JP2006251673A

JP2006251673A - 画像形成装置における光走査方法及び装置

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Publication number: JP2006251673A
Application number: JP2005071217A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Yoneima; 義伸米今
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】画像データで変調した複数の光ビームを回転多面体鏡で反射偏向し、ｆθレンズ、トロイダルレンズなどの走査光学系を介して感光体上を走査するよう構成した光走査装置において、走査開始位置検出用センサへ導く光ビームを、省スペース化のため、走査光学系の全てのレンズを通過させないようにしたときに生じる走査位置ズレや、走査光学系による倍率の違いに起因する位置ズレを、簡単な構成で補償するようにした画像形成装置における光走査方法及び装置を提供することが課題である。
【解決手段】感光体上の画像領域走査範囲における略中央に前記各光ビームを検出する第２のセンサを設けて各光ビームが前記第１のセンサから第２のセンサへ至る時間を測定し、その差を算出して該差に基づき、各光ビームの画像領域走査開始位置を揃えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に用いられる光走査装置に係り、特に、複数の光ビームを回転多面体鏡で反射偏向し（この偏向走査方向を主走査方向と称する）、それぞれの光ビームの感光体上における走査位置を副走査方向（主走査方向に垂直な方向）の異なった位置とすると共に、それぞれの光ビームの感光体上における画像領域走査開始位置を正確に一致させる機構を有した画像形成装置における光走査方法及び装置に関するものである。

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における感光体を露光する装置としては、回転多面体鏡を用いて光源からの画像データで変調された光ビームを反射偏向し、感光体上を走査するようにした光走査装置や、レーザダイオードをアレイ状に配列し、セルフォクレンズなどを用いて露光する形式の露光装置などが用いられている。

このうち、回転多面体鏡を用いた光走査装置は感光体上を高速に走査することが可能であり、さらに、特許文献１に開示され、図６にその概略構成を示したように、複数（図６に示した例では２つ）の光ビーム５５ａ、５５ｂを回転軸５８を中心に回転する回転多面体鏡５７で反射偏向し、それぞれの光ビーム５５ａ、５５ｂの感光体６０上における走査位置を、副走査方向６２の異なった位置として同時に感光体６０上を走査し、高速化を計るようにした光走査装置も提案されている。

すなわち、この図６において５１ａ、５１ｂはレーザダイオード（以下、ＬＤと略称する）であり、このＬＤ５１ａ、５１ｂから発射された光ビーム５５ａ、５５ｂは、カップリングレンズ５２ａ、５２ｂから旋光手段としての１／２波長板５３ａ、５３ｂに入って偏光され、液晶素子５４ａ、５４ｂ、シリンドリカルレンズ５６を介して回転反射鏡５７に結像される。そして、走査光学系（ｆθレンズ、トロイダルレンズなどの走査レンズ）５９を経て、像担持体としてのドラム状の感光体６０の周面に、前記１／２波長板５３ａ、５３ｂと液晶素子５４ａ、５４ｂとの作用によって副走査方向６２の異なった位置（例えば１ドット分の間隔）にビームスポットとして結像され、光ビーム５５ａ、５５ｂを画像データで変調して主走査方向６１の方向に走査し、感光体６０上に潜像を形成するようになっている。

この光走査装置においては、光ビーム５５ａ、５５ｂの感光体上における画像領域走査開始位置を揃えるため、走査光学系５９を通過した光ビーム５５ａ、５５ｂを反射ミラー６３により、回転反射鏡５７から感光体６０までの光路長と同一距離となる位置に設けたセンサ６４に導き、このセンサ６４を光ビーム５５ａ、５５ｂが通過した時間を基準とし、所定時間後から画像データによる感光体６０への走査がおこなわれるようにしてある。

このようにすると、図１０（Ａ）に示したように、回転多面体鏡５７に入射した光ビーム５５ａが角度θで反射され、走査光学系５９_１、５９_２を介して感光体６０の周面に結像する光学系光軸からの距離ｈ１は、図１０（Ｂ）に示したように、回転多面体鏡５７に入射した光ビーム５５ｂが角度θで反射され、走査光学系５９_１、５９_２を介して感光体６０の周面に結像する光学系光軸からの距離ｈ２と同一となり、差が生じない、

