JP6029314B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体を露光するための複数の光ビームを出射する光源を備える電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来、光源から出射された光ビームを回転多面鏡によって偏向し、回転多面鏡によって偏向された光ビームによって感光体を走査することで感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置は、回転多面鏡によって偏向された光ビームを検出する光学センサを備える。光学センサによって生成される同期信号を基準として光源から光ビームを出射させることで、光ビームが感光体上を走査する方向（主走査方向）における静電潜像（画像）の書き出し位置を一致させている。

また、画像形成速度の高速化、画像の高解像度化を図るために、光ビームを出射する複数の発光素子が図７（ａ）に示すように配列された光源を備える画像形成装置が知られている。図７（ａ）中、Ｘ軸方向は主走査方向に対応し、Ｙ軸方向は感光体の回転方向（副走査方向）に対応する。このような画像形成装置では、工場における組立工程において光源を図７（ａ）中に示す矢印方向に回転し、Ｙ軸方向の発光素子の間隔を調整する。このように光源を回転させることによって、感光体上における各発光素子から出射された光ビームの副走査方向における露光位置間隔を画像形成装置の解像度に対応する間隔に調整していた。

図７（ａ）に示す矢印方向に光源を回転させると、Ｙ軸方向における発光素子の間隔が変動するとともにＸ軸方向における発光素子の間隔も変動する。そのため、従来の画像形成装置は、光学センサによって生成される同期信号を基準に各発光素子毎に定められたタイミングで各発光素子から光ビームを出射させて、静電潜像の主走査方向の書き出し位置を一致させている。

上記の組立工程において、画像形成装置の光源の設置状態やレンズやミラーなどの光学部材の光学特性によって、画像形成装置毎に光源を回転させる角度（調整量）が異なる。そのため、複数の画像形成装置の間で、光源の回転調整後のＸ軸方向の発光素子間隔が一致しないことがある。ここで、光学センサによって生成される同期信号を基準として各発光素子毎に設定される光ビームの出射タイミングをすべての画像形成装置において同一に設定すると、主走査方向における静電潜像の書き出し位置が主走査方向にずれた画像形成装置が発生するおそれがある。

このような組立工程において光源を回転させることで生じる主走査方向の静電潜像の書き出し位置のずれを抑制するために、特許文献１は、第１の発光素子及び第２の発光素子それぞれから出射される光ビームによって複数の水平同期信号を生成し、複数の水平同期信号の生成タイミング差から第１の発光素子の光ビームの出射タイミングに対する第２の発光素子の光ビームの出射タイミングを設定する画像形成装置を開示している。

特開２００８−８９６９５号公報

しかしながら、特許文献１の画像形成装置には次のような課題がある。画像形成中、回転多面鏡を駆動するモータが発熱し、その熱の影響により回転多面鏡の近傍に配置されたレンズの温度が上昇する。レンズの温度上昇にともない、主走査方向の光ビームの屈折率などのレンズの光学特性が変動する。レンズの光学特性の変動に伴い感光体上における複数の光ビームの結像位置の相対位置関係が、図７（ｂ）から図７（ｃ）のように（或いは図７（ｃ）から図７（ｂ）のように）変動する。このように画像形成中に光学特性が変動して感光体上における複数の光ビームの結像位置の相対位置関係が変動すると、各発光素子から出射された光ビームによって形成される静電潜像の書き出し位置にずれが生じてしまう。

本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の画像形成装置は、回転する感光体と、前記感光体を露光する第１の光ビームを出射する第１の発光素子と第２の光ビームを出射する第２の発光素子とを含む複数の発光素子を備える光源と、前記光源から出射された複数の光ビームが前記感光体上を走査するように前記複数の光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームを前記感光体上に導くレンズと、を備え、前記偏向手段によって偏向された前記第１の光ビームが前記第２の光ビームよりも前記感光体を走査する走査方向において先行して走査するように前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子が前記光源に配置された露光手段と、前記偏向手段によって偏向された前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを受光する受光面を備える検出手段であって、前記走査方向の前記受光面の幅が前記検出手段上における前記走査方向の前記第１の光ビームの露光位置と前記第２の光ビームの露光位置との距離よりも狭く、前記受光面によって前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを検出する検出手段と、前記感光体上における前記第１の光ビームと第２の光ビームとの前記走査方向における露光位置差が解消された状態に対応し、前記検出手段が検出した前記第１の光ビームと前記第２の光ビームとの検出タイミング差と比較するための基準データであって、前記検出タイミング差の取得時期に関わらず前記検出タイミング差との比較に共通して用いられる基準データを記憶する記憶手段と、前記光ビームの同一走査周期において前記受光面を前記第１の光ビームと前記第２の光ビームとが走査するように前記第１の発光素子から前記第１の光ビームを、前記第２の発光素子から前記第２の光ビームを出射させ、前記感光体上に潜像を形成するために前記第１の発光素子から前記第１の光ビームを出射させ、前記検出手段によって検出された前記第１の光ビームと前記第２の光ビームとの検出タイミング差と前記基準データとを比較した比較結果に基づいて、前記感光体上に潜像を形成するために前記第１の発光素子から前記第１の光ビームを出射させるタイミングに対する前記第２の発光素子から前記第２の光ビームを出射させるタイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成中の複数の光ビームの潜像の書き出し位置の変動を抑制することができる。

