(57)【要約】【課題】主走査方向の１ライン内での濃度むらの発生を低減する。【解決手段】光走査装置１０は、レーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄ、電圧調整部２１２、記憶部２１１、及び光走査制御部２０１を備える。電圧調整部２１２は、レーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄに印加する電圧値を調整する。記憶部２１１は、パターン画像の画像形成結果における濃度変化に応じて主走査方向の１ライン内でレーザビームの発光強度を変更させるレーザ出力データを記憶する。光走査制御部２０１は、記憶部２１１に記憶されたレーザ出力データに基づいてレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄに印加する電圧値を変更するように電圧調整部２１２を制御する。【選択図】図６
2012103636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された電圧値に応じてレーザビームの発光強度を変更する光源と、
前記光源に印加する電圧値を調整する電圧調整部と、
前記光源から発せられたレーザビームを用いて形成された所定のパターン画像の画像形成結果における濃度変化に応じて主走査方向の１ライン内でレーザビームの発光強度を変更させるレーザ出力データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたレーザ出力データに基づいて前記光源に印加する電圧値を変更するように前記電圧調整部を制御する光走査制御部と、を備える光走査装置。
【請求項２】
環境温度を測定する温度検出部をさらに備え、
前記記憶部は、互いに異なる環境温度の下での画像形成結果に基づく複数のレーザ出力データを記憶し、
前記光走査制御部は、前記温度検出部が検出した環境温度に応じたレーザ出力データに基づいて前記電圧調整部を制御する、請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体の被走査面を走査する請求項１又は２に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成結果を読み取ってパターン画像データを生成する画像読取部と、
前記パターン画像データに基づいて前記レーザ出力データを作成する主制御部と、をさらに備える請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電潜像を形成するためのレーザビームを発光する光走査装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像担持体、及び静電潜像担持体の被走査面を走査する光走査装置を備える。光走査装置から発せられたレーザビームは、被走査面に向かって、主走査方向及び副走査方向に集光される。
【０００３】
従来の光走査装置１０では、光源から発せられたレーザビームを被走査面に集光させる光学系に樹脂製レンズが含まれる場合、環境温度の変化に伴う、樹脂製レンズの密度変化による屈折率の変化、樹脂製レンズの形状変化、レーザビームの波長変化による樹脂製レンズの屈折率変化等によって、レーザビームのビーム径が最も絞られた位置即ちビームウエスト位置が変動することがある。被走査面に対してビームウエスト位置がずれた箇所では、被走査面におけるビーム径が大きくなって１ドットが大きくなるので、特に中間調画像において画像濃度が高くなったように見えてしまう。これによって、濃度むらが発生する。このため、被走査面にビームウエスト位置を一致させる必要がある。特に近年は、高解像度化が要求されることから、被走査面にビームウエスト位置を高精度に一致させることが要求される。
【０００４】
そこで、レーザビームの光軸に沿って移動させたエリア個体撮像素子によってレーザビーム画像を取得し、これによってレーザビームのビームウエスト位置を特定し、ビームウエスト位置と被走査面との差から、光走査装置の位置決めを行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、レーザビームのビーム径の検出結果に応じて、１ドットあたりの点灯時間を変更するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調を行うことで、主走査方向の１ラインにおいて同一入力濃度に対する出力濃度を一定にしようとする技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−００９５８８公報
