(57)【要約】【課題】  光束の検知精度を向上しつつ画像形成位置を正確に補正することができる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  拡散レーザ光を発光するレーザダイオードと、レーザダイオードとポリゴンミラーとの間の光路中に配置され、レーザダイオードから出射された光束を電圧印加により副走査方向に偏向する電気光学結晶構造体と、前記副走査方向に偏向された光束を検知するＢＤセンサ及び２つの光検知センサと、ＢＤセンサ及び２つの光検知センサの検知結果に基づいてレーザダイオードから出射される光束の感光ドラム上における照射位置を制御する走査制御部６０とを備える。ＢＤセンサ及び２つの光検知センサは、感光ドラム上に形成される静電潜像に対応する主走査方向の画像領域の中心部及び両端部に設けられる。【選択図】    図１Ａ
2008181104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を偏向して、偏向された光束で感光体を主走査方向に走査する光走査手段と、
前記光源と複数の光検知手段との間の光路に配置され、前記光源から出射された光束を電圧印加により副走査方向に偏向する電気光学結晶構造体と、
前記副走査方向に偏向された光束を検知する複数の前記光検知手段とを備え、
前記複数の光検知手段は、前記感光体に形成される静電潜像に対応する主走査方向の画像形成領域内に設けられ、前記複数の光検知手段の出力が、前記感光体上の光束の主走査方向の照射位置を制御するために使用されることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記電気光学結晶構造体は、前記光源と前記光走査手段との間の光路に配置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】
前記複数の光検知手段は３つの光検知手段を備え、前記３つの光検知手段はそれぞれ、前記感光体への光束の光路から副走査方向に離れた位置であって、前記画像形成領域内の中央部及び両端部に設けら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４】
前記３つの光検知手段は、前記電気光学結晶構造体により副走査方向に偏向され前記光走査手段により主走査方向に走査される光束が、前記３つの光検知手段のそれぞれを通過するタイミングを検知することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶であって、
前記電気光学結晶に印加される電圧を制御する電圧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６】
前記電圧制御手段は、前記電気光学結晶に取り付けられた一対の電極部を有し、
前記一対の電極部は、前記電気光学結晶の内部に、前記電気光学結晶を通過する光束の進路方向に対して直角に副走査方向の電界を形成することを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記電気光学結晶は、カリウム、タンタル、ニオブ及び酸素を含むことを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記電気光学結晶構造体は、画像形成装置が複数枚単位で画像処理をする場合に、１単位の画像に対応する静電潜像形成の終了時から次の１単位の画像に対応する静電潜像形成の開始時までの間に、前記光源から出射された光束を副走査方向に偏向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９】
前記光束のＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する信号に対応して、前記光源から出射される光束の駆動を制御する光束駆動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１０】
光走査装置を有する画像形成装置であって、
前記光走査装置が、
光束を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を偏向して、偏向された光束で感光体を主走査方向に走査する光走査手段と、
前記光源と複数の光検知手段との間の光路に配置され、前記光源から出射された光束を電圧印加により副走査方向に偏向する電気光学結晶構造体と、
前記副走査方向に偏向された光束を検知する複数の前記光検知手段とを備え、
前記複数の光検知手段は、前記感光体に形成される静電潜像に対応する主走査方向の画像形成領域内に設けられ、前記複数の光検知手段の出力が、前記感光体上の光束の主走査方向の照射位置を制御するために使用されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶であって、
前記電気光学結晶に印加される電圧を制御する電圧制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記偏向された光束が走査することにより、光束の照射位置に静電潜像が形成される感光体を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記電気光学結晶構造体は、前記画像形成装置が複数枚単位で画像処理をする場合に、１単位の画像に対応する静電潜像形成の終了時から次の１単位の画像に対応する静電潜像形成の開始時までの間に、前記光源から出射された光束を副走査方向に偏向することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記複数の光検知手段の検知結果に基づく前記光束のＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する信号を発生することによって、前記感光体上における光束の主走査方向の照射位置を制御する走査制御手段と、
