JP2011137909A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一つのポリゴンミラーを用いて複数のレーザ光を走査する構成において，等倍度補正における一画素のサイズの変更量を極力抑制して画質の劣化を防止することのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】ポリゴンミラーの回転による複数のレーザ光ごとの走査周期を検出し（Ｓ１〜Ｓ２），その複数のレーザ光の走査周期の平均が予め定められた所定走査周期に一致するようにポリゴンモータの回転速度を補正する（Ｓ３〜Ｓ４）。その後、補正後の回転速度でポリゴンミラーが回転したときのレーザ光各々の走査周期と所定走査周期との差に応じて静電潜像の一画素の幅を補正することにより等倍ズレを防止する（Ｓ５）。
【選択図】図３

Description

本発明は，一つのポリゴンミラーを用いて複数のレーザ光を走査する画像形成装置に関し，特に，そのポリゴンミラーによって走査されるレーザ光に基づいて形成される画像の等倍ズレを防止するための技術に関するものである。

従来から，ポリゴンミラー（回転多面鏡）の回転によりレーザ光を走査して像担持体上に静電潜像を形成する電子写真方式の画像形成装置では，そのレーザ光の１周期の走査時間が予め設定された走査時間となるように，ポリゴンミラーの回転速度を調整して等倍ズレを防止する等倍度補正が実行される（例えば特許文献１参照）。具体的には，レーザ光の走査経路上の既定の位置に配置されたセンサによってレーザ光が検出される間隔に基づいてポリゴンミラーの回転速度が調整される。
ところで，このような構成が，特許文献１に開示されているように一つのポリゴンミラーを用いて一つのレーザ光を走査する画像形成装置に適用される場合には問題はないが，一つのポリゴンミラーを用いて複数のレーザ光を走査する所謂マルチビーム方式の画像形成装置に適用されると，一つのレーザ光の検出結果に基づくポリゴンミラーの回転速度の制御が他のレーザ光により形成される画像の等倍性に影響を与えることとなるため，同手法では等倍度補正を行うことができない。
そのため，一般に，マルチビーム方式の画像形成装置では，画像データに基づいて各レーザ光によって形成される一画素のサイズを変更することで等倍ズレを補正することが考えられる。

特開平６−１３０３１２号公報

しかしながら，マルチビーム方式の画像形成装置において，等倍度補正のために一画素のサイズを過度に変更することは画質の劣化の要因となり問題である。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，一つのポリゴンミラーを用いて複数のレーザ光を走査する構成において，等倍度補正における一画素のサイズの変更量を極力抑制して画質の劣化を防止することのできる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，像担持体に静電潜像を形成するためのレーザ光を照射する複数のレーザ光照射手段と，複数の前記レーザ光照射手段から照射される複数のレーザ光を反射させるポリゴンミラーと，前記ポリゴンミラーを回転させることにより前記レーザ光各々を走査させるポリゴンモータと，前記ポリゴンミラーの回転による複数の前記レーザ光ごとの走査周期を検出する走査周期検出手段とを備えてなる画像形成装置に適用されるものであって，前記走査周期検出手段によって検出された複数の前記レーザ光の走査周期の平均が予め定められた所定走査周期に一致するように前記ポリゴンモータの回転速度を補正するモータ回転速度補正手段と，前記モータ回転速度補正手段によって補正された前記ポリゴンモータの回転速度で前記ポリゴンミラーが回転したときの前記レーザ光各々の走査周期と前記所定走査周期との差に応じて前記静電潜像の一画素の幅を補正する画素幅補正手段とを備えてなることを特徴とする画像形成装置として構成される。
より具体的には，前記レーザ光照射手段の数をｎ，前記所定走査周期をＴ，前記レーザ光照射手段各々のレーザ光の走査周期をＴ×ｔ１〜Ｔ×ｔｎで示したとき，前記モータ回転速度補正手段が，前記ポリゴンモータの回転速度を前記走査周期検出手段による検出が行われたときの回転速度のｎ／（ｔ１＋ｔ２＋…ｔｎ）倍に補正することにより，複数の前記レーザ光の走査周期の平均を前記所定走査周期に一致させるものであることが考えられる。
本発明によれば，一つのポリゴンミラーを用いて複数のレーザ光を走査する構成において，複数の前記レーザ光によって形成される前記静電潜像の一画素の幅の変更量を極力抑制しつつ，該静電潜像の等倍ズレを補正することができるため，画質の劣化を防止することが可能である。
ところで，複数の前記レーザ光照射手段は，例えば複数の色に対応する複数の像担持体に対応して設けられたものであることが考えられる。また，複数の前記レーザ光照射手段は，一色に対応する一つの像担持体における副走査方向の異なる位置にレーザ光を照射するものであってもよい。

