(57)【要約】【課題】  複数のビームスポットのそれぞれについて、ビームピッチ、光量および書き出しタイミングを紙出力によらずに評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することのできる光走査ユニットの評価装置、光走査装置および画像形成装置を得る。【解決手段】  複数の光源１０１と、光学チェック用画像データを生成するメモリと、画像パターンに対応する光束を発生させる光源駆動回路と、偏向器１０７と、偏向光束を被走査面１１０に結像させる走査レンズ１０９と、被走査面と光学的に同位置に配置された２次元センサ１１２と、２次元センサ１１２からの入力情報により算出した光学パラメータとパターンデータとを比較するＣＰＵと、を備えた光走査ユニット評価装置２０。比較結果に応じてビームピッチ、光量および書き込みタイミングの良否判定を行う。【選択図】  図１
2012002925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
光学チェック用の画像パターンのデータを生成するデータ生成手段と、
生成された前記データに基づいて前記光源を駆動し前記画像パターンに対応する光束を発生させる光源駆動手段と、
主走査方向の走査を行うために前記光束を偏向する偏向手段と、
偏向された前記光束を被走査面上に導き結像させる結像光学系と、
前記被走査面と光学的に同位置に配置され、前記画像パターンデータに対応する前記光束を検出する２次元センサと、
前記２次元センサからの入力情報を処理し前記画像パターンに対応する光束の光学パラメータを算出する入力情報処理手段と、
前記光学パラメータと前記パターンデータとを比較する比較手段と、
を備えた光走査ユニットの評価装置であって、
前記比較手段による比較結果に応じて光学ピッチ、光量値および書込みタイミングの良否判定を行う光走査ユニットの評価装置。
【請求項２】
光学ピッチ、光量値および書き出しタイミングの良否判定結果に基づき、フィードバック光学調整値を出力する請求項１記載の光走査ユニットの評価装置。
【請求項３】
前記偏向手段が回転多面鏡であって、別個の鏡面のそれぞれについて光学ピッチ、光学値および書き出しタイミングの良否判定が行われる請求項１または２記載の光走査ユニットの評価装置。
【請求項４】
前記光学チェック用の画像パターンとしてバンディングが目立ちやすいパターンが用いられる請求項１乃至３のいずれかに記載の光走査ユニットの評価装置。
【請求項５】
複数の前記２次元センサが、前記被走査面の主走査方向における複数の位置と光学的に同位置に配置されている請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査ユニットの評価装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の光走査ユニットの評価装置を備えた光走査装置。
【請求項７】
請求項６記載の光走査装置を備え、前記光走査装置により被走査面である像担持体上に静電潜像を形成するとともに、静電潜像をトナーで現像し、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写することにより画像を得る画像形成装置。
【請求項８】
複数の像担持体を備え、各像担持体上にそれぞれ静電潜像を形成するとともに、形成された複数の静電潜像を各像担持体上に異なる色のトナーで現像し、各トナー像を単一の記録媒体に順次重ねて転写することによりカラー画像を得る請求項７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、マトリクス構成された複数のビームスポットのそれぞれについて、ビームピッチ、光量および書き出しタイミングを紙出力によらずに評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することのできる光走査ユニットの評価装置、光走査装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、タンデム方式による多色画像形成装置においては、感光体ドラムをそれぞれ有する各色に対応した画像形成ステーションが設けられている。そして、各ステーションの感光体ドラムを用いて形成されたトナー像が、同一の、紙等の転写媒体に重ね合わされることにより、１回の転写媒体の搬送でカラー画像を形成することができ、画像形成の高速化が行われている。
【０００３】
また、光走査を高速化するために、マルチビーム走査装置が提案されている。マルチビーム走査装置は、複数のビームを用いて同一の感光体を走査することで、隣接する複数のラインを同時に記録することができ、偏向手段であるポリゴンスキャナの回転速度を上げることなく光走査の高速化が可能となる。
【０００４】
特許文献２には、２次元アレイ素子(面発光型半導体レーザアレイ：ＶＣＳＥＬ)を用いて同一の感光体を一括走査することで、複数ラインを同時に形成する方式が提案されている。２次元アレイ素子を用いることで、数十ビーム以上にまで発光源を増やすことができるので、感光体上での副走査方向のビームピッチを記録密度の１／ｎにできる。そして、単位画素をｎ×ｎの複数ドットのマトリクス構成とすることにより、より高精細な画像記録を行うことができる。例えば、図３に示すように、主走査（Ｍ）方向に８個ずつ、副走査（Ｚ）方向に４個ずつの計３２個のマトリクス構成のビームスポットが形成される。
【０００５】
このような２次元アレイ素子から発せられた光ビームは、カップリング光学系によりビーム形状が整形された後、ポリゴンスキャナにより偏向される。変更されたビームは結像光学系を通過した後、被走査面である感光体表面に導かれビームスポットが形成される。結像光学系がｆθ特性を有しているため、感光体表面は等速走査される。
