JP2011148142A

JP2011148142A - 画像形成装置

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Publication number: JP2011148142A
Application number: JP2010009980A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hirano; 雅之平野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-01-20
Also published as: JP5733897B2

Abstract

【課題】回転多面鏡の反射面の特定を簡単な構成で且つ低コストで実現する。
【解決手段】走査周期測定部３０１は、ポリゴンミラー１０２の各反射面に面ＩＤを順に割り当てると共に、ＢＤ信号の出力間隔であるＢＤ周期βを測定し、走査周期記憶部３０２に格納する。補正データ記憶部４０１は、予め測定された各反射面のＢＤ周期αと面倒れ補正データｄａｔａとを対応付けて格納している。ＢＤ周期βとＢＤ周期αとの組み合わせパターンのパターンマッチによって、各面ＩＤの反射面が特定される。反射面が特定されると、各面ＩＤに対して、補正データ記憶部４０１における面倒れ補正データｄａｔａの読み出しアドレスａｄｒｓが設定され、各面ＩＤに設定された読み出しアドレスａｄｒｓに格納されている補正データｄａｔａを用いて、各面ＩＤに対応する反射面に対するレーザ光量が調整される。
【選択図】図１３

Description

本発明は、例えばレーザプリンタや複写機等の、電子写真方式により画像形成処理を行う技術に関する。

レーザプリンタやデジタル複写機等の光走査装置を使用した画像形成装置では、レーザダイオードから射出されたレーザ光を、一定速度で回転しているポリゴンミラーによって反射させることにより、感光ドラム上に走査線が形成される。

このとき、ポリゴンミラーの各反射面の傾きが回転軸に対して等しければ、各反射面により形成される走査線の間隔は一定となる。しかしながら、厳密には、加工精度誤差により面倒れが発生し、ポリゴンミラーの各反射面の傾きが回転軸に対して等しくならない。そのため、各反射面によって形成される感光ドラム上の走査線が副走査方向へのバラツキを持ってしまい、走査線の間隔が一定とはならなくなってしまう。

この走査線のバラツキは、ポリゴンミラーの回転周期で繰り返されるため、画像の濃度むらが周期的に発生し、視覚的に目立ちやすくなる。そこで、ポリゴンミラーの反射面を検知することにより、副走査方向の走査線の間隔のバラツキによる画像の濃度むらを電気的に補正する技術が以前より提案されている（下記特許文献１）。

この従来の技術によれば、ポリゴンミラーを識別するために特定の反射面の下部に磁石を取り付け、ポリゴンミラーの下方に位置するホール素子により、ポリゴンミラーの反射面を特定し、画像のむらを補正するようにしている。

面倒れは通常、経時変化するものではないから、このようにポリゴンミラーの反射面を検出し、各反射面に応じた適切な補正等を行えば、面倒れの補正が電気的に可能である。

特開２００７−２８６１２９号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ポリゴンミラーの反射面を特定する上で、ポリゴンミラーに磁石やホール素子等の検出器を設けているため、装置構成や製造工程が複雑になり、コストの上昇を招くという問題がある。また、装置の小型化や部品点数の削減の要請にも反する。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転多面鏡の反射面の特定を簡単な構成で且つ低コストで実現することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、レーザ光を射出する射出手段と、複数の反射面を有し、回転しながら、前記射出手段から射出されたレーザ光を前記反射面によって反射させて感光体を走査する回転多面鏡と、等速回転する前記回転多面鏡の各反射面からの反射光を検出して水平同期信号として出力する出力手段と、前記出力手段から出力される水平同期信号の出力間隔を反射面毎の出力間隔として検出する検出手段と、前記出力間隔に相当する出力間隔を前記回転多面鏡について予め測定して得て、該測定した出力間隔を反射面毎に格納した格納手段と、前記検出手段により検出された出力間隔と、前記格納手段に格納されている出力間隔とに基づいて、前記回転多面鏡の前記複数の反射面のうち、前記レーザ光を反射させる反射面を特定する特定手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、回転多面鏡の反射面の特定を簡単な構成で且つ低コストで実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。画像形成装置の露光制御部の構成を示す図である。反射面特定・面倒れ補正のための機構を示すブロック図である。面識別信号生成部で割り当てた面ＩＤと走査周期測定部で測定したＢＤ周期との対応付けの一例を時系列で示す図である。走査周期記憶部に格納されたＢＤ周期と面識別信号生成部で生成された面ＩＤの対応関係を示す概念図である。補正データ記憶部に格納された、予め測定されたポリゴンミラーの各反射面のＢＤ周期とそれに対応する面倒れ補正データの概念図である。補正データ記憶部に格納されているＢＤ周期の一例を示す図である。測定され走査周期記憶部に格納されたＢＤ周期の一例を示す図である。パターンマッチが成功した場合の各組み合わせパターンにおける差分値を示す図である。パターンマッチが失敗した場合の各組み合わせパターンにおける差分値を示す図である。パターンマッチに成功した場合の、面特定部における面ＩＤ及びＢＤ周期と面倒れむら補正部の補正データ記憶部のＢＤ周期との対応関係の一例を示す概念図である。面識別信号生成部で割り当てた面ＩＤと走査周期測定部で測定したＢＤ周期と補正データ記憶部に記憶されている補正データとの対応付けの一例を時系列で示す図である。反射面特定・面倒れ補正の処理のフローチャートである。第２の実施の形態における反射面特定・面倒れ補正のための機構を示すブロック図である。外部メモリに格納された、ポリゴンミラーの各反射面のＢＤ周期とそれに対応する面倒れデータの概念図である。外部メモリから読み出された面倒れデータからポリゴンミラーの各反射面用の補正データが生成され、補正データ記憶部に順番に書き込まれる様子を示す概念図である。パターンマッチに成功した場合における、面特定部における面ＩＤ及びＢＤ周期と外部メモリにおけるＢＤ周期及び面倒れデータと面倒れむら補正部における補正データ及び読み出しアドレスとの対応関係の一例を示す概念図である。補正データの書き込み処理のフローチャートである。第２の実施の形態における反射面特定・面倒れ補正の処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この画像形成装置は、原稿搬送部１３０、原稿読取部１２０、画像形成部１００等を備える。

