(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源を制御する制御データを保持する保持手段とを備え、前記複数の光源から出射される複数の前記光ビームによって静電潜像が形成される感光体と前記制御データに基づいて前記複数の光源を制御する制御手段とを有する画像形成装置に取り付けられる光走査装置であって、
前記複数の光源から出射される前記複数の光ビームが前記感光体上を所定の方向に移動するように前記複数の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記複数の光ビームの光路上において前記回転多面鏡と前記感光体との間に配置されるレンズと、を備え、
前記制御データは前記光源から出射された複数の光ビームの感光体上での前記所定の方向におけるずれに関するデータであり、前記保持手段は、前記制御データとして、前記所定の方向における前記感光体上での前記複数の光ビームによる前記静電潜像の書き出し位置を補正するための前記複数の光源の個体差に対応する第１のデータと、前記レンズを通過した前記複数の光ビームそれぞれによって形成される前記所定の方向の前記静電潜像の倍率を補正するための前記複数の光源の個体差に対応する第２のデータと、を前記画像形成装置に取り付けられる前に保持していることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１のデータは、前記複数の光源の形成位置の誤差に基づいて生成されたデータであ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】
前記レンズはｆθレンズであり、
前記第１のデータは、前記ｆθレンズの光軸に対応する位置での前記ｆθレンズを通過した前記複数の光ビームの前記所定の方向におけるずれに基づいて生成されたデータであることを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記保持手段は、メモリまたはバーコードラベルであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光走査装置を備える画像形成装置であって、
前記光走査装置に搭載される前記保持手段から送信される前記第１のデータおよび前記第２のデータを記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記第１のデータに基づいて前記静電潜像の書き出し位置が補正され、かつ、前記第２のデータに基づいて前記静電潜像の前記倍率が補正されるように前記複数の光源を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記光走査装置は前記光ビームを検出する検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記第１のデータと前記検出手段による前記光ビームの検出タイミングとに基づいて、前記複数の光ビームによって形成される前記静電潜像の書き出し位置が補正されるように前記複数の光源の前記光ビームの照射タイミングを制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第２のデータに基づいて、前記複数の光ビームを駆動するクロック信号を変調することを特徴とする請求項５または６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、画像形成装置に組み込まれる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、レーザダイオードから放出されたレーザビームを、回転するポリゴンミラーに反射させることで、レーザビームの走査が実現される。ところで、近年、高速プリントや高画質化が強く要求されている。この要求を実現するために、複数のビームを用いて１走査で複数ラインを印字可能なマルチビーム方式が主流となりつつある。
【０００３】
ところで、マルチビーム方式では、種々の理由から、感光体上でのビームスポットの主走査位置が理想的な位置からずれてしまうことがある。
【０００４】
特許文献１によれば、１つの受光素子で各ビームに対応する同期信号を検出することで、画像書き出し位置を決める方法が提案されている。また、特許文献１に記載の技術を改良した技術も提案されている（特許文献２）。この特許文献２によれば、仮想直線からのずれに対応する位置データに基づいて書き出し位置を決める方法が提案されている。この仮想直線は、レーザダイオードのステムに形成された切欠によって規定されたものである。
【特許文献１】特開平９−９６７７１号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２によれば、ｆθレンズや回転多面鏡の存在が考慮されずに、ずれが補正されている。そのため、正確にずれを補正することは困難である。一般に、レーザダイオードから照射される複数のビームは、それぞれ波長が異なっている。また、レンズの屈折率は、波長依存性を有している。よって、これらのビームがレンズ等を通過すると、屈折率の違いによって、それぞれの照射位置が相対的にずれてしまう。さらに、屈折率の違いによって、各ビーム間の主走査方向の倍率も一定にならない。また、ミラーやレンズのメカ的な取り付け位置の誤差によっても変わる。従って、倍率に関するデータも考慮して、発光制御を行なう必要がある。
【０００６】
なお、ずれの測定を画像形成装置において実行することも考えられるが、この場合は、全ての画像形成装置に測定装置を搭載せねばならず、コスト面で不利である。
【０００７】
そこで、本発明は、このような課題および他の課題の少なくとも１つを解決することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
光ビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源を制御する制御データを保持する保持手段とを備え、前記複数の光源から出射される複数の前記光ビームによって静電潜像が形成される感光体と前記制御データに基づいて前記複数の光源を制御する制御手段とを有する画像形成装置に取り付けられる光走査装置であって、
