JP2009066981A

JP2009066981A - 画像形成装置

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Publication number: JP2009066981A
Application number: JP2007239540A
Authority: JP
Inventors: Noboru Kususe; 登楠瀬
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-04-02

Abstract

【課題】ポリゴンスキャナから発生する熱の影響でハウジング等が変形しても、カラー色の色合わせによる位置ズレ・色ズレがなく、良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】光ビームの副走査方向位置を検出する光検出手段を有する光走査装置と、転写体上に現像した画像情報からレジストズレ量を検出するレジストズレ検出手段と、レジストズレ検出手段による検出結果及び前記光検出手段によって検出された光ビームの副走査方向位置に基づいてレジストズレ量を光ビームの出射タイミングを変化させることで補正するレジスト補正手段と、を備えた画像形成装置において、印字準備（Ｓ１０）後、光検出手段をオフして（Ｓ１１）からレジスト補正手段をオンし（Ｓ１２）、レジスト補正完了（Ｓ１４）に光検出手段をオン（Ｓ１５）するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、特に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置、及びこれらの画像形成装置の書込み系に用いられる光走査装置に関する。

カールソンプロセスによる画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムの回転にしたがって潜像形成、現像、転写が行われるが、特に複数の感光体ドラムを転写体の搬送方向に沿って配列し、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ねる多色画像形成装置においては、様々な要因で各色の色ズレが発生する。たとえば、感光体ドラムの回転速度変動による潜像形成から転写までの時間、各色の感光体ドラム間隔の異なり、転写ベルト等の転写体や記録紙を搬送する搬送ベルトの速度変動によって、各トナー像のレジストズレにより色ズレや色変わりになって画像品質を劣化させてしまう。
また、感光体ドラムに潜像を形成する光走査装置においても、感光体ドラム上の潜像形成位置を正確に合わせなければ色ズレや色変わりの要因となる。
従来、このようなレジストズレは、特許文献１や特許文献２に示されるように、転写体に記録されたレジストパターンズレ検出パターンにより検出し、副走査方向位置に関しては光走査装置において、書き出しのタイミングを可変にすることで調整している。

光走査装置は、光源としての半導体レーザ等から出射された光ビームをコリメートレンズ、シリンドリカルレンズ等で偏向器であるポリゴンスキャナに集光し、偏向面であるポリゴンミラーで反射して主走査を行い、ｆθレンズで等速に変換して像担持体としての感光体ドラムに潜像を形成する。潜像を感光体ドラムに形成する場合、転写体である転写紙の書き出し位置が同じになるように、主走査方向の画像領域外に光検出手段である同期位置センサを設置している。例えば、特許文献３に記載されているように、主走査方向に垂直なフォトダイオードと非平行なフォトダイオードを有し、フォトダイオードのエッジを光ビームが通過した際に同期検知信号、または終端検知信号を発生し、フォトダイオード間を通過する時間差を計測して、光ビームの副走査方向位置のズレを検知している。前記のような光学素子は、特定の位置に設置できるように、ハウジングと呼ばれる部材に固定される。ハウジングは樹脂で製作されることが多く、アルミダイキャストなどで作るより安価に製作できる。
特許第３０４９６０６号特許第３０７８８３０号特開２００４−１１４３０４公報

