(57)【要約】【課題】複数の発光素子を備える光走査装置で、２つの発光素子からそれぞれ出射された光ビームの間隔を測定する際の測定誤差を抑え、各発光素子についての画像の書き出し位置の補正精度を向上させる技術を提供する。【解決手段】本発明の光走査装置は、複数の光ビームのうち、第１及び第２の光ビームがＢＤセンサに順に入射するよう半導体レーザを制御し、ＢＤセンサから出力される当該第１及び第２の光ビームのそれぞれに対応するＢＤ信号の時間間隔を測定する。ＢＤセンサによって検出される第１の光ビームの光量と第２の光ビームの光量との比率が予め定められた範囲内の比率となる２つの光ビームを出射する２つの発光素子が、時間間隔の測定の際に第１及び第２の光ビームを出射する発光素子として設定される。【選択図】図４
2015011238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ビームによって感光体を露光する光走査装置であって、
それぞれが光ビームを出射する複数の発光素子を含む光源であって、少なくとも３つの発光素子を含む、前記光源と、
前記複数の発光素子から出射された前記複数の光ビームが前記感光体を走査するよう、当該複数の光ビームを偏向する偏向手段と、
前記偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームの走査路上に設けられ、前記偏向手段によって偏向された光ビームが入射することによって、当該光ビームを検出したことを示す検出信号を出力する検出手段と、
第１及び第２の光ビームが前記検出手段に順に入射するよう前記光源を制御し、前記検出手段から出力される前記第１及び第２の光ビームそれぞれに対応する前記検出信号の時間間隔を測定する測定手段と、を備え、
前記複数の発光素子のうち、前記検出手段によって検出される前記第１の光ビームの光量と前記第２の光ビームの光量との比率が予め定められた範囲内の比率となる２つの光ビームを出射する２つの発光素子が、前記第１及び第２の光ビームを出射する発光素子として設定される
ことを備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記測定手段によって測定された前記時間間隔に応じて、前記複数の発光素子のそれぞれの、画像データに基づく光ビームの出射タイミングを制御する制御手段
を更に備え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】
前記制御手段は、前記複数の光ビームによって走査される複数の主走査ライン間で、静電潜像の形成が開始される主走査方向の位置を、副走査方向において揃えるように、前記複数の発光素子のそれぞれの前記出射タイミングを制御する
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】
前記複数の発光素子のそれぞれから出射された光ビームが前記検出手段に入射する際の光量の測定結果に基づいて予め選択された、前記測定手段による前記測定の際に用いる前記第１及び第２の光ビームを示す情報を格納した記憶手段と、
前記記憶手段に格納されている情報に従って、前記第１及び第２の光ビームを出射する２つの発光素子を設定する設定手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の光ビームを示す情報は、前記光走査装置の工場出荷時に前記記憶手段に予め格納されることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記複数の発光素子のそれぞれから出射された光ビームが前記検出手段に入射する際の光量を測定する光量測定手段と、
前記複数の光ビームのうちで、前記光量測定手段によって測定された光量の比率が前記予め定められた範囲内の比率となる２つの光ビームの組み合わせを特定し、特定した組み合わせの２つの光ビームを出射する２つの発光素子を、前記第１及び第２の光ビームを出射する発光素子として設定する設定手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記設定手段は、前記複数の光ビームのうちで、前記光量測定手段によって測定された光量の比率が前記予め定められた範囲内の比率となり、かつ、前記検出手段の受光面に同時に入射することがない２つの光ビームの組み合わせを特定し、特定した組み合わせの２つの光ビームを出射する２つの発光素子を、前記第１及び第２の光ビームを出射する発光素子として設定する
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】
前記受光面に同時に入射することがない２つの光ビームとは、前記複数の光ビームが前記感光体を走査する際の、２つのビームの主走査方向の間隔が、前記受光面の前記主走査方向の幅よりも大きい２つの光ビームである
ことを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記複数の発光素子のそれぞれから出射される光ビームの光量を制御する光量制御手段を更に備え、
前記光量制御手段は、
前記感光体で静電潜像が形成される画像領域を前記複数の光ビームが走査する際には、各光ビームの光量を、前記感光体の感度に応じた目標光量と等しい光量に制御し、
前記測定手段による前記時間間隔の測定が実行される際には、前記第１及び第２の光ビームの光量を、前記目標光量と異なる予め定められた光量に制御する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記予め定められた範囲は、前記検出手段に入射する際の光ビームの光量の変化に応じて前記検出信号に生じる出力遅延時間の、２つの光ビーム間の差分が、予め定められた閾値以下となる範囲として定められている
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
