JP2008076474A - 光学装置と画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 位相可変制御を適用できない領域で２点間計測して得たクロックのカウント数に基づいて光ビームの書込みクロックを制御しても、光ビームの主走査倍率を精密に補正できるようにする。
【解決手段】 カウンタが、同期検知信号ＤＥＴＰ＿ＴからＥＤＥＴＰ＿Ｔの入力までの計測用クロックをカウントし、そのカウント数Ｎを出力して、制御部が、カウント数Ｎと基準カウント数Ｎ０に基づいて、書込みクロック周波数を補正する周波数ｆ′＝ｆ×Ｎ０／Ｎを求め、クロック生成部が、周波数ｆ′に基づいて書込みクロック信号ＣＬＫ０を生成して位相同期部へ出力する際、制御部は、カウント数Ｎの計測時の書込みクロック周波数ｆｎに対して予め記憶している位相可変制御の適用範囲外領域に対する位相可変量ＤＮｎ′を読み出し、その位相可変量ＤＮｎ′に基づいてカウント数Ｎの補正を行う。
【選択図】 図７

Description

この発明は、光学装置とその光学装置を備えたプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機を含む画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機を含む画像形成装置の光学装置は、光ビームを画像データに基づいて変調し、ポリゴンミラー（「偏向手段」に相当する）によって偏向し、走査レンズ（「ｆθレンズ」ともいう）を通して感光体上の主走査方向に走査するように構成されている。
しかし、上述のような構成の光学装置では、その装置内の各部の取り付け精度や装置内に配置したレンズ特性のばらつき等により、光学装置毎に感光体の主走査方向に走査する光ビームの主走査倍率が異なってしまうという問題があった。

また、光学装置周辺の環境温度の変化や光学装置内の温度の変化などによって、光学装置内に配置したプラスティックレンズの形状や屈折率が変化し、感光体上での光ビームの走査位置が変化し、光ビームに主走査方向の主走査倍率に誤差が生じたり、主走査方向の書き出し位置にずれが発生してしまうという問題もあった。
特に、複数色を重ねてカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、それぞれの色毎に主走査倍率に誤差が発生したり書き出し位置にずれが発生すると、高品位のカラー画像が得られなくなるという問題があった。

そこで従来、次のような環境温度や装置内温度の変化などの影響による光ビームの主走査倍率誤差又は書き出し位置ずれを補正する画像形成装置が提案されている。
（１）半導体レーザユニットから発光された光ビームを偏向器によって偏向走査し、感光体の有効書込領域の書込開始位置と終了位置の２ヶ所に設けた各光検知手段を横切る走査時間を計測し、その走査時間の変動量に基づいて主走査のドット位置の補正量を設定し、その補正量に基づいて書込みクロックの位相をシフトさせ（「位相可変制御」という）、その書込みクロックによって半導体レーザユニットの発光時間をコントロールして感光体上のドット位置を任意位置に制御することにより、主走査方向の書き出し位置ずれを補正する画像形成装置（例えば、特許文献１参照）。

（２）光ビームを主走査線上で検知する複数の光ビーム検知手段を用いて、その光ビーム検知手段のうちの一つが光ビームを検知してから他方の光ビーム検知手段が光ビームを検知するまでの間を、所定のクロックのカウント数によって計測（「２点間計測」という）し、その２点間計測によって得られたカウント数と予め設定された基準カウント数とに基づいて書込みクロックを補正することにより、主走査倍率を補正する画像形成装置（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２７９８７３号公報 特開平７−１３１６１６号公報

しかしながら、上述した従来の各画像形成装置における、位相可変制御と２点間計測のの各技術を組み合わせて主走査倍率補正を行う場合、例えば、位相可変制御の適用可能範囲が、先端同期検知位置〜画像領域後端位置までの場合、画像領域後端位置〜後端同期検知位置までの領域は、位相可変制御を適用できないため、適用可能範囲と書込みクロックの周波数が異なってしまう。
そして、２点間計測は、先端同期検知位置〜後端同期検知位置間において、書込みクロックのクロック数をカウントするので、途中で書込みクロックの周波数が変化してしまうと正しいクロック数が得られず、主走査倍率の補正を精密に行えなくなるという問題が発生する。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、位相可変制御を適用できない領域で２点間計測して得たクロックのカウント数に基づいて光ビームの書込みクロックを制御しても、光ビームの主走査倍率を精密に補正できるようにすることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、次の光学装置と画像形成装置を提供する。
（１）画像データに基づいて光ビームを発光する発光手段と、その発光手段によって発光された光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、その偏向手段によって偏向された光ビームを上記主走査線上の両端位置でそれぞれ検知する複数の光ビーム検知手段と、上記発光手段に対して光ビームを発光させるための発光制御用クロックを生成する発光制御用クロック生成手段と、その発光制御用クロック生成手段によって生成された発光制御用クロックの位相を発光制御用クロック１周期の１／ｎ単位（ｎは２以上の整数）で上記主走査方向の１箇所又は複数箇所で可変する位相可変手段と、その発光制御用クロック生成手段によって生成された発光制御用クロックに基づいて上記複数の光ビーム検知手段のうちの一方が光ビームを検知してからもう一方が光ビームを検知するまでの走査時間を計測する計測手段と、その計測手段によって計測した走査時間が基準走査時間に一致あるいは略一致するように上記発光制御用クロックの周波数を補正する周波数補正手段を有し、上記計測手段によって走査時間を計測する走査領域内で、上記位相可変手段による位相の可変を行えない領域では、上記計測手段によって計測した走査時間を補正する補正手段を設けた光学装置。