すなわち図１１（Ａ）に回転多面体鏡５７の回転による反射点の移動状態を示したように、例え光ビーム５５ａ、５５ｂの回転多面体鏡５７への入射角度が異なっても、回転多面体鏡５７の回転角によって光ビーム５５ａ、５５ｂの反射角度がθで示したように同一になるときがあり、このとき、回転多面体鏡５７から感光体６０の周面までの距離Ｔ１（光ビーム５５ａの距離）とＴ２（光ビーム５５ｂの距離）は異なったものとなるが、図１１（Ｂ）に示したように、それぞれの光ビーム５５ａ、５５ｂが平行に走査光学系５９_１に入射するから、走査光学系５９_１、５９_２が適切に収差補正されていれば感光体６０の周面上の結像点は、光学系光軸からの距離（すなわちｈ１、ｈ２）が同一になる。

しかしながら、画像形成装置も高速化と共に省スペース化のために小型化が要求され、それを達成するため図７に示したように、ＬＤからの光ビーム６５をシリンドリカルレンズ６６により回転多面体鏡６７に結像させ、走査光学系（ｆθレンズ、トロイダルレンズなどの走査レンズ）６８、６９を通過させた後、反射ミラー７０で光路を直角あるいは所定方向に曲げて感光体７１に結像させ、光走査装置の全長を短くした画像形成装置も提案されている。なお、この図７に示した光走査装置も、複数の光ビーム６５のそれぞれは、図６に示した光走査装置と同様、感光体７１における副走査方向の異なった位置（例えば１ドット分の間隔）に結像するよう光学系が構成されている。

光走査装置をこのように構成した場合、図６において感光体上の画像領域走査開始位置を揃えるために設けたセンサ６４の設置位置が制限されるので、図７の構成では走査光学系のうち、例えばｆθレンズ６８を通過してｆθレンズ６９に入射する前の光ビームを反射ミラー７２で反射し、回転反射鏡６７から感光体７１までの光路長と同一距離となる位置に設けたセンサ７３に導き、検出するようにした光学系が提案されている。

しかしながら、このように複数のレンズで構成された走査光学系６８、６９のうち、一方のレンズを通過させない（すなわち６９を通過させない）光学系でセンサ７３に光ビームを導いた場合、前記図１０、図１１で説明したような異なった入射角度で回転多面体鏡５７に入射した光ビーム５５ａ、５５ｂが、感光体６０の周面上における光学系光軸から同一距離に結像する原理が成り立たず、図１２に示したように結像位置がΔｈだけずれてしまう。

すなわちこの図１２に示す光学系の模式図では、説明を容易にするため図７における反射ミラー７２を省略して光路が直接感光体７１方向に至るよう表現しているが、センサ７３の位置に想到させるためレンズ６８を通過した光ビームはレンズ６９に入射せずにそのまま感光体７１に結像すると仮定すると、図１１（Ｂ）に示した場合と同様レンズ６８への入射角度は同じθであるが、レンズ６９を通過していないために感光体７１上で両者のビームが収束せず、結像位置が図１２に示したようにΔｈだけずれてしまう。

しかし、画像データで変調されて走査レンズ６８と６９の両方を通過して感光体７１に結像する光ビーム６５は、前記図１０で説明したようにいずれも光学系光軸から同一距離に結像し、そのため、センサ７３がそれぞれの光ビームを検出してから同一時間後に画像データによる走査を開始すると、図８に示したように走査開始位置が、センサ７３への光ビームの結像位置ズレΔｈに相当する時間差ΔＴだけずれてしまう。すなわちこの図８においてＬＤ１、ＬＤ２は光ビームを表し、例えばＬＤ１を基準となる光ビームとして、その光ビームＬＤ１をセンサ７３が検出した時間を０、画像データによる走査を開始する時間をＴ_２とすると、ＬＤ１、ＬＤ２のセンサ７３上の結像位置が図１２に示したようにΔｈだけずれていた場合、ＬＤ２をセンサが検出する時間がΔＴだけずれ、画像データによる走査を開始する時間がＴ_１となって検出時間差ΔＴだけずれるわけである。

そのため、せっかく複数の光ビームを用いて高速化を図ろうとしているにもかかわらず、光ビームによるドットの形成位置がずれ、図１３に示したように主走査方向にドットが位置ズレを起こした画像が形成されることになってしまう。現在の画像形成装置における解像度は、おおむね６００〜１２００ｄｐｉであるが、例えば６００ｄｐｉの場合１ドットが４２μｍとなり、位置ずれが許容される範囲はせいぜい１／８ドット分、すなわち約５．２５μｍとなる。これは、図７のように構成した光走査装置におけるｆθレンズなどを用いた走査レンズ６８、６９の焦点距離を２００ｍｍ、回転多面体鏡の回転数を３５０００ｒｐｍ、回転多面体鏡の面数を６面とすると、この６００ｄｐｉにおける１ドットの点灯時間は約３０ｎｓとなるから、図８におけるΔＴの許容範囲は０ｎｓから約３．７５ｎｓの間となる。