カラー画像形成装置の概略断面図 光走査装置の内部構成及び感光ドラムを示す概略図 光源の概略図、感光ドラム上におけるレーザ光の露光位置の相対位置関係を示す図、及びＢＤの概略図 本実施例に係る画像形成装置の制御ブロック図 本実施例に係る１走査周期中のタイミングチャート 本実施例に係る画像形成装置に備えられるＣＰＵが実行する制御フロー 従来の画像形成装置における課題を説明する図

（実施例１）
図１は、複数色のトナーを用いて画像形成するデジタルフルカラープリンター（カラー画像形成装置）の概略断面図である。なお、実施例をカラー画像形成装置を例に説明するが、実施の形態はカラー画像形成装置に限られるものではなく単色のトナー（例えば、ブラック）のみで画像形成する画像形成装置であっても良い。

まず、図１を用いて本実施例の画像形成装置１００について説明する。画像形成装置１００には色別に画像を形成する４つの画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが備えられている。ここでのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。

画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋには感光体であるところの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋが備えられている。感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋ、光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋ、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋがそれぞれ設けられている。また、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋが配置されている。

感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架され、画像形成中は図中の矢印Ｂ方向に回転する。また、中間転写ベルト１０７（中間転写体）を介して、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに対向する位置には一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが設けられている。

また、本実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体Ｓに転写するための２次転写装置１１２、記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１３を備える。

ここでかかる構成を有する画像形成装置１００の帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスを説明する。各画像形成部における当該画像形成プロセスは同一であるため、画像形成プロセスを画像形成部１０１Ｙを例にして説明し、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。

まず画像形成部１０１Ｙの帯電装置により回転駆動される感光ドラム１０２Ｙを帯電する。帯電された感光ドラム１０２Ｙ（像担持体上）は、光走査装置１０４Ｙから出射されるレーザ光によって露光される。これによって、回転する感光体上に静電潜像が形成される。その後、該静電潜像は現像装置１０５Ｙによってイエローのトナー像として現像される。

以下、転写工程以降の画像形成プロセスについて画像形成部を例にして説明をする。一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが転写ベルトに転写バイアスを印加することによって各画像形成部の感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はそれぞれ中間転写ベルト１０７に転写される。これによって中間転写ベルト１０７上で各色のトナー像が重ね合わされる。

中間転写ベルト１０７に４色のトナー像が転写されると、中間転写ベルト１０７上に転写された４色トナー像は２次転写装置１１２にて、手差し給送カセット１１４または給紙カセット１１５から２次転写部Ｔ２に搬送されてきた記録媒体Ｓ上に再び転写（２次転写）される。そして、記録媒体Ｓ上のトナー像は定着装置１１３で加熱定着され、排紙部１１６に排紙され、記録媒体Ｓ上にフルカラー画像が得られる。

なお、転写が終了したそれぞれの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋは、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋによって残留トナーを除去され、その後、上記の画像形成プロセスが引き続き行われる。

次に、図２、図３を用いて露光手段であるところの光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの構成を説明する。なお、各光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。

図２（ａ）は光走査装置１０４の一実施例である。光走査装置１０４は、レーザ光（光ビーム）を発生する光源２０１と、レーザ光を平行光に整形するコリメータレンズ２０２と、コリメータレンズ２０２を通過したレーザ光を副走査方向（感光体の回転方向に対応する方向）へ集光するシリンドリカルレンズ２０３と、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２０４を備える。また、光走査装置１０４は、ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光（走査光）が入射するｆθレンズＡ２０５（走査レンズＡ）と、ｆθレンズＢ２０６（走査レンズＢ）を備える。さらに、ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光を検知し、レーザ光を検知したことに応じて水平同期信号を出力する信号生成手段であるところのＢｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ２０７（以下、ＢＤ２０７）を備える。ＢＤ２０７には、ｆθレンズＡ２０５及びｆθレンズＢ２０６を通過したレーザ光が入射する。

