JP2000003110A - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的制御を行うことなく、感光ドラムの回
転むらに応じてレーザ光路を偏向して、感光ドラムの回
転むらに起因する走査線のピッチむらを補正すること。 【解決手段】 周速度検知センサ９により検知される感
光体の周速度の変動に基づいて、液晶セル駆動装置２１
により印加される電圧に応じて透過される光ビームの光
路を偏向可能な液晶セル３への印加電圧を補正量演算回
路５１，制御装置２２が制御する構成を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力される画像情
報に基づいて光ビームを照射して回転駆動される感光体
上を走査して、前記感光体上に静電潜像を形成する画像
形成装置および画像形成装置の制御方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザ光学系を用いるデジタルカ
ラープリンタ等においては多色トナーによる重ね合わせ
により画像を形成しているが、トナーは各色ごとに順番
に感光ドラム上に現像される。現像は事前に感光ドラム
上に形成された電荷密度パターンである静電潜像に対し
てなされ、この潜像はレーザ光によって一様帯電された
感光ドラム上を露光する事により形成される。

【０００３】一般に露光は、レーザ光源から発せられる
レーザ光を回転ミラー体であるポリゴンミラーにより反
射し、ポリゴンミラーの回転により感光ドラムの長手方
向に主走査して、画像情報に対応するレーザのドットパ
ターンを１ライン形成し、感光ドラムの回転進行と共に
順次主走査していく事により行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の画
像形成装置では、上記感光ドラムの走査時に感光ドラム
が画像形成装置本体内部の機械的な要因、例えば感光ド
ラムの構成上および設置上での偏心やモータの駆動振動
などにより、感光ドラムの回転の周速度が規定値を中心
に変動するために感光ドラムへのレーザ光の走査線のピ
ッチが一様ではなくなってしまう。

【０００５】この走査線のピッチむらはかなり微少であ
るため通常のモノクロ複写機では大きな問題となる事は
少ないが、カラープリンタ等でイエロー，マゼンタ，シ
アン，ブラック等の色別の画像情報を重ね合わせる時に
は色ずれを起こし、色情報の混乱した画像が再現されて
しまうという問題点があった。

【０００６】この問題に対し、感光ドラムの周速度むら
を抑制する手段として、いわゆるフライホイールと呼ば
れる慣性モーメントの大きい部材を感光ドラムの駆動機
構に直結して周速度の変動を少なくし、感光ドラムの回
転の安定化を図る事により、多色像重ね合わせ時の色ず
れを防止する画像形成装置が従来より実現されている。

【０００７】しかし、上記従来から行われているような
フライホイールによる感光ドラムの回転安定化による色
ずれ防止は十分な効果を挙げるためには、機械の規模に
応じて異なるが、数１０〔ｋｇ〕から１００〔ｋｇ〕以
上になるフライホイールを用いなければならない。

【０００８】これは、画像形成装置本体の過分な重量ア
ップを引き起こすと共に材料コスト面でも大きな負担と
なるという問題点があった。

【０００９】また、上記フライホイールによる感光ドラ
ムの回転の安定化を図る代わりに、感光ドラムの回転む
らに対応してレーザ光の照射位置の補正手段を組み込む
事によりフライホイール部材を省略する構成があり、そ
の方法として機械的な制御によりミラー部材を振動させ
光路を偏向する手段も考案されている。

【００１０】しかし、この方法は新たな振動要因を生む
と共に、長期使用される複写機等においては耐久性が疑
問視されているという問題点があった。

【００１１】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、本発明に係る第１の発明〜第１０の発
明の目的は、センサにより検出される感光体の周速度の
変動に基づいて、印加される電圧に応じて透過される光
ビームの光路を偏向可能な１つまたは複数の光路偏向手
段への印加電圧を制御することにより、機械的制御を行
うことなく、感光ドラムの回転むらに応じてレーザ光路
を偏向して、感光ドラムの回転むらに起因する走査線の
ピッチむらを補正することができる画像形成装置および
画像形成装置の制御方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の発明
は、入力される画像情報に基づいて光ビームを照射して
回転駆動される感光体（図１に示す感光ドラム２）上を
露光して、前記感光体上に静電潜像を形成する光学系手
段（図４に示すレーザ発振器１０１）と、前記光学系手
段と前記感光体との間の光ビームの光路上に介在して、
印加される電圧に応じて透過される光ビームの光路を偏
向可能な１つまたは複数の光路偏向手段（図４に示す液
晶セル３）と、前記１つまたは複数の光路偏向手段に電
圧を印加する駆動手段（図４に示す液晶セル駆動装置２
１）と、前記回転駆動される感光体の周速度を検知する
第１の検知手段（図１に示す周速度検知センサ９）と、
前記第１の検知手段により検知される前記感光体の周速
度の変動に基づいて、前記駆動手段による光路偏向手段
への印加電圧を制御する制御手段（図６に示す補正量演
算回路５１，制御装置２２（補正フィードバック回路５
３）、または図１０に示す同期検出回路５４，同期回路
５５，制御装置２２）とを有するものである。

【００１３】本発明に係る第２の発明は、前記制御手段
は、前記第１の検知手段により検知される前記感光体の
周速度の変動に応じて光ビーム光路補正量を（図６に示
す補正量演算回路５１が）算出し、該算出される光ビー
ム光路補正量に基づいて、前記駆動手段による光路偏向
手段への印加電圧を（制御装置２２が）制御するもので
ある。

【００１４】本発明に係る第３の発明は、前記光学系手
段により照射される感光体上の光ビーム位置を検知する
第２の検知手段（図６に示す光位置検出センサ１０５，
光位置演算回路５２）を設け、前記制御手段は、前記第
２の検知手段により検知される光ビーム位置および算出
される光ビーム光路補正量に基づいて、（図６に示す制
御装置２２が行う）前記駆動手段による光路偏向手段へ
の印加電圧制御に（図６に示す補正フィードバック回路
５３が）フィードバック制御をかけるものである。