【特許文献２】特開２０１０−０９９９３１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の従来技術は、画像形成装置に対する光走査装置の配置を補正する技術なので、被走査面に対するビームウエスト位置が主走査方向の１ライン内でばらつくことによる濃度むらの発生を低減することはできない。また、特許文献１に記載の従来技術は、光走査装置を画像形成装置に搭載する際に用いられるものであり、搭載後に、強い振動による光走査装置の位置ずれや、温度変化によるビームウエスト位置の変化があった場合は、被走査面に対するビームウエスト位置のずれによる濃度むらの発生を低減することができない。
【０００８】
特許文献２に記載の従来技術では、１ドットあたりの点灯時間が変更されるので、主走査方向のドットサイズが変更される一方、副走査方向のドットサイズは変更されない。このように、特許文献２に記載の従来技術では、ビームウエスト位置のずれによってビーム径が大きくなった場合に主走査方向のドットサイズは小さくなるように補正される一方、副走査方向には補正されないので、被走査面に対するビームウエスト位置のずれによる濃度むらの発生の低減効果が小さい。また、ドットサイズや濃度の制御のためにＰＷＭ制御を用いた場合は、被走査面に対するビームウエスト位置のずれによる濃度変化の補正のためにＰＷＭ制御を用いることができない。
【０００９】
この発明の目的は、主走査方向の１ライン内での濃度むらの発生を大きく低減できる光走査装置及び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】
【００１０】
この発明の光走査装置は、光源、電圧調整部、記憶部、及び光走査制御部を備える。光源は、印加された電圧値に応じてレーザビームの発光強度を変更する。電圧調整部は、光源に印加する電圧値を調整する。記憶部は、光源から発せられたレーザビームを用いて形成された所定のパターン画像の画像形成結果における濃度変化に応じて主走査方向の１ライン内でレーザビームの発光強度を変更させるレーザ出力データを記憶する。光走査制御部は、記憶部に記憶されたレーザ出力データに基づいて光源に印加する電圧値を変更するように電圧調整部を制御する。
【００１１】
この構成では、光源から発せられたレーザビームを用いて形成された画像形成結果において濃度が基準値よりも高い箇所に対して、レーザビームの発光強度が小さくなるように設定されたレーザ出力データが記憶部に記憶される。被走査面を走査する際は、記憶部に記憶されたレーザ出力データに基づいて、主走査方向の１ライン内のそれぞれの箇所毎に光源の発光強度が調整される。
【００１２】
上述の構成において、環境温度を測定する温度検出部をさらに備え、記憶部は、互いに異なる環境温度の下での画像形成結果に基づく複数のレーザ出力データを記憶し、光走査制御部は、温度検出部が検出した環境温度に応じたレーザ出力データに基づいて電圧調整部を制御するように構成することができる。被走査面に対するビームウエスト位置のずれは、環境温度の変化によっても発生する。レーザビームを被走査面上に集光させるレンズに樹脂製のものを用いた場合、樹脂製レンズは熱膨張係数が大きく、環境温度変化によるビームウエスト位置のずれが大きくなる。また、環境温度変化によるビームウエスト位置のずれの大きさは、熱膨張係数に応じて略一定である。このため、検出した環境温度に応じたレーザ出力データに基づいて光源の発光強度を制御することで、主走査方向の１ライン内での濃度むらの発生がより低減する。
【００１３】
この発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像担持体の被走査面を走査する上述のいずれかに記載の光走査装置と、を備える。静電潜像担持体の被走査面を走査する際に、記憶部に記憶されたレーザ出力データに基づいて、主走査方向の１ライン内のそれぞれの箇所毎に光源の発光強度が調整される。
【００１４】
