JP2009126110A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転多面鏡のジッターや反射面精度ばらつきの影響を受けにくく、比較的に短時間で複数レーザ間の変調開始タイミングの相対差を測定する。
【解決手段】複数の光源は、主走査方向で先行する光ビームを射出する第１光源と、主走査方向で後行する光ビームを射出する第２光源を含む。偏向手段は、複数の光源から各々射出された光ビームを反射面で反射させる。受光手段は、偏向手段によって偏向走査された光ビームの走査範囲内に配設され、光ビームを受光していた時間に相当する長さの検出信号を出力する。計測手段は、検出信号の継続時間を計測する。差分算出手段は、第１光源のみを点灯させたときに計測手段により計測された第１継続時間と、第１光源及び第２光源を点灯させたときに計測手段により計測された第２継続時間との差分を算出する。補正手段は、算出された差分に応じて複数の光源における変調の開始タイミングを補正する。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の光源を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、画像データに基づいて変調したレーザビームにより感光体上を走査及び露光して静電潜像を形成し、現像、転写、定着などの複数工程を得て所望の画像をプリントする。このような、電子写真方式においては、静電潜像を感光体上の所望の位置に形成することが、品質の観点から重要である。一般に、画像形成装置は、静電潜像を感光体上の所望の位置に形成させるために、走査線上の画像形成領域外に設けられたＢＤ（ビームディテクト）センサで、レーザビームを検出し、その検出信号を基にレーザビームの変調開始タイミングを制御している。

近年、高速化の要求に伴い、レーザを複数備えた画像形成装置が提案されている。一度に複数のレーザビームを照射することで、複数ラインを同時に形成できるため、画像形成速度の高速化を図ることができる。

ところで、複数のレーザを使用すると、上述したＢＤセンサから出力される検出信号に問題が生じることがある。１つのレーザを使用するときは、ＢＤセンサには１本のレーザビームが入射するため、検出信号も１つ出力される。また、複数のレーザを使用する場合であっても、個々のレーザビームが主走査方向において十分に離れて移動するのであれば、単一のＢＤセンサによって各レーザビームに対応した検出信号が分離された状態で出力される。

しかしながら、個々のレーザビームが主走査方向において近接して移動すると、複数のレーザビームがほとんど同時にＢＤセンサに入射するため、単一の検出信号しか出力されない。これでは、検出信号に基づいて、各レーザの変調開始タイミングを調整することができない。

この問題を解決すべく、特許文献１によれば、変調開始タイミングを補正する技術が提案されている。なお、変調開始タイミングは、感光体上での画像の書き出しタイミングと呼ばれることもある。まず、連続する２回の主走査でＢＤセンサに基準レーザビームのみを入射させ、ＢＤセンサから連続して出力される２つのＢＤ信号の時間間隔が測定される。さらに、連続する２回の主走査のうち１回目の主走査ではＢＤセンサに基準レーザビームを入射させ、２回目の主走査では比較対象レーザビームをＢＤセンサに入射させ、連続した２つのＢＤ信号の時間間隔が測定される。そして、得られた２つの時間間隔に基づいて比較対象レーザの各回の主走査における変調開始タイミングが補正される。

しかしながら、現在の技術では、回転多面鏡の回転速度を正確に一定に維持することは困難である。さらに、回転多面鏡が備える各反射面の大きさや回転軸に対する傾きをすべての反射面で同一に加工するのも極めて困難である。よって、連続する２回の主走査で時間間隔を測定したのでは、測定結果にばらつきが生じてしまうだろう。

この課題を解決するために、特許文献２によれば、回転多面鏡の同一の反射面でのみ時間間隔の測定を行ったり、複数回にわたり測定された複数の時間間隔の平均値を用いて補正値を求める技術が提案されている。
特開平１１−２０８０２３号公報 特開２００３−２６６７６４号公報

しかし、２つのＢＤ信号の時間間隔（周期）を測定する方法では、ＢＤ信号の周期に比べて、複数レーザ間の変調開始タイミングの相対差はかなり短い時間であるため、回転多面鏡のジッターや回転多面鏡の反射面精度ばらつきの影響を受けやすくなる。この影響を軽減するには、十分に平均化するために測定回数を多く取らなければならなくなり、測定に要する時間が長くなってしまう。

そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。例えば、本発明は、回転多面鏡のジッターや反射面精度ばらつきの影響を受けにくく、比較的に短時間で複数レーザ間の変調開始タイミングの相対差を測定することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。