【００１５】本発明に係る第４の発明は、予め測定され
た前記感光体の回転むらに対応して作成された前記駆動
手段の制御シーケンスを格納する制御シーケンス手段
（図１０に示す制御シーケンス回路５６）を設け、前記
制御手段は、前記第１の検知手段により検知される前記
感光体の周速度の変動と前記制御シーケンス手段に格納
される制御シーケンスとの同期を（図１０に示す同期検
出回路５４，同期回路５５が）とり、該同期タイミング
で制御シーケンス手段に格納される制御シーケンスを
（図１０に示す制御装置２２が）実行して、前記駆動手
段による光路偏向手段への印加電圧を同期制御するもの
である。

【００１６】本発明に係る第５の発明は、前記１つまた
は複数の光路偏向手段は、二枚の透明基板（図３に示す
基盤３１ａ，３１ｂ）を対向させ所定の角度で傾斜配置
し縁部を塞ぎ内部に液晶（図３に示す液晶３６）が封入
されているものである。

【００１７】本発明に係る第６の発明は、前記液晶は、
ネマティック液晶で誘電異方性が正の液晶である。

【００１８】本発明に係る第７の発明は、前記二枚の基
板は対向面に透明電極が被覆され、更に液晶分子の配向
方向を決定する配向膜（図３に示す３３ａ，３３ｂ）が
積層されているものである。

【００１９】本発明に係る第８の発明は、前記配向膜
は、前記液晶の分子がホモジニアス配向となるように形
成され、かつ、二枚の基板に対する液晶分子のプレティ
ルト角の開いてる方向が互いに逆向きであるように形成
されているものである。

【００２０】本発明に係る第９の発明は、入力される画
像情報に基づいて光ビームを照射して回転駆動される感
光体上を露光して、前記感光体上に静電潜像を形成する
光学系と前記感光体との間の光ビームの光路上に介在し
て、駆動部より印加される電圧に応じて透過される光ビ
ームの光路を偏向可能な１つまたは複数の光路偏向素子
を有する画像形成装置の制御方法において、前記感光体
の周速度を検知する第１の検知工程（図７のステップ
（１））と、該検知される前記感光体の周速度の変動に
応じて光ビーム光路補正量を算出する算出工程（図７の
ステップ（１））と、該算出される光ビーム光路補正量
に基づいた電圧を前記駆動部により光路偏向素子に印加
させる電圧印加工程（図７のステップ（２））と、前記
光学系により照射される光ビーム位置を検知する第２の
検知工程（図７のステップ（３））と、該検知される光
ビーム位置および算出される光ビーム光路補正量を比較
して、前記駆動部による光路偏向素子への印加電圧制御
にフィードバック制御をかけるフィードバック工程（図
７のステップ（４），（５））とを有するものである。

【００２１】本発明に係る第１０の発明は、入力される
画像情報に基づいて光ビームを照射して回転駆動される
感光体上を露光して、前記感光体上に静電潜像を形成す
る光学系と前記感光体との間の光ビームの光路上に介在
して、駆動部より印加される電圧に応じて透過される光
ビームの光路を偏向可能な１つまたは複数の光路偏向素
子を有する画像形成装置の制御方法において、前記感光
体の周速度を検知する第１の検知工程（図１１のステッ
プ（１））と、該検知される前記感光体の周速度の変動
と予め測定された前記感光体の回転むらに対応して作成
された駆動部の制御シーケンスとの同期をとり、前記制
御シーケンスを前記駆動部に対して実行する制御シーケ
ンス実行工程（図１１のステップ（１）〜（３））とを
有するものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕図１は、本発明
の第１実施形態を示す画像形成装置を適用可能なカラー
レーザプリンタの構成を説明する断面図である。

【００２３】図において、１はレーザ光学系で、不図示
のコントローラから送出される画像信号（各色情報）に
基づいてレーザ光Ａを発振する。このレーザ光Ａはレー
ザ光学系１内部に設置された液晶セル（後述する液晶セ
ル３）により光路を偏向可能で、ミラー１１により反射
されて感光ドラム２面上を走査露光する。

【００２４】５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋはそれぞれイエロ
ー，マゼンタ，シアン，ブラック現像装置で、感光ドラ
ム２上の各々の色情報に対応して形成された潜像を順
次，イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色トナ
ーで現像する。６は転写ドラムで、感光ドラム２上に現
像されたトナー像を順次、給紙トレイ１２から給送され
転写ドラム６により固定搬送（静電吸着搬送）される転
写紙Ｂへ重ね転写する。８は剥離帯電器で、転写ドラム
６に静電吸着された転写紙Ｂを転写ドラム６から剥離す
る。

【００２５】１０は定着装置で、転写紙Ｂに担持された
多重トナー像を該転写紙Ｂに定着させる。７はクリーニ
ング装置で、感光ドラム２上の残留トナーを清掃する。
４は露光前帯電器で、感光ドラム２を一様帯電させる。

【００２６】以上の画像形成行程において、レーザ光学
系１でレーザ光Ａによる露光を行う過程で前述したごと
く走査線の間隔むらが生じるため、レーザ光学系１内部
でレーザ光の光路を偏向することにより、この光路の偏
向による補正を行う。この光路偏向による補正を行うた
めに、走査線の間隔むらの検知手段として感光ドラムに
近接して周速度検知センサ９が配置されている。この周
速度検知センサ９は、感光ドラム２の周速度を検知す
る。

【００２７】以下、図２，図３を参照して、本発明の画
像形成装置に適用可能な光学系の光路偏向原理を模式的
に説明する。

【００２８】図２は、本発明に適用可能なレーザ光学系
による光路偏向原理を説明する図であり、図１と同一の
ものには同一の符号を付してある。

【００２９】図において、１０１はレーザ発振器で、不
図示のコントローラから送出される画像信号（各色情
報）に基づいてレーザ光Ａを発振する。３は液晶セル
で、レーザ発振器１０１から発振されレンズ１０２ａ，
１０２ｂを介して入光されるレーザ光Ａを印加電圧に応
じて光路を変化させる。なお、液晶セル３についての詳
細は後述する。１０３はポリゴンミラーで、液晶セル３
（詳細は後述する）を介して入光されたレーザ光Ａを反
射させ、レンズ１０２ｃ，１０２ｄを介して感光ドラム
２を走査露光する。

