JP2006259601A

JP2006259601A - 光走査装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2006259601A
Application number: JP2005080321A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Yoshino; 一弘芳野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: JP4650047B2

Abstract

【課題】簡易な構成で、容易に且つ効率よく光量ムラを補正する。
【解決手段】オーバーフィールドタイプの光学系で且つＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂの配列方向が回転多面鏡１７の回転軸方向に対して傾斜するように設けられることに起因する、感光体１２上で発生する主走査方向の光量分布の不均一を補正するために、感光体１２上のレーザビームの走査領域内における主走査方向の位置に応じた、一対のＬＤの内の一方の光量補正値を求めて、この光量補正値を主走査方向の中心を通る副走査方向の直線に対して線対称となるように反転させた光量補正値を他方のＬＤの光量補正値として求め、求めた補正値に基づいて、ＬＤから射出されるレーザビームの光量を補正する。
【選択図】図８

Description

本発明は、光走査装置にかかり、特に、光ビームを像担持体上へ走査する走査手段を備えた光走査装置及び画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置として、光走査装置に備えられたレーザダイオード（以下、ＬＤという）から発光された光ビームにより感光体上を走査することによって画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の画像形成プロセスとしては、帯電された感光体上に光ビームを走査露光することによって感光体上に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより現像する電子写真方式が一般的に用いられている。

画像形成装置の光走査装置としては、アンダーフィールドタイプ及びオーバーフィールドタイプの２種の光学系が知られている。アンダーフィールドタイプの光学系は、回転多面鏡に入射される光ビームの主走査方向に対応する方向に沿った幅を、回転多面鏡の反射面の回転方向に沿った幅（以下、面幅という）よりも小さくした光学系である。一方、オーバーフィールドタイプの光学系は、回転多面鏡に入射される光ビームの主走査方向に沿った幅を、回転多面鏡の反射面の面幅よりも大きくした光学系である。オーバーフィールドタイプの光学系では、回転多面鏡に入射される光ビームの主走査方向に沿った幅を回転多面鏡の反射面の面幅よりも大きくするために、アンダーフィールドタイプの光学系よりも回転多面鏡の面幅を狭くして、隣接する少なくとも２つの反射面に光ビームが入射されるように構成されている。このため、オーバーフィールドタイプの光学系は、アンダーフィールドタイプの光学系に比べて回転多面鏡を小さくすることができ、且つ走査の高速化を図ることができる。

しかし、オーバーフィールドタイプの光学系では、このような利点がある反面、回転多面鏡の複数の反射面に光ビームが照射されることから、光ビームの総出力効率が低いという問題や感光体上に走査露光される光ビームの光量分布が不均一であり露光ムラが発生するという問題等がある。

これらの問題点の内、光ビームの総出力効率が低いという点については、光源として高出力のＬＤを採用することによって解消され、光量分布の不均一性の問題が改善されれば、オーバーフィールドタイプの光学系は、回転多面鏡を回転させるモータの負荷を軽減することができるとともに、省電力、低騒音でありながら高速且つ高解像度の光走査装置を構成することができる設計として広範囲に活用可能となる事が期待されている。

ＬＤから出力される光ビームとしてのレーザビームは、ＬＤから離れるに従って回転多面鏡の複数の反射面を照射するように拡がり、ガウス強度分布を示すレーザビームのスポットが回転多面鏡に照射される。ガウス強度分布を示すレーザビームは、主走査方向の両端で照射強度が低くなる形（所謂「フラウン」という）を示しており、回転多面鏡の複数の反射面によってレーザビームプロファイルの異なる領域が切り出され、回転多面鏡の回転によって感光体に照射されるため、感光体に照射される光量分布は不均一となる。

オーバーフィールド設計における光量分布の不均一を解決するための技術として、例えば、特許文献１に対応技術が開示されている。

特許文献１の技術によれば、回転多面鏡に入射される光ビームが略平坦な一様強度となるように、レンズ要素の非球面やレンズ系の設計パラメータを予め修正している。
特開平３―８０２１４号公報

しかしながら、上記従来技術では、光学系を補正することによって光量分布が均一になるように補正しているため、部品構成が複雑となり、光走査装置のコストが高くなると共に光走査装置の信頼性が低下するという問題があった。