（２）上記のような光学装置において、上記補正手段を、上記位相可変手段による位相の可変を行えない領域に設定すべき位相可変量を予め記憶し、その記憶した位相可変量に基づいて上記走査時間を補正する手段にした光学装置。
（３）上記のような光学装置において、上記補正手段を、上記位相可変手段による位相の可変を行えない領域に設定すべき位相可変量を、上記位相可変手段による位相の可変を行える領域に設定する位相可変量から求め、その求めた位相可変量に基づいて上記走査時間を補正する手段にした光学装置。
（４）上記のような光学装置において、上記補正手段を、上記位相可変手段による位相の可変を行える領域での書込みクロックの周波数と、上記位相可変手段による位相の可変を行えない領域での書込みクロックの周波数とに基づいて補正量を求め、その求めた補正量によって上記走査時間を補正する手段にした光学装置。
（５）上記のような光学装置を備えた画像形成装置。

この発明による光学装置と画像形成装置は、位相可変制御を適用できない領域で２点間計測して得たクロックのカウント数に基づいて光ビームの書込みクロックを制御しても、光ビームの主走査倍率を精密に補正することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
この発明の実施の形態では、ブラック（以下「Ｋ」と略称する）、イエロー（以下「Ｙ」と略称する）、シアン（以下「Ｃ」と略称する）、マゼンタ（以下「Ｍ」と略称する）の４色を重ね書きしてカラー画像を形成するカラー画像形成装置について説明する。
カラー画像形成装置には、４色の画像を独立した４つの書き込み光学ユニット（以下、「光学ユニット」と略称する）によって形成しているものがあるが、この実施の形態のカラー画像形成装置は、１つの光学ユニットによって４色の画像を形成する。

図４は、この発明の一実施形態のカラー画像形成装置の主要な構成部を示す図である。
このカラー画像形成装置は、光学ユニット１、感光体ドラム２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ、中間転写ベルト３、中間転写ローラ４ａ〜４ｃ、現像装置５Ｋ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ、中間転写ベルトクリーニング装置６、転写ローラ７、給紙レジストセンサ８、定着装置９、排紙ローラ１０、給紙装置１１、レジストローラ１２、搬送ベルト１３、搬送ローラ１４を備えている。

画像形成装置のスタートスイッチが押されると、又はプリンタホスト（図示を省略）からの印刷ジョブスタート信号が有効になると、光学ユニット１からタイミング制御されたＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍの各レーザビーム（光ビーム）が出射され、それぞれ回転させた感光体ドラム２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍのドラム面上に露光する。
各感光体ドラム２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ上にそれぞれ露光されたレーザビーム位置により、各感光体ドラム２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍのそれぞれの現像装置５Ｋ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｍによって、各感光体ドラム２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ上にＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍの単色画像をそれぞれ形成する。

上記動作と平行して、３つの中間転写ローラ４ａ〜４ｃの１つを駆動ローラとして、その他の２つを従動ローラとしてそれぞれ回転駆動し、中間転写ベルト３を図中の矢示Ｂ方向へ搬送する。
上記各感光体ドラム２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍでの現像動作と中間転写ベルト３の搬送動作により、各感光体ドラム２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ上にそれぞれ形成されたＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍの単色画像を順次中間転写ベルト３上に重ね合わせるように転写し、その中間転写ベルト３上に４色合成のカラー画像を形成する。
中間転写ベルトクリーニング装置６は、中間転写ベルト３上に残った未転写トナー（残留トナー）を除去回収するクリーニング処理を行う。

一方、ジョブスタート信号を有効にすると、給紙装置１１から転写紙を１枚ずつ分離して給紙搬送し、給紙レジストセンサ８で検知してレジストローラ１２に突き当てて一旦停止させ、中間転写ベルト３上の４色合成のカラー画像の搬送にタイミングを合わせてレジストローラ１２を回転し、中間転写ベルト３と転写装置の転写ローラ７との間に転写紙Ｓを送り込み、転写ローラ７によって転写紙Ｓに中間転写ベルト３上の４色合成のカラー画像を転写する。
転写後の転写紙Ｓを、そのまま搬送ローラ１４によって移動する搬送ベルト１３によって定着装置９へ搬送し、定着装置９では転写紙Ｓに熱と圧力とを加えて転写されたカラー画像を定着させ、排紙装置に取り付けられた排紙ローラ１０によって転写紙Ｓを排出して排紙トレイ（図示を省略する）上に積み上げる（スタックする）。