【００３０】以下、各部の作用について説明する。

【００３１】レーザ発振器１０１から発振されるレーザ
光Ａはレンズ１０２ａにより平行光束となりレンズ１０
２ｂにより液晶セル３を通過してポリゴンミラー１０３
の面上に集光される。このとき液晶セル３の状態により
光路が変化するので液晶セルヘ電圧が印加されていない
時のレーザ光の光路の分岐をＡで示し、液晶セルヘ電圧
が印加された時のレーザ光の光路の分岐をＡ’で示す。
ポリゴンミラー１０３で反射されたレーザ光Ａ，Ａ’は
レンズ１０２ｃ，１０２ｄにより感光ドラム２上で所定
のスポット径を持って結像される。即ち電気的な制御に
よって感光ドラム２上の結像位置が可変となる。

【００３２】図３は、本発明に適用可能な液晶セルの構
成の一例を示す図である。

【００３３】図において、３１ａ，３１ｂは基板で、透
明なガラス等の材質で、基板３１ａ，３１ｂの対向面は
ＩＴＯなどの透明電極３２ａ，３２ｂで被覆され、更に
透明な配向膜３３ａ，３３ｂが積層される。

【００３４】基板３１ａ，３１ｂは所定の角度を持って
傾斜配向されるように長さの異なるスペーサ３４，３５
によって固定され側面は不図示のシール部材で密閉し内
部に液晶３６を封入する事により液晶セルは構成されて
いる。

【００３５】液晶３６は正の誘電異方性を持つＰ型のネ
マティック液晶を用い液晶セル内で基板に平行なホモジ
ニアス配向とする。そのために液晶分子の長軸の向きを
決める配向膜の配向方向を揃える。図３ではＸ軸（図中
矢印）の方向に液晶分子が配向するように配向膜を方向
づけている。また、この時、２枚の基板に対する液晶分
子のプレティルト角が逆向きになるように配向方向の向
きも特徴づけるのがより望ましい。

【００３６】ここで、（ａ）は、液晶セルに対する印加
電圧Ｖが「Ｖ＝０」の場合〔状態Ａ〕を示し、液晶分子
が配向膜の配向方向に沿って整列している。（ｂ）は、
液晶セルに対する印加電圧Ｖが「Ｖ＝Ｖ１＞０」の場合
〔状態Ｂ〕を示し、（ｃ）は、液晶セルに対する印加電
圧Ｖが「Ｖ＝Ｖ２＞Ｖ１」の場合〔状態Ｃ〕を示してい
る。即ち、液晶セルへ印加する電圧を大きくしていくご
とに〔状態Ａ〕から〔状態Ｂ〕，〔状態Ｃ〕へと移行し
ていく。

【００３７】この時、それぞれの状態に入射する光は、
光がＸ軸方向に振動する電界を持つ成分の光だけで成っ
ていれば、それぞれの状態で異なる角度で屈折する。

【００３８】液晶から見て〔状態Ａ〕において光は異常
光であり、〔状態Ｃ〕においては常光である。従って、
光は〔状態Ａ〕において大きく屈折し、〔状態Ｃ〕にお
いて小さく屈折し、〔状態Ｂ〕においてはそれらの間の
角度で屈折する。

【００３９】このようにして液晶セルに対する印加電圧
の制御により液晶セルに入光されるレーザ光の液晶セル
に対する屈折角は可変する。

【００４０】光路を可変する液晶セルには、上記液晶セ
ル以外にも他の性質の液晶や構成を組み合わせて作る事
もでき、本発明に使う液晶セルは、上記の構成に限定す
るものでない。

【００４１】図４は、図１に示した画像形成装置のレー
ザ光学系１の内部構成を説明する図であり、図２と同一
のものには同一の符号を付してある。

【００４２】以下、構成および作用について説明する。

【００４３】レーザ発振器１０１は半導体レーザで、例
えば６８０〔ｎｍ〕の波長の直線偏光を発振し紙面に垂
直方向の電界成分を持つように配置されている。発振さ
れたレーザ光Ａはレンズ１０２ａ，１０２ｂ，液晶セル
３を通過する。

【００４４】なお、液晶セル３は、電気的な制御により
光の進行（光路）を制御しうる光学的素子であり、レー
ザ光の光路に１個ないし複数個配置されている。

【００４５】２１は前記液晶セル３を駆動する液晶セル
駆動装置で、液晶セル３に対して可変する電圧を印加
し、液晶セル３を透過するレーザ光の光路を可変する。
２２は制御装置で、入力される光路補正量に基づいて、
液晶セル３に対して液晶セル駆動装置２１より印加され
る電圧の電圧値を制御する。液晶セル３は、制御装置２
２により制御され液晶セル駆動装置２１により印加され
る印加電圧に対応して、液晶セル３を透過するレーザ光
の屈折角を変化させる。即ち、制御装置２２は、液晶セ
ル液晶セル駆動装置２１により印加される印加電圧を制
御することにより、液晶セル３の屈折率制御する。

【００４６】液晶セル３を通過したレーザ光はハーフミ
ラー１０４に達し、ここで光量の例えば９５％はそのま
ま通過し、５％は反射して反射光Ｃが光位置検知センサ
１０５に達する。

【００４７】そして通過光Ａはポリゴンミラー１０３で
反射され、レンズ１０２ｃ，１０２ｄを通過して感光ド
ラム２に結像される。この過程でポリゴンミラー１０３
は回転しており、レーザ光Ａは感光ドラム２の端面から
端面まで走査される。