上述の画像形成装置の構成において、画像形成結果を読み取ってパターン画像データを生成する画像読取部と、パターン画像データに基づいてレーザ出力データを作成する主制御部と、をさらに備えるように構成することができる。光源から発せられたレーザビームを用いて形成された画像形成結果を、画像読取部に読み取らせて、パターン画像データを生成する。このパターン画像データに基づいて、主走査方向の１ライン内において濃度が基準値よりも高い箇所に対してレーザビームの発光強度が小さくなるように設定されたレーザ出力データが主制御部によって作成され、記憶部に記憶される。このため、レーザ出力データが容易かつ正確に作成される。したがって、主走査方向の１ライン内での濃度むらの発生が、より容易かつ正確に低減する。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、主走査方向の１ライン内での濃度むらの発生を大きく低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施形態に係る光走査装置を備えた画像形成装置の正面断面図である。
【図２】光走査装置の斜視図である。
【図３】（Ａ）は、光走査装置の概略構成を示す平面図であり、（Ｂ）は、その正面断面図である。
【図４】光走査装置の構成部材の位置関係を示す模式図である。
【図５】ビームウエスト位置を説明する図である。
【図６】光走査装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】光走査装置のレーザ制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】レーザビームの出力についてのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、この発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１００は、装置本体１１０、及び自動原稿搬送装置（ＡＤＦ:AutomaticDocument Feeder）１２０を備えている。画像形成装置１００は、原稿から生成した画像データ又は外部から入力した画像データに基づいて、用紙に単色又は多色の画像を形成する。用紙として、普通紙、印画紙、ＯＨＰフィルム等の記録媒体が挙げられる。
【００１９】
装置本体１１０は、画像読取部１３０、画像形成部１４０、及び給紙部１５０を備えている。
【００２０】
画像読取部１３０は、装置本体１１０の上部に配置されている。画像読取部１３０は、上面に第１原稿台１３１及び第２原稿台１３２を備えている。第１原稿台１３１及び第２原稿台１３２の上面は、ＡＤＦ１２０によって開閉自在にされている。固定原稿読取モード時に、画像読取部１３０は、第１原稿台１３１上に配置された原稿の画像を読み取って画像データを生成する。また、搬送原稿読取モード時に、ＡＤＦ１２０は、原稿積載トレイ１２１に収容された原稿を、第２原稿台１３２を経由して原稿排出トレイ１２２へ至るように１枚ずつ搬送し、画像読取部１３０は、第２原稿台１３２上を経由する原稿の画像を読み取って画像データを生成する。
【００２１】
画像形成部１４０は、光走査装置１０、４個の画像形成ステーション３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ、中間転写ベルトユニット４０、二次転写ローラ５０、定着装置７０、及び用紙排紙トレイ８５を備え、用紙に画像形成処理を行う。
【００２２】
中間転写ベルトユニット４０は、中間転写ベルト４１、駆動ローラ４２、従動ローラ４３、及びテンションローラを有している。中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４２と従動ローラ４３との間に張架されてループ状の移動経路を形成している。
【００２３】
画像形成部１４０は、ブラック、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン、マゼンタ及びイエローの４色の各色相のトナー像（現像剤像）を、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄにおいて形成する。画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄは、中間転写ベルト４１の移動経路に沿って一列に配置されている。画像形成ステーション３０Ｂ〜３０Ｄは、画像形成ステーション３０Ａと実質的に同様に構成されている。
【００２４】
ブラックの画像形成ステーション３０Ａは、感光体ドラム(静電潜像担持体)１Ａ、帯電器２Ａ、現像装置４Ａ、一次転写ローラ５Ａ、及びクリーニングユニット６Ａを備えている。
【００２５】
感光体ドラム１Ａは、被走査体であり、所定方向に回転駆動される。感光体ドラム１Ａの周面が被走査面である。帯電器２Ａは、感光体ドラム１Ａの周面を所定の電位に均一に帯電させる。
【００２６】