また、更に近年多く使用されているＬＤを複数備えた光源から複数のレーザビームを射出すると共に、この光源の複数のＬＤの配列方向を、感光体の副走査方向に対応する方向に対して傾斜させることによって感光体上を走査する複数のレーザビームの副走査方向の間隔を変更する事が行われているが、このように複数のＬＤを備えると共にこれらのＬＤの配列方向を傾斜させると、回転多面鏡の各反射面に入射される光ビームの配列方向は回転多面鏡の周方向に対して互いにずれた位置に一対の光ビーム各々が入射されて、感光体上には各レーザビームのガウス強度分布の異なる領域が切り出されて感光体上に照射されるので、このような場合には、光学系の補正によって光量分布が均一となるように補正することは困難であった。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、簡易な構成で、像担持体上に走査露光される光ビームの光量分布を均一となるように制御することが可能な光走査装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の光走査装置は、光ビームを射出する一対の光源が所定方向に配列された発光部と、前記光ビームを反射する複数の反射面を周方向に有し、隣接する少なくとも２つの反射面上の前記周方向に互いにずれた位置に前記一対の光ビーム各々が入射されるように配置され、回転されることにより像担持体の主走査方向に該一対の光ビームを走査する走査手段と、前記一対の光源各々から射出された光ビームの何れか一方の前記主走査方向の光量分布を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて該光ビームの主走査方向の光量分布が均一となるように、前記検出手段で検出した光ビームを射出した前記光源から射出される光ビームの光量を前記主走査方向の位置に応じて補正するための第１の補正値を算出する算出手段と、前記第１の補正値に基づいて補正した光量の光ビームが射出されるように該一方の光源から射出される光ビームの光量を制御すると共に、前記第１の補正値を前記像担持体の主走査方向の中心を通る副走査方向の直線に対して線対象になるように変換した第２の補正値に基づいて補正した光量の光ビームが射出されるように該他方の光源から射出される光ビームの光量を制御する制御手段と、を備えている。

本発明の光走査装置の走査手段は、光ビームを反射する複数の反射面を周方向に有し、回転されることによって像担持体の主走査方向に光ビームを走査する。走査手段は、光ビームを射出する一対の光源が所定方向に配列された発光部から射出された一対の光ビーム各々を、走査手段の隣接する少なくとも２つの反射面上の周方向に互いにずれた位置に入射されるように配置されている。すなわち、発光部及び走査手段は、オーバーフィールドタイプの光学系となるように配置されている。また、光ビーム各々が走査手段の隣接する少なくとも２つの反射面上の互いにずれた位置に入射されるように走査手段を配置するために、例えば、発光部の１対の光源は、一対の光源の配列方向を、走査手段の各反射面上の回転軸方向に対して傾くように配置されている。

発光部の一対の光源各々から射出された光ビーム各々は、光源から離れるに従って走査手段の隣接する少なくとも２つの反射面を照射するように拡がり、ガウス強度分布を示す一対の光ビーム各々が、走査手段の隣接する少なくとも２つの反射面の周方向に互いにずれた位置に入射される。走査手段に入射された一対の光ビーム各々は、走査手段の反射面によって各光ビームのガウス強度分布の異なる領域が切り出されて像担持体上に照射される。このため、像担持体上には、像担持体の光ビームによる主走査方向の走査領域の中心を通る副走査方向の直線に対して線対称となるような光量分布が得られる。

検出手段によって、一対の光源各々から射出された光ビームの何れか一方の、像担持体上の主走査方向の光量分布が検出されると、算出手段は、検出手段の検出結果に基づいて光ビームの主走査方向の光量分布が均一となるように、検出手段で検出した光ビームを射出した光源から射出される光ビームの光量を、像担持体上の主走査方向の位置に応じて補正するための第1の補正値を算出する。

制御手段は、第1の補正値に基づいて補正した光量の光ビームが射出されるように、この一方の光源から射出される光ビームの光量を制御すると共に、第1の補正値を像担持体の主走査方向の中心を通る副走査方向の直線に対して線対称になるように変換した第２の補正値に基づいて補正した光量の光ビームが射出されるように、他方の光源から射出される光ビームの光量を制御する。

このように、本発明の光走査装置によれば、一対の光源を所定方向に配列させた発光部を備え、隣接する少なくとも２つの反射面上の周方向に互いにずれた位置に一対の光ビーム各々が入射されるように走査手段を配置させることに起因する、感光体上の光ビームの光量分布の不均一を補正するために、一対の光源内の一方の光源から射出された光ビームの主走査方向の光量分布が均一となるように、この一方の光源から射出される光ビームの光量を像担持体上の主走査方向の位置に応じて補正するための第１の補正値を算出して第１の補正値に基づいてこの一方の光源から射出される光ビームの光量を制御し、第１の補正値を像担持体の主走査方向の中心を通る副走査方向の直線に対して線対象になるように変換した第２の補正値に基づいて補正した光量の光ビームが射出されるように他方の光源から射出される光ビームの光量を制御する。

このため、一方の光源の光量分布の検出結果に基づいて算出した第1の補正値から、容易に他方の光源から射出される光ビームの光量を主走査方向の位置に応じて補正するための補正値を求めることができるので、簡易な構成で容易に一対の光源各々から射出されて像担持体上に走査露光される一対の光ビーム各々の光量分布を均一となるように制御することができる。

なお、前記第２の補正値を前記算出手段によって算出することによって、簡易な構成で容易に一対の光源各々から射出されて像担持体上に走査露光される一対の光ビーム各々の光量分布を均一となるように制御することができる。

また、前記検出手段は、前記走査手段による光ビームの走査によって前記像担持体に形成された予め定められた均一な濃度のパターン画像に応じた静電潜像を現像手段によって現像した現像画像の主走査方向の濃度分布を、前記光量分布として検出するようにすれば、像担持体の感度特性を含んだ濃度分布を光量分布として検出することができる。

また、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光走査装置を画像形成装置に備えることによって、簡易な構成で容易に一対の光源各々から射出されて像担持体上に走査露光される一対の光ビーム各々の光量分布を均一となるように制御可能な画像形成装置を提供することができる。

