(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に応じた変調信号を出力する点灯制御部と、点灯制御部により点灯制御されるレーザユニットと、レーザユニットから出射されるレーザをその回転により主走査方向に振り分けてレンズユニットを介して感光体上に光書き込みを行うポリゴンミラーと、有効画像領域外に設けた同期検知手段とを備えた光書き込み装置において、
前記同期検知手段から所定距離離れた光書き込み開始点近傍に、ポリゴンミラーにより走査するレーザを検知する発光検知手段を備え、
前記同期検知手段からの同期信号を基準に常にαの間隔を以って微小時間発光させ、これを前記発光検知手段で検知した位置を基準とし、この基準位置からの、前記発光検知手段により検知されたレーザのずれの量から、ポリゴンミラーの状態、及び同期検知信号の同期検知タイミングを演算する制御が行われることを特徴とする光書き込み装置。
【請求項２】
画像信号に応じた変調信号を出力する点灯制御部と、点灯制御部により点灯制御されるレーザユニットと、レーザユニットから出射されるレーザをその回転により主走査方向に振り分けてレンズユニットを介して感光体上に光書き込みを行うポリゴンミラーと、有効画像領域外に設けた同期検知手段とを備えた光書き込み装置において、
前記同期検知手段から所定距離離れた光書き込み開始点近傍及び終了点近傍に、ポリゴンミラーにより走査するレーザを検知する第１、第２の発光検知手段を備え、
前記同期検知手段からの同期信号を基準に常にαの間隔及びαよりも長いβの間隔を以って微小時間発光させ、これを第１、第２の発光検知手段で検知した各位置を基準とし、これらの基準位置からの、第１、第２の発光検知手段により検知されたレーザのずれの量から、ポリゴンミラーの状態、及び同期検知信号の同期検知タイミングを演算する制御が行われることを特徴とする光書き込み装置。
【請求項３】
請求項２記載の光書き込み装置において、
第１、第２の発光検知手段により検知されたレーザの前記ずれの量の差の変動の有無により、ポリゴンミラーの回転むらの有無を演算する制御が行われることを特徴とする光書き込み装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載の光書き込み装置において、
前記発光検知手段によりレーザの高さ方向の位置を副走査方向から測定してポリゴンミラーの状態を演算する制御が行われることを特徴とする光書き込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機などに適用され、感光体にレーザによる光書き込みを行う光書き込み装置に関し、特に、ポリゴンミラー（回転多面鏡）の加工精度、装置上への組み立て精度、組み付け精度、ポリゴンモータの回転精度など、ポリゴンミラーの信頼性評価技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の光書き込み装置は、画像信号に応じた変調信号を出力する点灯制御部と、点灯制御部により点灯制御されるレーザユニットと、レーザユニットから出射されるレーザをその回転により主走査方向に振り分けてレンズユニットを介して感光体上に光書き込みを行うポリゴンミラーと、有効画像領域外に設けた同期検知手段とを備え、レーザユニットからポリゴンミラーに出射されるレーザビームが、高速回転するポリゴンミラーによって反射され、感光体上の主走査方向に光書き込みが行われるようになっている。
感光体上の有効画像領域の外側には同期検知手段が設けてあり、同期検知手段がポリゴンミラーで反射されるレーザビームを検知したタイミングを基準にして、有効画像領域に光書き込みが開始されるようになっている。
【０００３】
同期検知手段には、反射ミラーと反射ミラーからの反射光を入射する光学素子からなり、反射ミラーを同期検知位置に設置するタイプのものと、光学素子のみを同期検知位置に設けるタイプのものがあるが、いずれにしても画像の書き出し位置（光書き込みの開始位置）を一定にして信頼性の高い画像を得るために、この同期検知手段の取り付け精度は非常に重要なものとなる。
有効画像領域の外側の予め決められた位置に同期検知手段が設置されていたとしても、設置角度がずれているような場合、例えば反射ミラーが傾いて、光学素子に向かう光路がずれた場合などは、正確な同期タイミングを得ることができないことになる。
【０００４】
一方で同期検知手段を所定位置に正確に組み付けたとしても、それで良しということにはならない。すなわち、ポリゴンミラーの問題がある。