前記複数の光源から出射される前記複数の光ビームが前記感光体上を所定の方向に移動するように前記複数の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記複数の光ビームの光路上において前記回転多面鏡と前記感光体との間に配置されるレンズと、を備え、
前記制御データは前記光源から出射された複数の光ビームの感光体上での前記所定の方向におけるずれに関するデータであり、前記保持手段は、前記制御データとして、前記所定の方向における前記感光体上での前記複数の光ビームによる前記静電潜像の書き出し位置を補正するための前記複数の光源の個体差に対応する第１のデータと、前記レンズを通過した前記複数の光ビームそれぞれによって形成される前記所定の方向の前記静電潜像の倍率を補正するための前記複数の光源の個体差に対応する第２のデータと、前記画像形成装置に取り付けられる前に保持していることを特徴とする光走査装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光走査装置としてほぼ完成した状態で、ずれに関するデータが外部の測定装置により測定される。よって、光学系の誤差を十分に考慮した発光制御を実現できる。すなわち、レーザダイオードからコリメータレンズまでを通過したレーザビームを測定する従来システムよりも、本発明は、高精度にずれを補正できる。また、本発明によれば、測定装置により、ずれに関するデータ（補正値など）が工場で測定される。そのため、ずれに関するデータを測定する機構を全ての画像形成装置にもたせる必要がないといった利点もある。また、画像形成装置は、ずれに関するデータを測定しないため、ダウンタイムを削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する。図１は、画像形成装置の概略的な内部構造を示す図である。画像形成装置１００の筐体上部には、デジタルカラー画像リーダ部（以下「リーダ部」と称す。）１５０が設けられている。また、筐体下部には、デジタルカラー画像プリンタ部（以下「プリンタ部」と称す。）１７０が設けられている。なお、リーダ部１５０の上部には、原稿給送装置１８０が設けられている。画像形成装置１００は、例えば、画像読取機能及び画像形成機能を有するカラー複写機として構成されている。
【００１１】
また、画像形成装置１００に後処理装置を付設することで、画像形成が終了した記録材に対し後処理が実行される。例えば、記録材に穿孔を行なうパンチ処理、記録材を綴じるステープル処理、複数枚の記録材を束ねて表紙をつける製本処理などが、後処理装置において実行される。
【００１２】
また、画像形成装置１００は、外部装置（ホストコンピュータ等）との間でデータの送受信を行なうこともある。例えば、画像形成装置１００は、外部装置から送信される印刷ジョブを受信して画像形成を実行する。
【００１３】
リーダ部１５０は、原稿台ガラス１０１、スキャナユニット１０２、走査ミラー１０５、走査ミラー１０６、レンズ１０７、およびフルカラーイメージセンサ部１０８等を備えている。スキャナユニット１０２は、原稿照明ランプ１０３、および走査ミラー１０４を有している。
【００１４】
原稿台ガラス１０１は、原稿給送装置１８０により給送される原稿または手動でセットされる原稿の載置台として使用される。スキャナユニット１０２は、モータ（図示略）により駆動され、所定方向に往復走査する。原稿照明ランプ１０３は、原稿に照射する光を発する光源である。原稿照明ランプ１０３が原稿に照射した光の反射光像は、走査ミラー１０４ないし１０６を介してレンズ１０７を通過する。さらに、反射光像は、ＲＧＢ３色分解フィルタと一体に形成されたフルカラーイメージセンサ部１０８内のＣＣＤセンサに結像する。このようにして、カラー色分解画像アナログ信号が得られる。このアナログ信号は、後述のＣＣＤ２０１において増幅回路（図示略）による増幅処理を経てデジタル化される。
【００１５】
プリンタ部１７０は、画像形成部１１０を備えている。画像形成部１１０は、露光制御部１０９、感光体ドラム１１１、クリーニング装置１１２、前露光ランプ１１３、一次帯電器１１４を備えている。さらに、画像形成部１１０は、黒色現像装置１１５、回転カラー現像装置１１６、中間転写ベルト１１７、一次転写帯電器１１８、クリーニング装置１２１も備えている。
【００１６】
露光制御部１０９は、ビーム発生部である半導体レーザとポリゴンスキャナ（図３参照）等を備えている。半導体レーザは、画像信号に基づいて変調されたレーザビーム（以下、ビームと称す。）を発生する。なお、この画像信号は、カラーイメージセンサ部１０８により電気信号に変換され、かつ、所定の画像処理が施されている。ポリゴンスキャナは、ビームを像担持体である感光体ドラム１１１に照射する。なお、露光制御部１０９の構成については後に図３を用いてさらに詳しく説明する。
【００１７】
感光体ドラム１１１は、モータ（図示略）により図中の時計方向に回転駆動される。また、感光体ドラム１１１は、前露光ランプ１１３で除電され、一次帯電器１１４によって所定の電位に一様に帯電される。その後、感光体ドラム１１１の表面は、露光制御部１０９によりビームの照射を受け、静電潜像が形成される。この静電潜像を、所定の現像器を動作させて現像することで、感光体ドラム１１１上にトナー画像が形成される。この感光体ドラム１１１は、ビームの照射を受けた部分にはトナーが付着せず、一方で、ビームの照射を受けなかった部分にトナーが付着するという性質を有する。つまり、ビームの照射強度が強いほどトナーは薄くなり、逆に照射強度が弱いほどトナーは濃くなる。
【００１８】
回転カラー現像装置１１６は、イエロー、マゼンダ、シアンの各色にそれぞれ対応する現像器１２２、１２３、１２４から構成されている。カラー画像の現像処理は、回転カラー現像装置１１６をモータ（図示略）により回転させ、各分解色に対応する現像器１２２〜１２４のうち所定の現像器を択一的に感光体ドラム１１１に近接させることで実行される。続いて、感光体ドラム１１１に近接して配置された黒色現像装置１１５が用いられ、黒色が現像される。一方、白黒画像の現像処理は、黒色現像装置１１５のみが用いられて実行される。