以上説明したように本発明によれば、一対の光源内の一方の光源から射出された光ビームの主走査方向の光量分布が均一となるように、この一方の光源から射出される光ビームの光量を像担持体上の主走査方向の位置に応じて補正するための第１の補正値を算出して第１の補正値に基づいてこの一方の光源から射出される光ビームの光量を制御し、第１の補正値を像担持体の主走査方向の中心を通る副走査方向の直線に対して線対象になるように変換した第２の補正値に基づいて補正した光量の光ビームが射出されるように他方の光源から射出される光ビームの光量を制御するので、簡易な構成で容易に一対の光源各々から射出されて像担持体上に走査露光される光ビーム各々の光量分布を均一となるように制御することができる、という効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

本発明の画像形成装置１０のケーシング３２内には、記録媒体１８へ画像を形成するための画像処理部６８、画像処理部６８を制御すると共に画像形成装置１０本体を制御するための制御部６７、及び用紙を装填するための用紙トレイ３６が設けられている。

用紙トレイ３６の用紙排出部近傍には、用紙トレイ３６に装填されている記録媒体１８を上層から順に１枚ずつ送り出すための半月ローラ３８Ａが設けられている。

画像形成装置１０の側面には、記録媒体１８を手差しで挿入するための手差しトレイ４２が設けられている。手差しトレイ４２の用紙排出部近傍には、手差しトレイ４２に装填されている記録媒体１８を上層から順に１枚ずつ送り出すための半月ローラ３８Ｂが配設されている。また、画像形成装置１０の手差しトレイ４２が配設されている側面に対向する画像形成装置１０の側面には、画像が形成された記録媒体１８が排出される排出トレイ６６が設けられている。

画像処理部６８は、図１に示される矢印Ａ方向に定速回転される円筒状の感光体１２、画像データに応じたレーザビームを（図１の矢印Ｂ参照）感光体１２に向けて照射して主走査方向に走査するための光走査装置２６（詳細後述）、及び記録媒体１８に画像データに応じた画像を定着させる定着器２４を含んで構成されている。

感光体１２の周面近傍には、感光体１２を一様に帯電させるための帯電器１４が配設されている。帯電器１４により一様に帯電された感光体１２が、図１に示される矢印Ａ方向に回転されるとともに、光走査装置２６からレーザビームが照射されて主走査方向に走査されると共に感光体１２の副走査方向（矢印Ａ方向）への回転によって、主走査方向及び副走査方向に走査露光されて、感光体１２上に画像データに応じた静電潜像が形成される。

光走査装置２６によるレーザビームの照射位置よりも感光体１２の回転方向下流側には、感光体１２にトナーを供給するための現像器１６が配設されている。現像器１６から供給されたトナーが、感光体１２上の静電潜像に付着されることによって、感光体１２上には静電潜像に応じたトナー像が形成される。現像器１６の配設位置よりも感光体１２の回転方向下流側には、感光体１２上に形成されたトナー像の主走査方向の濃度分布を検出するための検出部３７が設けられている。

検出部３７の配設位置よりも感光体１２の回転方向下流側には、感光体１２に形成されたトナー像を記録媒体１８に転写するための転写用帯電体２０が配設されている。転写用帯電体２０の配設位置よりも感光体１２の回転方向下流側には、トナー像の記録媒体１８への転写後に感光体１２の表面に残留しているトナーを除去するためのクリーナー２２が配設されている。

なお、本実施の形態では、検出部３７は、現像器１６の配設位置よりも感光体１２の回転方向下流側に設けられ、感光体１２上に形成されたトナー像の主走査方向の濃度分布を検出する場合を説明するが、検出部３７を現像器１６の配設位置よりも感光体１２の回転方向上流側で且つ光走査装置２６によるレーザビームの照射位置よりも感光体１２の回転方向下流側に設けるようにし、感光体１２上の主走査方向のレーザビームの光量分布を測定するようにしても良い。また、検出部３７を、感光体１２上に形成されたトナー像が記録媒体１８に転写された後の記録媒体１８のトナー像を検出可能な位置に設けて、記録媒体上に記録されたトナー像の主走査方向の濃度分布を検出するようにしてもよい。

用紙トレイ３６から送り出された記録媒体１８は、複数の搬送ローラ対４０によって、感光体１２と転写用帯電体２０との間へ搬送されて、感光体１２と転写用帯電体２０とによって挟持搬送されることによって、記録媒体１８へトナー像が転写される。トナー像が転写された記録媒体１８は、図１に示される矢印Ｃ方向に搬送され、加圧ローラ６２及び加熱ローラ６４を含んで構成されいる定着器２４によって加熱及び加圧されることによってトナーの定着処理が施され、記録媒体１８上に所定の画像が形成された後に、排出トレイ６６へ排出される。

