(57)【要約】【課題】主走査方向のドット位置ずれを、高精度に、かつ簡単な構成で補正でき、色ずれの発生を抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、半導体レーザ１と、半導体レーザ１から出射した光束をポリゴンミラーにより偏向し、結像光学系を介して光束を走査させる光走査装置２０と、光走査装置２０に対応して配置され、光束で走査される感光体８とを備える。そして、感光体８上を走査する光束の位置を検出するイメージセンサを主走査方向の複数の位置に配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射した光束を偏向手段により偏向し、結像光学系を介して前記光束を走査させる走査光学系と、前記走査光学系に対応して配置され、前記光束で走査される感光体とを備えた画像形成装置において、
前記感光体上を走査する前記光束の位置を検出する検出手段を主走査方向の複数の位置に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記感光体上を走査する光束の位置を、画像領域外の走査開始側と走査終了側の少なくとも２箇所で検出できるように配置され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】
前記検出手段によって検出した前記感光体上を走査する前記光束の位置の変動量に基づいて、画像クロックの周波数または位相を変化させ、主走査方向における画像倍率を補正することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検出手段はイメージセンサであることを特徴とする請求項１及至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体上を走査する光束を前記検出手段の受光面に結像するための結像光学系を備えることを特徴とする請求項１及至請求項４のいずれか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、光走査装置により感光体に光束を走査させて感光体上に画像情報を記録（光書き込み）する電子写真プロセスを有するカラーレーザビームプリンタ、カラーデジタル複写機、カラーレーザファクシミリ等の画像形成装置に関する。特に、感光体上を走査する光束の位置を検出し、その光書き込み位置を補正することによって、高画質のカラー画像情報を記録することのできる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、一般に、入力された画像データに応じて半導体レーザを駆動して発光されるレーザ光をスキャナモータにより回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）で偏向走査し、感光体に照射する。これにより、潜像形成が行われ、トナー像へと現像し、そのトナー像を記録媒体上に転写することにより画像形成が行われる。
【０００３】
このような画像形成装置において、形成される画像の品質を劣化させる要因の一つとして、感光体の表面（被走査面）上での倍率誤差がある。倍率誤差があると、結果として、主走査ドット位置ずれを発生し、特にカラー画像においては、この主走査ドット位置ずれが色ずれとして現れ、色再現性の劣化、解像度の劣化を招くことになる。
【０００４】
特に、複数の色ごとに光束を走査するカラーレーザプリンタ等のカラー画像形成装置においては、主走査方向のドット位置ずれが画像品質を劣化させる大きな要因となるので、ドット位置ずれをなくすことは画像品質を維持するのに重要である。
【０００５】
画像形成装置においては、ポリゴンミラーと感光体との間に反射ミラーやｆθレンズ等の光学部品が設けられている。このｆθレンズは、レーザ光の集光作用、走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正作用などの光学特性を有し、これにより、ｆθレンズを通過したレーザ光は、感光体上に所定方向に等速で結合走査される。
【０００６】
しかしながら、このｆθレンズでは、成形上のバラツキ等により、設計値からの特性のずれがあるため、感光体上へ照射されるレーザ光の主走査方向（感光体の長手方向）の位置に応じて倍率誤差や書き込み位置ずれによる色ずれ及び色ムラが発生している。
【０００７】
即ち、スキャナモータ上に搭載されてスキャナモータの回転により回転駆動されるポリゴンミラーへ、レーザ光を照射して１ラインを走査する１主走査区間の間に、レーザ光はポリゴンミラーと感光体との間に設けられたｆθレンズを通過する。
【０００８】
このため、このｆθレンズの特性のずれにより感光体上へ照射されるレーザ光は、理想的な画像形成位置からずれを生じてしまう。また、画像形成装置内での環境変動等により光学部品の屈折率分布や面精度の悪化などによっても、レーザ光が理想的な画像形成位置からずれを生じてしまう。
【０００９】
この理想的な画像形成位置からのずれを検出して、ずれを低減させる技術が提案されている。
【００１０】
例えば、特許文献１には以下の技術が提案されている。
【００１１】