光走査装置１０は、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビームのそれぞれを、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれの感光体ドラム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに照射する。４個の感光体ドラム１Ａ〜１Ｄの周面には、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データに基づく静電潜像がそれぞれ形成される。
【００２７】
現像装置４Ａは、感光体ドラム１Ａの周面に、画像形成ステーション３０Ａの色相であるブラックのトナー（現像剤）を供給し、静電潜像をトナー像に顕像化する。
【００２８】
中間転写ベルト４１の外周面は、４個の感光体ドラム１Ａ〜１Ｄに順に対向する。中間転写ベルト４１を挟んで感光体ドラム１Ａに対向する位置に、一次転写ローラ５Ａが配置されている。中間転写ベルト４１と感光体ドラム１Ａ〜１Ｄとが互いに対向する位置のそれぞれが、一次転写位置である。
【００２９】
一次転写ローラ５Ａには、トナーの帯電極性（例えば、マイナス）と逆極性（例えば、プラス）の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。画像形成ステーション３０Ｂ〜３０Ｄにおいても同様である。これによって、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのそれぞれに形成された各色相のトナー像が中間転写ベルト４１の外周面に順次重ねて一次転写され、中間転写ベルト４１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００３０】
但し、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの色相の一部のみの画像データが入力された場合は、４個の感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われ、一部の色相のトナー像のみが中間転写ベルト４１の外周面に一次転写される。
【００３１】
クリーニングユニット６Ａは、現像及び一次転写の後に感光体ドラム１Ａの周面に残留したトナーを回収する。
【００３２】
一次転写位置のそれぞれにおいて中間転写ベルト４１の外周面に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト４１の回転によって、中間転写ベルト４１と二次転写ローラ５０との対向位置である二次転写位置へ搬送される。
【００３３】
給紙部１５０は、給紙トレイ８１、手差しトレイ８２、第１用紙搬送路８３、及び第２用紙搬送路８４を備えている。給紙カセット８１及び手差しトレイ８２のそれぞれには、用紙が収容される。第１用紙搬送路８３は、給紙トレイ８１及び手差しトレイ８２のそれぞれから二次転写位置及び定着装置７０を経由して用紙排紙トレイ８５へ至るように形成されている。第２用紙搬送路８４は、両面印刷用の用紙搬送路であり、一方の面に画像を形成された用紙が表裏を反転された状態で再び二次転写位置へ搬送されるように形成されている。
【００３４】
二次転写ローラ５０は、中間転写ベルト４１を挟んで駆動ローラ４２に所定のニップ圧で圧接している。二次転写ローラ５０と中間転写ベルト４１とのニップ圧を所定値に維持するために、二次転写ローラ５０又は駆動ローラ４２のいずれか一方が硬質材料（例えば、金属又は樹脂）で構成され、他方が軟質材料（例えば、弾性ゴム又は発泡性樹脂）で構成されている。
【００３５】
給紙部１５０から給紙された用紙が二次転写位置を経由する際に、二次転写ローラ５０に、トナーの帯電極性（例えば、マイナス）と逆極性（例えば、プラス）の二次転写バイアスが定電圧制御によって印加され、これによって、中間転写ベルト４１の外周面に担持されたトナー像が、用紙に二次転写される。
【００３６】
トナー像が用紙に転写された後の中間転写ベルト４１上に残留したトナーは、中間転写ベルト用クリーニング装置４４によって回収される。
【００３７】
トナー像が転写された用紙は、定着装置７０へ導かれ、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過することで加熱及び加圧される。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、トナー像が定着した面を下にして用紙排紙トレイ８５上へ排出される。