図２（ｂ）は光走査装置１０４の他の実施例である。図２（ｂ）の光走査装置が、図２（ａ）の光走査装置と異なる点は、ポリゴンミラー２０７によって偏向されたレーザ光がｆθレンズＡ２０５を通過し、反射ミラーであるＢＤミラー２０８によって反射されたレーザ光が、ＢＤレンズ２０９を通過してＢＤ２０７に入射する点である。つまり、ＢＤ２０７に入射するレーザ光はｆθレンズＢ２０６を通過しない。ＢＤレンズ２０９は、レーザ光をＢＤ２０７に集光させる光学特性を備え、ｆθレンズＢ２０６とは光学特性が異なる。

図３を用いて光源２０１及びＢＤ２０７について説明する。図３（ａ）は光源２０１の拡大図である。光源２０１は、レーザ光を出射するＮ個の発光素子（発光素子１から発光素子Ｎ）を備える。発光素子１（第１の発光素子）からはレーザ光Ｌ１（第１の光ビーム）が出射され、発光素子２からはレーザ光Ｌ２が出射され、発光素子Ｎ（第２の発光素子）からはレーザ光Ｌｎ（第２の光ビーム）が出射される。図３（ａ）のＸ軸方向は、ポリゴンミラー２０４によって偏向された各レーザ光が感光ドラム１０２上を走査する方向（主走査方向）に対応する方向である。また、Ｙ軸方向は、感光ドラム１０２の回転方向（副走査方向）に対応する方向である。

複数の発光素子は、図３（ａ）に示すようにアレイ状に配置されている。図３（ａ）のように各発光素子が配列されているため、各発光素子から出射されたレーザ光Ｌ１からＬｎは、主走査方向において感光ドラム１０２上の異なる位置に結像する。また、各発光素子から出射されたレーザ光Ｌ１からＬｎは、副走査方向において異なる位置に結像する。なお、複数の発光素子の配置は２次元配置であっても良い。

図３（ａ）中のＤ１は、Ｘ軸方向において最も離れた発光素子１と発光素子Ｎとの間隔（距離）である。複数の発光素子のうち発光素子ＮはＸ軸方向において発光素子１から最も離れているため、図３（ｂ）に示すように感光ドラム１０２上の主走査方向において複数のレーザ光のうちレーザ光Ｌｎの結像位置Ｓｎはレーザ光Ｌ１の結像位置Ｓ１から最も離れた位置となる。本実施例では、レーザ光Ｌ１がレーザ光Ｌｎよりも先行して感光ドラム１０２を走査するように発光素子１及び発光素子Ｎが光源２０１に配置されている。このように、発光素子１及び発光素子Ｎを配置することによって、後述するＢＤ２０７にはレーザ光Ｌ１がレーザ光Ｌｎよりも先に入射する。

図３（ａ）中のＤ２は、Ｙ軸方向において最も離れた発光素子１と発光素子Ｎとの間隔（距離）である。Ｙ軸方向において最も離れているため、図３（ｂ）に示すように感光ドラム１０２上の副走査方向において複数のレーザ光のうちレーザ光Ｌｎの結像位置Ｓｎはレーザ光Ｌ１の結像位置Ｓ１から最も離れた位置となる。

Ｙ軸方向の発光素子間隔Ｐｙ＝Ｄ２／Ｎ−１は、画像形成装置の解像度に対応する間隔（例えば、１２００ｄｐｉの場合には約２１μｍ）であり、感光体上における副走査方向の隣接するレーザ光の結像位置間隔が所定の解像度に対応する間隔になるように、組立工程において光源２０１を回転調整することで設定される値である。また、Ｘ軸方向の発光素子間隔Ｐｘ＝Ｄ１／Ｎ−１は、Ｙ軸方向の発光素子間隔をＰｙに調整することよって一義的に決まる値である。ＢＤ２０７によって同期信号が生成されてから各発光素子からレーザ光を出射させるタイミングは、所定の治具を用いて組立工程において発光素子毎に設定され、初期値として後述するメモリに記憶される。なお、この初期値はＰｘに対応した値である。

図３（ｃ）は、ＢＤ２０７の概略図である。ＢＤ２０７は光電変換素子が配列された受光面２０７ａを備える。受光面２０７ａにレーザ光が入射することで同期信号が生成される。本実施例のＢＤ２０７は、レーザ光Ｌ１及びレーザ光ＬｎをＢＤ２０７に入射させることによってそれぞれのレーザ光に対応する複数のＢＤ信号を生成する。
受光面２０７ａの主走査方向の幅はＤ３に、副走査方向に対応する方向の幅はＤ４に設定されている。図３（ｃ）に示すように、発光素子１から出射されたレーザ光Ｌ１及び発光素子Ｎから出射されたレーザ光ＬｎはＢＤ２０７の受光面２０７ａを走査する。受光面２０７ａの副走査方向に対応する方向の幅Ｄ４は、Ｄ４＞Ｄ２×α（α：レンズを通過したレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌｎの間隔の副走査方向の変動率）となるように設定される。また、発光素子１と発光素子Ｎとを同時に点灯させた場合であっても、レーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌｎが同時に受光面２０７ａに入射しないように、受光面２０７ａの主走査方向の幅Ｄ３は、Ｄ３＜Ｄ１×β（β：レンズを通過したレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌｎの間隔の主走査方向の変動率）に設定されている。