前記光束のＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する信号に対応して、前記光源から出射される光束の駆動を制御する光束駆動制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項１０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、電子写真プロセス技術を使用した画像形成装置に実装される光走査装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、一般に、入力された画像データに応じて半導体レーザを駆動して発光されるレーザ光を、スキャナモータにより回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）で偏向走査し、感光体に照射する。これにより潜像形成が行われ、トナー像へと現像し、そのトナー像を記録媒体上に転写することにより画像形成が行われる。
【０００３】
このような画像形成装置においては、ポリゴンミラーと感光体との間に反射ミラーやｆθレンズ等の光学部品が設けられている。このｆθレンズは、レーザ光の集光作用、走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正作用などの光学特性を有し、これにより、ｆθレンズを通過したレーザ光は、感光体上に所定方向に等速で結合走査される。
【０００４】
しかしながら、このｆθレンズでは、成形上のバラツキ等により設計値からの特性のずれがあるため、感光体上へ照射されるレーザ光の主走査方向（感光体の長手方向）の位置に応じて、倍率誤差や書き込み位置ずれによる色ずれ及び色ムラが発生する。
【０００５】
すなわち、スキャナモータ上に搭載されて回転駆動されるポリゴンミラーへ、レーザ光を照射して１ラインを走査する１主走査区間の間に、レーザ光はポリゴンミラーと感光体との間に設けられたｆθレンズを通過する。このため、このｆθレンズの特性のずれにより、感光体上へ照射されるレーザ光は、理想的な画像形成位置からずれを生じてしまう。また、画像形成装置内での環境変動等により光学部品の屈折率分布や面精度の悪化などによっても、レーザ光が理想的な画像形成位置からのずれを生じてしまう。
【０００６】
この理想的な画像形成位置からのずれを検出して、ずれを低減させる技術が提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献１では、ｆθレンズを通過したレーザ光を反射して感光体へ導くミラーと、該ミラーの両端外側に設けられた、感光体の長手方向である主走査方向のレーザ光の書き込み基準となる同期信号の検知用の光検知器とを設けている。そして、該光検知器の検知信号に基づいて、理想時間とのずれを算出／補正する構成が提案されている。
【０００８】
また、特許文献２では、走査レンズを通過したレーザ光を透過光と反射光とに分離するビームスプリッタと、ビームスプリッタの下流に設けられた走査位置検出用の検出手段とを設けている。そして、ビームスプリッタでの反射光を感光体表面で結像し、透過光を検出手段へと導く構成が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１８１６９４公報
【特許文献２】特開昭６２−１４３５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のようにミラーの両端外側に光検知器を設ける構成で、全体的な倍率のずれの検出とその補正は可能である。ところが、例えばレンズの部分的な昇温によって発生する、画像中心から画像書き出し位置までの理想長さからのずれ量、又は画像中心から書き終わり位置までの理想長さからのずれ量が変化するような場合には、ずれの正確な検出が出来ない。そのため、ずれを正確に補正することができないという問題がある。
【００１０】
また、上述の特許文献２のように透過光を感光体表面で結像し反射光を検出手段へと案内する構成では、画像形成領域中の走査タイミングを検知することは可能である。しかし、レーザ光がビームスプリッタによって透過光と反射光とに分離されるため、ずれ量の補正を行ったとしてもビームスプリッタの面精度や振動によるミラー揺れの影響を大きく受け、画像形成位置を正確に補正できないという問題がある。また、分離によって光量が半減してしまうため、感光体を走査する走査光もずれ量を検知するための透過光も光量が十分とれない。このため検知精度の悪化といった問題もある。
本発明の目的は、光束の検知精度を向上しつつ画像形成位置を正確に補正することができる光走査装置及びそれを備えた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】
【００１１】
かかる課題を解決するために、本発明の光走査装置は、光束を出射する光源と、前記光源から出射された光束を偏向して、偏向された光束で感光体を主走査方向に走査する光走査手段と、前記光源と複数の光検知手段との間の光路に配置され、前記光源から出射された光束を電圧印加により副走査方向に偏向する電気光学結晶構造体と、前記副走査方向に偏向された光束を検知する複数の前記光検知手段とを備え、前記複数の光検知手段は、前記感光体に形成される静電潜像に対応する主走査方向の画像形成領域内に設けられ、前記複数の光検知手段の出力が、前記感光体上の光束の主走査方向の照射位置を制御するために使用されることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記電気光学結晶構造体は、前記光源と前記光走査手段との間の光路に配置されている。また、前記複数の光検知手段は３つの光検知手段を備え、前記３つの光検知手段はそれぞれ、前記感光体への光束の光路から副走査方向に離れた位置であって、前記画像形成領域内の中央部及び両端部に設けられている。また、前記３つの光検知手段は、前記電気光学結晶構造体により副走査方向に偏向され前記光走査手段により主走査方向に走査される光束が、前記３つの光検知手段のそれぞれを通過するタイミングを検知する。また、前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶であって、前記電気光学結晶に印加される電圧を制御する電圧制御手段を更に備える。