【０００６】
主走査方向のビームスポット系列を主走査方向に対してθ度傾けることにより、各ビームスポット間の副走査方向のビームピッチが規定される。
また、右端のビームスポットと次のビームスポット系列の左端のビームスポットとの副走査ピッチを合わせることにより、副走査方向のビームピッチを記録密度の１／８にすることができる。たとえば、１２００ｄｐｉの記録密度の場合には、副走査方向のビームピッチが４８００ｄｐｉであるビームスポットを４×４個使い、１６ドットのマトリクス構成とすることにより、より高精細な画像記録が行える。
【０００７】
これら複数ビームの副走査方向のビームピッチは、図２に示すように、光源ユニットをγ方向に回転することによって調整される。また、各ビームの光量、および、主走査方向の書き出しタイミングは個別にモニタされ調整される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ビームの個数の増加や、複数ドットのマトリクス構成の採用により、ビームピッチ、光量および書き出しタイミングの調整は難しくなり、これらのパラメータの調整不足はバンディング等の異常画像を招いてしまう。
また、複数ドットのマトリクス構成を採用する場合は、ポリゴンミラーの反射面の傾きや反射率のばらつき等が画像の品質に与える影響が大きくなる。特に、飛び越し走査により複数回の走査でドットマトリクス形成を行う場合にはその影響がさらに大きくなる。
さらに、これらの調整を最終紙出力画像に基づいて行う場合は、膨大な紙出力を要するとともに、通常の印刷プロセスを実行しているときには調整を行うことができない。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、マトリクス構成である複数のビームスポットのそれぞれについて、ビームピッチ、光量および書き出しタイミングを紙出力によらずに評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することのできる光走査ユニットの評価装置、光走査装置および画像形成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】
【００１０】
（１）本発明は、複数の光源と、光学チェック用の画像パターンのデータを生成するデータ生成手段と、生成された前記データに基づいて前記光源を駆動し前記画像パターンに対応する光束を発生させる光源駆動手段と、主走査方向の走査を行うために前記光束を偏向する偏向手段と、偏向された前記光束を被走査面上に導き結像させる結像光学系と、前記被走査面と光学的に同位置に配置され、前記画像パターンデータに対応する前記光束を検出する２次元センサと、前記２次元センサからの入力情報を処理し前記画像パターンに対応する光束の光学パラメータを算出する入力情報処理手段と、前記光学パラメータと前記パターンデータとを比較する比較手段と、を備えた光走査ユニットの評価装置であって、前記比較手段による比較結果に応じて光学ピッチ、光量値および書込みタイミングの良否判定を行う光走査ユニットの評価装置であることを最も主要な特徴とする。
【００１１】
本発明においては特に限定されないが、光学ピッチ、光量値および書き出しタイミングの良否判定結果に基づき、フィードバック光学調整値を出力することが好ましい。
【００１２】
また、本発明においては特に限定されないが、前記偏向手段が回転多面鏡であって、別個の鏡面のそれぞれについて光学ピッチ、光学値および書き出しタイミングの良否判定が行われることが好ましい。
【００１３】
また、本発明においては特に限定されないが、前記光学チェック用の画像パターンとしてバンディングが目立ちやすいパターンが用いられることが好ましい。
【００１４】
また、本発明においては特に限定されないが、複数の前記２次元センサが、前記被走査面の主走査方向における複数の位置と光学的に同位置に配置されていることが好ましい。
【００１５】
（２）本発明はまた、上述した光走査ユニットの評価装置を備えた光走査装置であることを主要な特徴とする。
【００１６】
（３）本発明はまた、上述した光走査装置を備え、前記光走査装置により被走査面である像担持体上に静電潜像を形成するとともに、静電潜像をトナーで現像し、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写することにより画像を得る画像形成装置であることを主要な特徴とする。
【００１７】
本発明に置いては特に限定されないが、複数の像担持体を備え、各像担持体上にそれぞれ静電潜像を形成するとともに、形成された複数の静電潜像を各像担持体上に異なる色のトナーで現像し、各トナー像を単一の記録媒体に順次重ねて転写することによりカラー画像を得ることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、マトリクス構成である複数のビームスポットのそれぞれについて、ビームピッチ、光量および書き出しタイミングを紙出力によらずに評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することのできる光走査ユニットの評価装置、光走査装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る光走査装置を示す概略図である。
【図２】図１の光走査装置に用いられる光源ユニットを示す斜視図である。
【図３】３２個の光源を有する２次元アレイ素子により形成されたビームスポットを示す平面図である。