しかしながら、このような構成を備えていても、複数の画像形成装置ステーションを転写体の搬送方向に沿って配列し、色重ねを行う多色画像形成装置においては、初期の色合わせにより満足する画像が得られていても、経時で色ズレが発生することが多々ある。その最大要因として、光走査装置の照射位置ズレが挙げられる。これは高速で等速回転するポリゴンスキャナから発生する熱の影響でレンズを固定するハウジングが変形したり、レンズ自体が変形して走査線の位置を変化させたりしていることが原因である。
このような色ズレを補正する場合、上記のようにレジストパターンズレ検出パターンによる主走査方向ズレの検出結果及び、光検出手段による光ビームの副走査方向ズレの検出結果によりレジスト補正を行う場合、主走査方向の補正中に光検出手段が光ビームの副走査方向位置を採取しようとすると、主走査位置の補正量によっては、光検出手段上では大きな誤差となってしまい、異常値を検出したり、さらなる補正を行って異常画像が形成されてしまう。
さらに、レジスト補正を行う場合、装置の画像形成動作がストップして装置の生産性が下がり、かつ頻繁にレジスト補正を行えないためにレジスト補正を行う間はさらに画像が悪く（色ずれが進行する）なっていくという問題もあった。
本発明は、上記の状況に鑑み、ポリゴンスキャナから発生する熱の影響でハウジング等が変形しても、カラー色の色合わせによる位置ズレ・色ズレがなく、良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の光源手段からの光ビームを偏向する偏向手段と、偏向された前記光ビームにより複数の像担持体に潜像を結像する結像手段と、前記光ビームの副走査方向位置を検出する光検出手段と、から構成された光走査装置と、前記結像手段により前記像担持体上に結像された前記潜像を転写体上に現像した画像情報からレジストズレ量を検出するレジストズレ検出手段と、前記レジストズレ検出手段による検出結果及び前記光検出手段によって検出された前記光ビームの副走査方向位置に基づいて前記レジストズレ量を前記光ビームの出射タイミングを変化させることで補正するレジスト補正手段と、を備えた画像形成装置において、前記レジスト補正手段による補正時は、前記光検出手段によって検出された前記光ビームの副走査方向位置を採用しない画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記レジスト補正手段による補正後は、前記光検出手段により検出された前記光ビームの位置を検出基準とする画像形成装置を特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記光検出手段によって検出される前記偏向手段の各反射面で反射される各光ビームの副走査方向位置を前記偏向手段が２回転以上する一定期間内に採取・格納する記憶手段を備え、格納された前記副走査方向位置を前記反射面毎に平均化して前記レジスト補正手段にフィードバックする画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記光検出手段によって検出される前記偏向手段の各反射面の内、少なくとも１つを除いた反射面で反射される各光ビームの副走査位置の副走査方向位置を採取・格納する記憶手段を備え、格納された前記副走査方向位置を平均化して前記レジスト補正手段にフィードバックする画像形成装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記光検出手段によって検出される前記偏向手段の１つの反射面で反射される光ビームの副走査方向位置を採取・格納し、平均化して前記レジスト補正手段にフィードバックする画像形成装置を特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記光検出手段に検出された前記副走査方向位置を所定のタイミングで採取・格納し、平均化して前記レジスト補正手段にフィードバックする画像形成装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記光検出手段によって検出される副走査方向位置が所定の閾値を超えたときに走査位置を変化させる画像形成装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、前記光検出手段によって検出される副走査方向位置を採取する間隔を、前記偏向手段の回転開始から一定時間経過後は、時間経過とともに長くする画像形成装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項７の画像形成装置において、前記光検出手段によって検出される副走査方向位置を採取する間隔を、検出される前記副走査方向位置の変化量が小さくなるとともに長くすることを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記ハウジング内の前記偏向手段近傍にサーミスタを設け、該サーミスタにより検出される温度が一定温度に到達したときに、前記光検出手段によって検出される副走査方向位置を採取する間隔を変更する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の画像形成装置において、前記偏向手段の回転前後の前記サーミスタにより検出される温度を比較した結果に従い、前記光検出手段によって検出される副走査方向位置を採取する間隔を変更する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の画像形成装置において、前記サーミスタにより検出される温度が所定温度に達したとき、前記レジストズレ検出手段が動作する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記光走査装置を冷却する冷却手段を備え、前記サーミスタにより検出される温度が所定温度に達したとき、前記冷却手段をオンする画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の画像形成装置において、前記冷却手段は、少なくとも前記光検出手段を冷却する画像形成装置を特徴とする。

本発明によっては、ポリゴンスキャナから発生する熱の影響でハウジング等が変形する状況にあって、レジストズレ検出手段の検知結果に基づく補正量と、光検出装置の検出結果に基づく補正量が異なり、レジスト補正後に光検出手段の走査位置が大きく変わっても誤作動することなく、カラー色の色合わせによる位置ズレ・色ズレがなく、良好な画像を得ることができる。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず、図７乃至１０に基づき、本実施形態における画像形成装置、光走査装置の構成の概要を説明する。
図７は、本発明の画像形成装置の構成の概要を説明する図である。
画像形成装置は、４つの感光体ドラム（像担持体）５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｂを転写体としての転写ベルト５５の移動方向に沿って配列し、順次異なる色のトナー像を転写ベルト５５上に転写することでカラー画像を形成するタンデム型のカラープリンタである。なお、転写ベルト５５は駆動ローラ５３と２本の従動ローラ５４、５６により所定の張力で保持され、駆動ローラ５３に連結するモータ７６により左回りに回転する。
感光体ドラム５１Ｙの周囲には、感光体ドラム５１Ｙを高圧に帯電する帯電チャージャ１０２Ｙ、光走査装置１００により感光体ドラム５１Ｙ上に記録された静電潜像に帯電したトナー（イエロー）を付着して顕像化する現像ローラ１０３Ｙ、現像ローラ１０３Ｙにトナーを補給するトナーカートリッジ１０４Ｙ、感光体ドラム５１Ｙに残ったトナーをかきとり備蓄するクリーニングケース１０５Ｙが配置されており、これらによりイエロー画像を形成するための画像ステーションが構成されている。