また、前記電圧制御手段は、前記電気光学結晶に取り付けられた一対の電極部を有し、前記一対の電極部は、前記電気光学結晶の内部に、前記電気光学結晶を通過する光束の進路方向に対して直角に副走査方向の電界を形成する。また、前記電気光学結晶は、カリウム、タンタル、ニオブ及び酸素を含む。また、前記電気光学結晶構造体は、画像形成装置が複数枚単位で画像処理をする場合に、１単位の画像に対応する静電潜像形成の終了時から次の１単位の画像に対応する静電潜像形成の開始時までの間に、前記光源から出射された光束を副走査方向に偏向する。また、前記光束のＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する信号に対応して、前記光源から出射される光束の駆動を制御する光束駆動制御手段を更に備える。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置は、光走査装置を有する画像形成装置であって、前記光走査装置が、光束を出射する光源と、前記光源から出射された光束を偏向して、偏向された光束で感光体を主走査方向に走査する光走査手段と、前記光源と複数の光検知手段との間の光路に配置され、前記光源から出射された光束を電圧印加により副走査方向に偏向する電気光学結晶構造体と、前記副走査方向に偏向された光束を検知する複数の前記光検知手段とを備え、前記複数の光検知手段は、前記感光体に形成される静電潜像に対応する主走査方向の画像形成領域内に設けられ、前記複数の光検知手段の出力が、前記感光体上の光束の主走査方向の照射位置を制御するために使用されることを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶であって、前記電気光学結晶に印加される電圧を制御する電圧制御手段を更に備える。また、前記偏向された光束が走査することにより、光束の照射位置に静電潜像が形成される感光体を更に備える。また、前記電気光学結晶構造体は、前記画像形成装置が複数枚単位で画像処理をする場合に、１単位の画像に対応する静電潜像形成の終了時から次の１単位の画像に対応する静電潜像形成の開始時までの間に、前記光源から出射された光束を副走査方向に偏向する。また、前記複数の光検知手段の検知結果に基づく前記光束のＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する信号を発生することによって、前記感光体上における光束の主走査方向の照射位置を制御する走査制御手段と、前記光束のＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する信号に対応して、前記光源から出射される光束の駆動を制御する光束駆動制御手段とを更に備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光束の検知精度を向上しつつ画像形成位置を正確に補正することができる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供できる。
【００１６】
すなわち、電気光学結晶構造体が、光源と光偏向手段との間の光路中に配置されると共に、光源から出射された光束を電圧印加により副走査方向に偏向する。そして、複数の光検知手段が、感光体上に形成される静電潜像に対応する画像領域に設けられ、制御手段が、複数の光検知手段の検知結果に基づいて感光体上における光束の主走査方向の照射位置を制御する。従って、光量の損失の影響を受けない高精度な光束検知を実行できると共に、画像領域内でのドット位置ずれを正確に補正することができ、もって検知精度を向上しつつ画像形成位置を正確に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
【００１８】
＜光走査装置が実装される画像形成装置の構成例＞
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置が実装される画像形成装置の構成を概略的に示す図であり、図１Ａは斜視図であり、図１Ｂは断面図である。
【００１９】
図１Ａ及び図１Ｂにおいて、画像形成装置１００は、入力された画像データに対応する静電潜像を後述の感光ドラム１５上に形成するように、感光ドラム１５に対してレーザ光を照射する光走査装置９０を備える。
【００２０】
＜光走査装置の第１の構成例＞
光走査装置９０は、光束駆動制御手段に相当するレーザ（ＬＤ）駆動制御部８２からの信号に応じて拡散レーザ光を発光するレーザダイオード（光源の相当）１を備える。また、レーザダイオード１から出射された拡散レーザ光を略平行光束へと変換するコリメータレンズ１３を備える。また、コリメータレンズ１３によって変換された光束に副走査方向への変化を与えると共に、該光束を後述の電気光学結晶に入射させるシリンドリカルレンズ６とを備える。また、光束を走査させるポリゴンミラー２と、ポリゴンミラー２により走査する光束を後述する感光ドラム１５の方向に反射する反射部材１８とを備える。感光ドラム１５には、反射部材１８により反射された光束の照射位置に、画像データに基づくレーザ光の点灯と消灯に対応して静電潜像が形成される。
【００２１】
また、シリンドリカルレンズ６とポリゴンミラー２との間の光路中に配置され、レーザダイオード１から出射された光束を電圧印加により副走査方向に偏向する電気光学結晶構造体１２を備える。ここで、副走査方向とは、電気光学結晶構造体１２内を通過する光束の進路方向に対して垂直方向であり、図１Ｂの示す副走査方向に相当する。また、前記副走査方向に偏向された光束を検知するビームディテクトセンサ（以下、ＢＤセンサという）１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂと、ポリゴンミラー２によって走査された光束を反射部材１８を介して感光ドラム８上に結像するｆθレンズ１４とを備える。ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ、７５ｂの各光路の上流には、各センサ面で光束を集光させるための集光レンズ７６がそれぞれ配置されている。