図４は、本実施例の画像形成装置の制御ブロック図である。本実施例の画像形成装置は、ＣＰＵ４０１、カウンタ４０２、レーザドライバ４０３を備える。また、本実施例の画像形成装置は、クロック信号生成部（ＣＬＫ信号生成部）４０４、画像処理部４０５、メモリ４０６、ポリゴンミラー２０４を回転駆動させるモータ４０７を備える。ＣＰＵ４０１は、メモリ４０６に記憶された制御プログラムに従って画像形成装置を制御する。クロック信号生成部４０４はＢＤ２０７からの出力よりも高周波であって、所定周波数のクロック信号（ＣＬＫ信号）を生成し、ＣＰＵ４０１及びレーザドライバ４０３にクロック信号を出力する。ＣＰＵ４０１はクロック信号に同期してレーザドライバ４０３、モータ４０７に制御信号を送信する。

モータ４０７には不図示の速度センサが備えられており、速度センサは回転速度に比例した周波数信号を発生するＦＧ方式（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ方式）を採用している。モータ４０７からＣＰＵ４０１にはポリゴンミラー２０４の回転速度に応じた周波数のＦＧ信号が出力される。ＣＰＵ４０１の内部には計数手段であるところのカウンタ４０２が備えられており、カウンタ４０２はＣＰＵ４０１に入力されるクロック信号をカウントする。ＣＰＵ４０１は、ＦＧ信号の発生周期をカウンタ４０２のカウント値に基づいて測定し、ＦＧ信号の発生周期が所定の周期であればポリゴンミラー２０４の回転速度が所定の速度に達していると判定する。

ＣＰＵ４０１にはＢＤ２０７から出力されるＢＤ信号が入力される。ＣＰＵ４０１は、入力されるＢＤ信号に基づいて発光素子１〜発光素子Ｎからのレーザ光の出射タイミングを制御するための制御信号をレーザドライバ４０３に送信する。レーザドライバ４０３には、画像処理部４０５から出力された画像データが入力される。レーザドライバ４０３は、ＣＰＵ４０１から送信される制御信号に基づくタイミングで、画像データに基づく駆動電流を各発光素子に供給する。

図７（ｂ）に示すように、各レーザ光Ｌ１〜Ｌｎの結像位置Ｓ１〜Ｓｎは主走査方向において異なる。従来の画像形成装置では、ある１つの発光素子からレーザ光を出射させて１つのＢＤ信号を生成していた。そして、生成されたＢＤ信号を基準として複数の発光素子毎に設定された光ビームの出射タイミング（固定の設定値）に基づいて各発光素子からレーザ光を出射させることで主走査方向の静電潜像（画像）の書き出し位置を一致させていた。

画像形成中、結像位置Ｓ１〜Ｓｎの相対位置関係が常に一定であれば、各発光素子からレーザ光を出射するタイミングを各発光素子毎に設定された固定の設定値に基づいて制御しても、画像の書き出し位置を一致させることが可能である。しかしながら、レーザ光が出射されると光源の温度が上昇し、光源の温度上昇に伴い、各発光素子から出射されるレーザ光の波長が変動する。また、ポリゴンミラー２０４を回転させることによってモータが昇温し、その熱の影響によって走査レンズの光学特性が変動する。このようなレーザ光の波長変動や走査レンズの光学特性の変動に伴い、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、各発光素子から出射されたレーザ光の光路が変動し、結像位置Ｓ１〜Ｓｎの相対位置関係が変化する。つまり、感光ドラム上における露光位置配列が変動する。すると、各レーザ光によって形成される静電潜像の主走査方向の書き出し位置が一致しないという課題が生じる。

そこで、本実施例の画像形成装置は、発光素子１から出射されるレーザ光Ｌ１及び発光素子Ｎから出射されるレーザ光Ｌｎによって２つのＢＤ信号を生成する。ＣＰＵ４０１は、２つのＢＤ信号の生成タイミング差（検出タイミング差）に基づいて複数の発光素子の相対的なレーザ光の出射タイミングを制御する。以下において詳しく説明する。