感光体ドラム５１上へは、光偏向手段としてのポリゴンミラー５２の１面毎の走査により複数ライン同時に画像記録が行われる。前記した画像形成ステーションは転写ベルト５５の移動方向に並列配置され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）のトナー画像が転写ベルト５５上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。各画像形成ステーションはトナー色が異なるだけで、基本的には同一構成である。各符号にＭ、Ｃ、Ｂを付記して、説明は省略する。ここでは帯電チャージャ１０２としているが、帯電ローラを用いても良い。
記録媒体は、給紙トレイ１０７から給紙コロ１０８により供給されて、レジストローラ対１０９により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送り出され、転写ベルト５５によりカラー画像が転写されて、定着ローラ１１０で定着されて排紙ローラ対１１２により排紙トレイ１１１へ排紙される。

図８は、図７の光走査装置１００をより詳細に説明する図である。
光走査装置１００は、ポリゴンミラー５２、光源ユニット５７、５８等の光学素子をハウジング３０に固定して構成されている。
図８に基づいて、各感光体ドラム５１と光走査装置１００との関係構成を説明する。本実施形態では、４つの感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｂに対する各光走査装置を、１つの光走査装置１００として一体的に構成し、単一の偏向手段としてのポリゴンミラー５２により全ての光ビームを走査している。感光体ドラム５１が２本の場合であっても本発明を満足する。
光源手段としての光源ユニット５７、５８では、ポリゴンミラー５２の同じ面で偏向する光ビームが射出される２つの半導体レーザ対として同一ユニット内に収容され、各光源ユニット５７、５８からの光ビームは対向する方向からポリゴンミラー５２に入射され、双方向に走査される。ここでは対向走査に付いて説明するが、もちろん片側走査でも問題ない。

各光源ユニット５７、５８より出射した光ビームは、光軸可変手段としての可動ミラーモジュール６１、６２を介してポリゴンミラー５２により対向する方向に偏向、走査される。前記したように各光源ユニット５７、５８からの光ビームは上下２段となし共通のシリンドリカルレンズ５９、６０の中心軸から対称に偏心して入射され、ポリゴンミラー面へは平行に入射されて偏向される。ここで光軸可変手段としての可動ミラーモジュール６１、６２を搭載しているが、なくても光書込み装置としての機能は満足する。
走査された各光ビームは共通のｆθレンズ６３、６４を介して、感光体ドラム５１Ｙには折返しミラー６５、８６、感光体ドラム５１Ｍには折返しミラー６６、６７により導かれる。ｆθレンズ６４、折り返しミラー、トロイダルレンズ等により結像手段が構成されている。各光源ユニット５７、５８は詳述しない複数の半導体レーザ、カップリングレンズを保持するホルダと半導体レーザの駆動回路を実装するプリント基板を背面に取り付けた構成となっている。

各感光体ドラム５１は個別に直接モータ軸に連結されたり、数本まとめて駆動できるように連結され、共通の駆動周波数で、図の矢印方向（右方向）に回転される。
各感光体ドラム５１と転写ベルト５５とが接触する各転写位置の間隔は、駆動ローラ５３の周長の整数倍に設定されており、駆動ローラ５３の偏心等で生じる周期的な速度変動の位相が合うように配慮している。
また、駆動ローラ５３に沿って転写ベルト５５上に形成する各画像の基準位置を読み取るレジストズレ検出手段としての検知器７９がベルト中央部とベルト端部の３箇所に配置されている。ここでは３箇所としたが、それ以上設置しても問題ない。
各検知器７９は、ＣＣＤエリアセンサ８１と対物レンズ８０とからなり、基準色（ブラック）、およびその他の色（シアン、マゼンタ、イエロー）のトナー像を並列して形成した主走査、副走査方向に交差した十字ラインの検出パターンを読取り、副走査ラインより副走査のレジストズレ量を検出すると同時に、ベルト端部２箇所の交差点位置の差により走査線の傾き、ベルト端部２箇所の交差点位置の中点とベルト中央部の交差点位置の差より曲がりを各々検出する。
また、本図においては、検出パターンは十字ラインとしているが、後述するようなトナー色ごとの平行なラインとして形成してもよい。

図９は、光走査装置１００の要部を説明する概略構成図である。
光走査装置１００は、光源手段（光源ユニット）５７（５８）、光検出手段５０、走査レンズ（ｆθレンズ）６３（６４）、ポリゴンミラー５２等から構成され、これらの光学系を樹脂で作成したハウジング３０上に固定してなる。
光源手段５７（５８）は、複数の発光源（半導体レーザ）を備えている。図中矢印で示すように光ビームが進行している。走査レンズ、光源手段は、複数設けるようにしても良いが、ここでは走査レンズ６３、光源手段５７のみを用いて説明するものとする。
光源手段５７から出射された光ビームは図示しないコリメートレンズでビーム形状を成形され、シリンドリカルレンズ５９により副走査方向に絞られ、さらに可変ミラーモジュール６１によって光軸を可変された上で、ポリゴンミラー５２に到達する。ポリゴンミラー５２は、回転軸７０を中心に時計方向に回転している。光ビームは画像情報に従って点滅を繰り返し、ポリゴンミラー５２で反射して図中上から下に向かって感光体ドラム５１上を走査する。光検出手段５０は、主走査開始前位置に設置する。なお、光検出手段５０は、色毎に設置しても良いし、主走査開始後位置に追加で設置しても良い。
走査レンズ６３は、光ビームが感光体ドラム５１上を等速で走査できるように変換し、光ビームを所定の大きさまで主走査方向、副走査方向に集光する光学素子である。ここでは走査レンズ６３を１枚構成にしているが、複数枚で構成していても問題ない。