図１は、図４に示すカラー画像形成装置の光学ユニットの側面側からの断面図である。
図２は、図１に示す光学ユニットにおける発光源から第１ミラーまでのレーザビームの光路に係る各部を示す上面図である。
図３は、図１に示す光学ユニットにおける第１ミラーから同期検知センサまでのレーザビームの光路に係る各部を示す上面図である。

図１〜図３に示すように、この光学ユニット１は、ポリゴンミラー２０−１，２０−２と、ポリゴンモータ２０−３と、走査レンズ２１−１〜２１−４と、第１ミラー２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｃ，２２Ｍと、ＷＴＬレンズ２３Ｋ，２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍと、第２ミラー２４Ｋ，２４Ｙ，２４Ｃ，２４Ｍと、第３ミラー２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｃ，２５Ｍと、レーザダイオード（発光源、発光手段に相当する）を装着したレーザユニット２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｃ，２６Ｍと、シリンドリカルレンズ２７Ｋ，２７Ｙ，２７Ｃ，２７Ｍと、反射ミラー２８−１，２８−２と、同期検知反射ミラー２９Ｋ，２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍ，３２−１，３２−２と、同期検知レンズ３０−１，３０−２と、同期検知センサ３１−１，３１−２を有する。

この光学ユニット１は、１つのポリゴンモータ２０−３をユニット内の中央に配置し、そのポリゴンモータ２０−３に２つの回転多面鏡であるポリゴンミラー２０−１と２０−２を設け、そのポリゴンモータ２０−３を中心に左右対称に上記レーザユニットと、上記ミラー類、上記レンズ類等の構成部品を配置し、左右に各２色のレーザビーム（光ビームに相当する）の光路をレイアウトすることにより、１つのポリゴンモータ２０−３によってＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍの４色のレーザビームを各感光体ドラム２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの主走査方向に偏向させる構成にしている。図中では、ポリゴンモータ２０−３の左側にＫとＹのレーザビーム、右側にＣとＭのレーザビームのそれぞれの光路をレイアウトしている。

次に、図１〜図３に基づいて、この光学ユニット１におけるＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍの各色のレーザビームの光路について説明する。
ここでは、Ｋの光路のみ詳細に説明し、他のＹ，Ｃ，Ｍについては同様なので簡単に説明する。
レーザユニット２６Ｋに実装されたレーザダイオードから出射したレーザビームを、シリンドリカルレンズ２７Ｋに入射する。

シリンドリカルレンズ２７Ｋは、感光体ドラム２Ｋの副走査方向に定まった屈折率を有しており、感光体ドラム２Ｋの副走査方向に集光するように、レーザユニット２６Ｋから入射したレーザビームを反射ミラー２８−１で反射し、ポリゴンミラー２０−２のミラー面に入射する。
ポリゴンミラー２０−２は、ポリゴンモータ２０−３によって高速回転し、入射されたレーザビームを感光体ドラム２Ｋの主走査方向に偏向する。
ポリゴンミラー２０−２によって偏向されたレーザビームを、走査レンズ２１−４を透過し、第１ミラー２２Ｋによって反射する。

第１ミラー２２Ｋで反射したレーザビームを、ポリゴンミラーの面倒れ特性を補正するＷＴＬレンズ２３Ｋに入射した後、第２ミラー２４Ｋへ入射する。
第２ミラー２４Ｋで反射したレーザビームを、第３ミラー２５Ｋで反射し、光学ユニット１から出射して感光体ドラム２Ｋ上に結像させる。
同期検知センサ３１−２は、感光体ドラム２Ｋ，２Ｙに対する主走査方向の書き出し基準位置を検知するための（先端）同期検知部（ライン同期検知信号検知部）である。

なお、感光体ドラム２Ｋ，２Ｙに対する主走査方向の後端には後端同期検知部である後端同期センサも配置されているが、図１〜図３では図示を省略する。
第２ミラー２４Ｋで主走査方向の特定位置で反射したレーザビームを、同期検知反射ミラー３２−２，２９Ｋによって反射し、同期検知レンズ３０−２を透過して同期検知センサ３１−２へ入射する。上記同期検知レンズ３０−２は、入射したレーザビームを同期検知センサ３１−２に集光させる為に配置している。
同期検知センサ３１−２は、１つのセンサによってＫとＹの２色のレーザビームの入射時のタイミングを検知し、その検知時に同期検知信号を出力する。

