JP2008139571A

JP2008139571A - 光走査装置、光走査装置の調整方法

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Publication number: JP2008139571A
Application number: JP2006325822A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yamamoto; 喜博山本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: JP4797956B2

Abstract

【課題】光源が出射する複数の光ビームの、画像形成領域における書き出し位置を簡易な構成で補正できる光走査装置、光走査装置の調整方法を得る。
【解決手段】光ビーム検出センサは、検出面の向きを維持しつつ、検出面の法線軸を回転中心軸として回転、並びに光ビームの走査方向又は走査方向とは逆方向に平行移動する。光ビーム検出センサに入射する２本の光ビームの検出タイミングのずれにより画像の書き出し位置にずれが生じる場合は、光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係から、光ビーム検出センサの回転角度、移動量を求め、光ビーム検出センサを回転、移動させることで、画像の書き出し位置のずれを補正する。
【選択図】図３

Description

本発明は、被走査面上に向けて光ビームを出射する光源を備える光走査装置、光走査装置の調整方法に関するものである。

画像形成装置に備えられる光走査装置は、光源から光ビームを出射し、光偏向器を介して被走査面の画像形成領域に光ビームを走査（主走査）することで潜像を形成する。この主走査に応じて、被走査面を照射し、例えば、ドラム状であれば回転させることで（副走査）、所定の画像形成領域で潜像を形成できる。

ここで、画像形成装置は、マルチビーム方式で画像形成を行うためやカラー画像形成を行うために、光ビームを出射する光源を光走査装置に複数備える場合がある。しかし、この場合は、各々の光ビームが光ビーム検出センサに入射するタイミングがずれることで、各々の光ビームによる潜像の書き出しタイミングが同一とならない可能性がある。その結果、記録用紙に形成される画像に歪みが生じる等、画質低下を招く。

この問題を解決するために、従来技術として、２本の光ビームを用いたマルチビーム方式において、２本の光ビームが光ビーム検出センサに入射する時間差を計測し、書き出し位置を制御する発明（特許文献１）、また、光ビームを出射する複数の光源を駆動させるクロックを、光源ごとに変えることで書き出し位置のずれ量を補正する発明が開示されている（特許文献２）。さらに、スリットと光ビーム検出センサを一体で構成した検出ユニットを回転調整する発明が開示されている（特許文献３）。

特許文献１の発明は、２本の光ビームを１つの光ビーム検出センサで検出し、光ビーム検出センサから出力される２つのアナログ信号の時間差を所定の周波数のクロック信号を用いて計測し、求められた時間差に基づいて画像の書き出しタイミングを制御する。また、特許文献２の発明は、複数の光ビームを１つの光ビーム検出センサで検出し、各々の検出信号の時間差からずれ量を求め、画素クロックの位相を変えた複数の書き込みクロックからずれ量に応じものを光源ごとに選択し、ずれを補正する。さらに、特許文献３の発明は、光ビーム検出センサを含む検出ユニットを走査レンズの光軸中心の回りに対して回転調整し、２本の光ビーム間の書き出しタイミングを変化させる。
特開２００２−２１４５５１公報特開２００２−２４４０５７公報特開２００２−３４１２７２公報

しかしながら、特許文献１、２の発明は、書き出し位置のずれの補正をするための回路構成が複雑になり、また特許文献２では書き出し位置のずれ量に応じた書き込みクロックが無い場合はずれを補正できない。さらに、特許文献３の発明は、複数のビームの相対的な書き出しタイミングのずれは補正できるが、書き出し位置の絶対値については補正できない。

本発明は上記事実を考慮し、光源が出射する複数の光ビームの、画像形成領域における書き出し位置を簡易な構成で補正できる光走査装置、光走査装置の調整方法を得ることが目的である。

本発明は、複数の光ビームを出射する光源と、前記複数の光ビームを偏向する光偏向器を備え、前記光ビームが被走査面上を直線的に移動するように走査を行う走査手段と、前記走査手段による走査を繰り返すときに、前記複数の光ビームを検出する光ビーム検出手段と、前記光ビーム検出手段の検出面の向きを維持しつつ、前記光ビーム検出手段を、前記検出面の法線軸を回転中心軸として回転、並びに前記走査手段による前記光ビームの走査方向又は走査方向と逆方向に平行移動させる調整機構部と、前記光ビーム検出手段で検出する前記複数の光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係から、前記光ビーム検出手段を回転させる回転角度、並びに平行移動させる移動距離を演算する調整量演算手段と、前記調整量演算手段により演算された前記回転角度、並びに前記移動距離に基づいて、前記調整機構部を制御して前記光ビーム検出手段の位置を調整する調整機構制御手段と、を有する。

本発明によれば、複数の光源から出射された光ビームを、光偏向器を備えた走査手段が被走査面に向けて繰り返し偏向し走査を行い、光ビーム検出手段に入射する複数の光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係から、光ビーム検出手段を回転させる回転角度、並びに平行移動させる移動距離を調整量演算手段で演算する。演算された回転角度、移動距離に基づいて調整制御手段が調整機構部を制御して光ビーム検出手段の位置を調整する。調整機構部は、光ビーム検出手段を光ビーム検出手段の検出面の法線軸を回転中心軸として回転、並びに前記走査手段による光ビームの走査方向又は走査方向と逆方向に平行移動させる。

従って、光ビーム検出手段に入射する複数の光ビームに入射タイミングのずれがある場合は、光ビーム検出手段を回転、移動させることで入射タイミングのずれを補正できる。

また、本発明において、前記調整量演算手段は、前記複数の光ビームが前記被走査面の予め定められた基準書き出し位置から潜像の書き出しを開始するように、前記光ビーム検出手段の前記回転角度、並びに前記移動距離を演算することを特徴とする。