【図４】図３の各ビームスポットに符号を付した平面図である。
【図５】図１の光走査装置においてディザ網点を用いる場合のテスト画像パターン例を示す平面図である。
【図６】図５に示すテスト画像パターンに基づいて被走査面に形成される画像の例を示す平面図である。
【図７】テスト画像パターンの別の例を示す平面図である。
【図８】テスト画像パターンのさらに別の例を示す平面図である。
【図９】図１の光走査装置において用いられている光走査ユニットの評価装置の信号処理系統を示すブロック図である。
【図１０】図９の光走査ユニットの評価装置において行われる画像評価と光学パラメータの調整手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施例に係る光走査装置を示す概略図である。
【図１２】図１１の光走査装置において、図５に示すテスト画像パターンに基づいて被走査面に形成される画像を示す平面図である。
【図１３】図１１の光走査装置において用いられている光走査ユニットの評価装置の信号処理系統の例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る画像形成装置を示す断面図である。
【図１５】本発明に係る画像形成装置の別の例としてタンデム式のカラー画像形成装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る光走査装置および画像形成装置の実施例について、図を用いて説明する。
【００２１】
＜光走査装置＞
[第１の実施例]
第１の実施例に係る光走査装置では、図１に示すように、光源ユニット１０４に設けられた２次元アレイ素子（面発光型半導体レーザアレイ：ＶＣＳＥＬ）からなる光源１０１から発光された光ビームが、カップリングレンズ１０２、アパーチャ１０３、ズームレンズ１０５、シリンドリカルレンズ１０６を通じた後、偏向器（ポリゴンミラー）１０７により偏向される。偏向された光ビームは、第１走査レンズ１０８ａ、第２走査レンズ１０８ｂ、第１折り返しミラー１０９ａ、第２折り返しミラー１０９ｂ、第３折り返しミラー１０９ｃ等の結像光学系を通じて、被走査面１１０上にビームスポットとして結像される。また、被走査面１１０の軸方向両端部には、同期検知センサ１９および受光素子２５が設けられている。
【００２２】
図２は光源ユニット１０４の一例である。２次元配列された発光部を持つ光源１０１はプリント基板に実装されている。アルミまたは樹脂製のハウジングにカップリングレンズ１０２、アパーチャ１０３が保持され、光源ユニット１０４を形成する。光源１０１から発せられた光ビームはアパーチャ１０３から出射される。光源ユニット１０４は、ハウジングの左右方向に延びたアームを上下することにより、出射された光ビームの光軸方向を中心にして回転させることができるようになっている。
【００２３】
本実施例に係る光走査装置の光源１０１は、複数の発光点が主走査方向において水平方向に並ぶように取り付けられて構成されている。このような状態では、各発光点からの複数のビームが感光体像面上における副走査方向の同一位置に並んでしまう。そのため、副走査方向において所望のビームピッチを得るためには、光源を光軸まわりに回転調整し、複数の発光点の副走査方向における位置をずらす必要がある。
【００２４】
本実施例においては、図３に示すように、光源として主走査（Ｍ）方向に８個ずつ、副走査（Ｚ）方向に４個ずつ、合計３２個の発光点を有する２次元アレイ素子が用いられ、各発光点によりビームスポットが形成される。図３には、ビームスポット系列（以下、「チャンネル」とも称する。）が主走査方向にθ度傾けられることによりＴ方向に並ぶとともに、各ビームスポット間の副走査方向のビームピッチが得られる。図４には、各ビームスポットについて符号を付したものを示す。ビームスポットｖ１〜ｖ８、ｖ９〜ｖ１６、ｖ１７〜ｖ２４、ｖ２５〜ｖ３２がそれぞれ１つのチャンネルを構成している。
【００２５】
これらのビームスポットｖ１からｖ３２の光ビームにより被走査面上に均一に潜像を形成するためには、これらのビームの隣り合うチャンネルのビームピッチが所定のピッチにそろっている必要がある。そのため、光源ユニット１０４を出射ビームの光軸を中心に回転させて隣接ビームピッチを調整する。光ビームｖ１〜ｖ３２の書き出しタイミングのずれは、前記同期検知センサの出力信号によって個別に調整できるようになっている。
【００２６】
また、図３の２次元アレイ素子の場合、あるビームスポット系列の右端のビームスポットと、次のビームスポット系列の左端のビームスポットとの副走査方向における位置を合わせることにより、副走査方向のビームピッチを記録密度の１／８にすることができる。
【００２７】
また、例えば１２００ｄｐｉの記録密度で画像形成を行う場合には、上記３２個のビームスポットについて、ビームピッチを４８００ｄｐｉとして、Ｍ方向およびＺ方向に４つずつビームスポットが並んだ合計１６ドットのマトリクス２つに分けて用いるとよい。すなわち、上記１６ドットのマトリクス状に形成された２次元発光素子アレイを２個主走査方向に並べる。こうすることで、より精細な画像形成を行うことができる。
【００２８】
図２において、カップリングレンズ１０２は、ガラス製のレンズであり、光源１０１からの光ビームを射出側の焦点位置における光ビームの幅で略平行光束となるようにカップリングする。
アパーチャ１０３は、矩形状又は楕円形状の開口を有し、開口中心がカップリングレンズ１０２の焦点位置近傍に位置するように配置されている。
【００２９】
ズームレンズ１０５は、ガラス製のレンズであり、アパーチャ１０３を通過した光ビームをさらに平行化するためのレンズである。