また、こういった問題以外にも、ｆθレンズなどの走査レンズ６８、６９を用いた光走査装置においては、この走査レンズへの副走査方向の入射位置が異なると、その入射位置によって主走査方向の倍率が異なるといった問題が存在する。この場合、例え複数の光ビームにおける画像データにより走査を開始する位置が一致しても、走査終了位置は異なってしまい、さらに図８に示したように光ビームによって画像データによる走査を開始する位置（時間）が異なった場合、図９（Ａ）に示したように、画像データにより走査を開始する時間と終了する時間のズレはΔＴ（時間）となるが、走査距離は、図９（Ｂ）のように走査開始位置ａ、ｂではΔＴ（時間）に相当するΔＬ_１、走査終了位置ｃ、ｄでは主走査方向の異なった倍率によってΔＬ_２となり、位置ｃ、ｄが近接する、或いは逆に離れてしまうといった現象が生じる。

すなわち図９において、ＬＤ１、ＬＤ２は光ビームを表し、図９（Ａ）は画像データによる感光体７１の走査を時間で、図９(Ｂ）は同じく画像データによる感光体７１の走査を距離で表したものである。いま、例えばＬＤ１を基準となる光ビームとし、図９（Ａ）においてその光ビームＬＤ１をセンサ７３が検出した時間を前記図８と同じく０、画像データによる走査を開始する時間をＴ_２、走査が終了する時間をＴ_４、その時の走査距離を図９（Ｂ）に示したようにＬ_１とし、ＬＤ１、ＬＤ２のセンサ７３上の結像位置が図１２に示したようにΔｈだけずれている場合、図８の場合と同様、図９（Ａ）に示したＬＤ２の画像データによる走査を開始する時間Ｔ_１は、ＬＤ１が走査を開始する時間Ｔ_２よりΔＴだけずれた時間となる。

このとき、ＬＤ２の画像データによる走査に要する時間（Ｔ_３−Ｔ_１）と、ＬＤ１の画像データによる走査に要する時間（Ｔ_４−Ｔ_２）とは、例え主走査方向の倍率が異なっても
（Ｔ_７−Ｔ_５）＝（Ｔ_８−Ｔ_６）
と同じになるが、図９（Ｂ）に示したように、ＬＤ２の画像データによる走査距離Ｌ_２は主走査方向の異なった倍率によって例えば大きくなるから、
Ｌ_２＞Ｌ_１
となって、走査開始位置ａでは光ビームＬＤ１、ＬＤ２のズレ量はΔＴ（時間）に相当するΔＬ_１であるのに、走査終了位置ｃではΔＬ_１より小さいΔＬ_２となって位置ｄに近接する、或いは逆に離れてしまうといった現象が生じるわけである。

そのため、前記したようにせっかく複数の光ビームを用いて高速化を図ろうとしているにもかかわらず、光ビームによるドットの形成位置がずれると共に主走査方向の走査距離が異なることになり、図１３に示したように主走査方向にドットが位置ズレを起こした画像が形成されてしまうと共に、図９（Ｂ）に示した例では、例え画像領域走査開始位置を何らかの方法で一致させたとしても、走査終了時に、
ΔＬ_１−ΔＬ_２＝Ｌ_２−Ｌ_１
のズレが生じて場合によってはそのズレが前記した許容される位置ずれの範囲を超えてしまう場合が出てくる。