本発明によれば，一つのポリゴンミラーを用いて複数のレーザ光を走査する構成において，複数のレーザ光によって形成される静電潜像の一画素の幅の変更量を極力抑制しつつ，該静電潜像の等倍ズレを補正することができるため，画質の劣化を防止することが可能である。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの概略構成を示すブロック図。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの要部構成を示す模式図。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘにおいて実行される等倍度補正処理の手順の一例を説明するフローチャート。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘで実行される等倍度補正処理におけるモータ回転速度補正の実行結果の一例を説明するための図。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘの概略構成について説明する。前記画像形成装置Ｘは，例えば複写機やファクシミリ装置，プリンタ装置，複合機（ＭＦＰ）などである。
図１に示すように，本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｘは，制御部１，操作表示部２，画像読取部３，画像処理部４，画像形成部５などを備えて概略構成されている。
前記制御部１は，ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等の周辺装置を有しており，前記ＣＰＵで前記ＲＯＭに格納された所定の制御プログラムに従った処理を実行することにより，当該画像形成装置Ｘを統括的に制御するものである。例えば，前記制御部１は，後述の等倍度補正処理（図３のフローチャート参照）を実行する。なお，前記制御部１は，集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。
前記操作表示部２は，当該画像形成装置Ｘにおける各種の情報の表示や，ユーザによる入力操作を行うための液晶ディスプレイ，タッチパネル，各種操作キーなどを有している。
前記画像読取部３は，原稿台（不図示）に載置された原稿或いは自動原稿送り装置（ＡＤＦ，不図示）により搬送された原稿の画像を読み取るＣＣＤ等を有している。
前記画像処理部４は，前記画像読取部３によって読み取られた画像データ或いは外部から入力された画像データに対して各種の画像処理を施すものである。
前記画像形成部５は，不図示の給紙カセットから供給された用紙に前記画像処理部４から入力される画像データに基づいてモノクロ画像又はカラー画像を形成するものである。

ここに，前記画像形成部５は，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色に対応し，図外の帯電装置により所定電位に一様に帯電される４つの感光体ドラム５１と，電荷を帯びた前記感光体ドラム５１各々に向けてレーザ光を照射することにより該感光体ドラム５１各々の表面上に各色の画像データに基づく静電潜像を形成する二つのレーザスキャナユニット５２（以下「ＬＳＵ５２」と略称する）と，前記感光体ドラム５１各々の表面上に形成された静電潜像をトナーカートリッジから供給される各色のトナーによって現像する４つの現像装置５３と，前記現像装置５３によって前記感光体ドラム５１各々の表面上に形成されたトナー像を用紙に転写する４つの転写装置５４と，前記トナー像が転写された用紙に該トナー像を定着させる定着装置５５とを備えて概略構成されている。
前記画像形成部５では，前記感光体ドラム５１各々に形成されたトナー像が順次重ね合わされて用紙，或いは不図示の中間転写ベルトに転写されることによりカラー画像が形成される。