光検出手段５０に入射するビームと、走査レンズ６３に入射するビームによって作られる平面は同一にしておく。走査レンズ６３の光ビーム出射点（有効書込み幅の中心を通過する点）と、ポリゴンミラー５２の回転軸７０の中心点とのｘ軸方向の距離Ｌ１、ポリゴンミラー５２の回転軸７０中心点と光検出手段５０の光ビーム到達点までのｘ軸方向の距離Ｌ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２の関係が成り立つように光検出手段５０を設置する。ただし、ポリゴンミラー５２と光検出手段５０の受光面の間にはパワーを持つような光学素子を介在させない。光検出手段５０に入射する光ビームと、光検出手段５０の成す角θは、θ≠９０°となるように若干傾けた方向に設置する。また同じ光路途中で、ハウジング３０に穴７１を設けてポリゴンスキャナからの熱が伝わりにくくしておく。幅は光検出手段５０の光ビーム垂直方向幅より広めに設定しておく。また、光検出手段５０を設置する位置にリブをつけたり別部材を設けたりして、他の部分よりハウジングの剛性が高くなるようにしておく。
ここでは折返しミラーは記載していないが、図７、図８に示すように走査レンズ６３の焦点距離に応じて複数枚使用しても良い。

図１０は、光検出手段５０を詳細に説明する概略構成図である。
図１０においては、同期センサであるフォトダイオード１１１で主走査方向の書き出しタイミングを計っている。
光検出手段５０は、主走査方向に垂直な同期センサ（フォトダイオード）１１１と、フォトダイオード１１１に非平行な同期センサ（フォトダイオード）１１２を有し、フォトダイオード１１１のエッジを光ビームが通過した際に同期検知信号、または終端検知信号を発生し、フォトダイオード１１１からフォトダイオード１１２に至る時間差Δｔを計測して、光ビームの副走査方向位置のズレΔｙ（図中ｂで示す）を検出する。
なお、Δｙはフォトダイオード１１２の傾斜角γ、光ビームの走査速度Ｖを用いて、
Δｙ＝（Ｖ／ｔａｎγ）・Δｔ
で表され、Δｙが一定であれば副走査方向位置ずれが生じていないことになる。

図１０に示すように、光検出手段５０は基板３４にハンダ付け等で固定されていて、基板３４には取り付け穴１１３、１１８、１１９が設けられている。ホルダ３８より突き出したボス１１４、１１７を基準ピンとして、図上下方向に移動できるように取り付け穴１１３、１１８は長穴にしておく。穴１１９にはネジ１２０が固定され、ホルダ３８が基板３４と一体となってハウジング３０に締結できるようにしておく。フォトダイオード１１１の幅ａの中心線１２１に対して、走査線１１６が環境変動によって走査線１１５の位置になったとすると、走査線１１５、１１６の間隔ｃの中心線と中心線１２１を一致させないようにしておく。図１０を例にとれば、走査線１１５、１１６の間隔ｃの中心線は中心線１２１より図下方になるように設定する。
なお、光検出手段５０に入射するまでに折返しミラーを使わないように設定する。光検出手段５に光ビームが到達するまでに光路が変化すると実際のレジストズレ量と一致しない場合があり、正確な測定ができなくなるためである。
図１０において、光検出手段５０に入射する光ビーム１１０の副走査方向の高さを１ｍｍ以下となるように光検出手段５０の位置を決定する。

以下、図１乃至６に基づいて、本発明の実施の態様について、詳細に説明していく。
図１は、本発明の光検出手段５０における同期センサを示す模式図である。
図１において、光ビームは図右から左方向（主走査方向）に走査している。ハの字形をした同期センサ１、２を通過する時間で副走査方向（走査方向に直交する方向）の位置ズレを測定する。例えば、スタート時の光ビーム３がセンサ２を通過し、センサ１に到達する時間をｔ１とし、経時の光ビーム４がセンサ２を通過し、センサ１に到達する時間をｔ２とすると、ｔ２−ｔ１の時間差を副走査方向のズレ量と算出する。符号を図中上下方向の移動方向として図示しない画像形成装置のＲＡＭに格納する。
画像形成装置に備えた図示しないレジスト補正手段としてのＣＰＵは、ズレ量に見合った時間を加減して、レーザ光を出射するように調整する。