図２に示すように、光走査装置２６には、レーザビームを射出するためのレーザ発光部１３、レーザ発光部１３から射出されたレーザビームを拡散光から平行光に変換するためのコリメータレンズ１５、略中央部に開口が設けられた板状部材により構成された開口板１７、後述するＦθレンズとの組み合わせにより入射されたレーザビームを走査方向に拡大する凹レンズ１９、及び拡大されたレーザビームを所定方向に反射させるための折り曲げミラー２３が順に配置されている。更に、折り曲げミラー２３によるレーザビームの反射方向には、シリンドリカルレンズ２１、所定方向に回転されることによって感光体１２を主走査方向へ走査露光する走査手段としての回転多面鏡２７、レーザビームの主走査方向への走査速度を等速度にするためのｆθレンズ２５、及びレーザビームを感光体１２方向に反射させる反射ミラー３１を含んで構成されている。また、光走査装置２６は、回転多面鏡２７による、感光体１２の主走査方向の走査基準位置（タイミング）を検出するためのＳＯＳ検出センサ４１、及びＳＯＳピックアップミラー３９を含んで構成されている。

レーザ発光部１３から射出されたレーザビームはコリメータレンズ１５により平行ビームに変換された後、開口板１７を通過する。開口板１７を通過したレーザビームは、凹レンズ１９によって主走査方向に拡大された後、拡大されたレーザビームがシリンドリカルレンズ２１を介して、回転多面鏡２７に入射される。回転多面鏡２７は、入射されるレーザビームを反射するための複数の反射面２９を周方向に備えており、レーザ発光部１３から射出されたレーザビームは、コリメータレンズ１５、開口板１７、凹レンズ１９、折り曲げミラー２３、及びシリンドリカルレンズ２１を介して、回転多面鏡２７の隣接する少なくとも２つの反射面２９に入射される。

図３に示すように、本発明の光走査装置２６では、回転多面鏡２７に入射されるレーザビームの幅Ｍが、回転多面鏡２７における各反射面２９各々の周方向の幅Ｓより大きい所謂オーバーフィールド光学系の光走査装置となっている。回転多面鏡２７の隣接する複数の反射面２９に入射されたレーザビームは、回転多面鏡２７によって反射偏向され、回転多面鏡２７の回転によって、Ｆθレンズ２５を介して感光体１２を主走査方向に走査露光する。なおＦθレンズ２５は、上述した役割の他に、回転多面鏡２７の等角速度運動を感光体１２上におけるビームスポット３５の等線速度運動に変換する役割も担っている。

回転多面鏡２７によって反射されて感光体１２の最端方向に進行するレーザビームは、ＳＯＳピックアップミラー３９により反射された後にＳＯＳ検出センサ４１へ入射される。回転多面鏡２７の回転によって感光体１２が主走査方向に走査される度に、感光体１２の主走査方向最端方向へ進行するレーザビームがＳＯＳ検出センサ４１へ入射されるので、ＳＯＳ検出センサ４１は、光走査装置２６による感光体１２の主走査方向への走査毎の走査開始タイミングを検知することができるようになっている。

レーザ発光部１３は、図４に示すように、各々レーザビームを射出するための一対のレーザダイオード（以下、ＬＤという）１３Ａ及びＬＤ１３Ｂを含んで構成されている。図５に示すように、一対のＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂは、各ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂによるレーザビームの感光体１２上に照射されたときの配列方向は感光体１２の副走査方向に対して傾斜されるように、すなわち回転多面鏡２７の反射面２９上における回転多面鏡２７の回転軸方向に対して周方向に互いにずれた位置に各ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂのレーザビームが照射されるように、配列方向を回転多面鏡１７の回転軸方向に対して傾斜するように設けられている。この傾きは、感光体１２上に照射された一対のレーザダビームの間隔に対応し、傾きが大きくなるほど感光体１２上に照射される一対のレーザビームの間隔が狭くなるように、各光走査装置に含まれる各機能が配置されている。なお、レーザ発光部１３は、各ＬＤ１３ＡとＬＤ１３Ｂとの間の中心を通る光軸方向の直線を中心軸として回転されることによって、ＬＤ１３ＡとＬＤ１３Ｂとの配列方向が変更される。

レーザ発光部１３のＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から出力されるレーザビームは、レーザ発光部１３から離れるに従って、コリメータレンズ１５、開口板１７、凹レンズ１９、折り曲げミラー２３、及びシリンドリカルレンズ２１を介して、回転多面鏡２７の隣接する少なくとも２つの反射面２９に入射されるように拡がり、ガウス強度分布を示すレーザビームのスポットが回転多面鏡２７へ入射される。ガウス強度分布を示すレーザビームの光量分布は、図６（Ａ）に示されるように、走査方向の両端で照射強度が低く（所謂「フラウン」という）なる。本発明の光走査装置２６では、一対のＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂの配列方向を回転多面鏡１７の回転軸方向に対して傾斜されるように設けたレーザ発光部１３のＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々からレーザビームを射出するので、回転多面鏡２７に入射される一対のレーザビーム各々の、走査方向の光量分布は、図６（Ａ）の線図８０Ａ及び線図８０Ｂ各々によって示されるように、各々ガウス強度分布を示す山状の２つの線図によって表される。なお、これら山状の線図の間隔は、回転多面鏡１７の回転軸方向に対する傾きに応じた間隔となる。