シリンドリカルレンズ１０６は、ガラス製のレンズであり、ズームレンズ１０５を通過した光ビームを副走査方向にのみ収束させ、ポリゴンミラー１０７の反射面近傍で主走査方向に長い線像を結像させるためのレンズである。
【００３０】
ポリゴンミラー１０７は、光偏向器として機能する部材であり、回転軸と垂直な平面における断面形状が正六角形となっている。このポリゴンミラー１０７の６つの側面には偏向面である鏡面が形成され、不図示の回転機構により、回転軸を中心として一定の角速度で回転している。これにより、ポリゴンミラー１０７に入射した光ビームは各偏向面で偏向され、第１走査レンズ１０８ａおよび第２走査レンズ１０８ｂへと導かれる。
【００３１】
第１走査レンズ１０８ａと第２走査レンズ１０８ｂは、ポリゴンミラー１０７の鏡面近傍に結像された各線像を、感光体表面である被走査面１１０の表面にビームスポットとして結像させるためのレンズである。
【００３２】
第１折り返しミラー１０９ａ、第２折り返しミラー１０９ｂおよび第３折り返しミラー１０９ｃは、第１走査レンズ１０８ａと第２走査レンズ１０８ｂを通過した光束を反射して被走査面１１０に導くためのミラーである。
【００３３】
被走査面１１０はドラム状の感光体の表面であり、上記ポリゴンミラー１０７がモータによって回転駆動されることでポリゴンミラー１０７は光束を偏向反射し、被走査面１１０の走査を行う。偏向された光束は、被走査面１１０の表面をビームスポットの形を保ったまま走査する。第１走査レンズ１０８ａと第２走査レンズ１０８ｂはｆθ特性を有しているため、被走査面１１０は、ポリゴンミラー１０７で等角速度的に偏向されたビームにより、等速度的に走査される。なお、光走査ユニットの評価を行うときには、ビームピッチ調整のモニタとして被走査面１１０とほぼ同位置に配置される２次元センサ１１２ａ〜ｃにより、被走査面１１０上の走査光束が受光される。
【００３４】
２次元センサ１１２ａ〜ｃは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のセンサであり、感光体表面に対して光学的に同位置に設けられ、ステージなどにより移動が可能となっている。２次元センサ１１２ａ〜ｃはそれぞれ被走査面１１０の特定の範囲の走査光束を受光する。２次元センサ１１２ａ〜ｃが受光した光束の情報は、光走査ユニット評価装置２０へと送信されるが、途中に設けられた２次元センサ切り替え装置１１３により、２次元センサ１１２ａ〜ｃのうち１つからのデータのみが選択され送信される。
【００３５】
なお、本実施例においては３つの２次元センサ１１２ａ〜ｃが配置されているが、本発明においてはこれに限られず、２次元センサを１つだけ備え、それをステージに乗せて主走査方向（像高方向）に移動させるようにしても良い。その場合には、２次元センサ切替え装置１１３は不要となる。また、被走査面１１０の走査開始側の端部には、同期検知センサ１９が配置されているとともに、走査終了側の端部には、受光素子２５が設けられている。また、２つ、あるいは４つ以上の２次元センサを備えていてもよい。
【００３６】
同期検知センサ１９は、被走査面１１０の長手方向の端部近傍に、ビームスポットで画像を書き込むタイミングを調整するために設けられている。ポリゴンミラー１０７の回転駆動により、被走査面１１０の表面をビームスポットで等速度的に走査する際に、同期検知センサ１９が光束を検知する。検知した時点から所定のタイミングで光源１０１が発光するように、光源１０１の出力開始時点を調整する。こうすることによって、被走査面１１０の表面に、ゆがみやずれのない画像が形成される。
【００３７】
また、被走査面１１０の長手方向の端部であって、同期検知センサ１９が設けられている端部とは反対側の端部近傍には、受光素子２５が設けられている。受光素子２５はＣＭＯＳセンサであって、光源からの光束を受光するとともに、後述する書込制御回路２１９が光源ユニット１０１を通過する光束の光量を算出できるように、書込制御回路２１９に信号を出力する。
【００３８】
２次元センサ切り替え装置１１３は、２次元センサ１１２ａ〜ｃのうち１つを選択し、選択された２次元センサからのデータのみを光走査ユニット評価装置２０に送るための装置である。走査開始点から走査終点までのビームスポットの移動範囲のほぼ全域について３つの２次元センサによる測定を行う場合、ビームスポットを受光している２次元センサ以外の２次元センサからの情報は受け取る必要がない。そこで、この２次元センサ切り替え装置１１３により、ビームスポットの移動に合わせて、ビームスポットを受光している２次元センサがその都度選択され、選択された２次元センサからのデータが光走査ユニット評価装置２０に送られる。
【００３９】
光走査ユニット評価装置２０は、図９に示すように、主制御部２０Ａと駆動制御部２０Ｂを備えている。なお、図９における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
【００４０】
主制御部２０Ａは、ＣＰＵ２１０、フラッシュメモリ２１１、ＲＡＭ２１２、画像処理ボード２１３及びＩＦ（インターフェース）２１４を有している。  フラッシュメモリ２１１には、ＣＰＵ２１０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム及びプログラムで用いられる画像データ等の各種データが格納されている。  ＲＡＭ２１２は、作業用のメモリである。
【００４１】