特開２００４−１８４５２７号公報

そのため本発明においては、画像データで変調した複数の光ビームを回転多面体鏡で反射偏向し、ｆθレンズ、トロイダルレンズなどの走査光学系を介して感光体上を走査するよう構成した光走査装置において、走査開始位置検出用センサへ導く光ビームを、省スペース化のため、走査光学系の全てのレンズを通過させないようにしたときに生じる走査位置ズレや、走査光学系による倍率の違いに起因する位置ズレを、簡単な構成で補償するようにした画像形成装置における光走査方法及び装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明になる画像形成装置における光走査方法は、
画像データで変調した複数の光ビームをそれぞれ異なった角度で回転多面体鏡に入射させて反射偏向し、単一または複数のレンズで構成された走査光学系を介して電子写真方式で画像を形成する感光体上における回転多面体鏡による偏向方向と直角の方向である副走査方向の異なった位置を走査するよう構成すると共に、前記走査光学系を構成するレンズのうちの少なくとも一部を通さない光路に設けられた第１のセンサにより前記各光ビームを検出し、該各光ビームによる感光体上の画像領域走査開始位置を揃えるようにした画像形成装置における光走査方法において、
前記感光体上の画像領域走査範囲における略中央に前記各光ビームを検出する第２のセンサを設けて各光ビームが前記第１のセンサから第２のセンサへ至る時間を測定し、その差を算出して該差に基づき、各光ビームの画像領域走査開始位置を揃えるようにしたことを特徴とする。

そして、この画像形成装置における光走査方法を実施する光走査装置は、
画像データで変調されてそれぞれ異なった角度で回転多面体鏡に入射して反射偏向される複数の光源から発せられる光ビームと、単一または複数のレンズで構成されて前記複数の光ビームを電子写真方式で画像を形成する感光体上における回転多面体鏡による偏向方向と直角の方向である副走査方向の異なった位置を走査するよう構成した走査光学系と、該走査光学系を構成するレンズのうちの少なくとも一部を通さない光路に設けられ、前記各光ビームを検出する第１のセンサとを有して前記各光ビームによる感光体上の画像領域走査開始位置を揃える画像形成装置における光走査装置において、
前記各光ビームが前記第１のセンサから前記感光体上の画像領域走査範囲における略中央に設けられた第２のセンサへ至る時間の差を、前記各光ビームのうち基準となる光ビームが前記第１のセンサから感光体上の画像領域走査開始位置へ至る時間に加えるかまたは減じた値を予め記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶した値と各光ビームを検出した前記第１のセンサからの信号とを受け、形成する画像の信号で前記光源を変調させるタイミングを制御する発光制御回路とからなることを特徴とする。

このように、感光体上の画像領域走査範囲における略中央に各光ビームを検出する第２のセンサを設け、各光ビームが前記第１のセンサから第２のセンサへ至る時間を測定して差を算出し、該差に基づいて各光ビームの画像領域走査開始位置を揃えることで、例え第１のセンサが走査光学系を構成するレンズのうちの少なくとも一部を通さない位置に設けられ、それによって画像領域走査開始位置が異なることになっても各光ビームの画像領域走査開始位置を容易に一致させることができ、かつ、光ビームが走査光学系へ入射する副走査方向位置が異なることに起因する倍率の変化があっても、その倍率によって大きくなるまたは小さくなる走査領域は画像領域の両側に振り分けられ、それによって実質の最大位置ずれ量は前記倍率によって大きくなるまたは小さくなる領域の半分で済むことになり、簡単な構成で各光ビームの画像領域走査開始位置を一致させた画像形成装置における光走査方法及び装置を提供することができる。

そして、前記各光ビームのうち基準となる光ビームが、前記第１のセンサから感光体上の画像領域走査開始位置へ至る時間に前記算出した差を加えるかまたは減じ、各光ビームの前記第１のセンサから感光体上の画像領域走査開始位置へ至る時間とし、前記各光ビームの前記第１のセンサから感光体上の画像領域走査開始位置へ至る時間を予め記憶装置に記憶させ、該記憶装置に記憶させた値を読み出し、前記第１のセンサで各光ビームが検出されたときに該値に基づき、各光ビームにおける画像領域の走査を開始することにより、前記した各光ビームの第１のセンサによる検出タイミングが異なっても、各光ビームの画像領域走査開始位置は一致し、かつ、光ビームが走査光学系へ入射する副走査方向位置が異なることに起因する倍率の変化があっても、その倍率によって大きくなるまたは小さくなる走査領域は画像領域の両側に振り分けられ、それによって実質の最大位置ずれ量は前記倍率によって大きくなるまたは小さくなる領域の半分で済むことになり、簡単な構成で各光ビームの画像領域走査開始位置を一致させた画像形成装置における光走査方法及び装置を提供することができる。

本発明によれば、簡単な構成で、各光ビームの第１のセンサによる検出タイミングが異なっても、また、光ビームが走査光学系へ入射する副走査方向位置が異なることに起因する倍率の変化があっても、各光ビームの画像領域走査開始位置は微小なズレ量とすることのできる画像形成装置における光走査方法及び装置を提供することができ、画像形成装置を小型に、精度良く構成することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明になる画像形成装置における光走査装置の構成概略、図２は本発明になる画像形成装置における光走査方法を説明するための図、図３は本発明になる画像形成装置における光走査方法により画像領域走査開始位置を揃えた場合の説明図、図４は本発明になる画像形成装置における光走査装置の制御ブロック図、図５は本発明になる画像形成装置における光走査装置の遅延時間算出のための制御ブロック図である。