【００２２】
また、光走査装置９０は、電気光学結晶構造体１２に電気的に接続され、電気光学結晶構造体１２に印加する電圧を制御する電圧制御部１９を備える。また、ＬＤ駆動制御部８２は、ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂの検知結果に基づいて、レーザダイオード１から出射される光束の感光ドラム１５上における照射位置を制御する走査制御部６０からの出力信号により制御される。
【００２３】
尚、ＢＤセンサ１７は、感光ドラム１５の主走査方向の書き込み基準となる水平同期信号（ＢＤ信号）も検出する。
【００２４】
（電気光学結晶構造体１２の構成例）
図２は、図１における電気光学結晶構造体１２の構成を概略的に示す斜視図である。
【００２５】
図２に示すように、電気光学結晶構造体１２は、光束の入射面２０１ａおよび出射面２０１ｂを有する直方体形状の電気光学結晶（以下、「ＥＯ結晶」という）４１を備える。また、副走査方向に対して直角をなす両端面に取り付けられた一対の電極部に相当する電極７４ａ，７４ｂと、一対の電極７４ａ，７４ｂ間に電圧を印加する不図示の電源とを備える。電極７４ａ，７４ｂは比較的細い電極幅ｄ、長さＬにて直線短冊形状に形成されたものである。電極７４ａ，７４ｂの材料は例えばＡｕが使用されるが、他の導電性材料であってもよい。製法は真空蒸着法による。
【００２６】
一対の電極７４ａ，７４ｂは、ＥＯ結晶４１の内部に、ＥＯ結晶４１内を通過する光束の進路に対して垂直方向（図２の副走査方向、図１Ｂの上下方向）の電界を形成する。
【００２７】
電極７４ａ，７４ｂに電圧を印加しない状態では、ＥＯ結晶４１はレンズ作用を持たず、入射面２０１ａに入射された入射ビームは偏向されず、そのまま出射面２０１ｂからポリゴンミラー５へ向けて出射される。
【００２８】
一対の電極７４ａ，７４ｂに最大２〜５ｋＶの電圧を印加して電気光学結晶４１内に電界を発生させることにより電界分布が生じ、ｍｓ〜ｎｓ単位の時間内に光束を副走査方向に数度、例えば３度偏向する。電気光学結晶構造体１２は、この高速かつ広角な電気光学効果により、非画像形成時に光束をポリゴンミラー５を介して、反射部材１８から副走査方向に離れて配置されたＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂに導く。
【００２９】
ここで、電気光学結晶とは、電圧を印加することにより屈折率が変化する特性を有する結晶である。ＥＯ結晶２１は、カリウム，タンタル，ニオブおよび酸素から成る電気光学結晶で形成されている。例えば、ＫＴＮ（ＫＴａＮｂＯ3 ：タンタル酸ニオブ酸カリウム、KTa1-xNbxO3）結晶等の電気光学結晶である。ＫＴＮ結晶は、通常の光学ガラス同様に扱うことが可能であり、良好な加工性を有して切削や研磨加工での表面精度の確保が容易である。また、ＫＴＮ結晶の光線の透過率については、レーザの波長である赤外から可視光全域に至るまで１ｍあたり９５％以上の内部透過率を示し、複屈折も小さい。さらに、ＫＴＮ結晶の吸水率は、通常のガラス以下であって、樹脂などに対して極端に小さい。
【００３０】
また、ＫＴＮ結晶は、内部に電界を作用させることで内部の屈折率が変化することが知られている。ＫＴＮ結晶の両端に電極を設置（一方に電圧＝V、他方に電圧＝0）して内部に電界を発生させた場合には、内部に電界が傾斜して分布することにより屈折率もその影響で傾斜して分布することになり、光が方向を変えながら進むことが判っている。ＫＴＮ結晶は、高速かつ広角走査が可能という特徴がある。
【００３１】
ＥＯ結晶４１は、その両端部に印加する電圧の増大に応じて、ＥＯ結晶４１内を通過する光束の進路がその電界方向（本例では副走査方向）に、大きく偏向される。本発明では、この現象を利用してレーザビームを透過させる際に進路を変化させるものである。
【００３２】
（電圧制御部１９の構成例）
電圧制御部１９は、制御電源７０、制御電源７０の駆動を制御する電源駆動制御部７１、及び電気光学結晶構造体１２に印加される電圧を切り替えるスイッチング手段７２を備える。そして、電気光学結晶構造体１２に電圧を選択的に印加し得るように構成されている。尚、本例における電気光学結晶構造体１２による偏向角度は３度としているが、ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂが配置される位置に応じて適切な値に変更される。
【００３３】
（各センサの配置例）
ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂは、感光ドラム１５に走査される光束の最初の照射位置（ドット位置）、中心照射位置及び最後の照射位置に設けられる。すなわち、感光ドラム１５上に形成される静電潜像に対応する画像形成領域内の中心部及び両端部に相当する。また、ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂは、光検知センサ７５ａを中心として感光ドラムの長手方向（軸方向）、すなわち反射部材１８の長手方向である主走査方向に関して等間隔に配置されている。これにより、ｆθレンズ１４の収差等の影響による画像形成位置を補正するための、走査する光束の検知精度の悪化を抑制することができる。
【００３４】
（走査制御部６０の構成例）
走査制御部６０は、ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂの各検知信号に基づいて、画像形成領域の中心部及び両端部のドット位置のずれを検出するドット位置ずれ検出部８０を備える。また、ドット位置ずれ検出部８０により検出されたドット位置のずれを補正するように、画像データ処理を実行してレーザダイオード１の発光タイミングを制御する信号を出力する変調／画像データ処理部８１とを備える。変調／画像データ処理部８１は、レーザダイオード１の発光タイミングを制御する信号をＬＤ駆動制御部８２に出力する。
【００３５】
＜本光走査装置の動作例＞
