(57)【要約】      （修正有）【課題】ポリゴンミラーによって偏向された複数のレーザ光を受光した光学センサが出力する複数の検出信号の時間間隔に基づいて、１走査周期中の複数の発光素子の相対的な発光タイミングを制御する際に、ポリゴンミラーの反射面の汚れによる時間間隔の測定精度低下を抑制する画像形成装置を提供する。【解決手段】走査開始側にＢＤ（Ｂｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）２０７を配置し、走査終了側にＢＤ２０８を配置し、ＢＤ２０８に複数の発光素子からのレーザ光を入射させることによってＢＤ２０８から出力される複数の検出信号の時間間隔を測定する。そして、当該時間間隔測定結果に基づいて、ＢＤ２０７を基準として１走査周期の各発光素子の画像データに基づく発光タイミングを制御する。【選択図】図２
2016107565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する感光体と、
前記感光体上に静電潜像を形成するために前記感光体を露光するレーザ光を出射する複数の発光素子と、複数の反射面を有し、前記複数の発光素子から出射された複数の前記レーザ光が前記感光体上を走査するように前記複数のレーザ光を前記複数の反射面によって偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された前記複数のレーザ光を前記感光体上に導くレンズと、を備え、前記回転多面鏡によって偏向された前記複数のレーザ光が前記感光体を走査する走査方向において異なる位置を露光するように前記複数の発光素子が配列された露光手段と、
前記回転多面鏡の回転方向において前記複数の反射面それぞれの下流側端部によって偏向されるレーザ光を受光し、当該レーザ光を受光することによって同期信号を生成する第１の受光素子と、
前記回転多面鏡の回転方向において前記複数の反射面それぞれの上流側端部によって偏向されるレーザ光を受光し、当該レーザ光を受光することによって検出信号を生成する第２の受光素子と、
前記複数の発光素子を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記第２の受光素子が前記複数の発光素子に含まれる第１の発光素子および第２の発光素子それぞれから出射されたレーザ光を受光するように前記第１の発光素子および第２の発光素子を制御し、前記第１の発光素子から出射されたレーザ光を受光することによって前記第２の受光素子が生成する第１の検出信号と前記第２の発光素子から出射されたレーザ光を受光することによって前記第２の受光素子が生成する第２の検出信号との生成タイミング差を検出し、
前記レーザ光の１走査周期中において前記第１の受光素子が少なくとも１つの発光素子から出射されたレーザ光を受光するように当該少なくとも１つの発光素子を制御し、当該走査周期中において前記少なくとも１つの発光素子から出射されたレーザ光を受光することによって前記第１の受光素子が生成する同期信号の生成タイミングを基準に、当該走査周期中における画像データに基づく前記第１の発光素子による静電潜像の形成開始タイミングを制御するとともに、当該走査周期に生成された前記同期信号の生成タイミングと前記第１の検出信号を前記第２の検出信号の前記生成タイミング差に基づいて、当該走査周期における画像データに基づく前記第１の発光素子以外の発光素子による静電潜像の形成開始タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の受光素子は、前記走査方向において前記感光体上の画像形成領域に対して上流側に配置され、前記第２の受光素子は、前記走査方向において前記感光体上の画像形成領域に対して下流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の発光素子が出射するレーザ光を前記第１の受光素子が受光することによって前記第１の受光素子が前記同期信号を生成するように、前記第１の発光素子を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の前記生成タイミング差と比較するための基準データを記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記生成タイミング差と前記基準データとを比較した比較結果に基づいて、前記画像データに基づく前記第１の発光素子以外の発光素子による静電潜像の形成開始タイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との生成タイミング差に関するデータを記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、
前記画像データが入力されるよりも前に前記回転多面鏡を回転させた状態で前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との前記生成タイミング差を検出し、
検出した当該生成タイミング差に関するデータを前記記憶手段に記憶させ、
前記同期信号の生成タイミングと前記記憶手段に記憶された前記データに基づいて、前記１走査周期における画像データに基づく前記第１の発光素子以外の発光素子による静電潜像の形成開始タイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の発光素子は、１走査周期中において前記感光体の回転方向において前記感光体上の異なる位置を露光するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の発光素子を有する垂直共振器型面発光レーザを備えることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項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、電子写真方式の画像形成装置に関し、特にマルチビーム光源を用いた光走査装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から出射されたレーザ光をポリゴンミラーによって偏向し、ポリゴンミラーによって偏向されたレーザ光によって感光体を走査することで感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置は、ポリゴンミラーによって偏向されたレーザ光を検出する光学センサを備える。光学センサによって生成される同期信号を基準として光源からレーザ光を出射させることで、レーザ光が感光体上を走査する方向（主走査方向）における静電潜像（画像）の書き出し位置を一致させている。