【００１９】
感光体ドラム１１１上に現像されたトナー画像は、１次転写帯電器１１８によって印加された高電圧により、中間転写ベルト１１７に１次転写される。カラー画像形成の場合、４色のトナー像が中間転写ベルト１１７に重ねられて１次転写される。一方、白黒画像形成の場合、黒色トナー像のみが中間転写ベルト１１７に１次転写される。１次転写終了すると、感光体ドラム１１１の表面に残留しているトナーが、クリーニング装置１１２に備えられたブレード（図示略）により清掃される。
【００２０】
プリンタ部１７０は、さらに、レジストローラ１３７、２次転写ローラ１３８、搬送ベルト１３９、熱ローラ定着器（以下定着器と称す。）１４０、排紙フラッパ１４１を備えている。さらに、プリンタ部１７０は、右カセットデッキ１２５、左カセットデッキ１２６、上段カセットデッキ１２７、下段カセットデッキ１２８も備えている。また、プリンタ部１７０は、搬送パス１４７、搬送パス１４２、反転パス１４３、下搬送パス１４４、再給紙パス１４５、再給紙ローラ１４６、排出ローラ１４８、手差しトレイ１６０等も備えている。
【００２１】
各カセットデッキ１２５〜１２８には、画像形成部１１０において中間転写ベルト１１７上に形成されたトナー画像を２次転写するための記録材が格納されている。右カセットデッキ１２５に格納された記録材は、ピックアップローラ１２９と給紙ローラ１３３とによって給送され、レジストローラ１３７により中間転写ベルト１１７上のトナー画像を記録材に転写する２次転写位置へと搬送される。同様に、左カセットデッキ１２６内の記録材は、ピックアップローラ１３０と給紙ローラ１３４とによって給送される。上段カセットデッキ１２７内の記録材は、ピックアップローラ１３１と給紙ローラ１３５とによって給送される。下段カセットデッキ１２８内の記録材１２８は、ピックアップローラ１３２と給紙ローラ１３６とによって給送される。これらの記録材、それぞれレジストローラ１３７により２次転写位置へと搬送される。なお、手差し給紙の場合には手差しトレイ１６０が使用される。
【００２２】
各カセットデッキ１２５〜１２８のうち何れかのカセットデッキからレジストローラ１３７の位置まで搬送された記録材は、さらに２次転写位置である２次転写ローラ１３８の位置へと搬送される。ここで、２次転写ローラ１３８を介して記録材に対する２次転写が行われる。２次転写終了後の中間転写ベルト１１７は、表面の残留トナーがクリーニング装置１２１に備えられたブレード（図示略）により清掃される。
【００２３】
また、本実施形態においては、所望のタイミングで偏心カム（図示略）を動作させることにより、中間転写ベルト１１７と２次転写ローラ１３８との間のギャップが任意に調整可能な構成となっている。例えば、カラー画像を形成する場合、複数色のトナー像を中間転写ベルト１１７上に重ねて形成するときはギャップを設け、トナー像を記録材に転写するときはギャップを無くすようになっている。また、スタンバイ中や電源オフ時にはギャップを設ける。
【００２４】
２次転写が終了した記録材は、２次転写ローラ１３８を通過した後、搬送ベルト１３９により搬送され、定着器１４０に到着する。記録材上に上記転写されたトナーは、定着器１４０により加圧及び加熱されることで、記録材に定着される。その後、記録材は、搬送パス１４７により搬送され、排出ローラ１４８によって画像形成装置１００の外部に付設されている記録材排出部（図示略）に排出される。
【００２５】
排紙フラッパ１４１は、トナーが定着された記録材の排出先を、搬送パス１４２側または排出ローラ１４８側に切り替えるものである。記録材の片面だけに画像を形成する場合、排紙フラッパ１４１を排出ローラ１４８側に設定する。記録材の両面に画像を形成する場合、排紙フラッパ１４１を搬送パス１４２側に設定する。さらに、搬送パス１４２により搬送された記録材を、反転パス１４３を介して下搬送パス１４４に搬送し、再給紙パス１４５へと導く。このとき、反転パス１４３と下搬送パス１４４とを通過することによって、記録材は裏返しになる。また、画像形成装置１００から記録材を裏返して排出する場合、排紙フラッパ１４１を搬送パス１４２側に設定して記録材を反転パス１４３に引き込み、反転ローラを逆転して記録材を排出ローラ１４８へと搬送する。
【００２６】
原稿給送装置１８０は、複写対象の原稿束が積載される原稿積載部、原稿積載部に装填された原稿束から原稿を１枚ずつ給送する給送機構等を備えており、複写対象の原稿を自動的に交換する場合に使用される。
【００２７】
図２は、実施形態に係る画像形成装置の制御回路の構成例を示すブロック図である。画像形成装置１００の制御回路は、本体制御部２００、ＣＣＤ２０１、画像処理部２０２、画像データセレクタ２０３、露光制御部１０９、および、画像形成部１１０を備えている。露光制御部１０９は、メモリ２０４を備えていてもよい。メモリ２０４は、ずれに関するデータ（補正値など）を保持する保持手段として機能する。なお、操作部２１９がバーコードリーダーを備えている場合は、メモリ２０４を省略してもよい。また、バーコードの内容を操作部２１９から入力できる場合も、メモリ２０４を省略してもよい。
【００２８】
さらに、制御回路は、ＣＰＵ間通信インタフェース（以下ＩＦと称す。）部２０６、画像データ圧縮／伸長部２０７、画像メモリ２０８、ファンクション制御部２０９、ＣＰＵ間通信ＩＦ部２１０を備えている。さらに、制御回路は、ＨＤ（ハードディスク）制御部２１１、および、ＨＤドライブ２１２も備えている。また、制御回路は、スキャン画像変更部２１３、プリント画像変換部２１４、ネットワーク通信ＩＦ部２１５、原稿給送装置制御部２１６、後処理装置制御部２１７、原稿読取部２１８、および、操作部２１９も備えている。
【００２９】
本体制御部２００は、画像形成装置１００を構成する上記リーダ部１５０と、プリンタ部１７０の画像形成部２０５（図１の１１０）等の駆動制御を行なう。本体制御部２００は、ＣＰＵと、このＣＰＵに作業領域を提供するＲＡＭと、ＣＰＵにより実行される制御プログラムを格納しているＲＯＭ（以上図示略）とを含む。
