JP2007232770A - 光学走査装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バンディングやモアレさらには騒音の発生を防止し、装置を高速化しても高画質化や小型化、低コスト化の要求を満たす光学走査装置を提供する。
【解決手段】ＢＤセンサ１１３ａ，１１３ｂを利用して、スキャナモータ１００ａ，１００ｂの起動時にスキャナモータ１００ａ，１００ｂの位相を変えて面倒れを測定し、その値が最小になるように位相を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート等の転写材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に備えられる光学走査装置及びその制御方法に関するものである。

図９は従来の画像形成装置を示す概略図である（例えば特許文献１参照）。

同図において、５０１は後述する構成よりなる光学走査装置、６１２Ｙ，６１２Ｃ，６１２Ｍ，６１２ＢＫは等ピッチに配置された、各々所定面としての像担持体であり、例えば感光体ドラムにより構成している。以下に、図９を用いて画像形成手段による画像形成動作について説明する。

画像情報に基づいて各々光変調された各光束（レーザビーム）ＬＹ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＢＫが光学走査装置５０１から出射され、各々対応する感光体ドラム６１２Ｙ，６１２Ｃ，６１２Ｍ，６１２ＢＫ面上を照射して静電潜像が形成される。この潜像は、１次帯電器６１３Ｙ，６１３Ｃ，６１３Ｍ，６１３ＢＫによって各々一様に帯電している感光体ドラム６１２Ｙ，６１２Ｃ，６１２Ｍ，６１２ＢＫ面上に形成される。そして、現像器６１４Ｙ，６１４Ｃ，６１４Ｍ，６１４ＢＫによって各々、シアン，マゼンダ，イエロー，ブラックのトナー画像に可視像化される。その後、転写ベルト５０２上を搬送されてくる転写材Ｐに転写ローラ６１５Ｙ，６１５Ｃ，６１５Ｍ，６１５ＢＫによって順に静電転写されることによってカラー画像が形成される。

上記転写材Ｐは、給送トレイ５０３上に積載されており、給送ローラ５０４によって１枚ずつ順に給送され、レジストローラ５０５によって画像の書き出しタイミングに同期をとって転写ベルト５０２上に送り出される。転写ベルト５０２上を精度よく搬送されている間に、感光体ドラム６１２Ｙ，６１２Ｃ，６１２Ｍ，６１２ＢＫ面上に形成されたイエローの画像，シアンの画像，マゼンダの画像，ブラックの画像が順に転写材Ｐ上に転写されてカラー画像が形成される。駆動ローラ５０６は転写ベルトの送りを精度よく行っており、回転ムラの小さな駆動モータ（図示しない）と接続している。転写材Ｐ上に形成されたカラー画像は定着器５０７によって熱定着されたのち、排出ローラ５０８などによって搬送されて装置外に出力される。

図１０は従来の光学走査装置の構成を説明するための図であり、同図（ａ）は概略上視図、同図（ｂ）は概略断面図である。

光源部としての半導体レーザ６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃ，６０１ｄから出射されたレーザ光束は、偏向走査手段を構成する回転多面鏡６０２，６０３の異なる面に入射し、それぞれ異なる方向に走査される。

回転多面鏡６０２，６０３によって走査されたレーザ光束ＬＹ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＢＫは、図に示すようにして、４つの感光体ドラム上に結像される。すなわち、レーザ光束ＬＹ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＢＫは、まず、それぞれ１枚目の走査レンズ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ，６０４ｄを透過する。

そして、感光体ドラムピッチと同一ピッチであって、入射光束に対して同一角度になるように配置された折り返し部材としての折り返しミラー６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，
６０５ｄによって方向をα°変えられる。その後、２枚目の走査レンズ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ，６０６ｄを透過し、４つの感光体ドラム上に走査光を結像できる。

ここで、１枚目の走査レンズ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ，６０４ｄ、折り返しミラー６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄ、２枚目の走査レンズ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ，６０６ｄにより光学部材群が構成されている。

１枚目の走査レンズ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ，６０４ｄは全て同一の部品である。そして、図１０（ａ）において紙面と垂直方向を上下方向とすると、走査レンズ６０４ａ，６０４ｃはそれぞれ、走査レンズ６０４ｂ，６０４ｄを上下逆さにして配置した構成となっている。折り返しミラー６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄも全て同一部品であり、２枚目の走査レンズ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ，６０６ｄも全て同一部品である。