【０００３】
また、画像形成速度の高速化、画像の高解像度化を図るために、レーザ光を出射する複数の発光素子が図１１（ａ）に示すように配列された光源を備える画像形成装置が知られている。図１１（ａ）中、Ｘ軸方向は主走査方向に対応し、Ｙ軸方向は感光体の回転方向（副走査方向）に対応する。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光源を図１１（ａ）中に示す矢印方向に回転し、Ｙ軸方向の発光素子の間隔を調整する。このように光源を回転させることによって、感光体上における各発光素子から出射されたレーザ光の副走査方向における露光位置間隔を画像形成装置の解像度に対応する間隔に調整していた。
【０００４】
図１１（ａ）に示す矢印方向に光源を回転させると、Ｙ軸方向における発光素子の間隔が変動するとともにＸ軸方向における発光素子の間隔も変動する。そのため、従来の画像形成装置は、光学センサによって生成される同期信号を基準に各発光素子毎に定められたタイミングで各発光素子からレーザ光を出射させて、静電潜像の主走査方向の書き出し位置を一致させている。
【０００５】
上記の組立工程において、画像形成装置の光源の設置状態やレンズやミラーなどの光学部材の光学特性によって、画像形成装置毎に光源を回転させる角度（調整量）が異なる。そのため、複数の画像形成装置の間で、光源の回転調整後のＸ軸方向の発光素子間隔が一致しないことがある。ここで、光学センサによって生成される同期信号を基準として各発光素子毎に設定されるレーザ光の出射タイミングをすべての画像形成装置において同一に設定すると、主走査方向における静電潜像の書き出し位置が主走査方向にずれた画像形成装置が発生するおそれがある。
【０００６】
このような組立工程において光源を回転させることで生じる主走査方向の静電潜像の書き出し位置のずれを抑制するために、特許文献１は、各反射面内においてポリゴンミラーの回転方向上流側で偏向されレーザ光を受光するように配置されたビームディテクター（ＢＤ）を有する画像形成装置を開示している。そして、この特許文献１は、このＢＤに複数の発光素子から出射されたレーザ光を受光させることによって複数の水平同期信号を生成し、複数の水平同期信号の生成タイミング差から第１の発光素子のレーザ光の出射タイミングに対する第２の発光素子のレーザ光の出射タイミングを設定する画像形成装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２２６６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ポリゴンミラーの各反射面は、ポリゴンミラーの回転方向下流側が汚れ易いため、特許文献１の構成では、複数のレーザ光の相対的な出射タイミングを精度よく補正することが難しい。即ち、略正多角形のポリゴンミラーが回転することによってポリゴンミラー周囲に発生するカルマン渦が各反射面のポリゴンミラー回転方向下流側に発生し、当該気流が各反射面に衝突することで塵挨が付着するためである。この汚れは、隣接する反射面の堺目に近づくほど増大する。そのため、反射面の下流側部分によって複数のレーザ光を反射させると、この汚れによって反射光の比率が初期状態から変化してしまい、主走査方向における各発光素子による静電潜像の書き出し位置を精度よく制御することができなくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の画像形成装置は、回転する感光体と、
前記感光体上に静電潜像を形成するために前記感光体を露光するレーザ光を出射する複数の発光素子と、複数の反射面を有し、前記複数の発光素子から出射された複数の前記レーザ光が前記感光体上を走査するように前記複数のレーザ光を前記複数の反射面によって偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された前記複数のレーザ光を前記感光体上に導くレンズと、を備え、前記回転多面鏡によって偏向された前記複数のレーザ光が前記感光体を走査する走査方向において異なる位置を露光するように前記複数の発光素子が配列された露光手段と、前記回転多面鏡の回転方向において前記複数の反射面それぞれの下流側端部によって偏向されるレーザ光を受光し、当該レーザ光を受光することによって同期信号を生成する第１の受光素子と、前記回転多面鏡の回転方向において前記複数の反射面それぞれの上流側端部によって偏向されるレーザ光を受光し、当該レーザ光を受光することによって検出信号を生成する第２の受光素子と、前記複数の発光素子を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第２の受光素子が前記複数の発光素子に含まれる第１の発光素子および第２の発光素子それぞれから出射されたレーザ光を受光するように前記第１の発光素子および第２の発光素子を制御し、前記第１の発光素子から出射されたレーザ光を受光することによって前記第２の受光素子が生成する第１の検出信号と前記第２の発光素子から出射されたレーザ光を受光することによって前記第２の受光素子が生成する第２の検出信号との生成タイミング差を検出し、前記レーザ光の１走査周期中において前記第１の受光素子が少なくとも１つの発光素子から出射されたレーザ光を受光するように当該少なくとも１つの発光素子を制御し、当該走査周期中において前記少なくとも１つの発光素子から出射されたレーザ光を受光することによって前記第１の受光素子が生成する同期信号の生成タイミングを基準に、当該走査周期中における画像データに基づく前記第１の発光素子による静電潜像の形成開始タイミングを制御するとともに、当該走査周期に生成された前記同期信号の生成タイミングと前記第１の検出信号を前記第２の検出信号の前記生成タイミング差に基づいて、当該走査周期における画像データに基づく前記第１の発光素子以外の発光素子による静電潜像の形成開始タイミングを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