本発明の画像形成装置は、例えば、複数の光源、偏向手段、受光手段、計測手段、差分算出手段および補正手段とを含むことを特徴とする。複数の光源は、主走査方向で先行する光ビームを射出する第１光源と、主走査方向で後行する光ビームを射出する第２光源とを少なくとも含む。偏向手段は、複数の光源から各々射出された光ビームを反射面で反射させることで偏向走査を行う。受光手段は、偏向手段によって偏向走査された光ビームの走査範囲内に配設され、光ビームを受光していた時間に相当する長さの検出信号を出力する。計測手段は、検出信号の継続時間を計測する。差分算出手段は、第１光源のみを点灯させたときに計測手段により計測された第１継続時間と、第１光源及び第２光源を点灯させたときに計測手段により計測された第２継続時間との差分を算出する。補正手段は、算出された差分に応じて複数の光源における変調の開始タイミングを補正する。

本発明によれば、光ビームを受光していた時間に相当する長さの検出信号の継続時間を利用しているため、回転多面鏡のジッターや反射面精度ばらつきの影響を受けにくくなる。それゆえ、長時間にわたる平均処理も省略できるため、比較的に短時間で複数レーザ間の変調開始タイミングの相対差を取得することが可能となる。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の露光制御部１１３の一例を示す図である。露光制御部１１３は、レーザユニット１０４、ポリゴンミラー１０６、ポリゴンモータ１０７、fθレンズ１０８、折り返しミラー１１１、反射ミラー１０９、ビーム検出部１１０などを備えている。なお、レーザユニット１０４は、レーザ駆動部１０２、半導体レーザ１０３、コリメータレンズ１０５を備えている。

レーザ駆動部１０２は、本体制御部１０１から出力された画像データに応じた駆動信号を半導体レーザ１０３へ供給することで、半導体レーザ１０３を駆動する回路である。半導体レーザ１０３は、複数の発光点として、発光点Ａと発光点Ｂを備えている。半導体レーザ１０３は、複数の光源の一例である。

発光点Ａ、Ｂのそれぞれは、レーザ駆動部１０２により独立して駆動され、レーザビーム１１４、レーザビーム１１５をそれぞれ発生し射出する。発光点Ａは、主走査方向で先行する光ビームを射出する第１光源の一例である。また、発光点Ｂは、主走査方向で後行する光ビームを射出する第２光源の一例である。また、レーザビーム１１４は、第１光源から射出される第１光ビームの一例である。レーザビーム１１５は、第２光源から射出される第２光ビームの一例である。

半導体レーザ１０３は、例えば、複数の発光点がマトリクス上に配置されたＶＣＳＥＬ（垂直共振器端面発光レーザ）などであってもよい。なお、ビーム検出部１１０の受光面上で、レーザビーム１１４は、レーザビーム１１５よりも先行して走査する。反対に、レーザビーム１１５は、レーザビーム１１４よりも後行して走査する。よって、半導体レーザ１０３は、主走査方向で先行する光ビームを射出する第１光源と、前記主走査方向で後行する光ビームを射出する第２光源とを少なくとも含む複数の光源の一例である。

コリメータレンズ１０５は、半導体レーザ１０３から射出されたそれぞれのレーザビームを所定のビーム径に変換する光学部品である。ポリゴンミラー１０６は、複数の反射面を備えた回転多面鏡の一例である。ポリゴンミラー１０６は、所定のビーム径に変換されたレーザビームを感光体ドラム１１２へ照射すべく、回転しながらレーザビームを偏向走査する。このようにポリゴンミラー１０６は、複数の光源から各々射出された光ビームを反射面で反射させることで偏向走査を行う偏向手段の一例である。

ポリゴンモータ１０７は、ポリゴンミラー１０６の回転制御を行うモータである。fθレンズ１０８は、ポリゴンミラー１０６により反射されたレーザビームを結像するための光学部品である。折り返しミラー１１１は、fθレンズ１０８を通過したレーザビームを感光体ドラム１１２の表面に導くための光学部品である。反射ミラー１０９は、ビーム検出部１１０にレーザビームを導くための光学部品である。レーザビームの１つの走査周期には、画像形成区間と非画像形成区間とが含まれている。画像形成区間は、感光体ドラム１１２の所定領域をレーザビームが露光している区間である。一方、非画像形成区間は、レーザビームが画像の形成に使用されない区間であり、この区間には、レーザビームがビーム検出部１１０を露光している時間も含まれている。