続いて，図２を用いて，前記画像形成装置Ｘに設けられた前記ＬＳＵ５２の概略構成について説明する。
前記ＬＳＵ５２は，二つの前記感光体ドラム５１に対応して設けられ，該感光体ドラム５１各々に静電潜像を形成するためのレーザ光を照射する二つのレーザデバイス１１，２１（レーザ光照射手段の一例）を備えている。
具体的に，二つの前記ＬＳＵ５２のうち一方は，イエロー及びマゼンタに対応する画像データに基づいて，前記レーザデバイス１１，２１から二つの前記感光体ドラム５１にレーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射する。そして，他方の前記ＬＳＵ５２は，シアン及びブラックに対応する画像データに基づいて，前記レーザデバイス１１，２１から二つの前記感光体ドラム５１にレーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射する。なお，二つの前記ＬＳＵ５２は，出力する画像データが異なるだけであってその構成は同様であるため，以下では一つの前記ＬＳＵ５２に着目して説明する。

図２に示すように，前記ＬＳＵ５２は，前記レーザデバイス１１，２１から照射されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２を反射させるポリゴンミラー３１と，前記ポリゴンミラー３１を回転させることにより前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々を走査させるステッピングモータ等のポリゴンモータ３２と，前記ポリゴンミラー３１の回転による前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々の走査経路上に配置されたｆθレンズ等の光学レンズ１２，２２と，前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々の走査経路上の一端部に配置された反射板１３，２３と，前記反射板１３，２３で反射した前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２を検知するレーザ光検知センサ１４，２４とを備えている。
なお，本実施の形態では，前記レーザデバイス１１，２１の二つのレーザデバイスから照射される二つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２が一つの前記ポリゴンミラー３１によって走査される構成を例に挙げて説明するが，本発明は，一つのポリゴンミラーに対してレーザ光を照射する少なくとも二以上（例えば３つや４つなど）のレーザデバイスが設けられている構成に適用可能である。

前記ＬＳＵ５２では，前記ポリゴンミラー３１により走査される前記レーザデバイス１１からのレーザ光Ｌ１が前記反射板１３によって反射され，前記レーザ光検知センサ１４に入射される。同様に，前記ポリゴンミラー３１により走査される前記レーザデバイス２１からのレーザ光Ｌ２が前記反射板２３によって反射され，前記レーザ光検知センサ２４に入射される。
前記レーザ光検知センサ１４，２４は，前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２の入射を検知する毎に，主走査同期信号ＢＤ１，ＢＤ２（図４参照）を前記制御部１に対して入力する。これにより，前記制御部１は，前記主走査同期信号ＢＤ１，ＢＤ２に応じて前記感光体ドラム５１各々への静電潜像の書き出しタイミングを調整する。

また，前記制御部１は，前記レーザ光検知センサ１４，２４からの主走査同期信号ＢＤ１，ＢＤ２に基づいて，前記レーザデバイス１１，２１各々から照射されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２の走査周期を検出する。このレーザ光Ｌ１，Ｌ２の走査周期が，入力された画像データに基づいて形成される画像の等倍性を維持し得る予め定められた所定走査周期と一致していなければ，前記ＬＳＵ５２によって前記感光体ドラム５１に形成される静電潜像に等倍ズレが生じる。
このとき，前記等倍ズレの発生を防止する従来手法として，画像データ各々に基づいて形成される画像の一画素の幅を補正して等倍ズレを補正することが考えられるが，この手法では一画素の幅が過度に補正されて画質の劣化が生じるおそれがある。
しかしながら，前記画像形成装置Ｘでは，前記制御部１によって後述の等倍度補正処理（図３のフローチャート参照）が実行されることにより，前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２によって形成される静電潜像の一画素の幅の変更量を極力抑制しつつ，該静電潜像の等倍ズレを補正することができる。