次に、Ｙについては、レーザユニット２６Ｙのレーザダイオードから出射されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ２７Ｙを透過し、ポリゴンミラー２０−１のミラー面に入射する。
入射したレーザビームを、ポリゴンミラー２０−１によって感光体ドラム２Ｙの主走査方向に偏向させ、走査レンズ２１−２を透過し、第１ミラー２２Ｙによって反射し、ＷＴＬレンズ２３Ｙに入射した後、第２ミラー２４Ｙ，第３ミラー２５Ｋでそれぞれ反射し、光学ユニット１から出射して感光体ドラム２Ｙ上に結像させる。
また、第２ミラー２４Ｙで主走査方向の特定位置で反射したレーザビームを、同期検知反射ミラー２９Ｙによって反射し、同期検知レンズ３０−２を透過し、同期検知センサ３１−２に入射する。同期検知センサ３０−２では、入射時のタイミングを検知し、その検知時に同期検知信号を出力する。

次に、Ｃについては、レーザユニット２６Ｃのレーザダイオードから出射されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ２７Ｃを透過し、ポリゴンミラー２０−１のミラー面に入射する。
入射したレーザビームを、ポリゴンミラー２０−１によって感光体ドラム２Ｃの主走査方向に偏向させ、走査レンズ２１−１を透過し、第１ミラー２２Ｃによって反射し、ＷＴＬレンズ２３Ｃに入射した後、第２ミラー２４Ｃ，第３ミラー２５Ｃでそれぞれ反射し、光学ユニット１から出射して感光体ドラム２Ｃ上に結像させる。
また、第２ミラー２４Ｃで主走査方向の特定位置で反射したレーザビームを、同期検知反射ミラー２９Ｃによって反射し、同期検知レンズ３０−１を透過し、同期検知センサ３１−１に入射する。同期検知センサ３１−１では、入射時のタイミングを検知し、その検知時に同期検知信号を出力する。

次に、Ｍについては、レーザユニット２６Ｍのレーザダイオードから出射されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ２７Ｍを透過し、ポリゴンミラー２０−２のミラー面に入射する。
入射したレーザビームを、ポリゴンミラー２０−２によって感光体ドラム２Ｍの主走査方向に偏向させ、走査レンズ２１−３を透過し、第１ミラー２２Ｍによって反射し、ＷＴＬレンズ２３Ｍに入射した後、第２ミラー２４Ｍ，第３ミラー２５Ｍでそれぞれ反射し、光学ユニット１から出射して感光体ドラム２Ｍ上に結像させる。
また、第２ミラー２４Ｍで主走査方向の特定位置で反射したレーザビームを、同期検知反射ミラー３２−１，２９Ｍによって反射し、同期検知レンズ３０−１を透過し、同期検知センサ３１−１に入射する。同期検知センサ３１−１では、入射時のタイミングを検知し、その検知時に同期検知信号を出力する。

次に、この実施形態の光学装置におけるＫの光ビームの主走査倍率補正について説明する。その他のＹ，Ｃ，Ｍの各色の光ビームの主走査倍率補正については、Ｋと同じなのでその説明を省略する。
図５は、この実施形態の光学装置のＫの光ビームの主走査倍率補正に係る主要部の構成を示すブロック図である。
書込みクロック生成部６２，位相同期部６３，ＬＤドライバ６４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ及びＲＡＭからなるマイクロコンピュータによって実現される機能部である。
レーザユニット（ＬＤユニット）２６Ｋから射出された光ビームは、ポリゴンミラー２０−２のミラー面に入射し、その反射光がポリゴンミラー２０−２の回転によって偏向される。
偏向された光ビームは、まず、感光体ドラム２Ｋの主走査線上の画像域外に配置された同期検知センサ３１−２の位置に到達し、次に感光体ドラム２Ｋを経て、さらに主走査線上の画像領域外に配置された後端同期検知センサ６１の位置に到達して、それぞれ受光される。

同期検知センサ３１−２及び後端同期検知センサ６１は、光ビームを受光するとそれぞれ同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎ，ＥＤＥＴＰ＿Ｎを、書込みクロック生成部６２へ出力する。
書込みクロック生成部６２は、位相同期部６３から出力される書込みクロックＣＬＫを計測クロックＩＣＬＫとして入力し、同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎ，ＥＤＥＴＰ＿Ｎに基づいて、同期検知センサ３１−２が光ビームを受光してから後端同期検知センサ６１が光ビームを受光するまでの間の所定の計測クロックＩＣＬＫのカウント数を計測し（その計測されたカウント数は、光ビームが同期検知センサ３１−２から後端同期検知センサ６１まで走査したときの「走査時間」に相当する）、その計測されたカウント数と後述する基準カウント数（「基準走査時間」に相当する）とを比較し、計測したカウント数が基準カウント数と一致、もしくは略一致するように書込みクロック（「発光制御用クロック」に相当する）の周波数を補正し、その補正後の書込みクロックの周波数に基づいて書込みクロックＣＬＫ０を生成して出力する。