【００３０】
なお、ＲＯＭは、画像形成装置１００の各部を統括的に制御する制御プログラムを格納している。具体的には、ＣＣＤ２０１により原稿から読み取った画像データを、画像処理部２０２を用いて所定の画像データに変換する制御プログラムをＲＯＭが格納している。また、画像データセレクタ２０３が受け取った画像データの送出先を切り替える制御プログラムをＲＯＭが格納している。送出先としては、露光制御部１０９、画像データ圧縮／伸長部２０７、画像メモリ２０８、ファンクション制御部２０９などがある。また、上記ＲＯＭは、原稿給送装置制御部２１６により制御される原稿給送装置１８０を用いて原稿を給送するための制御プログラムや、後処理装置制御部２１７に設定されている所定のモードを実行する制御プログラムなどを格納していてもよい。
【００３１】
ＣＣＤ２０１は、リーダ部１５０に設けられたカラーイメージセンサ部１０８の信号処理部分を構成する。ＣＣＤ２０１は、原稿から反射する光をとらえて光電変換し、この光電変換によって得られた画像データを出力する。画像処理部２０２は、ＣＣＤ２０１が出力した画像データに対して所定の画像処理を施す。なお、この所定の画像処理は、操作部２１９を介して設定された画像処理モードに応じた処理である。
【００３２】
画像データセレクタ２０３は、画像データバスを介して、画像処理部２０２と、露光制御部１０９と、画像データ圧縮／伸長部２０７と、画像メモリ２０８と、スキャン画像変更部２１３と、プリント画像変換部２１４とに接続されている。画像データセレクタ２０３は、画像データバスを介して、本体制御部２００から制御情報を受け取り、この受け取った制御情報に基づいて、画像データが流れる方向を決定する。露光制御部１０９は、画像形成部２０５に設けられている感光体ドラム１１１に対してビームによる露光を行なう光走査装置である。
【００３３】
ＣＰＵ間通信ＩＦ部２０６は、本体制御部２００とファンクション制御部２０９との間で、制御情報を送受信するインタフェースである。画像データ圧縮／伸長部２０７は、画像データセレクタ２０３から出力された画像データを、大容量の不揮発性メモリであるＨＤＤ２１２に蓄積する際に画像データを圧縮する。また、画像データ圧縮／伸長部２０７は、ＨＤＤ２１２に格納されている画像データを画像データセレクタ２０３へ転送する際に、画像データを伸長する。
【００３４】
画像メモリ２０８は、画像データセレクタ２０３が送出した画像データを、一時的に格納するメモリである。画像メモリ２０８に格納された画像データは、必要に応じて画像データセレクタ２０３に送出される。なお、画像メモリ２０８は、揮発性メモリで構成されている。ファンクション制御部２０９は、本体制御部２００との間で通信し、本体制御部２００から受け取った画像データ制御情報を、スキャン画像変更部２１３と、プリント画像変換部２１４とへ送出する。なお、画像データ制御情報としては、画像データセレクタ２０３が送出した画像データをスキャン画像変更部２１３へ送出すべき制御情報と、プリント画像変換部２１４が送出した画像データを画像データセレクタ２０３へ送出すべき制御情報とが考えられる。
【００３５】
プリント画像変換部２１４は、ネットワーク通信ＩＦ部２１５からプリント画像データ受け取り、この受け取った画像データに所定の変換処理を施し、この変換処理された画像データを画像データセレクタ２０３へ送出する。また、ファンクション制御部２０９は、操作部２１９を介して入力された制御情報を、ＣＰＵ間通信ＩＦ部２０６を介して本体制御部２００へ送出する。
【００３６】
ＣＰＵ間通信ＩＦ部２１０は、ＨＤＤ２１２に記憶されている画像データに関する制御情報を、ＨＤ制御部２１１と本体制御部２００との間で送受信するインタフェースである。ＨＤ制御部２１１は、画像データ圧縮／伸長部２０７が送出した画像データをＨＤＤ２１２が記憶するように、ＨＤＤ２１２を制御する。また、ＨＤ制御部２１１は、ＨＤＤ２１２に記憶されている画像データを読み出し、この読み出した画像データを画像データ圧縮／伸長部２０７へ送出するように、ＨＤＤ２１２を制御する。なお、ＨＤ制御部２１１がＨＤＤ２１２を制御するために必要な制御情報は、ＣＰＵ間通信ＩＦ部２１０を介して本体制御部２００から受け取る。また、ＨＤＤ２１２は、不揮発性メモリによって構成されている。
【００３７】
スキャン画像変更部２１３は、画像データセレクタ２０３が送出した画像データを、ＰＤＬ（Ｐａｇｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）によって記述される画像データに変換する。さらに、この変換された画像データは、ネットワーク通信ＩＦ部２１５を介して画像形成装置１００に接続されているホストコンピュータ（図示略）に転送される。なお、ホストコンピュータは、ＰＤＬによって記述された画像データを処理することができる。また、スキャン画像変更部２１３は、ＰＤＬの画像データを、画像形成部２０５が画像形成出力できる形式の画像データに変更する。また、スキャン画像変更部２１３における変更処理は、本体制御部２００の制御に基づいて行われる。
【００３８】
ネットワーク通信ＩＦ部２１５は、画像形成装置１００をネットワークに接続する。そして、ネットワーク通信ＩＦ部２１５は、所定の通信規約（プロトコル）に基づいて、上記ネットワークに接続されている機器（例えばコンピュータ）との間において画像データや制御情報を送受信する。原稿給送装置制御部２１６は、本体制御部２００が送出した制御情報に基づいて、原稿給送装置１８０の動作を制御する。後処理装置制御部２１７は、本体制御部２００が送出した制御情報に基づいて、後処理装置（図示略）の動作を制御する。
【００３９】
原稿読取制御部２１８は、本体制御部２００が送出した制御情報に基づいて、スキャナユニット駆動装置（図示略）を制御する。なお、スキャナユニット駆動装置が、スキャナユニット１０２を駆動する。
【００４０】