このような、ガウス強度分布を示すレーザビームが、回転多面鏡２７の隣接する少なくとも２つの反射面２９の周方向にずれた位置に入射されると、回転多面鏡２７に入射された一対のレーザビーム各々は、回転多面鏡２７の回転によって複数の反射面２９によりガウス強度分布を示すレーザビームプロファイルの各々異なる領域が切り出されて、感光体１２へ入射される。このようにして感光体１２は主走査方向へ走査露光される。

このため、感光体１２上における各レーザビームの主走査方向の光量分布は、図６（Ａ）に示されるガウス強度分布の一部領域が切り取られたような、図６（Ｂ）に示されるような光量分布となる。詳細には、図６（Ｂ）に示されるように、ＬＤ１３Ａに対応する感光体１２上の主走査方向の光量分布は線図８２Ａによって示され、ＬＤ１３Ｂに対応する感光体１２上の主走査方向の光量分布は線図８２Ｂによって示される。図６（Ｂ）に示すように、一対のＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から出射されたレーザビームの感光体１２上の主走査方向の光量分布を示す線図は、感光体１２上のレーザビームによって走査される走査領域内における、主走査方向の中心を通る副走査方向の直線８０に対して線対称となるような線図８２Ａ及び線図８２Ｂとなる。

図７には、画像形成装置１０の電気的構成を示す概略構成図を示した。

図７に示すように画像形成装置１０は、画像処理部６８、各種データ及び感光体１２の主走査方向に長い線状で且つ均一な濃度のハーフトーンのテストパターンを示すパターンデータを記憶するための記憶部７２、ユーザの操作指示によって各種情報を入力される入力部７４、制御部６７、及び光走査装置２６を含んで構成されている。光走査装置２６は、レーザ発光部１３を制御するためのＬＤ制御回路７０、検出部３７、ＳＯＳ検出センサ４１、回転多面鏡２７を回転駆動させるための駆動部２７Ａを含んで構成されている。レーザ発光部１３は、ＬＤ１３Ａ、ＬＤ１３Ｂ、及びＬＤ１３ＡとＬＤ１３Ｂ各々から射出されるレーザビームの光量を検出するためのフォトダイオード（以下、ＰＤという）１３Ｃを含んで構成されている。レーザ発光部１３は、ＬＤ制御回路７０に信号授受可能に接続されており、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々はＬＤ制御回路７０から入力された信号に応じて点灯されるとともに、入力された信号に応じた光量のレーザビームを出力するように制御される。ＰＤ１３Ｃは、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から出力されたレーザビームの光量を検出して検出結果をＬＤ制御回路７０へ出力する。ＬＤ制御回路７０は、ＰＤ１３Ｃからの検出結果に基づいて、所望の光量のレーザビームがＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から射出されるようにＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々を制御可能に構成されている。

ＬＤ制御回路７０、検出部３７、ＳＯＳ検出センサ４１、駆動部２７Ａ、画像処理部６８、記憶部７２、及び入力部７４は、データや信号を授受可能に制御部６７に接続されている。なお、図示は省略するが、光走査装置２６は、レーザ発光部１３を、このレーザ発光部１３の各ＬＤ１３ＡとＬＤ１３Ｂとの間の中心を通る光軸方向の直線を中心軸として回転させることによってＬＤ１３ＡとＬＤ１３Ｂとの配列方向を変更するための駆動回路を含んで構成されている。この図示を省略する駆動回路は、ＬＳ制御回路７０に信号授受可能に接続されており、ＬＤ制御回路７０の制御によって、画像データの解像度等に応じてＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂの配列方向の傾きを変更可能に設けられている。

なお、本実施の形態では、ＬＤ１３ＡとＬＤ１３Ｂとの配列方向が、感光体１２上に照射されたときの各ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々に対応するレーザビームのスポットの間隔が最大のときのＬＤ１３ＡとＬＤ１３Ｂとの配列方向を基準方向とすると、この基準方向に対して予め所定角度傾いた状態となるように設定されているものとして説明する。

また、この基準方向は、上述の回転多面鏡２７の回転軸方向、及び反射面２９上の周方向に直角の方向と一致するものとして説明する。

ＬＤ制御回路７０は、詳細には、制御部６７からレーザビームの発光許可を示す発光許可信号としての／ＥＮＢ信号が入力され、この／ＥＮＢ信号が”Ｌ”レベルのときには、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々を点灯させるようにＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々を制御する。一方、この／ＥＮＢ信号が”Ｈ”レベルのときには、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々を消灯させるようにＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々を制御する。

また、ＬＤ制御回路７０には、制御部６７からＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から出力されるレーザビームの光量を設定するための光量設定値入力信号が入力される。光量設定値入力信号として、ＬＤ１３Ａに対応するＶｒｅｆ１信号、及びＬＤ１３Ｂに対応するＶｒｅｆ２信号各々が制御部６７から入力され、これらのＶｒｅｆ１信号及びＶｒｅｆ２信号によって示されるアナログ電圧値に基づいて、ＬＤ制御回路７０は、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から出力されるレーザビームの光量を変更するように制御することができる。

さらに、ＬＤ制御回路７０は、制御部６７から、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々の光量制御信号としてのＳ／Ｈ―１信号及びＳ／Ｈ―２信号各々が入力され、これらの信号各々が”Ｌ”レベルのときに、対応するＬＤ１３ＡまたはＬＤ１３Ｂから出力されるレーザビームの光量調整を実行し、”Ｈ”レベルのときに、対応するＬＤ１３ＡまたはＬＤ１３Ｂから出力されているレーザビームの光量を保持するように制御する。