光学走査装置５０１は、回転多面鏡６０２，６０３を各々備えた偏向手段としてのスキャナモータ６０７，６０８を１つの筐体６０９の同一平面上に備えている。且つ、その他の折り返しミラー６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄや走査レンズ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ，６０４ｄ，６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ，６０６ｄ等の光学走査系の全てを樹脂等によって成型された筐体６０９内に備える。そして、筐体６０９に対して、蓋部材としての蓋６１０によって回転多面鏡側の空間を密閉することで、騒音と汚れの巻き込みを防いでいる。

スキャナモータ６０７，６０８の筐体６０９への取付けは、ビス６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃ，６１１ｄ，６１１ｅ，６１１ｆ等で、スキャナモータ６０７，６０８の回路基板を筐体６０９へ締結することにより行われる。

ここで、各々の感光体ドラム上へのレーザ光束の照射位置精度が悪く、特に走査方向と直交する副走査方向に照射位置の周期的な位置ずれがあると、画像において副走査方向に濃淡が帯状に発生するバンディングやモアレと呼ばれる画質劣化が生じる。

この各々の照射位置の相対位置の変動を防止するには、スキャナモータ６０７，６０８から発生する振動を抑制する必要がある。

スキャナモータ６０７，６０８による振動が発生すると、回転多面鏡６０２，６０３や走査レンズ６０４，６０６、半導体レーザ６０１も振動することになり、回転多面鏡の反射面で反射されるレーザ光束は揺動する。その結果として、感光体ドラム上におけるレーザ光束の副走査方向の照射位置が周期的に変動する。

特に、スキャナモータを複数備えた画像形成装置においては、走査時間や色ズレを防止するために回転多面鏡の反射面の位相を揃えて駆動されるのが一般的である。このため、その位相の組み合わせによっては、スキャナモータがもつ回転不釣合いによる振動が強めあって激しくレーザ光束を揺動させる場合がある。さらにはその振動が騒音となって現れることもある。

これまでスキャナモータ６０７，６０８の振動に起因するレーザ光束の感光体ドラム上における照射位置の変動を防止する方法として一般的に次のような方法が採られていた。

第１の方法は、加振源であるスキャナモータ６０７，６０８の回転不釣合いを低減することにより振動を低減するものである。また、第２の方法は、筐体６０９の剛性を上げることにより、振動の伝達を防止するものである。

さらに、第３の方法は、特許文献２によって開示されるものである。
これは、複数の回転多面鏡を同位相とする位相制御手段と、複数の偏向走査手段の重量不釣合い方向を特定する位置検出手段とを有する光学走査装置であって、次のような特徴を備えている。すなわち、複数の偏向走査手段の各重量不釣合い方向の相対関係が像担持体上での光束の副走査方向における周期的位置ずれが最も小さくなるように設定するものである。
特開２００３−１４００７０号公報 特開２００５−１５６９１９号公報

しかしながら上記従来技術の場合には、光学走査装置を用いた近年の画像形成装置の高速化、高画質化や小型化、低コスト化の要求に対して、次のような課題がある。

画像形成装置の高速化にともなって必然的にスキャナモータの回転数を上げる必要があり、スキャナモータの振動が増加するため従来技術の第１の方法では回転不釣合いの修正を行っても振動を完全に取り除くことは困難である。

更に従来技術の第２の方法では、筐体の剛性を上げるために、材料の弾性係数を大きくしたり、板厚の増加、リブの追加等を行うが、部品費の増大となるため、低コスト化、小型化の要求に見合わなくなるという問題が生じる。

また、従来技術の第３の方法である偏向走査手段の重量不釣合い方向を特定して、さらにその組み合わせを最適にする場合には、ロータリーエンコーダ等の重量不釣合い方向を特定するための検出手段が別途必要となり、構成が複雑となりコストがかかってしまう。

また、一旦決めた最適な不釣合い方向の組み合わせも、経時的な変化や環境の変化によって、最適な位相が変化してしまう場合がある。

また、もともと回転多面鏡がもつ反射面の倒れに起因する副走査方向の周期的な位置ずれについては、バランスだけでは修正することができない。

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、バンディングやモアレさらには騒音の発生を防止し、装置を高速化しても高画質化や小型化、低コスト化の要求を満たす光学走査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
複数の光源部と、
前記複数の光源部から出射された光束を偏向走査する反射面を複数有する回転多面鏡を備えた複数の偏向手段と、
前記複数の偏向手段によりそれぞれ偏向走査された光束を像担持体上に結像させる光学部材群と、
前記複数の偏向手段にそれぞれ設けられた回転多面鏡を略同一回転速度にて駆動させる制御手段と、
を備えた光学走査装置において、
前記複数の偏向手段に対してそれぞれ設けられ、前記偏向手段により偏向走査された光束の偏向走査方向と直交する副走査方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段を備え、
前記制御手段は、前記位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて、前記副走査方向の周期
的ずれが最小な組み合わせとなるよう前記回転多面鏡の位相を補正することを特徴とする。