原稿搬送部１３０は以下のように構成されている。原稿置き台１３１にセットされた原稿は給紙ローラ１３２によって１枚ずつ原稿読取位置まで搬送される。原稿読取位置ではモータ１３６によって駆動される原稿搬送ベルト１３７で所定の位置に原稿が配置され、原稿の読取動作が原稿読取部１２０にてなされる。原稿の読取動作後は、フラッパ１３５にて搬送経路が変更され、モータ１３６を逆転することで原稿が排紙ローラ１３４によって排出トレイ１３８に排出される。

原稿読取部１２０は以下のように構成されている。露光ランプ１２２は、蛍光灯、ハロゲンランプ等からなり、その長手方向に対して垂直方向に移動しながら、原稿載置ガラス（原稿台）１２６上の原稿を照射する。露光ランプ１２２の照射による原稿からの散乱光は、第１ミラー台１２１、第２ミラー台１２３に反射され、レンズ１２４に到達する。この時、第１ミラー台１２１の移動に対して、第２のミラー台１２３は、１／２のスピードで移動し、照射した原稿面から、レンズ１２４までの距離は常に一定に保たれる。第１ミラー台１２１、第２ミラー台１２３はモータ１２５で移動する。原稿上の像は、ミラー台１２１、１２３、レンズ１２４を介して、数千個の受光素子がライン配列されたＣＣＤラインセンサ１２７の受光部上に結像し、ＣＣＤラインセンサ１２７により逐次、ライン単位で光電変換される。光電変換された信号は、図示しない信号処理部で処理され、ＰＷＭ変調されて出力される。

画像形成部１００は以下のように構成されている。画像形成部１００は露光制御部２００を備える。露光制御部２００は、上記信号処理部の出力であるＰＷＭ変調した画像信号に基づいて、射出手段である半導体レーザ１０１を駆動し、光ビームを、定速回転している感光体１０７の表面に射出する。この時、ドラム状の感光体１０７の軸方向と平行にモータ１０３で回転している回転多面鏡であるポリゴンミラー１０２を用いて光ビームを偏向走査する。なお、感光体１０７は、光ビームを射出する前に、図示しない前露光ランプによりドラム上の残量電荷が除電され、図示しない１次帯電器でその表面が均一に帯電されている。従って、感光体１０７は回転しながら光ビームを受けることにより、ドラム表面に静電潜像が形成される。そして、現像器１０４により、ドラム表面の静電潜像を所定色の現像剤（トナー）で可視化する。

後述する転写紙給紙段１４０、１５０、１６０、１７０、１８０から搬送された転写紙は、レジストローラ１０６まで搬送される。レジストローラ１０６は、センサ１０５を用いて転写紙の到達を検知し、感光体１０７に形成された画像先端と転写紙の先端のタイミングを合わせて転写位置に転写紙を給紙する。転写帯電器１０８は、感光体１０７上の現像されたトナー像を給送された転写紙に転写する。転写後、感光体１０７は、図示しないクリーナにより、残ったトナーを除去される。転写が終了した転写紙は、感光体１０７の曲率が大きいため、感光体１０７から分離しやすいが、さらに、図示しない除電針に電圧をかけることで、感光体１０７と転写紙の間の吸着力を弱め、分離を行いやすくしている。

分離された転写紙は、定着部１０９に送られトナーが定着される。定着部１０９は、セラミック・ヒータ１１０、薄いフィルム１１１、及びローラで構成され、セラミック・ヒータ１１０の熱は、フィルム１１１を介して効率よく伝達される。冷却ローラは、定着部ローラを放熱する。給送ローラは、大ローラ１つと小ローラ２つで構成され、定着部１０９からの転写紙を給送すると共に、転写紙の巻き癖を補正する。

方向フラッパ１１２は、被転写紙の排出先を動作モードに応じてトレイ１１４と搬送ユニット１９０とに切り替える。

搬送ユニット１９０は以下のように構成される。転写紙を後述する後処理装置１０まで搬送するためのユニットで、搬送ローラ１９１にて転写紙搬送している。

転写紙給紙段１４０、１５０、１６０、１７０は、本体給紙段であり、同じ機構で構成されている。転写紙給紙段１８０は転写紙給紙段１４０、１５０、１６０、１７０より大量の転写紙を蓄積できるデッキ給紙段である。転写紙給紙段１４０、１５０、１６０、１７０はほぼ同等の構成を取っているので、転写紙給紙段１４０を例にとってその構成を説明する。

転写紙給紙段１４０において、転写紙を蓄積収納するカセット１４１の底面には、リフトアップモータ１４３によって上下する底板１４２が配置されている。この底板１４２が上昇することで所定の待機高さで転写紙を待機することができる。所定の位置で待機している転写紙は、ピックアップローラ１４４を使って給紙ローラ対１４５まで搬送される。給紙ローラ対１４５は、給紙と逆回転方向にトルクがかけられており、これにより記録媒体である転写紙の重送を防止しつつ転写紙を一枚ずつ搬送パスへと送り出している。また、搬送ローラ１４６は転写紙給紙段１４０より下方にある給紙段から搬送されてきた転写紙をさらに上方に搬送するためのローラ対である。