ビーム検出部１１０は、反射ミラー１０９により反射されたレーザビームを検出し、検出信号を本体制御部１０１に出力する。図１からわかるように、ビーム検出部１１０は、ポリゴンミラー１０６によって偏向走査されたレーザビームの走査範囲内に配設されている。また、ビーム検出部１１０は、レーザビームを受光していた時間に相当する長さの検出信号を出力する一種の受光手段である。ビーム検出部１１０は、例えば、フォトディテクターなどにより実現できる。

本体制御部１０１は、一般に、検出信号の周期を検知し、その周期が所定の周期となるようにポリゴンモータ１０７に加速信号や減速信号を出力することにより回転を制御する。一方、本実施形態の本体制御部１０１は、第１光源のみを点灯させたときの第１継続時間と、第１光源及び第２光源を点灯させたときの第２継続時間との差分を算出し、差分に応じて複数の光源における変調の開始タイミングを補正する。よって、本体制御部１０１は、検出信号の継続時間を計測する計測手段、差分算出手段および補正手段の一例である。

ポリゴンモータ１０７は、本体制御部１０１の制御に基づきポリゴンミラー１０６を駆動する。また、一般に、本体制御部１０１は、画像形成時にビーム検出部１１０でレーザビーム１１４を検出したタイミングを基準として、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の画像形成タイミングを決定する。

図２Ａは、半導体レーザ１０３における発光点Ａと発光点Ｂの配置関係の一例を示す図である。図２Ｂは、感光体ドラム１１２の表面上におけるレーザビーム１１４とレーザビーム１１５との位置関係を示す図である。ここでは、一例として、画像形成装置の解像度を６００ｄｐｉとする。

発光点Ａから出力されたレーザビーム１１４のビームスポット２０１の軌跡と発光点Ｂから出力されたレーザビーム１１５のビームスポット２０２の軌跡との間隔（副走査間隔ｄｓ）には、製造バラツキが存在する。同様に、発光点から感光体ドラム面上までの光路上にあるレンズやミラーも製造バラツキを持つ。これらは、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の感光体ドラムの面上での相対距離に影響を与える。さらに、発光点Ａからのレーザビーム１１４と発光点Ｂからのレーザビーム１１５には、波長の差がある。これによりこれらのレーザビーム間には、レンズ透過時の屈折率に差が生じ、感光体ドラム面上での相対距離に影響を及ぼす。これらの要因で起こるレーザビーム１１４とレーザビーム１１５の相対距離のバラツキを調整し、感光体ドラム面上でレーザビーム１１４とレーザビーム１１５の副走査間隔ｄｓを６００ｄｐｉの解像度に相当する４２．３μｍにする。バラツキを調整するためには、図２Ａにおける紙面を回転平面として半導体レーザ１０３を回転する。なお、半導体レーザ１０３の回転は、画像形成装置の解像度を切り替えるために実行されることもある。この場合、第１光源から射出される第１光ビームと第２光源から射出される第２光ビームとの受光手段上での距離ｄｍが変更されることになる。

このように、半導体レーザ１０３の回転調整した後での感光体ドラム面上でのレーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向の距離ｄｍは、上記の理由により一定ではない。レーザビーム１１４の変調開始タイミングをレーザビーム１１４の検出信号で決定するためには、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向の相対距離ｄｍを測定する必要がある。

図３は、実施形態に係る本体制御部の例示的な機能ブロック図である。クロック発振器３０１は、カウンタ３０２がカウントを行うための基準となる検出クロックを生成する回路である。カウンタ３０２は、検出信号の継続時間を計測する計測手段の一例であり、検出クロックにしたがって検出信号（ＢＤ信号）のパルス幅をカウントする回路である。ＢＤ信号のパルス幅は、ＢＤ信号の継続時間であり、かつ、ビーム検出部１１０が光ビームを受光していた時間に相当する長さである。レーザビームは偏向走査されているため、ビーム検出部１１０の受光面を横切ることになる。よって、レーザビームが受光面を横切るのに要する時間がパルス幅に相当する。メモリ３０３は、カウンタ３０２のカウント値（パルス幅）を記憶する記憶回路である。演算部３０４は、発光点Ａのみを点灯させたときに計測されたパルス幅と、発光点Ａ、Ｂを点灯させたときに計測されたパルス幅との差分を算出する回路である。補正部３０５は、算出された差分に応じて複数の発光点におけるそれぞれの変調開始タイミングを補正する回路である。