また、複数の光源部から出射された光束を偏向走査する反射面をＮ面有する回転多面鏡をそれぞれ備えた複数の偏向手段を備え、
前記複数の偏向手段によりそれぞれ偏向走査された光束を像担持体上に結像させる光学走査装置の制御方法において、
前記複数の偏向手段によりそれぞれ回転多面鏡の駆動を開始させてから所定回転数に達した後、一旦回転多面鏡のいずれかの反射面同士を略同位相の関係に制御する第１ステップと、
前記第１ステップで制御された位相関係において、偏向走査された光束の偏向走査方向と直交する副走査方向の位置ずれを前記複数の偏向手段それぞれに対して検出する第２ステップと、
前記第２ステップ後、前記反射面の位相関係を順次変更し、全ての組み合わせとなるＮ通りの位相関係において前記副走査方向の位置ずれを検出する第３ステップと、
前記第３ステップの検出結果に基づいて前記複数の偏向手段毎の前記副走査方向の位置ずれが最小な組み合わせとなるように再度反射面同士の位相関係を制御する第４ステップと、
前記第４ステップの制御状態を維持しつつ前記偏向手段を停止させずに前記像担持体上に光束を結像させる第５ステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、バンディングやモアレさらには騒音の発生を防止し、装置を高速化しても高画質化や小型化、低コスト化の要求を満たす光学走査装置を提供することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例）
本発明の実施例について図１〜図８に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例を説明する画像形成装置の模式的断面図を示す。同図において、１５１は後述する構成よりなる光学走査装置、１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは等ピッチに配置された、各々所定面としての像担持体であり、本実施例では感光ドラムにより構成している。

以下に、図１を用いて画像形成手段による画像形成動作について説明する。

本実施例においては、画像情報に基づいて各々光変調された各光束（レーザビーム、レーザ光束）ＬＹ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＢｋが光学走査装置１５１から出射され、各々対応する感光ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ面上を照射して静電潜像が形成される。

この潜像は、１次帯電器２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋによって各々一様に帯電している感光ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫ面上に形成される。そして、現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫによって各々、イエロー，シアン，マゼンダ，ブラックのトナー画像に可視像化され、転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋによって転写ベルト７に重ね合わされて静電
転写される。

転写材Ｐは、給送トレイ２１上に積載されており、給送ローラ９，レジストローラ１０によって１枚ずつ順に給送され、搬送ベルト７上に送り出される。

搬送ベルト７上を搬送されている間に、感光ドラム面上に形成されたカラートナー画像が転写材Ｐ上に転写されてカラー画像が形成される。

転写材Ｐ上に形成されたカラー画像は定着器２５によって熱定着されたのち、排出ローラ２６などによって搬送されて装置外に出力される。

図２は本実施例に係る光学走査装置の構成を説明するための図であり、同図（ａ）は模式的上面図、同図（ｂ）は模式的断面図である。

光源部としての半導体レーザ１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１ＢＫから出射された光束は、偏向手段を構成する回転多面鏡（ポリゴンミラー）１０２（１０２ａ，１０２ｂ）の異なる反射面に入射し、それぞれ異なる方向に走査される。

回転多面鏡１０２ａ，１０２ｂにより走査された光束は、まず画像領域外においてその走査面の一端に達したものが、ＢＤレンズ１１１ａ，１１１ｂ及びＢＤスリット１１２ａ，１１２ｂを介してＢＤセンサ１１３ａ，１１３ｂに集光される。ＢＤセンサ１１３ａ，１１３ｂにはフォトダイオードが設けられている。ＢＤセンサ１１３ａ，１１３ｂに集光された光束は、感光ドラム上の画像書き出しタイミングの基準となる走査開始信号に変換されて半導体レーザ１０１に送信される。半導体レーザ１０１は走査開始信号を受信した上で書き込み変調を開始する。ここで、ＢＤセンサ１１３ａ，１１３ｂは、本発明に係る位置ずれ検出手段及び光束検出手段を構成している。また、ＢＤスリット１１２ａ，１１２ｂは、本発明に係る位置ずれ検出手段を構成している。