複数の反射面それぞれの上流側端部によって偏向された複数のレーザ光によって複数の検出信号を生成し、当該複数の検出信号の時間間隔を測定して書き出し位置を補正することによって、回転多面鏡の反射面の汚れによる書き出し位置制御の精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例にかかる画像形成装置の概略断面図
【図２】光走査装置の斜視図
【図３】発光素子配列、感光ドラム上のレーザ光のスポット配列、ＢＤ上のレーザ光のスポット位置関係の説明図
【図４】実施例にかかる画像形成装置の制御ブロック図
【図５】時間間隔測定モードにおける１走査周期内のタイミングチャート
【図６】画像形成モードにおける１走査周期内のタイミングチャート（補正なし）
【図７】画像形成モードにおける１走査周期内のタイミングチャート（補正あり）
【図８】ＣＰＵが実行する時間間隔測定モードと画像形成モードの制御フロー
【図９】ポリゴンミラー拡大図
【図１０】従来技術における２つの検出信号の検出波形
【図１１】従来技術における発光素子配列、および感光ドラム上のレーザ光のスポット配列の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
図１は、複数色のトナーを用いて画像形成する多色画像形成装置の概略断面図である。図２は、図１に示す多色画像形成装置に備えられる光走査装置の斜視図と上面図である。なお、実施例を多色画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置を例に説明するが、実施の形態は多色画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置に限られるものではなく単色のトナー（例えば、ブラック）のみで画像形成する画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置であっても良い。
【００１３】
まず、図１を用いて本実施例の画像形成装置１００について説明する。画像形成装置１００には色別に画像を形成する４つの画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが備えられている。ここでのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。
【００１４】
画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋには感光体であるところの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋが備えられている。感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３ＢＫ、光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋ、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋがそれぞれ設けられている。また、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋが配置されている。
【００１５】
感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架され、画像形成中は図中の矢印Ｂ方向に回転する。また、中間転写ベルト１０７（中間転写体）を介して、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに対向する位置には一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが設けられている。
【００１６】
また、本実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体Ｓに転写するための２次転写装置１１２、記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１３を備える。
【００１７】
ここでかかる構成を有する画像形成装置１００の帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスを説明する。各画像形成部における当該画像形成プロセスは同一であるため、画像形成プロセスを画像形成部１０１Ｙを例にして説明し、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。
【００１８】
まず画像形成部１０１Ｙの帯電装置により回転駆動される感光ドラム１０２Ｙを帯電する。帯電された感光ドラム１０２Ｙは、光走査装置１０４Ｙから出射されるレーザ光によって露光される。これによって、回転する感光体上に静電潜像が形成される。その後、該静電潜像は現像装置１０５Ｙによってイエローのトナー像として現像される。
【００１９】
以下２次転写工程以降の画像形成プロセスについて画像形成部を例にして説明をする。一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが転写ベルトに転写バイアスを印加することによって各画像形成部の感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はそれぞれ中間転写ベルト１０７に転写される。これによって中間転写ベルト１０７上で各色のトナー像が重ね合わされる。
【００２０】
中間転写ベルト１０７に４色のトナー像が転写されると、中間転写ベルト１０７上に転写された４色トナー像は２次転写装置１１２にて、手差し給送カセット１１４または給紙カセット１１５から２次転写部Ｔ２に搬送されてきた記録媒体Ｓ上に再び転写（２次転写）される。そして、記録媒体Ｓ上のトナー像は定着装置１１３で加熱定着され、排紙部１１６に排紙され、記録媒体Ｓ上にフルカラー画像が得られる。