図４Ａは、発光点Ａだけを点灯したときのＢＤ信号、検出クロックおよびカウンタ値の一例を示す図である。図からわかるように、レーザビーム１１４がビーム検出部１１０の受光面を横切る時間に応じたパルス幅のＢＤ信号が出力される。カウンタ値は、このパルス幅に相当し、図の例では、４となっている。

図４Ｂは、発光点Ａ及びＢだけを点灯したときのＢＤ信号、検出クロックおよびカウンタ値の一例を示す図である。ここでは、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５とのビーム検出部１１０上での距離ｄｍ’が、ビーム検出部の主走査方向における幅ｄｘよりも短くなるように、発光点Ａと発光点Ｂとが配置されている。よって、ＢＤ信号は、レーザビーム１１４に対応したパルスとレーザビーム１１５に対応したパルスとが１つに合体した信号となっている。なお、このときのパルス幅は、図４Ｂによれば、７となっている。なお、幅ｄｘは、ビーム検出部１１０の受光面上においてレーザビームのビームスポットが通過する軌跡の長さである。

図５は、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離の測定方法の例示的なフローチャートである。不図示の操作部から測定が指示されるなど、プログラム上で予め定められたタ条件が満たされると、本体制御部１０１は、動作モードを測定モードに移行させる。

ステップＳ５０１で、本体制御部１０１は、ポリゴンモータ１０７を画像形成時のスピードと同じスピードで回転させる。ステップＳ５０２で、ポリゴンモータ１０７の回転スピードが安定したら、本体制御部１０１はレーザユニット１０４のレーザ駆動部１０２へ発光点Ａの発光指示を送出する。この指示を受信したレーザ駆動部１０２は、所定の駆動電流を通電させることで半導体レーザ１０３の発光点Ａを発光させる。この場合、図４Ａが示すように、レーザビーム１１４がビーム検出部１１０に入射し、ＢＤ信号が出力される。

ステップＳ５０３で、本体制御部１０１のカウンタ３０２は、入力されたＢＤ信号のパルス幅を検出クロックにしたがってカウントする。これにより、発光点Ａに関するパルス幅が測定される。ステップＳ５０４で、本体制御部１０１は、カウンタ３０２がカウントしたカウント値をパルス幅データａとしてメモリ３０３に格納する。本実施形態ではパルス幅データａは“４”である。なお、パルス幅データａは、第１光源のみを点灯させたときに計測手段により計測された第１継続時間の一例である。

ステップＳ５０５で、本体制御部１０１は、レーザユニット１０４のレーザ駆動部１０２へ発光点Ａと発光点Ｂの発光指示を送出する。この指示を受信したレーザ駆動部１０２は、所定の駆動電流を通電させることで半導体レーザ１０３の発光点Ａ及びＢを発光させる。この場合、図４Ｂが示すように、発光点Ａと発光点Ｂから出射されるレーザビーム１１４とレーザビーム１１５がビーム検出部１１０に入射したタイミングでＢＤ信号が出力される。本実施形態では、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離ｄｍ’よりもビーム検出部１１０の主走査方向における幅ｄｘのほうが長い。よって、ＢＤ信号は単一のパルスとして出力される。

ステップＳ５０６で、カウンタ３０２は、入力されたＢＤ信号のパルス幅を検出クロックにしたがってカウントする。これにより、発光点Ａ及びＢに関するパルス幅が測定される。ステップＳ５０７で、本体制御部１０１は、カウンタ３０２がカウントしたカウント値をパルス幅データｂとしてメモリ３０３に格納する。本実施形態ではパルス幅データｂは“７”である。なお、パルス幅データｂは、第１光源及び前記第２光源を点灯させたときに計測手段により計測された第２継続時間の一例である。

ステップＳ５０８で、本体制御部１０１の演算部３０４は、メモリ３０３からパルス幅データａとパルス幅データｂを読み出し、これらの差分を算出する。演算部３０４は、差分算出手段として機能している。ステップＳ５０９で、演算部３０４は、算出した差分を差分データｃとしてメモリ３０３に格納し、測定モードを終了する。本実施形態では、データｃは“３”である。

このデータｃが、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向の相対距離に対応したデータとなる。この相対距離の測定は、電源投入時、画像形成の直前、複数枚をプリントしたときの紙間、画像形成中など、どのようなタイミングで行ってもよい。