カセット１５１、１６１、１７１、底板１５２、１６２、１７２、リフトアップモータ１５３、１６３、１７３は、それぞれカセット１４１、底板１４２、リフトアップモータ１４３と同様に構成される。ピックアップローラ１５４、１６４、１７４、給紙ローラ対１５５、１６５、１７５、搬送ローラ１５６、１６６、１７６は、それぞれピックアップローラ１４４、給紙ローラ対１４５、搬送ローラ１４６と同様に構成される。

デッキ給紙段である転写紙給紙段１８０は以下のように構成されている。転写紙を蓄積収納する紙庫１８１の底面に、転写紙を待機位置まで上昇させる底板１８２が配置されている。底板１８２はモータ１８３によって回転するベルトに接続されており、ベルトが移動することで底板１８２の上昇・下降を制御している。待機位置にある転写紙はピックアップローラ１８５で給紙ローラ対１８４まで搬送され、本体給紙と同様に重送を防止しつつ転写紙を搬送パスへと搬送している。

後処理装置１０は、以下のように構成されている。画像形成部１００からの転写紙をローラ１１にて後処理装置１０内部に受け取る。受け取られた転写紙の出力先としてトレイ１４が選択されている場合にはフラッパ１２にて搬送方向が切り替えられローラ１３を用いて転写紙がトレイ１４に排出される。トレイ１４は通常処理中に割り込んで行う処理の排出先等テンポラリに使用する排出トレイである。

通常排出用のトレイはトレイ１８とトレイ１９である。これらのトレイには、フラッパ１２で下方に搬送路を切り替えた後、さらにフラッパ２８でローラ１６の方へ搬送路を選ぶことで排出できる。フラッパ２８とフラッパ２９で搬送路を垂直下方に選び、反転ローラ１５で搬送方向を逆転した場合には反転排紙が可能である。このトレイ１８、１９への排出時にはステイプラ１７を用いたステイプルが可能となっている。また、転写紙をトレイ１８とトレイ１９のいずれに出力するかはシフトモータ２０を用いてトレイ自体を上下させることで行う。

トレイ２７は製本時に使用する排出トレイである。反転ローラ１５からローラ２１へ転写紙を搬送し一次蓄積部２３へ転写紙を所定量蓄積する。蓄積終了後、ステイプラ２４で製本作業を行い、フラッパ２５の方向を変更し、蓄積時とは逆方向にローラ２２を回転させ、ローラ２６を経由してトレイ２７へと排出する。

図２は、画像形成装置の露光制御部２００の構成を示す図である。露光制御部２００において、レーザ駆動部２０２が、画像信号生成部２０１から画像信号を受け取り、レーザ駆動部２０２においてレーザ駆動信号が生成される。このレーザ駆動信号を基に半導体レーザ１０１によりレーザ光が射出される。ここで、半導体レーザ１０１は、複数レーザを射出可能なものを含む。

半導体レーザ１０１により射出されたレーザ光は拡散放射されるため、コリメータレンズ２０３を介して平行光にされ、ポリゴンミラー１０２に入射する。ポリゴンミラー１０２は、回転軸方向視で正五角形を呈し、鏡面である複数の反射面を有する。本第２の実施の形態では、一例として、５つの反射面を有するポリゴンミラー１０２を示しているが、反射面の数は問わない。ポリゴンミラー１０２は、等角速度で回転しており、ポリゴンミラー１０２に入射したレーザ光は、レーザ光を受けた反射面で反射して反射光となる。従って、ポリゴンミラー１０２の回転に従って、反射光は角度を変えていく。

この反射光は、ｆ−θレンズ２０４を介して走査速度を補正され、感光体１０７の表面を等速度で走査する。ＢＤセンサ２０５は、ポリゴンミラー１０２からの反射光を検出するセンサである。出力手段であるＢＤセンサ２０５は、反射光を検出したときに、ポリゴンミラー１０２の回転と画像信号の同期をとるための水平同期信号であるビームディテクト（以下ＢＤ）信号を生成し、出力する。ＢＤ信号は、走査開始位置信号でもある。

以下、本実施の形態における反射面特定・面倒れ補正の処理について説明する。

図３は、反射面特定・面倒れ補正のための機構を示すブロック図である。この機構には、露光制御部２００のほか、面特定部３００、面倒れむら補正部４００が含まれる。これら面特定部３００、面倒れむら補正部４００の動作は、ＣＰＵ（特定手段、制御手段）６００による制御信号によって制御される。

画像信号生成部２０１は画像信号を生成し、レーザ駆動部２０２に供給する。レーザ駆動部２０２は、供給された画像信号と後述する補正データとに従い半導体レーザ１０１からレーザ光を出力する。半導体レーザ１０１から射出されたレーザ光は、一定角速度で回転するポリゴンミラー１０２の反射面で反射し、反射したレーザ光はＢＤセンサ２０５で検知された後、感光体１０７上を走査する。ここで、レーザ光がＢＤセンサ２０５で検知された際、ＢＤ信号が生成、出力される。

面特定部３００は、走査周期測定部（検出手段）３０１、走査周期記憶部３０２、面識別信号生成部３０３を有する。ポリゴンミラー１０２が安定して等速回転し、面特定の処理が開始されると、面識別信号生成部３０３では、現在の反射面に対して面識別信号である面ＩＤとしてＩＤ１を割り当て、以降ＢＤ信号が入力される度に面ＩＤを更新して次の反射面に割り当てる。