【００２１】
なお、転写が終了したそれぞれの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋは、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋによって残留トナーを除去され、その後、上記の画像形成プロセスが引き続き行われる。
【００２２】
次に、図２及び図３を用いて光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの構成を説明する。なお、各光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。光走査装置１０４は筐体２００を備え、筐体２００内部には以下で説明する各種光学部材が配置されている。
【００２３】
図２は光走査装置の斜視図である。図２に示すように、光学箱２０１にはマルチビーム光源を搭載したレーザユニット２０２が取り付けられている。図２は、光学箱２０１を開放した状態の図であり、光学箱２０１は、不図示の上フタが取り付けられることで内部が密閉される。
【００２４】
光学箱２０１の内部には、感光ドラム上（感光体上）を走査するようにレーザユニットから出射されたレーザ光（光ビーム）を偏向する偏向手段であるポリゴンミラー２０３（回転多面鏡）が備えられている。ポリゴンミラー２０３によって偏向されたレーザ光は樹脂製の第１のｆθレンズ２０４に入射する。第１のｆθレンズ２０４を通過したレーザ光は、樹脂製の第２のｆθレンズ２０５、折り返しミラー２０６によって反射され、不図示の防塵ガラスを通過して感光ドラム上に導かれる。本実施例ではポリゴンミラー２０３は図２に示す矢印方向（反時計回り）に回転する。レーザ光はポリゴンミラー２０３によって等角速度で走査されるレーザ光が第１のｆθレンズと第２のｆθレンズを通過することによって感光ドラム上に結像し、かつ感光ドラム上を等速度で走査する。図２に示す光路Ｌ３およびＬ４は、感光ドラム上の画像形成領域の両端に対応する光路を示している。画像データに基づいてレーザユニット２０２から出射されるレーザ光は、ポリゴンミラー２０３によって偏向されることにより光路Ｌ３からＬ４にかけて走査する。
【００２５】
光走査装置１０４は、レーザ光の走査方向において走査の開始側（上流側）に配置された第１の受光素子であるところのＢｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ２０７（以下、ＢＤ２０７）を備える。ＢＤ２０７は、ポリゴンミラー２０３により偏向され、さらにＢＤミラー２０９によって反射されたレーザ光Ｌ２を受光する。つまり、ＢＤ２０７は、レーザ光の走査方向において感光ドラム上の画像形成領域に対して上流側を走査するレーザ光を受光する。
【００２６】
また、光走査装置１０４は、レーザ光の走査方向において走査終了側（下流側）に配置された第２の受光素子であるところのＢｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ２０８（以下、第２のＢＤ）を備える。第２のＢＤ２０８は、ポリゴンミラー２０３により偏向され、さらにＢＤミラー２１０によって反射されたレーザ光Ｌ５を受光する。つまり、ＢＤ２０８は、レーザ光の走査方向において感光ドラム上の画像形成領域に対して下流側を走査するレーザ光を受光する。
【００２７】
図３を用いてレーザユニット２０２、ＢＤ２０７、ＢＤ２０８について説明する。図３（ａ）はレーザユニット２０２が有するレーザ光源の拡大図である。本実施例のレーザ光源は、垂直共振器型面発光レーザとするが、実施の形態は、端面発光型レーザでも良い。レーザ光源は、レーザ光を出射するＮ個の発光素子（発光素子１から発光素子Ｎ）を備える。発光素子１（第１の発光素子）からはレーザ光Ｌ１（第１のレーザ光）が出射され、発光素子２からはレーザ光Ｌ２が出射され、発光素子Ｎ（第２の発光素子）からはレーザ光Ｌｎ（第２のレーザ光）が出射される。図３（ａ）のＸ軸方向は、ポリゴンミラー２０３によって偏向された各レーザ光が感光ドラム１０２上を走査する方向（主走査方向）に対応する方向である。また、Ｙ軸方向は、感光ドラム１０２の回転方向（副走査方向）に対応する方向である。
【００２８】
複数の発光素子は、図３（ａ）に示すようにアレイ状に配置されている。図３（ａ）のように各発光素子が配列されているため、各発光素子から出射されたレーザ光Ｌ１からＬｎは、主走査方向において感光ドラム１０２上の異なる位置に結像する。また、各発光素子から出射されたレーザ光Ｌ１からＬｎは、副走査方向において異なる位置に結像する。なお、複数の発光素子の配置は２次元配置であっても良い。
【００２９】
図３（ａ）中のＤ１は、Ｘ軸方向において最も離れた発光素子１と発光素子Ｎとの間隔（距離）である。複数の発光素子のうち発光素子ＮはＸ軸方向において発光素子１から最も離れているため、図３（ｂ）に示すように感光ドラム１０２上の主走査方向において複数のレーザ光のうちレーザ光Ｌｎの結像位置Ｓｎはレーザ光Ｌ１の結像位置Ｓ１から最も離れた位置となる。本実施例では、レーザ光Ｌ１がレーザ光Ｌｎよりも先行して感光ドラム１０２を走査するように発光素子１及び発光素子Ｎが光源２０１に配置されている。このように、発光素子１及び発光素子Ｎを配置することによって、後述するＢＤ２０７にはレーザ光Ｌ１がレーザ光Ｌｎよりも先に入射する。
【００３０】
図３（ａ）中のＤ２は、Ｙ軸方向において最も離れた発光素子１と発光素子Ｎとの間隔（距離）である。Ｙ軸方向において最も離れているため、図３（ｂ）に示すように感光ドラム１０２上の副走査方向において複数のレーザ光のうちレーザ光Ｌｎの結像位置Ｓｎはレーザ光Ｌ１の結像位置Ｓ１から最も離れた位置となる。
【００３１】