【００４８】また、上記光位置検出センサ１０５は、反
射光Ｃの位置を検出し、幾何光学的な関係から光位置検
出センサ１０５により検出される反射光Ｃの位置と感光
ドラム２上に結像するレーザ光Ａの位置は厳密に対応づ
けられる。

【００４９】図５は、図４に示した液晶セル３の構成を
説明する断面図である。

【００５０】図において、３１ａ，３１ｂ，３１ｃは基
板で、透明なガラス材料で構成されており、特に透明度
の高い処方の物を使用しており、基板３１ａ，３１ｂ，
３１ｃは、例えば４〔ｍｍ〕四方の正方形で厚みが０．
３〔ｍｍ〕であり電極と配向膜が積層され、基板３１ｃ
は両面に電極と配向膜が積層され形成されている。３４
ａ，３４ｂは短スペーサで、例えば１〔μｍ〕である。
３５ａ，３５ｂは長スペーサで、例えば９〔μｍ〕であ
る。

【００５１】３６ａは液晶で、基板３１ａ，３１ｃ、長
さの異なるスペーサ３４ａ，３５ａで密閉された内部に
封入されている。３６ｂは液晶で、基板３１ｂ，３１
ｃ，長さの異なるスペーサ３４ｂ，３５ｂで密閉された
内部に封入されている。また、液晶３６ａ，３６ｂは、
正の誘電異方性を持つＰ型のネマティック液晶で常光に
対する屈折率が、例えば「ｎ０＝１．４９」で異常光に
対する屈折率が、例えば「ｎｅ＝１．６９」であり複屈
折が、例えば「Δｎ＝０．２０」である。

【００５２】また、基板３１ｃにより２つの部分に分け
られ液晶セル３の液晶３６ａ，３６ｂには、別々に制御
された電圧が印加される。ただし実際の動作時には一方
の部分に「０〔Ｖ〕」でない電圧が印加される時は、他
方の印加電圧は０〔Ｖ〕である。

【００５３】さらに、液晶の配向方向は図中矢印で示さ
れたＸ軸の方向であり、この液晶セル３をレーザ光学系
１の適切な位置に配置する事により印加電圧を変化させ
て感光ドラム上での結像位置を最大±２００〔μｍ〕の
範囲で可変することができる。

【００５４】このように、液晶セル３は、二枚の透明基
板を対向させ所定の角度で傾斜配置し縁部を塞ぎ内部に
液晶が封入されている。

【００５５】また、液晶セル３に封入する液晶はネマテ
ィック液晶で誘電異方性が正の液晶が用られる。

【００５６】さらに、液晶セル３の二枚の基板は対向面
に透明電極が被覆され、更に液晶分子の配向方向を決定
する配向膜が積層されている。

【００５７】また、前記配向膜は液晶分子がホモジニア
ス配向となるように形成され、かつ、二枚の基板に対す
る液晶分子のプレティルト角の開いてる方向が互いに逆
向きであるように形成されている。

【００５８】以下、図６を参照して、液晶セル３に対す
る印加電圧の制御機構に関して説明する。

【００５９】図６は、本発明の画像形成装置の制御構成
の一部を説明するブロック図である。

【００６０】図において、５１は補正量演算回路で、周
速度検知センサ９から入力される周速度信号の変動に応
じて、感光ドラム２の周速度むらによって発生するレー
ザ光の副走査方向である感光ドラム２上の回転方向にお
ける記録密度むらを補正するように、レーザ光路の補正
量を算出し、位置補正信号を出力する。５２は光位置演
算回路で、光位置検出センサ１０５から入力される光位
置信号に応じた光位置を計算し、光位置信号を出力す
る。５３は補正フィードバック回路で、補正量演算回路
５１および光位置演算回路５２から補正量および光位置
の演算信号を入力して、補正量演算回路５１から入力さ
れる補正量に相当する光位置の変動を達成するように、
液晶セル駆動装置２１を制御する制御装置２２にフィー
ドバック制御をかける。

【００６１】以下、各部の作用について説明する。

【００６２】周速度検知センサ９からの周速度信号が位
置補正信号を計算する補正量演算回路５１に入力され、
感光ドラム２の周速度むらによって発生するレーザ光の
副走査方向である感光ドラム２上の回転方向における記
録密度むらを補正するように、レーザ光路の補正量が算
出される。また、光位置検出センサ１０５から光位置信
号が光位置演算回路５２に入力され光位置が計算され
る。補正量および光位置の演算信号の出力が補正フィー
ドバック回路５３に入力され液晶セル駆動装置２１を制
御する制御装置２２にフィードバックをかける。

【００６３】このようにして、実際に液晶セル３が変動
するレーザ光位置をモニタしながら前記液晶セル３が変
動するレーザ光位置の変動量にフィードバックをかけて
常に適正な光路制御を行う事により感光ドラム２の周速
度変動に伴う走査線の間隔むらを補正してカラープリン
タの色ずれ防止を行う事ができる。

【００６４】以下、図７のフローチャートを参照して、
本発明の画像形成装置の第１のレーザ光路偏向制御動作
について説明する。

【００６５】図７は、本発明の画像形成装置の第１のレ
ーザ光路偏向制御手順の一例を示すフローチャートであ
り、レーザ光路偏向フィードバック制御手順に対応し、
補正量演算回路５１，光位置演算回路５２，補正フィー
ドバック回路５３，制御装置２２などにより実行されて
も、図示しない記憶手段に格納されるプログラムに基づ
いて、図示しないＣＰＵが実行してもよい。なお、
（１）〜（５）は各ステップを示す。

【００６６】まず、周速度検知センサ９により検知され
る感光ドラム２の周速度に基づいて、補正量演算回路５
１がレーザ光路の補正量を算出すると（１）、制御装置
２２が補正量演算回路５１により算出される補正量に基
づく電圧を液晶セル駆動装置２１により液晶セル３に印
加させる（２）。