ＣＰＵ２１０は、フラッシュメモリ２１１に格納されているプログラムに従って動作し、光走査ユニット評価装置全体を制御する。そして、画像処理ボード２１３で処理された２次元センサ画像から各ビームスポットのビームピッチ、光量および書き込みタイミングの各光学パラメータを算出し、それらパラメータの可否の判断、もしくは調整を行うよう各部に命令を下す。
【００４２】
ＩＦ（インターフェース）２１４は、光走査ユニット評価装置制御システム１０６０との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。上位装置からの光学チェック用画像パターンデータは、ＩＦ（インターフェース）２１４を介して供給される。  また、ＣＰＵ２１０によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアにより構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアにより構成しても良い。
【００４３】
駆動制御部２０Ｂは、画素クロック生成回路２１５、画像処理回路２１６、フレームメモリ２１７、ラインバッファ２１８１〜２１８４０、書込制御回路２１９、および光源駆動装置２２１を有している。そして、この駆動制御部２０Ｂは、光源１０１が実装されている基板上に設けられている。
【００４４】
画素クロック生成回路２１５は、画素クロック信号を生成する。  フレームメモリ２１７は、ＣＰＵ２１０によってラスター展開された光学チェック用画像パターンデータ（以下、「ラスターデータ」とも称する。）を一時的に格納する。  画像処理回路２１６は、フレームメモリ２１７に格納されているラスターデータを読み出し、光源１０１毎のドットデータを作成し、そのデータを光源１０１それぞれに対応したラインバッファ２１８１〜２１８３２へ出力する。
【００４５】
書込制御回路２１９は、同期検知センサ１９の出力信号に基づいて、走査開始のタイミングを算出する。そして、走査開始のタイミングに合わせて、ラインバッファ２１８１〜２１８３２から各光源のドットデータを読み出し、画素クロック生成回路２１５からの画素クロック信号に重畳させるとともに、光源毎にそれぞれ独立した変調データを生成する。
【００４６】
また、書込制御回路２１９は、所定のタイミングで、受光素子２５の出力信号に基づいて、光源ユニット１０１を通過する光束の光量を算出し、その光量が一定となるように、各発光部の駆動電流の補正、すなわちＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う。  光源駆動回路２２１は、書込制御回路２１９からの変調データに応じて２次元アレイである光源１０１の各発光部を駆動する。
【００４７】
上述した光走査ユニット評価装置２０を用いた評価と各光学パラメータの調整手順について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
まず、ステップＳ１において、主制御部２０Ａの画像処理ボード２１３が、２次元センサ１１２ａ〜ｃのうちから選択された１つの２次元センサが検知した、テスト画像パターンデータに対応する光束を取込む。
次に、ステップＳ２において、ＣＰＵ２１０が、選択された２次元センサにより検知された、テスト画像パターンを構成する画素に対応する光束の光量を測定し、ステップＳ３へと進む。
【００４９】
ステップＳ３では、測定した光量に基づき、各画素に対応する光束がそれぞれ所定の光量でありバラつきがないかどうかをチェックする。バラつきがあった場合は、ステップＳ４においてＣＰＵ２１０が光源駆動回路２２１に対し、バラつきを生じている光源の光量を既定の光量に調整するよう出力し、ステップＳ２へと戻る。
ステップＳ３においてバラつきが無かった場合は、次に、ステップＳ５においてＣＰＵ２１０が画素に対応する光束の副走査方向の幅、すなわちビームピッチを測定し、ステップＳ６に進む。
【００５０】
ステップＳ６では、ステップＳ５において測定したビームピッチが所定の幅かどうかを判定する。ビームピッチが所定の範囲内でない場合には、光源ユニットをγ回転させてビームピッチを変える必要がある。しかし、他のビームピッチも変えてしまい好ましくないため、ステップＳ７においてこのビームピッチ異常が記録され、ステップＳ８に進む。
なお、ここで記録されたビームピッチは、最終的にこのフローチャートに示す評価と調整を全てのビーム間のビームピッチにおいて行った後、全体的なビームピッチの値を勘案して光源ユニットのγ回転量が決定されるまで保持される。
【００５１】
一方、ステップＳ６においてビームピッチが所定の幅である場合には、ステップＳ８へと進む。
ステップＳ８では、２次元センサ１１２ａ〜ｃのうち選択されている２次元センサが受光した画素に対応する光束の主走査位置が同２次元センサにより測定され、ステップＳ９へと進む。
【００５２】
ステップＳ９では、ＣＰＵ２１０により、主走査位置が所定の位置にあるか否かが判定される。
ステップＳ９において所定の位置ではない場合は、ステップＳ１０において当該ビームスポットの光源の書き出しタイミングが調整された後、ステップＳ８へと戻る。
一方、ステップＳ９において所定の位置であった場合には、評価と調整が終了する。
【００５３】
なお、最終的にこのフローチャートに示す評価と調整が全てのビーム間のビームピッチにおいて行われ、全体的なビームピッチの値を勘案して、光源ユニットのγ回転量が決定される。
また、上記フローチャートでは、光量及び書き出しタイミングの２つの光学パラメータの測定と、これらの光学パラメータの調整の両方が行われる。しかし、本発明においてはこれに限らず、光学パラメータの測定のみを行ってもよい。
【００５４】