図５は、発光素子１〜発光素子Ｎのレーザ光の出射タイミングとＢＤ２０７のＢＤ信号出力タイミングを示すタイミングチャートである。（１）はＣＬＫ信号を示しており、（２）はＢＤ２０７からのＢＤ信号の出力タイミングを示している。また、（３）〜（６）は発光素子１、発光素子２、発光素子３、発光素子Ｎのレーザ光の出射タイミングを示している。

レーザ光の１走査周期中において、まず、ＣＰＵ４０１は発光素子１及び発光素子Ｎからレーザ光が出射されるようにレーザドライバ４０３を制御する。その結果、図５に示すように、ＢＤ２０７は、レーザ光Ｌ１の検出に応じてＢＤ信号５０１を出力し、レーザ光Ｌｎの検出に応じてＢＤ信号５０２を出力する。ＣＰＵ４０１は、ＢＤ信号５０１が入力されたことに応じてＣＬＫ信号のカウントを開始し、ＢＤ信号５０２が入力されたことに応じてカウント値Ｃａを取得する。カウント値Ｃａは、図５中のＢＤ信号５０１とＢＤ信号５０２の生成タイミング差ＤＴ１を示す検出データである。

メモリ４０６には基準カウント値データＣｒｅｆとＣｒｅｆに対応するカウント値Ｃ１からＣｎが記憶されている。基準カウント値データＣｒｅｆはある任意の状態において生成される複数のＢＤ信号の生成タイミング差Ｔｒｅｆに相当する参照データ（所定のデータ）である。ここでは、上記初期状態において生成される複数のＢＤ信号の生成タイミング差であるとする。カウント値Ｃ１からＣｎそれぞれは、生成される複数のＢＤ信号の生成タイミング差がＴｒｅｆの場合に主走査方向における各発光素子の書き出し位置を一致させるためのカウント値（書き出しタイミングデータ）である。カウント値Ｃ１からカウント値Ｃｎはそれぞれ、図５中のＴ１からＴｎに対応する。

ＣＰＵ４０１は、ＢＤ信号５０１とＢＤ信号５０２の生成タイミング差ＤＴ１に相当するカウント値ＣａとＣｒｅｆとを比較する。比較結果がＣａ＝Ｃｒｅｆの場合、ＣＰＵ４０１は、ＢＤ信号５０１が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣ１（Ｔ１経過後）になったことに応じて発光素子１を点灯させる。つまり、図５に示すように、ＢＤ信号５０１が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣ１（Ｔ１経過後）になったことに応じて発光素子１による静電潜像形成期間が開始される。また、ＢＤ信号５０１が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣｎ（Ｔｎ経過後）になったことに応じて発光素子Ｎを点灯させる。つまり、図５に示すようにＢＤ信号５０１が生成されてからのＣＬＫ信号のカウント値がＣｎ（Ｔｎ経過後）になったことに応じて発光素子Ｎによる静電潜像形成期間が開始される。これにより、主走査方向における発光素子１によって形成される静電潜像（画像）と発光素子Ｎによって形成される静電潜像（画像）との書き出し位置を一致させることができる。

本実施例では、レーザ光Ｌ１によって生成されるＢＤ信号を基準に各発光素子のレーザ光出射タイミングを制御しているが、レーザ光Ｌｎによって生成されるＢＤ信号を基準に各発光素子のレーザ光の出射タイミングを制御しても良い。また、レーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌｎによって生成される複数のＢＤ信号に基づいて決定される任意のタイミングを基準に各発光素子のレーザ光の出射タイミングを制御しても良い。

ここで、Ｃｒｅｆの決定方法について説明する。まず、工場における調整時に、光源の温度が基準温度（例えば、２５℃）の状態において、ポリゴンミラー２０４を回転駆動してレーザ光Ｌ１及びレーザ光ＬｎをＢＤ２０７に入射させる。そして、レーザ光Ｌ１によって生成されるＢＤ信号とレーザ光Ｌｎによって生成されるＢＤ信号の検出タイミング差ＤＴｒｅｆを測定器に入力する。測定器には、ＣＬＫ信号生成部４０４からＣＬＫ信号が入力されており、検出タイミング差ＤＴｒｅｆをカウント値に変換する。測定器は、このカウント値をＣｒｅｆに決定してメモリ４０６に記憶させる。