【００６７】次に、光位置検知センサ１０５により検知
される光位置に基づいて、光位置演算回路５２が感光ド
ラム２上の光位置を算出し（３）、補正フィードバック
回路５３が感光ドラム２上の光位置変動量とステップ
（１）で算出した補正量とを比較して、偏差の有無を判
定し（４）、偏差があると判定された場合は、補正フィ
ードバック回路５３がレーザ光路の補正量を前記偏差に
修正し（５）、ステップ（１）の処理に戻る。

【００６８】一方、ステップ（４）で、補正フィードバ
ック回路５３が感光ドラム２上の光位置変動量とステッ
プ（１）で算出した補正量との偏差がないと判定された
場合は、処理を終了する。

【００６９】以上の処理により、従来のフライホイール
等の慣性モーメントの大きい部材を用いることなく、感
光ドラム２の回転むらに起因する走査線のピッチむらを
正確に補正することができ、画像形成装置のコストダウ
ン，軽量化を図る事ができる。

【００７０】また、ミラー部材を機械的に制御すること
なく、簡単な構成で、感光ドラムの回転むらに対応して
レーザ光の照射位置を補正することができ、感光ドラム
２の回転むらに起因する走査線のピッチむらを正確に補
正して、高品位な画像を精度よく形成することができ
る。特に、カラー画像に関しては、色ずれのない高品位
なカラー画像を形成することができる。

【００７１】なお、本実施形態では、補正量演算回路５
１により演算された補正量と光位置演算回路５２により
演算された光位置に基づいて、液晶セル駆動装置２１を
制御する制御装置２２にフィードバック制御をかけるよ
うに構成したが、補正量演算回路５１により演算された
補正量のみに基づいて、制御装置２２が液晶セル駆動装
置２１を制御するように構成してもよい。

【００７２】これにより、補正精度は多少落ちる可能性
があるものの、極めて簡単な構成により、感光ドラム２
の回転むらに対する光学系の光路補正可能な画像形成装
置を安価に提供することができる。

【００７３】〔第２実施形態〕上記第１実施形態では、
周速度検知センサ９により検知される感光ドラム２の周
速度に基づいて実際に液晶セル３が変動するレーザ光位
置をモニタしながら、液晶セル３が変動するレーザ光位
置の変動量にフィードバックをかけて、液晶セル駆動装
置２１をフィードバック制御する構成について説明した
が、予め生成された感光ドラム２の回転むらの変動パタ
ーンに対する液晶セル駆動装置２１の制御シーケンスに
より、液晶セル駆動装置２１をシーケンス制御するよう
に構成してもよい。以下、その実施形態について説明す
る。なお、本実施形態の画像形成装置を適用可能なカラ
ープリンタの構成は、第１実施形態で示した図１と同様
である。

【００７４】本発明により解決しようとする課題は、感
光ドラムの回転の不均一に起因するものであったが、こ
の感光ドラムの回転の不均一は周期的変動成分の部分が
多くを占める場合がある。この周期成分の周期は機械構
成によって異なるものであるが同一の設計においては同
じ周波数成分が観測される。この周波数成分のうち比較
的大きな振れ幅を持つ成分のいくつかを補正すれば、画
像上の乱れはほぼ無くなるので、同一設計された機械で
の感光ドラムの回転むらを予め測定しておき、変動パタ
ーンに対する制御シーケンスを予め作成しておく。

【００７５】図８は、感光ドラムの振動の周波数の測定
結果の一例を示す特性図であり、横軸は周波数を示し、
縦軸は相対強度を示す。

【００７６】図において、周波数２５〔Ｈｚ〕，３０
〔Ｈｚ〕，５０〔Ｈｚ〕，５５〔Ｈｚ〕にピークが見ら
れるが、５０〔Ｈｚ〕のピークは、電源の交流周波数に
よる電気的ノイズで機械的な要因によるものではない。

【００７７】よって、機械的な要因によるピークは、周
波数２５〔Ｈｚ〕，３０〔Ｈｚ〕，５５〔Ｈｚ〕とな
る。

【００７８】本実施形態では、上記図８に示すように、
例えばフーリエ分析により５５〔Ｈｚ〕，３０〔Ｈ
ｚ〕，２５〔Ｈｚ〕に大きなピークが測定された場合
に、それらの重ね合わせパターンに対応する制御信号を
発する制御装置を用意したが、当然、画像形成装置の設
計内容によって異なった周波数制御になる。

【００７９】図９は、本発明の第２実施形態を示す画像
形成装置の光路偏向素子である液晶セルの構成を説明す
る模式図であり、図６と同一のものには同一の符号を付
してある。

【００８０】なお、本実施形態の液晶セルは、構造的に
は第１実施形態の液晶セルを８層重ねて接続面の基板を
一体化した構造となっている。

【００８１】図において、３１ｄは基板で、基板３１
ｃ，３ｌｄは、両面に電極層，配向膜層が積層される。

【００８２】液晶セルは液晶の応答性により厚みが制限
されるが薄型多層にする事により変位幅を広く保ちなが
ら応答性を上げる事ができる、ただし、透過光量の減衰
が大きくなるので光源の出力を大きめにする必要があ
る。

【００８３】また、多層にする事により各層のｏｎ／ｏ
ｆｆ制御のみでのデジタル制御ができ、液晶の中間状態
を使わなくても済むので微妙な変動に追随できないが制
御性が良い。

【００８４】基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、
例えば４〔ｍｍ〕四方の厚さ０．２〔ｍｍ〕で液晶は間
隔が１〔μｍ〕と２〔μｍ〕の端部スペーサで封入され
ている。

【００８５】従って、無補正状態を含め１７段階の制御
が可能で、感光ドラム２上では５〔μｍ〕きざみで±４
０〔μｍ〕の補正が行われる。即ち、制御装置が発する
制御信号は制御パターンに合わせて１７段階にデジタル
化された信号であり制御信号に沿って駆動装置は液晶セ
ルを駆動する。