以下，図３のフローチャートに従って，前記画像形成装置Ｘにおいて前記制御部１によって実行される等倍度補正処理の手順の一例について説明する。なお，図中のＳ１，Ｓ２，…は処理手順（ステップ）の番号を表している。
当該等倍度補正処理は，例えばユーザ等による前記操作表示部２に対する操作入力に応じて前記制御部１によって実行され，或いは所定期間経過ごとや所定枚数の印字ごとに自動的に前記制御部１によって実行される。
また，当該等倍度補正処理は，前記制御部１が前記ＬＳＵ５２ごとについて個別に実行するものであるが，これらは同様の処理であるため，ここでは一方の前記ＬＳＵ５２について実行される等倍度補正処理について説明する。

（ステップＳ１〜Ｓ２）
まず，ステップＳ１において，前記制御部１は，前記ポリゴンモータ３２の駆動を開始させることによって前記ポリゴンミラー３１を回転させると共に，前記レーザデバイス１１，２１からのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始させる。これにより，前記ＬＳＵ５２では，前記ポリゴンミラー３１による前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々の走査が開始される。
その後，前記ポリゴンモータ３２の駆動が安定すると，続くステップＳ２において，前記制御部１は，前記レーザ光検知センサ１４，２４による検知結果に基づいて，前記レーザデバイス１１，２１からのレーザ光Ｌ１，Ｌ２各々の走査周期を個別に測定する。具体的に，前記走査周期は，前記レーザ光検知センサ１４，２４各々におけるレーザ光Ｌ１，Ｌ２の検知間隔である。ここに，前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々の走査周期を検出するときの前記制御部１が走査周期検出手段に相当する。
なお，このステップＳ１〜Ｓ２による前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々の走査周期の検出処理は，通常の画像形成処理（印字処理）の実行時に行われるものであってもよい。例えば，通常の画像形成処理の実行時に前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々の走査周期を随時検出し，該走査周期が前記所定走査周期に対して所定値以上乖離したことを条件に以下のステップＳ３〜Ｓ５の処理が実行されることが考えられる。

（ステップＳ３〜Ｓ４）
次に，ステップＳ３〜Ｓ４において，前記制御部１は，前記ステップＳ２によって検出された前記レーザデバイス１１，２１からのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の走査周期の平均が前記所定走査周期に一致するように前記ポリゴンモータ３２の回転速度を補正するモータ回転速度補正を実行する。ここに，係る処理を実行するときの前記制御部１がモータ回転速度補正手段に相当する。なお，前記所定走査周期は，例えば前記画像形成装置Ｘの機種ごとに応じて予め定まるものであって，前記制御部１のＲＯＭ等に予め記憶されている。

具体的に，一つの前記ポリゴンミラー３１に対応するレーザデバイスの数をｎ，前記所定走査周期をＴ，レーザデバイス各々のレーザ光の走査周期をＴ×ｔ１〜Ｔ×ｔｎで示したとき，即ちレーザ光各々の走査周期の前記所定走査周期Ｔに対するズレ量の比率をｔ１，ｔ２，…ｔｎで示したとき，前記制御部１は，前記ステップＳ３において，前記ステップＳ２による検出が行われたときの回転速度のｎ／（ｔ１＋ｔ２＋…ｔｎ）倍の回転速度を算出する。例えば，前記制御部１は，前記ステップＳ２による検出が行われたときに前記ポリゴンモータ３２に供給されていたクロック周波数のｎ／（ｔ１＋ｔ２＋…ｔｎ）倍のクロック周波数を，前記ポリゴンモータ３２の回転速度の指標として算出する。
そして，前記制御部１は，前記ステップＳ４において，前記ポリゴンモータ３２の回転速度を前記ステップＳ３で算出された回転速度に変更する。例えば，前記ステップＳ２による検出が行われたときに前記ポリゴンモータ３２に供給されていたクロック周波数のｎ／（ｔ１＋ｔ２＋…ｔｎ）倍のクロック周波数を前記ポリゴンモータ３２に供給することにより，前記ポリゴンモータ３２の回転速度を変更する。
このように前記ステップＳ３〜Ｓ４において前記ポリゴンモータ３２の回転速度が補正されると，前記レーザデバイス１１，２１からのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の走査周期の平均が前記所定走査周期に一致することとなり，前記レーザデバイス１１，２１のレーザ光Ｌ１，Ｌ２の等倍ズレの大きさは同じになる。