高速回転する多面鏡であるポリゴンミラーによって、レーザビームが感光体上を主走査されるが、その加工精度、装置への組み付け精度、ポリゴンモータの回転精度などが、高水準に守られていないと感光体上に光書き込みされる画像（光書き込みによってまず静電潜像が形成され、その後、トナーによりこの静電潜像が可視像化される）に歪みが生じてしまう。
【０００５】
そこで従来より、ポリゴンミラーの回転むら（ジッター）を検出する技術が種々提案されている（特開平２−１６５２３号公報、特開平３−２６４８３４号公報、特開平４−１７４３３６号公報、特開平５−５０８９３９号公報等）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、いずれもポリゴンミラー単体でその信頼性を評価するものであった。従って、ポリゴンミラー単体として信頼性が確保されているとしても、デジタル複写機やレーザプリンタの光書き込み装置として組み付けを行った場合に、そのまま信頼性が保証されるとは限らないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、実機状態でポリゴンミラーの信頼性、延いては同期検知信号発生タイミングの信頼性を評価することができる光書き込み装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、画像信号に応じた変調信号を出力する点灯制御部と、点灯制御部により点灯制御されるレーザユニットと、レーザユニットから出射されるレーザをその回転により主走査方向に振り分けてレンズユニットを介して感光体上に光書き込みを行うポリゴンミラーと、有効画像領域外に設けた同期検知手段とを備えた光書き込み装置において、前記同期検知手段から所定距離離れた光書き込み開始点近傍に、ポリゴンミラーにより走査するレーザを検知する発光検知手段を備え、前記同期検知手段からの同期信号を基準に常にαの間隔を以って微小時間発光させ、これを前記発光検知手段で検知した位置を基準とし、この基準位置からの、前記発光検知手段により検知されたレーザのずれの量から、ポリゴンミラーの状態、及び同期検知信号の同期検知タイミングを演算する制御が行われることを特徴とするものである。
【０００９】
また上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、画像信号に応じた変調信号を出力する点灯制御部と、点灯制御部により点灯制御されるレーザユニットと、レーザユニットから出射されるレーザをその回転により主走査方向に振り分けてレンズユニットを介して感光体上に光書き込みを行うポリゴンミラーと、有効画像領域外に設けた同期検知手段とを備えた光書き込み装置において、前記同期検知手段から所定距離離れた光書き込み開始点近傍及び終了点近傍に、ポリゴンミラーにより走査するレーザを検知する第１、第２の発光検知手段を備え、前記同期検知手段からの同期信号を基準に常にαの間隔及びαよりも長いβの間隔を以って微小時間発光させ、これを第１、第２の発光検知手段で検知した各位置を基準とし、これらの基準位置からの、第１、第２の発光検知手段により検知されたレーザのずれの量から、ポリゴンミラーの状態、及び同期検知信号の同期検知タイミングを演算する制御が行われることを特徴とするものである。
【００１０】
また上記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、請求項２記載の光書き込み装置において、第１、第２の発光検知手段により検知されたレーザの前記ずれの量の差の変動の有無により、ポリゴンミラーの回転むらの有無を演算する制御が行われることを特徴とするものである。
【００１１】
また上記目的を達成するために、請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載の光書き込み装置において、前記発光検知手段によりレーザの高さ方向の位置を副走査方向から測定してポリゴンミラーの状態を演算する制御が行われることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１記載の発明では、同期検知信号を基準に、光書き込み開始点近傍の発光検知手段に対応した一定時間経過後に、ポリゴンミラーの各面ごとにレーザを一瞬点灯させ、発光検知手段による発光検知タイミングのずれの有無を検知する。ずれが無ければ、ポリゴンミラー及び同期検知手段の信頼性は保証されていると判断し、ずれが有れば、ポリゴンミラー（場合によっては同期検知手段）に問題があると判断する。
【００１３】