このとき、書込みクロック生成部６２は、書込みクロックＣＬＫ０として互いに位相の異なる複数のクロックを生成し、位相同期部６３へ出力する。
この書込みクロック生成部６２は、書込みクロックの生成によって主走査倍率（書込み倍率）を補正するため、倍率補正部と呼ぶ事もできる。
位相同期部６３は、書込みクロック生成部６２から出力された書込みクロックＣＬＫ０と、同期検知センサ３１−２から出力された光ビームの１周期毎に得られる同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎとを入力し、書込みクロックＣＬＫ０の互いに位相の異なる複数のクロックのうち、同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎに最も位相の近いクロックを選択し、そのクロックを書込みクロックＣＬＫとしてＬＤドライバ６４へ出力する。
ＬＤドライバ６４は、書込みクロックＣＬＫに同期させて、画像信号（画像データ）に基づいてレーザユニット２６Ｋを発光して光ビームを出力させる。

図６は、図５に示す書込みクロック生成部６２の内部構成を示すブロック図である。
図７は、図６に示す書込みクロック生成部６２の内部の各部による書込みクロック生成処理を示すフローチャート図である。
図６に示すように、書込みクロック生成部６２は、カウンタ７１と、制御部７２と、クロック生成部７３を備えている。
図７に示すように、ステップ（図中「Ｓ」で示す）１で、カウンタ７１は、同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎの入力から同期検知信号ＥＤＥＴＰ＿Ｎの入力までの計測用クロックのカウント数Ｎを制御部７２へ出力する。
すなわち、カウンタ７１は、同期検知センサ３１−２からの同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎを入力すると、それまでのカウント数をクリアし、位相同期部６３から入力される計測用クロックＩＣＬＫのカウントを開始し、後端同期検知センサ６１からの同期検知信号ＥＤＥＴＰ＿Ｎを入力すると、それまでにカウントしたカウント数を制御部７２へ出力する。

ここで、カウンタ７１から出力されるカウント数Ｎは、同期検知センサ３１−２と後端同期検知センサ６１との間の光ビームの走査時間に相当する。
上記計測用クロックＩＣＬＫには、位相同期部６３の出力する書込みクロックＣＬＫを用いる事が望ましい。
これは、主走査倍率補正のための光ビームの同期検知センサ３１−２から後端同期検知センサ６１までのカウント数の測定では、主走査の周期に同期した信号によってカウンタ７１のリセットなどを行うため、カウンタ７１に入力される計測用クロックＩＣＬＫに主走査の同期検知信号に略同期した書込みクロックを用いる事によって、同期検知センサ３１−２と後端同期検知センサ６１の出力する同期検知信号とクロックとの位相ずれによるカウントミスを低減でき、同期検知センサ３１−２から後端同期検知センサ６１までのカウント数のカウントを高精度に行うことができるためである。
ステップ２では、制御部７２が、カウント数Ｎと基準カウント数Ｎ０に基づいて、書込クロック周波数を補正する周波数ｆ′＝f×Ｎ０／Ｎを求め、クロック生成部７３へ出力する。

上記基準カウント数Ｎ０は、予め書込みクロック周波数の調整を行った際に計測したカウント数を用い、またその時に用いる計測用クロックは、書込みクロック周波数を補正した際に設定した周波数を有する書き込みクロックにすることが望ましい。
また、書き込みクロック生成部６２における周波数制御の基準となる基準カウント数は、少なくとも同期検知センサから後端同期検知センサまでの間隔、及びポリゴンミラー、走査レンズなどの光学系の光学特性のバラツキや、経時での変形などによる間隔の変化が無視できないため、初期的に補正を行った際に計測したカウント数とすることにより、光学特性の装置間でのバラツキの影響を回避して、高精度な倍率補正を行うことができる。

すなわち、制御部７２は、計測されたカウント数Ｎと、予め計測してある基準カウント数Ｎ０とに基づいて書き込みクロック周波数を補正する。
その補正後の周波数を決定する方法の一例としては、補正前の書込みクロック周波数をｆとし、補正後の書込みクロック周波数をｆ′とすると、次の数１に基づく演算処理で求めることができる。

（数１）
ｆ′＝ｆ×Ｎ０／Ｎ

これにより、同期検知センサ３１−２から後端同期検知センサ６１間でのカウント数Ｎが、基準カウント数Ｎ０と略一致する周波数を算出することができる。
ステップ３では、クロック生成部７３が、周波数f′に基づいて書込クロック信号ＣＬＫ０を生成して位相同期部６３へ出力する。
すなわち、クロック生成部７３は、制御部７２から出力されたデータに応じた周波数を有するクロックＣＬＫ０を生成して出力する。
このようにして、Ｙ，Ｃ，Ｍの各色の光ビームについても主走査倍率補正を行う。