本体制御部１０１の補正部３０５は、算出された差分のデータｃに応じて複数の発光点における変調の開始タイミング（書き出しタミング／発光タイミング）を補正する。この補正処理の具体例を以下で説明する。算出された差分が、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向の相対距離に対応した時間間隔であることは、すでに説明した通りである。

図６は、データｃを基に画像形成を行うときの変調開始タイミング（レーザ発光タイミング）の一例を示す図である。図６には、ＢＤ信号、発光点Ａの発光タイミング及び発光点Ｂの発光タイミングが例示されている。

図６によれば、ビーム検出部１１０をレーザビーム１１４が通過する直前に発光点ＡはＡＰＣ発光を始める。ＡＰＣ発光とは、発光点Ａから出力されるレーザビーム１１４の光量が目標光量となるように制御するための発光をいう。なお、ＡＰＣは、オートパワーコントロールの略である。

レーザビーム１１４がビーム検出部１１０の受光面を通過しているときに、ビーム検出部１１０がＢＤ信号を出力する。そのＢＤ信号の出力タイミング（パルスの立下り）を基準として、本体制御部１０１の補正部３０５は、発光点Ａの発光タイミングを決定する。例えば、補正部３０５は、パルスの立下りから発光開始までの時間Ｌａを読み出し、パルスの立下りが検出されてから時間Ｌａが経過するまで待機し、時間Ｌａが経過すると発光点Ａの発光を開始させる。さらに、補正部３０５は、相対距離のデータｃを補正値Ｌｃとしてメモリ３０３から読み出し、発光点ＡよりもＬｃだけ遅れて発光点Ｂによる画像形成（レーザビームの変調）を開始する。このとき、パルスの立下りから発光点Ｂの発光開始までの時間はＬｂとなり、Ｌｂ＝Ｌａ＋Ｌｃとなる。

このように、発光点Ａと発光点Ｂとの間隔が狭く、両者を同時に転倒すると単一のＢＤ信号しか出力されない場合であっても、本実施形態では、両者の変調開始タイミングを決定することができる。その際には、ＢＤ信号の周期を検出するのではなく、発光点Ａのみを点灯したときのＢＤ信号のパルス幅と、発光点Ａ、Ｂを点灯したときのＢＤ信号のパルス幅を検出することで、レーザビーム１１４と１１５との主走査方向における相対距離が得られる。

図７は、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離がビーム検出部の主走査方向の幅よりも長いときの一例を示す図である。既に説明したように、解像度を切り替えるために、半導体レーザ１０３を回転させると、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離ｄｍ’が変更される。その結果、ｄｍ’＞ｄｘとなる。

この場合、図７からわかるように、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５を検出することで出力されるＢＤ信号は、もはや単一のパルスではなくなる。すなわち、２つのパルスが出力されることになる。このような場合であっても、上述した実施形態に係る発明を適用するには、２つのパルスをあたかも１つのパルスのように見せかければよい。

その一方法が、レーザビーム１１４によりＢＤ信号が出力された直後にマスク信号を生成することである。カウンタ３０２は、マスク信号がHIGHの間はＢＤ信号の立ち上がりを検知しないようにする。これにより、レーザビーム１１４により出力されるＢＤ信号の立ち上がりではカウンタ３０２のカウントが停止することはない。すなわち、カウンタ３０２は、レーザビーム１１５により出力されるＢＤ信号の立ち上がりまでカウントを継続できる。このように、マスク信号を採用することで、１つのパルスをあたかも１つのパルスのように扱うことが可能となる。

ただし、マスク信号を採用するには、マスク信号の継続時間（パルス幅）を適切な値にする必要がある。例えば、マスク信号の継続時間は、予め工場出荷時に決定された固定値としてもよい。すなわち、工場出荷時に１つめのＢＤ信号の継続時間を測定しておき、この継続時間にマージン（余裕時間）を加えた時間を、マスク信号の継続時間とする。余裕時間は、１つめのＢＤ信号の継続時間が変動したとしても、カウンタ３０２が１つめのＢＤ信号の立ち上がりを検出しないような時間に設定される。ただし、２つのＢＤ信号の立ち上がりを検出できるよう、マスク信号の継続時間が長すぎないようにする。これは、工場出荷時の測定結果から経験的に決定されてもよいし、画像形成装置の設計時に理論的に決定されてもよい。