【００８６】図１０は、本発明の第２実施形態を示す画
像形成装置の制御機構を示すブロック図であり、図６と
同一のものには同一の符号を付してある。

【００８７】図において、５６は制御シーケンス回路
で、予め測定された感光ドラム２の回転むらに対して設
定された液晶セル３の変動シーケンス（液晶セル駆動装
置２１の制御シーケンス）を格納した回路である。５４
は同期検出回路で、周速度検知センサ９により検知され
た感光ドラム２の周速度信号から同期タイミングを算出
する。５５は同期回路で、同期検出回路５４により算出
された同期回路タイミングに基づいて感光ドラム２の周
速度変動と制御シーケンス回路５６に格納された液晶セ
ル駆動装置２１の制御シーケンスとの同期をとり、制御
装置２２に対して同期信号を送る。制御装置２２は、同
期回路５５からの出力信号に同期して制御シーケンス回
路５６に格納された液晶セル３の変動シーケンス（液晶
セル駆動装置２１の制御シーケンス）に応じた駆動信号
を駆動装置２１に送り液晶セルを動作させる。

【００８８】上記構成により、周速度検知センサ９は感
光ドラム２の周速度を検知し、この周速度信号から同期
検出回路５４により同期タイミングが計算され、同期回
路５５が制御装置２２に同期信号を送り同期シーケンス
に応じた駆動信号を駆動装置２１に送り液晶セルを動作
させる。

【００８９】以下、図１１のフローチャートを参照し
て、本発明の画像形成装置の第２のレーザ光路偏向制御
動作について説明する。

【００９０】図１１は、本発明の画像形成装置の第２の
レーザ光路偏向制御手順の一例を示すフローチャートで
あり、レーザ光路偏向シーケンス制御手順に対応し、同
期検出回路５４，同期回路５５，制御シーケンス回路５
６，制御装置２２等により実行されても、図示しない記
憶手段に格納されるプログラムに基づいて、図示しない
ＣＰＵが実行してもよい。なお、（１）〜（３）は各ス
テップを示す。

【００９１】まず、周速度検知センサ９により検知され
る感光ドラム２の周速度に基づいて、同期検出回路５４
が同期タイミングを算出する（１）。次に、同期回路５
５が同期検出回路５４により算出された同期タイミング
に基づいて、感光ドラム２の周速度変動と制御シーケン
ス回路５６に格納された制御シーケンスとの同期をと
り、制御装置２２に同期信号を出力する。これに同期し
て制御装置２２は制御シーケンス回路５６に格納される
感光ドラム２の回転むらに対する液晶セル駆動装置２１
の制御シーケンスを実行して、液晶セル駆動装置２１に
よる液晶セル３の印加電圧を制御する（３）。

【００９２】以上の処理により、従来のフライホイール
等の慣性モーメントの大きい部材を用いることなく、感
光ドラム２の回転むらに起因する走査線のピッチむらを
正確に補正することができ、画像形成装置のコストダウ
ン，軽量化を図る事ができる。

【００９３】また、ミラー部材を機械的に制御すること
なく、簡単な構成で、感光ドラムの回転むらに対応して
レーザ光の照射位置を補正することができ、感光ドラム
２の回転むらに起因する走査線のピッチむらを正確に補
正して、色ずれのないカラー画像を形成することができ
る。

【００９４】なお、上記第１実施形態および第２実施形
態では、液晶セル３をレーザ光路上に１つ配設する構成
としたが、レーザ光路上に複数の液晶セルを配設するよ
うに構成してもよい。

【００９５】以上より、本発明の画像形成装置は、回転
する感光体ドラムと、その感光体ドラムを一様帯電する
帯電手段と、一様帯電された該感光体ドラムをレーザ光
によって走査し露光するレーザ光学系を有する電子写真
装置において、該感光体ドラムの周速度むらによって発
生するレーザ光の副走査方向である該感光体ドラム上の
回転方向における記録密度むらを補正するためにレーザ
光学系内に電気的な制御により光の進行を制御しうる電
気光学素子である一個ないし複数個の液晶セルを透過す
るレーザ光の光路を可変させるべく該液晶セルに電圧を
印加する駆動装置を有し、前記周速度むらに合わせてそ
の駆動装置が該液晶セルに印加する電圧を可変して該液
晶セルの屈折率制御によるレーザ光の光路制御で前記記
録密度むらを補正する機構を備える。

【００９６】また、感光体ドラムの周速度を検知する周
速度検知手段を備え感光体の周速度むらに対応して発生
するレーザ光の感光体ドラムヘの走査線の副走査方向へ
間隔むらを補正するために周速度検知手段により検知さ
れた周速度信号を処理し感光体上で走査線密度を均一に
すべく電気光学素子の駆動装置を制御する制御機構を有
する。

【００９７】さらに、電気光学素子を動作させる駆動装
置の制御機構は、レーザ光学系内に配置された電気光学
素子を通過したレーザ光の電気光学素子によるレーザ光
の光路の変位を検知し光路信号を発する光路検知手段を
備える。

【００９８】また、周速度信号からレーザ光の光路の補
正量を演算し補正量信号を発する補正演算回路を備え
る。

【００９９】さらに、光路信号と補正量信号とからレー
ザ光の光路の補正量に相当する補正を達成すべく電気光
学素子を動作させる駆動装置の制御にフィードバックを
かける光路制御フィードバック機構を備える。

【０１００】また、電気光学素子を動作させる駆動装置
の制御機構は、周期的な感光体ドラムの変動むらに対応
した予め用意された電気光学素子の駆動シーケンスを備
えている。

【０１０１】さらに、周速度信号から制御シーケンスと
速度変動との同期をとり、その駆動装置を同期制御する
同期回路を備えている。

【０１０２】上記構成により、本発明はフライホイール
部材を用いず安価で軽量な装置を提供する上で、感光ド
ラムの回転むらに起因する色ずれ防止を達成すことがで
きる。