また、調整時において感光ドラム面上の潜像書き出し位置に相当する位置には受光装置が配置されており、受光装置はポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光Ｌ１及びＬｎを受光する。受光装置は、レーザ光Ｌ１の受光タイミング及びレーザ光Ｌｎの受光タイミングを示す受光信号を測定器に送信する。測定器は、レーザ光Ｌ１によって生成されたＢＤ信号と受光装置がレーザ光Ｌ１を受光したことによって生成する受光信号との生成タイミング差をカウント値に変換する。このカウント値がＣ１となり、測定器はＣ１をＣｒｅｆに対応させてメモリに記憶させる。一方、測定器は、レーザ光Ｌ１によって生成されたＢＤ信号と受光装置がレーザ光Ｌｎを受光したことによって生成する受光信号とのタイミング差をカウント値に変換する。このカウント値がＣｎとなり、測定器はＣｎをＣｒｅｆに対応させてメモリに記憶される。測定器は、調整時にこれらの処理を各発光素子に対して行いＣ１〜Ｃｎをメモリに記憶させる。

なお、メモリには、Ｃ１とＣｎを記憶させておき、図３のＸ軸方向において発光素子１と発光素子Ｎとの間に位置する発光素子Ｍ（発光素子２から発光素子Ｎ−１）の書き出しタイミングデータを記憶しておかなくても良い。この場合、ＣＰＵ４０１は、発光素子Ｍの書き出しタイミングデータを、Ｃ１、Ｃｎ、及び発光素子１と発光素子Ｎに対する発光素子ＭのＸ軸方向の配置位置に基づいて演算する。即ち、ＣＰＵ４０１は、以下の数式１に基づいて発光素子１と発光素子Ｎとの間に位置する発光素子Ｍの書き出しタイミングデータＣｍ（カウント値）を演算する。
（数１）
Ｃｍ＝（Ｃｎ−Ｃ１）×（ｍ−１）／（ｎ−１）＋Ｃ１
＝Ｃ１×（ｎ−ｍ）／（ｎ−１）＋Ｃｎ×（ｍ−１）／（ｎ−１）
例えば、光源２０１が４個の発光素子１から発光素子４を備える場合、ＣＰＵ４０１は、発光素子２及び発光素子３の書き出しタイミングデータＣ２およびＣ３を次の式に基づいて演算する。
（数２）
Ｃ２＝Ｃ１＋（Ｃ４−Ｃ１）×１／３
＝Ｃ１×２／３＋Ｃ４×１／３
（数３）
Ｃ３＝Ｃ１＋（Ｃ４−Ｃ１）×２／３
＝Ｃ１×１／３＋Ｃ４×２／３
次に、ＢＤ信号５０３とＢＤ信号５０４の生成タイミング差がＤＴ２である場合について説明する。図５に示すように、ＢＤ２０７は、レーザ光Ｌ１の検出に応じてＢＤ信号５０３を出力し、レーザ光Ｌｎの検出に応じてＢＤ信号５０４を出力する。ＣＰＵ４０１は、図５に示すＢＤ信号５０３とＢＤ信号５０４との生成タイミング差ＤＴ’１をカウント値Ｃ’ａとして検出する。ＣＰＵ４０１は、カウント値Ｃ’１とＣｒｅｆとを比較する。ここでは、Ｃ’ａ＝Ｃｒｅｆの場合を例に説明する。ＣＰＵ４０１は、Ｃ’ａとＣｒｅｆとの差分に基づいて書き出しタイミングデータＣｎを補正してＣ’ｎを算出する。
（数４）
Ｃ’ｎ＝Ｃｎ×Ｋ（Ｃｒｅｆ−Ｃ’１） （Ｋは１を含む任意の係数）
ＣＰＵ４０１は、ＢＤ信号５０３が生成されてからのカウンタ４０２のカウント値が補正した書き出しタイミングデータＣ’ｎになったことに応じて発光素子Ｎを点灯させる。ＢＤ信号の生成タイミング差が変動しても、主走査方向における発光素子１によって形成される画像と発光素子Ｎによって形成される画像との書き出し位置を一致させることができる。

ここで、係数Ｋは、ＢＤ上での時間間隔の変化量（Ｃｒｅｆ−Ｃ’１）に対して乗算する係数であり、光走査装置に備えられるレンズの光学特性によって決定する。図２（ａ）に示す光走査装置は、ＢＤ２０７に入射するレーザ光Ｌ１及びＬｎと感光ドラム１０２上に到達するレーザ光Ｌ１〜Ｌｎは同一のレンズを通過する。そのため、調整時に測定器によって測定される検出タイミング差ＤＴｒｅｆと、受光装置が受光するレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌｎの受光タイミング差は略同一となる。そのため、図２（ａ）に示す光走査装置においてはＫ＝１に設定する。