図１は本発明になる画像形成装置における光走査装置の構成概略であり、図中１１、１２は、画像データにより変調された光ビームを発するレーザダイオード（ＬＤ）で、このＬＤ１１、１２から出た光ビームは、図示を省略しているがシリンドリカルレンズ等で回転多面体鏡１０における反射面１３に収束されながらそれぞれ異なった角度で入射し、反射偏向されて、ｆθレンズやトロイダルレンズなどの走査レンズで構成された走査光学系１４、１５を介し、感光体などの周面１８における副走査方向（回転多面体鏡による偏向方向と直角の方向）の異なった位置（例えば１ドット分の間隔をおいた位置）を走査する。なお、図１に示した光学系は一例であり、走査レンズ１４、１５の数なども２つだけに限らないことはあきらかである。

そして、図７で説明したように、画像形成装置も高速化と共に省スペース化のために小型化が要求されるため、感光体などの周面１８における２１、２２で示した画像領域走査範囲を走査する光ビームは、図示していない反射ミラー等で光路を所定方向に曲げて光走査装置の全長を短くするようにし、感光体などの周面１８上の画像領域走査開始位置（例えば２１）を揃えるために設けるＬＤ１１、１２から出た光ビーム２０を検出する第１のセンサ１７は、感光体などの周面１８ではなく、例えばｆθレンズ１５に入射する前に反射ミラー１６などで光路を曲げ、画像領域走査範囲を遮らない位置に設置してある。

このようにすると、前記図８で説明したように、第１のセンサ１７がそれぞれのＬＤ１１、１２からの光ビーム２０を検出してから同一時間後に画像データによる走査を開始（例えば２１の画像領域走査開始位置）すると、画像データによる走査開始位置が第１のセンサ１７への光ビーム２０の結像位置ズレに相当する時間差だけずれてしまうが、本発明においては、次のようにしてこのズレを補正する。

まず、図１を参照して、画像形成装置における画像形成に使用する感光体と同寸の計測用感光体の周面１８の画像領域走査範囲（例えば光ビーム２１、２２の走査範囲）略中央に、前記各光ビームを検出する第２のセンサ１９を設けてＬＤ１１、１２を出た各光ビームが、前記第１のセンサ１７で検出されてから第２のセンサ１９で検出されるまでの夫々の時間を測定し、その差を算出して該差に基づき、ＬＤ１１、１２を出た各光ビームの画像領域走査開始位置を揃えるようにした。

これを図２に基づいて説明すると、この図２においてＬＤ１（１１）、ＬＤ２（１２）は各光ビームを表し、例えばＬＤ１（１１）を基準となる光ビームとして、その光ビームＬＤ１を第１のセンサ１７が検出した時間を０、画像データによる走査を開始する時間をｔ_２とし、ＬＤ１、ＬＤ２の光ビームによる第１のセンサ１７上の結像位置が図１２に示したようにΔｈだけずれていた場合、ＬＤ２を第１のセンサ１７が検出する時間がΔｔだけずれ、画像データによる走査を開始する時間がｔ_１となるわけである。

しかし、ＬＤ１、ＬＤ２の光ビームが第１のセンサ１７で検出された後、画像領域走査範囲における略中央に設けた第２のセンサ１９が検出するまでの時間ｔ_３、ｔ_４を測定し、その差（すなわちΔｔとなる）を求めると共に、ＬＤ１の光ビームが第１のセンサ１７で検出された後、画像領域走査開始位置までの時間にこの差Δｔを加えてＬＤ２の光ビームの画像領域走査開始位置までの時間とすることで、ＬＤ２の光ビームの画像領域走査開始位置までの時間はＬＤ１の光ビームの画像領域走査開始位置までの時間ｔ_２と同じになる。

すなわちこのようにすることにより、ＬＤ１、ＬＤ２の光ビームは同一点を画像領域走査開始位置として画像データによる走査を開始することになり、両者の光ビームの位置ずれはなくなるか軽減されることになる。