【００３８】
図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、光走査装置１０は、複数のレーザダイオード１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ、複数のミラー１２Ａ、１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ、ミラー１３、ポリゴンミラー１４、第１ｆθレンズ１５、複数のミラー１６Ａ，１６Ｂ１，１６Ｂ２，１６Ｃ１，１６Ｃ２，１６Ｄ１，１６Ｄ２、及び複数の第２ｆθレンズ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを、筐体１８内に備えている。
【００３９】
レーザダイオード１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、それぞれ光源を構成し、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色相に対応するレーザビームを発する。ミラー１２Ａ〜１２Ｄは、各レーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄから発せられたレーザビームを所定方向へ反射する。ミラー１３は、ミラー１２Ａ〜１２Ｄから至った各レーザビームをポリゴンミラー１４へ向けて反射する。
【００４０】
ポリゴンミラー１４は、等角速度偏向手段を構成している。ポリゴンミラー１４は、正８角柱形状を呈し、８個の反射面１４１を有している。ポリゴンミラー７４は、筐体１８に固定された図示しないミラー載置台上に回転自在に支持され、所定方向へ高速回転駆動される。ポリゴンミラー１４は、ミラー１３から至った各レーザビームを８個の反射面１４１によって次々に等角速度偏向する。これによって、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄの周面は、主走査方向９１に繰り返し走査される。ポリゴンミラー１４によって等角速度偏向されたレーザビームは、第１ｆθレンズ１５を透過する。
【００４１】
ミラー１６Ａ，１６Ｂ１，１６Ｂ２，１６Ｃ１，１６Ｃ２，１６Ｄ１，１６Ｄ２は、第１ｆθレンズ１５を透過したレーザビームを、第２ｆθレンズ１７Ａ〜１７Ｄを透過するようにそれぞれ反射する。
【００４２】
第１ｆθレンズ１５及び第２ｆθレンズ１７Ａ〜１７Ｄを透過したレーザビームは、等速度偏向されるとともに、主走査方向及び副走査方向の両方向において感光体ドラム１Ａの周面に集光する。
【００４３】
第１ｆθレンズ１５、ミラー１６Ａ，１６Ｂ１，１６Ｂ２，１６Ｃ１，１６Ｃ２，１６Ｄ１，１６Ｄ２、及び第２ｆθレンズ１７Ａ〜１７Ｄは、主走査方向９１に繰り返し走査されるレーザビームのそれぞれを反射や屈折させるために、主走査方向９１に長く、かつ主走査方向９１に直交する副走査方向９２に短い形状を呈し、筐体１８に支持されている。
【００４４】
ブラックに対応するレーザダイオード１１Ａから発せられたレーザビームは、ミラー１３で反射され、ポリゴンミラー１４で主走査方向９１に等角速度偏向され、さらに第１ｆθレンズ１５を透過して、ミラー１６Ｃ１，１６Ｃ２で反射され、第２ｆθレンズ１７Ａを透過して、ブラックに対応する感光体ドラム１Ａに照射される。
【００４５】
シアンに対応するレーザダイオード１１Ｂから発せられたレーザビームは、ミラー１２Ｂ、ミラー１２Ａ及びミラー１３で順次反射され、ポリゴンミラー１４で主走査方向９１に等角速度偏向され、さらに第１ｆθレンズ１５を透過して、ミラー１６Ｄ１，１６Ｄ２で反射され、第２ｆθレンズ１７Ａを透過して、シアンに対応する感光体ドラム１Ｂに照射される。
【００４６】
マゼンタに対応するレーザダイオード１１Ｃから発せられたレーザビームは、ミラー１２Ｃ、ミラー１２Ａ及びミラー１３で順次反射され、ポリゴンミラー１４で主走査方向９１に等角速度偏向され、さらに第１ｆθレンズ１５を透過して、ミラー１６Ａで反射され、第２ｆθレンズ１７Ａを透過して、マゼンタに対応する感光体ドラム１Ｃに照射される。
【００４７】
イエローに対応するレーザダイオード１１Ｄから発せられたレーザビームは、ミラー１２Ｄ、ミラー１２Ａ及びミラー１３で順次反射され、ポリゴンミラー１４で主走査方向９１に等角速度偏向され、さらに第１ｆθレンズ１５を透過して、ミラー１６Ｂ１，１６Ｂ２で反射され、第２ｆθレンズ１７Ａを透過して、イエローに対応する感光体ドラム１Ｄに照射される。
【００４８】