複数の光ビームによって前記感光体を露光する、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置による露光によって前記感光体に形成された静電潜像を現像して、記録媒体に転写すべき画像を前記感光体に形成する現像手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
それぞれが光ビームを出射する複数の発光素子を含む光源であって、少なくとも３つの発光素子を含む、前記光源と、前記複数の発光素子から出射された前記複数の光ビームが前記感光体を走査するよう、当該複数の光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームの走査路上に設けられ、前記偏向手段によって偏向された光ビームが入射することによって、当該光ビームを検出したことを示す検出信号を出力する検出手段と、を含み、前記複数の光ビームによって前記感光体を露光する光走査装置と、
前記光走査装置による露光によって前記感光体に形成された静電潜像を現像して、記録媒体に転写すべき画像を前記感光体に形成する現像手段と、
第１及び第２の光ビームが前記検出手段に順に入射するよう前記光源を制御し、前記検出手段から出力される前記第１及び第２の光ビームそれぞれに対応する前記検出信号の時間間隔を測定する測定手段と、を備え、
前記複数の発光素子のうち、前記検出手段によって検出される前記第１の光ビームの光量と前記第２の光ビームの光量との比率が予め定められた範囲内の比率となる２つの光ビームを出射する２つの発光素子が、前記第１及び第２の光ビームを出射する発光素子として設定される
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、電子写真方式の画像形成装置で使用可能な光走査装置、及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像形成装置が備える光走査装置として、複数の発光素子（発光部）を有する半導体レーザから出射される光ビーム群をポリゴンミラーによって偏向して、感光体（感光ドラム）に照射する方式が知られている。このような光走査装置では、複数の発光素子から出射される複数の光ビームが、感光体上で、主走査方向においてそれぞれ異なる位置に結像する場合がある。この場合、各発光素子から出射される光ビームによって形成される静電潜像の主走査方向における書き出し位置を、副走査方向において一致させる必要がある。これに対して、特定の２つの発光素子から出射された２つの光ビームをそれぞれ光学センサで検出し、センサから出力される検出信号の時間間隔の測定結果に基づいて、各発光素子の光ビームの出射タイミングを制御する方法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、直線状に所定の間隔で配置された３つ以上の発光点を有する光源の、各発光点から出射された各光ビームを光偏向器で偏向することで、複数の光ビームで感光体の表面を走査する光走査装置が記載されている。特許文献１に記載の光走査装置は、複数の光ビームに対応する複数の走査線のうちで、副走査方向に最も離れた２本の走査線の間隔を測定して、副走査方向における走査線の間隔を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のように、少なくとも２つの光ビームを光学センサで検出し、光学センサから出力される検出信号の時間間隔を測定する場合、発光素子から光ビームが出射され、光学センサに到達するまでの光軸上で、光学系に起因して光ビームの光量が減少するおそれがある。そのような場合、時間間隔の測定結果に誤差が生じるおそれがある。
【０００６】
ここで、図１（ｂ）は、半導体レーザが８個の発光素子（ＬＤ1〜ＬＤ8）を備える場合の、８個の発光素子から出射された８つの光ビームについての主走査位置に対する光量の関係を示す図である。なお、主走査位置については、光学センサが配置された位置（ビーム検出位置）を基準（０ｍｍ）として示すとともに、ＬＤ１に対応する光ビームを、主走査方向において他の光ビームに先行する光ビームとして示している。また、図１（ａ）は、光学センサに入射する光ビームの光量に対する、光学センサから出力される信号の遅延時間の関係を示す図である。
【０００７】
図１（ｂ）に示すように、ビーム検出位置において、ＬＤ4〜ＬＤ8に対応する光ビームについては、光学センサによって（最大値で正規化した）１００％の光量で検出できる。一方で、ＬＤ1に対応する光ビームについては、ビーム検出位置において、光学センサによって６０％程度の光量でしか検出できない。これは、ＬＤ1に対応する光ビームが、光軸上に配置された、光ビームを偏向するポリゴンミラーの反射面の端部に照射されることによって、光ビーム（光束）の一部が欠落することに起因している。このように、光学センサに入射する光ビームの光量が１００％の光量から６０％の光量に減少した場合、図１（ａ）に示すように、光学センサの出力信号の遅延時間が、０．０５μｓ程度長くなる。
【０００８】
したがって、光学センサから出力される検出信号の時間間隔の測定に用いる光ビームの、光学センサに入射する際の光量が、上述のように光学系に起因して減少すると、光学センサから検出信号が出力される際の、光ビーム間の遅延時間の差分に変動が生じる。その結果、光学センサから出力される検出信号の時間間隔についての測定結果に誤差が生じ、光ビームの出射タイミングの補正精度が劣化するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、複数の発光素子を備える光走査装置で、２つの発光素子からそれぞれ出射された光ビームの間隔を測定する際の測定誤差を抑え、各発光素子についての画像の書き出し位置の補正精度を向上させる技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、例えば、光走査装置として実現できる。