更に、ＬＤ制御回路７０は、制御部６７から、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々に対応する画像入力信号としてのＤＡＴＡ１信号及びＤＡＴＡ２信号が、図示を省略したＤＡＴＡ１端子及びＤＡＴＡ２端子を介して入力され、これらの入力信号が”Ｌ”レベルのときにはレーザビームを点灯し、”Ｈ”レベルのときにレーザビームを消灯させるように制御する。

すなわち、ＬＤ制御回路７０は、制御部６７から入力される各種信号に基づいて、設定された光量または調整した光量のレーザビームをＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から出力するように制御することによって、画像データに応じた画像を形成するように、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々を制御可能に構成されている。

次に、本発明の画像形成装置１０で実行される光量制御について説明する。

画像形成装置１０の図示を省略した電源スイッチがユーザによって操作されて画像形成装置１０に電力が供給されると、ステップ１００へ進み、記憶部７２に予め記憶されているパターンデータを読取り、読取ったパターンデータの画像、すなわちテストパターンを形成するためのテストパターン印字指示をＬＤ制御回路７０へ出力する。このテストパターンは、感光体１２の主走査方向に長い線状で且つ同一の濃度ハーフトーンの画像であるため、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂによる感光体１２上の主走査方向の光量分布にムラが無い状態では、感光体１２には、主走査方向に均一な濃度のハーフトーンのテストパターンが記録される。

なお、本実施の形態では、ＬＤ１３Ａのみを点灯させてパターンデータに応じて感光体１２へ走査露光を行った後に、ＬＤ１３Ｂのみを点灯させてパターンデータに応じて感光体１２へ走査露光を行うようにＬＤ制御回路７０を制御する。

ステップ１００の処理によって、感光体１２上には、ＬＤ１３Ａからパターンデータに応じてＬＤ１３Ａが点灯されてレーザビームが射出され、回転多面鏡２７の回転によって感光体１２が主走査方向に走査露光されることにより、感光体１２上にテストパターンに応じたＬＤ１３Ａによる静電潜像が形成された後に、ＬＤ１３Ｂからパターンデータに応じてＬＤ１３Ｂが点灯されてレーザビームが射出され、回転多面鏡２７の回転によって感光体１２が主走査方向に走査露光されることにより、感光体１２上にテストパターンに応じたＬＤ１３Ｂによる静電潜像が形成される。

感光体１２上に形成されたＬＤ１３Ａによるテストパターンの静電潜像及びＬＤ１３Ｂによるテストパターンの静電潜像各々は、現像器１６によって現像され、各々の静電潜像に応じたトナー像が感光体１２上に形成される。

ステップ１００の処理によって、図９（Ａ）に示すように、感光体１２上には、ＬＤ１３Ａに対応するトナー像７６Ａ、及びＬＤ１３Ｂに対応するトナー像７６Ｂ各々が形成される。

次のステップ１０２では、上記ステップ１００の処理によって感光体１２上に形成されたＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々に対応するトナー画像の、検出部３７による主走査方向の濃度分布の検出結果を読取る。ステップ１０２の処理によって、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々に対応する、感光体１２上の主走査方向の光量分布の検出結果が得られる。詳細には、感光体１２上のレーザビームによって走査される走査領域内における、主走査方向における、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々によるレーザビームの光量分布検出結果が読取られる。

例えば、ステップ１０２の処理によって、図１０（Ａ）に示すような、感光体１２上のレーザビームによって走査される走査領域内における、主走査方向の中心を通る副走査方向の直線８０に対して線対称となるような光量分布を示す線図７８Ａ及び線図７８Ｂ各々が得られる。

次のステップ１０４では、上記ステップ１０２で読取った光量分布検出結果に基づいて、主走査方向の光量分布が均一であるか否かを、テストパターン各々の主走査方向に濃度ムラがあるか否かを判別することによって判断する。ステップ１０４の判断は、検出部３７によって検出されたテストパターンの検出結果に基づいて、主走査方向の濃度が均一であるか否かを判別することによって判断可能である。

上記ステップ１０４で否定されて主走査方向の濃度が均一である場合には、本ルーチンを終了し、肯定されるとステップ１０６へ進む。

ステップ１０６では、上記ステップ１０２で検出部３７によって読取られたＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々に対応する、感光体１２上の主走査方向の光量分布の検出結果の内の何れか一方のＬＤとして、ＬＤ１３Ａに対応する感光体１２上の主走査方向の光量分布の検出結果に基づいて、主走査方向の濃度が均一となるように、ＬＤ１３Ａの光量補正値を算出する。