図２は、本発明の画像形成装置に係るレジストズレ検出手段によるレジストズレ検出を説明する図である。
転写ベルト上に図２のようなパターンをつくり、トナーを付着させて顕像化する。ここで、（ａ）は、スタート時のパターン、（ｂ）は、経時のパターンである。
例えば（ａ）に示すように、スタート時、転写ベルト上にＢｋ５、Ｍ６、Ｃ７、Ｙ８のトナーが付着しているとする。ここではこれらのトナーの間隔Ｂ１は均等である。（ｂ）に示す経時で、Ｂｋ１０、Ｍ１１、Ｃ１２、Ｙ１３のようになったとする。理想的な時間で作られるＢｋ像からのズレＢ２、Ｍ像のズレ（Ｂ３−Ｂ１）、Ｃ像のズレ（Ｂ４−Ｂ１）、Ｙ像のズレ（Ｂ５−Ｂ１）をレジストズレ量（補正量）としてこれらのデータを画像形成装置のＲＡＭに格納する。レジスト補正手段としてのＣＰＵは、それぞれのズレ量に見合った時間を加減してレーザ光を出射するように制御する。
このようなレジスト補正においては、例えば画像形成装置の電源オン時、あるいは１００枚通紙した後に転写ベルト５５上に図２に示すような画像パターンを作り、各色が一致するよう色合わせ（レジスト補正）が行なわれる。これに先立って、ポリゴンミラー５２は一定の速度で回転するよう制御され、レーザ光を光検出手段５０に向かって反射している。

レジストズレ検出手段によって得られた結果を基に、レジスト補正手段で補正する場合、光検出手段５０は、レジスト補正中に上述のようにレーザ光の副走査方向位置（位置データ）を収集しようとすると、レジストズレ検出手段の検知結果に従って行われる補正の量によっては光検出手段５０上で大きな誤差となってしまうことがある。この場合、異常値を検知したり、更なる補正を行って異常画像を形成したりしてしまうことがある。
そこで、本発明では、レジスト補正手段による上述の色合わせ作業が完了するまで光検出手段５０から得られた光ビームの副走査方向位置はＲＡＭに格納しないようにしておく。あるいは光検出手段をオフにしておく。
そして、レジスト補正作業が完成すると、再度光検出手段５０をオンにし、光検出手段５０から得られたデータをＲＡＭ上に格納していく。その際、レジスト補正前に格納したデータがある場合は、今回採取した位置データと置き換え、置き換えられた位置データを基にレーザ光の照射タイミングを図ってレジスト補正を行う。このようにすることで、レジスト補正前後で光検出手段の位置が大きく変わっても異常値と判断されることはない。

図３は、画像形成装置の電源投入時にレジスト補正を行う場合の処理を説明するフローチャートである。
図３において、画像形成装置に電源が投入されると、印字準備がなされ（Ｓ１０）、ついで光検出手段がオフされる（Ｓ１１）。次に、レジストズレ検出手段がオンされ（Ｓ１２）、レジスト補正が開始される（Ｓ１３）。レジスト補正が完了すると（Ｓ１４でＹｅｓ）、ついで光検出手段がオンされる（Ｓ１５）。
さらに、図４は、１００枚連続通紙した後にレジスト補正をする場合の処理を示すフローチャートである。
１００枚連続して通紙されると（Ｓ２０）、光検出手段がオフされ（Ｓ２１）、レジストズレ検出手段がオンされる（Ｓ２２）。ついでレジスト補正が開始され（Ｓ２３）、それが完了すると（Ｓ２４でＹｅｓ）、光検出手段をオンする（Ｓ２５）。オンされた光検出手段は、上記したようなデータを採取し（Ｓ２６）、採取した位置データで格納データを置換、格納する（Ｓ２７）。

以上のように構成することにより、レジストズレ検出手段の補正量と光検出手段の補正量が異なり、レジスト補正後に光検出手段の走査位置が大きく変わっても誤動作することがなく、カラー色の色合わせによる位置ズレ・色ズレがなく良好な画像を得ることができる。また、画像形成中にも補正動作ができるので、生産性を確保しつつ良好な画像を得ることができる。
さらに、レジストズレ検出手段の補正量と光検出手段の補正量が異なり、レジスト補正後に光検出手段の走査位置が大きく変わったとしても、すぐに光検出手段の走査位置が正常な位置になり、カラー色の色合わせによる位置ズレ・色ズレがなく良好な画像を得ることができる。また、誤動作による装置停止のダウンタイムがなくなり、生産性向上が図れる。