レーザダイオード１から発光されたレーザ光は、コリメータレンズ１３を介して略平行光束へ変換される。その後、略平行光束はシリンドリカルレンズ６を通過して副走査方向集光される。シリンドリカルレンズ６を通過した光束は、電気光学結晶構造体１２を透過し、ポリゴンモータ３によって回転駆動されるポリゴンミラー２に照射される。
【００３６】
ポリゴンミラー２に照射された光束は、偏向走査されてｆθレンズ１４へ導かれる。画像形成時間内では、電気光学結晶構造体１２による偏向が無いので、このｆθレンズ１４を通過した光束は、反射部材１８で反射されて感光ドラム１５上に結像し、主走査方向を等速で走査する。この光束の走査、すなわちスキャン動作により、感光ドラム１５上に静電潜像が形成される。
【００３７】
一方、画像形成時間外の所定のタイミングでＥＯ結晶４１に電圧を印加するとＥＯ結晶４１内で副走査方向に２〜３度偏向されるので、ポリゴンミラー２により偏向される光束はＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂへと導かれる。ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂは、ポリゴンミラー２により走査される光束の通過タイミングを検知する。尚、画像形成装置１００において複数枚単位の画像処理が実行される場合は、次のような動作をする。すなわち、電気光学結晶構造体１２は、１単位の画像に対応する静電潜像形成の終了時から次の１単位の画像に対応する静電潜像形成の開始時までの間に、レーザダイオード１から出射された光束を副走査方向に偏向する。これにより、画像を連続して出力する場合においても主走査方向のドット位置のずれの補正を適宜行うことができ、位置精度の高い静電潜像を形成することが可能となる。
【００３８】
ＢＤセンサ１７は、反射部材１８の上方且つ反射部材１８の走査開始側の端部近傍に配置されている。ＢＤセンサ１７は、電気光学結晶構造体１２により副走査方向に偏向され、且つポリゴンミラー２により主走査方向に偏向走査された光束を検知する。具体的には、レーザダイオード１が感光ドラム１５に照射される光束のスキャン開始に当たる時間に強制点灯されると、ＢＤセンサ１７は、レーザダイオード１の強制点灯期間にポリゴンミラー２により偏向走査された光束を検知する。そして、主走査毎の画像形成における書き込み開始タイミングの基準信号となるビームディテクト信号（以下、ＢＤ信号という）を、後述するドット位置ずれ検出部８０に出力する。
【００３９】
光検知センサ７５ａは、反射部材１８の上方且つ反射部材１８のほぼ中央部に配置され、光検知センサ７５ｂは、反射部材１８の上方且つ反射部材１８の走査終了側の端部近傍に配置されている。光検知センサ７５ａ、７５ｂは、電気光学結晶構造体１２により副走査方向に偏向され、且つポリゴンミラー２により主走査方向に偏向走査された光束を検知する。具体的には、光検知センサ７５ａ，７５ｂは、レーザダイオード１の強制点灯期間にポリゴンミラー２により偏向走査された光束を検知する。そして、主走査毎の画像形成における書き込み中間タイミングに応じた信号（以下、単に「中間タイミング信号」という）及び書き込み終了タイミングに応じた信号（以下、単に「終了タイミング信号」という）を夫々、ドット位置ずれ検出部８０に出力する。
【００４０】
ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂから出力されたＢＤ信号、中間タイミング信号及び終了タイミング信号は、夫々、ドット位置ずれ検出部８０でずれ量を求め、変調／画像データ処理部８１へと入力される。そして、変調／画像データ処理部８１により画像データの主走査方向のドット位置ずれが補正される。具体的には、ＢＤ信号、中間タイミング信号及び終了タイミング信号に基づいて、画像データの最初のドット位置から中心ドット位置までの距離の理論距離からのずれ量（以下、第１のずれ量という）が算出される。また、画像データの中心ドット位置から最後のドット位置までの距離の理論距離からのずれ量（以下、第２のずれ量という）が算出される。そして、算出された第１のずれ量と第２のずれ量とを比較する。上記第１のずれ量と第２のずれ量との差が０又は最小となるように、画像データの最初のドット位置及び最後のドット位置を変更する。その後、補正されたドット位置変更に基づいてレーザダイオード１の発光タイミングを示す信号をＬＤ駆動制御部８２に出力して、ＬＤ駆動制御部８２を制御し、レーザダイオード１の発光タイミングを変更する。これにより、感光ドラム１５上に形成される静電潜像に対応する画像形成領域内での、理論ドット位置からの主走査方向のずれが補正される。
【００４１】
（走査制御部６０の構成例）
図３は、図１における走査制御部６０の内部構成を示すブロック図である。
【００４２】
走査制御部６０は、画像クロックを変調することによって、主走査ラインの印字位置のずれを補正することが可能な回路である。走査制御部６０は、図３に示すように、ドット位置ずれ検出部８０と変調／画像データ処理部８１とを備える。
【００４３】
ドット位置ずれ検出部８０は、主走査間隔ｄｋ検出回路１を備える。主走査間隔ｄｋ検出回路１は、ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂから出力されたＢＤ信号、中間タイミング信号及び終了タイミング信号から各センサ間距離を主走査間隔として検出する。そして、検出された間隔の値を示す主走査間隔信号２を出力する。この主走査間隔信号２は、主走査間隔ｄｋ計測回路３に入力され、主走査間隔ｄｋ計測回路３は、主走査間隔信号２を、時間データである主走査間隔計測信号４に変換する。主走査間隔計測信号４は、誤差比率γｋ算出回路１３に供給される。
【００４４】
誤差比率γｋ算出回路１３は、主走査間隔計測信号４が示す値と予めｆθレンズ１４の特性に基づいて求め、所定値ｄ格納回路１１に予め設定されている所定値１２との比率を算出し、その比率を誤差比率信号１４として出力する。この誤差比率信号１４は、誤差比率γｋ格納回路１５に格納される。この誤差比率γｋがずれ量に関する値となる。
【００４５】