「現在の反射面」とは、直前に出力されたＢＤ信号の元となる反射光を供給した反射面である。ポリゴンミラー１０２が１回転する毎、すなわち、ＢＤ信号が反射面の数（５つ）と同じ数だけ出力される毎に同じ反射面が反射光の供給元となる。この例では、５回に１回出力される各ＢＤ信号が、ある１つの反射面に対応する。従って、面ＩＤは、各反射面を特定するものであると同時にポリゴンミラー１０２の１回転における各ＢＤ信号を識別するものでもある。

走査周期測定部３０１では、内部のカウンタで、ＢＤ信号の出力間隔である「ＢＤ周期」を反射面毎の出力間隔として検出する。従って、ＢＤ周期をポリゴンミラー１０２の面数だけ測定する。そして、走査周期記憶部３０２に、測定した順番に各反射面のＢＤ周期を格納する。最初に測定されるＢＤ周期の開始側のＢＤ信号に対応する反射面は、定まっているものではなく、毎回異なり得る。

例えば、図４に示すように、ポリゴンミラー１０２がＡ〜Ｅ面の５つの反射面を有する場合において、面特定の開始後、最初のＢＤ信号が出力された直後にレーザ光を反射する位置に位置する反射面がＤ面であったとする。この場合、面識別信号生成部３０３では、Ｄ面に対して面ＩＤを「ＩＤ１」と割り当てる。次の（２番目の）ＢＤ信号が入力されると、最初のＢＤ信号との間隔を、走査周期測定部３０１で測定し、それをＤ面のＢＤ周期であるβ１として走査周期記憶部３０２に格納する。

さらに次の（３番目の）ＢＤ信号が入力されると、直前の（２番目の）ＢＤ信号との間隔を次のＥ面のＢＤ周期として測定し、ＢＤ周期β２を走査周期記憶部３０２に格納すると共に、Ｅ面に対して面ＩＤとして「ＩＤ２」を割り当てる。このような処理をポリゴンミラー１０２の面数だけ行い、各反射面のＢＤ周期β（β１〜β５）を走査周期記憶部３０２に格納すると同時に面ＩＤ（ＩＤ１〜ＩＤ５）を割り付ける。図５に、走査周期記憶部３０２に格納されたＢＤ周期βと面識別信号生成部３０３で生成された面ＩＤの対応関係を示す。

図３に示すように、面倒れむら補正部４００は、補正データ記憶部（格納手段、記憶手段）４０１、補正データ制御部（読み出し手段）４０２を有する。補正データ記憶部４０１は、図６に示すように、予め測定されたポリゴンミラー１０２のＡ面〜Ｅ面の各反射面のＢＤ周期α（α１〜α５）とそれに対応する面倒れ補正データｄａｔａ（ｄａｔａ１〜ｄａｔａ５）とを対応付けて格納している。

ここで、ＢＤ周期αは、Ａ面〜Ｅ面の各反射面を特定して予め測定されたものであり、ＢＤ周期βに相当するパラメータである。ただし、ＢＤ周期β１〜β５が、各々、どの反射面に対応するのかは、毎回の面特定において変化し得るため、ＢＤ周期α１〜α５の各々がどのＢＤ周期βに対応するのかは、後述する反射面特定の処理を経ないと決定されない。

ＢＤ周期αの測定は、ＢＤ周期βと同じ手法で可能であるが、測定手法は問わない。すなわち、本画像形成装置の出荷前の段階で測定されることが想定されるものであるので、ポリゴンミラー１０２を回転させて実際に走査を行うような動作を行わせることは必須でない。面倒れ補正データｄａｔａ（以下、単に「補正データｄａｔａ」とも記す）は、予め測定された各反射面の面倒れ量を、画像形成時に補正するためのデータである。このデータも、装置の出荷前の段階で測定されることが想定される。

補正データ制御部４０２は、ＣＰＵ６００による制御に従って、面特定部３００の面識別信号生成部３０３で生成された面ＩＤに応じて、補正データ記憶部４０１に対して読み出しアドレスａｄｒｓを出力する。そして、読み出しアドレスａｄｒｓに格納されている補正データｄａｔａを補正データ記憶部４０１から受け取り、レーザ駆動部２０２へと補正データを出力する。

次に、面特定部３００で生成された面ＩＤと補正データ記憶部４０１に記憶された読み出しアドレスａｄｒｓの対応付け方法を説明する。

ＣＰＵ６００は、面特定部３００の走査周期記憶部３０２からＢＤ周期（β１〜β５）を読み出すと共に、補正データ記憶部４０１からＢＤ周期（α１〜α５）を読み出す。そして、それぞれ読み出したＢＤ周期（β１〜β５）とＢＤ周期（α１〜α５）とを比較して、ポリゴンミラー１０２の各反射面の面ＩＤに対して、補正データ記憶部４０１における補正データｄａｔａの読み出しアドレスａｄｒｓを設定する。

例えば、ポリゴンミラー１０２が５面構成の場合、以下のように５種類の組み合わせパターンのそれぞれについて、ＢＤ周期（β１〜β５）とＢＤ周期（α１〜α５）の差の二乗和をとる。まず、面特定の処理において最初にＢＤ信号が出力されたときに、レーザ光を反射する位置にある反射面が任意に定まる。この任意に定まる反射面を第１面（面ＩＤ＝ＩＤ１）としてポリゴンミラー１０２の回転方向に沿って登場する順に順番付けられる各反射面と、予めＡ面から順に順番付けられた各反射面とをそれぞれ順番に沿って組み合わせて１つ目の組み合わせパターンとする。