図５は、さらに別の態様を示すフローチャートである。
画像形成装置にプリント命令が出されると、画像形成装置のポリゴンモータが回転する（Ｓ３０）。レジスト補正手段は、朝一で画像形成装置をオンしたときや、プリント枚数がある一定数を超えた場合に動作するように設定しておく。レジスト補正手段がオンになっているかどうかで光検出手段を動作させるかどうかを判断する。レジスト補正手段がオンの場合（Ｓ３１でＹｅｓ）、レジスト補正が終了するまで動作を続け、終了（Ｓ３２）後に光検出手段をオンする（Ｓ３３）。レジスト補正手段がオフの場合（Ｓ３１でＮｏ）、光検出手段がオンされる（Ｓ３３）。オンされた光検出手段は、図１におけるｔ１の時間を採取する。ポリゴンミラー各面や色毎や場合に応じてどのデータを格納するかを決めておき、格納しない場合はそのままデータをスルーして、必要に応じて画像形成装置のＲＡＭに格納する（Ｓ３４）。格納が完了するまで格納動作を続け、画像形成装置が停止する（ＰＯＬオフ：Ｓ３６でＹｅｓ））まで処理を続ける。ＰＯＬオフの信号が来ないと（Ｓ３６でＮｏ）、レジスト補正手段がオンかどうかを確認する工程に戻り、同じループを繰り返す。

次に、本発明に係る光検出手段５０における光ビームの副走査方向位置採取の形態例を説明する。
［第１の形態例］
ポリゴンミラーの反射面が６面である場合、ポリゴンモータ１回転で６個の位置データが得られる。回転数×６のデータが得られ、表１に示すように一定時間に採取した位置データを反射面ごとに平均化してａ１からｆ１の値を記憶装置（ＲＡＭ）に格納する。同じようにしてその後の一定時間でサンプリングした値ａ２からｆ２の値をＲＡＭに格納する。レジストズレ量は反射面ごとに（ａ２−ａ１），・・・（ｆ２−ｆ１）であるから、その値をレジスト補正手段にフィードバックしてレーザ発光タイミングを変化させ、反射面ごとにレーザ照射するようにする。差の符号（＋ｏｒ−）で照射タイミングを早くするのか遅くするかを決めていく。各色（各レーザ光）でこれと同様の処理を行う。

このように、各反射面のデータとして偏光器２回転以上の一定時間を採取・格納し、格納された位置データを反射面毎に平均化し、反射面のデータをレジスト補正手段にフィードバックし、各走査線位置を変化させるようにしたので、データの蓄積量も大幅に削減でき、計算も簡単になるので処理時間を短縮可能で、装置の生産性の向上を図ることができる。
[表１]

［第２の形態例］
第１の形態例と同様にデータ採取を行うが、ポリゴンミラー面全ての面の位置データを採取するのではなく、表２に示すように面数を間引いた形でデータを格納する。本実施形態では半分（３面）のデータを採取しているが、集めたデータをさらに平均化して、ポリゴンミラー面全て共通の値を補正量として採用し、レジスト補正手段にフィードバックしてレジスト補正（レーザ発光タイミング調整）を行う。
ポリゴンミラー面の面間偏差は小さいので、走査線高さのバラツキも小さく、サンプリングする面数を減らしても支障ない。このようにすることで格納するデータ量が大幅に削減され、ＲＡＭの容量を減らすことができる。すなわち、データ蓄積量をさらに大幅に削減でき、ＲＡＭもさらに小さな容量のもので対応出来るので、省エネになる。また、演算も容易になるので、処理時間を短縮可能で、装置の生産性の向上を図ることができる。
［表２］

［第３の形態例］
さらに、表３に示すように、反射面数を１つに限定して位置データを採取する。ポリゴンミラーの面間バラツキが小さいことを考慮すれば、１つの面に限定しても良いし、６面のどれか１つの面でも問題ない。前記と同様の方法でデータ採取を行い、レジスト位正を行う。こうすることで第１の形態例の１／６のデータ数を格納すればよいことになる。従って、データ蓄積量をさらに大幅に削減でき、ＲＡＭもさらに小さな容量のもので対応出来るので、省エネになる。また、演算も容易になるので、処理時間を短縮可能で、装置の生産性の向上を図ることができる。
［表３］

［第４の形態例］
また、表４に示すように、あるタイミングで位置データ採取を行い、各反射面についてデータ（ａ７〜ｆ７）を格納する。ｎ１秒後に再度データ採取し、各反射面についてデータ（ａ８〜ｆ８）をＲＡＭに格納する。データ（ａ７〜ｆ７）を呼び出し、両者の差をレジストズレ量としてＣＰＵにフィードバックし、レーザ発光タイミングを調整する。さらにｎ１秒後に同じ動作を繰り返す。
このようにすることで、データ蓄積量を大幅に削減でき、ＲＡＭも小さな容量のもので対応出来るので、省エネになる。また、演算も容易になるので、処理時間を短縮可能で、装置の生産性の向上を図ることができる。
［表４］