上述した光走査ユニット評価装置を用いることにより、光走査ユニットについて、マトリクス構成である複数のビームスポットのそれぞれのビームピッチ、光量および書き出しタイミングの各光学パラメータを紙出力によらずに評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することができる。
【００５５】
ここで、光走査ユニットの評価を行う際に用いられるテスト画像パターンの具体例について説明する。
例えば、２次元アレイ素子による中間調の出力を行う場合に用いられるディザ網点を、光走査ユニットの評価に用いることができる。図５に、本実施例に係る光走査装置においてディザ網点を用いる場合のテスト画像パターンを示す。
【００５６】
図５においてＸは主走査方向、Ｙは副走査方向を表し、１画素は２×２ドットで構成されている。ディザ網点を用いる場合、各画素データが光束として正しく再現されること、および、各画素の位置関係が光束に正しく再現されていることに注意する必要がある。また、本実施例においては、図４に示す光束ｖ８とｖ９との間でずれが無いことに注意する必要がある。
【００５７】
図５に示す発光例に基づいて被走査面に形成される画像を図６に示す。Ｘ方向、Ｙ方向の光量分布を本実施例に係る光走査装置が備える光走査ユニットの評価装置を用いて解析することにより、ビームピッチ、光量、書き出しタイミングのずれが適切であるかどうかを判定できるとともに、補正値を算出することができる。
具体的には、まず、選択されている２次元センサが、自らが受光した光束のＸ方向及びＹ方向における光量分布の有無およびその位置を測定する。図６において、表の下側にある波線はＸ方向において感知された光量分布を、表の右側にある波線はＹ方向において感知された光量分布を表している。Ｘ方向においてはＹ１およびＹ２の位置で、Ｙ方向においてはＸ１、Ｘ２およびＸ３の位置で光量分布が感知されている。
次に、感知された光量分布より、画素に対応する光束が被走査面のどの位置に照射されているかが判断される。図６の例では、同図の上から順に（Ｙ１、Ｘ１）、（Ｙ２、Ｘ２）、および（Ｙ１、Ｘ３）の３つの位置に光束が照射されることで形成されていることが分かる。
この光束の各照射位置と、上記各画素データの設定位置とが比較されることで、ビームピッチ、光量、および書き出しタイミングのずれの有無が判断される。
【００５８】
図７、図８は、別のテスト画像パターンの例を示す。図７のテスト画像パターンは破線の横万線パターンであり、バンディングが目立ちやすいため、ビームピッチや光量のムラによるバンディングの可能性をチェックするのに適している。また、図８のテスト画像パターンは縦万線パターンであり、各ビームの書き出しタイミングが適切に設定されているかをチェックするのに適している。
【００５９】
上述した第１の実施例に係る光走査装置によると、内部に設けられた光走査ユニットの評価に上述した光走査ユニット評価装置を用いているため、光走査ユニットについて、マトリクス構成である複数のビームスポットのそれぞれのビームピッチ、光量および書き出しタイミングの各光学パラメータを紙出力によらずに評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することができる。
【００６０】
[第２の実施例]
第２の実施例に係る光走査装置を図１１に示す。第１の実施例に係る光走査装置と同一の構成については、同一の符号を付してある。
【００６１】
図１１に示すように、２次元アレイ素子（面発光型半導体レーザアレイ：ＶＣＳＥＬ）からなる光源１０１から発光された光ビームが、カップリングレンズ１０２、アパーチャ１０３、ズームレンズ１０５、シリンドリカルレンズ１０６を通じた後、偏向器（ポリゴンミラー）１０７により偏向される。偏向された光ビームは、第１走査レンズ１０８ａ、第２走査レンズ１０８ｂ、第１折り返しミラー１０９ａ、第２折り返しミラー１０９ｂ、第３折り返しミラー１０９ｃ等の結像光学系を通じて、被走査面１１０上にビームスポットとして結像される。また、被走査面１１０の端部には、同期検知センサ１９および受光素子２５が設けられている。以上の構成は、第１の実施例に係る光走査装置と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略する。
【００６２】
本実施例に係る光走査装置が第１の実施例に係る光走査装置と異なる点は、ポリゴンミラー１０７の上面に各鏡面を識別するためのマーク１０７ａが付されているとともに、そのマーク１０７ａを検出し、走査に用いられている鏡面を特定するためのポリゴンミラー面インデックスセンサ１０７ｂがポリゴンミラー１０７の上面付近に設けられていることである。
【００６３】
本実施例に係る光走査装置において、上述した第１の実施例と同様に、テスト画像パターンとして図５に示すディザ網点を用いて被走査面に形成される画像を図１２に示す。なお、本実施例におけるビームピッチ、光量、書き出しタイミングのずれの適否の判定と、補正値の算出の方法は、上述した第１の実施例と同様であるためここではその詳細な説明は省略する。
【００６４】
図１２に示すように、ポリゴンミラー１０７の各鏡面の反射面の傾きや反射率のバラつき等により、隣り合うチャンネルＹ１とＹ２間で、走査の結果得られる画像位置が異なる場合がある。表の右側の波線のうち、実線がＹ１を用いて形成される画像位置を、点線がＹ２により形成される画像位置を示す波線である。このような画像位置のずれは、飛び越し走査を行う場合に特に問題となる。
そこで、チャンネル間で形成される画像位置が異なる場合には、チャンネル間で画像位置のずれが生じないように、各光源の光量が調整される。
【００６５】