また、前記図９で説明したように、ｆθレンズなどの走査レンズ１４への副走査方向の入射位置が異なると主走査方向の倍率が異なるという問題が存在するが、本発明では図２で説明したように、ＬＤ１、ＬＤ２の光ビームの画像領域走査開始位置ずれではなく、ＬＤ１、ＬＤ２の光ビームが第１のセンサ１７で検出された後、画像領域における略中央に設けた第２のセンサ１９が検出するまでの図２に示した時間ｔ_３、ｔ_４を測定し、差を求めているため、前記図９に示したＬＤ２の光ビームも、図３に示したように、第２のセンサ１９が検出した画像領域中央までの時間をＬＤ１の光ビームにおける画像領域中央までの時間に合わせることになり、互いの画像領域走査範囲Ｌ_１、Ｌ_２の半分の距離Ｌ_１／２、Ｌ_２／２が一致することになって、主走査方向の倍率が異なることによって生じる主走査方向への画像領域長さの違いは両端に振り分けられる形になる。

すなわち、この図３においてＬＤ１（１１）、ＬＤ２（１２）は光ビームであり、横軸は距離を表していて、ＬＤ２の光ビームが第１のセンサ１７で検出されてから第２のセンサ１９で検出される画像領域中央までの時間を、ＬＤ１の光ビームが第１のセンサ１７で検出されてから第２のセンサ１９で検出される画像領域中央までの時間に合わせた結果を示しており、ＬＤ１の光ビームにおける画像領域走査範囲はｆからｈまでのＬ_１、ＬＤ２の光ビームにおける画像領域走査範囲はｅからｋまでのＬ_２となっている。

そしてこの図３から明らかなように、ＬＤ１、ＬＤ２の光ビームは、それぞれ画像領域走査範囲の半分の距離、Ｌ_１／２、Ｌ_２／２で一致しており、そのためＬＤ２の光ビームにおける倍率が異なることにより増えた領域Δｍは、画像領域の両側にΔｍ／２ずつ振り分けられ、それによって実質の最大位置ずれ量は前記倍率によって大きくなるまたは小さくなる領域Δｍの半分で済むことになり、簡単な構成でＬＤ１、ＬＤ２の各光ビームの画像領域走査開始位置を一致させた画像形成装置における光走査方法及び装置を提供することができる。

なお、以上の説明では、光ビームを発する光源ＬＤ１、ＬＤ２が２つの場合を説明してきたが、この数は２つだけに限られないことはあきらかであり、また、第１のセンサ１７の位置も図１に図示した位置だけに限定する必要がないこともあきらかである。

図４は、このような考え方に従って構成した本発明になる画像形成装置における光走査装置の制御ブロック図、図５は同じく遅延時間算出のための制御ブロック図であり、図４中１１、１２は前記したように光源としてのレーザダイオード（ＬＤ）、１７は第１のセンサ、３０は画像形成をおこなう画像のデータ信号、３１は画像信号３０によりＬＤ１１、１２が発する光を変調するＬＤ発光制御回路、３２は遅延時間記憶装置、３３は全体の制御回路、図５において３４はビームタイミング測定装置で、第１のセンサ１７、第２のセンサ１９からの信号を受けて両者のインターバルを計測するタイムインターバルカウンタ３５、第１のセンサ１７、第２のセンサ１９間のタイミングを測定するタイミング測定回路３６、複数ビームのタイミングのズレ量計算回路３７で構成され、このタイミングのズレ量計算回路３７が算出したズレ量を遅延時間記憶装置３２に書き込む書き込みタイミングズレ量入力回路３８が械機本体３９にそなえられている。

このうち遅延時間記憶装置３２には、図２に示したＬＤ１、ＬＤ２の光ビームが第１のセンサ１７で検出された後、画像領域走査範囲における略中央に設けた第２のセンサ１９が検出するまでの時間ｔ_３、ｔ_４を測定し、その差（すなわちΔｔとなる）を求めると共に、ＬＤ１の光ビームが第１のセンサ１７で検出された後、画像領域走査開始位置まで至る時間にこの差Δｔを加えた値を記憶するものである。

このように構成した本発明になる画像形成装置における光走査装置において、前記したように遅延時間記憶装置３２には、予め図１に示したように画像形成装置における感光体の周面１８における画像領域走査範囲（例えば光ビーム２１、２２の走査範囲）の略中央に、前記各光ビームを検出する第２のセンサ１９を設けてＬＤ１１、１２を出た各光ビームが、前記第１のセンサ１７で検出されてから第２のセンサ１９で検出されるまでの時間を測定し、その差とＬＤ１の光ビームが第１のセンサ１７で検出された後、画像領域走査開始位置まで至る時間にこの差を加えた値を記憶させる。