本発明によれば、複数の光ビームによる潜像の書き出し位置を基準書き出し位置と一致させることができる。

さらに、本発明において、前記調整量演算手段は、前記被走査面の前記基準書き出し位置からの前記複数の光ビームのずれ量が画素間隔の整数倍となるように、前記光ビーム検出手段の前記回転角度、並びに前記移動距離を演算することを特徴とする。

本発明によれば、基準書き出し位置からの複数の光ビームのずれ量を画素間隔の整数倍とするため、画素クロックの位相をずれ量に応じて変化させ、それを、光ビームを出射する光源の書き込みクロックとすることで、光ビーム検出手段に入射する光ビームのずれを補正することができる。

また、本発明において、前記調整量演算手段は、前記光ビーム検出手段を回転、移動させる前の、前記被走査面の前記基準書き出し位置からの前記複数の光ビームのずれ量のうち、最大値が最小となるように前記光ビーム検出手段の前記回転角度、前記移動距離を演算することを特徴とする。

本発明によれば、潜像の書き出しタイミングのずれ量の最大値が最小となるように光ビーム検出手段の回転角度、移動距離を演算することにより、潜像の書き出し位置のずれ量を、光ビーム検出手段を回転、移動させる前に比べ小さくすることができる。

さらに、本発明は、複数の光ビームを出射する光源と、前記複数の光ビームを偏向する光偏向器を備え、前記光ビームが被走査面上を直線的に移動するように走査を行う走査手段と、前記走査手段による走査を繰り返すときに、前記複数の光ビームを検出する光ビーム検出手段と、を有する光走査装置の調整方法において、前記光ビーム検出手段で検出する前記複数の光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係から、前記光ビーム検出手段を回転させる回転角度、並びに平行移動させる移動距離を演算し、演算された前記回転角度、並びに前記移動距離に基づいて、前記光ビーム検出手段の検出面の向きを維持しつつ、前記光ビーム検出手段を、前記検出面の法線軸を回転中心軸として回転、並びに前記走査手段による前記光ビームの走査方向又は走査方向と逆方向に平行移動させることを特徴とする。

本発明によれば、光ビーム検出手段に入射する複数の光ビームに入射タイミングのずれがある場合は、光ビーム検出手段を回転、移動させることで入射タイミングのずれを補正できる。

また、本発明は、複数の光ビームを出射する光源と、前記複数の光ビームを偏向する光偏向器を備え、前記光ビームが被走査面上を直線的に移動するように走査を行う走査手段と、前記走査手段による走査を繰り返すときに、前記複数の光ビームを検出する光ビーム検出手段と、前記光ビーム検出手段の検出面の向きを維持しつつ、前記光ビーム検出手段を、前記検出面の法線軸を回転中心軸として回転、並びに前記走査手段による前記光ビームの走査方向又は走査方向と逆方向に平行移動させる調整機構部と、前記光ビーム検出手段で検出する前記複数の光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係に基づいた、前記光ビーム検出手段を回転させる回転角度、並びに平行移動させる移動距離で前記調整機構部を固定する固定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、光走査装置の製造工程において、光ビーム検出手段で検出する複数の光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係に基づいた、光ビーム検出手段を回転させる回転角度、並びに平行移動させる移動距離で調整機構部が光ビーム検出手段を調整し、固定手段が調整機構部を固定する。

これにより、画像形成装置の組み立て後は、光走査装置の機械的制御を行う必要が無くなる。

以上説明した如く本発明では、光源が出射する複数の光ビームの、画像形成領域における書き出し位置を簡易な構成で補正できる光走査装置、光走査装置の調整方法を得ることができるという優れた効果を有する。

（第１の実施例）
図１に示されるが如く、画像形成装置１０は、制御部１２、光走査装置１４、感光体ドラム１６、帯電ロール１８、現像装置２０、記録用紙蓄積部２２、記録用紙搬送部２４、転写ロール２６、定着器２８、クリーナー３０、排出トレー３２を有する。

制御部１２は、画像形成装置１０の全体の制御を司る。

光走査装置１４は、図１の画像形成装置１０の内部上方に備えられる。光走査装置１４は、図１の時計回り方向である矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１６の表面である被照射面に２本の光ビームを照射する。なお、光走査装置１４の具体的な構成については後述する。

感光体ドラム１６の表面において２本の光ビームが照射される位置よりも感光体ドラム１６の回転方向上流側には、感光体ドラム１６に近接して帯電ロール１８が備えられる。感光体ドラム１６は、帯電ロール１８によりその表面が帯電される。帯電した感光体ドラム１６の被照射面に２本の光ビームが照射されることで、照射された部分と照射されていない部分とに電位差が生じ、その電位差が潜像となる。

また、感光体ドラム１６の被照射面において２本の光ビームが照射される位置よりも下流側には、現像装置２０が備えられる。現像装置２０は、トナーを攪拌して帯電させ、帯電したトナーを電気的に潜像に吸着させる。

記録用紙蓄積部２２は、図１の画像形成装置１０の内部下方に備えられ、記録用紙３４を蓄積する。

記録用紙搬送部２４は、記録用紙蓄積部２２から記録用紙３４を１枚ずつ持ち出し、図１の右方向から左方向である矢印Ｂ方向へ記録用紙３４を搬送する。

図１に示す感光体ドラム１６の最下部には、記録用紙搬送部２４を挟んで転写ロール２６が備えられる。転写ロール２６は、感光体ドラム１６との間で記録用紙３４を挟持し、記録用紙３４に所定の電位を印加することで、潜像に吸着したトナーを感光体ドラム１６から記録用紙３４へ転写する。