即ち、ｆθレンズを通過したレーザ光を反射して感光体へと導くミラーと、該ミラーの両端外側に設けられた感光体の長手方向である主走査方向におけるレーザビームの書き込みの基準となる同期信号の検知用の光検知器とを設ける。そして、該光検知器の検知信号に基づいて理想時間とのずれを算出／補正する。
【００１２】
また、特許文献２には以下の技術が提案されている。
【００１３】
即ち、走査レンズを通過したレーザ光を透過光及び反射光に分離するビームスプリッタと、ビームスプリッタの下流に設けられた走査位置検出用の検出手段とを設け、ビームスプリッタでの反射光を感光体表面で結像し、透過光を検出手段へと導く。
【００１４】
上記した問題のうち、初期特性については、組み付け前に各特性を計測することにより調整可能であるが、感光体ドラムの偏芯、または温度変動などの経時的変化については計測して補正する必要がある。
【００１５】
主走査方向のドット位置ずれを補正する従来技術として次のものがある。
【００１６】
例えば、特許文献３に開示された光走査装置は、図３に示すように、有効書き込み領域外の書き込み開始側と終端側の少なくとも２ヶ所に光検出部３１を配置する。そして、光偏向器３２にて偏向走査される光ビームが光検出部３１、３１間を横切る走査時間を計測する時間カウンタ３３を有する。また、計測された走査時間の変動量に基づいて有効書き込み領域での画像データの各ドット位置を任意位置に補正する手段を有する。
【００１７】
しかし、上記光走査装置は、感光体ドラムの偏芯による影響や、物流・環境変動によって生じるその他の主走査ドット位置ずれについて全てを補正することはできない。
【００１８】
また、特許文献４には、図４に示すように、電場変化検出板４１を用いて感光体４２上の電場変化を検出し、検出した情報に基づいて光走査装置４３の書き込みドット位置を高精度に補正する技術（画像形成装置）が提示されている。
【００１９】
この技術の場合、感光体上に作られた静電潜像の暗減衰の影響、または感光体に対向する面以外からの誘導電流の影響等による読み取り精度の問題が挙げられる。
【００２０】
更に、感光体上に一度静電潜像を形成した後に電場変化を測定するというように、感光体を走査する光束を直接測定することができない。そのため、感光体上に光束を走査してから、形成された静電潜像から電場変化を測定する分の遅延時間によって、十分な補正精度が得られない可能性がある。
【特許文献１】特開２００５−１８１６９４号公報
【特許文献２】特開昭６２−１４３５５４号公報
【特許文献３】特開２００３−１８５９５３号公報
【特許文献４】特開２００４−０６９８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上記したように、特許文献３の技術においては、感光体ドラムの偏芯による影響や、物流・環境変動によって生じるその他の主走査ドット位置ずれについて全てを補正することはできない。
【００２２】
また、特許文献４の技術においては、感光体を走査する光束を直接測定することができないため、感光体上に光束を走査してから、形成された静電潜像から電場変化を測定する分の遅延時間によって、十分な補正精度が得られない可能性がある。
【００２３】
本発明の目的は、主走査方向のドット位置ずれを、高精度に、かつ簡単な構成で補正でき、色ずれの発生を抑えることができる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】
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、光源と、前記光源から出射した光束を偏向手段により偏向し、結像光学系を介して前記光束を走査させる走査光学系と、前記走査光学系に対応して配置され、前記光束で走査される感光体とを備えた画像形成装置において、前記感光体上を走査する前記光束の位置を検出する検出手段を主走査方向の複数の位置に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の画像形成装置によれば、主走査方向のドット位置ずれを、高精度に、かつ簡単な構成で補正でき、色ずれの発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の光走査装置（走査光学系）の平面図である。
【００２８】
図１において、光走査装置（走査光学系）２０は、半導体レーザ１、カップリングレンズ２、シリンドリカルレンズ３、ポリゴンミラー（偏向手段）４、結像光学系を構成する第１走査レンズ５、第２走査レンズ６及び折り返しミラー７を備えている。
【００２９】
半導体レーザ１から出射した発散光束がカップリングレンズ２によってカップリングされ、副走査方向にのみ駆動力が作用するシリンドリカルレンズ３によりポリゴンミラー４の反射点近傍に主走査方向に長い潜像を形成する。
【００３０】
そして、ポリゴンミラー４により偏向された光束が、第１走査レンズ５及び第２走査レンズ６、折り返しミラー７を透過して、感光体８へ導かれる。尚、走査領域（有効書き込み幅）の開始側の外側には書き込みのタイミングを決めるために光束を検出するＰＤ（フォトダイオード）がある。
【００３１】
また、感光体８の露光位置の非画像領域に、イメージセンサ１０ａ、１０ｂ及び光束の位置をイメージセンサ１０ａ、１０ｂの受光面に結像するためのレンズ９ａ、９ｂを備えている。この実施の形態では、イメージセンサ１０ａ、１０ｂが光束位置の検出手段として機能する。