本発明の一態様の係る光走査装置は、複数の光ビームによって感光体を露光する光走査装置であって、それぞれが光ビームを出射する複数の発光素子を含む光源であって、少なくとも３つの発光素子を含む、前記光源と、前記複数の発光素子から出射された前記複数の光ビームが前記感光体を走査するよう、当該複数の光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームの走査路上に設けられ、前記偏向手段によって偏向された光ビームが入射することによって、当該光ビームを検出したことを示す検出信号を出力する検出手段と、第１及び第２の光ビームが前記検出手段に順に入射するよう前記光源を制御し、前記検出手段から出力される前記第１及び第２の光ビームそれぞれに対応する前記検出信号の時間間隔を測定する測定手段と、を備え、前記複数の発光素子のうち、前記検出手段によって検出される前記第１の光ビームの光量と前記第２の光ビームの光量との比率が予め定められた範囲内の比率となる２つの光ビームを出射する２つの発光素子が、前記第１及び第２の光ビームを出射する発光素子として設定されることを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。本発明の一態様の係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、それぞれが光ビームを出射する複数の発光素子を含む光源であって、少なくとも３つの発光素子を含む、前記光源と、前記複数の発光素子から出射された前記複数の光ビームが前記感光体を走査するよう、当該複数の光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームの走査路上に設けられ、前記偏向手段によって偏向された光ビームが入射することによって、当該光ビームを検出したことを示す検出信号を出力する検出手段と、を含み、前記複数の光ビームによって前記感光体を露光する光走査装置と、前記光走査装置による露光によって前記感光体に形成された静電潜像を現像して、記録媒体に転写すべき画像を前記感光体に形成する現像手段と、第１及び第２の光ビームが前記検出手段に順に入射するよう前記光源を制御し、前記検出手段から出力される前記第１及び第２の光ビームそれぞれに対応する前記検出信号の時間間隔を測定する測定手段と、を備え、前記複数の発光素子のうち、前記検出手段によって検出される前記第１の光ビームの光量と前記第２の光ビームの光量との比率が予め定められた範囲内の比率となる２つの光ビームを出射する２つの発光素子が、前記第１及び第２の光ビームを出射する発光素子として設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の発光素子を備える光走査装置で、２つの発光素子からそれぞれ出射された光ビームの間隔を測定する際の測定誤差を抑え、各発光素子についての画像の書き出し位置の補正精度を向上させる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】半導体レーザ１１の複数の光ビームのうちで、ビーム間隔測定で用いる２つの光ビームを選択する方法を説明するための図。
【図２】半導体レーザ１１の全８個の光ビームの、ＢＤセンサ２０上の走査位置の一例を示す図。
【図３】実施例１に係るスキャナ制御部３の構成を示すブロック図。
【図４】実施例１に係るスキャナ制御部３の動作のタイミングを示すタイミングチャート。
【図５】実施例１に係るＢＤ間隔測定回路７０の動作のタイミングを示すタイミングチャート。
【図６Ａ】実施例２に係るスキャナ制御部３の構成を示すブロック図。
【図６Ｂ】実施例２に係るスキャナ制御部３の動作のタイミングを示すタイミングチャート。
【図７Ａ】実施例３に係るスキャナ制御部３の構成を示すブロック図。
【図７Ｂ】実施例３に係るビーム選択処理を説明するための図。
【図７Ｃ】実施例３に係るビーム選択処理の手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略的な構成例を示す図。
【図９】本発明の実施形態に係る光走査部２の構成例を示す図。
【図１０】本発明の実施形態に係る半導体レーザ１１の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１５】
以下では、本発明の実施形態として、複数色のトナー（現像剤）を用いてマルチカラー（フルカラー）画像を形成する、電子写真方式の画像形成装置及び当該画像形成装置に備えられる光走査装置に本発明を適用した場合を例に説明する。ただし、本発明は、単色（例えばブラック色）のトナーのみを用いてモノカラー画像を形成する画像形成装置及び当該画像形成装置に備えられる光走査装置に対しても適用可能である。
【００１６】
＜画像形成装置の構成＞
まず、図８を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の構成について説明する。画像形成装置１は、画像形成部５０３、画像読取部５００、光走査部２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光ドラム２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）、定着部５０４、給紙／搬送部５０５、及びこれらを制御する制御部（図示せず）を備える。画像読取部５００は、原稿台に置かれた原稿の画像を光学的に読み取り、当該画像を電気信号に変換することで、原稿の画像に対応する画像データを生成する。画像形成部５０３は、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、及びブラック（Ｂｋ）色のトナーをそれぞれ用いて、シート等の記録媒体上に画像（トナー像）を形成する。なお、感光ドラム（感光体）２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ（の表面）には、それぞれＹ色、Ｍ色、Ｃ色及びＢｋ色の画像が形成される。
【００１７】