そのための制御回路が図５に示したブロック図であり、第１のセンサ１７と第２のセンサ１９からの信号はタイムインターバルカウンタ３５に送られてそれぞれ図２におけるｔ_２からｔ_４、ｔ_１からｔ_３のタイムインターバルが計測される。そして、第１のセンサ１７と第２のセンサ１９間のタイミングを測定するタイミング測定回路３６によって両者の時間ｔ_４とｔ_３とが比較され、複数ビームのタイミングのズレ量計算回路３７によってズレ量が計算されて、ズレ量が書き込みタイミングズレ量入力回路３８によって遅延時間記憶装置３２に書き込まれるわけである。なお、ビームが３つ以上有る場合は、それぞれのズレ量が計測されて書き込まれる。

そして、第１のセンサ１７が図１に２０で示したＬＤ１１を出た光ビームを検出すると制御回路３３は、遅延時間記憶装置３２に記憶されたＬＤ１１を出た光ビームの画像領域走査開始位置まで至る時間を読み出し、画像信号３０とＬＤ発光制御回路３１に信号を送って読み出した時間になると、ＬＤ発光制御回路３１が画像信号３０によってＬＤ１１の発光を変調させる。そのためＬＤ１１の光ビームは、画像領域走査開始位置に達する時間に画像信号３０で変調され、感光体１８の画像領域が露光されることになる。

一方ＬＤ１２から出た光ビームは、第１のセンサ１７が検出すると制御回路３３は、遅延時間記憶装置３２に記憶されている、最初に求めたＬＤ１１、ＬＤ１２の光ビームが第１のセンサ１７で検出された後、第２のセンサ１９が検出するまでの時間ｔ_３、ｔ_４の差、すなわちΔｔと、ＬＤ１１を出た光ビームの画像領域走査開始位置まで至る時間との和を読み出し、画像信号３０とＬＤ発光制御回路３１に信号を送ってこの読み出した時間になると、ＬＤ発光制御回路３１が画像信号３０によってＬＤ１２の発光を変調させる。そのためＬＤ１２の光ビームは、図３に示したように、画像領域走査開始位置より前のｅから画像信号３０で変調され、感光体１８の画像領域が露光して、露光終了位置もｋとなって、画像領域の両側にΔｍ／２づつのＬＤ１１の装領域より増えた領域を走査することになる。

このようにすることにより、例え第１のセンサ１７が走査光学系１４、１５を構成するレンズのうちの少なくとも一つを通さない位置に設けられ、それによって画像領域走査開始位置が異なることになっても各光ビームの画像領域走査開始位置を容易に一致させることができ、かつ、光ビームが走査光学系へ入射する副走査方向位置が異なることに起因する倍率の変化があっても、その倍率によって大きくなるまたは小さくなる走査領域は画像領域の両側に振り分けられ、それによって実質の最大位置ずれ量は前記倍率によって大きくなるまたは小さくなる領域の半分で済むことになり、簡単な構成で各光ビームの画像領域走査開始位置を一致させた画像形成装置における光走査方法及び装置を提供することができる。

本発明によれば、画像データで変調した複数の光ビームを回転多面体鏡で反射偏向し、ｆθレンズ、トロイダルレンズなどの走査光学系を介して感光体上を走査するよう構成した光走査装置において、走査開始位置検出用センサへ導く光ビームを、省スペース化のため、走査光学系の全てのレンズを通過させないようにしたときに生じる走査位置ズレや、走査光学系による倍率の違いに起因する位置ズレを、簡単な構成で補償でき、画像形成装置を小型で精度良く製造することができる。