Ｙ軸方向の発光素子間隔Ｐｙ＝Ｄ２／（Ｎ−１）は、画像形成装置の解像度に対応する間隔（例えば、１２００ｄｐｉの場合には約２１μｍ）であり、感光体上における副走査方向の隣接するレーザ光の結像位置間隔が所定の解像度に対応する間隔になるように、組立工程において光源２０１を回転調整することで設定される値である。また、Ｘ軸方向の発光素子間隔Ｐｘ＝Ｄ１／（Ｎ−１）は、Ｙ軸方向の発光素子間隔をＰｙに調整することよって一義的に決まる値である。ＢＤ２０７によって同期信号が生成されてから各発光素子からレーザ光を出射させるタイミングは、所定の治具を用いて組立工程において発光素子毎に設定され、初期値として後述するメモリに記憶される。なお、この初期値はＰｘに対応した値である。
【００３２】
図３（ｃ）は、ＢＤ２０７、ＢＤ２０８の概略図である。ＢＤ２０７とＢＤ２０８は同一の受光素子であるので、ＢＤ２０８を例に説明する。ＢＤ２０８は光電変換素子が配列された受光面２０８ａを備える。受光面２０８ａにレーザ光が入射することで信号が生成される。本実施例のＢＤ２０８は、レーザ光Ｌ１及びレーザ光ＬｎをＢＤ２０８に入射させることによってそれぞれのレーザ光に対応する複数の検出信号を生成する。本実施例のＢＤ２０７は、レーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌｎのいずれかを受光することによって同期信号を生成する。詳しくは後述する。
【００３３】
受光面２０８ａの主走査方向の幅はＤ３に、副走査方向に対応する方向の幅はＤ４に設定されている。図３（ｃ）に示すように、発光素子１から出射されたレーザ光Ｌ１及び発光素子Ｎから出射されたレーザ光ＬｎはＢＤ２０７の受光面２０７ａを走査する。受光面２０７ａの副走査方向に対応する方向の幅Ｄ４は、Ｄ４＞Ｄ２×α（α：レンズを通過したレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌｎの間隔の副走査方向の変動率）となるように設定される。また、発光素子１と発光素子Ｎとを同時に点灯させた場合であっても、レーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌｎが同時に受光面２０７ａに入射しないように、受光面２０７ａの主走査方向の幅Ｄ３は、Ｄ３＜Ｄ１×β（β：レンズを通過したレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌｎの間隔の主走査方向の変動率）に設定されている。
【００３４】
ＢＤ２０７は、少なくとも１つ発光点から出射されたレーザ光を受光することによって、レーザ光の走査方向における画像の書き出し位置（静電潜像の書き出し開始位置）を制御するための同期信号（ＢＤ信号）を生成する。本実施例の光走査装置は、複数の発光素子のうちの１つの発光素子から出射されたレーザ光をＢＤ２０７にさせることで１パルスのＢＤ信号を生成する。本実施例では、ＢＤ２０７は、発光素子ＬＤ１（第１の発光素子）から出射されたレーザ光を受光することによって同期信号を生成する。なお、同期信号を生成させるレーザ光は、走査方向において感光ドラム上の先頭を走査するレーザ光である必要は無く、その他のビームであっても良い。
【００３５】
ＢＤ２０８は、２以上の発光点から出射されたレーザ光を受光することによって、複数の発光素子の相対的な点灯開始タイミングを制御するための検出信号（ＢＤ信号）を生成する。本実施例の光走査装置は、複数の発光素子のうちの２つの発光素子から出射されたレーザ光をＢＤ２０８にさせることで２パルスの検出信号を生成する。本実施例では、ＢＤ２０８は、発光素子ＬＤ１（第１の発光素子）から出射されたレーザ光を受光することによって第１の検出信号を生成し、同一走査周期において異なるタイミングで発光素子Ｎ（第２の発光素子）から出射されたレーザ光を受光することによって第２の検出信号を生成する。
【００３６】
なお、第１の検出信号を生成させるレーザ光は、走査方向において感光ドラム上の先頭を走査するレーザ光である必要は無く、その他のビームであっても良い。また、第２の検出信号を生成させるレーザ光は、走査方向において感光ドラム上の最も後ろを走査するレーザ光である必要は無く、その他のビームであっても良い。ただし、２パルスの検出信号を生成する必要があるため、図３（ｃ）に示すように、ＢＤ２０８を同時に走査しない発光素子の組み合わせである必要がある。
【００３７】
次に、図４を用いて本実施例の画像形成装置の制御ブロック図について説明する。ＣＰＵ４０１は、記憶手段であるところのメモリ４０２に記憶された制御プログラムに基づいて、定着装置１１３、２次転写装置１１２、画像形成ユニット１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋを制御する。ＣＰＵ４０１は、半導体レーザ２０２を駆動するための駆動信号をレーザドライバ４０３に送信する。レーザドライバ４０３は、駆動信号に基づいて各発光素子の発光制御（点灯制御）を実行する。ＣＰＵ４０１は、ＢＤ２０７から出力される同期信号を基準として主走査方向の書き出し位置制御を実行する。また、ＣＰＵ４０１は、ＢＤ２０８から出力される複数パルスの時間間隔を検出し、検出結果に基づいて同期信号を基準とする各発光素子の相対的な発光タイミングを制御するための補正データを生成する。そして、ＣＰＵ４０１は、当該補正データをメモリ４０２に記憶させる。さらに、ＣＰＵ４０１は、同期信号を基準として各発光素子の相対的な発光タイミングを制御することで、各発光素子によって形成される静電潜像の主走査方向の書き出し位置を略一致させる。
【００３８】
次に、ＢＤ２０８を走査終了側に配置する目的について説明する。図９は、ポリゴンミラーを拡大して示した図である。図９に示す方向（反時計回り）にポリゴンミラーが回転すると、ポリゴンミラーの反射面の周囲に気流が生じ、各反射面内においてポリゴンミラーの回転方向下流側の隣接する反射面の境界部であるエッジ部側へ回り込む渦が発生する。光走査装置は防塵構成を備えているが、光学箱内部の塵挨を完全に除去することは難しい。ポリゴンミラーの回転によって生じる渦の影響により、塵挨が各反射面において回転方向の下流側の部分に衝突して付着し、この部分に局所的な汚れが発生してしまう。具体的には、略正多角形のポリゴンミラーが回転することによってポリゴンミラー周囲に発生するカルマン渦が各反射面のポリゴンミラー回転方向下流側に発生し、当該気流が各反射面に衝突することで塵挨が付着する。この汚れは、隣接する反射面の堺目に近づくほど増大する。そのため、反射面の下流側部分によって複数のレーザ光を反射させると、この汚れによって反射光の比率が初期状態から変化してしまい、主走査方向における各発光素子による静電潜像の書き出し位置を精度よく制御することができなくなってしまう。