画像形成部５０３では、まず、回転駆動される感光ドラム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに対応する複数の帯電器が、対応する感光ドラム（の表面）を帯電させる。光走査部（露光部）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄはそれぞれ、画像データに応じて、複数の光ビームで感光ドラム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ（の表面）を走査する。これにより、当該複数の光ビームによって感光ドラム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが露光される。このように、光走査部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄによる、複数の光ビームの走査によって、感光ドラム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ（の表面）に、それぞれ画像データに応じた各色の静電潜像が形成される。画像形成部５０３では、感光ドラム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに対応する複数の現像器が、対応する感光ドラムに形成された静電潜像を、それぞれＹ色、Ｍ色、Ｃ色及びＢｋ色のトナーで現像する。これにより、感光ドラム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄには、記録媒体に転写すべき、各色の画像（トナー像）が形成される。
【００１８】
感光ドラム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに形成された各色の画像は、記録媒体上に重ね合わせて転写される。具体的には、手差しトレイ５０９、大容量スタッカ５０８、または給紙／搬送部５０５内の給紙カセット１０７から給紙された記録媒体が、静電吸着搬送ベルト５１１に吸着した状態で搬送される過程で、各感光ドラム２５から順に画像が記録媒体上に重ね合わせて転写される。これにより、記録媒体上にマルチカラー画像が形成される。マルチカラー画像が形成された記録媒体は、その後、定着部５０４の内部に搬送され、定着処理が施される。定着部５０４は、ローラ及びベルトの組み合わせによって構成され、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵し、記録媒体上のトナーを、熱及び圧力によって記録媒体に定着させる。
【００１９】
＜光走査装置の構成＞
次に、図９を参照して、光走査部２の構成について説明する。光走査部２は、図９に示す構成要素のうちで、感光ドラム２５以外の構成要素を備える。即ち、光走査部２は、半導体レーザ１１、レーザ駆動回路１２、コリメートレンズ１３、光量検出（ＰＤ）ユニット１４、シリンドリカルレンズ１６、スキャナモータユニット１７、ポリゴンミラー１７ａ、ｆ−θレンズ１８、反射ミラー１９、及びビーム検出（ＢＤ）センサ２０を備える。本実施形態では、半導体レーザ１１は、それぞれが光ビームを出射する複数の発光素子を含む光源の一例である。
【００２０】
半導体レーザ１１は、それぞれ光ビーム（レーザ光）を出射する複数の発光素子（発光点）として、複数のレーザダイオード（ＬＤ）を備え、当該複数のＬＤから複数の光ビームを同時に出射可能である。レーザ駆動回路１２は、半導体レーザ１１内の各ＬＤに供給する駆動電流によって、半導体レーザ１１（のＬＤ）の駆動を制御する。半導体レーザ１１から出射された光ビームは、コリメートレンズ１３を透過して平行なビームになった後、ＰＤユニット１４に入射する。
【００２１】
ＰＤユニット１４は、内部に反射ミラー１４ａを備え、また、ビーム出力面にＰＤセンサ（光量検出器）１４ｂを備える。反射ミラー１４ａは、半導体レーザ１１からの光ビームを部分的に反射する特性を有する。反射ミラー１４ａで反射した光ビームは、ＰＤセンサ１４ｂによって受光される。ＰＤセンサ１４ｂは、光ビームを受光すると、受光した光ビームの光量（強度）に応じたＰＤ電流１５（光量検出信号）を、レーザ駆動回路１２へ出力する。レーザ駆動回路１２は、半導体レーザ１１が所定光量の光ビームを出射するように、ＰＤユニット１４から出力されたＰＤ電流１５に基づいて半導体レーザ１１に供給する駆動電流を調整（制御）する自動光量制御（ＡＰＣ）を行う。
【００２２】
半導体レーザ１１から出射され、ＰＤユニット１４を通過した光ビームは、さらに、シリンドリカルレンズ１６を通過して、ポリゴンミラー１７ａに到達する。ポリゴンミラー１７ａは、スキャナモータを含むスキャナモータユニット１７によって駆動されことで、等角速度で回転する。ポリゴンミラー１７ａは、等角速度で回転しながら、光ビームを偏向する回転多面鏡である。ポリゴンミラー１７ａは、半導体レーザ１１（複数のＬＤ）から出射された複数の光ビームが感光ドラム２５を走査するよう、当該複数の光ビームを偏向する。ポリゴンミラー１７ａによって偏向された光ビームは、ｆ−θレンズ１８に入射する。
【００２３】
ｆ−θレンズ１８に入射する光ビームのうち、光ビームＬ１は、光ビームの一走査周期において、感光ドラム２５の画像領域を走査及び露光する光ビームである。また、光ビームＬ２は、光ビームの一走査周期において、感光ドラム２５の画像領域以外の領域（非画像領域）を走査する光ビームであり、光ビームの走査範囲の端部における光ビームに相当する。
【００２４】
光ビームＬ１は、ｆ−θレンズ１８を通過した後、反射ミラー１９によって反射して、感光ドラム２５に到達する。ｆ−θレンズ１８は、感光ドラム２５上で、感光ドラム２５の回転方向（光ビームＬ１の副走査方向）に対して直角となる方向（光ビームＬ１の主走査方向、即ち、感光ドラム２５の回転軸と平行な方向）において、光ビームＬ１の軌跡が等速運動をするよう、速度変換を行う機能を有するレンズである。このように、半導体レーザ１１から出射された光ビームＬ１が感光ドラム２５に照射されることによって、感光ドラム２５に静電潜像が形成される。