具体的には、ＬＤ１３Ａから出射されたレーザビームによって感光体１２上に図９（Ａ）に示す主走査方向に不均一な濃度分布を示すトナー像７６Ａが形成され、検出部３７によって、図１０（Ａ）に示すような、感光体１２上のレーザビームによって走査される走査領域内における、主走査方向の中心を通る副走査方向の直線８０に対して線対称となるような光量分布を示す線図７８Ａが得られたとする。この不均一な光量分布を示す線図７８Ａが、主走査方向に均一な光量分布を示す線図となるように、ＬＤ１３Ａから射出されるレーザビームの光量を補正することによって、結果的に、図９（Ｂ）に示す主走査方向に均一な濃度分布を示すトナー像７７Ａが形成されるように、感光体１２の主走査方向の位置に応じて補正するためのＬＤ１３Ａ用の光量補正値を算出する。光量補正値は、具体的には、不均一な光量分布を示す線図７８Ａ（図１０（Ａ）参照）が、主走査方向に均一な光量分布を示す線図となるように、図１０（Ｂ）に示す線図７９Ａによって示されるような、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じた補正値が算出される。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じたＬＤ１３Ａの光量補正値を示す線図７９Ａは、ＬＤ１３Ａの光量分布を示す線図７８Ａを上下方向（光量を示す方向）に反転させたような形状となる。

次にステップ１０８では、上記ステップ１０６で算出した、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じた、ＬＤ１３Ａの光量補正値を記憶部７２に記憶する。

次のステップ１１０では、上記ステップ１０８で記憶部７２に記憶したＬＤ１３Ａの光量補正値を記憶部７２から読取り、次のステップ１１２において、読取った感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じたＬＤ１３Ａ用の光量補正値を、感光体１２上のレーザビームによって走査される走査領域内における、主走査方向の中心を通る副走査方向の直線８０に対して線対称となるように反転させた補正値を、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じたＬＤ１３Ｂ用の光量補正値として算出する。

具体的には、図１０（Ｂ）に示すように、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じたＬＤ１３Ａの光量補正値を示す線図７９Ａを、感光体１２上のレーザビームによって走査される走査領域内における、主走査方向の中心を通る副走査方向の直線８０に対して線対称となるように反転させた線図７９Ｂが、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じたＬＤ１３Ｂの光量補正値として算出される。

次のステップ１１４では、上記ステップ１１２で算出した、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じたＬＤ１３Ｂ用の光量補正値を記憶部７２に記憶した後に、上記ステップ１００へ戻る。

画像形成装置１０では、図示を省略した通信部を介して外部から画像を形成するための画像データが入力されると、記憶部７２に記憶されている、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じたＬＤ１３Ａ用及びＬＤ１３Ｂ用各々の光量補正値を読取り、読取った光量補正値に基づいて、対応するＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から射出されるレーザビームの光量を補正して画像データに基づく画像を形成するように、光走査装置２６を制御する。

例えば、図１１のタイミングチャートに示されるように、制御部６７は、予め定めた感光体１２上の非画像形成領域でのみ光量制御を実施するように、ＳＯＳ検出センサ４１から入力された感光体１２の主走査方向の走査基準位置の検出を示す”Ｌ”レベルのＳＯＳ信号に同期させて、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々の光量制御信号としてのＳ／Ｈ―１信号及びＳ／Ｈ―２信号として、レーザビームの光量調整実行を示す”Ｌ”レベルの信号をＬＤ制御回路７０へ出力する。次に、制御部６７は、記憶部７２に記憶されている、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じたＬＤ１３Ａ用及びＬＤ１３Ｂ用各々の光量補正値を読取り、読取った光量補正値に基づいて、対応するＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から射出されるレーザビームの光量を補正して画像データに基づく画像を形成するように、ＬＤ１３Ａに対応するＶｒｅｆ１信号、及びＬＤ１３Ｂに対応するＶｒｅｆ２信号の電圧値を調整してＬＤ制御回路７０へ出力する。詳細には、非画像形成領域で光量調整した時の値を１００％として、Ｖｒｅｆ１信号、及びＶｒｅｆ２信号の電圧値を５０％から２００％の範囲で可変させることで、光量補正値に基づいて、感光体１２の走査領域内における主走査方向の位置に応じたＬＤ１３Ａ用及びＬＤ１３Ｂ用各々の光量補正値に基づいて、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ３１Ｂ各々から出力されるレーザビームの光量を調整する。

なお、この補正後のレーザビームの光量は、最大値がＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々の最大定格を超えない範囲となるように、予めＶｒｅｆ１信号、及びＶｒｅｆ２信号の電圧値の可変範囲が定められているものとする。

このように、レーザビームを射出するための一対のＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂを備えたレーザ発光部１３を、回転多面鏡２７の反射面２９上における回転多面鏡２７の回転軸方向に対して周方向に互いにずれた位置に各ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂのレーザビームが照射されるように、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ３１Ｂの配列方向を回転多面鏡１７の回転軸方向に対して傾斜するように設けた、オーバーフィールドタイプの光学系を用いた光走査装置２６において発生する、感光体１２上のレーザビームの走査領域内の主走査方向の光量ムラを均一となるように、簡易な構成で容易に調整することができる。

以上説明したように、本発明の画像形成装置１０及び光走査装置２６によれば、オーバーフィールドタイプの光学系で且つＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂの配列方向が回転多面鏡１７の回転軸方向に対して傾斜するように設けられることに起因する、感光体１２上で発生する主走査方向の光量分布の不均一を補正するために、感光体１２上の走査領域内における主走査方向の位置に応じた、一対のＬＤの内の一方の光量補正値を求めて、この光量補正値を主走査方向の中心を通る副走査方向の直線に対して線対称となるように反転させた光量補正値を他方のＬＤの光量補正値として求めるので、簡易な構成で、容易に且つ効率よく、光量ムラを補正することができる。