【００３９】
この部分は、走査開始側のレーザ光を偏向する部分あり、同期信号を生成するためのレーザ光を偏向する部分に相当する。一方、各反射面において回転方向の上流側の部分は、渦の影響を受けにくく、下流側の部分に比べて汚れ難い。この部分は、走査終了側のレーザ光を偏向する部分に相当する。
【００４０】
次に図１０において、ポリゴンミラーの反射面に汚れが発生した際に検知結果へ影響が発生する原理を説明する。図１０の波形はＢＤセンサや検知センサ等に使用しているフォトダイオードに走査されたレーザ光が入射したときの出力波形を示している。実線はポリゴンミラーの反射面に汚れが発生していない時の波形であり、破線は汚れが発生したときに検知された波形を示している。図１０は２本のビームが順次センサに入射したときの出力波形である。マルチビーム光源は各々のビームが前記ポリゴンミラーの反射面上で相対的に異なる位置に入射するため、前記汚れが発生するとその汚れの影響がビームによって異なる。そのため、例えば図のように、あるビームでは反射されるビームの光量低下影響が小さく、別のビームでは反射されるビームの光量低下影響が大きくなる現象が発生する。例えばこの時のトリガレベルが図の位置であったとすると、初期にビーム通過時間をｔ１と検知していたものが、反射面に汚れが発生することによって図のｔ２の時間と計測してしまう。ポリゴンミラーの反射面に汚れが発生すると、ＢＤ２０８から出力される２つの検出信号の時間間隔の測定結果への影響は、距離換算してサブμｍ〜数μｍ程度の量に相当する。ポリゴンミラーは通常正多角形形状をしているため、各反射面の汚れ方は一定であり、各反射面で異なることは無い。そのため検知ズレは一定となる。ＢＤ２０８から出力される２つの検出信号の生成タイミングに対する影響としては、上記μｍ単位の書き出し位置ズレは非常に微小な量であり、画像に与える影響はほぼ無い。一方、例えば複数のレーザ光間の相対的なドットズレに関しては、使用するスクリーンの線数や角度によってはドットズレ量を非常に小さくすることが要求される場合があるため、補正する必要がある。垂直共振器型面発光レーザを感光ドラムの露光光源として用いた画像形成装置の開発により、出力画像の高解像度化が進むことでスクリーンの選択性が増える一方、感光ドラムを走査するレーザ光の相対的なドット位置を数μｍ以内のズレに抑制しなければ、画像モアレ等の画像不良が発生してしまうことがある。そこで、複数のレーザ光を受光することによってＢＤ２０８から出力される２つの検出信号に基づいて時間間隔を測定し、測定結果に基づいて複数の発光素子の発光タイミングを制御する必要がある。そして、ＢＤ２０８が出力する検出信号の波形は、ポリゴンミラーの反射面の汚れによる影響を受けにくいことが望ましい。
【００４１】
そこで、本実施例の光走査装置は、各反射面の走査終了側の位置によって偏向させたレーザ光をＢＤ２０８に入射させることによって、上記反射面の汚れの影響による各発光素子の相対的な点灯開始タイミングの制御精度の低下を抑制する。そして、走査開始側に配置されたＢＤ２０７が生成する同期信号に基づいて各走査周期における各発光素子の点灯開始タイミングを制御することによって、ポリゴンミラーの回転ジッタの影響が抑制された書き出し位置制御を行う。
【００４２】
次に、図５、６、７を用いて本実施例の制御シーケンスを説明する。図５および図６は、シートに転写すべき画像を形成する際の１走査周期中のタイミングチャートを示している。図７は、ＣＰＵが実行する制御フローを示すフローチャートである。
【００４３】
図５は、発光素子１〜発光素子Ｎのレーザ光の出射タイミングとＢＤ２０７のＢＤ信号の生成タイミング、ＢＤ２０８の第１の検出信号および第２の検出信号の生成タイミングを示すタイミングチャートである。（１）は、後述するカウント値取得用の所定周波数（高周波）のＣＬＫ信号を示している。（２）はＢＤ２０７が発光素子１からのレーザ光を受光することによって生成するＢＤ信号の生成タイミング（出力タイミング）を示している。（３）はＢＤ２０８が発光素子１および発光素子Ｎからのレーザ光をそれぞれ受光することによって生成する第１の検出信号７０１および第２の検出信号７０２の生成タイミング（出力タイミング）を示している。また、（３）〜（７）は発光素子１、発光素子２、発光素子３、発光素子Ｎのレーザ光の出射タイミングを示している。
【００４４】
図６は、発光素子１〜発光素子Ｎのレーザ光の出射タイミングとＢＤ２０７のＢＤ信号の生成タイミング、およびＢＤ２０７によって生成されるＢＤ信号を基準とする各発光素子の静電潜像開始タイミング（画像書き出しタイミング）を示すタイミングチャートである。
【００４５】
図５に示すビーム間隔測定モードにおいて、ＣＰＵ４０１は、レーザ光の１走査周期中において、ＢＤ２０７に発光素子１から出射されたレーザ光が入射するようにレーザドライバ４０３を制御する。ＣＰＵ４０１は、ＢＤ２０７が生成したＢＤ信号を基準に１走査周期中における各発光素子の点灯タイミングを制御する。
【００４６】
続いて、図５に示す１走査周期内において、ポリゴンミラー２０３によって偏向されたレーザ光が感光ドラム上を走査する期間に相当する静電潜像形成期間の後に、ＢＤ２０８に発光素子１及び発光素子Ｎから出射されたレーザ光がそれぞれ異なるタイミングで入射するようにレーザドライバ４０３を制御する。その結果、図５に示すように、ＢＤ２０８は、発光素子１からのレーザ光の受光に応じて第１の検出信号７０１（第１のパルス）を生成し、発光素子Ｎからのレーザ光の受光に応じて第２の検出信号７０２（第２のパルス）を生成する。ＣＰＵ４０１は、第１の検出信号７０１が入力されたことに応じてＣＬＫ信号のカウントを開始し、第２の検出信号７０２が入力されたことに応じてカウント値Ｃをサンプルする。カウント値Ｃは、図５中の第１の検出信号７０１と第２の検出信号７０２の生成タイミング差ＤＴを示す検出データである。
【００４７】