この１つ目の組み合わせパターンにおける各組（ここでは、第１面とＡ面の組、第２面とＢ面の組、第３面とＣ面の組、第４面とＤ面の組、第５面とＥ面の組）について、ＢＤ周期βとＢＤ周期αとの差の二乗を算出する処理を実行する。そして、予め順番付けられた反射面を１つずつずらすことで組み合わせパターンを変更していくと、組み合わせパターンは５種類となる。これら５つ全ての組み合わせパターンにおける各組について、上記の差の二乗を算出する処理を行う。例えば、２つ目の組み合わせパターンにおいては、第１面とＢ面の組、第２面とＣ面の組、第３面とＤ面の組、第４面とＥ面の組、第５面とＡ面の組について算出される。

そして、全ての組み合わせパターンについて、各組の差の二乗の総和（すなわち、差の二乗和）を求め、それらを差分値とする。組み合わせパターン１〜５の差分値１〜５は、具体的に次の算出式で算出される。
パターン１：（β１−α１）^２＋（β２−α２）^２＋（β３−α３）^２＋（β４−α４）^２＋（β５−α５）^２＝差分値１
パターン２：（β１−α２）^２＋（β２−α３）^２＋（β３−α４）^２＋（β４−α５）^２＋（β５−α１）^２＝差分値２
パターン３：（β１−α３）^２＋（β２−α４）^２＋（β３−α５）^２＋（β４−α１）^２＋（β５−α２）^２＝差分値３
パターン４：（β１−α４）^２＋（β２−α５）^２＋（β３−α１）^２＋（β４−α２）^２＋（β５−α３）^２＝差分値４
パターン５：（β１−α５）^２＋（β２−α１）^２＋（β３−α２）^２＋（β４−α３）^２＋（β５−α４）^２＝差分値５
なお、組み合わせパターンを変える際、ＢＤ周期αとＢＤ周期βとの組み合わせを変える順番は問わない。例えば、ＢＤ周期αに対して、ＢＤ周期βを１つずつずらしていってもよい。

図７は、補正データ記憶部４０１に格納されているＢＤ周期（α１〜α５）の一例を示す図である。図８は、測定され走査周期記憶部３０２に格納されたＢＤ周期（β１〜β５）の一例を示す図である。図８における縦軸のＢＤ周期の数値は、走査周期測定部３０１の内部のカウンタのカウンタ値であり、図７における数値もそれに相当する。図８は、Ｄ面が第１面（面ＩＤ＝ＩＤ１）とされた例を示している。

ここで、５つの組み合わせパターンのうち、差分値が最小となる組み合わせパターンによって、走査周期記憶部３０２の各ＢＤ周期βに対する、補正データ記憶部４０１の各ＢＤ周期αの対応が決定される。その際、ある閾値（図９、図１０参照）を設定し、「最小の差分値が閾値以下で且つ、それ以外の差分値のすべてが閾値より大きい」というマッチング条件の充足を判別する。そしてこのマッチング条件を満たす場合に限り、走査周期記憶部３０２の各ＢＤ周期βに対する、補正データ記憶部４０１の各ＢＤ周期αの対応付け（パターンマッチ）が成功したと判断する。

ここで、面特定部３００において面ＩＤとＢＤ周期βとは対応付けられている（図５参照）。他方、補正データ記憶部４０１において、補正データｄａｔａが格納されている読み出しアドレスａｄｒｓとＢＤ周期αとは対応付けられており、読み出しアドレスａｄｒｓを通じて、ＢＤ周期αと補正データｄａｔａとも対応関係を有している（図６参照）。

パターンマッチが成功した場合は、その組み合わせパターンにおけるＢＤ周期βとＢＤ周期αとの１対１の対応関係に基づき、補正データ記憶部４０１の補正データｄａｔａのうち、各反射面の面ＩＤに対応したものを面倒れ補正に使用する。すなわち、面ＩＤ→ＢＤ周期β→ＢＤ周期α→読み出しアドレスａｄｒｓという順で、面ＩＤに対応する読み出しアドレスａｄｒｓを取得する（図１１参照）。そして、このアドレスａｄｒｓに格納されている補正データｄａｔａを面倒れ補正に使用する補正データとして読み出す。

ＢＤ周期βとＢＤ周期αとの対応関係が判明することから、現在、レーザ光を反射している反射面が、実際にはどの反射面であるのかが判明することにもなる。すなわち、面特定の完了前の段階では、ポリゴンミラー１０２の各反射面に面ＩＤが割り当てられているだけで、実際には各反射面の絶対的な位置はわからない。しかし、面特定の完了後には、ポリゴンミラー１０２の複数の反射面の各々が特定されることになる。そのため、ＢＤ信号との対応関係から、各反射面が、レーザ光を反射している反射面であるか、あるいはその反射面に対してどの相対的位置にある反射面であるのかの特定結果が得られる。

一方、パターンマッチが失敗したと判断された場合は、例えば、面ＩＤに関係なく、補正データ記憶部４０１の補正データｄａｔａの平均を取って、全ての反射面について同一の補正データを使用して同一の補正を行う。従って、反射面の特定は行わない。

仮に、パターンマッチに失敗した場合に、最小の差分値が最も小さくなるパターンを成功パターンとみなして補正を行ったとする。すると、副走査ピッチが密になるときにレーザ光量を下げるべきところを上げてしまったり、副走査ピッチが疎になるときにレーザ光量を上げるべきところを下げてしまったりすることがある。このような場合は、副走査のピッチむらを補正するどころか、逆に目立たせてしまう可能性があるため、面ＩＤに対応する補正データｄａｔａの採用を行うことをしない。

従って、パターンマッチに失敗した場合は、各面ＩＤに対応する反射面に対して補正を行わずに、各面ＩＤに対して同一の補正データを使用して、パターンマッチに失敗した際のむらを最小限に留めるように制御する。ここで、同一の補正データは、上記平均値ではなく、予め定めたものであってもよい。