請求項２及び請求項３記載の発明では、同期検知信号を基準に、光書き込み開始点近傍及び終了点近傍の第１、第２の発光検知手段に対応した一定時間経過後に、ポリゴンミラーの各面ごとにレーザを一瞬点灯させ、第１、第２の発光検知手段の発光検知タイミングの差分からポリゴンミラーの各面ごとの一定時間内での移動量が求まるが、この差分に変化があれば、これによりポリゴンミラーの回転むらがあると判断する。
【００１４】
請求項４記載の発明では、レーザの走査方向高さをポリゴンミラーの各面ごとに測定することで、各面ごとの走査の傾き、さらに面ごとの印字の伸び縮みが確認される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す光書き込み装置の概念図である。
この光書き込み装置は、点灯制御部１、レーザユニット２、ポリゴンミラー３、ｆθレンズやシリンドリカルレンズによるレンズユニット４、同期検知手段としての反射ミラー５及び光学素子６を備え、さらに本実施の形態では、書き出し部（光書き込み開始位置）近傍と、書き終わり部（光書き込み終了位置）近傍に、発光検知手段としての第１、第２のＣＣＤカメラ７，８を設置している。
【００１６】
点灯制御部１は、画像信号に応じた変調信号を出力し、レーザユニット２のレーザを画像情報に合わせて変調する。レーザユニット２は、変調されたレーザをポリゴンミラー３に向けて出射する。ポリゴンミラー３は、超高速回転しながらレーザを反射して主走査方向に振り分ける。レンズユニット４は、図示しない感光体とポリゴンミラー３の間に介在されており、レーザの波形整形を行う。
【００１７】
反射ミラー５は、感光体の有効画像領域外に設置されており、反射ミラー５により反射されたレーザが光学素子６に入射されると、同期信号が光学素子６から出力され、これにより有効画像領域への書き出しタイミングが決められる。
上述した光書き込み装置は、レーザプリンタ、デジタル複写機などの画像形成装置に組み込まれている。
【００１８】
画像信号により変調されたレーザがポリゴンミラー３の高速回転により感光体の主走査方向に走査されることで、１ラインずつ光書き込みが行われ、感光体上に静電潜像が形成される。その後、この静電潜像はトナーにより現像されて可視像となり、図示しない給紙部より給紙されてくる用紙に転写部で転写される。未定着トナー像が転写された用紙はその後図示しない定着部に搬送され、ここで未定着トナー像の定着が行われる。
【００１９】
上述したように、同期信号を基準にしてレーザの書き出しが行われるので、この同期信号が正しいタイミングで出力されることが不可欠である。ここで、反射ミラー５及び光学素子６が正確にセットされていたとしても、ポリゴンミラー３の状態、すなわち、面加工精度、機器内への組み付け精度、各面の反射率、図示しないポリゴンモータの回転むら（ジッター）の有無により同期信号の信頼性が左右される。
ポリゴンミラーの状態が悪ければ同期信号がばらつき、これによって書き出し位置がずれるので、画像が歪むのは勿論であるが、この場合、主走査方向のビームも常に一定とならないので、このことによっても画像が歪むことになる。
【００２０】
そこで、実機状態でポリゴンミラー３の状態を把握するために、本実施の形態では、第１、第２のＣＣＤカメラ７，８を用いるものである。
【００２１】
図２は同期信号と、ＣＣＤカメラへ向けた発光タイミングの関係を示す図である。
点灯制御部１は、図２に示すように、同期信号を基準に常にαの間隔を以て微少の時間発光するようにレーザユニット２を制御する。このαは、画像の書き出し部に近い走査結像位置に配置された第１のＣＣＤカメラ７に光が入るような時間に設定する。
また、同様に点灯制御部１は、図２に示すように、同期信号を基準に常にβの間隔を以て微少の時間発光するようにレーザユニット２を制御する。このβは、画像の書き終わり部に近い走査結像位置に配置された第２のＣＣＤカメラ８に光が入るような時間に設定する。
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）はＣＣＤカメラに入射されるレーザの状態を示す図である。
第１のＣＣＤカメラ７に入射されるレーザを示しているが、第２のＣＣＤカメラ８でも同様である。
図３（ａ）に示すように、ポリゴンミラー３の全ての面において同期光が均一に走査されれば（レーザは常にＬ１となっている）、第１のＣＣＤカメラ７内に入る光は常に同じ位置で得られることとなる。この場合はポリゴンミラー３は、全てにおいて正常である（組み付け精度、面加工精度等）。つまり、信頼性は保証されている。但し、回転むらについては下記の制御により信頼性が評価される。