ここに，図４は，前記ステップＳ３〜Ｓ４におけるモータ回転速度補正の実行結果の一例を説明するための図である。
図４（ａ），（ｃ）は，前記モータ回転速度補正の実行前に前記レーザデバイス１１，２１から照射されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２が前記レーザ光検知センサ１３，２３で検知されたときに該レーザ光検知センサ１３，２３から出力される主走査同期信号ＢＤ１，ＢＤ２を示している。一方，図４（ｂ），（ｄ）は，前記モータ回転速度補正の実行後に前記レーザデバイス１１，２１から照射されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２が前記レーザ光検知センサ１３，２３で検知されたときに該レーザ光検知センサ１３，２３から出力される主走査同期信号ＢＤ１’，ＢＤ２’を示している。
前記モータ回転速度補正の実行前は，図４（ａ），（ｃ）に示すように，前記レーザデバイス１１からのレーザ光Ｌ１の走査周期，即ち前記主走査同期信号ＢＤ１の周期がＴ×ｔ１であり，前記レーザデバイス２１からのレーザ光Ｌ２の走査周期，即ち前記主走査同期信号ＢＤ２の周期がＴ×ｔ２である。
この場合，前記モータ回転速度補正の実行後は，図４（ｂ），（ｄ）に示すように，前記主走査同期信号ＢＤ１’の周期が，Ｔ×ｔ１×（２／（ｔ１＋ｔ２））となり，前記主走査同期信号ＢＤ２’の周期が，Ｔ×ｔ２×（２／（ｔ１＋ｔ２））となる。
従って，例えば前記モータ回転速度補正の実行前に，前記レーザ光Ｌ１の走査周期の前記所定走査周期に対するズレ量の比率ｔ１が１．０４，前記レーザ光Ｌ２の走査周期の前記所定走査周期に対するズレ量の比率ｔ２が１．０２である場合，前記モータ回転速度補正の実行後は，前記レーザ光Ｌ１の走査周期がＴ×１．０４×（２／（１．０４＋１．０２））≒１．０１Ｔ，前記レーザ光Ｌ２の走査周期がＴ×１．０２×（２／（１．０４＋１．０２））≒０．９９Ｔとなる。即ち，前記レーザデバイス１１からのレーザ光Ｌ１の走査周期と前記所定走査周期とのズレ量，及び前記レーザデバイス１１からのレーザ光Ｌ２の走査周期と前記所定走査周期とのズレ量は共に，前記所定走査周期に対して同じ約１％となる。

（ステップＳ５）
その後，ステップＳ５では，前記ステップＳ３〜Ｓ４におけるモータ回転速度補正によって補正された後の回転速度で前記ポリゴンミラー３１が回転したときの前記レーザデバイス１１，２１からのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の走査周期と前記所定走査周期とに応じて，該レーザ光Ｌ１，Ｌ２の等倍ズレを防止するべく，前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々によって形成される静電潜像の一画素の幅を補正する。ここに，係る処理を実行するときの前記制御部１が画素幅補正手段に相当する。
このとき，前記制御部１は，前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２の走査周期を算出することが可能であるが（例えばＴ×ｔ１×（２／（ｔ１＋ｔ２））），再度前記レーザ光検知センサ１４，２４を用いて前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２の走査周期を検出してもよい。
また，前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々によって形成される静電潜像の一画素の幅の補正は，例えば前記画像処理部４により前記レーザデバイス１１，２１に対応する画像データ各々を補正することによって行えばよい。また，当該補正は，係る手法に限らずその他の従来周知技術を用いて行えばよい。