また、画像領域に達した光束は、それぞれ１枚目の走査レンズ１０３Ｙ，１０３Ｃ，１０３Ｍ，１０３ＢＫを透過する。そして、感光ドラムピッチと同一ピッチであって、入射光束に対して略４５°の角度で配置された折り返しミラー１０４Ｙ，１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４ＢＫによって方向を９０°変えられる。その後、２枚目の走査レンズ１０５Ｙ，１０５Ｃ，１０５Ｍ，１０５ＢＫを透過し、４つの感光ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫ上に走査光を結像できる。

ここで、１枚目の走査レンズ１０３Ｙ，１０３Ｃ，１０３Ｍ，１０３ＢＫ、折り返しミラー１０４Ｙ，１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４ＢＫ、２枚目の走査レンズ１０５Ｙ，１０５Ｃ，１０５Ｍ，１０５ＢＫにより本発明に係る光学部材群が構成されている。

光学走査装置１５１は、回転多面鏡１０２ａ，１０２ｂを各々備えた偏向手段としてのスキャナモータ１００ａ，１００ｂを１つの筐体１１４の同一平面上に備える。且つ、その他の折り返しミラー１０４Ｙ，１０４Ｃ，１０４Ｍ，１０４ＢＫや走査レンズ１０３Ｙ，１０３Ｃ，１０３Ｍ，１０３ＢＫ，１０５Ｙ，１０５Ｃ，１０５Ｍ，１０５ＢＫ等の光学走査系の全てを筐体１１４内に備えている。筐体１１４は、樹脂等によって成型されている。

次に、偏向手段についてさらに詳細に説明する。図３は、本実施例のスキャナモータ１００（１００ａ，１００ｂ）を示す模式的斜視図である。

スキャナモータ１００は、図３に示すように、回転多面鏡１０２、ロータ２０３、回転
軸２０４、板バネ２０５、回路基板２０６とから構成されている。ここで、回転多面鏡１０２は、光束を反射して走査レンズへ導くものである。また、ロータ２０３は、回転多面鏡１０２を搭載し一体となって回転するものである。また、板バネ２０５は、回転多面鏡１０２をロータ２０３へ押圧固定するものである。

回転部材はロータ２０３、回転多面鏡１０２、板バネ２０５、回転軸２０４であるが、回転多面鏡１０２のロータ２０３への組付け性を考慮すると回転軸２０４の外径と回転多面鏡１０２の内径との半径方向においてある程度の隙間が必要である。

また、同様に板バネ２０５に関しても回転軸２０４と半径方向においてある程度の隙間が必要である。この隙間以外にも、回転軸２０４の同軸度や回転多面鏡１０２自身の反射面の偏心や重量分布の不均一等によって回転部の重量不釣合いが発生する。

そのため従来から重量不釣合いを改善させるためバランス修正を行っている。

バランス修正は、バランス修正用パテ（紫外線硬化樹脂など）をロータ２０３へ塗布することに行っており、塗布箇所はロータ上部２０３ａ（Ｕｐｐｅｒ）とロータ下部２０３ｂ（Ｌｏｗｅｒ）の２箇所である。バランス修正用パテをスラスト方向２箇所に塗布（以後、２面バランス修正とする）することにより、ロータ２０３が回転したときに生じるすり鉢運動を極力低減することができる。

２面バランス修正を行った後の重量不釣合い量と方向は、スキャナモータ１００を上方から見てＵｐｐｅｒ側の重量不釣合い量（ベクトル）とＬｏｗｅｒ側の重量不釣合い量（ベクトル）をベクトル合成したベクトル（Ｓｔａｔｉｃ）で表すことができる。

一般に、この手の偏向手段を複数備えた光学走査装置や、複数の光学走査装置を備えたカラー画像形成装置においては、偏向手段のバランス（動的不釣合い）は可能な限り小さくなるように修正する必要がある。また、偏向手段の駆動回転速度が３００００ｒｐｍ以上といった高速で駆動される光学走査装置においても同様である。

例えば、本発明者らの検討によると、３５０００ｒｐｍで回転する偏向手段の場合、インバランスは１ｍｇ・ｃｍ以下まで修正をする必要があった。しかしそのために、粗調するための高比重バランスウエイトと微調するための低比重バランスウエイトの両方の使い分けが必要となったり、バランスウエイトを微小量塗布した際に、回転によって剥離してしまう可能性があるといった課題がある。また、初期的なバランスを良くするだけでなく、バランスを変動させないようにするといった課題もある。例えば、重量５ｇの回転多面鏡が、２μｍ位置ずれを起こしただけでバランスは１ｍｇ・ｃｍ変動してしまう。