転写ロール２６から図１の感光体ドラム１６の回転方向下流側には、クリーナー３０が備えられる。クリーナー３０は、感光体ドラム１６の表面に残留したトナーを除去する。

トナーが転写された記録用紙３４は、記録用紙搬送部２４によりさらに図１のＢ方向へ搬送され、定着器２８に送られる。定着器２８は、上下２本のロールを有し、中空となっている上部のロール内にあるハロゲンランプの熱と、２本のロールによる圧力とでトナーを記録用紙３４に定着させる。

トナーが定着された記録用紙３４は、さらに図１のＢ方向へ搬送され、図１の画像形成装置１０の左外側面に備えられる排出トレー３２へ排出される。

図２は、第１の実施の形態に係る画像形成装置１０の光走査装置１４の構成を示す図である。

光走査装置１４は、光源１００、コリメータレンズ１０２、反射ミラー１０４、シリンダレンズ１０６、本発明に係る光偏向器である回転多面鏡１０８、ｆθレンズ１１０、平面ミラー１１２、光ビーム検出センサ１１４を備える。

光源１００は、例えばレーザダイオードで構成されており、２本の駆動電流に応じた出力の光ビームを出射する。

光源１００から出射された２本の光ビームは、コリメータレンズ１０２に入射する。コリメータレンズ１０２は、２本の光ビームを平行にする。平行にされた２本の光ビームは、反射ミラー１０４で反射され、シリンダレンズ１０６で収束されて回転多面鏡１０８へ入射する。

回転多面鏡１０８は、側面に複数の反射面が設けられた正多角形状であり、図２の時計回り方向である矢印Ｃ方向に所定の速度で回転する。この回転によって、反射面への２本の光ビームの入射角は連続的に変化し、反射面に入射した２本の光ビームは偏向される。

なお、光走査装置１４の回転多面鏡１０８の回転による偏向走査方向を主走査方向、主走査方向に直交する方向を副走査方向と呼ぶ。即ち、感光体ドラム１６においては、軸方向に対応する図２のＤ方向を主走査方向、回転方向に対応する図２のＥ方向を副走査方向と呼ぶ。

また、回転多面鏡１０８で反射された２本の光ビームの進行方向には、ｆθレンズ１１０と平面ミラー１１２とが備えられる。

ｆθレンズは、回転多面鏡１０８によって偏向された２本の光ビームの走査速度を等速度とする。平面ミラー１１２は、２本の光ビームを感光体ドラム１６に向けて反射する。

感光体ドラム１６の走査方向上流側の画像形成領域外には、光ビーム検出センサ１１４が備えられている。光ビーム検出センサ１１４は、検出面１１４Ａを備える。検出面１１４Ａは、例えば、フォトダイオダイオードで構成される。検出面１１４Ａに光ビームが入射すると、光ビーム検出センサ１１４は、光ビーム検出信号を制御部１２に送信する。制御部１２は、光ビーム検出信号に基づいて感光体ドラム１６に潜像を形成するタイミングを決定する。また、光ビーム検出センサ１１４は、光ビーム検出センサ１１４の検出面１１４Ａの向きを維持しつつ、検出面１１４Ａの対角線の交点を通る検出面１１４Ａの法線軸を回転軸線として回転、並びに光ビームの主走査方向又は主走査方向と逆方向に平行移動する。

ここで、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）を用いて、光ビーム検出センサ１１４の回転、移動について説明する。

図３（Ａ）のＬ_１０、Ｌ_２０、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）のＬ_１、Ｌ_２は瞬間的な光ビームの照射ポイントを示している。光ビームは、図１の右から左方向であるＦ方向から光ビーム検出センサ１１４に入射する。

また、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）の縦軸Ｙは、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）の光ビーム検出センサ１１４の上下の短辺の中心を通る軸である。縦軸Ｙは、感光体ドラム１６上で光ビームが潜像の書き出しを開始する基準となる基準書き出し位置に対応する。図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）の横軸Ｘは、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）の光ビーム検出センサ１１４の左右の長辺の中心を通る軸である。そして、縦軸Ｙと横軸Ｘの交点を点Ｏとする。

図３（Ａ）は、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させる前の状態（基準位置）を示す。

図３（Ａ）の縦軸Ｙ上の光ビームＬ_１０、Ｌ_２０は、各々横軸Ｘから上下に等距離の位置Ｙ_１０、Ｙ_２０の位置に同じタイミングで入射する。この場合は、光ビームＬ_１０、Ｌ_２０が理想的なタイミングで光ビーム検出センサ１１４に入射した場合であり、感光体ドラム１６の潜像の書き出し位置が、基準書き出し位置と一致する。これにより記録用紙３４に、端部にずれの無い画像が形成される。

一方、図３（Ａ）の光ビームＬ_１、Ｌ_２は、光ビーム検出センサ１１４に入射するタイミングがずれたときの光ビームを表す。

光ビームＬ_１は、初期ずれ量として理想的なタイミングから時間間隔Δｔ_１遅れて、光ビーム検出センサ１１４の図３（Ａ）の横軸Ｘから高さＹ_１の位置に入射する。また、光ビームＬ_２は、初期ずれ量として理想的なタイミングから時間間隔Δｔ_２早く、光ビーム検出センサ１１４の図３（Ａ）の横軸Ｘから高さＹ_２の位置に入射する。初期ずれ量Δｔ_１、Δｔ_２は、光ビームが光ビーム検出センサ１１４に入射し、図示しない感光体ドラム１６の基準書き出し位置に備えられた開始位置センサを通過するまでの、予め定められた規定の所要時間と実際の所要時間との差から求められる。