感光体ドラム１Ａ〜１Ｄは、所定方向に回転駆動されており、主走査方向９１に繰り返し走査される各色相のレーザビームを照射される。これによって、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのそれぞれの周面に、各色相の静電潜像が形成される。
【００４９】
図４は、光走査装置１０の構成部材の位置関係を模式的に示している。図４では、説明の便宜上、ブラックのレーザダイオード１１Ａについて記載し、他の色のレーザダイオード１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに関する記載を省略している。この実施形態では、一例として、ブラックのレーザダイオード１１Ａによって同期検出が行われる。なお、図４では、紙面に直交する方向が、副走査方向９２に相当する。
【００５０】
ポリゴンミラー１４は、ポリゴンモータ１４２から駆動力を伝達されることによって所定方向に回転する。ポリゴンモータ１４２は、光走査制御部２０１によって制御される。
【００５１】
光走査装置１０は、ポリゴンミラー１４の回転方向において感光体ドラム１Ａの被走査領域Ｅ１の上流側に、１個の同期検出センサ２１、及び同期ミラー２２を備えている。
【００５２】
ポリゴンミラー１４の反射面１４１に反射されたレーザビームは、さらに同期ミラー２２に反射されることで、同期検出センサ２１に入射する。同期検出センサ２１は、レーザビームを検出する同期検出をした時に、光走査制御部２０１へ同期信号を出力する。同期信号は、感光体ドラム１Ａに対して画像データに基づく走査を開始する走査開始タイミングの制御に用いられる。
【００５３】
図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では記載が省略されているが、レーザダイオード１１Ａとポリゴンミラー１４との間の光路上には、コリメータレンズ２４、及びシリンドリカルレンズ２５が配置されている。
【００５４】
コリメータレンズ２４は、レーザダイオード１１Ａから発せられたレーザビームの広がり角を変更して平行光にする。シリンドリカルレンズ２５は、副走査方向９２のみにパワーを有し、副走査方向９２のみにおいてレーザビームを反射面１４１上に結像させる。
【００５５】
ポリゴンミラー１４の反射面１４１に反射されたレーザビームは、上述のように、第１ｆθレンズ１５及び第２ｆθレンズ１７Ａを透過して、感光体ドラム１Ａの周面に集光する。
【００５６】
ここで、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、レーザビームのビーム径Ｌ１，Ｌ２が最も絞られた光軸方向の位置をビームウエスト位置と呼ぶことにする。
【００５７】
上述のように、光走査装置１０は、画像形成装置１００の製造時に、図５（Ａ）に示すように、主走査方向９１におけるビームウエスト位置が感光体ドラム１Ａの周面１Ａ１と一致し、かつ、図５（Ｂ）に示すように、副走査方向９２におけるビームウエスト位置が感光体ドラム１Ａの周面１Ａ１と一致するように配置される。
【００５８】
次に、図６を用いて、光走査装置１０の電気的構成について説明する。図６に示す露光制御回路２００は、ブラックに対応するレーザダイオード１１Ａを含むものであるが、他の色相に対応するレーザダイオード１１Ｂ〜１１Ｄを含むものも、露光制御回路２００と実質的に同様に構成されている。
【００５９】
光走査装置１０は、主制御部１６０によって統括的に制御されている。画像読取部１３０によって生成された画像データは、主制御部１６０に入力される。主制御部１６０が画像データを画像形成部１４０へ出力すると、画像形成部１４０は、電子写真方式の画像形成処理を実行することで、用紙に画像データに基づく画像を形成する。
【００６０】
また、光走査装置１０は、周囲の環境温度データを取得する温度検出部２６を備えている。温度検出部２６が取得した環境温度データは、主制御部１６０に入力し、主制御部から光走査制御部２０１へ出力される。
【００６１】
露光制御回路２００は、レーザダイオード１１Ａ、フォトダイオード１９Ａ、レーザ駆動集積回路２１０、記憶部２１１、及びレーザダイオード１１Ａに印加する電圧値を調整する電圧調整部２１２を含む。レーザ駆動集積回路２１０は、光走査制御部２０１の他に、レジスタ２０２、スイッチングトランジスタ２０３、入力部２０４、Ａ／Ｄ変換器２０５、Ｄ／Ａ変換器２０６を含む。
【００６２】
