーザダイオード１１０は、ポリゴンミラー１８０に向けてレーザ光を射出する光源である。フォトダイオード１２０は、レーザダイオード１１０から射出されたレーザ光が照射されると電圧を生成するレーザ光検出部である。フォトダイオード１２０は、感光体ドラム２００に向かうレーザ光の光路外に配される。
【００１９】
ここで、レーザダイオード１１０から射出されたレーザ光の光路について説明する。レーザダイオード１１０から射出されたレーザ光は、回転するポリゴンミラー１８０によって反射される。ポリゴンミラー１８０は、レーザ光を主走査方向に等角度走査する。ポリゴンミラー１８０によって反射されたレーザ光は、Ｆθレンズ１９０を通過する。
【００２０】
Ｆθレンズ１９０は、等角度走査されたレーザ光が感光体ドラム２００上で等速度走査されるようにレーザ光を変換する。Ｆθレンズ１９０を通過したレーザ光は、感光体ドラム２００の所定範囲において走査される。感光体ドラム２００は、帯電した状態でレーザ光によって露光されると、表面に静電潜像を形成する。
【００２１】
定電圧電源１３０は、定電圧を生成する。コンパレータ１４０は、フォトダイオード１２０および定電圧電源１３０と接続する比較部である。図３において示すように、コンパレータ１４０のマイナス側には、フォトダイオード１２０が接続され、コンパレータ１４０のプラス側には、定電圧電源１３０が接続される。コンパレータ１４０は、フォトダイオード１２０から入力される電圧と定電圧電源１３０から入力される定電圧とを比較する。
【００２２】
ＥＥＰＲＯＭ１６０は、コンパレータ１４０による比較内容に基づいて算出された定数を記憶する記憶部である。算出された定数については、後述する。ＣＰＵ１７０は、ＲＯＭ１７１から所定の制御プログラムを読み出して実行し、各部を総括的に制御する制御部である。ＲＯＭ１７１は、画像形成装置１００を制御する制御プログラムを格納する。ＲＡＭ１７２は、ＣＰＵ１７０のワーキングエリアとして活用される。
【００２３】
ＣＰＵ１７０は、レーザダイオード１１０から射出されるレーザ光の光量とＥＥＰＲＯＭ１６０に記憶された定数とに基づいてレーザダイオード１１０から射出されるレーザ光の射出タイミングを補正する補正値を算出する。ＣＰＵ１７０は、この補正値に基づいてレーザダイオード１１０から射出されるレーザ光の射出タイミングを制御する。
【００２４】
図４は、コンパレータ１４０に入力されるフォトダイオード１２０の電圧の波形および定電圧電源１３０の定電圧の波形を示す第１図である。
【００２５】
図４（Ａ）は、レーザ光の光量指令値Ｘが１２８（ｄｅｃ）のときのコンパレータ１４０に入力されるフォトダイオード１２０の電圧の波形および定電圧電源１３０の定電圧の波形を示す。図４（Ｂ）は、レーザ光の光量指令値Ｘが６４（ｄｅｃ）のときのコンパレータ１４０に入力されるフォトダイオード１２０の電圧の波形および定電圧電源１３０の定電圧の波形を示す。
【００２６】
フォトダイオード１２０の電圧の波形の高さｈは、レーザ光の光量に比例する。フォトダイオード１２０の電圧の波形の立ち上がり開始から頂点に到達するまでの時間Ｔは、レーザ光の光量にかかわらず一定である。
【００２７】
図４に示すように、コンパレータ１４０に入力されるフォトダイオード１２０からの電圧の波形が直線状である場合には、ＥＥＰＲＯＭ１６０は、この電圧の立ち上がり開始から頂点に到達するまでの時間Ｔ、および、定電圧（スレッシュ）とフォトダイオード１２０の電圧の波形の頂点が合致するときのレーザ光の光量指令値を記憶する。
【００２８】
スレッシュは、Ｘ＝１２８のときにはフォトダイオード１２０からの電圧の波形の頂点に対して１／４の位置にあり、Ｘ＝６４のときには当該頂点に対して１／２の位置にある。したがって、定電圧（スレッシュ）とフォトダイオード１２０の電圧の波形の頂点が合致するときのレーザ光の光量指令値は、３２である。ＣＰＵ１７０は、この２つの定数をＥＥＰＲＯＭ１６０に記憶させる。
【００２９】
上記の条件の場合、補正時間Ｙは、Ｘ＝１２８のときには３Ｔ／４となり、Ｘ＝６４のときにはＴ／２となる。これを定式化すると、レーザ光の光量Ｘに対する補正時間Ｙは、次の式で表される。
【００３０】
【数１】
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【００３１】
