(57)【要約】      （修正有）【課題】安価で簡単な機構で、感光体等を走査するレーザビーム光の検出精度が向上した画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、レーザビーム光を出射するレーザダイオード４を含むＬＤユニット４ａと、レーザビーム光を反射して感光体１２を走査する走査光とするポリゴンミラー部８と、走査光の光路上の１点で走査光を検知する検知部１と、前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して検知部１へと入射させる位置設定反射板２と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2009012350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビーム光を出射する光源と、
レーザビーム光を反射して感光体を走査する走査光とする回転多面鏡と、
走査光の光路上の１点で走査光を検知する検知手段と、
前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して前記検知手段へと入射させる位置設定反射部材と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知手段へと直接入射する走査光の光路上に、第１の絞り部材を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記位置設定反射部材により反射して前記検知手段へと入射する走査光の光路上に、第２の絞り部材を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記位置設定反射部材により反射して前記検知手段へと入射する走査光を前記検知手段が検知した時点から、前記検知手段へと直接入射する走査光を前記検知手段が検知した時点まで、の時間を計測する計測手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記計測手段が計測した時間が、所定の検知ピッチと一致しない場合は、走査光を検知した前記検知手段の検知信号を通常の検知信号として処理しない判断手段を備えることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記判断手段は、前記計測手段が計測した時間が、所定の検知ピッチと一致しない場合は、差を計算し、差が所定の速度制御する時間以内であれば、前記回転多面鏡の回転速度の制御にフィードバックすることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
レーザビーム光を出射する光源と、
レーザビーム光を反射して感光体を走査する走査光とする回転多面鏡と、
走査光の光路上の１点で走査光を検知する検知手段と、
前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して前記検知手段へと入射させる位置設定反射部材と、を備えることを特徴とする光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び光走査装置に関し、特に、デジタル複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置のレーザ書き込み装置の位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連する技術としては、特許文献１ないし６に記載の技術がある。
特許文献１に記載の技術は、３次元カラーイメージに関するものであり、公知公用の技術である物体のモノクロ３次元イメージ化に改良を施してカラーデータの優れた収集を可能とすることを目的とするものである。本発明とは、光学的な検知に関する技術という点で共通するが、その他の点で大きく相違する。
【０００３】
また、特許文献２ないし６に記載の技術は、光走査装置ないし画像形成装置に関し、感光体の走査光となるレーザビーム光を検知する技術に関する発明である。しかしながら、いずれもレーザビーム光を位置の異なる２点以上で検知する、又は、（検知精度の向上のためには）レーザビーム光を検知するための検知器を複数必要とするものである。したがって、これら関連技術は、本発明とは目的とするところが大きく異なる。
【特許文献１】特許第３２２０１７９号公報
【特許文献２】特開２００１−１０５６５３号公報
【特許文献３】特開２００１−１６２８６５号公報
【特許文献４】特開２００４−１１７５５７号公報
【特許文献５】特開平０６−１３０３１２号公報
【特許文献６】特開２００１−０６６５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザビーム光を位置の異なる２点間以上で検知して、検知結果をレーザビーム光の点灯タイミングの制御等に用いる技術が従来知られている。しかしながら、この場合、検知器を異なる位置に各々取り付けて検知する必要がある。したがって、検知器の取り付けスペースの確保や、検知器が複数個必要となるという欠点があった。また、取り付けている各々の検知器の位置について高い精度が要求され、検知器固定部材が高価となる欠点があった。また、検知器の取り付け場所によっては、検知器の間隔が十分に取れないという欠点もあった。
【０００５】