【００２３】
しかし、図３（ｂ）に示すように、ポリゴンミラー３の面によって同期光が異なった状態で走査されれば（レーザはＬ１とＬ２のように水平でなくなり、ばらつく）、つまり、ポリゴンミラー３の状態が正常でなければ、同期光のずれた分だけ第１のＣＣＤカメラ７内の光もずれた位置で得られる。
このずれ量Ｘを計測することにより同期状態の検出が可能となり、このずれの量Ｘが大きければ大きいほど、画像も揺らいだ形となる。このとき、第１のＣＣＤカメラ７の位置は反射ミラー５に近いほど、ポリゴンモータ３の回転成分の誤差が除かれ、正しい測定が可能となる。
【００２４】
図４（ａ），（ｂ）は第１のＣＣＤカメラと第２のＣＣＤカメラのレーザドットを示す図である。
（ａ）に示すように、第１のＣＣＤカメラ７によって得られた発光位置（レーザドット）Ａ１と、（ｂ）に示すように、第２のＣＣＤカメラ８によって得られた発光位置（レーザドット）Ｂ１を演算することにより、ポリゴンミラー３の各面ごとの回転状態が定量化できる。
そして、両者の差（Ｂ１−Ａ１）に変動があるか否かでポリゴンミラー３の回転むらの有無を検出することができる。つまり、差に変動があれば、ポリゴンミラー３に回転むらが生じているということになる。
【００２５】
ここで、点灯制御部１による発光制御をポリゴンミラー３の１面ごとに独立して行うことにより、ＣＣＤのデータ取得タイミングに合わせて正確な測定が可能になる。
次に、第１、第２のＣＣＤカメラー７，８における高さ方向の発光位置（レーザドット）、すなわち、図４（ａ）のＡ′１と図４（ｂ）のＢ′１を上記と同様に、ポリゴンミラー３の面ごとに演算することで、各面ごとの走査の傾き、面ごとの印字の伸び縮みが確認できる。
この際、Ａ１，Ｂ１の測定も含めて、第１、第２のＣＣＤカメラ７，８に拡大レンズを取り付けることにより、測定の精度を上げることが可能となる。
【００２６】
本実施の形態の光書き込み装置は、点灯制御部１、レーザユニット２、ポリゴンミラー３、ｆθレンズやシリンドリカルレンズによるレンズユニット４、同期検知手段としての反射ミラー５及び光学素子６、第１、第２のＣＣＤカメラ７，８を備える。
そして、第１、第２のＣＣＤカメラ７，８による発光検知タイミングに基づいてポリゴンミラー３の状態、延いては同期信号の発生タイミングの適否を判断する。
このようにすることで、実際の走査（印字）される画像と同様な状態でポリゴンミラー３の正確な信頼性評価を行うことが可能になる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、同期検知信号を基準に、光書き込み開始点近傍の発光検知手段に対応した一定時間経過後に、ポリゴンミラーの各面ごとにレーザを一瞬点灯させ、発光検知手段による発光検知タイミングのずれの有無を検知し、ずれが無ければ、ポリゴンミラー及び同期検知手段の信頼性は保証されていると判断し、ずれが有れば、ポリゴンミラー（場合によっては同期検知手段）に問題があると判断することで、実機状態でのポリゴンミラーの正確な評価が可能となる。
【００２８】
請求項２及び請求項３記載の発明によれば、同期検知信号を基準に、光書き込み開始点近傍及び終了点近傍の第１、第２の発光検知手段に対応した一定時間経過後に、ポリゴンミラーの各面ごとにレーザを一瞬点灯させ、第１、第２の発光検知手段の発光検知タイミングの差分に変化があれば、これによりポリゴンミラーの回転むらがあると判断することで、ポリゴンミラーの回転むらを正確に検出することができる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、レーザの走査方向高さをポリゴンミラーの各面ごとに測定することで、各面ごとの走査の傾き、さらに面ごとの印字の伸び縮みを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す光書き込み装置の概念図である。
【図２】同期信号と、ＣＣＤカメラへの発光タイミングの関係を示す図である。
【図３】ＣＣＤカメラに入射されるレーザの状態を示す図である。
【図４】第１のＣＣＤカメラと第２のＣＣＤカメラのレーザドットを示す図である。
【符号の説明】
１  点灯制御部
２  レーザユニット
３  ポリゴンミラー
４  レンズユニット
５  反射ミラー
６  光学素子
７  第１のＣＣＤカメラ
８  第２のＣＣＤカメラ
【図１】
0003795664.tif 000002
【図２】
0003795664.tif 000003
【図３】
0003795664.tif 000004
【図４】
0003795664.tif 000005