誤差比率γｋ格納回路１５に格納された誤差比率信号１４は、変調／画像データ処理部８１に入力される。変調／画像データ処理部８１は、誤差比率信号１４が示す値に基づいて予め設定された画像クロックを周波数変調し、画像クロック１８として出力する。
【００４６】
次に、上記変調／画像データ処理部８１の構成について説明する。変調／画像データ処理部８１は、図３に示すように、基準クロック発生部２０と、変倍係数設定レジスタ２２と、補助画素発生回路２４と、初期周期設定レジスタ２６と、変調クロック制御回路３０と変調クロック発生回路２８とを有する。
【００４７】
基準クロック発生部２０は、任意の周波数である基準クロック信号２１を発生する。変倍係数設定レジスタ２２においては、誤差比率γｋ（および以下のセグメント数）に応じて、基準クロック信号２１の周期比率を可変するための変倍係数（αｋ）２３が設定され、保持される。
【００４８】
補助画素発生回路２４は、基準クロック信号２１および変倍係数２３に基づいて補助画素周期２５を発生する。この補助画素周期２５により、主走査方向の倍率が補正される。すなわち、図１のポリゴンミラー２とｆθレンズ１４の光学系や環境変化などに起因して、感光ドラム１５上に形成される主走査方向のドットの幅又はドット間隔が均一ではなくなる。そのため、補助画素周期２５を用いて、ドット幅またはドット間隔が均一になるように１走査区間中における画像クロック１８の周波数の補正が行われる。
【００４９】
（ポリゴンミラーの回転によるずれ補正例）
ポリゴンミラー２のような回転走査系の場合、感光ドラム１５の主走査方向における両端部は走査スピードが速くなる傾向があり、逆に、感光ドラム１５の主走査方向における中央部は走査速度が遅くなる傾向にある。従って、感光ドラム１５の両端部近傍の画像クロック１８の周波数を速くし、感光ドラム１５の中央部の画像クロック１８の周波数を遅くするよう補正することにより、感光ドラム１５上のドット幅またはドット間隔を均一にすることが可能になる。
【００５０】
ここで、例えば基準クロック信号２１の周期をτｒｅｆ、変倍係数２３をαｋ、補助画素周期２５をΔτとすると、Δτは次の（１）式で表される。
【００５１】
Δτ＝αｋ×τｒｅｆ                                …（１）
ここで、変倍係数２３（αｋ）は、補助画素周期２５（Δτ）が画像クロック１８の周期より充分に短くなるような値に設定されている。
【００５２】
初期周期設定レジスタ２６においては、画像クロック生成部１７から出力される画像クロック１８の周期の初期値２７（τｖｄｏ）が設定され、保持される。
【００５３】
変調クロック制御回路３０は、主走査方向に走査する１ライン内を、任意数の画素で構成するセグメントに分割し、複数のセグメントを形成すると共に、各セグメント内の画像クロック１８の周期を一定にする。
【００５４】
（変調クロック制御回路３０の動作例）
図４は、図２における変調クロック制御回路３０で形成されるセグメントの一部と各セグメント内の画像クロック１８の周期との関係を示す図である。
【００５５】
図４において、変調クロック制御回路３０は、ＢＤセンサ１７から出力される書き出し基準となる信号であるＢＤ信号２９が入力される。すると、変調クロック制御回路３０は、最初のセグメント（セグメント０）に対する変調クロック制御信号３３を生成し、変調クロック発生回路２８に出力する。この変調クロック制御信号３３を受けた変調クロック発生回路２８は、初期周期設定レジスタ２６に保持されている初期周期２７（τｖｄｏ）の画像クロック１８を出力する。また、次のセグメント（セグメント１）に対しては、変調クロック制御回路３０は、次のセグメント（セグメント１）に対する変調クロック制御信号３３を生成し、変調クロック発生回路２８に出力する。この変調クロック制御信号３３を受けた変調クロック発生回路２８は、初期周期２７（＝τｖｄｏ）と補助画素周期２５（＝Δτ）とに基づいて、下記（２）式で表される周期を有する変調クロックτ１を生成する。そして、該変調クロックτ１を画像クロック１８として出力する。
【００５６】
τ１＝τｖｄｏ＋Δτ
＝τｖｄｏ＋（α1×τｒｅｆ）                      …（２）
ここで、α1はセグメント１に対する変倍係数である。
【００５７】
同様に、さらに次のセグメント（セグメント２）に対しては、変調クロック制御回路３０は、さらに次のセグメント（セグメント２）に対する変調クロック制御信号３３を変調クロック発生回路２８に出力する。
【００５８】
この変調クロック制御信号を受けた変調クロック発生回路２８は、初期周期２７（＝τｖｄｏ）と補助画素周期２５とを用いて、下記（３）式で表される周期を有する変調クロックτ２を生成する。そして、該変調クロックτ２を画像クロック１８として出力する。
【００５９】
τ２＝τｖｄｏ＋（α1×τｒｅｆ）＋（α2×τｒｅｆ）    …（３）
ここで、α2はセグメント２に対する変倍係数である。
【００６０】
また、セグメント２以降の他のセグメントに対しても、上記同様の手順でそのセグメントに対する変調クロックτｎが生成され、該変調クロックτｎが画像クロック１８として出力される。
【００６１】
以上のように、変調クロック制御回路３０により、１主走査ライン内において各セグメントに対応する複数の画像クロック１８が変調クロック発生回路２８から出力される。
【００６２】
（１セグメント内の多段階可変の例）
図５Ａ及び図５Ｂは、１セグメント内の画像クロック１８を多段階に可変させた場合における、セグメントと該セグメント内の画像クロック１８の周期との関係を示す図である。図５Ａは、初期セグメントが可変である場合を示し、図５Ｂは、初期セグメントが固定である場合を示す。以下に、図５Ａ及び図５Ｂを用いて、１つのセグメント内で周波数変調を行った場合についてのセグメント周期の制御方法を説明する。
【００６３】
（１）初期セグメント（セグメント０）可変の場合
初期周期をτｖｄｏ、１セグメント当りの画素数をｎ、変倍係数（セグメント１）をα1、及び基準クロック周期をτｒｅｆとする。この場合、Δτａ（セグメント０での１画素当りの周期）及びΔＴ０（セグメント０の総周期）は、下記（４）式及び（５）式で表される。