【０１０３】本発明では、ミラー部材を振動させ光路を
偏向するような機械的な制御を必要としない光路偏向手
段をレーザ光学系に組み込む事により色ずれ防止を達成
することができる。

【０１０４】具体的な手段としては光路偏向素子として
透明電極と配向膜が積層された透明基盤に電気的作用で
光学的特性が変化する液晶を挟み込んで封入した液晶セ
ルを用い、液晶セルに印加する電圧を制御して、液晶セ
ルを通過するレーザ光の光路を可変することとによりレ
ーザ光の走査線の副走査方向へのピッチむらを補正し色
ずれを解消する。

【０１０５】よって、感光ドラムの回転むらに起因する
走査線のピッチむらを補正する手段が提供され、画像形
成装置のコストダウン，軽量化を図ることができる。

【０１０６】以上のように、前述した実施形態の機能を
実現するソフトウエアのプログラムコードを記憶した記
憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステ
ムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰ
Ｕ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
て実行することによっても、本発明の目的が達成される
ことは言うまでもない。

【０１０７】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が本発明の新規な機能を実現すること
になり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本
発明を構成することになる。

【０１０８】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピーディスク，ハードディ
スク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，Ｃ
Ｄ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯ
Ｍ，ＥＥＰＲＯＭ等を用いることができる。

【０１０９】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述した実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペ
レーティングシステム）等が実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【０１１０】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに
備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。

【０１１１】また、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適
用してもよい。また、本発明は、システムあるいは装置
にプログラムを供給することによって達成される場合に
も適応できることは言うまでもない。この場合、本発明
を達成するためのソフトウエアによって表されるプログ
ラムを格納した記憶媒体を該システムあるいは装置に読
み出すことによって、そのシステムあるいは装置が、本
発明の効果を享受することが可能となる。

【０１１２】さらに、本発明を達成するためのソフトウ
エアによって表されるプログラムをネットワーク上のデ
ータベースから通信プログラムによりダウンロードして
読み出すことによって、そのシステムあるいは装置が、
本発明の効果を享受することが可能となる。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る第１
の発明ならびに第２の発明および第５の発明〜第８の発
明によれば、第１の検知手段により検知される感光体の
周速度の変動に基づいて、印加される電圧に応じて透過
される光ビームの光路を偏向可能な１つまたは複数の光
路偏向手段を駆動する駆動手段による光路偏向手段への
印加電圧を制御手段が制御するので、機械的制御を行う
ことなく、感光体ドラムの回転むらに応じてレーザ光路
を偏向して、感光体ドラムの回転むらに起因する走査線
のピッチむらを補正することができる。

【０１１４】第３の発明によれば、前記光学系手段によ
り照射される感光体上の光ビーム位置を検知する第２の
検知手段を設け、前記制御手段は、前記第２の検知手段
により検知される光ビーム位置および算出される光ビー
ム光路補正量に基づいて、前記駆動手段による光路偏向
手段への印加電圧制御にフィードバック制御をかけるの
で、機械的制御を行うことなく、感光体の回転むらに応
じてレーザ光路を確実に偏向して、感光体の回転むらに
起因する走査線のピッチむらを確実に補正することがで
きる。

【０１１５】第４の発明によれば、予め測定された前記
感光体の回転むらに対応して作成された前記駆動手段の
制御シーケンスを格納する制御シーケンス手段を設け、
前記制御手段は、前記第１の検知手段により検知される
前記感光体の周速度の変動と前記制御シーケンス手段に
格納される制御シーケンスとの同期をとり、該同期タイ
ミングで制御シーケンス手段に格納される制御シーケン
スを実行して、前記駆動手段による光路偏向手段への印
加電圧を同期制御するので、予め測定された感光体の回
転むらに応じて設定された変動パターンによりレーザ光
路を偏向するという簡単かつ安価な構成で、感光体の回
転むらに起因する走査線のピッチむらを補正することが
できる。

【０１１６】第９の発明によれば、入力される画像情報
に基づいて光ビームを照射して回転駆動される感光体上
を露光して、前記感光体上に静電潜像を形成する光学系
と前記感光体との間の光ビームの光路上に介在して、駆
動部より印加される電圧に応じて透過される光ビームの
光路を偏向可能な１つまたは複数の光路偏向素子を有す
る画像形成装置の制御方法において、前記感光体の周速
度を検知し、該検知される前記感光体の周速度の変動に
応じて光ビーム光路補正量を算出し、該算出される光ビ
ーム光路補正量に基づいた電圧を前記駆動部により光路
偏向素子に印加させ、前記光学系により照射される光ビ
ーム位置を検知し、該検知される光ビーム位置および算
出される光ビーム光路補正量を比較して、前記駆動部に
よる光路偏向素子への印加電圧制御にフィードバック制
御をかけるので、機械的制御を行うことなく、感光体の
回転むらに応じてレーザ光路を確実に偏向して、感光体
の回転むらに起因する走査線のピッチむらを確実に補正
することができる。

【０１１７】第１０の発明によれば、入力される画像情
報に基づいて光ビームを照射して回転駆動される感光体
上を露光して、前記感光体上に静電潜像を形成する光学
系と前記感光体との間の光ビームの光路上に介在して、
駆動部より印加される電圧に応じて透過される光ビーム
の光路を偏向可能な１つまたは複数の光路偏向素子を有
する画像形成装置の制御方法において、前記感光体の周
速度を検知し、該検知される前記感光体の周速度の変動
と予め測定された前記感光体の回転むらに対応して作成
された駆動部の制御シーケンスとの同期をとり、前記制
御シーケンスを前記駆動部に対して実行するので、予め
測定された感光体の回転むらに応じて設定された変動パ
ターンによりレーザ光路を偏向するという簡単かつ安価
な構成で、感光体の回転むらに起因する走査線のピッチ
むらを補正することができる。