光ビームＬ_１、Ｌ_２のように、光ビーム検出センサ１１４へ入射するタイミングにずれがあると、感光体ドラム１６での潜像の書き出しタイミングにずれが生じ、潜像の書き出し位置が基準書き出し位置からずれる。その結果、記録用紙３４に形成される画像の端部がのこぎり歯状になる等の画質の低下を招く。

そこで、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させることで、光ビームＬ_１、Ｌ_２が光ビーム検出センサ１１４へ入射するタイミングを同一にし、感光体ドラム１６での潜像の書き出し位置が基準書き出し位置と一致するようにし、画質の低下を防ぐ。

ここで、図３（Ａ）の状態では高さＹ_１、Ｙ_２の値は不明である。高さＹ_１、Ｙ_２を求めるために、図３（Ｂ）で示すように、光ビーム検出センサ１１４の点Ｏを中心として予め定められた回転角度βで回転させる。この回転を予備調整と呼ぶ。このとき縦軸ＹはＹ’となる。そして、回転角度βで回転させた状態で光ビームＬ_１、Ｌ_２が光ビーム検出センサ１１４に入射し、感光体ドラム１６の基準書き出し位置にある開始位置センサを通過するまでの、予め定められた規定の所要時間と実際の所要時間との差である予備調整後ずれ量Δｔ_１’、Δｔ_２’を求める。

そして、高さＹ_１、Ｙ_２を、各々１式、２式から算出する。

Δｔ_１’−Δｔ_１＝ｔａｎβ・Ｙ_１・・・（１）
Δｔ_２’−Δｔ_２＝ｔａｎβ・Ｙ_２・・・（２）
次に、光ビームＬ_１、Ｌ_２の光ビーム検出センサ１１４への入射タイミングを一致させることができる光ビーム検出センサ１１４の回転角度αと移動距離ａとを光ビームＬ_１、Ｌ_２の検出タイミングに基づく相対位置関係から求める。すなわち、３式と４式の連立方程式から算出する。

Δｔ_１＝ｔａｎα・Ｙ_１＋ａ・・・・・・・（３）
Δｔ_２−ｎｐ＝ｔａｎα・Ｙ_２＋ａ・・・・（４）
ここで、ｐを画素間隔、ｎを０又は正の整数とする。ｎは回転角度αが最小となるように求める。回転角度αを最小とする理由は、光ビーム検出センサ１１４の回転角度を大きくとりすぎると、光ビームが光ビーム検出センサ１１４に入射したときの応答のばらつきの原因となる可能性があるためである。

ｎ＝０の場合は、光ビームＬ_１、Ｌ_２との光ビーム検出センサ１１４へ入射するタイミングのずれ量が小さい場合である。この場合は、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させるのみで光ビームＬ_１、Ｌ_２の光ビーム検出センサ１１４への入射タイミングを一致させることができる。

また、ｎ＞０の場合は、光ビームＬ_１、Ｌ_２との光ビーム検出センサ１１４へ入手するタイミングのずれ量が大きい場合である。この場合は、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させるのみでは２本の光ビームを同時に入射させることができない。しかし、入射タイミングのずれ量が画素間隔のｎ倍となっているため、光ビームＬ_１又はＬ_２を照射させる光源１００の画素クロックの位相をｎに基づいて変化させ、それを書き込みクロックとすることで、ずれを解消できる。

図３（Ｃ）は、式（３）と式（４）との連立方程式から算出された回転角度αと移動距離ａとに基づいて、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させた状態を示す。

光ビーム検出センサ１１４は、点Ｏを通る検出面１１４Ａの法線を回転軸線として回転角度αで回転し、さらに移動距離ａ（点Ｏから点Ｏ’間）で横軸Ｘに対して平行移動する。この回転、移動により光ビームＬ_１、Ｌ_２は光ビーム検出センサ１１４の縦軸Ｙ’上に位置する。このことは、光ビームＬ_１、Ｌ_２が光ビーム検出センサ１１４に同時に入射し、光ビームＬ_１、Ｌ_２が光ビーム検出センサ１１４から感光体ドラム１６の基準書き出し位置に達するまでの予め定められた規定の所要時間と実際の所要時間とが一致することを示す。この結果、潜像の書き込み開始位置が基準開始位置と一致し、ずれのない画像を形成することができる。

図４は、第１の実施の形態に係る画像形成装置１０の制御系の要部構成を示す図である。

制御部１２は、マイクロコンピュータ１５０と、ハードディスクドライブ１５２とを備え、コントロールバスやデータバス等のバス１５６を介して接続される。

マイクロコンピュータ１５０は、画像形成装置１０の制御に関するコマンドやデータに基づいて、光走査装置１４や感光体ドラム１６などを制御することで画像データに基づいた画像を記録用紙３４に形成する。

ハードディスクドライブ１５２は、画像形成装置１０に入力された画像データを記憶する。

また、制御部１２は、バス１５８を介して操作／表示部１６０とネットワークインターフェース１６２と接続される。

操作／表示部１６０は、ユーザーからの操作によって画像形成装置１０に対する要求を受け付ける。ネットワークインターフェース１６２は、画像形成装置１０の外部にある図示しないパソコンなどから画像データの入力を受け付ける。

図５に、制御部１２のマイクロコンピュータ１５０による光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させる制御の要部を示す。