一方、図２（ｂ）に示す光走査装置は、ＢＤ２０７に入射するレーザ光Ｌ１及びＬｎは走査レンズＡ２０５、ＢＤレンズ２０９を通過するのに対して、感光ドラム１０２上に到達するレーザ光Ｌ１〜Ｌｎは走査レンズＡ２０５、走査レンズＢ２０６を通過する。即ち、ＢＤ２０７に入射するレーザ光Ｌ１及びＬｎと感光ドラム１０２上に到達するレーザ光Ｌ１〜Ｌｎは、異なるレンズを通過する。そのため、レーザ光Ｌ１及びＬｎがＢＤ２０７を走査する速度とレーザ光Ｌ１〜Ｌｎが感光体を走査する速度とが異なる。このような光走査装置において、係数Ｋは調整時に測定器によって測定される検出タイミング差ＤＴｒｅｆと、受光装置が受光するレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌｎの受光タイミング差とに基づいて１以外の正の値に設定される。

次に、図６を用いてＣＰＵ４０１が実行する制御フローを説明する。画像形成装置に画像データが入力されたことに応じて本制御が開始される。まず、ＣＰＵ４０１は、画像データが入力されたことに応じてモータ４０７を駆動してポリゴンミラー２０４を回転させる（ステップＳ６０１）。続くステップＳ２において、ＣＰＵ４０１は、ポリゴンミラー２０４の回転速度が所定の回転速度に達したか否かを判定する（ステップＳ６０２）。ステップＳ６０２において、ポリゴンミラー２０４の回転速度が所定の回転速度に達していないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、ポリゴンミラー２０４の回転速度を加速させ（ステップＳ６０３）、制御をステップＳ６０２に戻す。

ステップＳ６０２において、ポリゴンミラー２０４の回転速度が所定の回転速度に達していると判定された場合、ＣＰＵ４０１は、発光素子１を点灯させる（ステップＳ６０４）。続いて、ＣＰＵ４０１は、発光素子１から出射されたレーザ光Ｌ１によってＢＤ信号が生成されたか否かを判定する（ステップＳ６０５）。ステップＳ６０５において、レーザ光Ｌ１によってＢＤ信号が生成されていないと判定された場合は、ＢＤ信号の生成が確認されるまでステップＳ６０５に制御を戻す。一方、ステップＳ６０５において、レーザ光Ｌ１によってＢＤ信号が生成されたと判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、ＢＤ信号が生成されたことに応じてカウンタにＣＬＫ信号のカウントを開始する（ステップＳ６０６）。

ステップＳ６０５の後、ＣＰＵ４０１は、発光素子１を消灯させ（ステップＳ６０７）、発光素子Ｎを点灯させる（ステップＳ６０８）。続いて、ＣＰＵ４０１は、発光素子Ｎから出射されたレーザ光ＬｎによってＢＤ信号が生成されたか否かを判定する（ステップＳ６０９）。ステップＳ６０９において、レーザ光ＬｎによってＢＤ信号が生成されていないと判定された場合は、ＢＤ信号の生成が確認されるまでステップＳ６０９に制御を戻す。一方、ステップＳ６０９において、レーザ光ＬｎによってＢＤ信号が生成されたと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、ＢＤ信号が生成されたことに応じてカウンタ４０２によるＣＬＫ信号のカウント値をサンプルし（ステップＳ６１０）、続くステップＳ６１１において発光素子Ｎを消灯させる。

ステップＳ６１１後、ＣＰＵ４０１は、サンプルされたカウント値ＣとＣｒｅｆとを比較してＣ＝Ｃｒｅｆであるか否かを判定し（ステップＳ６１２）、Ｃ＝Ｃｒｅｆと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、レーザ光Ｌ１によって生成されたＢＤ信号を基準とする各発光素子に対応するレーザ光の出射タイミングをＣ１からＣｎに設定する（ステップＳ６１３）。一方、ステップＳ６１２においてＣ＝Ｃｒｅｆ（Ｃ≠Ｃｒｅｆ）と判定された場合、ＣＰＵ４０１は、Ｃｃｏｒ＝Ｃ−Ｃｒｅｆを演算し（ステップＳ６１４）、Ｃｃｏｒに基づいてレーザ光Ｌ１によって生成されたＢＤ信号を基準とする各発光素子に対応するレーザ光の出射タイミングをＣ’１からＣ’ｎに設定する（ステップＳ６１５）。

ステップＳ６１３またはステップＳ６１５の後、ＣＰＵ４０１は、各ステップにおいて設定されたレーザ光の出射タイミングに基づいて画像データに基づくレーザ光を光源から出射させて感光ドラムを露光する（ステップＳ６１６）。ステップＳ６１６の後、ＣＰＵ４０１は、画像形成が終了したか否かを判定し（ステップＳ６１７）、画像形成が終了していないと判定された場合、制御をステップＳ６１４に戻す。一方、ステップＳ６１７において、ＣＰＵ４０１は、画像形成が終了したと判定された場合、本制御を終了させる。