そこで本発明は、上記実情に鑑みて、安価で簡単な機構で、感光体等を操作するレーザビーム光の検出精度が向上した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】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、レーザビーム光を出射する光源と、レーザビーム光を反射して感光体を走査する走査光とする回転多面鏡と、走査光の光路上の１点で走査光を検知する検知手段と、前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して前記検知手段へと入射させる位置設定反射部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記検知手段へと直接入射する走査光の光路上に、第１の絞り部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記位置設定反射部材により反射して前記検知手段へと入射する走査光の光路上に、第２の絞り部材を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記位置設定反射部材により反射して前記検知手段へと入射する走査光を前記検知手段が検知した時点から、前記検知手段へと直接入射する走査光を前記検知手段が検知した時点まで、の時間を計測する計測手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、前記計測手段が計測した時間が、所定の検知ピッチと一致しない場合は、走査光を検知した前記検知手段の検知信号を通常の検知信号として処理しない判断手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記判断手段は、前記計測手段が計測した時間が、所定の検知ピッチと一致しない場合は、差を計算し、差が所定の速度制御する時間以内であれば、前記回転多面鏡の回転速度の制御にフィードバックすることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、レーザビーム光を出射する光源と、レーザビーム光を反射して感光体を走査する走査光とする回転多面鏡と、走査光の光路上の１点で走査光を検知する検知手段と、前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して前記検知手段へと入射させる位置設定反射部材と、を備えることを特徴とする光走査装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安価で簡単な機構で、感光体等を操作するレーザビーム光の検出精度が向上した画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の要部を示す斜視図である（筐体部３の内部は、透視図で表現している）。図１において、本実施形態の画像形成装置の要部は、検知部１、位置設定反射板２、レーザダイオード４とコリメートレンズ５を含むＬＤユニット４ａ、シリンダレンズ６、ミラー７、ポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー部８、ｆθレンズ９、ＢＴＬ（バレル・トロイダル・レンズ）１０、折り返しミラー１１、制御部１６を備えて構成され、これらの各構成要素は筐体部３の内部に収められている。筐体部３に収納されるこれらの機構は、光走査装置とも呼ばれ、本実施形態に係る画像形成装置においては、感光体ドラム１２上を光走査する。
また、図２は、図１に示す構成を真上から見下ろした状態で示す上面図である。
【００１６】
レーザダイオード４の発光によりレーザビーム光がレーザダイオード４から出射し、当該レーザビーム光は、コリメートレンズ５により平行光束化され、シリンダレンズ６を通り、ミラー７により偏光され、ポリゴンミラー部８の反射面に投射される。ポリゴンミラー部８は、回転によりレーザビーム光の反射角を変えつつ偏光して、レーザビーム光を感光体ドラム１２を走査する走査光とする。走査光は、ｆθレンズ９を通り、ＢＴＬ１０を通り、一部が検知部１に入射する。
【００１７】
検知部１に入射する一部の走査光について説明する。本実施形態においては、走査光は、折り返しミラーによる反射を経て感光体ドラム１２を走査する前に、すなわち、画像領域に入る前に、あるレーザビーム光が、走査光の光路上に配設される位置設定反射板２へと入射し、反射を経て、検知部１に入射する。ところが、検知部１は、同様に走査光の光路上に配設されているので、また別のレーザビーム光も、検知部１に直接入射する。
【００１８】
本実施形態は、上記のとおり、画像領域に入る前に、２個所で走査光を検知しているので、走査光の速度をモニタできる。したがって、画像領域で高精度の書き込みが可能となる。また、走査光を検知するための機構も、検知部１の１つで済むため、安価で簡単な機構である。
【００１９】
本実施形態の変形例を図３ないし図１０を参照して、以下に説明する。
図１と図２に示す構成では、検知部１に周辺不要光が入ってしまい検知部１が誤検知をする可能性がある。周辺不要光とは、検知部１に直接入射する光路以外の場所からの光のことである。そこで、図３と図４に示すように、検知部１に直接入射するレーザビーム光の光路上に絞り部１３を設ける。このように絞り部１３を設けたことによって、周辺不要光が検知部１に入りにくくなり、誤検知の可能性が低減する効果が奏される。