【００２５】
一方、光ビームＬ２は、ｆ−θレンズ１８を通過した後、反射ミラー１９によって反射して、ＢＤセンサ２０に到達する。ＢＤセンサ２０は、半導体レーザ１１から出射され、ポリゴンミラー１７ａによって偏向された複数の光ビームの走査路上に設けられている。ＢＤセンサ２０は、ポリゴンミラー１７ａによって偏向された光ビームＬ２が受光面に入射することによって、光ビームを検出したことを示す検出信号（ＢＤ信号）を、（水平）同期信号として出力する。画像形成装置１は、ＢＤセンサ２０から出力されるＢＤ信号を基準として、画像データに基づく各ＬＤの点灯タイミングが制御される。本実施形態では、ＢＤセンサ２０は検出手段の一例である。
【００２６】
＜半導体レーザの構成＞
次に、図１０を参照して、半導体レーザ１１の構成について説明する。図１０は、画像形成装置１の光走査部２が光源として備える半導体レーザ１１の一例を示している。半導体レーザ１１は、複数の発光素子（ＬＤ1〜ＬＤN）がＸ軸及びＹ軸を含む平面（ＸＹ平面）に一列に配置されている。なお、Ｘ軸方向は主走査方向に対応し、Ｙ軸方向は感光ドラム２５の回転方向（副走査方向）に対応している。このような画像形成装置では、工場における組立工程において、図１０（ａ）に示すＸＹ平面内で半導体レーザ１１を回転させることで、Ｙ軸方向の発光素子の間隔を調整する。これにより、各発光素子から出射された光ビームによる、感光ドラム２５上の走査ラインの副走査方向における間隔（露光位置の間隔）が、所定の解像度に対応する間隔となるように調整可能である。
【００２７】
図１０（ａ）に示すＸＹ平面内で半導体レーザ１１を回転させると、Ｙ軸方向における発光素子の間隔が変化するとともに、Ｘ軸方向における発光素子の間隔も変化する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、各発光素子から出射された光ビームは、感光ドラム２５上で、主走査方向においてそれぞれ異なる位置Ｓ1〜ＳNに結像する。このため、画像形成装置１では、半導体レーザ１１の各発光素子から出射された光ビームによって感光ドラム２５に形成される静電潜像の、主走査方向における書き出し位置を、副走査方向において揃える（一致させる）必要がある。
【００２８】
本実施形態に係る画像形成装置１（光走査部２）は、複数の発光素子（ＬＤ1〜ＬＤN）のうち、２つの発光素子からそれぞれ出射される光ビームに基づいて２つのＢＤ信号を生成し、それらをレーザ出射タイミングの制御に使用する。
【００２９】
具体的には、画像形成装置１は、特定の２つの発光素子（第１及び第２の発光素子）から所定の時間間隔で２つの光ビーム（第１及び第２の光ビーム）を順に出射させ、２つの光ビームがＢＤセンサ２０に順に入射するよう、半導体レーザ１１を制御する。ＢＤセンサ２０は、２つの光ビームを検出すると、２つのＢＤ信号を生成する。画像形成装置１は、これら２つの光ビームに対応するＢＤ信号がＢＤセンサ２０から出力される、当該２つの光ビームのそれぞれに対応するＢＤ信号の時間間隔を測定する。更に、画像形成装置１は、測定した時間間隔に応じて、複数の発光素子（ＬＤ1〜ＬＤN）のそれぞれの、画像データに基づく光ビームの出射タイミングを調整（制御）する。そのような制御は、複数の光ビームによって走査される複数の主走査ライン間で、静電潜像の形成が開始される主走査方向の位置を、副走査方向に揃えるように、複数の発光素子のそれぞれのレーザ出射タイミングを制御することで実現されうる。
【００３０】
しかし、上述のように、測定に用いる２つの光ビームがＢＤセンサ２０に入射する際の光量が、光学系に起因して（即ち、ポリゴンミラー１７ａの各反射面の端部への光ビームの照射に起因して）減少する場合がある。このような場合、ＢＤセンサ２０からＢＤ信号が出力される際の、２つの光ビーム間の遅延時間の差分に変動が生じる。その結果、ＢＤ信号の時間間隔の測定結果に誤差が生じ、光ビームの出射タイミングの補正精度が劣化するおそれがある。
【００３１】
そこで、本実施形態に係る画像形成装置１（光走査部２）は、複数の発光素子のそれぞれが画像データに基づく光ビームを出射する出射タイミングの制御のための、ＢＤセンサ２０を用いた測定の際に、以下のような動作を行う。
【００３２】
画像形成装置１（光走査部２）は、複数の光ビームのうちで、ＢＤセンサ２０に入射する際の光量の比率が予め定められた範囲内の比率となる２つの光ビーム（第１及び第２の光ビーム）を用いて、ＢＤ信号の時間間隔の測定（「ビーム間隔測定」とも称する。）を行う。即ち、ＢＤセンサ２０によって検出される第１の光ビームの光量と第２の光ビームの光量との比率が予め定められた範囲内の比率となる２つの光ビームを出射する２つの発光素子が、当該第１及び第２の光ビームを出射する発光素子として設定される。ここで、予め定められた範囲は、２つの光ビームに対応する、ＢＤセンサ２０から出力されるＢＤ信号の出力信号の遅延時間差が、光ビームの出射タイミングの補正精度に影響を与えない程度の範囲として定められればよい。例えば、ＢＤセンサ２０に入射する際の光ビームの光量の変化に応じてＢＤ信号に生じる、２つの光ビーム間の出力遅延時間の差分が、予め定められた閾値以下となる範囲として定めてもよい。このようにして、ＢＤセンサ２０に入射する際の光量の差が比較的少ない２つの光ビームを用いてビーム間隔測定を行うことで、入射光量の変動に起因してＢＤ信号の時間間隔の測定結果に生じる変動（誤差）を、低減することが可能になる。
【００３３】
以下では、上述のような実施形態を実現するための具体的な実施例について説明する。
【００３４】
［実施例１］
実施例１では、画像形成装置１（または光走査部２）の工場出荷時に、ビーム間隔測定に用いる２つの光ビーム（第１及び第２のビーム）を予め選択し、選択した２つの光ビームを示す情報を、メモリ（記憶装置）に予め格納しておく。ビーム間隔測定を実行する際には、メモリに格納されている情報に従って、当該が示す２つの光ビームを出射する２つの発光素子を、ビーム間隔測定に用いる２つの発光素子として選択（設定）すればよい。