操作部２１９は、ユーザが画像形成装置１００に情報を入力するときに使用する。また、操作部２１９に設けられている表示部を介して、画像形成装置１００の動作状況がユーザに示される。また、操作部２１９に設けられているキーを介して入力されたキー情報が、ファンクション制御部２０９に通知される。そして、ファンクション制御部２０９が、キー情報のコマンドを解析し、この解析されたコマンドをＣＰＵ間通信ＩＦ部２０６を介して本体制御部２００に送出する。これによって、ユーザが入力した制御情報が本体制御部２００に通知される。
【００４１】
図３は、画像形成装置の露光制御部についての詳細構成を示す模式図である。露光制御部１０９は、露光制御部１０９、ポリゴンミラー３０３、ポリゴンモータ３０４、ｆθレンズ３０５、折り返しミラー３０６、反射ミラー３０７、ビーム検出部３０８を有している。露光制御部１０９は、レーザ駆動部３０９、半導体レーザ３０１、コリメータレンズ３０２を有している。
【００４２】
半導体レーザ３０１は、レーザ駆動部３０９により駆動され、ビームを発生して射出する。コリメータレンズ３０２は、半導体レーザ３０１から射出されたビームを平行光に変換する。ポリゴンミラー３０３は、ビームを水平方向に反射して感光体ドラム１１１へ照射するための複数の鏡面を備えた多面体ミラーである。ポリゴンモータ３０４は、ポリゴンミラー３０３を回転する。ｆθレンズ３０５は、ポリゴンミラー３０３により反射されたビームを結像する。折り返しミラー３０６は、ｆθレンズ３０５を通過したビームを感光体ドラム１１１の表面に導く。反射ミラー３０７は、ビーム検出用のミラーである。
【００４３】
ビーム検出部３０８は、反射ミラー３０７により反射されたビームを検出し、ビーム検出信号を本体制御部２００に出力する。本体制御部２００は、ビーム検出信号の周期を検知し、その周期が所定の周期となるようにポリゴンモータ３０４に加速信号、減速信号を出力する。ポリゴンモータ３０４は、本体制御部２００の制御に基づきポリゴンミラー３０３を駆動する。また、画像形成時にはビーム検出部３０８で検出されたタイミングを基準として、画像の書き出しタイミングが決定される。
【００４４】
図４は、実施形態に係る半導体レーザの拡大図である。半導体レーザ３０１は、４つの発光点４１１ないし４１４を有している。この４つの発光点から、それぞれ同時にビームＡ〜Ｄが放射される。すなわち、半導体レーザ３０１は、１走査で４本のラインを感光体ドラム１１１上に形成することができる。例えば、画像形成装置１００が１２００ｄｐｉの画像を提供する場合、各ビームＡ〜Ｄの感光体上での副走査方向の間隔は２１μｍに調整されることになる。半導体レーザ３０１の発光点の間隔は、１００μｍである。
【００４５】
図５は、実施形態に係るビームの照射位置の一例を示す図である。本実施形態の光学系では、感光体ドラム１１１上に形成されるビームスポット５１１ないし５１４の各間隔は、発光点の各間隔の４倍である４００μｍとなる。なお、各ビームスポットの主走査方向の間隔は３９９μｍである。先に述べたように、画像の書き出しタイミングは、ビームＡがビーム検出部３０８にて検出されたタイミングを基準としている。ビームＢ，Ｃ，Ｄについての書き出しタイミングは、ビームＡが検出されたタイミングから所定時間だけ遅らせた時間とする。例えば、感光体ドラム１１１上でのビーム走査スピードが３．９９ｍｍ／μｓとする。ビームＢは、ビームＡの画像形成タイミングから１００ｎｓ遅らせてから画像形成を開始する。ビームＣ、Ｄは、ビームＡの画像形成タイミングからそれぞれ２００ｎｓ、３００ｎｓ遅らせて画像形成を開始する。このようにして、ビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの主走査方向における画像形成位置（書き出し位置）が揃うことになる。
【００４６】
図４のように発光点間隔がすべて１００μｍであるならば、書き出しタイミングの遅延もそれぞれ一律でよい。しかしながら、実際には、半導体レーザ３０１の製造ばらつきによって発光点間隔には、ずれが存在する。また、半導体レーザ３０１が出力される各ビームの波長の違いによって、光学系では屈折率の差が生じる。これらによって、主走査位置のずれが生じるため、感光体ドラム１１１上でのスポット間隔は一律にならない。
【００４７】
そこで、本実施形態では、光走査装置の主要部である露光制御部１０９を画像形成装置１００に組み込む前に、ポリゴンミラー（回転多面鏡）３０３からの複数のビームを検出して複数のビームＡ〜Ｄにおけるの主走査方向のずれに関するデータを算出しておく。このデータは、例えば、感光体ドラム１１１上における各ビームの書き出し位置のずれを補正するための補正値である。なお、ビームＡを基準として補正する場合、ビームＢ，Ｃ，Ｄについて補正値が算出されることになる。
【００４８】
＜主走査方向における書き出しタイミングのずれに関する補正値の算出＞
図６は、実施形態に係るデータ算出装置（治工具）の例示的なブロック図である。ＣＰＵ６０１は、データ算出装置の各部を統括的に制御する制御回路である。メモリ６０２は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶装置である。駆動信号発生部６０３は、例えば、上述の本体制御部２００に代わってレーザ駆動部３０９にレーザ駆動信号を送出する駆動信号発生部６０３である。また、駆動信号発生部６０３は、ポリゴンモータ３０４に、ポリゴンミラー３０３を回転させるための駆動信号を送出してもよい。検出部６０４は、ポリゴンミラー３０３からのビームを検出する検出回路である。検出部６０４は、さらに、ｆθレンズ３０５を通過してきたビームを検出することが望ましい。ポリゴンミラー３０３やｆθレンズ３０５の影響も考慮するためである。データ出力部６０５は、ＣＰＵ６０１により算出されたずれに関するデータを露光制御部１０９に含まれる保持手段（記憶装置や印刷媒体など）に出力する。なお、ずれに関するデータの取得プロセスは、必ずしも算出プロセスである必要はない。データ出力部６０５は、例えば、メモリ書き込み回路、バーコードプリンタ、表示装置、または、通信インタフェース回路などである。タイマー６０６は、時間を計測するために使用される。
【００４９】