【００３２】
尚、この実施の形態では、イメージセンサ１０ａ、１０ｂは、例えば、ＣＣＤイメージセンサを用い、結像レンズ９ａ、９ｂによって感光体８上にＣＣＤイメージセンサのピントを合わせ、感光体８上光走査面の光束の位置を検出する。尚、光束位置の検出手段は、他のＣＩＳやＣＭＯＳといったイメージセンサを用いても良い。
【００３３】
一般に、画像の濃淡やカラー画像の色ずれを目立たなくするには数μｍオーダーで画像位置を制御する必要がある。場合によっては、光束位置の検出手段の精度を上げるために、結像光学系（結像レンズ９ａ、９ｂ）に拡大光学系を用いる方法もある。
【００３４】
感光体８上を走査する光束を画像形成中にも測定できるように、イメージセンサ１０ａ、１０ｂ及び結像レンズ９ａ、９ｂは、画像領域外で、光走査方向の走査開始側及び走査終了側の２箇所に配置した。
【００３５】
これにより、２つの光束位置の情報から適切な画像クロックの周波数または位相を求め、その周波数または位相を変化させることにより、走査線を構成する個々の光束位置を個々または全体的に主走査方向に移動させることができる。
【００３６】
これにより、倍率誤差が補正され、歪みがなく、濃淡むらのない良好な画像を得ることができる。尚、画像クロックとは画像を形成する各ドットの主走査方向位置の基準となる信号である。
【００３７】
また、光束位置を検出する際に、面倒れ等の副走査方向ドット位置ずれの影響を分離して検出できるように、光束位置の検出手段による光束位置の検出は、ポリゴンミラー４における各面が発光した状態で行うようにする。
【００３８】
尚、図１の光走査装置２０は、光源（半導体レーザ１）から出射された光束を走査させて一つの被走査面（感光体８の面）上に書き込みを行うタイプのものである。
【００３９】
しかし、本発明は、複数の光源から射出された光束を同時に走査して、一つの被走査面上の複数の箇所に同時に書き込みを行うタイプや、複数の被走査体に同時に書き込みを行うタイプの画像形成装置にも有効に適用できることは無論である。
【００４０】
図２は、タンデム方式のフルカラーの画像形成装置の概略構成図である。
【００４１】
この画像形成装置は、各色（４色）の光走査装置２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）と感光体８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を備えている。
【００４２】
感光体８上に周知の電子写真プロセスによって形成された画像（トナー像）は、中間転写ベルト１１に順次転写されてフルカラー画像となる。このフルカラー画像は、２次転写部１２において転写用紙Ｐに転写される。転写用紙Ｐは定着器１３に搬送され、ここでトナー像が転写用紙Ｐに転写される。
【００４３】
上記の画像形成装置において、本発明の光束位置の検出手段を用いることにより、画像倍率並びに主走査ドット位置ずれを簡易に補正することができるので、各光束の走査線を正確に重ね合わせて、画像品質を向上させることができる。
【００４４】
ところで、感光体８に対する光束位置の検出手段の取り付け誤差や、中間転写ベルト１１に対する感光体８の取り付け誤差は必ずある。そのため、単純に光束位置の検出手段からの情報だけを頼りに補正を行うと余計に色ずれが発生する可能性がある。
【００４５】
そのため、図２の画像形成装置では、感光体８ごとに光束位置の検出手段の検出位置（配置位置）が感光体８及び転写用紙など記録媒体上のどの位置に対応するかを予め記憶しておく。
【００４６】
例えば、少なくとも一度、所定のタイミングで感光体８への書き込み（潜像形成）を行い、それが光束位置の検出手段のどの位置に対応するか、更に、光束位置の検出手段により検出される光束位置が、転写用紙Ｐのどの位置であるかを調べる。そして、その結果情報を記憶し、その情報を元に補正を行うのである。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置によれば、主走査方向ドット位置ずれが良好に補正されるため、高画質の画像を得ることができる。特に、カラー画像においては色ごとの主走査方向ドット位置ずれが良好に補正されるため、色ずれが少なく、色再現性の良い画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の光走査装置（走査光学系）の平面図である。
【図２】タンデム方式のフルカラーの画像形成装置の概略構成図である。
【図３】第１の従来例の画像形成装置の概略構成図である。
【図４】第２の従来例の画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  半導体レーザ
２  カップリングレンズ
３  シリンドリカルレンズ
４  ポリゴンミラー
５  第１走査レンズ
６  第２走査レンズ
７  折り返しミラー
８  感光体
９ａ、９ｂ  結像レンズ
１０ａ、１０ｂ  イメージセンサ
２０  光走査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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