記憶部２１１には、互いに異なる環境温度毎のレーザ出力データが予め記憶されている。レーザ出力データは、所定のパターン画像の画像形成結果における濃度変化に応じて、主走査方向の１ライン内でレーザビームの発光強度を変更させるものである。パターン画像は、ドット同士の重なりが生じにくいように、ドットと空白領域とが繰り返された画像であることが好ましく、一例として、１ドット分又は２ドット程度分ずつの間隔をあけたドットの繰り返しパターンである。レーザ出力データは、画像形成部１４０において、一定濃度になるように設定された画像形成条件下でパターン画像を用紙に画像形成し、用紙上のパターン画像の主走査方向の濃度変化を測定することで作成される。一例として、レーザ出力データは、用紙上のパターン画像を画像読取部１３０が読み取って生成したパターン画像データに基づいて、主制御部１６０によって作成される。なお、レーザ出力データは、濃度変化を目視で確認することで作成することもできる。
【００６３】
レーザ出力データは、用紙上のパターン画像のドットの、主走査方向又は副走査方向の何れか一方のサイズ変化を測定することで作成される。一例として、レーザ出力データは、用紙上のパターン画像のドットの主走査方向のサイズ変化を測定することで作成される。
【００６４】
光走査装置１０に搭載される光学系レンズは主走査方向及び副走査方向の両方の屈折率を有するものが多いことから、ビームウエスト位置のずれが発生する場合は、主走査方向及び副走査方向の両方においてずれが発生することが多い。このため、用紙上のパターン画像のドットサイズは、主走査方向及び副走査方向の両方において大きくなることが多い。よって、レーザ出力データを用紙上のパターン画像のドットの主走査方向又は副走査方向の何れか一方のサイズ変化を基準にして作成することで、主走査方向及び副走査方向の両方のビームウエスト位置のずれによる、濃度むらの発生を低減させることができる。
【００６５】
レーザ出力データは、異なる複数の環境温度下で作成されたパターン画像の画像形成結果のそれぞれに基づいて複数作成され、記憶部２１１に記憶されている。
【００６６】
記憶部２１１に記憶された複数のレーザ出力データのうち、温度検出部２６で検出された環境温度に対応するレーザ出力データが、必要に応じてレジスタ２０２に読み出される。
【００６７】
光走査制御部２０１は、サンプリング期間中はレーザダイオード１１Ａに基準印加電圧値Ｅ１の電圧を印加して発光させ、画像形成期間中はレーザダイオード１１Ａにレーザ出力データに基づく大きさの電圧を印加して発光させる。
【００６８】
図６〜図８に示すように、光走査制御部２０１は、主走査方向９１の１ラインの走査毎にサンプリングを行い、基準印加電圧値Ｅ１を補正する。具体的には、次の通りである。
【００６９】
光走査制御部２０１は、時間Ｔ３から時間Ｔ０までのサンプリング期間中は、レーザダイオード１１Ａに所定時間、基準印加電圧値Ｅ１の電圧を印加して発光させる（Ｓ１）。サンプリング期間中にレーザダイオード１１Ａが発したレーザビームは、フォトダイオード１９Ａに受光されて光電変換され、さらにＡ／Ｄ変換器２０５によってアナログ値からデジタル値に変換された検出電圧値Ｅ２が、光走査制御部２０１に入力する。
【００７０】
光走査制御部２０１は、サンプリング期間中に入力した検出電圧値Ｅ２と予め設定された所定電圧値Ｅ３とを比較して両者の差分値Ｄ１を取得する（Ｓ２）。電圧値Ｅ３は、レーザダイオード１１Ａが基準発光強度（サンプルホールド値）のレーザビームを発光したときに検出される電圧値である。光走査制御部２０１は、レーザダイオード１１Ａが基準発光強度のレーザビームを発光するように、差分値Ｄ１に基づいて基準印加電圧値Ｅ１を補正する（Ｓ３）。
【００７１】
光走査制御部２０１は、環境温度データを取得し（Ｓ４）、取得した環境温度データに対応するレーザ出力データを、記憶部２１１からレジスタ２０２へ読み出す（Ｓ５）。
【００７２】
図８に示す画像データは、画像形成用に変換処理されたものであり、ＨＩＧＨとＬＯＷとの２値で表わされており、ＨＩＧＨの部分に現像剤によるドットが形成される。なお、図８では、同期信号の検出についての記載が省略されている。
【００７３】
光走査制御部２０１は、画像データの値がＨＩＧＨのとき即ち時間Ｔ１から時間Ｔ２までの画像形成期間中、基準印加電圧値Ｅ１を基準にして、レーザ出力データに基づいてレーザダイオード１１Ａに印加する電圧値を変更するように電圧調整部２１２を制御する。これによって、レーザダイオード１１Ａは、印加された電圧値に応じた強度でレーザビームを発光する（Ｓ６）。
【００７４】
光走査制御部２０１は、主走査方向の１ライン毎にＳ１からＳ６までの処理を繰り返す（Ｓ７）。