マイクロコンピュータ１５０は、ずれ量測定部２００、調整量演算部２０２、予備調整用角度設定部２０４、調整機構制御部２０６を備える。

ずれ量測定部２００は、光ビーム検出センサ１１４に光ビームが入射したときに出力される光ビーム検出信号と、感光体ドラム１６の基準書き出し位置に備えられる開始位置センサ２０８に光ビームが入射したときに出力される開始検出信号とに基づいて、初期ずれ量Δｔ_１、Δｔ_２を求める。また、ずれ量測定部２００は、予備調整用角度設定部２０４で予め設定された回転角度βで、光ビーム検出センサ１１４を回転した後の予備調整後ずれ量Δｔ_１’、Δｔ_２’を求める。ずれ量測定部２００で求められた初期ずれ量Δｔ_１、Δｔ_２と、予備調整後ずれ量Δｔ_１’、Δｔ_２’とは、調整量演算部２０２に出力される。

調整量演算部２０２は、初期ずれ量Δｔ_１、Δｔ_２と予備調整後ずれ量Δｔ_１’、Δｔ_２’と予め設定された回転角度βとから光ビーム検出センサ１１４を回転させる回転角度α、移動距離ａとを演算する。演算された回転角度αと移動距離ａとは、調整機構制御部２０６へ送信される。

調整機構制御部２０６は、予め設定された回転角度β、演算により求められた回転角度αと移動距離ａとに基づいて調整機構部２１０を制御する。

調整機構部２１０は、送信されてきた回転角度α、βと移動距離ａとに基づいて光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させる。

ここで、図６に、調整機構部２１０の一例を示す。

光ビーム検出センサ１１４は、圧電素子２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃ、２５０Ｄを介して光ビーム検出センサホルダ２５２に支持される。圧電素子２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃ、２５０Ｄは、回転角度α、移動距離ａに基づいた電圧を印加され、印加された電圧に応じて図６の左右方向であるＧ方向に伸縮する。

光ビーム検出センサ１１４は、圧電素子２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃ、２５０Ｄの伸縮の作用により、図６の時計回り方向であるＨ方向又は図６の反時計回り方向であるＩ方向へ回転、並びに図６の左右方向であるＧ方向に移動する。例えば、圧電素子２５０Ａ、２５０Ｄが縮み、圧電素子２５０Ｂ、２５０Ｃが伸びることで、図６のＩ方向へ回転する。また、圧電素子２５０Ａ、２５０Ｂが縮み、圧電素子２５０Ｃ、２５０Ｄが伸びることで、光ビーム検出センサ１１４は、図６の左方向へ移動する。

なお、調整機構部２１０は、圧電素子２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃ、２５０Ｄへの電圧印加によって回転、移動した状態を電圧印加解除後も保存できるように、保持部材を備えることが好ましい。例えば、光ビーム検出センサホルダ２５２と光ビーム検出センサ１１４との隙間に、保持部材として可塑性充填材が充填されることで光ビーム検出センサ１１４の回転、移動状態を保持することができる。

また、調整機構部２１０は、上記圧電素子２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃ、２５０Ｄに限らず、例えば、ステッピングモータやソレノイドを用いて光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させる機構としてもよい。

以下に第１の実施の形態の作用を説明する。

図７のフローチャートを参照して、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させる調整制御について説明する。

なお、当該調整制御は、例えば、画像形成装置１０を組み立てる組立工場における調整作業の一つとして行なわれる。また、画像形成装置１０の定期点検ごとに行ってもよい
まず、ステップ７００において、ずれ量測定部２００が光ビーム検出センサ１１４に入射する光ビームの初期ずれ量Δｔ_１、Δｔ_２を測定する。

次に、ステップ７０２で、調整機構制御部２０６が、調整機構部２１０を制御して光ビーム検出センサ１１４を、予め定められた回転角度βで回転させる予備調整を行う。

次に、ステップ７０４で、ずれ量測定部２００が予備調整後ずれ量Δｔ_１’、Δｔ_２’の測定を行う。

次に、ステップ７０６で、調整量演算部２０２が、初期ずれ量Δｔ_１、Δｔ_２と予備調整後ずれ量Δｔ_１’、Δｔ_２から光ビームの高さＹ_１、Ｙ_２を演算する。

次に、ステップ７０８で、調整量演算部２０２が、求められた高さＹ_１、Ｙ_２から光ビーム検出センサ１１４の回転角度αと移動距離ａとを演算する。

次に、ステップ７１０で、演算された回転角度αと移動距離ａとに基づいて調整機構制御部２０６が調整機構部２１０を制御し、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させ、光ビーム検出センサ１１４の調整を終了する。

図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）は、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させる前後における、光ビームが光ビーム検出センサ１１４に入射するタイミングを示す。図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）の上図は光ビーム検出センサ１１４に光ビームが入射する状態を示した模式図である。一方、下図は光ビーム検出センサ１１４並びに感光体ドラム１６に光ビームが入射したときのタイミングチャートである。

図８（Ａ）は、光ビーム検出センサ１１４に理想的なタイミングで入射する光ビームＬ_１０、Ｌ_２０を示す。光ビームは図８（Ａ）の左から右方向であるＨ方向に進行する。光ビームＬ_１０、Ｌ_２０は、実際にはパルスＡＬ_１０、ＡＬ_２０で示されるように規定の入射時間差で光ビーム検出センサ１１４に入射し、パルスＢＬ_１０、ＢＬ_２０で示されるように同一のタイミングで感光体ドラム１６に入射し、潜像の形成を開始する。

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）で示した規定の入射時間差を省略した図である。これにより、光ビームＬ_１０、Ｌ_２０は同じタイミングで光ビーム検出センサ１１４の縦軸Ｙ上に位置することになる。

図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）のように規定の入射時間差を省略した上で、光ビームＬ_１、Ｌ_２の光ビーム検出センサ１１４に入射するタイミングがずれている状態を示す。