【００６４】
Δτａ＝（α1×τｒｅｆ）／ｎ                        ……（４）
ΔＴ０＝τｖｄｏ＋｛ｎ×（ｎ＋１）／２｝×｛（α1×τｒｅｆ）／ｎ｝
＝τｖｄｏ＋（ｎ＋１）／２×（α1×τｒｅｆ）  ……（５）
（２）初期セグメント（セグメント０）固定の場合
初期周期をτｖｄｏとすると、セグメント０の総周期ΔＴ０は、下記（６）式で表される。
【００６５】
ΔＴ０＝ｎ×τｖｄｏ
一方、変倍係数（セグメント２）をα2、及び基準クロック周期をτｒｅｆとすると、Δτｂ（セグメント１での１画素当りの周期）及びΔＴ１（セグメント１の総周期）は、下記（６）式及び（７）式で表される。
【００６６】
Δτｂ＝（α2×τｒｅｆ）／ｎ                        ……（６）
ΔＴ１＝τｖｄｏ＋｛ｎ×（ｎ＋１）／２｝×｛（α2×τｒｅｆ）／ｎ｝
＝τｖｄｏ＋（ｎ＋１）／２×（α2×τｒｅｆ）  ……（７）
そして、さらにセグメント１以降の各セグメントに関しては、同様の式で１画素当りの周期△τｂ及び各セグメントの総周期△Ｔｎ（ｎ≧２）を表すことができる。
【００６７】
画像データ１０７と上記で算出した画像クロック１８は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）発生部１０５へと入力される。ＰＷＭ発生部１０５は、算出した画像クロック１８と画像データ１０７とに応じて、１クロック内のレーザのＯＮ／ＯＦＦ時間を制御するパルスを生成してレーザ駆動制御部８２に出力して、レーザダイオード１からの光束の出射を制御する。
【００６８】
＜光走査装置の主走査方向の倍率制御処理の手順例＞
図６は、図１における光走査装置９０で実行される主走査方向の倍率制御処理を示すフローチャートである。
【００６９】
図６において、まず、画像形成時間外の所定のタイミングで主走査方向の倍率の制御開始要求を受けると、ＥＯ結晶４１に取り付けられた一対の電極７４ａ，７４ｂに電圧が印可される（ステップＳ６００）。また、ほぼ同時に、レーザ点灯、ポリゴンモータ３の回転動作が行われ、走査光はＥＯ結晶４１により副走査方向に偏向され、ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂへ向かう位置に導かれる。これにより、走査光の３点同期計測が行われ、ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂから送信される各タイミング信号に基づいて走査光のカウント値が読取られる（ステップＳ６０１）。
【００７０】
その後、ステップＳ６０１にて読取られたカウント値を理想タイミングからの主走査方向の倍率誤差に変換し（ステップＳ６０２）、該主走査方向の倍率誤差が許容範囲（Ｅthで示す）内か否かを判定する（ステップＳ６０３）。主走査方向の倍率誤差が許容範囲内（≦Ｅth）であるときは本処理を終了し、画像形成装置は画像形成動作待ち状態になる。
【００７１】
一方、主走査倍率誤差が許容範囲外（＞Ｅth）であるとき、すなわちドット位置ずれが発生している場合は、ポリゴンロック信号の検出等によりポリゴンミラー２が正常に作動しているか否かを判定する（ステップＳ６０４）。ポリゴンミラー２の作動が異常であるときは、サービスマンコール等を操作部に表示するエラー表示を行う（ステップＳ６０５）。
【００７２】
ポリゴンミラー２の作動が正常である場合は、変調／画像データ処理部８１により変調／画像データ処理を行い（ステップＳ６０６）、補正された画像クロックに基づく画像データ信号を出力し（ステップ６９０７）、画像形成待機状態となり、本処理を終了する。
【００７３】
（第１の実施形態の効果）
本実施の形態によれば、電気光学結晶構造体１２が、シリンドリカルレンズ６とポリゴンミラー２との間の光路中に配置されると共に、レーザダイオード１から出射された光束を電圧印加により副走査方向に偏向する。また、ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂが、感光ドラム１５上に形成される静電潜像に対応する画像形成領域の中央部及び両端部に設けられる。そして、走査制御部６０が、ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂの検知結果に基づいて、感光ドラム１５上における光束の主走査方向の照射位置を制御する。従って、途中で光束を分岐させることなく光束のずれを検知することができるので、光量の損失の影響を受けない高精度な光束検知を実行できる。同時に、画像形成領域内でのドット位置ずれを正確に補正することができ、もって検知精度を向上しつつ画像形成位置を正確に補正することができる。
【００７４】
また、従来のようにハーフミラーなどによって、光源から出射された光束を分離するのではなく、全光束を用いて光束のずれを検知することができる。そのため、ＶＣＳＥＬ等の最大出力が小さい光源を用いた場合であっても、高精度な光束検知を実行できる。
【００７５】
また、電気光学結晶構造体１２としてＫＴＮ結晶を使用することで、ＫＴＮ結晶の光線の透過率がレーザの波長である赤外から可視光全域に至るまで１ｍあたり９５％以上の内部透過率を示す。また、複屈折も小さいので、高精度な光束検知を行うことができる。
【００７６】
さらに、ずれ検知を行う際、全光束がＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂの方向に偏向されて入射しているため、光束分離方式のようにずれ検知の際の発光が感光ドラムを走査してしまう恐れがない。
【００７７】
また、主走査方向に関して画像形成領域から前後に大きくずれた位置（本例では、反射部材１８の主走査方向の外側）に光検知センサを配置する必要がなく、装置の小型化も可能となる。
【００７８】
本実施の形態では、光検知センサ７５ａ，７５ｂは前述の位置に配置されるが、これに限るものではなく、偏向走査された光束を検知しうる画像形成領域近傍の範囲内であれば前述した位置以外の位置に配置されてもよい。また、光検知センサは、主走査方向に沿って等間隔に３つ以上設置されてもよい。これにより、さらに高精度な主走査倍率の補正が可能となる。