以上、説明したように、本実施例の画像形成装置は、画像形成中に異なる発光素子から出射された光ビームをＢＤに入射させることで複数のＢＤ信号を生成し、複数のＢＤ信号の生成タイミング差に基づいて各発光素子の相対的な主走査方向の画像書き出しタイミングを制御するため、画像形成中の画像書き出し位置の変動を抑制することができる。

２０１ 光源
２０７ ＢＤ
４０１ ＣＰＵ
４０２ カウンタ
４０３ レーザドライバ
４０４ クロック信号生成部
４０６ メモリ

Claims (9)

1. 回転する感光体と、
   前記感光体を露光する第１の光ビームを出射する第１の発光素子と第２の光ビームを出射する第２の発光素子とを含む複数の発光素子を備える光源と、前記光源から出射された複数の光ビームが前記感光体上を走査するように前記複数の光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームを前記感光体上に導くレンズと、を備え、前記偏向手段によって偏向された前記第１の光ビームが前記第２の光ビームよりも前記感光体を走査する走査方向において先行して走査するように前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子が前記光源に配置された露光手段と、
   前記偏向手段によって偏向された前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを受光する受光面を備える検出手段であって、前記走査方向の前記受光面の幅が前記検出手段上における前記走査方向の前記第１の光ビームの露光位置と前記第２の光ビームの露光位置との距離よりも狭く、前記受光面によって前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを検出する検出手段と、
   前記感光体上における前記第１の光ビームと第２の光ビームとの前記走査方向における露光位置差が解消された状態に対応し、前記検出手段が検出した前記第１の光ビームと前記第２の光ビームとの検出タイミング差と比較するための基準データであって、前記検出タイミング差の取得時期に関わらず前記検出タイミング差との比較に共通して用いられる基準データを記憶する記憶手段と、
   前記光ビームの同一走査周期において前記受光面を前記第１の光ビームと前記第２の光ビームとが走査するように前記第１の発光素子から前記第１の光ビームを、前記第２の発光素子から前記第２の光ビームを出射させ、前記感光体上に潜像を形成するために前記第１の発光素子から前記第１の光ビームを出射させ、前記検出手段によって検出された前記第１の光ビームと前記第２の光ビームとの検出タイミング差と前記基準データとを比較した比較結果に基づいて、前記感光体上に潜像を形成するために前記第１の発光素子から前記第１の光ビームを出射させるタイミングに対する前記第２の発光素子から前記第２の光ビームを出射させるタイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記露光手段は、第３の光ビームを出射し、前記走査方向において、前記感光体上での前記第３の光ビームの露光位置が前記第１の光ビームの露光位置と前記第２の光ビームの露光位置との間に位置するように前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子に対して配置された第３の発光素子を備え、
   前記感光体上に潜像を形成するために前記第３の発光素子から前記第３の光ビームを出射させるタイミングは、前記感光体上に潜像を形成するために前記第１の発光素子から前記第１の光ビームを出射させるタイミングと、前記感光体上に潜像を形成するために前記第２の発光素子から前記第２の光ビームを出射させるタイミングと、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子に対する前記第３の発光素子の配置位置と、に基づいて制御すること特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. クロック信号を生成する信号生成手段と、
   前記クロック信号をカウントする計数手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段によって前記第１の光ビームが検出されたことに応じて前記計数手段に前記クロック信号のカウントを開始させ、前記検出手段によって前記第２の光ビームが検出されたことに応じて前記計数手段のカウント値を取得することによって前記検出タイミング差を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記検出手段による前記第１の光ビームの検出タイミングに基づいて、前記感光体上に潜像を形成するために前記複数の発光素子から光ビームを出射するタイミングを制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記検出手段による前記第２の光ビームの検出タイミングに基づいて、前記感光体上に潜像を形成するために前記複数の発光素子から光ビームを出射するタイミングを制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記光源は３つ以上の発光素子を備え、
   複数の発光素子それぞれから出射されるレーザ光の露光位置のうち、前記走査方向において前記第１の光ビームの露光位置と前記第２の光ビームの露光位置とが最も離れていることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記走査方向における潜像の書き出し位置を一致させるために前記複数の発光素子からの光ビームの出射タイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、比較結果として検出タイミング差と前記基準データとの差分に所定の係数を乗算することによって、前記感光体上に潜像を形成するために前記第１の発光素子から前記第１の光ビームを出射させるタイミングに対する前記第２の発光素子から前記第２の光ビームを出射させるタイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記基準データは基準温度において前記感光体上に潜像を形成するために前記第１の発光素子から前記第１の光ビームを出射させるタイミングと前記第２の発光素子から前記第２の光ビームを出射させるタイミングとの差分に基づくデータであることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載の画像形成装置。