光ビームＬ_１は、パルスＡＬ_１０から初期ずれ量Δｔ_１遅く（パルスＡＬ_１１）、光ビーム検出センサ１１４に入射する。その結果、感光体ドラム１６における潜像の書き出しは、パルスＢＬ_１０よりもΔｔ_１遅いＢＬ_１１から始まる。光ビームＬ_２は、パルスＡＬ_２０から初期ずれ量Δｔ_２早く（パルスＡＬ_２１）、光ビーム検出センサ１１４に入射する。その結果、感光体ドラム１６における潜像の書き出しは、パルスＢＬ_２０よりもΔｔ_２早いＢＬ_２１から始まる。このときに、光ビームＬ_１、Ｌ_２が同じタイミングで光ビーム検出センサ１１４に入射するように回転角度α、移動距離ａを求める。

図８（Ｄ）は、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させた状態を示す。

光ビームＬ_１、Ｌ_２は光ビーム検出センサ１１４が回転角度α、移動距離ａで回転、移動したことで、光ビーム検出センサ１１４の縦軸Ｙ’上に光ビームＬ_１、Ｌ_２が位置する。これにより、光ビームＬ_１、Ｌ_２は理想的なタイミングで光ビーム検出センサ１１４へ入射し、パルスＡＬ_１２、ＡＬ_２２が同時に立ち上がる。その結果、光ビームＬ_１、Ｌ_２は、感光体ドラム１６の基準書き出し位置で潜像の形成を開始する（パルスＢＬ_１２、ＢＬ_２２）。

なお、画像形成装置１０に調整機構制御部２０６を備えずに、光走査装置１４の製造工程（調整工程）において、光走査装置１４を製造する製造装置で光ビーム検出センサ１１４の回転角度α、移動距離ａを演算してもよい。この場合、調整工程において、製造装置で演算した結果に基づいて光走査装置１４の回転角度α、移動距離ａを調整し、光走査装置１４を固定手段としてネジ、接着剤等で固定する。これにより、画像形成装置の組み立て後は、光走査装置の機械的制御を行う必要が無くなる。

以上のように、光ビーム検出センサ１１４は、検出面１１４Ａの向きを維持しつつ、検出面１１４Ａの法線軸を回転中心軸として回転、並びに光ビームの走査方向又は走査方向とは逆方向に平行移動する。光ビーム検出センサ１１４に入射する２本の光ビームの検出タイミングのずれにより画像の書き出し位置にずれが生じる場合は、光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係から、光ビーム検出センサ１１４の回転角度、移動量を求め、光ビーム検出センサ１１４を回転、移動させることで、画像の書き出し位置のずれを補正する。具体的には、光ビーム検出センサ１１４の回転により２本の光ビームの相対位置関係を、平行移動により書き出し位置の絶対値を補正する。
（第２の実施の形態）
以下に、本発明の第２の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。

図９（Ａ）、図９（Ｂ）に、第２の実施の形態に係るブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）を用いてカラー画像を形成することができる画像形成装置の光走査装置９００の構成を示す。図９（Ａ）は光走査装置９００の上面図、図９（Ｂ）は光走査装置９００の側面図である。第２の実施の形態では、４本の光ビームを用いる光走査装置９００としているが、それに限らず、３本の光ビーム又は４本以上の光ビームを用いる光走査装置としてもよい。

光走査装置９００は、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色ごとにレーザダイオード９０２Ｋ、９０２Ｃ、９０２Ｍ、９０２Ｙを備える。

レーザダイオード９０２Ｋ、９０２Ｃ、９０２Ｍ、９０２Ｙから出射された光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹは、コリメータレンズ９０４Ｋ、９０４Ｃ、９０４Ｍ、９０４Ｙで平行なビームにされる。平行となった光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹは、反射ミラー９０６Ｋ、９０６Ｃ、９０６Ｍ、９０６Ｙで反射され、反射ミラー９０８、９１０を介して本発明に係る光偏向器である回転多面鏡９１２に入射する。

回転多面鏡９１２は、図９（Ａ）の時計回り方向であるＭ方向に所定の速度で回転する。この回転によって、回転多面鏡９１２の反射面への光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹの入射角は連続的に変化し、反射面に入射した光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹは、偏向される。

なお、光走査装置９００の回転多面鏡９１２の回転による偏向走査方向を主走査方向、主走査方向に直交する方向を副走査方向と呼ぶ。即ち、感光体ドラム９５０においては、軸方向に対応する図９（Ａ）のＮ方向を主走査方向、回転方向に対応する図９（Ｂ）の時計回り方向であるＯ方向を副走査方向と呼ぶ。

また、回転多面鏡９１２で反射された光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹの進行方向には、各々光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹに共通のｆθレンズ９１４が備えられる。

ｆθレンズ９１４を通過した光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹは、角柱状の分離ミラー９１６で分離され、折り返しミラー９１８Ｋ、９１８Ｃ、９１８Ｍ、９１８Ｙを介してシリンドリカルミラー９２０Ｋ、９２０Ｃ、９２０Ｍ、９２０Ｙへ導かれる。

各々のシリンドリカルミラー９２０Ｋ、９２０Ｃ、９２０Ｍ、９２０Ｙは、感光体ドラム９５０Ｋ、９５０Ｃ、９５０Ｍ、９５０Ｙに面して配設されており、光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹを副走査方向の結像位置が感光体ドラム９５０Ｋ、９５０Ｃ、９５０Ｍ、９５０Ｙの外周面に一致するように反射する。これによって、各感光体ドラム９５０Ｋ、９５０Ｃ、９５０Ｍ、９５０Ｙには光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹにより潜像が形成される。

また、図９（Ａ）に示されるように、分離ミラー９１６の走査方向上流側の画像形成領域外に、ピックアップミラー９２４が備えられる。ピックアップミラー９２４は、光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹを反射し、光ビーム検出センサ９２６に入射させる。