パターンマッチが成功した場合、最小の差分値は限りなく０に近づく。そこで、上記マッチング条件における閾値Ｔの決め方としては、パターンマッチが成功した場合において、ポリゴンミラー１０２の回転ジッタ等から算出される誤差の値を設定するのが望ましい。

例えば、図９に示すように、最小の差分値である差分値４が閾値Ｔ以下で且つ、最小の差分値４以外の差分値１、差分値２、差分値３、差分値５がいずれも閾値Ｔより大きい場合は、パターンマッチが成功したものとみなす。

一方、図１０に示すように、すべての差分値が閾値Ｔより大きくなってしまう場合は、パターンマッチが失敗したものとみなす。これは、ＢＤ信号にノイズが入る等の原因で、走査周期記憶部３０２において、ある反射面のＢＤ周期が正確に測定できなかった場合等に生じ得る。

例えば、差分値４にて最小値をとり、パターンマッチに成功した場合、図１１に示すように、走査周期記憶部３０２のＢＤ周期β１に対応する補正データ記憶部４０１のＢＤ周期はＢＤ周期α４となる。図７、図８を参照して、図８のＢＤ周期β１に対応する反射面（Ｄ面）を起点とするＢＤ周期βの推移のパターンと、図７のＢＤ周期α４に対応する反射面（Ｄ面）を起点とするＢＤ周期αの推移のパターンとが最も近似することがわかる。結局、パターンマッチは、ＢＤ周期βの推移のパターンとＢＤ周期αの推移のパターンとが一致するような、ＢＤ周期の起点同士を特定することでもある。

この場合は、ＢＤ周期β１に対応する面ＩＤであるＩＤ１に対して、面倒れむら補正部４００の補正データ記憶部４０１における読み出しアドレスａｄｒｓとして「ａｄｒｓ４」を設定する。面倒れ補正においては、読み出しアドレスａｄｒｓ４に格納されている補正データｄａｔａ４を読み出して補正データとして用いる。

このように、面ＩＤと補正データ記憶部４０１における読み出しアドレスａｄｒｓの対応が決定すれば、図１２に示すように、各面ＩＤに応じて、ポリゴンミラー１０２の現在の反射面に対応する補正データｄａｔａを読み出して用いることが可能である。面倒れ補正においては、レーザ駆動部２０２において、読み出した補正データｄａｔａに応じて
レーザ光の射出を制御、具体的にはレーザ光量を調整する。これにより、ポリゴンミラー１０２の面倒れによる画像の濃度むらを補正することができる。

以下、ＣＰＵ６００による反射面特定・面倒れ補正の制御処理について説明する。図１３は、反射面特定・面倒れ補正の処理のフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ６００は、画像形成開始か否かを判別し、画像形成開始となればステップＳ１０２に処理を進め、ポリゴンミラー１０２の回転が安定しているかを判別する。そして、ＣＰＵ６００は、ポリゴンミラー１０２の回転が安定したらステップＳ１０３に処理を進め、走査周期測定部３０１でＢＤ周期βを測定すると共に走査周期記憶部３０２に格納するよう制御する。そして、ポリゴンミラー１０２の全ての反射面につきＢＤ周期βの測定が完了したら、ＣＰＵ６００は、ステップＳ１０４に処理を進める。ステップＳ１０４では、ＣＰＵ６００は、走査周期記憶部３０２からポリゴンミラー１０２の各反射面のＢＤ周期βを読み出す。

次に、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ６００は、補正データ記憶部４０１からポリゴンミラー１０２の各反射面のＢＤ周期αを読み出す。次に、ステップＳ１０６で、ＣＰＵ６００は、上記読み出した各反射面のＢＤ周期βとＢＤ周期αとから、ポリゴンミラー１０２の面数分の各組み合わせパターンにおける差分値を算出する。例えば、ポリゴンミラー１０２が５面の場合、ＢＤ周期の組合せが５パターンあるので、差分値１〜差分値５が算出される。

次に、ステップＳ１０７において、ＣＰＵ６００は、上記したマッチング条件に従って、ＢＤ周期αとＢＤ周期βとのパターンマッチを行うと共に、パターンマッチが成功したか否かを判別する。その結果、パターンマッチが成功した場合は、ＣＰＵ６００は、処理をステップＳ１０８に進める。

ステップＳ１０８では、ＣＰＵ６００は、最小の差分値となる組み合わせパターンを特定し、その組み合わせパターンにおけるＢＤ周期βとＢＤ周期αとの１対１の対応関係を把握する。そして、ＣＰＵ６００は、上記したように、対応関係を辿り、各面ＩＤに対する補正データ記憶部４０１における読み出しアドレスａｄｒｓを設定する（図１１参照）。

次に、ステップＳ１０９では、ＣＰＵ６００は、各面ＩＤに設定された読み出しアドレスａｄｒｓに格納されている補正データｄａｔａを補正データ記憶部４０１から補正データ制御部４０２が読み出すように制御する（図１２参照）。さらに、ＣＰＵ６００は、補正データ制御部４０２がその補正データｄａｔａをレーザ駆動部２０２へ出力するように制御する。これにより、ポリゴンミラー１０２の各反射面に対するレーザ光の補正用に補正データｄａｔａが設定され、レーザ光量が調整される。

一方、前記ステップＳ１０７において、パターンマッチが失敗した場合は、ＣＰＵ６００は、処理をステップＳ１１１に進める。ステップＳ１１１では、ＣＰＵ６００は、補正データ記憶部４０１の補正データｄａｔａの平均値を、共通の補正データとしてすべての面ＩＤに対して設定する。そして、ポリゴンミラー１０２の各反射面に対するレーザ光に同一の補正を行う。