【０１１８】従って、機械的制御を行うことなく、感光
体の回転むらに応じてレーザ光路を偏向して、感光体の
回転むらに起因する走査線のピッチむらを補正すること
ができ、画像を精度よく形成することができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す画像形成装置を適
用可能なカラーレーザプリンタの構成を説明する断面図
である。

【図２】本発明に適用可能なレーザ光学系による光路偏
向原理を説明する図である。

【図３】本発明に適用可能な液晶セルの構成の一例を示
す図である。

【図４】図１に示した画像形成装置のレーザ光学系の内
部構成を説明する図である。

【図５】図４に示した液晶セルの構成を説明する断面図
である。

【図６】本発明の画像形成装置の制御構成の一部を説明
するブロック図である。

【図７】本発明の画像形成装置の第１のレーザ光路偏向
制御手順の一例を示すフローチャートである。

【図８】感光ドラムの振動の周波数の測定結果の一例を
示す特性図である。

【図９】本発明の第２実施形態を示す画像形成装置の光
路偏向素子である液晶セルの構成を説明する模式図であ
る。

【図１０】本発明の第２実施形態を示す画像形成装置の
制御機構を示すブロック図である。

【図１１】本発明の画像形成装置の第２のレーザ光路偏
向制御手順の一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２ 感光ドラム ３ 液晶セル ９ 周速度検知センサ ２１ 液晶セル駆動装置 ２２ 制御装置 ５１ 補正量演算回路 ５２ 光位置演算回路 ５３ 補正フィードバック回路 １０１ レーザ発振器 １０５ 光位置検出センサ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される画像情報に基づいて光ビーム
   を照射して回転駆動される感光体上を露光して、前記感
   光体上に静電潜像を形成する光学系手段と、 前記光学系手段と前記感光体との間の光ビームの光路上
   に介在して、印加される電圧に応じて透過される光ビー
   ムの光路を偏向可能な１つまたは複数の光路偏向手段
   と、 前記１つまたは複数の光路偏向手段に電圧を印加する駆
   動手段と、 前記回転駆動される感光体の周速度を検知する第１の検
   知手段と、 前記第１の検知手段により検知される前記感光体の周速
   度の変動に基づいて、前記駆動手段による光路偏向手段
   への印加電圧を制御する制御手段と、を有することを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記第１の検知手段に
   より検知される前記感光体の周速度の変動に応じて光ビ
   ーム光路補正量を算出し、該算出される光ビーム光路補
   正量に基づいて、前記駆動手段による光路偏向手段への
   印加電圧を制御することを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 前記光学系手段により照射される感光体
   上の光ビーム位置を検知する第２の検知手段を設け、 前記制御手段は、前記第２の検知手段により検知される
   光ビーム位置および算出される光ビーム光路補正量に基
   づいて、前記駆動手段による光路偏向手段への印加電圧
   制御にフィードバック制御をかけることを特徴とする請
   求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 予め測定された前記感光体の回転むらに
   対応して作成された前記駆動手段の制御シーケンスを格
   納する制御シーケンス手段を設け、 前記制御手段は、前記第１の検知手段により検知される
   前記感光体の周速度の変動と前記制御シーケンス手段に
   格納される制御シーケンスとの同期をとり、該同期タイ
   ミングで制御シーケンス手段に格納される制御シーケン
   スを実行して、前記駆動手段による光路偏向手段への印
   加電圧を同期制御することを特徴とする請求項１記載の
   画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記１つまたは複数の光路偏向手段は、
   二枚の透明基板を対向させ所定の角度で傾斜配置し縁部
   を塞ぎ内部に液晶が封入されていることを特徴とする請
   求項１記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記液晶は、ネマティック液晶で誘電異
   方性が正の液晶であることを特徴とする請求項５記載の
   画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記二枚の基板は対向面に透明電極が被
   覆され、更に液晶分子の配向方向を決定する配向膜が積
   層されていることを特徴とする請求項６記載の画像形成
   装置。
8. 【請求項８】 前記配向膜は、前記液晶の分子がホモジ
   ニアス配向となるように形成され、かつ、二枚の基板に
   対する液晶分子のプレティルト角の開いてる方向が互い
   に逆向きであるように形成されていることを特徴とする
   請求項７記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 入力される画像情報に基づいて光ビーム
   を照射して回転駆動される感光体上を露光して、前記感
   光体上に静電潜像を形成する光学系と前記感光体との間
   の光ビームの光路上に介在して、駆動部より印加される
   電圧に応じて透過される光ビームの光路を偏向可能な１
   つまたは複数の光路偏向素子を有する画像形成装置の制
   御方法において、 前記感光体の周速度を検知する第１の検知工程と、 該検知される前記感光体の周速度の変動に応じて光ビー
   ム光路補正量を算出する算出工程と、 該算出される光ビーム光路補正量に基づいた電圧を前記
   駆動部により光路偏向素子に印加させる電圧印加工程
   と、 前記光学系により照射される光ビーム位置を検知する第
   ２の検知工程と、 該検知される光ビーム位置および算出される光ビーム光
   路補正量を比較して、前記駆動部による光路偏向素子へ
   の印加電圧制御にフィードバック制御をかけるフィード
   バック工程と、を有することを特徴とする画像形成装置
   の制御方法。
10. 【請求項１０】 入力される画像情報に基づいて光ビー
    ムを照射して回転駆動される感光体上を露光して、前記
    感光体上に静電潜像を形成する光学系と前記感光体との
    間の光ビームの光路上に介在して、駆動部より印加され
    る電圧に応じて透過される光ビームの光路を偏向可能な
    １つまたは複数の光路偏向素子を有する画像形成装置の
    制御方法において、 前記感光体の周速度を検知する第１の検知工程と、 該検知される前記感光体の周速度の変動と予め測定され
    た前記感光体の回転むらに対応して作成された駆動部の
    制御シーケンスとの同期をとり、前記制御シーケンスを
    前記駆動部に対して実行する制御シーケンス実行工程
    と、を有することを特徴とする画像形成装置の制御方
    法。