図１０（Ａ）乃至図１０（Ｄ）は、光ビーム検出センサ９２６を回転、移動させる前後の、光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹが光ビーム検出センサ９２６に入射するタイミングを示す。図１０（Ａ）乃至図１０（Ｄ）の上図は光ビーム検出センサ９２６に光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹが入射する状態を示した模式図である。一方、下図は光ビーム検出センサ９２６並びに感光体ドラム９５０Ｋ、９５０Ｃ、９５０Ｍ、９５０Ｙに光ビームが入射したときのタイミングチャートである。光ビームＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹは図１０（Ａ）の左から右方向であるＰ方向に進行する。

図１０（Ａ）は、光ビーム検出センサ９２６に理想的なタイミングで入射するＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の光ビームＬＫ_０、ＬＣ_０、ＬＭ_０、ＬＹ_０を示す。光ビームＬＫ_０、ＬＣ_０、ＬＭ_０、ＬＹ_０は、実際にはパルスＡＬＫ_０、ＡＬＣ_０、ＡＬＭ_０、ＡＬＹ_０で示されるように規定の入射時間差で光ビーム検出センサ９２６に入射し、パルスＢＬＫ_０、ＢＬＣ_０、ＢＬＭ_０、ＢＬＹ_０で示されるように同一のタイミングで感光体ドラム９５０Ｋ、９５０Ｃ、９５０Ｍ、９５０Ｙに入射し、潜像の形成を開始する。

図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）で示した規定の入射時間差を省略した図である。光ビームＬＫ_０、ＬＣ_０、ＬＭ_０、ＬＹ_０は光ビーム検出センサ９２６の横軸Ｘ上に位置することになる。

図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）のように規定の入射時間差を省略した上で、光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１があるずれ量を持って光ビーム検出センサ９２６に入射した状態を示している。

光ビームＬＫ_１は、パルスＡＬＫ_０から初期ずれ量ΔｔＫ_１遅く（パルスＡＬＫ_１）、光ビーム検出センサ９２６に入射する。また、光ビームＬＣ_１はパルスＡＬＣ_０から初期ずれ量ΔｔＣ_１早く（パルスＡＬＣ_１）、光ビームＬＭ_１はパルスＡＬＭ_０から初期ずれ量ΔｔＭ_１早く（パルスＡＬＭ_１）、光ビームＬＹ_１はパルスＡＬＹ_０から初期ずれ量ΔｔＹ_１遅く（パルスＡＬＹ_１）光ビーム検出センサ９２６に入射する。

そして、光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１は、各々の初期ずれ量に対応するずれ量を持つパルスＢＬＫ_１、ＢＬＣ_１、ＢＬＭ_１、ＢＬＹ_１で感光体ドラム９５０Ｋ、９５０Ｃ、９５０Ｍ、９５０Ｙに潜像の形成を行う。

ここで、光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１の初期ずれ量ΔｔＫ_１、ΔｔＣ_１、ΔｔＭ_１、ΔｔＹ_１から光ビーム検出センサ９２６の回転角度、移動距離を求め、光ビーム検出センサ９２６を回転、移動させる場合について説明する。

光ビーム検出センサ９２６は、予め定められた回転角度βで光ビーム検出センサ９２６を回転する予備調整が行われ、各々の光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１の光ビーム検出センサ９２６への入射高さｘＫ、ｘＣ、ｘＭ、ｘＹが求められる。

そして、光ビーム検出センサ９２６を回転角度αで回転、移動距離ａで移動した後の各々の光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１のずれ量ΔｔＫ_２、ΔｔＣ_２、ΔｔＭ_２、ΔｔＹ_２は、５式、６式、７式、８式で表される。

ΔｔＫ_２＝ΔｔＫ_１−（ｔａｎα・ｘＫ＋ａ）・・・（５）
ΔｔＣ_２＝ΔｔＣ_１−（ｔａｎα・ｘＣ＋ａ）・・・（６）
ΔｔＭ_２＝ΔｔＭ_１−（ｔａｎα・ｘＭ＋ａ）・・・（７）
ΔｔＹ_２＝ΔｔＹ_１−（ｔａｎα・ｘＹ＋ａ）・・・（８）
ここで、各々のずれ量ΔｔＫ_２、ΔｔＣ_２、ΔｔＭ_２、ΔｔＹ_２が一致するように、回転角度α、移動距離ａを求め、光ビーム検出センサ９２６を回転、移動させる。これにより光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１は、光ビーム検出センサ９２６に同時に入射させることができる。

しかし、各々のずれ量ΔｔＫ_２、ΔｔＣ_２、ΔｔＭ_２、ΔｔＹ_２が一致するような、回転角度α、移動距離ａが求められない場合がある。この場合は、各々の光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１の初期ずれ量ΔｔＫ_１、ΔｔＣ_１、ΔｔＭ_１、ΔｔＹ_１の最大値が最小となるように回転角度α、移動距離ａを求める。

図１０（Ｄ）は、各々の光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１の初期ずれ量ΔｔＫ_１、ΔｔＣ_１、ΔｔＭ_１、ΔｔＹ_１の最大値が最小となるように回転角度α、移動距離ａを求め、その結果に基づいて光ビーム検出センサ９２６を回転、移動させた状態を示す。

図１０（Ｃ）では、光ビームＬＫ_１の初期ずれ量ΔｔＫ_１が最も大きい。そのため、光ビームＬＫ_１のずれ量が、最小となるように回転角度αと移動距離ａとを求め、光ビーム検出センサ９２６を回転、移動させる。