なお、本実施の形態では、ステップ１０６において、ＬＤ１３Ａ用の光量補正値を算出し、算出した光量補正値に基づいて、ステップ１１２においてＬＤ１３Ｂ用の光量補正値を算出する場合を説明したが、逆に、ステップ１０６において、ＬＤ１３Ｂ用の光量補正値を算出し、算出した光量補正値に基づいて、ステップ１１２においてＬＤ１３Ａ用の光量補正値を算出するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、上記ステップ１００からステップ１０４の処理において、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々を別々に点灯させて、各ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々から出射されたレーザビームに基づいて感光体１２上に形成された２種のテストパターンのトナー像の検出部３７による検出結果に基づいて、主走査方向の濃度が均一であるか否かを判別したが、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂの何れか一方のみを点灯させて、点灯させたＬＤから出射されたレーザビームに基づいて感光体１２上に形成されたテストパターンに応じたトナー像の検出部３７による検出結果に基づいて、主走査方向の濃度が均一であるか否かを判別するようにしてもよい。この場合、ステップ１０６の処理では、点灯させたＬＤに対応する光量補正値として、光量補正値を算出するようにすればよい。このようにすれば、さらに効率よく光量補正を行うことができる。

なお、本実施の形態では、レーザ発光部１３は、各ＬＤ１３ＡとＬＤ１３Ｂの２つのＬＤを備える場合を説明したが、レーザ発光部に設けられるＬＤの数は、２の倍数であればよく、２個に限られるものではない。但し、レーザ発光部１３に設けられる複数のＬＤは所定方向に配列され、配列された複数のＬＤの中心点を通る光軸方向の直線を中心軸として回転されることによって、この中心軸を中心に一方に配列されたＬＤ群を一方のＬＤとして処理し、他方に配列されたＬＤ群を他方のＬＤとして処理するようにすればよい。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の１例を示す概略構成図である。光走査装置の概略を示す斜視図である。光走査装置の概略を示す平面図である。本実施の形態の２つのＬＤを備えた光源を示す概略構成図である。光源の正面図である。（Ａ）は、光走査装置の光源の２つのＬＤ各々から射出されるレーザビームの光量分布を示す線図であり、（Ｂ）は、２つのＬＤ各々から射出され感光体上に走査されたレーザビーム各々の、感光体上のレーザビームの走査領域における主走査方向の中心からの距離と各レーザビーム各々の光量とによって示される光量分布を示す線図である。本発明の画像形成装置の電気的構成を表すブロック図である。本発明の画像形成装置の光量補正時に実行される処理を表すフローチャートである。感光体上に形成されたテストパターンに応じたトナー像を示す模式図であり、（Ａ）は、光量補正前にテストパターンに応じてＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々によって形成されたトナー像を示す模式図であり、（Ｂ）は、光量補正後にテストパターンに応じてＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々によって形成されたトナー像を示す模式図である。（Ａ）は、光走査装置の光源の２つのＬＤ各々から射出され感光体上に走査されたレーザビーム各々の、感光体上のレーザビームの走査領域における主走査方向の中心からの距離と各レーザビーム各々の光量とによって示される光量分布を示す線図である。（Ｂ）は、ＬＤ１３Ａ及びＬＤ１３Ｂ各々の感光体１２上の走査領域の主走査方向の位置に応じた光量補正値を表す線図である。光量補正の一例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０画像形成装置
１３レーザ発光部
２６光走査装置
２７回転多面鏡
３７検出部
６７制御部
６８画像処理部

Claims

光ビームを射出する一対の光源が所定方向に配列された発光部と、
前記光ビームを反射する複数の反射面を周方向に有し、隣接する少なくとも２つの反射面上の前記周方向に互いにずれた位置に前記一対の光ビーム各々が入射されるように配置され、回転されることにより像担持体の主走査方向に該一対の光ビームを走査する走査手段と、
前記一対の光源各々から射出された光ビームの何れか一方の前記主走査方向の光量分布を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて該光ビームの主走査方向の光量分布が均一となるように、前記検出手段で検出した光ビームを射出した前記光源から射出される光ビームの光量を前記主走査方向の位置に応じて補正するための第１の補正値を算出する算出手段と、
前記第１の補正値に基づいて補正した光量の光ビームが射出されるように該一方の光源から射出される光ビームの光量を制御すると共に、前記第１の補正値を前記像担持体の主走査方向の中心を通る副走査方向の直線に対して線対象になるように変換した第２の補正値に基づいて補正した光量の光ビームが射出されるように該他方の光源から射出される光ビームの光量を制御する制御手段と、
を備えた光走査装置。
前記第２の補正値を前記算出手段によって算出する請求項１に記載の光走査装置。
前記検出手段は、前記走査手段による光ビームの走査によって前記像担持体に形成された予め定められた均一な濃度のパターン画像に応じた静電潜像を現像手段によって現像した現像画像の主走査方向の濃度分布を、前記光量分布として検出する請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。