上記クロックＣＬＫ０の生成には、主にＰＬＬ回路が用いられるが、ＰＬＬ回路によって生成できるクロック周波数は離散的であるため、必ずしも望みの周波数を有するクロックが生成できるとは限らない。
そこで、書込みクロックの位相を書込みクロック１周期の１／ｎ単位（ｎは２以上の整数）で主走査方向の１箇所または複数箇所で可変する制御（位相可変制御）により、ＰＬＬ回路によって生成されたクロックを微調整する事で、望みの周波数を持つ書込みクロックを生成する。
上記位相可変制御によるクロック周波数の微調整量は、目標周波数によって決まるため、表１に示すように、書込みクロック周波数毎に、位相可変制御を行える領域の位相可変量（補正量）をリストとして予め記憶しておくとよい。

ここで、ＰＬＬ回路と位相可変制御を用いて書込みクロックを生成する場合、図８に示すように、主走査期間の中で位相可変制御を適用できる位相可変制御適用可能領域（位相可変を行える領域）と、適用できない領域（図中斜線を施した部分）があるとき、カウンタ７１が、位相可変制御適用可能領域では、ＰＬＬ回路と位相可変制御によって生成された書込みクロック周波数：ｆｐｄによって同期検知センサによる同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎの入力があってから、後端同期検知センサによる同期検知信号ＥＤＥＴＰ＿Ｎの入力までの計測用クロックのカウントを実行し、位相可変制御を適用できない領域（位相可変を行えない領域、適用範囲外領域）では、ＰＬＬ回路のみによって生成された書込みクロック周波数：ｆｐによって動作するようにすると、カウンタ７１では、位相可変制御適用可能領域と適用範囲外領域とで異なる周波数のクロックでカウントしなければならなくなり、主走査倍率補正を精密に行えなくなる。
そこで、この実施形態の光学装置では、次の実施例１〜３のいずれかの処理によって主走査倍率補正を正確に行うことができる。

〔実施例１〕
制御部７２は、表２に示すようなフォーマットで、各書込みクロック周波数毎に上記適用範囲外領域に本来設定すべき設定値である、位相可変制御の適用範囲外領域に対する位相可変量ＤＮ′を対応させたリストを予め記憶しておく。上記位相可変量ＤＮ′は、予め求めた理想補正量である。

制御部７２は、上述した計測によって得られたカウント数Ｎに対して、その計測時の書込みクロック周波数がｆｎだった場合、表２に示すリストを参照し、書込みクロック周波数ｆｎに対応する位相可変制御の適用範囲外領域に対する位相可変量ＤＮｎ′を読み出し、その位相可変量ＤＮｎ′に基づいてカウント数Ｎの補正を行う。
補正後のカウント数をＮ′、位相可変量ＤＮｎ′をカウント数に換算するための係数をαとすると、次の数２の演算処理によって補正後のカウント数Ｎ′を得られる。

（数２）
Ｎ′＝Ｎ＋α×ＤＮｎ′

そして、補正後のカウント数Ｎ′を、上記数１の演算処理に用いることにより、同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎから同期検知信号ＥＤＥＴＰ＿Ｎまでの走査時間をほぼ同じ周波数のクロックに基づいてカウントした場合のカウント数を得られるので、その補正後のカウント数に基づいて求めた書込みクロック周波数によって主走査倍率補正を正確に行える。
補正後の書込みクロック周波数は、例えば、Ｎ＝２００００［１／１６ｄｏｔ］、ＤＮ′ｎ＝１０［１／４ｄｏｔ］、α＝４、ｆｎ＝５０．０［ＭＨｚ］、Ｎ０＝２０２００［１／１６ｄｏｔ］とすると、次の数３に基づく演算で求めることができる。

（数３）
ｆ′＝ｆｎ×Ｎ０／Ｎ
＝ｆ×Ｎ０／（Ｎ＋α×ＤＮｎ′）
＝５０．０×２０２００／（２００００＋４×１０）
＝５０．３９９２［ＭＨｚ］
この実施例１ではＤＮ′を位相可変量として扱ったが、予めαを考慮に入れた値をＤＮ′として記憶しておいても良い。

〔実施例２〕
制御部７２は、表１に示した、各書込みクロック周波数毎の位相可変制御を行える領域の位相可変量（補正量）ＤＮｎのリストを予め記憶することにより、その位相可変量ＤＮｎを用いて、上述した計測によって得られたカウント数Ｎから、位相可変制御を適用できない領域に本来設定するべき位相可変量を算出する。
その位相可変量は、位相可変制御を適用できる領域を光ビームが走査する時間に比例するので、位相可変制御を適用できる領域の走査時間をＴ１、位相可変制御を適用できない領域の走査時間をＴ２とすると、上記主走査期間内で、位相可変制御を適用できない領域に設定するべき位相可変量は、ＤＮｎ×Ｔ２／Ｔ１によって算出することができる。