【００３５】
まず、図１を再び参照して、ビーム間隔測定に用いる光ビームの選択方法について説明する。図１（ａ）は、光学センサに入射する光ビームの光量に対する、光学センサから出力される信号の遅延時間の関係を示す図である。ここでは、半導体レーザ１１の発光素子の数（即ち、ビーム数）Ｎを８としている。本実施例では、２つの光ビーム間の、ＢＤセンサ２０から出力されるＢＤ信号の出力遅延時間差が１０［ｎｓ］以下の範囲に収まる２つの光ビームを、ビーム間隔測定で用いる２つの光ビーム（先行ビーム及び後行ビーム）として選択する。即ち、２つの光ビーム間の出力遅延時間の差分の閾値を１０［ｎｓ］に予め定めている。
【００３６】
図１（ａ）によれば、出力遅延時間差を１０［ｎｓ］以下とするためには、一方の光ビーム（先行ビームまたは後行ビーム）の光量を１００％（比率１）とした場合、他方の光ビームの光量は、８８％（比率０．８８）以上であることが必要となる。即ち、ビーム間の光量の比率が０．８８以上の範囲内となる２つの光ビームを、ビーム間隔測定用に選択すればよい。ここで、図１（ｂ）に示すように、目標光量を０．８８に設定した場合、ビーム検出位置において目標光量以上の光量でＢＤセンサ２０によって検出される光ビームは、ＬＤ3〜ＬＤ8から出射された光ビームである。一方、ＬＤ1及びＬＤ2から出射された光ビームは、ビーム検出位置において目標光量を達成できない。したがって、光走査部２が図１に示す特性を有する場合には、ビーム間隔測定に用いる２つの光ビームを、ＬＤ3〜ＬＤ8に対応する光ビームから選択すればよい。
【００３７】
また、ビーム間隔測定に用いる２つの光ビームを選択する際には、２つの光ビームをＢＤセンサ２０で個別に検出する必要があるため、ＢＤセンサ２０に同時に入射することがない２つの光ビームを選択する必要がある。
【００３８】
図２は、半導体レーザ１１の全８個の光ビームの、ＢＤセンサ２０上の走査位置の一例を示す図である。ＢＤセンサ２０で個別に検出可能な２つの光ビームを選択するための条件は、主走査方向における先行ビームの後端から後行ビームの前端までの距離ｄが、ＢＤセンサ２０の受光面２０ａにおける、主走査方向の有効受光幅Ｌよりも長いことである。図２に示す例では、主走査方向における先行ビームと後行ビームとが、２ビーム以上離れた光ビームを選択すればよい。
【００３９】
本実施例では、一例として、ビーム間隔測定に用いる２つの光ビーム（先行ビーム及び後行ビーム）として、ＬＤ3に対応する光ビーム２１及びＬＤ8に対応する光ビーム２２が設定されたものとする。なお、ビーム間隔測定用の光ビーム選択のための、ＢＤセンサ２０に入射する光量の測定、及びＢＤセンサ２０の受光面２０ａにおける、ビーム間の距離ｄの測定等は、例えば、画像形成装置１（光走査部２）の組み立て時に行われればよい。
【００４０】
図３は、本実施例に係るスキャナ制御部３の構成を示すブロック図であり、図４は、スキャナ制御部３の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。図３に示すように、スキャナ制御部３は、メモリ３０、レーザ制御部４０、ＢＤ分離回路５０、スキャナモータ制御部６０、ＢＤ間隔測定回路７０、及び画像データ生成部９０を備え、光走査部２及び倍率補正回路１００と接続されている。なお、スキャナ制御部３及び倍率補正回路１００は、光走査部２内に組み込まれていてもよい。
【００４１】
図４に示すように、レーザ制御部４０は、光走査部２の動作を制御する。レーザ制御部４０は、動作モードとして、ＡＰＣモード、ＯＦＦモード及びＤＡＴＡモードを有する。ＡＰＣモードは、光走査部２のレーザ駆動回路１２を制御して、半導体レーザ１１が備える各ＬＤについて上述のＡＰＣを実行させる動作モードである。ＤＡＴＡモードは、画像データを出力する（即ち、記録媒体に画像を形成する）動作モードである。レーザ制御部４０は、ＤＡＴＡモードでは、ＡＰＣによって決定した駆動電流で半導体レーザ１１を駆動するよう、レーザ駆動回路１２を制御する。ＯＦＦモードは、レーザ駆動回路１２を制御して、半導体レーザ１１を消灯させる動作モードである。
【００４２】
メモリ３０には、ビーム間隔測定の際に用いる２つの光ビーム（第１及び第２の光ビーム）を示す情報が予め格納されている。レーザ制御部４０は、メモリ３０に予め格納されている情報が示す２つの光ビームを先行ビーム及び後行ビームとして用いて、ビーム間隔測定を行う。なお、上述のように、ビーム間隔測定に用いる先行ビームとしてＬＤ3から出力される光ビーム、後行ビームとしてＬＤ8が予め選択され、それらの光ビームを示す情報がメモリ３０に格納されている。本実施例では、レーザ制御部４０は、ＬＤ3及びＬＤ8から、所定の時間間隔で、先行ビーム及び後行ビームを順に出射させる。
【００４３】
レーザ制御部４０は、ＬＤ3から出力される光ビーム（先行ビーム）の検出を、ＬＤ3のＡＰＣを行うＡＰＣモードで動作する際に実行する。ＢＤセンサ２０による先行ビームの検出は、ＬＤ3を、ＡＰＣによって所定の目標光量に制御して発光させた状態で行う。ＢＤセンサ２０は、先行ビームの検出に応じて、ＢＤ信号４０１を出力する。
【００４４】
また、レーザ制御部４０は、ＬＤ8から出力される光ビーム（後行ビーム）の検出を、ＤＡＴＡモードで動作する際に実行する。ＢＤセンサ２０による後行ビームの検出は、ＬＤ8を、画像データに依存しない常時発光の状態（即ち、一定の駆動電流で駆動させた状態）で行う。このように、一定の駆動電流で測定を行うのは、短時間でＬＤ8を立ち上げるためである。ＢＤセンサ２０は、後行ビームの検出に応じて、ＢＤ信号４０２を出力する。
【００４５】
ＢＤ分離回路５０は、ＢＤセンサ２０から出力されたＢＤ信号から、先行ビームに対応するＢＤ信号のみを取り出して、当該ＢＤ信号に対応する信号を生成して、レーザ制御部４０及びスキャナモータ制御部６０に出力する。レーザ制御部４０及びスキャナモータ制御部６０は、ＢＤ分離回路５０から供給される信号の立ち上がりエッジを基準として、制御動作を実行する。