また、本体制御部１０１は、レーザビーム１１４に対応した１つ目のＢＤ信号の立ち上がりを検出したことをトリガとして、マスク信号の出力を解除してもよい。

図８は、実施形態に係る本体制御部の例示的な機能ブロック図である。図３と比較するとわかるように、マスク信号を発生するマスク部８０１が追加されている。マスク部８０１は、ＢＤ信号を監視しており、１つめのＢＤ信号のパルスの立下りが入力されると、マスク信号を生成する。また、マスク部８０１は、所定時間の経過又は１つめのＢＤ信号のパルスの立ち上がりを検出すると、マスク信号の出力を解除する。これによって、マスク部８０１の後段に配置されたカウンタ３０２が、１つめのＢＤ信号のパルスの立ち上がりを検出してカウントを停止してしまうことを抑制できる。

ここで、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離ｄｍ’がＢＤセンサの主走査方向の幅ｄｘよりも広い（長い）ときの測定方法について説明する。

図９は、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離の測定方法を示す例示的な他のフローチャートである。図５と比較すると、図７では１回の走査でデータａ、ｂ、ｃを測定する点が異なる。

ステップＳ９０１で、本体制御部１０１は、ポリゴンモータ１０７を画像形成時のスピードと同じスピードで回転させる。ステップＳ９０２で、本体制御部１０１は、レーザユニット１０４のレーザ駆動部１０２へ発光点Ａと発光点Ｂの発光指示を送出する。この指示を受信したレーザ駆動部１０２は、所定の駆動電流を通電させることで半導体レーザ１０３の発光点Ａ及びＢを発光させる。この場合、図７が示すように、２つのＢＤ信号がビーム検出部１１０から出力される。

ステップＳ９０３で、カウンタ３０２は、１つ目のＢＤ信号のパルス幅を検出クロックにしたがってカウントする。すなわち、カウンタ３０２は、１つ目のＢＤ信号の立ち下がりを検出するとカウントを開始する。本体制御部１０１は、１つ目のＢＤ信号の立ち下がりを検出すると、そのときのカウント値を読み出し、それをパルス幅データａとする。なお、カウンタ３０２は、１つ目のＢＤ信号の立ち下がりを検出してもカウントを停止しないように、本体制御部１０１によって制御されている。ステップＳ９０４で、本体制御部１０１は、パルス幅データａをメモリ３０３に格納する。本実施形態によれば、パルス幅データａは“４”である。

ステップＳ９０５で、カウンタ３０２は、１つ目のＢＤ信号におけるパルスの立ち下がりから２つ目のＢＤ信号におけるパルスの立ち上がりまでの時間を計測する。すなわち、カウンタ３０２は、２つ目のＢＤ信号におけるパルスの立ち上がりを検出するとカウントを停止し、そのときのカウント値をパルス幅データｂとする。ステップＳ９０６で、本体制御部１０１は、パルス幅データｂをメモリ３０３に格納する。本実施形態によれば、データｂは“１０”である。

ステップＳ９０７で、演算部３０４は、メモリからパルス幅データａとパルス幅データｂとの差分を算出する。この、差分をデータｃとする。ステップＳ９０８で、演算部３０４は、データｃをメモリ３０３に格納し、測定モードを終了する。本実施形態によれば、データｃは“６”である。

このデータｃがレーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向の相対距離に対応した補正値のデータとなる。この測定は、電源投入時、画像形成の直前、複数枚プリントしたときの紙間、画像形成中など、どのタイミングで行ってもよい。

このようにして測定したパルス幅データａとデータｃを用いることで、発光点Ａと発光点Ｂの各変調開始タイミングを補正することができる。パルス幅データａとデータｃを用いた補正方法は、図６を用いて説明したとおりなので、ここでは説明を省略する。

ところで、通常、ポリゴンミラー１０６の面精度やポリゴンモータ１０７の回転精度はかなり高い。仮に、ポリゴンミラー１０６の面精度が０．１％で、ポリゴンモータ１０７の回転精度が０．１％であったとする。また、レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離が、解像度が６００ｄｐｉのときに１０画素であったとする。この条件での誤差は、最大でも、０．８４６μｍであり、人間の視認限界を超えるレベルである。