そして、カウンタ７１が、同期検知信号ＤＥＴＰ＿ＮとＥＤＥＴＰ＿Ｎ間でカウントして得られたカウント数Ｎに対して、計測時の書込みクロック周波数がｆｎだった場合、カウント数Ｎに対して上記ＤＮｎ×Ｔ２／Ｔ１の計算値を加える事で、カウント数Ｎの補正を行う。
すなわち、補正後のカウント数Ｎ′は、位相可変量をカウント値に換算するための係数をαとすると、次の数４に基づく演算で求めることができる。

（数４）
Ｎ′＝Ｎ＋α×ＤＮｎ×Ｔ２／Ｔ１

そして、補正後のカウント数Ｎ′を、上記数１の演算処理に用いることにより、同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎから同期検知信号ＥＤＥＴＰ＿Ｎまでの走査時間をほぼ同じ周波数のクロックに基づいてカウントした場合のカウント数を得られるので、その補正後のカウント数に基づいて求めた書込みクロック周波数によって主走査倍率補正を正確に行える。
補正後の書込みクロック周波数は、例えば、Ｎ＝２００００［１／１６ｄｏｔ］、ＤＮｎ＝２００［１／４ｄｏｔ］、α＝４、ｆｎ＝５０．０［ＭＨｚ］、Ｎ０＝２０２００［１／１６ｄｏｔ］、Ｔ１＝３００［μｓ］、Ｔ２＝３０［μｓ］とすると、次の数５に基づく演算で求めることができる。

（数５）
ｆ′＝ｆｎ×Ｎ０／Ｎ
＝ｆ×Ｎ０／（Ｎ＋α×ＤＮｎ×Ｔ２／Ｔ１）
＝５０．０×２０２００／（２００００＋４×２００×３０／３００）
＝５０．２９８８［ＭＨｚ］

〔実施例３〕
制御部７２は、位相可変制御を適用できる領域の書込みクロック周波数ｆｐｄと、位相可変制御を適用できない領域の書込みクロック周波数ｆｐとの差より、上記計測における計測値誤差を算出し、その計測値誤差を補正量として、カウント数Ｎを補正する。
書き込みクロック周波数の差と、位相可変制御を適用できない領域の走査時間Ｔ２を用いると、カウンタ７１は書込みクロックをカウントするカウンタなので、計測誤差は、Ｔ２×（ｆｐｄ−ｆｐ）によって計算できる。
したがって、計測誤差補正前のカウント数をＮとすると、計測誤差補正後のカウント数Ｎ′は、次の数６の演算処理で求められる。

（数６）
Ｎ′＝Ｎ＋Ｔ２×（ｆｐｄ−ｆｐ）

そして、補正後のカウント数Ｎ′を、上記数１の演算処理に用いることにより、同期検知信号ＤＥＴＰ＿Ｎから同期検知信号ＥＤＥＴＰ＿Ｎまでの走査時間をほぼ同じ周波数のクロックに基づいてカウントした場合のカウント数を得られるので、その補正後のカウント数に基づいて求めた書込みクロック周波数によって主走査倍率補正を正確に行える。
補正後の書込みクロック周波数は、例えば、Ｎ＝２００００［１／１６ｄｏｔ］、ＤＮｎ＝２００［１／４ｄｏｔ］、β＝１６、Ｎ０＝２０２００［１／１６ｄｏｔ］、Ｔ２＝３０［μｓ］、ｆｐｄ＝５０．０［ＭＨｚ］、ｆｐ＝４９．０［ＭＨｚ］とすると、次の数７に基づく演算で求めることができる。
なお、βはクロック数をカウント値に換算するための係数である。

（数７）
ｆ′＝ｆｐｄ×Ｎ０／Ｎ
＝ｆ×Ｎ０／（Ｎ＋β×Ｔ２×（ｆｐｄ−ｆｐ））
＝５０．０×２０２００／（２００００＋１６×３０×１０^−６×（５０．０−４９．９）×１０^６）
＝５０．２９８８［ＭＨｚ］

上述の説明では、この実施形態の光学装置におけるＫの光ビームの主走査倍率補正について説明したが、その他のＹ，Ｃ，Ｍの各色の光ビームの主走査倍率補正についても、Ｋと同じように実施する。つまり、Ｙについては、上述の同期検知センサ３１−２から後端同期検知センサ６１までビームが走査する間のクロック数をカウントし、上述のＫの場合と同様の構成部を用いて補正を実施する。また、ＣとＭについては、同期検知センサ３１−１から上記各図では図示を省略したが、感光体ドラム２Ｃと２Ｍに対する主走査方向に走査した光ビームの反射光を検知するための後端同期検知センサを設けており、ＣとＭについて、図５に示した各部に対応する機能部を用いて、上述と同じように補正処理を実施する。