本発明になる画像形成装置における光走査装置の構成概略である。本発明になる画像形成装置における光走査方法を説明するための図である。本発明になる画像形成装置における光走査方法により画像領域走査開始位置を揃えた場合の説明図である。本発明になる画像形成装置における光走査装置の制御ブロック図である。本発明になる画像形成装置における光走査装置の遅延時間算出のための制御ブロック図である。複数の光ビームを用いた従来の光走査装置の構成概略図である。複数の光ビームを用い、光走査装置を小型に構成するため感光体へ至る光路を反射ミラーで曲げた従来の光走査装置の構成概略図である。複数の光ビームと複数のｆθレンズなどで構成された走査レンズを用いた光走査装置において、全ての走査レンズを通さずにそれぞれの光ビームの通過をセンサで検出したときに生じる実際の走査位置とのずれを説明するための図である。複数の光ビームと複数のｆθレンズなどで構成された走査レンズを用いた場合、走査レンズへの副走査方向の入射位置が異なった場合に主走査方向の倍率が異なる現象を説明するための図である。複数の光ビームを用いた従来の光走査装置において、それぞれの光ビームの回転多面体鏡への入射角度が異なっても、感光体上の光学系光軸からの距離が同じになることを説明するための図である。複数の光ビームを用いた従来の光走査装置において、（Ａ）は、それぞれの光ビームの回転多面体鏡への入射角度が異なっても回転多面体鏡の回転により、反射角度が同一になることを説明するための図であり、（Ｂ）は、走査レンズへの入射角度が同一の平行光は、感光体上の光学系光軸からの距離が同じ位置に結像することを説明するための図である。複数の光ビームと複数のｆθレンズなどで構成された走査レンズを用いた光走査装置において、全ての走査レンズを通さずにそれぞれの光ビームを感光体に結像させたとき、同一角度で走査レンズに入射させた光ビームが、入射位置によって感光体への光学系光軸からの距離が異なる位置へ結像することを説明するための図である。複数の光ビームを用いた光走査装置において、光ビームによって感光体への光学系光軸からの距離が異なる位置へ結像する場合に生じる主走査方向へのドット位置ズレを説明するための図である。

符号の説明

１０回転多面体鏡
１１、１２レーザダイオード（ＬＤ）
１３反射面
１４、１５走査光学系
１６反射ミラー
１７第１のセンサ
１８感光体などの周面
１９第２のセンサ
２１、２２画像領域走査範囲を走査する光ビーム

Claims

画像データで変調した複数の光ビームをそれぞれ異なった角度で回転多面体鏡に入射させて反射偏向し、単一または複数のレンズで構成された走査光学系を介して電子写真方式で画像を形成する感光体上における回転多面体鏡による偏向方向と直角の方向である副走査方向の異なった位置を走査するよう構成すると共に、前記走査光学系を構成するレンズのうちの少なくとも一部を通さない光路に設けられた第１のセンサにより前記各光ビームを検出し、該各光ビームによる感光体上の画像領域走査開始位置を揃えるようにした画像形成装置における光走査方法において、
前記感光体上の画像領域走査範囲における略中央に前記各光ビームを検出する第２のセンサを設けて各光ビームが前記第１のセンサから第２のセンサへ至る時間を測定し、その差を算出して該差に基づき、各光ビームの画像領域走査開始位置を揃えるようにしたことを特徴とする画像形成装置における光走査方法。
前記各光ビームのうち基準となる光ビームが、前記第１のセンサから感光体上の画像領域走査開始位置へ至る時間に前記算出した差を加えるかまたは減じ、各光ビームの前記第１のセンサから感光体上の画像領域走査開始位置へ至る時間とすることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における光走査方法。
前記各光ビームの前記第１のセンサから感光体上の画像領域走査開始位置へ至る時間を予め記憶装置に記憶させ、該記憶装置に記憶させた値を読み出し、前記第１のセンサで各光ビームが検出されたときに該値に基づき、各光ビームにおける画像領域の走査を開始することを特徴とする請求項２に記載した画像形成装置における光走査方法。
画像データで変調されてそれぞれ異なった角度で回転多面体鏡に入射して反射偏向される複数の光源から発せられる光ビームと、単一または複数のレンズで構成されて前記複数の光ビームを電子写真方式で画像を形成する感光体上における回転多面体鏡による偏向方向と直角の方向である副走査方向の異なった位置を走査するよう構成した走査光学系と、該走査光学系を構成するレンズのうちの少なくとも一部を通さない光路に設けられ、前記各光ビームを検出する第１のセンサとを有して前記各光ビームによる感光体上の画像領域走査開始位置を揃える画像形成装置における光走査装置において、
前記各光ビームが前記第１のセンサから前記感光体上の画像領域走査範囲における略中央に設けられた第２のセンサへ至る時間の差を、前記各光ビームのうち基準となる光ビームが前記第１のセンサから感光体上の画像領域走査開始位置へ至る時間に加えるかまたは減じた値を予め記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶した値と各光ビームを検出した前記第１のセンサからの信号とを受け、形成する画像の信号で前記光源を変調させるタイミングを制御する発光制御回路とからなることを特徴とする画像形成装置における光走査装置。