１０×０．０００１×２
＝０．０２画素
＝０．８４６μｍ
しかし、ポリゴンミラー１０６の面精度やポリゴンモータ１０７の回転精度を落としてコストダウンを図りたい場合、パルス幅データａ，ｂにばらつきが生じるため、これらの測定を複数回行い、演算部３０４がそれぞれの平均値を算出してもよい。すなわち、演算部３０４が平均化手段として機能してもよい。これにより、測定データの精度を上げることが可能となる。なお、本実施形態では、従来技術と比較し、ポリゴンミラーのジッターや反射面精度のばらつきの影響を受けにくい測定方法を採用しているため、平均値を算出するためのサンプル数の数を減らすことが可能であり、結果として平均化の処理時間を短縮できる。

また、本体制御部１０１は、ポリゴンミラー１０６が備える同一の反射面を利用して、パスル幅データａ、ｂをそれぞれ計測してもよい。これにより、反射面には、製造ばらつきが存在するため、反射面ごとにＢＤ信号のパスル幅が異なってしまう。よって、同一の反射面を利用して測定を実行すれば、反射面の製造ばらつきの影響を軽減できよう。なお、同一の反射面を特定するには、ポリゴンモータ１０７にエンコーダを取り付けることで、基準となる反射面がホームポジションに位置するごとに基準信号を本体制御部１０１に出力すればよい。

本体制御部１０１は、パルス幅データａ，ｂの計測が実行される際に、レーザビームの走査速度を一定に維持することが望ましい。測定中に走査速度が変更されてしまうと、正確なパルス幅データを取得できないからである。

また、本体制御部１０１は、パルス幅データａ，ｂの計測が実行される際のレーザビームの走査速度を画像形成時の走査速度よりも低下させてもよい。走査速度を低下させることで、パルス幅データの測定精度を向上することができる。なお、計測時の走査速度は、例えば、画像形成時の走査速度の１／２〜１／８程度である。ただし、パルス幅データは反対に長くなってしまうため、計測された値を除算する必要がある。例えば、走査速度を１／２にしたときは、計測されたパルス幅データも１／２にする必要がある。

以上説明したように、本実施形態によれば、レーザビームを受光していた時間に相当する長さのＢＤ信号の継続時間（パルス幅）を利用しているため、回転多面鏡のジッターや反射面精度ばらつきの影響を受けにくくなる。それゆえ、長時間にわたる平均処理も省略できるため、比較的に短時間で複数レーザ間の変調開始タイミングの相対差を取得することが可能となる。

また、発光点Ａから射出されるレーザビーム１１４と発光点Ｂから射出されるレーザビーム１１５との受光手段上での距離ｄｍ’が受光手段の主走査方向における幅ｄｘよりも短くなるように、発光点Ａと発光点Ｂとが配置されてもよい。ただし、この場合は、レーザビーム１１４に対応したＢＤ信号のパルスとレーザビーム１１５に対応したＢＤ信号のパルスとが単一のパルスへと合体してしまう。よって、カウンタは、それぞれ異なる走査周期において、パルス幅データａと、パルス幅データｂを計測すればよい。

解像度を切り替えるために半導体レーザ１０３を回転させることがある。この場合、発光点Ａから射出されるレーザビーム１１４と発光点Ｂから射出されるレーザビーム１１５との受光手段上での距離ｄｍ’が受光手段の主走査方向における幅ｄｘよりも短くなるように、発光点Ａと発光点Ｂとが配置されてしまう。この場合、レーザビーム１１４に対応したＢＤ信号のパルスとレーザビーム１１５に対応したＢＤ信号のパルスとが、時間的に分離されて出力される。よって、カウンタは、同一の走査周期において、パルス幅データａとパルス幅データｂとを計測することができる。

半導体レーザ１０３を回転させたときにカウンタ３０２が誤動作しないようにするために、マスク部８０１が追加されてもよい。マスク部８０１は、レーザビーム１１４に対応してＢＤ信号の出力が開始されると、レーザビーム１１５に対応してＢＤ信号の出力の開始をマスクするためのマスク信号を出力する。これにより、カウンタ３０２が、１つ目のＢＤ信号の立ち上がりを検出して停止してしまうことを抑制できる。

実施形態に係る画像形成装置の露光制御部１１３の一例を示す図である。 半導体レーザ１０３における発光点Ａと発光点Ｂの配置関係の一例を示す図である。 感光体ドラム１１２の表面上におけるレーザビーム１１４とレーザビーム１１５との位置関係を示す図である。 実施形態に係る本体制御部の例示的な機能ブロック図である。 発光点Ａだけを点灯したときのＢＤ信号、検出クロックおよびカウンタ値の一例を示す図である。 発光点Ａ及びＢだけを点灯したときのＢＤ信号、検出クロックおよびカウンタ値の一例を示す図である。 レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離の測定方法の例示的なフローチャートである。 データｃを基に画像形成を行うときの変調開始タイミング（レーザ発光タイミング）の一例を示す図である。 レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離がビーム検出部の主走査方向の幅よりも広いときの一例を示す図である。 実施形態に係る本体制御部の例示的な機能ブロック図である。 レーザビーム１１４とレーザビーム１１５の主走査方向における相対距離の測定方法を示す例示的な他のフローチャートである。