そして、どれほど精度良くバランスを修正してもインバランスを完全に０にすることはできず、また、修正後の搬送による振動や衝撃、また使用中の環境変化によるバランス変化も０にすることは困難である。このことから、ある程度のインバランス量を持ったモータを許容する必要がある。

このように、スキャナモータは少なからずインバランスを持っているため、回転多面鏡１０２ａ，１０２ｂが高速で回転すればするほどスキャナモータ１００ａ，１００ｂから発生する振動は増加して筐体１１４を振動させる。これにより、各光学部品の振動を招き、画像品質の劣化または騒音の悪化を生じることになる。

特に、副走査方向に対する振動は偏向手段の回転周期に応じて１次の振動が出やすく、そのような光学走査装置を画像形成装置に用いた場合、画像上ではバンディングやモアレ
と呼ばれる画像欠陥や騒音を引き起こす。

図４は、スキャナモータ１００ａ，１００ｂから発生する振動が筐体１１４等を伝播する状態をある時間において示した模式図である。

スキャナモータ１００ａ，１００ｂから発生する振動の状態が図４（ａ），（ｂ）のような場合、それらを合成した振動状態は図４（ｃ）のようになり筐体１１４等の振動変位量はスキャナモータ１台で生じる振動変位量よりも増加する。そこで、図４（ｃ）の振動変位量を低減させるには図４（ａ）と図４（ｂ）の振動の位相をずらすのが良い。

図５は、スキャナモータ１００ａ，１００ｂから発生する振動の位相をずらした状態の模式図である。

図５（ａ）の振動に対して、図５（ｂ）の振動の位相は少しずれているため、図５（ａ）と図５（ｂ）の振動を合成した振動状態は図５（ｃ）のようになる。スキャナモータ１００ａとスキャナモータ１００ｂの振動の位相をずらすことにより振動量を打ち消し合う効果が発生し、スキャナモータ１台で生じる変位量よりもスキャナモータ２台で生じる振動変位量を小さくすることができる。

次に、振動の位相の補正方法について具体的に説明する。

図２の光学走査装置を用いた画像形成装置において、スキャナモータ１００ａ，１００ｂは同時に回転を始める。本実施例の画像形成装置はインラインカラー画像形成装置であり、公知の手段（例えば、特開２００１−２６４６７４号公報参照）によりスキャナモータ１００ａ，１００ｂの位相制御が行われ、回転多面鏡１０２ａ，１０２ｂは略同位相で回転している。

ここで、定常回転時のスキャナモータ１００ａ，１００ｂのｓｔａｔｉｃバランス方向（重量不釣合い方向）の相対的関係によって、筐体１１４の振動状態は異なる。

スキャナモータ１００ａ，１００ｂのｓｔａｔｉｃバランスがそれぞれ図２（ａ）に示す１０６ａ，１０６ｂの位置にある場合、各反射面毎の組み合わせによって感光ドラム上の主走査方向のある点における副走査方向の光束の位置ずれは、例えば図６のようになる。

図６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ光束ＬＹ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＢｋのドラム面上での副走査方向の位置ずれを表したものである。図７は、本実施例のＢＤセンサおよびスリット部を示す模式図である。

図６のように、ｓｔａｔｉｃバランスの位相差が１８０°の時が最も位置ずれが小さく、逆に０°の時に最大の位置ずれである。

本実施例における回転多面鏡１０２ａ，１０２ｂは４面であるため４通りの位相関係があるが、重量不釣合い方向が略逆位相の関係になっていると、筐体１１４等の振動変位が最も少なく、結果として感光ドラム面上での副走査位置ずれを低減することができる。

ただし、スキャナモータの重量不釣合い方向が常に逆位相の関係にあると光学走査装置の振動を最も低減できるとは限らない。筐体１１４の形状、スキャナモータ１００ａ，１００ｂの筐体１１４への組付け位置等によって、筐体１１４等の振動を最も低減できる重量不釣合い方向の相対関係は異なる。

また、回転多面鏡１０２ａ，１０２ｂの各反射面の直角度の差によっても同様に副走査方向の光束の位置ずれは発生してしまう。

また、調整時のバランスに対して、実際に画像形成装置に組込んだ際のバランスは、環境や物流等の影響によって変動している可能性がある。

また、複数の解像度や印刷速度をもつ偏向走査装置の場合、特に偏向手段が複数あると、そのアンバランスの位相によって無限の組み合わせのモードシェープが存在してしまう。

そこで本実施例においては、ＢＤセンサ１１３の前（光束の上流側）に設けたＢＤスリット１１２を、図７に示すように構成している。すなわち、光束が最初に入射する偏向走査方向Ｌの上流側のエッジ１１２ｃは光束の偏向走査方向Ｌに対して垂直であり、下流側のエッジ１１２ｅは偏向走査方向Ｌに対して角度を持ったテーパ状に構成している。