【００２０】
図３と図４に示す構成と同様に、位置設定反射板２による反射を経て検知部１に入射するレーザビーム光の光路上に絞り部１４を設けることが好ましい。絞り部１４は、単独で設置してもよいが（図５と図６）、絞り部１３と併用する（図７と図８）ことが一層好ましい。誤検知の可能性が一層低減する効果が奏される。
【００２１】
絞り部１３及び絞り部１４を備える本実施形態の変形実施例について、更に図９を参照して説明する。図９は、本変形実施例の検知部１を中心に絞り部１３，１４等の立体構成を示した斜視図である。図９に示すように、本例では、検知部１と位置設定反射板２が固定部材１５に固定されている。また、絞り部１３，１４は、固定部材１５に一体成型されている。一体成型されていることにより、部品点数を抑えることができ、組み立て工数を減らすことができるので、製造コストの低減が可能となる。
【００２２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、検知部１に使用する同期検知用素子の内部反射により、誤検知が起きる可能性がある。そこで、同期検知の精度を更に高めるため、走査光の速度をモニタする機能を備える実施形態について以下に説明する。すなわち、第１の実施形態において、走査光の速度をモニタする機能を実現する構成を有する第２の実施形態について説明する。
【００２３】
図１０は、本実施形態の構成を真上から見下ろした状態で示す上面図である。図１０において、本実施形態に係る画像形成装置は、図１に示す構成に加え、検知部１が走査光を検知したときに発する検知信号を受信する制御部１６を備える。制御部１６は、検知部１からの検知信号等を受信して、ポリゴンミラー部８の速度制御を行い、また、画像形成装置の全体制御部１７の制御を受けて画像形成する画像データを受信して、画像データに基づき、レーザダイオード４とコリメートレンズ５を含むＬＤ（レーザダイオード）ユニット４ａの発光制御等を行う（図１２を参照して後述）。
【００２４】
ここで、これらの制御は、位置設定反射板２からの反射を経て入射した走査光を検知部１が検知した検知信号の受信から、位置設定反射板２の反射を経ないで直接入射した走査光を検知部１が検知した検知信号の受信までの時間を計測した計測結果に基づいて行われる。すなわち、制御部１６は、計測手段としても機能する。
【００２５】
図１１のタイミングチャートを参照して、本実施形態の動作を説明する。図示しないポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー部８の、多面鏡のうちの１面によって得られる出力は、検知部１によって、図１１の上段のように、アナログ信号として検知される。アナログ信号は、検知部１内部の検知回路によって、図１１の下段のように、デジタル信号に変換され、制御部１６に送信される。そして、制御部１６は、図１１の下段に示すように、位置設定反射板２より検知部１へレーザビーム光が入射した時点から、検知部１へレーザビーム光が直接入射した時点までの、デジタル化された時間を計測する。
本実施形態は、上記のように動作することによって、走査光の速度をモニタすることができる。
【００２６】
本実施形態の制御部１６の構成及び動作について、図１２を参照して更に詳しく説明する。制御部１６は、時間計測部１６ａと、判断部１６ｂと、速度制御部１６ｃと、ＬＤ制御部１６ｄと、を備える。
時間計測部１６ａは、検知部１が、位置設定反射板２により反射して入射した走査光を検知して発する検知信号と、検知部１へと直接入射する走査光を検知して発する検知信号と、を受信して、その間の時間を計測する。
【００２７】
判断部１６ｂは、時間計測部１６ａで計測された計測時間を、前もって設定された時間（すなわち所定の検知ピッチ）と比較して、一致するか否かを判断する。ここで判断部１６ｂは、一致すれば通常の画像形成動作を、一致しない場合は前段の時間計測部１６ａで受けた検知信号を信号として処理しない動作を選択する。
本実施形態は、上記のように計測時間を前もって設定された時間と比較して一致しない場合は、検知信号を信号として処理しない動作をすることによって、画像形成における速度制御の精度を向上させることができる。この効果は、特に、検知部１内部より不要光が発生し誤検知が発生するような場合に、有効である。たとえ検知部１が誤った検知信号を発した場合でも後段の制御部１６において誤った検知信号を破棄することができるからである。
【００２８】
本実施形態は、更に、判断部１６ｂにおいて、時間計測部１６ａで計測された計測時間と前もって設定された時間とが一致しない場合であっても、計測時間と前もって設定された時間との差を計算し、その差が時間以内であれば、その差に基づいて、速度制御部１６ｃにフィードバックを伝え、ポリゴンミラー部８の回転速度制御に用いることが好ましい。
【００２９】
上記の動作について、特に時間計測部１６ａと判断部１６ｂの動作を中心に、図１３と図１４を参照して更に詳しく説明する。
図１３のタイミングチャートにおいて、判断部１６ｂは、時間計測部１６ａで計測された計測時間と前もって設定された時間とが一致しないと判断した場合であっても、計測時間と前もって設定された時間との差を計算し、その差が時間以内であれば（この時間を「速度制限する時間」という）、速度制御部１６ｃにフィードバックを伝え、速度制限部１６ｃは、ポリゴンミラー部８の回転速度の制御を行う。
【００３０】