本実施例に係る光走査ユニット評価装置２０は、図１３に示すように、主制御部２０Ａと駆動制御部２０Ｂを備えている。なお、図９における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
この光走査ユニット評価装置２０と、上述した第１の実施例に係る光走査装置において用いられていた光走査ユニット評価装置との間で異なる点は、画像処理ボード２１３が、ポリゴンミラー面インデックスセンサ１０７ｂからの情報も受け取るように構成されている点のみであるため、ここではその他の構成部分の詳細な説明は省略する。
【００６６】
上記光源の光量調整は、第１の実施例において図１０のフローチャートを用いて説明した、光走査ユニット評価装置２０を用いた評価と各光学パラメータの調整手順を、走査に関与する全ての鏡面に対して実行することで行われる。
具体的には、ポリゴンミラー面インデックスセンサ１０７ｂによりマーク１０７ａを読み取ることで測定を行う鏡面を特定し、上記フローチャートを実行することで画像評価と各光学パラメータの調整を行う。この評価と調整を、各鏡面に対して行う。この画像評価と光学パラメータの調整を各鏡面について行った後、各チャンネル間で走査位置のずれが無くなるように、各光源の光量が調整される。
【００６７】
上述した第２の実施例に係る光走査装置によると、内部に設けられた光走査ユニットの評価に上述した光走査ユニット評価装置を用いているため、光走査ユニットについて、マトリクス構成である複数のビームスポットのそれぞれのビームピッチ、光量および書き出しタイミングの各光学パラメータを紙出力によらずに評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することができる。
また、ポリゴンミラーの反射面の傾き、反射率のバラつき等によるビームピッチ、光量および書き出しタイミングへの影響を評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することができる。
【００６８】
＜画像形成装置＞
[第３の実施例]
以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、図を用いて説明する。なお、この画像形成装置には、上述した２つの実施例において説明した光走査装置のうちいずれか一方の光走査装置が設けられている。
図１４には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。
【００６９】
このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングブレード１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、及び排紙トレイ１０４３などを備えている。
【００７０】
帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングブレード１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に関して、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングブレード１０３５の順に配置されている。
【００７１】
感光体ドラム１０３０の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム１０３０は、図１における面内で時計回り（矢印方向）に回転するようになっている。
帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。
【００７２】
光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面に、上位装置（例えばパソコン）からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。これにより、感光体ドラム１０３０の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム１０３０の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成は、上述した第１または第２の実施例に係る光走査装置と同様である。
【００７３】
トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、このトナーは現像ローラ１０３２に供給される。
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。
【００７４】
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。
レジストローラ対１０３９は、転写ローラ９１１の近傍に配置され、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。
【００７５】
転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。
定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。
【００７６】
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
クリーニングブレード１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１の位置に戻る。
【００７７】