ここで、エッジ１１２ｃは、本発明に係る入射部を構成している。また、エッジ１１２ｅは、エッジ１１２ｃに対して、切り欠き部１１２ｄを介して設けられており、本発明に係る遮光部を構成している。なお、エッジ１１２ｅは、偏向走査方向Ｌと直交する副走査方向に向かうに従い切り欠き部１１２ｄが拡大又は縮小するように、エッジ１１２ｃに対して斜めに設けられているということもできる。

そして、ＢＤスリット１１２（１１２ａ，１１２ｂ）を介してＢＤセンサ１１３（１１３ａ，１１３ｂ）に最初に光束が入射するタイミングをもって、回転多面鏡の位相を検知し、画像書き出し信号を生成する。また、ＢＤスリット１１２の下流側がテーパ形状となっているため、ＢＤスリットを光束が通過する副走査位置によって、切り欠き部１１２ｄすなわちＢＤセンサ１１３を光束が通過する時間が異なる。

そこで、ＢＤセンサ１１３を光束が通過する時間を測定することによって、実際の副走査方向の位置ずれを測定することが可能となる。

ここで、ＢＤスリット１１２テーパの角度α、走査速度をβとする。また、説明を簡易にするために、ＢＤセンサ１１３上を走査する光束の走査速度は、ドラム上を走査する速度と同じとし、かつ副走査方向の位置ずれは、ドラム上の副走査方向の位置ずれと同じ量になるようにＢＤレンズ１１１にて倍率を補正しているものとする。

このような設定条件においては、ＢＤセンサ１１３上を各反射面の光束が走査する時間をそれぞれγ１〜γ４とすると、ある反射面の位相組合わせの場合、副走査方向の位置ずれＹは下記の式にて表される。
Ｔ＝｛ｍａｘ（γ１〜γ４）−ｍｉｎ（γ１〜γ４）｝
Ｙ＝（Ｔ×β）／（ｔａｎα）

ここで、テーパの角度α＝３０°、走査速度をβ＝１０^６ｍｍ／ｓｅｃとし、スリット１１２を通過する回転多面鏡の４面分に相当する４本の光束の時間差が２．３０８ｎｓｅｃあった場合には、その副走査位置ずれは４μｍであることが分る。

実際には、現在の反射面がどの位相の組み合わせになっているか分らない。このため、まず、回転多面鏡１０２ａの１つの反射面に対して、回転多面鏡１０２ｂのいずれかの反射面の位相を略同位相の関係とする（いずれかの反射面同士の位相を合わせる）。その後、回転多面鏡１０２ｂの反射面の位相を１つずつずらして、合計４回の学習動作によって
、その中で最も位置ずれが小さい組み合わせが決定される。

そこで、再度副走査位置ずれが最も小さい組み合わせになるように回転多面鏡１０２ｂの位相をずらしていき、その状態にて回転多面鏡の駆動を停止することなく、画像形成に入る。

このような動作をすることによって、例えばロータリーエンコーダのような回転多面鏡の直接的な位相検知手段を持たなくとも、現状の最適な位相組み合せを、実測した結果に基づいて決定し、制御することが可能となる。

このように、本実施例においては、画像形成直前に、回転多面鏡の反射面の位相を補正し、光束の副走査位置ずれが最も小さくなるようにすることによって、画像の品質劣化を防止することができる。

以下、本実施例の制御手段による回転多面鏡の位相補正をフローチャートを用いて具体的に説明する。図８は、本実施例の制御手段により実行される画像形成動作を示すフローチャートである。

図８のフローチャートに示すように、まず２つのスキャナモータ１００ａ，１００ｂを起動して予め設定された所定回転数に達したら、ＰＬＬ制御をかけて位相を制御させる（Ｓ１〜Ｓ４、第１ステップ）。ここで、所定回転数としては、例えば、光学走査装置が偏向走査を行う動作時の回転数や、位相補正用に予め設定された回転数を用いる。

その後に、副走査方向の周期的位置ずれを測定し（第２ステップ）、次の位相の組み合わせになるように回転多面鏡１０２ｂの反射面を１つずらして位相制御を行い、副走査方向の周期的位置ずれを測定する（Ｓ６〜Ｓ８、第３ステップ）。