【００７９】
また、本実施の形態では、副走査方向に偏向された光束を検知する３つの検知センサ（ＢＤセンサ１７及び光検知センサ７５ａ，７５ｂ）が配置されるが、これに限るものではない。副走査方向に偏向走査された光束を検知しうる画像領域内に３以上の光検知センサが配置されてもよい。光検知センサを増加することにより、検知精度を向上しつつ画像形成位置を正確に補正することができる。
【００８０】
＜光走査装置の第２の構成例＞
図７は、本発明の第２の実施形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す平面図である。尚、本第２の実施形態は、その構成が上記第１の実施形態と同じであり、同じ構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略し、以下に異なる部分を説明する。
【００８１】
図７において、光走査装置７００は、電気光学結晶構造体１２により副走査方向に偏向された光束を所定方向に反射する光検知用反射部材７１７を備える。また、光検知用反射部材７１７により反射された光束を検知するＢＤセンサ７１７及び光検知センサ７７５ａ，７７５ｂとを備える。ＢＤセンサ７１７は、ポリゴンミラー２での光束の偏向点からＢＤセンサ７１７の受光面までの光路長さが、ポリゴンミラー２での光束の偏向点から感光ドラム１５の表面までの光路長さと略同一となる位置に配置される。光検知センサ７７５ａ，７７５ｂも、ポリゴンミラー２での光束の偏向点から光検知センサ７７５ａ，７７５ｂの受光面までの光路長さが、ポリゴンミラー２での光束の偏向点から感光ドラム１５の表面までの光路長さと略同一となる位置に配置される。これにより、感光ドラム１５の表面でのドット位置ずれをより精度良く検知することができ、主走査方向の画像データの補正精度を更に向上させることができる。
【００８２】
＜光走査装置の第３の構成例＞
図８は、本発明の第３の実施形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す平面図である。尚、本第３の実施形態は、その構成が上記第１の実施形態と同じであり、同じ構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略し、以下に異なる部分を説明する。
【００８３】
図８において、光走査装置８００は、副走査方向に関してポリゴンミラー２と略同一面内に配置されたＢＤセンサ８０１を備える。また、反射部材１８の上方に配置され且つ反射部材１８の、走査開始側端部近傍、ほぼ中央部及び走査終了側端部近傍に配置された光検知センサ８０２ａ，８０２ｂ，８０２ｃを備える。具体的に、光検知センサ８０２ａは、感光ドラム１５に走査される光束の最初の照射位置（図中の位置Ａ）より内側に配置され、光検知センサ８０２ｃは、感光ドラム１５に走査される光束の最後の照射位置（図中の位置Ｂ）より内側に配置される。これにより、全ての光検知センサを主走査方向に関して反射部材１８の両端より内側に配置することができ、装置の小型化が可能となる。
【００８４】
＜光走査装置の更に他の構成例＞
上記実施形態では、電気光学結晶構造体１２は、シリンドリカルレンズ６とポリゴンミラー２との間の光路中に配置されるが、これに限るものではない。
【００８５】
図９に示すように、ポリゴンミラー２とｆθレンズ１４の間の光路中に配置されてもよい。この場合、電気光学結晶構造体９００は、主走査方向に延びる略長尺状のＥＯ結晶を有し、ポリゴンミラー２により主走査方向に走査する光束を偏向する。また、電気光学結晶構造体は、レーザダイオード１とポリゴンミラー２との間の光路中のいずれの位置に配置されてもよく、ポリゴンミラー２への入射側光路中又はポリゴンミラー２からの出射側光路中のいずれの位置に配置されてもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、ポリゴンミラー２によって変更された光束が感光ドラム１５を走査する。しかし、これに限るものではなく、ガルバノミラーやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）を使用して感光ドラムを走査する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る光走査装置が実装される画像形成装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る光走査装置が実装される画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本実施形態の電気光学結晶構造体の構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】本実施形態における走査制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図３における変調クロック制御回路で形成されるセグメントの一部と各セグメント内の画像クロックの周期との関係を示す図である。
【図５Ａ】初期セグメントが可変である場合に、１セグメント内の画像クロックを多段階に可変させた場合における、セグメントと該セグメント内の画像クロックの周期との関係を示す図である。
【図５Ｂ】初期セグメントが固定である場合に、１セグメント内の画像クロックを多段階に可変させた場合における、セグメントと該セグメント内の画像クロックの周期との関係を示す図である。。
【図６】本実施形態における画像形成装置で実行される主走査倍率の制御処理の手順例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図９】電気光学結晶構造体の変形例を使用した光走査装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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