また、図１５に示される例のように、画像形成装置として、カラー画像に対応し、複数の感光体ドラムを備えるタンデムカラー機であっても良い。このタンデムカラー機は、ブラック（Ｋ）用の感光体ドラムＫ１、帯電器Ｋ２、現像器Ｋ４、クリーニング手段Ｋ５、及び転写用帯電手段Ｋ６と、シアン（Ｃ）用の感光体ドラムＣ１、帯電器Ｃ２、現像器Ｃ４、クリーニング手段Ｃ５、及び転写用帯電手段Ｃ６と、マゼンダ（Ｍ）用の感光体ドラムＭ１、帯電器Ｍ２、現像器Ｍ４、クリーニング手段Ｍ５、及び転写用帯電手段Ｍ６と、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムＹ１、帯電器Ｙ２、現像器Ｙ４、クリーニング手段Ｙ５、及び転写用帯電手段Ｙ６と、光走査装置１０１０と、転写ベルト８０と、定着手段３０などを備えている。
【００７８】
この実施例では、光走査装置１０１０は、ブラック用、シアン用、マゼンダ用およびイエロー用の光源ユニットを備えていて、それぞれの色に対応する光源を走査することができるようになっているが、光走査装置の構成については、上述した第１または第２の実施例において説明した光走査装置の構成と実質的に同様である。
【００７９】
そして、ブラック用の光源ユニットからの光は、ブラック用の走査光学系を介して感光体ドラムＫ１に照射され、シアン用の光源ユニットからの光は、シアン用の走査光学系を介して感光体ドラムＣ１に照射され、マゼンダ用の光源ユニットからの光は、マゼンダ用の走査光学系を介して感光体ドラムＭ１に照射され、イエロー用の光源ユニットからの光は、イエロー用の走査光学系を介して感光体ドラムＹ１に照射されるようになっている。なお、色毎に光走査装置１０１０を備えていても良い。この場合でも、光走査装置１０１０の構成は、上述した第１または第２の実施例において説明した光走査装置と同様である。
【００８０】
各感光体ドラムは、図１２中の矢印の方向に回転し、回転順にそれぞれ帯電器、現像器、転写用帯電手段、クリーニング手段が配置されている。各帯電器は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電器によって帯電された感光体ドラム表面に光走査装置１０１０により光が照射され、感光体ドラムに静電潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像器により感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写用帯電手段により、転写体としての中間転写ベルト８０に各トナー像が重ねて転写される。したがって、このトナー像はフルカラーの画像である。この中間転写ベルト８０上のトナー像は単一の記録紙に転写され、最終的に定着手段３０により記録紙に画像が定着される。
【００８１】
上述した第３の実施例に係る画像形成装置によると、第１および第２の実施例に係る光走査装置を用いているため、マトリクス構成である複数のビームスポットのそれぞれのビームピッチ、光量および書き出しタイミングの各光学パラメータを紙出力によらずに評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することができる。
また、ポリゴンミラーの反射面の傾き、反射率のバラつき等によるビームピッチ、光量および書き出しタイミングへの影響を評価し、必要な光学調整量を迅速に算出することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１９  同期検知センサ
２０  光走査ユニット評価装置
２０Ａ  主制御部
２１０  ＣＰＵ
２１１  フラッシュメモリ
２１２  ＲＡＭ
２１３  画像処理ボード
２１４  ＩＦ（インターフェース）
２０Ｂ  駆動制御部
２１５  画素クロック生成回路
２１６  画像処理回路
２１７  フレームメモリ
２１８１〜２１８４０  ラインバッファ
２１９  書込制御回路
２２１  光源駆動装置
２５  受光素子（ＣＭＯＳセンサ）
１０１  光源
１０２  カップリングレンズ
１０３  アパーチャ
１０４  光源ユニット
１０５  ズームレンズ
１０６  シリンドリカルレンズ
１０７  偏向器（ポリゴンミラー）
１０７ａ  マーク
１０７ｂ  ポリゴンミラー面インデックスセンサ
１０８ａ  第１走査レンズ
１０８ｂ  第２走査レンズ
１０９ａ  第１折り返しミラー
１０９ｂ  第２折り返しミラー
１０９ｃ  第３折り返しミラー
１１０  被走査面
１１２ａ〜ｃ  ２次元センサ
１１３  ２次元センサ切り替え装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特開２００２−３４１２７３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１１７２８号公報
【図１】
2012002925.tif 000003
【図２】
2012002925.tif 000004
【図３】
2012002925.tif 000005
【図４】
2012002925.tif 000006
【図５】
2012002925.tif 000007
【図６】
2012002925.tif 000008
【図７】
2012002925.tif 000009
【図８】
2012002925.tif 000010
【図９】
2012002925.tif 000011
【図１０】
2012002925.tif 000012
【図１１】
2012002925.tif 000013
【図１２】
2012002925.tif 000014
【図１３】
2012002925.tif 000015
【図１４】
2012002925.tif 000016
【図１５】
2012002925.tif 000017