続くステップＳ１１０では、ＣＰＵ６００は、画像形成を行う。ステップＳ１１２では、ＣＰＵ６００は、画像形成が終了したかどうかを判別し、画像形成が終了すると本制御処理を終了する。

本実施の形態によれば、測定により走査周期記憶部３０２に格納された各面ＩＤに対応するＢＤ周期βと、予め測定されたポリゴンミラー１０２の各反射面のＢＤ周期αとの組み合わせのパターンマッチによって、各面ＩＤの反射面が特定される。反射面特定のための磁石やホール素子等の専用の構成要素を設ける必要がないので、ポリゴンミラー１０２の複数の反射面の特定を簡単な構成で且つ低コストで実現することができる。装置の小型化や部品点数の削減の要請にも応えるものである。

また、反射面が特定されると、各面ＩＤに対して、補正データ記憶部４０１における面倒れ補正データｄａｔａの読み出しアドレスａｄｒｓが設定される。そして各面ＩＤに設定された読み出しアドレスａｄｒｓに格納されている補正データｄａｔａを用いて、各面ＩＤに対応する反射面に対するレーザ光量が調整される。これにより、各反射面の面倒れに起因する画像のむらを適切に補正することができる。

また、パターンマッチに失敗した場合は、共通の補正データを用いてレーザ光の射出が制御されるので、不適切な補正によって画像のむらがかえって増大するようなことを回避することができる。

（第２の実施の形態）
次に、図１４〜図１９を用いて、本発明の第２の実施の形態を説明する。特に、図１４、図１７、図１９は、図３、図１１、図１３に対応している。

図１４は、第２の実施の形態における反射面特定・面倒れ補正のための機構を示すブロック図である。この機構は、第１の実施の形態の機構（図３）に対して、外部メモリ５００が追加された点が異なり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。第１の実施の形態と相違する部分を主に説明する。

図１５は、ポリゴンミラー１０２の各反射面のＢＤ周期αとそれに対応する面倒れデータの概念図である。外部メモリ５００には、図１５に示すようなＢＤ周期α（α１〜５）と面倒れデータＤＡＴＡ（ＤＡＴＡ１〜５）とが対応付けられて格納されている。これらのデータは、本画像形成装置の出荷前に予め工場等において測定されて得られていて、装置に付属して納品されることを想定している。

納品後の画像形成装置において、電源投入時に、ＣＰＵ６００の制御により、図１６に示すように、外部メモリ５００から面倒れむら補正部４００に、ポリゴンミラー１０２の各反射面の面倒れデータＤＡＴＡが順番に読み出される。そして、読み出された面倒れデータＤＡＴＡから各反射面用の補正データｄａｔａが生成され、それらの補正データｄａｔａが、補正データ記憶部４０１に、面倒れデータＤＡＴＡを読み出した順番に書き込まれる。これにより、第１の実施の形態と同様に、読み出しアドレスａｄｒｓ１〜５に補正データｄａｔａ１〜５が格納された状態となる。

ここで、補正データ記憶部４０１に格納された、面倒れデータＤＡＴＡ１〜５の読み出しアドレスａｄｒｓ１〜５と、外部メモリ５００に格納されているＢＤ周期α１〜５とは、対応関係がわかるようになっている。対応関係を維持するための手法は問わないが、例えば、補正データｄａｔａの生成の順番の情報の情報等、対応付けのための何らかの情報を補正データ記憶部４０１に格納する。これにより、実質的に、第１の実施の形態と同様に、読み出しアドレスａｄｒｓと補正データｄａｔａとＢＤ周期αとが対応付けられた状態となっている。

ＣＰＵ６００は、面特定部３００の走査周期記憶部３０２からＢＤ周期（β１〜β５）を読み出すと共に、外部メモリ５００からＢＤ周期（α１〜α５）を読み出す。そして、それぞれ読み出したＢＤ周期（β１〜β５）とＢＤ周期（α１〜α５）とを比較して、ポリゴンミラー１０２の各反射面の面ＩＤに対して、補正データ記憶部４０１における面倒れ補正データｄａｔａの読み出しアドレスａｄｒｓを設定する。

ＢＤ周期βとＢＤ周期αの対応付け（パターンマッチ）の態様は、第１の実施の形態と同様で、上記算出式と閾値Ｔを用いて行われる。

パターンマッチが成功した場合は、その組み合わせパターンにおけるＢＤ周期βとＢＤ周期αとの１対１の対応関係に基づき、補正データ記憶部４０１の補正データｄａｔａのうち、各反射面の面ＩＤに対応したものを面倒れ補正に使用する。これは、第１の実施の形態と同様である。

例えば、差分値４にて最小値をとり、パターンマッチに成功した場合、図１７に示すように、走査周期記憶部３０２のＢＤ周期β１に対応する外部メモリ５００のＢＤ周期はＢＤ周期α４となる。従って、ＢＤ周期β１に対応する面ＩＤであるＩＤ１に対して、ＢＤ周期α４に対応する面倒れむら補正部４００における補正データ記憶部４０１の読み出しアドレスａｄｒｓである「ａｄｒｓ４」を設定する。面倒れ補正においては、読み出しアドレスａｄｒｓ４に格納されている補正データｄａｔａ４を読み出して補正データとして用いる。

一方、パターンマッチが失敗した場合は、第１の実施の形態と同様に、補正データ記憶部４０１の補正データｄａｔａの平均値を共通の補正データとして使用して、各反射面に対するレーザ光に同一の補正を行う。