図７は、実施形態に係る主走査位置のずれを測定する様子を示す図である。工場において、光学調整、光量調整などの調整がすべて終わると、露光制御部１０９を、データ算出装置にセットする。検出部６０４に含まれる受光素子７０１は、ｆθレンズ３０５の中心と直交する直線上に配置される。これは、ビームごとの波長の違いによって生じる倍率の違いの影響を最も受けにくい位置だからである。この位置を中央像高と呼ぶ。
【００５０】
図８は、実施形態に係るずれに関するデータの算出処理を示す例示的なフローチャートである。ステップＳ８０１において、ＣＰＵ６０１は、駆動信号発生部６０３にポリゴンミラー３０３を駆動するための駆動信号を発生させる。この駆動信号は、ポリゴンモータ３０４に供給される。このようにして、ポリゴンミラー３０３が所定の回転数で回転することになる。また、ＣＰＵ６０１は、駆動信号発生部６０３に半導体レーザ３０１を発光させるための駆動信号を発生させる。ここでは、発光点４１１（ビームＡ）および発光点４１２（ビームＢ）を点灯させる。本実施形態では、露光制御部１０９が画像形成装置１００に組み込まれる前に、ずれに関するデータを取得する必要がある。そのため、データ算出装置が、露光制御部１０９を駆動させるために必要となる信号を供給している。
【００５１】
ステップＳ８０２において、ＣＰＵ６０１は、検出部６０４の受光素子７０１を用いて、ビームＡおよびＢを検出する。図９は、実施形態に係るビームのスポットと受光素子との関係を示す図である。ビームＡのスポット５１１に続いて、ビームＢのスポット５１２が受光素子７０１上を通過することを理解できよう。
【００５２】
図１０は、実施形態に係る受光素子から出力される電気信号の一例を示す図である。ビームＡが受光されると、最初のピーク１０００Ａが受光素子から出力される。続いて、ビームＢが受光されると、次のピーク１０００Ｂが出力される。
【００５３】
ステップＳ８０３において、ＣＰＵ６０１は、検出部６０４からの電気信号に応じて、ずれに関するデータを算出する。例えば、ＣＰＵ６０１は、タイマー６０６を用いて、ビームＡに関する電気信号の立ち上がりからビームＢに関する電気信号の立ち上がりまでの時間ｔｄを測定する。この時間ｔｄから、ずれに関するデータが決定される。
【００５４】
ここで、受光素子７０１上でのビームの走査スピードを３．９９ｍｍ／μｓと仮定する。また、ビームＡとビームＢとの主走査方向における相対的なずれを３９９μｍと仮定する。さらに、実機でのビームの走査スピードを３．９９ｍｍ／μｓとする。この場合、ビームＡがビーム検出部３０８により検知されたタイミングから、１００ｎｓ遅れでビームＢを発光すれば、感光体ドラム１１１上における主走査方向のずれは生じないことになる。よって、ＣＰＵ６０１は、１００ｎｓをビームＢについての補正値とする。なお、ビームＣ，ビームＤについても、同様に、ビームＡを基準とした補正値がＣＰＵ６０１により算出される。なお、測定時の走査スピードと実機での走査スピードが同一であれば、上記の測定時間ｔｄがそのままずれに関するデータ（補正値）となる。
【００５５】
その後、ステップＳ８０４において、ＣＰＵ６０１は、ビームＢ〜Ｄのずれに関するデータを出力する。また、ステップＳ８０５において、ずれに関するデータが画像形成装置１００に入力される。
【００５６】
＜倍率の差に関する補正値の算出＞
図１１は、実施形態に係る半導体レーザにおける発光点ごとの倍率の違いを例示する図である。一般に、半導体レーザ３０１の製造精度のバラツキにより、複数の発光点４１１〜４１４からのビームＡ〜Ｄの各波長が相対的に異なっていることがある。また、上述したように、各種レンズ（例：ｆθレンズなど）の屈折率は、波長依存性を有している。そのため、感光体ドラム１１１上に照射される際に、ビームＡ〜Ｄの各主走査倍率が相対的に異なってくる。そこで、倍率の違いを補正する必要がある。なお、図１１においては、本発明をまだ適用していない。そのため、ビームＡ（半導体レーザ３０１の発光点４１１）を駆動するためのクロック信号の周波数（以下、駆動周波数と称す。）とビームＢの駆動周波数とが一致している。
【００５７】
図１２は、実施形態に係る倍率の違いを測定する様子を示す図である。この例では、検出部６０４は、感光体ドラム１１１の両端に相当する位置に受光素子１２０１、１２０２が配置される。両端の各位置は、ｆθレンズ３０５の中央位置から等距離にある。もちろん、上述の受光素子７０１も中央位置に配置されてもよい。
【００５８】
予め、露光制御部１０９については、走査線の傾き調整、倍率などの光学調整、およびビームＡ〜Ｄの光量調整が済んでいるものとする。次に、光走査装置である露光制御部１０９を、データ算出装置にセットする。
【００５９】
ステップＳ８０１において、ポリゴンミラー３０３が所定の回転数で回転を開始する。また、ＣＰＵ６０１は、ビームＡを点灯させる。
【００６０】
ステップＳ８０２において、ＣＰＵ６０１は、検出部６０４の受光素子１２０１および１２０２によって、ビームを検出する。ステップＳ８０３において、ＣＰＵ６０１は、受光素子１２０１によりビームが検出されたタイミングと、受光素子１２０２によりビームが検出されたタイミングとをタイマー６０６を用いて測定する。
【００６１】
ここで、受光素子１２０１と受光素子１２０２との間の距離を３９９ｍｍと仮定する。また、感光体ドラム１１１上でのビームの走査スピードを３．９９ｍｍ／μｓと仮定する。さらに、測定された時間が、ビームＡで１００μｓ、ビームＢで９８μｓ、ビームＣで１０２μｓ、およびビームＤで１０４μｓだったとする。この場合、ビームＡ〜Ｄの各倍率を一致させるために、半導体レーザ３０１を駆動するためのクロック信号の周波数を変調する。
【００６２】
例えば、ビームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（半導体レーザ３０１）の基本となる駆動周波数を５０ＭＨｚとする。ビームＡは、基準となるビームであるため、その駆動周波数は５０ＭＨｚのままである。他のビームについては以下のような駆動周波数とする。基準周波数（ビームＡの駆動周波数）に、補正対象のビームの測定時間を乗算する。次に、この積を、基準となる測定時間（ビームＡの測定時間）で除算する。このときの商が、補正対象ビームの駆動周波数として算出される。より具体的な例を以下に示す。