この実施例の光学装置によれば、走査領域全域に対して位相可変制御を適用できない場合においても、位相可変制御が適用できない領域に本来設定すべき位相可変量を２点間計測値に換算して補正を行うため、主走査倍率補正を精密に行うことができる。
この実施例の光学装置は、レーザダイオードなどを発光源として使用し、感光体ドラム面上にレーザビームを照射させて静電潜像を形成する書込み制御を行う単色のモノクロ画像形成装置だけでなく複数の色のカラー画像形成装置にも使用することができる。

この発明による光学装置と画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの複合機を含む画像形成装置全般に適用することができる。

図４に示すカラー画像形成装置の光学ユニットの側面側からの断面図である。 図１に示す光学ユニットにおける発光源から第１ミラーまでのレーザビームの光路に係る各部を示す上面図である。 図１に示す光学ユニットにおける第１ミラーから同期検知センサまでのレーザビームの光路に係る各部を示す上面図である。 この発明の一実施形態のカラー画像形成装置の主要な構成部を示す図である。

この実施形態の光学装置のＫの光ビームの主走査倍率補正に係る主要部の構成を示すブロック図である。 図５に示す書込みクロック生成部６２の内部構成を示すブロック図である。 図６に示す書込みクロック生成部６２の内部の各部による書込みクロック生成処理を示すフローチャート図である。 位相可変制御を適用できる領域と適用できない領域の説明図である。

符号の説明

１：光学ユニット ２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ：感光体ドラム ３：中間転写ベルト ４ａ〜４ｃ：中間転写ローラ ５Ｋ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ：現像装置 ６：中間転写ベルトクリーニング装置 ７：転写ローラ ８：給紙レジストセンサ ９：定着装置 １０：排紙ローラ １１：給紙装置 １２：レジストローラ １３：搬送ベルト １４：搬送ローラ ２０−１，２０−２：ポリゴンミラー ２０−３：ポリゴンモータ ２１−１〜２１−４：走査レンズ ２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｃ，２２Ｍ：第１ミラー ２３Ｋ，２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ：ＷＴＬレンズ ２４Ｋ，２４Ｙ，２４Ｃ，２４Ｍ：第２ミラー ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｃ，２５Ｍ：第３ミラー ２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｃ，２６Ｍ：レーザユニット ２７Ｋ，２７Ｙ，２７Ｃ，２７Ｍ：シリンドリカルレンズ ２８−１，２８−２：反射ミラー ２９Ｋ，２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍ，３２−１，３２−２：同期検知反射ミラー ３０−１，３０−２：同期検知レンズ ３１−１，３１−２：同期検知センサ

Claims (5)

1. 画像データに基づいて光ビームを発光する発光手段と、
   該発光手段によって発光された光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、
   該偏向手段によって偏向された光ビームを前記主走査線上の両端位置でそれぞれ検知する複数の光ビーム検知手段と、
   前記発光手段に対して光ビームを発光させるための発光制御用クロックを生成する発光制御用クロック生成手段と、
   該発光制御用クロック生成手段によって生成された発光制御用クロックの位相を発光制御用クロック１周期の１／ｎ単位（ｎは２以上の整数）で前記主走査方向の１箇所又は複数箇所で可変する位相可変手段と、
   該発光制御用クロック生成手段によって生成された発光制御用クロックに基づいて前記複数の光ビーム検知手段のうちの一方が光ビームを検知してからもう一方が光ビームを検知するまでの走査時間を計測する計測手段と、
   該計測手段によって計測した走査時間が基準走査時間に一致あるいは略一致するように前記発光制御用クロックの周波数を補正する周波数補正手段とを有し、
   前記計測手段によって走査時間を計測する走査領域内で、前記位相可変手段による位相の可変を行えない領域では、前記計測手段によって計測した走査時間を補正する補正手段を設けたことを特徴とする光学装置。
2. 前記補正手段は、前記位相可変手段による位相の可変を行えない領域に設定すべき位相可変量を予め記憶し、該記憶した位相可変量に基づいて前記走査時間を補正する手段であることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
3. 前記補正手段は、前記位相可変手段による位相の可変を行えない領域に設定すべき位相可変量を、前記位相可変手段による位相の可変を行える領域に設定する位相可変量から求め、該求めた位相可変量に基づいて前記走査時間を補正する手段であることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
4. 前記補正手段は、前記位相可変手段による位相の可変を行える領域での書込みクロックの周波数と、前記位相可変手段による位相の可変を行えない領域での書込みクロックの周波数とに基づいて補正量を求め、該求めた補正量によって前記走査時間を補正する手段であることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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