すなわち、算出された２つの定数をＥＥＰＲＯＭ１６０に記憶させておけば、レーザ光の光量Ｘに応じた書き出し位置の補正時間Ｙを任意に求めることができる。
【００３２】
図５は、コンパレータ１４０に入力されるフォトダイオード１２０の電圧の波形および定電圧電源１３０の定電圧の波形を示す第２図である。
【００３３】
フォトダイオード１２０からの電圧の立ち上がり波形が直線状である場合には、上記の式で補正時間Ｙを求めればよいが、レーザ光の走査速度やビーム径の関係で電圧の立ち上がり波形が曲線状になる場合があり、この場合は、上記の式では誤差が大きくなる。
【００３４】
したがって、この場合は、近似曲線から補正時間Ｙを求める。図５（Ａ）におけるフォトダイオード１２０からの電圧の立ち上がり波形を４次関数で近似すると、次の式となる。なお、ここでは４次関数で近似することにしたが、これに限られない。
【００３５】
ｆ（ｔ）＝ａｔ４＋ｂｔ３＋ｃｔ２＋ｄｔ＋ｅ
また、図５（Ｂ）では、レーザ光の光量Ｘが図５（Ａ）の半分であるので、図５（Ｂ）におけるフォトダイオード１２０からの電圧の立ち上がり波形を４次関数で近似すると、次の式となる。
【００３６】
ｇ（ｔ）＝（ａｔ４＋ｂｔ３＋ｃｔ２＋ｄｔ＋ｅ）／２
ここで、コンパレータ１４０に入力されるフォトダイオード１２０からの電圧の波形が曲線状である場合には、ＥＥＰＲＯＭ１６０は、この電圧の波形を多項式関数で表した場合の各項の係数を記憶する。すなわち、ＥＥＰＲＯＭ１６０が記憶する定数は、上記の式の係数ａ〜ｅである。
【００３７】
図６は、補正時間Ｙを求めるためのＣＰＵ１７０の制御内容を示すフローチャートである。
【００３８】
ＣＰＵ１７０は、ＥＥＰＲＯＭ１６０に記憶させた上記の式の係数ａ〜ｅに基づいて、次のフローを実行して、フォトダイオード１２０からの電圧の立ち上がり波形が曲線状である場合の補正時間Ｙを求める。以下のフローチャートでは、Ｘ＝１２８のときを例にとって説明する。
【００３９】
ＣＰＵ１７０は、ｔ＝−Ｔとする（Ｓ１１０）。Ｔは、フォトダイオード１２０の電圧の波形の立ち上がり開始から頂点に到達するまでの時間である。ＣＰＵ１７０は、Δｈmin＝｜スレッシュの高さ−ｆ（ｔ）｜を計算して、Δｈminを求める（Ｓ１２０）。次に、ＣＰＵ１７０は、ｔ＝ｔ＋Δｔとする（Ｓ１３０）。ＣＰＵ１７０は、Δｈ＝｜スレッシュの高さ−ｆ（ｔ）｜を計算して、Δｈを求める（Ｓ１４０）。次に、ＣＰＵ１７０は、ΔｈとΔｈminの大きさを比較する（Ｓ１５０）。
【００４０】
ＣＰＵ１７０は、ΔｈよりもΔｈminの方が小さいと判断すると（Ｓ１５０のＮ）、Ｓ１８０の制御に移行する。ＣＰＵ１７０は、ΔｈよりもΔｈminの方が大きいと判断すると（Ｓ１５０のＹ）、Δｈmin＝Δｈとする（Ｓ１６０）。そして、ＣＰＵ１７０は、補正時間Ｙ＝｜ｔ｜とする（Ｓ１７０）。ＣＰＵ１７０は、ｔが０未満であると判断すると（Ｓ１８０のＮ）、Ｓ１３０の制御に移行する。ＣＰＵ１７０は、ｔが０以上であると判断すると（Ｓ１８０のＹ）、この制御フローを終了する。
【００４１】
この構成では、レーザ光の光量を変更することによって発生するレーザ光の書き出しタイミングのズレを補正することによって、レーザ光の光量にかかわらず所定の書き出しタイミングを維持することができる。また、レーザ光の光量ごとの補正テーブルが不要であるため、補正テーブルに使用されるメモリエリアを削減することができる。したがって、使用されるメモリエリアの増大によって生じるＥＥＰＲＯＭ１６０の容量アップを抑制することができることによって、画像形成装置１００全体のコストアップを抑制することができる。
【００４２】
この構成は、ＢＤ基板とＬＤ基板とが別体となっている光走査装置を備える画像形成装置１００およびデジタルのＬＤドライバを使用する光走査装置を備える画像形成装置１００にも適用することができる。
【００４３】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４４】
１００−画像形成装置
１１０−レーザダイオード（光源）
１２０−フォトダイオード（レーザ光検出部）
１３０−定電圧電源
１４０−コンパレータ（比較部）
１６０−ＥＥＰＲＯＭ（記憶部）
１７０−ＣＰＵ（制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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