［第５の形態例］
また、表５に示すようにレジスト補正量の閾値ｑを設定する。例えば２０μｍを閾値に設定し、前回サンプルデータ（ａ１０〜ｆ１０）とし、ｎ１秒後のデータ（ａ１１〜ｆ１１）との差をみて、２０μｍより大きいときはレジスト補正を行い、２０μｍ以下のときはレジスト補正を行わない。そのときの格納するデータとしては、レジスト調整を行ったときは最新のデータを、行わなかったときは１つ前のデータを格納する。
このようにすることで、データの蓄積量も大幅に削減でき、ＲＡＭも小さな容量のもので対応できるので、省エネになりコストパフォーマンスも向上する。
［表５］

また、第１〜第５の形態例において、位置データ採取の時間間隔を変更できるようにしておく。ポリゴンミラーの回転開始とともに温度が上昇し、樹脂ハウジングに熱が伝わって熱変形して光学素子の位置が変化して走査線ズレが起こっている。そのためポリゴンミラーの回転初期に温度変化が大きくなり、走査線位置も大きく動く。ある一定の温度までくると温度上昇は鈍り、最終的に飽和温度に達する。したがってデータ採取間隔としては、ポリゴンモータ回転開始直後は短くしておき、時間経過にしたがって長くなるように設定する。
前記のデータ採取間隔の設定の仕方として、変化量で決めていく。例えば、変化量が１０μｍ以下ときは５ｓｅｃ間隔、２０μｍ以下ときは３ｓｅｃ間隔、５０μｍ以下ときは１ｓｅｃ間隔、５０μｍ以上ときは０．１ｓｅｃ間隔などと設定する。採取されたデータは上述したのと同様にフィードバックされ、格納される。
データ採取間隔変更を決めるトリガーとして、樹脂ハウジングにサーミスタを設置する。サーミスタはポリゴンミラー近傍に設置する。サーミスタが測定する温度が一定の温度に達したとき、信号が装置に送られ、データ採取間隔を変更させる。設定温度は１つでも良いし、複数個設定しても良い。

図６は、サーミスタを用いたデータ採取間隔変更の処理を示すフローチャートである。
画像形成装置立ち上げ時の温度を記憶させておき、装置が稼働している状態での温度を逐次測定し（Ｓ４０）、ＲＡＭに格納する（Ｓ４１）。温度モニターによって演算処理を行い（Ｓ４２）、立ち上げ時との温度差がある一定温度になったときに（Ｓ４３でＹｅｓ）、信号が装置に送られ、データ採取間隔を変更させる（Ｓ４４）。その後のさらにサーミスタにより温度を監視して、また温度が閾値を超えたときにデータ採取間隔を変更する。装置稼動中はこの動作を繰り返す。
このようにすることで、データ採取間隔も適当に選択でき、ＲＡＭも小さな容量の物で対応できるので省エネになる。また、画像形成中にも補正動作ができるので、生産性を確保しつつ良好な画像を得ることができる。

光検出手段で調整されるのは光走査装置部が要因となるレジストズレの補正だけであるので、全てのレジスト補正にはレジスト検出手段による補正が必要である。サーミスタが、例えば転写部などが原因の色ずれが発生する温度などを設定しておき、その温度を一定時間保持したときにレジストズレ検出手段が動作するようにしておく。
機内温度上昇により光書込み装置以外の要因で色ずれが起こってもレジスト補正できるので良好な画像を得ることができる。また、装置のダウンタイムを短くできるので、生産性の低下も最小限に抑えることができる。
また、画像形成装置に冷却手段を設けておき、サーミスタの温度が設定値を超えて上昇した場合、電源オンとなるようにしておく。逆に設定温度よりも下がった場合はオフになるようにしておく。設置位置は、光検出手段近傍を冷却できるようにしておく。直接風が当たらなくても、ダクト等で風が流れるようにしておく。こうすることで樹脂歪の影響が小さくなり、光検出手段の位置が安定する。
さらに、待機時などで温度上昇しない場合など冷却手段をオフにして、省エネや騒音低下に貢献することができる。また、画像形成中にも補正動作ができるので、生産性を確保しつつ良好な画像を得ることができる。さらに、光検出手段の位置変動が抑えられ、色ズレのない良好な画像を得ることができる。

本発明の光検出手段における同期センサを示す模式図。本発明の画像形成装置に係るレジストズレ検出手段によるレジストズレ検出を説明する図。画像形成装置の電源投入時にレジスト補正をする場合の処理を説明するフローチャート。１００枚連続通紙した後にレジスト補正をする場合の処理を説明するフローチャート。さらに別の態様を示すフローチャート。サーミスタを用いたデータ採取間隔変更の処理を示すフローチャート。本発明の画像形成装置の構成の概要を説明する図。図７の光走査装置をより詳細に説明する図。光走査装置の要部を説明する概略構成図。光検出手段を詳細に説明する概略構成図。