メモリ４０２には基準カウント値データＣｒｅｆとＣｒｅｆに対応するカウント値Ｃ１からＣｎが記憶されている。基準カウント値データＣｒｅｆはある任意の状態においてＢＤ２０８によって生成される複数の検出信号の生成タイミング差Ｔｒｅｆに相当する参照データ（所定のデータ）である。ここでは、上記初期状態（工場調整時）においてＢＤ２０８によって生成される複数の検出信号の生成タイミング差であるとする。カウント値Ｃ１からＣｎそれぞれは、生成される複数の検出信号の生成タイミング差がＴｒｅｆの場合に主走査方向における各発光素子の書き出し位置を一致させるためのカウント値（書き出しタイミングデータ）である。カウント値Ｃ１からカウント値Ｃｎはそれぞれ、図５中のＴ１からＴｎに対応する。
【００４８】
ＣＰＵ４０１は、第１の検出信号７０１と第２の検出信号７０２の生成タイミング差ＤＴに相当するカウント値ＣとＣｒｅｆとを比較する。比較結果がＣ＝Ｃｒｅｆの場合、ＣＰＵ４０１は、図６に示すようにＢＤ信号が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣ１（Ｔ１経過後）になったことに応じて発光素子１を点灯させる。つまり、ＢＤ信号が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣ１（Ｔ１経過後）になったことに応じて発光素子１による静電潜像形成期間が開始される。また、図６に示すように、ＢＤ信号が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣｎ（Ｔｎ経過後）になったことに応じて発光素子Ｎを点灯させる。つまり、図６に示すようにＢＤ信号が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣｎ（Ｔｎ経過後）になったことに応じて発光素子Ｎによる静電潜像形成期間が開始される。
【００４９】
一方、比較結果がＣ≠Ｃｒｅｆの場合、ＣＰＵ４０１は、ＣとＣｒｅｆとの差分に基づいて補正値Ｃｃｏｒを演算し、Ｃｃｏｒに基づいてＣ１からＣｎを補正することによってＣ１’〜Ｃｎ’を演算する。図７に示すように、ＢＤ信号が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣ１と異なるＣ１’（Ｔ１’経過後）になったことに応じて発光素子１を点灯させる。つまり、ＢＤ信号が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣ１’（Ｔ１’経過後）になったことに応じて発光素子１による静電潜像形成期間が開始される。また、図７に示すように、ＢＤ信号が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣｎと異なるＣｎ’（Ｔｎ’経過後）になったことに応じて発光素子Ｎを点灯させる。つまり、図７に示すようにＢＤ信号が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣｎ’（Ｔｎ’経過後）になったことに応じて発光素子Ｎによる静電潜像形成期間が開始される。
【００５０】
本実施例の画像形成装置は、図５に示すように、画像形成装置の電源ＯＮ後、スリープ復帰後、シート間の非画像形成期間に第１の検出信号と第２の検出信号を生成して、補正値Ｃｃｏｒを用いてＢＤ信号を基準とする各発光素子の相対的な発光タイミングを補正する。これによって、画像形成装置の状態によって、感光ドラム上において各発光素子から出射されたレーザ光の照射位置に相対位置変化が生じても、主走査方向の各発光素子による静電潜像（画像）の書き出し位置のずれを抑制するができる。
【００５１】
ここで、Ｃｒｅｆの決定方法について説明する。まず、工場における調整時に、レーザ光源の温度が基準温度（例えば、２５℃）の状態において、ポリゴンミラー２０３を回転駆動して発光素子１からのレーザ光及び発光素子Ｎからのレーザ光をＢＤ２０８に入射させる。そして、発光素子１からのレーザ光によって生成される第１の検出信号と発光素子Ｎからのレーザ光によって生成される第２の検出信号の検出タイミング差ＤＴｒｅｆを測定器に入力する。測定器には、ＣＰＵ４０１からＣＬＫ信号が入力されており、検出タイミング差ＤＴｒｅｆをカウント値に変換する。測定器は、このカウント値をＣｒｅｆに決定してメモリ４０２に記憶させる。
【００５２】
また、調整時において感光ドラム面上の潜像書き出し位置に相当する位置には受光装置が配置されており、受光装置はポリゴンミラー２０３によって偏向された発光素子１からのレーザ光および発光素子Ｎからのレーザ光を受光する。受光装置は、発光素子１からのレーザ光の受光タイミング及び発光素子Ｎからのレーザ光の受光タイミングを示す受光信号を測定器に送信する。測定器は、レーザ光Ｌ１によって生成された第１の検出信号と受光装置がレーザ光Ｌｎを受光したことによって生成する第２の受光信号との生成タイミング差をカウント値に変換する。このカウント値がＣ１となり、測定器はＣ１をＣｒｅｆに対応させてメモリ４０２に記憶させる。一方、測定器は、レーザ光Ｌ１によって生成された第１の検出信号と受光装置がレーザ光Ｌｎを受光したことによって生成する第２の検出信号とのタイミング差をカウント値に変換する。このカウント値がＣｎとなり、測定器はＣｎをＣｒｅｆに対応させてメモリ４０２に記憶される。測定器は、調整時にこれらの処理を各発光素子に対して行いＣ１〜Ｃｎをメモリに記憶させる。
【００５３】
なお、メモリ４０２には、Ｃ１とＣｎを記憶させておき、図３のＸ軸方向において発光素子１と発光素子Ｎとの間に位置する発光素子Ｍ（発光素子２から発光素子Ｎ−１）の書き出しタイミングデータを記憶しておかなくても良い。この場合、ＣＰＵ４０１は、発光素子Ｍの書き出しタイミングデータを、Ｃ１、Ｃｎ、及び発光素子１と発光素子Ｎに対する発光素子ＭのＸ軸方向の配置位置に基づいて演算する。即ち、ＣＰＵ４０１は、以下の数式１に基づいて発光素子１と発光素子Ｎとの間に位置する発光素子Ｍの書き出しタイミングデータＣｍ（カウント値）を演算する。
【００５４】
（数１）
Ｃｍ＝（Ｃｎ−Ｃ１）×（ｍ−１）／（ｎ−１）＋Ｃ１
＝Ｃ１×（ｎ−ｍ）／（ｎ−１）＋Ｃｎ×（ｍ−１）／（ｎ−１）