そして，前記ステップＳ５における等倍度補正処理が実行される際は，事前に行われた前記ステップＳ３〜Ｓ４の前記モータ回転速度補正によって，前記レーザデバイス１１，２１各々からのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の走査周期の平均が前記所定走査周期と一致することとなっている。即ち，前記レーザデバイス１１からのレーザ光Ｌ１の走査周期及び前記所定走査周期のズレ量と，前記レーザデバイス２１からのレーザ光Ｌ２の走査周期及び前記所定走査周期のズレ量とは同量（前の例では約１％）であり，いずれかが偏って大きくなっていることはない。
そのため，前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２によって形成される静電潜像の等倍ズレは，該レーザ光Ｌ１，Ｌ２各々に対応する一画素の幅を同じだけ補正することによって防止される。従って，一つの前記ポリゴンミラー３１で走査される複数のレーザ光Ｌ１，Ｌ２のいずれかに対応する画像について一画素の幅が過度に補正されることを防止することができ，画質の劣化を防止することができる。
なお，本実施の形態では，二つの感光体ドラム５１に対応して二つの前記レーザデバイス１１，２１が設けられている場合を例に挙げて説明した。一方，例えばブラック等の一色に対応する一つの感光体ドラム５１に対応して複数のレーザデバイスが設けられており，該レーザデバイス各々によって複数ラインのレーザ光の走査が同時に行われる場合であっても，該レーザ光各々に対応する画像データについての一画素の幅を個別に補正し得る構成であれば，本発明を同様に適用することができる。

１：制御部
２：操作表示部
３：画像読取部
４：画像処理部
５：画像形成部
５１：感光体ドラム
５２：レーザスキャナユニット（ＬＳＵ）
５３：現像装置
５４：転写装置
５５：定着装置
１１，２１：レーザデバイス（レーザ光照射手段の一例）
１２，２２：光学レンズ
１３，２３：反射板
１４，２４：レーザ光検知センサ

Claims (4)

1. 像担持体に静電潜像を形成するためのレーザ光を照射する複数のレーザ光照射手段と，複数の前記レーザ光照射手段から照射される複数のレーザ光を反射させるポリゴンミラーと，前記ポリゴンミラーを回転させることにより前記レーザ光各々を走査させるポリゴンモータと，前記ポリゴンミラーの回転による複数の前記レーザ光ごとの走査周期を検出する走査周期検出手段とを備えてなる画像形成装置であって，
   前記走査周期検出手段によって検出された複数の前記レーザ光の走査周期の平均が予め定められた所定走査周期に一致するように前記ポリゴンモータの回転速度を補正するモータ回転速度補正手段と，
   前記モータ回転速度補正手段によって補正された前記ポリゴンモータの回転速度で前記ポリゴンミラーが回転したときの前記レーザ光各々の走査周期と前記所定走査周期との差に応じて前記静電潜像の一画素の幅を補正する画素幅補正手段と，
   を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レーザ光照射手段の数をｎ，前記所定走査周期をＴ，前記レーザ光照射手段各々のレーザ光の走査周期をＴ×ｔ１〜Ｔ×ｔｎで示したとき，
   前記モータ回転速度補正手段が，前記ポリゴンモータの回転速度を前記走査周期検出手段による検出が行われたときの回転速度のｎ／（ｔ１＋ｔ２＋…ｔｎ）倍に補正することにより，複数の前記レーザ光の走査周期の平均を前記所定走査周期に一致させるものである請求項１に記載の画像形成装置。
3. 複数の前記レーザ光照射手段が，複数の像担持体に対応して設けられたものである請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 複数の前記レーザ光照射手段が，一つの像担持体における副走査方向の異なる位置にレーザ光を照射するものである請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。

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