【００４６】
ＬＤ3及びＬＤ8から所定の時間間隔で先行ビーム及び後行ビームを順に出射させることによって、先行ビーム及び後行ビームに対応するＢＤ信号４０１及び４０２が、ＢＤセンサ２０から出力される。ＢＤ間隔測定回路７０は、例えば、ＢＤセンサ２０から出力されるＢＤ信号４０１及び４０２のそれぞれの立下りエッジ（または立ち上がりエッジ）の時間間隔を測定する。ＢＤ間隔測定回路７０は、その時間間隔の測定結果を、差分値として倍率補正回路１００に出力する。
【００４７】
図５は、ＢＤ間隔測定回路７０の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。ＢＤ間隔測定回路７０は、所定のＣＬＫ信号を用いて、ＢＤセンサ２０から出力される、先行ビーム及び後行ビームに対応するＢＤ信号の、立下りエッジの時間間隔τを測定する。図５では、ＢＤ信号の時間間隔の測定値（差分値）として、温度Ｔ＝２５℃の場合にはτ１が得られ、温度Ｔ＝５０℃の場合にはτ２が得られている。
【００４８】
倍率補正回路１００は、ＢＤ間隔測定回路７０から出力された差分値に基づいて、複数の発光素子（ＬＤ1〜ＬＤ8）のそれぞれの出射タイミングを調整するための処理を実行する。具体的には、倍率補正回路１００は、ＢＤ間隔測定回路７０から出力された差分値に基づいて変調クロックを生成し、画像データ生成部９０に出力する。画像データ生成部９０は、レーザ制御部４０がＤＡＴＡモードで動作している間に、倍率補正回路１００から入力された変調クロックで変調した画像データを、レーザ制御部４０に出力する。
【００４９】
以上説明したように、本実施例では、画像形成装置１（または光走査部２）の工場出荷時に、ビーム間隔測定に用いる２つの光ビームを予め選択し、選択した２つの光ビームを示す情報を、メモリ３０に予め格納しておく。更に、ビーム間隔測定を実行する際には、メモリ３０に格納されている情報が示す２つの光ビームを用いて測定を実行する。即ち、レーザ制御部４０は、メモリ３０に格納されている情報に従って、ビーム間隔測定に用いる２つの光ビームを出射する２つの発光素子を設定する。これら２つの光ビームは、ＢＤセンサ２０に入射する際の光量の比率が、ビーム間隔測定の誤差を低減可能となる予め定められた範囲内に収まるように、予め選択される。本実施例によれば、複数の発光素子を備える光走査部２（光走査装置）で、ビーム間隔測定の際の測定誤差を抑え、各発光素子についての画像の書き出し位置の補正精度を向上させることが可能である。
【００５０】
［実施例２］
実施例２では、実施例１の変形例として、ビーム間隔測定を行う際の光ビームの光量と、感光ドラム２５で静電潜像が形成される画像領域を複数の光ビームが走査する際の、光ビームの光量とについて、それぞれ異なる光量に制御する。なお、以下では実施例１と異なる点について特に説明する。
【００５１】
図６Ａは、本実施例に係るスキャナ制御部３の構成を示すブロック図であり、図６Ｂは、スキャナ制御部３の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。実施例１（図３）と異なる点は、スキャナ制御部３の外部にＣＰＵ２００が、スキャナ制御部３の内部に光量切替部４５が新たに設けられている点である。なお、実施例１と同様、スキャナ制御部３、倍率補正回路１００及びＣＰＵ２００は、光走査部２内に組み込まれていてもよい。
【００５２】
本実施例では、図６Ｂに示すように、画像形成装置１は、ビーム間隔測定を行う「検出モード」と、感光ドラム２５に静電潜像を形成する「潜像モード」との２つの動作モードを用いる。「検出モード」は、例えば、画像形成装置１の電源起動時、紙間等に実行されればよい。ＣＰＵ２００は、スキャナ制御部３（光量切替部４５及びＢＤ間隔測定回路７０）へ入力する制御信号によって、スキャナ制御部３（レーザ制御部４０）の動作モードを制御する。
【００５３】
図６Ｂに示すように、レーザ制御部４０は、「検出モード」では、ビーム間隔測定に用いるＬＤ3及びＬＤ8から出射される光ビーム（先行ビーム及び後行ビーム）の光量を、予め定められた光量に設定する。この光量は、感光ドラム２５で静電潜像が形成される画像領域を複数の光ビームが走査する際の、感光ドラム２５の感度に応じた目標光量とは異なる光量に設定される。
【００５４】
また、図６Ｂに示すように、レーザ制御部４０は、「潜像モード」では、感光ドラム２５に静電潜像を形成するために、各発光素子から出射される各光ビームの光量を、感光ドラム２５の感度に応じた目標光量と等しい光量に制御する（ＤＡＴＡモード）。この場合、感光ドラム２５の感度に応じて目標光量が変化するため、各発光素子の光量は光走査部２ａ〜２ｄのそれぞれで異なる場合がある。
【００５５】
光量切替部４５は、ＣＰＵ２００からの制御信号が「検出モード」及び「潜像モード」のいずれを示すかに応じて、半導体レーザ１１の各発光素子の光量を上述のように切り替えるように、レーザ制御部４０に切替信号を入力する。また、ＢＤ間隔測定回路７０は、ＣＰＵ２００からの制御信号が「潜像モード」を示す場合には、ビーム間隔測定を行わないように動作すればよい。
【００５６】
なお、図６Ｂに示すように、「検出モード」では、レーザ制御部４０は、半導体レーザ１１の各発光素子の発光を禁止することによって、感光ドラム２５への過大な光量の光ビームの照射を防止するよう、光走査部２を制御してもよい。
【００５７】
本実施例によれば、実施例１と同様、複数の発光素子を備える光走査部２（光走査装置）で、ビーム間隔測定の際の測定誤差を抑え、各発光素子についての画像の書き出し位置の補正精度を向上させることが可能である。更に、画像形成装置１の動作モードに合わせて、半導体レーザ１１から出力される光ビームの光量を適切に制御できる。
【００５８】
［実施例３］
実施例３では、半導体レーザ１１の各発光素子（ＬＤ1〜ＬＤ8）から出射された光ビームがＢＤセンサ２０に入射する際の光量を測定し、その測定結果に基づいて、ビーム間隔測定に用いる２つの光ビーム（第１及び第２の光ビーム）を選択する。なお、以下では実施例１及び２と異なる点について特に説明する。