なお、速度制限する時間を大きく逸脱するような場合は、信号として処理しない。
また、速度制限部１６は、計測時間が前もって設定された時間よりも短かった場合に、ポリゴンミラー部８の速度を下げる制御を行い、逆に、長かった場合に、ポリゴンミラー部８の速度を上げる制御を行う。
【００３１】
図１４のフローチャートにおいて、画像形成装置の画像形成動作は、全体制御部１７が画像データの設定を行い、画像データをＬＤ制御部１６ｄに設定することから始まる（ステップＳ０１）。画像データが設定されると、制御部１６は、レーザダイオード４をＯＮし（ステップＳ０２）、ポリゴンミラー部８を駆動するポリゴンモータもＯＮする（ステップＳ０３）。そして、レーザビーム光による走査を開始する（ステップＳ０４）。
【００３２】
ポリゴンミラー部８の回転速度は、書き込み終了までモニタされる。時間計測部１６ａは、位置設定反射板２による反射を経て検知部１に入射した走査光の検知信号を受信した時点から、時間の計測を開始し（ステップＳ０５）、検知部１に直接入射した走査光の検知信号を受信した時点までの時間を計測する（ステップＳ０６）。なお、図１４においては、「前もって設定された時間」を（Ｘ）、「計測時間」を（Ｙ）、「速度制限する時間」を（Ｚ）と表記する。
【００３３】
判断部１６ｂは、計測時間Ｙと前もって設定された時間（すなわち、所定の検知ピッチ）Ｘとを比較し、一致するか否かをまず調べる（ステップＳ０７）。一致する場合は、回転速度は維持される（ステップＳ０８）。一致しない場合は、計測時間Ｙと前もって設定された時間Ｘとの差を、速度制限する時間Ｚと比較し（ステップＳ０９）、差がＺ以内ならば、差に応じた動作をする（ステップＳ０９、Ｙｅｓ）。差がＺを超えるならば、検知信号を信号として処理しないこととする（ステップＳ１０）。
【００３４】
差に応じた動作について説明する。Ｘ−Ｙが０より小さい場合は（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）、走査ピッチが大きいと考えられるので、判断部１６ｂは、速度制御部１６ｃに回転速度を上げるようフィードバックを伝える（ステップＳ１２）。また、Ｘ−Ｙが０より大きい場合は（ステップＳ１１、Ｎｏ）、走査ピッチが短いと考えられるので、判断部１６ｂは、速度制御部１６ｃに回転速度を下げるようフィードバックを伝える（ステップＳ１３）。また、このとき、好ましくは、速度制御部１６ｃは、差に対応した速度に回転速度を速める又は遅くする。
【００３５】
ポリゴンミラー部８の回転速度の制御がいずれの場合であっても、画像形成装置は、所定の画像形成動作を行い（ステップＳ１４）、全体制御部１７により画像形成動作を終了する旨の処理信号が制御部１６に発せられていれば（ステップＳ１５、Ｙｅｓ）、レーザダイオード４やポリゴンモータ等の動作をＯＦＦにして終了する（ステップＳ１６）。
本実施形態は、以上のように動作するので、走査速度のモニタに留まらず、走査速度の調整を可能にし、画像形成における速度制御の精度を向上させることができる。
【００３６】
次に、検知部１の構成について、図１５を参照して説明する。図１５は、検知部１の構成を示す回路図である。図１５において、検知部１は、図示のような受光素子部１ａを有し、受光素子部１ａは、受光部１ｂを備える。検知部１は、入射するレーザビーム光を受光部１ｂに受けると、アナログ信号をデジタル化し、検知信号として出力する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部を示す斜視図である。
【図２】図１に示す構成を真上から見下ろした状態で示す上面図である。
【図３】図１に示す構成の変形例を示す斜視図である。
【図４】図３に示す構成を真上から見下ろした状態で示す上面図である。
【図５】図１に示す構成の変形例を示す斜視図である。
【図６】図５に示す構成を真上から見下ろした状態で示す上面図である。
【図７】図１に示す構成の変形例を示す斜視図である。
【図８】図７に示す構成を真上から見下ろした状態で示す上面図である。
【図９】図７に示す構成の検知部１の周辺の立体構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の要部を示す上面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の検知部の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    検知部
１ａ    受光素子部
１ｂ    受光部
２    位置設定反射板
３    筐体部
４    レーザダイオード
４ａ    ＬＤユニット
５    コリメートレンズ
６    シリンダレンズ
７    ミラー
８    ポリゴンミラー部
９    ｆθレンズ
１０    ＢＴＬ
１１    折り返しミラー
１２    感光体ドラム
１３，１４    絞り部
１５    固定部材
１６    制御部
１６ａ    時間計測部
１６ｂ    判断部
１６ｃ    速度制御部
１６ｄ    ＬＤ制御部
１７    全体制御部
【図１】
2009012350.tif 000003
【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】
2009012350.tif 000016
【図１５】
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