光ビーム検出センサ９２６の回転、移動後では、光ビームＬＫ_１のずれ量は小さくなり、光ビームＬＣ_１のずれ量は変化せず、光ビームＬＭ_１のずれ量は小さくなり、光ビームＬＹ_１のずれ量は大きくなる。これにより、相対的に各々の光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１のずれ量は小さくなる。

この結果、光ビームＬＫ_１、ＬＣ_１、ＬＭ_１、ＬＹ_１は、光ビーム検出センサ９２６を回転、移動させる前よりも、相対的に小さなずれ量のパルスＢＬＫ_２、ＢＬＣ_２、ＢＬＭ_２、ＢＬＹ_２で感光体ドラム９５０Ｋ、９５０Ｃ、９５０Ｍ、９５０Ｙに潜像の形成を行う。

以上のように、光ビームを複数本出射する光走査装置９００において、光ビーム検出センサ９２６を回転、移動させることで複数本の光ビームの光ビーム検出センサ９２６に入射するタイミングのずれを補正することができる。また、入射タイミングのずれを完全に補正できない場合であっても、初期ずれ量のうち、最大値を最小にするように光ビーム検出センサ９２６を回転、移動させることで、相対的に各々の光ビームのずれを小さくすることができる。これにより、他の手段と組み合わせることにより、光ビームが光ビーム検出センサ９２６へ入射するタイミングの補正を容易に行うことができる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。第１の実施の形態に係る画像形成装置の光走査装置の構成を示す図である。光ビーム検出センサの回転、移動についての説明に要する図である。画像形成装置の制御系の要部構成を示す図である。光ビーム検出センサを回転、移動させる制御の要部を示す図である。調整機構部の構成を示す図である。光ビーム検出センサを回転、移動させる調整制御についてのフローチャートである。第１の実施の形態に係る光ビーム検出センサを回転、移動させる前後における、光ビームが光ビーム検出センサに入射するタイミングを示す図である。第２の実施の形態に係る画像形成装置の光走査装置の構成を示す図である。第２の実施の形態に係る光ビーム検出センサを回転、移動させる前後における、光ビームが光ビーム検出センサに入射するタイミングを示す図である。

符号の説明

１４光走査装置
１００光源
１０８回転多面鏡（光偏向器）
１１４光ビーム検出センサ（光ビーム検出手段）
２０２調整量演算部（調整量演算手段）
２１０調整機構部

Claims

複数の光ビームを出射する光源と、
前記複数の光ビームを偏向する光偏向器を備え、前記光ビームが被走査面上を直線的に移動するように走査を行う走査手段と、
前記走査手段による走査を繰り返すときに、前記複数の光ビームを検出する光ビーム検出手段と、
前記光ビーム検出手段の検出面の向きを維持しつつ、前記光ビーム検出手段を、前記検出面の法線軸を回転中心軸として回転、並びに前記走査手段による前記光ビームの走査方向又は走査方向と逆方向に平行移動させる調整機構部と、
前記光ビーム検出手段で検出する前記複数の光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係から、前記光ビーム検出手段を回転させる回転角度、並びに平行移動させる移動距離を演算する調整量演算手段と、
前記調整量演算手段により演算された前記回転角度、並びに前記移動距離に基づいて、前記調整機構部を制御して前記光ビーム検出手段の位置を調整する調整機構制御手段と、
を有する光走査装置。
前記調整量演算手段は、前記複数の光ビームが前記被走査面の予め定められた基準書き出し位置から潜像の書き出しを開始するように、前記光ビーム検出手段の前記回転角度、並びに前記移動距離を演算することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
前記調整量演算手段は、前記被走査面の前記基準書き出し位置からの前記複数の光ビームのずれ量が画素間隔の整数倍となるように、前記光ビーム検出手段の前記回転角度、並びに前記移動距離を演算することを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
前記調整量演算手段は、前記光ビーム検出手段を回転、移動させる前の、前記被走査面の前記基準書き出し位置からの前記複数の光ビームのずれ量のうち、最大値が最小となるように前記光ビーム検出手段の前記回転角度、前記移動距離を演算することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
複数の光ビームを出射する光源と、前記複数の光ビームを偏向する光偏向器を備え、前記光ビームが被走査面上を直線的に移動するように走査を行う走査手段と、前記走査手段による走査を繰り返すときに、前記複数の光ビームを検出する光ビーム検出手段と、を有する光走査装置の調整方法において、
前記光ビーム検出手段で検出する前記複数の光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係から、前記光ビーム検出手段を回転させる回転角度、並びに平行移動させる移動距離を演算し、
演算された前記回転角度、並びに前記移動距離に基づいて、前記光ビーム検出手段の検出面の向きを維持しつつ、前記光ビーム検出手段を、前記検出面の法線軸を回転中心軸として回転、並びに前記走査手段による前記光ビームの走査方向又は走査方向と逆方向に平行移動させることを特徴とする光走査装置の調整方法。
複数の光ビームを出射する光源と、
前記複数の光ビームを偏向する光偏向器を備え、前記光ビームが被走査面上を直線的に移動するように走査を行う走査手段と、
前記走査手段による走査を繰り返すときに、前記複数の光ビームを検出する光ビーム検出手段と、
前記光ビーム検出手段の検出面の向きを維持しつつ、前記光ビーム検出手段を、前記検出面の法線軸を回転中心軸として回転、並びに前記走査手段による前記光ビームの走査方向又は走査方向と逆方向に平行移動させる調整機構部と、
前記光ビーム検出手段で検出する前記複数の光ビームの検出タイミングに基づく相対位置関係に基づいた、前記光ビーム検出手段を回転させる回転角度、並びに平行移動させる移動距離で前記調整機構部を固定する固定手段と、
を有する光走査装置。