【００６３】
ビームＢの駆動周波数：５０×９８ ／ １００ ＝ ４９ＭＨｚ；
ビームＣの駆動周波数：５０×１０２ ／ １００ ＝ ５１ ＭＨｚ；
ビームＤの駆動周波数：５０×１０６ ／ １００ ＝ ５３ ＭＨｚ。
【００６４】
このように駆動周波数を変調することで、各ビームの倍率を一致させることができる。
【００６５】
図１３は、倍率の調整において生じる主走査方向のずれを例示する図である。上述したように倍率の調整を行なうと、基準であるビームＡの書き出しタイミングに対して、他のビームＢ〜Ｄの書き出しタイミングが、主走査方向においてずれてしまう。そこで、これらのずれを補正することが必要となる。
【００６６】
図１４は、実施形態に係る倍率の調整において生じる主走査方向のずれを補正する処理を説明するための図である。図からわかるように、各ビームの主走査方向の書き出しタイミングを適宜調整することで、上述のずれが低減される。
【００６７】
ステップＳ８０３において、ＣＰＵ６０１は、ずれに関するデータを算出する。例えば、ＣＰＵ６０１は、ビーム検出部３０８でビームを検知してから、中央位置に配置された受光素子７０１によってビームが検出されるまでの時間に、駆動クロックの周期の増減値を乗算する。さらに、ＣＰＵ６０１は、算出した積を、初期の駆動クロックの周期で除算する。このときの商がずれの補正値となる。
【００６８】
例えば、ビーム検出部３０８の検出タイミングと受光素子７０１の検出タイミングとの時間差が５０μｓのとき、ビームＢの画像形成タイミングは、１．０２０μｓだけ早められる。結果として、ビームＢの画像書き出しタイミングは、ビームＡの画像書き出しタイミングに対して０．９９５μｓだけ早くなる。こうすることで、感光体ドラム１１１上での各ビームの書き出し位置が揃うようになる。
【００６９】
その後、ステップＳ８０４において、ＣＰＵ６０１は、ビームＢ〜Ｄのずれに関するデータを出力する。また、ステップＳ８０５において、ずれに関するデータが画像形成装置１００に入力される。
【００７０】
＜ずれに関するデータの保持と画像形成装置への入力＞
上述のステップＳ８０４およびＳ８０５についてさらに詳細に説明する。データ出力部６０５がメモリ書き込み回路であれば、データ出力部６０５は、メモリ２０４にずれに関するデータを書き込む。データ出力部６０５がバーコードプリンタであれば、ずれに関するデータを表すバーコードをラベルに印刷する。また、データ出力部６０５が表示装置であれば、ずれに関するデータを表す情報を表示する。また、データ出力部６０５が通信インタフェース回路であれば、データ出力部６０５は、画像形成装置１００に対してずれに関するデータを送信する。
【００７１】
図１５は、実施形態に係るずれに関するデータを保持するバーコードの一例を示す図である。この例では、バーコード１５００とともに、数値などの補正データ１５０１〜１５０６もバーコードラベル上に印刷されている。
【００７２】
書き出しタイミングの補正データ１５０１は、ビームＡとビームＢとの間の書き出しタイミングのずれに関する数値を表している。書き出しタイミングの補正データ１５０２は、ビームＡとビームＣとの間の書き出しタイミングのずれに関する数値を表している。書き出しタイミングの補正データ１５０３は、ビームＡとビームＤとの間の書き出しタイミングのずれに関する数値を表している。倍率の補正データ１５０４は、ビームＡとビームＢとの間の倍率の割合を表している。倍率の補正データ１５０５は、ビームＡとビームＣとの間の倍率の割合を表している。倍率の補正データ１５０６は、ビームＡとビームＤとの間の倍率の割合を表している。
【００７３】
このようにバーコード１５００の記録されたバーコードラベルが露光制御部１０９に貼り付けられていると、露光制御部１０９を市場（例：オフィスなど）で交換する際に便利である。例えば、バーコード１５００の下部に印字されている数字やアルファベットが操作部２１９から入力されると、本体制御部２００は、入力されたデータを不揮発性のメモリに記憶することができる。すなわち、サービスマンがバーコードリーダーを持っていなくても、書き出しタイミングの補正データ１５０１〜１５０３や倍率の補正データ１５０４〜１５０６を本体上のメモリに入力することができる。
【００７４】
なお、バーコード１５００に代えて、露光制御部１０９のメモリ２０４を活用してもよい。画像形成装置１００の本体制御部２００は、電源投入時にメモリ２０４に記憶されているずれに関するデータを、露光制御部１０９との接続端子を介して読み出す。さらに本体制御部２００は、本体制御部２００に備えられている不図示の本体メモリに転送して、記憶させる。
【００７５】
以上のようにして、本体制御部２００は、ずれに関するデータを入力すると、その本体メモリに記憶されているずれに関するデータを基に、ビームごとの発光制御（書き出し位置の調整や、倍率の調整）を実行する。例えば、本体制御部２００は、ずれに関するデータに基づいて、半導体レーザ３０１の各発光点４１１〜４１４ごとのクロック信号を変調する。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によれば、画像形成装置１００に対して、光走査装置である露光制御部１０９を組み込む前に、ビームのずれに関するデータを測定して露光制御部１０９に保持させている。とりわけ、ずれに関するデータ（補正値など）は、治工具のひとつであるデータ算出装置により、工場で測定される。よって、ずれに関するデータを測定する機構を全ての画像形成装置にもたせる必要がないといった利点がある。また、画像形成装置１００は、ずれに関するデータを測定しないため、測定に関するダウンタイム（印刷を実行できない時間）を削減できる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、露光制御部１０９が光走査装置としてほぼ完成した状態で、ずれに関するデータが測定される。すなわち、ポリゴンミラー３０３やｆθレンズ３０５など、光学系の誤差を十分に考慮した上でずれに関するデータが取得される。よって、レーザダイオードからコリメータレンズまでのビームを測定する従来のシステムよりも、本実施形態に係る発明は、高い精度でずれを補正できるようになる。