この操作を４回繰り返した（Ｓ５）後、最も副走査の周期的位置ずれが小さい組合せになるよう再度回転多面鏡の位相を制御する（Ｓ９、第４ステップ）。その後、画像形成動作を開始する（Ｓ１０、第５ステップ）。

なお、本実施例の回転多面鏡１０２ａ，１０２ｂは４面であり４通りの位相関係があるためＳ５においては４回繰り返すこととしているが、回転多面鏡がＮ面の場合にはＮ通りの位相関係があるため、Ｎ回繰り返すこととなる。また、図８に示す制御は、画像形成動作毎に行うと好適である。ここで、画像形成動作毎とは、例えば、２つのスキャナモータ１００ａ，１００ｂによりそれぞれ回転多面鏡１０２ａ，１０２ｂの駆動を開始させる度、又は、スキャナモータ１００ａ，１００ｂの起動時毎ということもできる。

一般に筐体はポリカーボーネート（ＰＣ）をベースにガラス繊維（ＧＦ）等を混入して強化したものを用いている。

しかし、筐体にてスリットを構成した場合には、ガラス繊維の露出や射出成型後の離形時の取られ等によってスリットの進捗度がどうしても悪くなってしまう。
その結果、進捗度に応じて書き出し位置や副走査方向の位置ずれの測定量に対して誤差が出てしまう。

そこで、ガラス繊維がないものや、板金やステンレス等を用いてスリットを筐体とは別に形成することによって、スリットの進捗度を非常に良好とすることが可能となる。なお、この場合、別部材のＢＤスリット１１２は、筐体１１４に対してビスや接着、圧入といった手段によって固定される。スリットを別体に構成することによって、必要に応じてス
リットの位置等を調整することも容易となる。

このように、スキャナモータ１００ａ，１００ｂの回転多面鏡の反射面の位相を、ＢＤセンサ１１３を用いて副走査方向の位置ずれを測定した結果によって最適な組合せになるように制御することにより、筐体１１４や光学部品等の振動を抑制することができる。

また、複数の解像度や印刷速度をもつ偏向走査装置の場合、特に偏向手段が複数あると、そのアンバランスの位相によって無限の組み合わせのモードシェープをもつため、筐体の剛性ＵＰ等では副走査方向の周期的な位置ずれを回避できない場合がある。そのような仕様においても、常に画像形成毎に記録材搬送方向の位置ずれを検出しつつ補正を行うようにすることで、共振等の振動の大きいモードを回避することができ、副走査方向の位置ずれを抑えることができる。

また、本実施例のように、複数の偏向手段のバランスの位相を最適な状態になるように補正することによって、偏向走査手段のバランスを厳しく修正しなくとも振動を抑えることが可能となる。使用する回転数によっては、スキャナモータのバランスの修正を削除して工程を簡略化できる可能性がある。

また、筐体の剛性を必要以上に上げる必要がなく、安価な材料を使用できる。また筐体の寸法精度についても、それほど高精度にする必要がなくなる。

本実施例の構成を採ることによって、ロータリーエンコーダのような位相検知手段が必要なく、通常備える書き出し位置検出用のフォトセンサを併用して副走査方向の位置ずれを検出することができ、コストをかけずに副走査方向の位置ずれを抑えることができる。

また、画像形成時毎に、副走査方向の位置ずれを検出しつつ補正を行うことにより、温度や湿度の環境変動や物流時の振動、落下等によって偏向走査手段のバランスが変動しても、副走査方向の位置ずれを補正することができる。

また、振動によるものだけでなく、もともと回転多面鏡がもつ複数の反射面の直角度の差に起因する副走査位置ずれについても、トータルでの値を検出した上で最小の値になるように反射面の位相を制御するため、最適な値をとり得ることが可能となる。

また、本実施例ではスキャナモータが２台の場合を示したが、偏向走査装置を各色分として４台備えた画像形成装置の場合も同様の効果があることは言うまでもない。

また、本実施例ではスリットを光学筐体内部に備えた場合にはＢＤセンサと共用で副走査の位置ずれを測定できる構成としたが、筐体外にセンサを配置することも可能である。

以上説明したように、本実施例によれば、光束の副走査方向の周期的な位置ずれを、画像形成動作直前に測定し、偏向手段としてのスキャナモータの回転位相制御によって、複数のスキャナモータの重量不釣合い方向の相対関係を所定の関係に補正している。このことにより、レーザ光束の副走査方向の周期的位置ずれを抑制できるため、装置を高速化しても高精細な記録画像を小型、安価にて得ることが可能である。また、光学走査装置全体の振動を低減できるため振動により発生する騒音をなるべく低減することができ高品質な光学走査装置及び画像形成装置を実現することができる。