例えば、レーザ光源２０２が４個の発光素子１から発光素子４を備える場合、ＣＰＵ４０１は、発光素子２及び発光素子３の書き出しタイミングデータＣ２およびＣ３を次の式に基づいて演算する。
（数２）
Ｃ２＝Ｃ１＋（Ｃ４−Ｃ１）×１／３
＝Ｃ１×２／３＋Ｃ４×１／３
（数３）
Ｃ３＝Ｃ１＋（Ｃ４−Ｃ１）×２／３
＝Ｃ１×１／３＋Ｃ４×２／３
【００５５】
次に、図８を用いて、ＣＰＵ４０１が実行する時間間隔測定モードおよび画像形成モードの制御フローを説明する。ＣＰＵ４０１は、画像データが入力されることによって本制御を開始する。ＣＰＵ４０１は、まずポリゴンミラー２０３を回転駆動（起動）し（ステップＳ８０１）ポリゴンミラー２０３が所定の回転速度に達したか否かを判定する（ステップＳ８０２）。ステップＳ８０２において、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ８０２においてポリゴンミラー２０３が所定の回転速度に達していると判定された場合、制御をステップＳ８０４に進める。一方、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ８０２においてポリゴンミラー２０３が所定の回転速度に達していないと判定された場合、ポリゴンミラー２０３の回転速度を加速させる（ステップＳ８０３）。
【００５６】
ステップＳ８０２に続いて、ＣＰＵ４０１は、発光素子１を点灯させ（ステップＳ８０５）、発光素子１から出射されたレーザ光を受光することによってＢＤ２０８が第１の検出信号（第１のパルス）を生成したか否かを判定する（ステップＳ８０５）。ステップＳ８０５においてＢＤ２０８が第１の検出信号を生成していないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ８０５に戻り、発光素子１から出射されたレーザ光を受光することによってＢＤ２０８が第１の検出信号を生成したか否かを判定する。ステップＳ８０５においてＢＤ２０８が第１の検出信号を生成したと判定された場合、図６に示すＣＬＫ信号（クロック信号）のカウントを開始するとともに、発光素子１を消灯させる（ステップＳ８０７）。
【００５７】
ステップＳ８０７の後、ＣＰＵ４０１は、発光素子Ｎを点灯させ（ステップＳ８０８）、発光素子Ｎから出射されたレーザ光を受光することによってＢＤ２０８が第２の検出信号（第２のパルス）を生成したか否かを判定する（ステップＳ８０９）。ステップＳ８０９においてＢＤ２０８が第２の検出信号を生成していないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ８０９に戻り、発光素子Ｎから出射されたレーザ光を受光することによってＢＤ２０８が第２の検出信号を生成したか否かを判定する。ステップＳ８０９においてＢＤ２０８が第２の検出信号を生成したと判定された場合、ＣＬＫ信号のカウント値Ｃをサンプルし（ステップＳ８１０）、発光素子Ｎを消灯させる（ステップＳ８１１）。なお、カウント値Ｃは、１走査周期中におけるＢＤ２０８が生成する第１の検出信号と第２の検出信号の生成タイミング差に相当する。
【００５８】
ステップＳ８１１の後、ＣＰＵ４０１は、サンプルされたカウント値ＣとＣｒｅｆとを比較してＣ＝Ｃｒｅｆであるか否かを判定し（ステップＳ８１２）、Ｃ＝Ｃｒｅｆと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、発光素子１から出射されたレーザ光を受光することによってＢＤ２０７が生成するＢＤ信号を基準とする各発光素子に対応するレーザ光の出射タイミングをＣ１からＣｎに設定する（ステップＳ８１３）。一方、ステップＳ８１２においてＣ＝Ｃｒｅｆ（Ｃ≠Ｃｒｅｆ）と判定された場合、ＣＰＵ４０１は、Ｃｃｏｒ＝Ｃ−Ｃｒｅｆを演算し（ステップＳ８１４）、Ｃｃｏｒに基づいてＢＤ信号を基準とする各発光素子に対応するレーザ光の出射タイミングをＣ’１からＣ’ｎに設定する（ステップＳ８１５）。
【００５９】
ステップＳ８１３またはステップＳ８１５の後、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ８１３またはステップＳ８１５のいずれかのステップにおいて設定されたレーザ光の出射タイミングに基づいて画像データに基づくレーザ光を各発光素子から出射させて感光ドラムを露光する（ステップＳ８１６）。ステップＳ８１６の後、ＣＰＵ４０１は、画像形成が終了したか否かを判定し（ステップＳ８１７）、画像形成が終了していないと判定された場合、制御をステップＳ８１６に戻す。一方、ステップＳ８１７において、ＣＰＵ４０１は、画像形成が終了したと判定された場合、本制御を終了させる。
【００６０】
以上説明したように、本実施例の画像形成装置は、走査開始側にＢＤ２０７を配置し、走査終了側にＢＤ２０８を配置し、ＢＤ２０８に複数の発光素子からのレーザ光を入射させることによってＢＤ２０８から出力される複数の検出信号の時間間隔を測定する。そして、本実施例の画像形成装置は、当該時間間隔測定結果に基づいて、ＢＤ２０７を基準として１走査周期の各発光素子の画像データに基づく発光タイミングを制御する。このような構成によって、ポリゴンミラーの反射面の汚れの影響による複数の発光素子による主走査方向の静電潜像の書き出し位置のずれの発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１００  画像形成装置
１０４  光走査装置
２０１  光学箱
２０２  レーザユニット
２０３  ポリゴンミラー
２０４  第１のｆθレンズ
２０５  第２のｆθレンズ
２０６  折り返しミラー
２０７  ＢＤ
２０８  ＢＤ
４０１  ＣＰＵ
【図１】
2016107565.tif 000003
【図２】
2016107565.tif 000004
【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】
2016107565.tif 000009
【図８】
2016107565.tif 000010
【図９】
2016107565.tif 000011
【図１０】
2016107565.tif 000012
【図１１】
2016107565.tif 000013