以下、本実施の形態における、ＣＰＵ６００による反射面特定・面倒れ補正の制御処理について説明する。

図１８は、補正データの書き込み処理のフローチャートである。この処理は、本装置の電源投入時に実行される。

電源が投入されると、ＣＰＵ６００は、ステップＳ２０１で、外部メモリ５００からポリゴンミラー１０２の各反射面の面倒れデータＤＡＴＡを順番に読み出す。次に、ステップＳ２０２で、ＣＰＵ６００は、各反射面の面倒れデータＤＡＴＡから補正データｄａｔａを生成する。次に、ステップＳ２０３で、ＣＰＵ６００は、補正データ記憶部４０１に補正データｄａｔａを生成した順番に書き込む。

図１９は、第２の実施の形態における反射面特定・面倒れ補正の処理のフローチャートである。上記図１８の処理は、図１９の処理に先だって１回実行されていればよい。

図１９の処理では、ＣＰＵ６００は、まず、図１３のステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様の処理を実行する。次に、ステップＳ３０１では、ＣＰＵ６００は、外部メモリ５００からポリゴンミラー１０２の各反射面のＢＤ周期αを読み出す。以降、図１３のステップＳ１０６〜Ｓ１１２と同様の処理を実行する。

本実施の形態によれば、反射面の特定を簡単な構成で且つ低コストで実現し、各反射面の面倒れに起因する画像のむらを適切に補正することに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

ところで、外部メモリ５００は、露光制御部２００を含むレーザスキャナユニット内部にＥＥＰＲＯＭ等として設けるようにしてもよい。そのようにすれば、予め、工場等において、各レーザスキャナユニットにおけるポリゴンミラー１０２の反射面の面倒れデータＤＡＴＡを測定し、格納しておくことができる。これにより、装置の納品後に、レーザスキャナユニットを交換する際にも、新たなレーザスキャナユニットと反射面の面倒れデータＤＡＴＡとの整合が正確にとれるという利点がある。

上記各実施の形態において、ＢＤ信号の出力間隔であるＢＤ周期は、カウンタのカウンタ値として計測したが、時間の単位で計測してもよい。

また、反射面を特定した後にレーザ光の射出を制御する態様としては、レーザ光の光量の制御に限られず、面倒れに起因する画像のむらを補正するような態様であればよい。例えば、上記特許文献１で示されるように、複数の光源のうち、各反射面の面倒れを補正するのに最も適した光源を選択するようにしてもよい。

１０１半導体レーザ
１０２ポリゴンミラー
１０７感光体
２０５ＢＤセンサ
３０１走査周期測定部
４０１補正データ記憶部
４０２補正データ制御部
６００ＣＰＵ

Claims

レーザ光を射出する射出手段と、
複数の反射面を有し、回転しながら、前記射出手段から射出されたレーザ光を前記反射面によって反射させて感光体を走査する回転多面鏡と、
等速回転する前記回転多面鏡の各反射面からの反射光を検出して水平同期信号として出力する出力手段と、
前記出力手段から出力される水平同期信号の出力間隔を反射面毎の出力間隔として検出する検出手段と、
前記出力間隔に相当する出力間隔を前記回転多面鏡について予め測定して得て、該測定した出力間隔を反射面毎に格納した格納手段と、
前記検出手段により検出された出力間隔と、前記格納手段に格納されている出力間隔とに基づいて、前記回転多面鏡の前記複数の反射面のうち、前記レーザ光を反射させる反射面を特定する特定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
前記回転多面鏡の前記各反射面の予め測定された面倒れを補正するための補正データを前記各反射面に対応させて記憶する記憶手段と、前記特定手段による反射面の特定結果に従って、前記各反射面に対応する補正データを前記記憶手段から読み出す読み出し手段と、該読み出し手段により読み出された補正データに基づいて、前記射出手段によるレーザ光の射出を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記特定手段による反射面の特定に先だって、前記回転多面鏡の前記各反射面の予め測定された面倒れデータを格納した外部メモリから前記面倒れデータを読み出し、該読み出した面倒れデータから前記補正データを生成すると共に前記各反射面に対応させて前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
前記制御手段は、読み出し手段により読み出された補正データに基づいて、前記射出手段により射出されるレーザ光の光量を前記反射面毎に調整することを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
前記特定手段は、前記検出手段により検出された出力間隔の推移のパターンと、前記格納手段に格納されている出力間隔の前記回転多面鏡の回転に応じた推移のパターンとの比較によって、前記レーザ光を反射させる反射面を特定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記特定手段は、前記回転多面鏡の反射面のうち任意に定まる反射面を第１面として前記回転多面鏡の回転方向に沿って順番付けられる各反射面と、前記回転多面鏡の回転方向に沿って予め順番付けられた各反射面とをそれぞれ順番に沿って組み合わせた組み合わせパターンにおける各組について、前記検出手段により検出された出力間隔と前記格納手段に格納されている出力間隔との差の二乗を算出する処理を実行し、且つこの処理を、前記予め順番付けられた反射面を１つずつずらすことで組み合わせパターンを変更して全ての組み合わせパターンについて行い、各組の前記差の二乗の総和が最小となる組み合わせパターンから、前記レーザ光を反射させる反射面を特定することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
前記特定手段は、ある１つの組み合わせパターンにおける各組の前記差の二乗の総和だけが閾値以下で且つ他の組み合わせパターンにおける各組の前記差の二乗の総和がいずれも前記閾値より大きくなるという条件を満たした場合にのみ、当該ある１つの組み合わせパターンから前記レーザ光を反射させる反射面を特定する一方、それ以外の場合は、前記レーザ光を反射させる反射面の特定を行わないことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。