【００５９】
図７Ａは、本実施例に係るスキャナ制御部３の構成を示すブロック図である。実施例２（図６Ａ）と異なる点は、スキャナ制御部３の内部に光量測定部８０が新たに設けられている点である。なお、実施例１及び２と同様、スキャナ制御部３、倍率補正回路１００及びＣＰＵ２００は、光走査部２内に組み込まれていてもよい。
【００６０】
本実施例では、光走査部２内のＢＤセンサ２０は、ＢＤ間隔測定回路７０だけでなく、光量測定部８０にも接続される。光量測定部８０は、ＢＤセンサ２０からの出力に基づいて、半導体レーザ１１の各発光素子（ＬＤ1〜ＬＤ8）から出射された光ビームがＢＤセンサ２０に入射する際の光量を測定し、その測定結果をＣＰＵ２００に出力する。図７Ｂは、光量測定部８０からＣＰＵ２００に出力される出力信号の一例を示している。光量測定部８０は、ＢＤセンサ２０からの出力と、ＣＰＵ２００によって設定される閾値との比較結果を示す信号を、ＣＰＵ２００に出力する。光量測定部８０は、図７Ｂに示すように、ＢＤセンサ２０からの出力（光量）が閾値以上である場合、２値を取り得る出力信号のレベルを切り替える一方、ＢＤセンサ２０からの出力（光量）が閾値未満である場合、出力信号のレベルを変化させない。
【００６１】
ＣＰＵ２００は、ビーム間隔測定に用いる光ビームを選択するための、所定の選択タイミングにおいて、半導体レーザ１１の各発光素子（ＬＤ1〜ＬＤ8）を発光させる制御を行う。更に、ＣＰＵ２００は、光量測定部８０から出力される測定結果に基づいて、ビーム間隔測定に用いる２つの光ビーム（第１及び第２の光ビーム）を選択（設定）するとともに、選択した２つの光ビームを示す情報を、メモリ３０に格納する。具体的には、ＣＰＵ２００は、光量測定部８０によって測定された光量の比率が、（実施例１で説明した）予め定められた範囲内の比率となる２つの光ビームの組み合わせを特定する。更に、ＣＰＵ２００は、その２つの光ビームを、ビーム間隔測定に用いる２つの光ビームとして選択すればよい。即ち、ＣＰＵ２００は、当該２つの光ビームを出射する発光素子を、第１及び第２の光ビームを出射する発光素子として設定すればよい。レーザ制御部４０は、実施例１及び２と同様、ビーム間隔測定の際に、メモリ３０に格納された情報に基づいて、測定に用いる２つの光ビームを選択する。
【００６２】
なお、ＣＰＵ２００は、実施例１と同様、光量測定部８０によって測定された光量の比率が、（実施例１で説明した）予め定められた範囲内となるだけでなく、ＢＤセンサ２０の受光面２０ａに同時に入射することがない、２つの光ビームを選択する。
【００６３】
図７Ｃは、ＣＰＵ２００によって実行される、ビーム選択処理の手順を示すフローチャートである。なお、本フローチャートにおける各ステップの処理は、ＣＰＵ２００がＲＯＭ（図示せず）等のメモリに格納されている制御プログラムをＲＡＭ（図示せず）に読み出して実行することによって、画像形成装置１（光走査部２）において実現される。
【００６４】
ＣＰＵ２００は、所定の選択タイミングが到来すると、Ｓ１０１で、半導体レーザ１１の発光制御を開始する。例えば、ＣＰＵ２００は、半導体レーザ１１の各発光素子（ＬＤ1〜ＬＤ8）を順に発光させる。その際、ＣＰＵ２００は、各発光素子が予め定められた光量で発光するよう、光量切替部４５を介してレーザ制御部４０を制御する。
【００６５】
ＣＰＵ２００は、各発光素子を順に発光させ、光量測定部８０によって測定された光量が、最初に予め定められた閾値以上となる光ビームを、ビーム間隔測定用の先行ビームに決定する。更に、ＣＰＵ２００は、決定した先行ビームについての測定された光量に基づいて、後行ビームを決定するための、光量の閾値を決定する。例えば、実施例１と同様、先行ビームと後行ビームとの光量の比率が０．８８以上の範囲内となるよう、先行ビームの光量に０．８８を乗算して得られる値を閾値として決定する。ＣＰＵ２００は、決定した閾値を、光量測定部８０に出力する。
【００６６】
次に、Ｓ１０２で、ＣＰＵ２００は、測定用の先行ビームの決定後、後行ビームの候補となる（次の）光ビームを選択する。更に、Ｓ１０３で、ＣＰＵ２００は、当該光ビームが、実施例１で説明したように、ｄ＜Ｌを満たすか否かを判定し、満たさない場合にはＳ１０６に、満たす場合にはＳ１０４に処理を進める。Ｓ１０６で、ＣＰＵ２００は、切り替え可能な光ビームが残っているか否かを判定し、残っている場合には処理をＳ１０２に戻し、残っていない場合には、ビーム間隔測定用の光ビームを選択できないことを示すエラー情報を出力し、処理を終了する。
【００６７】
一方、Ｓ１０４で、ＣＰＵ２００は、選択した光ビームに対応する発光素子を発光させ、光量測定部８０からの出力信号に基づいて、光ビームの光量が閾値以上であるか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ２００は、光ビームの光量が閾値以上である場合には、Ｓ１０５で、当該光ビームを測定用の後行ビームに決定し、処理を終了する。一方、光ビームの光量が未満である場合、ＣＰＵ２００は、処理をＳ１０６に進め、切り替え可能な光ビームが残っているか否かを判定し、残っている場合には処理をＳ１０２に戻す。
【００６８】
以上のように、Ｓ１０２〜Ｓ１０４及びＳ１０６の処理を繰り返すことによって、ビーム間隔測定用の後行ビームが決定される（Ｓ１０５）。
【００６９】
本実施例では、ＢＤセンサ２０によって検出される光ビームの光量に応じて、ビーム間隔測定用の２つの光ビームを動的に選択する。これにより、画像形成装置１（光走査部２）の状態に合わせて、適切な光ビームを選択して、ビーム間隔測定を実行することが可能である。
【図１】
2015011238.tif 000003
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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