【００７８】
露光制御部１０９が組み込まれる画像形成装置１００の本体制御部２００は、保持手段から直接的または間接的に入力されるずれに関するデータを用いて、ずれを補正する。すなわち、本体制御部２００は、ずれに関するデータをメモリ２０４から直接的によみだしてもよい。また、本体制御部２０４は、操作部２１９を通じて間接的にずれに関するデータを取得してもよい。
【００７９】
なお、ずれに関するデータには、複数のビームＡ〜Ｄ間における感光体ドラム１１１上での主走査方向のずれを補正するためのデータが含まれる。ずれに関するデータには、例えば、ビームＡ〜Ｄに係る各発光点４１１〜４１４の形成位置の誤差に起因する書き出し位置のずれに関するデータが含まれてもよい。これによって、ポリゴンミラー３０３やｆθレンズ３０５などの光学系の誤差に加え、半導体レーザ３０１の製造誤差の影響も考慮して、書き出し位置のずれを好適に補正できるようになる。
【００８０】
また、ずれに関するデータには、例えば、ビームＡ〜Ｄ間における波長の違いに起因する倍率の違いを補正するためのデータが含まれてもよい。ポリゴンミラー３０３やｆθレンズ３０５などの屈折率は波長依存性を有している。よって、ビームＡ〜Ｄ間における波長の違いに起因する倍率の違いを補正することは重要である。
【００８１】
上述したように、ずれに関するデータを、露光制御部１０９のメモリ２０４またはバーコードラベルに保持することで、画像形成装置１００は、計算の手間と測定機構とを省略できる。なお、バーコードラベルには、ずれに関するデータを表す数値データ等を記録しておくことで、バーコードリーダーを備えていない画像形成装置１００にもずれに関するデータを間接的に入力できるようになる。
【００８２】
なお、露光制御部１０９を改良した関係で、画像形成装置１００も改良されることになる。すなわち、画像形成装置１００は、露光制御部１０９に搭載される保持手段からずれに関するデータを入力する入力手段を備えることになる。この入力手段は、操作部２１９の数値キーやバーコードリーダーとして実現されてもよいし、メモリ２０４からデータを読み出す回路として実現されてもよい。本体制御部２００は、入力されたずれに関するデータに基づいて、ずれを低減するように光源の発光制御を行なう。このようにして、ずれが好適に補正されるため、画像形成装置１００は、従来の光走査装置を搭載する画像形成装置よりも高品位の画像を形成できるようになる。
【００８３】
本体制御部２００は、例えば、ずれに関するデータに含まれる倍率の補正データに基づいて、ビームＢ〜Ｄを駆動するためのクロック信号を変調することで、ずれを好適に低減できる。
【００８４】
また、ポリゴンミラー３０３またはｆθレンズ３０５の少なくとも一方を介して到達してきたビームＡ〜Ｄを検出する検出部６０４を含む上述のデータ算出装置も非常に優れていることはいうまでもない。なぜなら、本装置は、波長依存性を有する光学系の影響を考慮したずれに関するデータを算出できるからである。
【００８５】
また、データ算出装置が、データ出力部６０５としてメモリ書き込み回路やバーコードプリンタを備えていれば、ずれに関するデータを露光制御部１０９に保持させることが容易となる。なお、データ算出装置は、画像形成装置１００のネットワーク通信ＩＦ２１５に接続することで、画像形成装置１００の不揮発性メモリにずれに関するデータを直接的に書き込んでもよい。
【００８６】
なお、上述の実施形態では、データ算出装置に受光素子７０１、１２０１、１２０２を備えるものとして説明した。しかしながら、検出部６０４は、ＣＣＤカメラを備えていてもよい。このＣＣＤカメラは、感光体ドラム１１１に相当する位置にセットされる。そして、ＣＣＤカメラにより取得した各ビームのスポットについて、ＣＰＵ６０１は、主走査方向における距離を計測する。この距離に基づいて、ＣＰＵ６０１は、ビームＢ，ビームＣ，ビームＤのビームＡに対する書き出しタイミングのずれを算出してもよい。
【００８７】
［他の実施形態］
以上、様々な実施形態を詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。例えば、スキャナ、プリンタ、ＰＣ、複写機、複合機及びファクシミリ装置の如くである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】画像形成装置の概略的な内部構造を示す図である。
【図２】画像形成装置１００の制御回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】画像形成装置の露光制御部についての詳細構成を示す模式図である。
【図４】実施形態に係る半導体レーザの拡大図である。
【図５】実施形態に係るビームの照射位置の一例を示す図である。
【図６】実施形態に係るデータ算出装置（治工具）の例示的なブロック図である。
【図７】実施形態に係る主走査位置のずれを測定する様子を示す図である。
【図８】実施形態に係るずれに関するデータの算出処理を示す例示的なフローチャートである。
【図９】実施形態に係るビームのスポットと受光素子との関係を示す図である。
【図１０】実施形態に係る受光素子から出力される電気信号の一例を示す図である。
【図１１】実施形態に係る半導体レーザにおける発光点ごとの倍率の違いを例示する図である。
【図１２】実施形態に係る倍率の違いを測定する様子を示す図である。
【図１３】倍率の調整において生じる主走査方向のずれを例示する図である。
【図１４】実施形態に係る倍率の調整において生じる主走査方向のずれを補正する処理を説明するための図である。
【図１５】実施形態に係るずれに関するデータを保持するバーコードの一例を示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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