本発明の実施例の画像形成装置の模式的断面図。 本発明の実施例の光学走査装置の模式図。 本発明の実施例の偏向手段の模式的斜視図。 本発明の実施例の光学走査装置の振動状態（同相）を表した模式図である。 本発明の実施例の光学走査装置の振動状態を表した模式図。 本発明の実施例の偏向手段のインバランス位相によるドラム面上での副走査位置ずれを示す概念図。 本発明の実施例のＢＤセンサおよびスリット部を示す模式図。 本発明の実施例の画像形成動作を示すフローチャート。 従来のカラー画像形成装置を示す模式的断面図。 従来の光学走査装置を示す模式図。

符号の説明

１００ａ，１００ｂ スキャナモータ（偏向手段）
１０２ａ，１０２ｂ 回転多面鏡
１１４ 筐体
１１２ａ，１１２ｂ ＢＤスリット
１１３ａ，１１３ｂ ＢＤセンサ
１５１ 光学走査装置

Claims (6)

1. 複数の光源部と、
   前記複数の光源部から出射された光束を偏向走査する反射面を複数有する回転多面鏡を備えた複数の偏向手段と、
   前記複数の偏向手段によりそれぞれ偏向走査された光束を像担持体上に結像させる光学部材群と、
   前記複数の偏向手段にそれぞれ設けられた回転多面鏡を略同一回転速度にて駆動させる制御手段と、
   を備えた光学走査装置において、
   前記複数の偏向手段に対してそれぞれ設けられ、前記偏向手段により偏向走査された光束の偏向走査方向と直交する副走査方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて、前記副走査方向の周期的ずれが最小な組み合わせとなるよう前記回転多面鏡の位相を補正することを特徴とする光学走査装置。
2. 光束を検出することにより、前記像担持体上の画像書き出しタイミングの基準となる走査開始信号を発生する光束検出手段を備え、
   前記光束検出手段は、前記位置ずれ検出手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
3. 前記位置ずれ検出手段は、テーパ状のスリットを備え、前記スリットを光束が通過する時間に基づいて前記副走査方向の位置ずれを検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学走査装置。
4. 前記スリットは、光束が先に入射する前記偏向走査方向上流側の入射部と、前記入射部より前記偏向走査方向下流側で切り欠き部を介して設けられた遮光部とを備え、
   前記入射部は前記偏向走査方向に対して垂直に設けられ、前記遮光部は前記副走査方向に向かうに従い前記切り欠き部が拡大又は縮小するように、前記入射部に対して斜めに設けられており、
   前記位置ずれ検出手段は、光束が前記切り欠き部を通過する時間に基づいて前記副走査方向の位置ずれを検出するとともに、
   前記制御手段は、前記入射部に光束が入射するタイミングを用いて前記回転多面鏡の位相を検出することを特徴とする請求項３に記載の光学走査装置。
5. 複数の光源部から出射された光束を偏向走査する反射面をＮ面有する回転多面鏡をそれぞれ備えた複数の偏向手段を備え、
   前記複数の偏向手段によりそれぞれ偏向走査された光束を像担持体上に結像させる光学走査装置の制御方法において、
   前記複数の偏向手段によりそれぞれ回転多面鏡の駆動を開始させてから所定回転数に達した後、一旦回転多面鏡のいずれかの反射面同士を略同位相の関係に制御する第１ステップと、
   前記第１ステップで制御された位相関係において、偏向走査された光束の偏向走査方向と直交する副走査方向の位置ずれを前記複数の偏向手段それぞれに対して検出する第２ステップと、
   前記第２ステップ後、前記反射面の位相関係を順次変更し、全ての組み合わせとなるＮ通りの位相関係において前記副走査方向の位置ずれを検出する第３ステップと、
   前記第３ステップの検出結果に基づいて前記複数の偏向手段毎の前記副走査方向の位置ずれが最小な組み合わせとなるように再度反射面同士の位相関係を制御する第４ステップと、
   前記第４ステップの制御状態を維持しつつ前記偏向手段を停止させずに前記像担持体上に光束を結像させる第５ステップと、
   を含むことを特徴とする光学走査装置の制御方法。
6. 前記第１ステップから前記第５ステップは、前記２つの偏向手段によりそれぞれ回転多面鏡の駆動を開始させる度に行うことを特徴とする請求項５に記載の光学走査装置の制御方法。

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