符号の説明

１０１ 本体制御部
１０２ レーザ駆動部
１０３ 半導体レーザ
１０４ レーザユニット
１０５ コリメータレンズ
１０６ ポリゴンミラー
１０７ ポリゴンモータ
１０８ fθレンズ
１０９ 反射ミラー
１１０ ビーム検出部
１１１ 折り返しミラー
１１２ 感光体ドラム
１１３ 露光制御部
１１４ レーザビーム
１１５ レーザビーム

Claims (10)

1. 主走査方向で先行する光ビームを射出する第１光源と、前記主走査方向で後行する光ビームを射出する第２光源とを少なくとも含む複数の光源と、
   前記複数の光源から各々射出された光ビームを反射面で反射させることで偏向走査を行う偏向手段と、
   前記偏向手段によって偏向走査された光ビームの走査範囲内に配設され、前記光ビームを受光していた時間に相当する長さの検出信号を出力する受光手段と、
   前記検出信号の継続時間を計測する計測手段と、
   前記第１光源のみを点灯させたときに前記計測手段により計測された第１継続時間と、前記第１光源及び前記第２光源を点灯させたときに前記計測手段により計測された第２継続時間との差分を算出する差分算出手段と、
   算出された前記差分に応じて前記複数の光源における変調の開始タイミングを補正する補正手段と
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１光源から射出される第１光ビームと前記第２光源から射出される第２光ビームとの前記受光手段上での距離が前記受光手段の主走査方向における幅よりも短くなるように前記第１光源と前記第２光源とが配置されており、
   前記計測手段は、それぞれ異なる走査周期において、前記第１継続時間と前記第２継続時間とを計測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１光源から射出される第１光ビームと前記第２光源から射出される第２光ビームとの前記受光手段上での距離が前記受光手段の主走査方向における幅よりも長くなるように前記第１光源と前記第２光源とが配置されており、
   前記計測手段は、同一の走査周期において、前記第１継続時間と前記第２継続時間とを計測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置の解像度を切り替えることで、前記第１光源から射出される第１光ビームと前記第２光源から射出される第２光ビームとの前記受光手段上での距離が変更されることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１光ビームに対応して検出信号の出力が開始されると、前記第２光ビームに対応して検出信号の出力の開始をマスクするためのマスク信号を出力するマスク手段をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記計測手段は、
   前記偏向手段が備える同一の反射面を利用して、前記第１継続時間と前記第２継続時間とをそれぞれ計測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記偏向手段は、
   前記第１継続時間と前記第２継続時間との計測が実行される際に、前記光ビームの走査速度を一定に維持することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記偏向手段は、
   前記第１継続時間と前記第２継続時間との計測が実行される際の前記光ビームの走査速度を画像形成時の走査速度よりも低下させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記計測手段は、
   前記第１継続時間と前記第２継続時間とを複数回にわたり計測し、それぞれの平均値を算出する平均化手段
   を備え、
   前記差分算出手段は、前記第１継続時間の平均値と前記第２継続時間の平均値とから前記差分を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 主走査方向で先行する光ビームを射出する第１光源と、前記主走査方向で後行する光ビームを射出する第２光源とを少なくとも含む複数の光源と、
    前記複数の光源から各々射出された光ビームを反射面で反射させることで偏向走査を行う偏向手段と、
    前記偏向手段によって偏向走査された光ビームの走査範囲内に配設され、前記光ビームを受光していた時間に相当する長さの検出信号を出力する受光手段とを含む画像形成装置の制御方法であって、
    前記検出信号の継続時間を計測する計測工程と、
    前記第１光源のみを点灯させたときに前記計測工程において計測された第１継続時間と、前記第１光源及び前記第２光源を点灯させたときに前記計測工程において計測された第２継続時間との差分を算出する差分算出工程と、
    算出された前記差分に応じて前記複数の光源における変調の開始タイミングを補正する補正工程と
    を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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