符号の説明

１同期センサ、２同期センサ、３光ビーム、４光ビーム、５〜１３トナー像、３０ハウジング、５０光検出手段、５１感光体ドラム、５２ポリゴンミラー、５３駆動ローラ、５４従動ローラ、５５転写ベルト、５７光源ユニット、５９シリンドリカルレンズ、６１可動ミラーモジュール、６３走査レンズ、６４走査レンズ、６５ミラー、６６ミラー、７０回転軸、７１穴、７２シリンダレンズ、７６モータ、７９検知器、８０対物レンズ、８１ＣＣＤエリアセンサ、１０２Ｙ帯電チャージャ、１０３Ｙ現像ローラ、１０４Ｙトナーカートリッジ、１０５Ｙクリーニングケース、１０２帯電チャージャ、１０７給紙トレイ、１０８給紙コロ、１０９レジストローラ対、１１０定着ローラ、１１１排紙トレイ、１１２排紙ローラ対、１００光走査装置、１１１フォトダイオード、１１２フォトダイオード、１１３穴、１１４、ボス、１１５走査線、１１６走査線、１１９穴、１２０ネジ

Claims

複数の光源手段からの光ビームを偏向する偏向手段と、偏向された前記光ビームにより複数の像担持体に潜像を結像する結像手段と、前記光ビームの副走査方向位置を検出する光検出手段と、から構成された光走査装置と、
前記結像手段により前記像担持体上に結像された前記潜像を転写体上に現像した画像情報からレジストズレ量を検出するレジストズレ検出手段と、
前記レジストズレ検出手段による検出結果及び前記光検出手段によって検出された前記光ビームの副走査方向位置に基づいて前記レジストズレ量を前記光ビームの出射タイミングを変化させることで補正するレジスト補正手段と、を備えた画像形成装置において、
前記レジスト補正手段による補正時は、前記光検出手段によって検出された前記光ビームの副走査方向位置を用いないことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記レジスト補正手段による補正後は、前記光検出手段により検出された前記光ビームの位置を検出基準とすることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記光検出手段によって検出される前記偏向手段の各反射面で反射される各光ビームの副走査方向位置を前記偏向手段が２回転以上する一定期間内に採取・格納する記憶手段を備え、格納された前記副走査方向位置を前記反射面毎に平均化して前記レジスト補正手段にフィードバックすることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記光検出手段によって検出される前記偏向手段の各反射面の内、少なくとも１つを除いた反射面で反射される各光ビームの副走査位置の副走査方向位置を採取・格納する記憶手段を備え、格納された前記副走査方向位置を平均化して前記レジスト補正手段にフィードバックすることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記光検出手段によって検出される前記偏向手段の１つの反射面で反射される光ビームの副走査方向位置を採取・格納する記憶手段を備え、格納された前記副走査方向位置を平均化して前記レジスト補正手段にフィードバックすることを特徴とする画像形成装置。
請求項３乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記光検出手段に検出された前記副走査方向位置を所定のタイミングで採取・格納し、平均化して前記レジスト補正手段にフィードバックすることを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記光検出手段によって検出される副走査方向位置が所定の閾値を超えたときに走査位置を変化させることを特徴とする画像形成装置。
請求項７に記載の画像形成装置において、
前記光検出手段によって検出される副走査方向位置を採取する間隔を、前記偏向手段の回転開始から一定時間経過後は、時間経過とともに長くすることを特徴する画像形成装置。
請求項７の画像形成装置において、
前記光検出手段によって検出される副走査方向位置を採取する間隔を、検出される前記副走査方向位置の変化量が小さくなるとともに長くすることを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記偏向手段近傍にサーミスタを設け、該サーミスタにより検出される温度が一定温度に到達したときに、前記光検出手段によって検出される副走査方向位置を採取する間隔を変更することを特徴とする画像形成装置。
請求項１０に記載の画像形成装置において、
前記偏向手段の回転開始前後の前記サーミスタにより検出される温度を比較した結果に従い、前記光検出手段によって検出される副走査方向位置を採取する間隔を変更することを特徴とする画像形成装置。
請求項１０又は１１に記載の画像形成装置において、
前記サーミスタにより検出される温度が所定温度に達したとき、前記レジストズレ検出手段が動作することを特徴とする画像形成装置。
請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記光走査装置を冷却する冷却手段を備え、前記サーミスタにより検出される温度が所定温度に達したとき、前記冷却手段をオンすることを特徴とする画像形成装置。
請求項１３に記載の画像形成装置において、
前記冷却手段は、少なくとも前記光検出手段を冷却することを特徴とする画像形成装置。