【００７５】
光走査装置１０によれば、レーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄの駆動をデジタル制御しているので、主走査方向の１ライン内においてレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄのそれぞれの発光強度を変更することができる。
【００７６】
また、図８に示すように、主走査方向の１ライン内において、感光体ドラム１Ａの周面１Ａ１位置に対するビームウエスト位置のずれが大きい箇所ほど、レーザダイオード１１Ａの発光強度は小さくされる。これによって、周面１Ａ１に対してビームウエスト位置がずれることで大きくなるドットほど、画像濃度が低くされる。このため、主走査方向の１ラインにおいて、太くなった箇所や隣接するドットと重なった箇所は、ドットの濃度が低くなるので、濃度むらが低減する。特に中間調画像において、濃度むらの低減効果が顕著になる。
【００７７】
さらに、樹脂製レンズはガラス製レンズと比較して熱膨張係数が大きいので、レーザビームを感光体ドラム１Ａの周面１Ａ１に集光させる光学系に樹脂製レンズが含まれる場合、環境温度変化によるビームウエスト位置のずれが大きくなることがある。しかし、環境温度変化によるビームウエスト位置のずれの大きさは、熱膨張係数に応じて略一定であるので、検出した環境温度に応じたレーザ出力データに基づいてレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄの発光強度を制御することで、主走査方向の１ライン内での濃度むらの発生をより大きく低減させることができる。
【００７８】
また、画像形成結果における濃度変化に基づいて発光強度が調整されるので、感光体ドラム１Ａの周面１Ａ１に対するビームウエスト位置のずれ以外の原因によって主走査方向における１ライン内でドットサイズのばらつきが生じている場合でも、原因に関わらず濃度むらを低減させることができる。
【００７９】
さらに、本発明では濃度むらの低減のためにはＰＷＭ制御を用いないので、ドットサイズや濃度の制御のためにＰＷＭ制御を用いる画像形成装置にも、本発明を適用することができる。
【００８０】
また、用紙に形成されたパターン画像を画像読取部１３０が読み取ってパターン画像データを生成し、このパターン画像データに基づいて主制御部１６０がレーザ出力データを作成するので、レーザ出力データが容易かつ正確に作成される。したがって、主走査方向の１ライン内での濃度むらの発生を、より容易かつ正確に低減することができる。
【００８１】
さらに、解像度が高い画像形成装置１００に備えられる光走査装置１０ほど、ビームウエスト位置のずれ量に対するビーム径の拡がり度合いが大きくなるので、主走査方向の１ライン内での濃度むらの発生を大きく低減するという本発明の効果がより顕著に奏される。
【００８２】
なお、レーザ出力データは、用紙上のパターン画像のドットの副走査方向のサイズ変化を測定することで作成することもできる。また、主走査方向及び副走査方向の両方向のドットサイズの変化値にそれぞれ所定の係数を積算して重み付けを行うことで両方向のドットサイズの変化に基づいてレーザ出力データを作成することもできる。
【００８３】
さらに、本発明において、ＡＤＦ１２０及び画像読取部１３０を備えることは、必須要件ではない。また、本発明において、温度検出部２６を備えることも、必須要件ではない。
【００８４】
また、ビーム径が絞られ過ぎている箇所については、基準発光強度よりも発光強度を高めるように制御することも考えられる。
【００８５】
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】
【００８６】
１Ａ〜１Ｄ  感光体ドラム
１Ａ１  周面
１０  光走査装置
１１Ａ〜１１Ｄ  レーザダイオード（光源）
２６  温度検出部
１００  画像形成装置
１３０  画像読取部
１６０  主制御部
２０１  光走査制御部
２１１  記憶部
２１２  電圧調整部
【図１】
2012103636.tif 000003
【図２】
2012103636.tif 000004
【図３】
2012103636.tif 000005
【図４】
2012103636.tif 000006
【図５】
2012103636.tif 000007
【図６】
2012103636.tif 000008
【図７】
2012103636.tif 000009
【図８】
2012103636.tif 000010