JP2011247971A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同期検出不良の発生を防止できる光走査装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】光走査装置１０は、モニタの出力結果に基づいてレーザダイオード１１Ａを所定の基準強度Ｐ１で発光させるサンプルホールドモードと、基準強度Ｐ１に基づく強度でレーザダイオード１１Ａを発光させるデータ発光モードとを有する。光走査装置１０は、レーザダイオード１１Ａ、ポリゴンミラー１４、同期検出センサ２１、及び制御部６０を備える。ポリゴンミラー１４は、レーザ光を等角速度偏向する。同期検出センサ２１は、レーザ光を検出した時に同期信号を出力する。制御部６０は、同期信号が入力したか否かに基づいてレーザダイオード１１Ａが発光するレーザ光の強度を変更させる。
【選択図】図４

Description

この発明は、印刷データに基づいて用紙に画像を形成する画像形成装置に搭載される光走査装置、及び画像形成装置に関する。

光ビームを発光する光源、及び光源が発光した光ビームを複数の反射面のそれぞれで反射することで等角速度偏向する等角速度偏向手段を備えた光走査装置がある。このような光走査装置では、被走査体に対する走査開始タイミングは、反射面で反射された光ビームを同期検出センサが検出したタイミングに基づいて決定される。

また、光走査装置の中には、モニタの出力結果に基づいて光源を所定の基準強度で発光させるサンプルホールドモードと、基準強度に基づく強度で光源を発光させるデータ発光モードと、を有するものがある。従来の光走査装置では、サンプルホールドモードにおけるモニタリングと同期検出とが、同時に行われる。このため、同期検出のために光源から発光される光ビームの強度は、常に一定であり、印刷ジョブ毎に変更するということができない。

よって、同期検出センサにおいて同期検出をできないことが多くなっている。理由として、次のことが挙げられる。即ち、（１）近年、被走査体が高感度化されたために低い強度の光ビームが使用されるようになったこと、（２）印刷速度の高速化に伴って等角速度偏向手段の回転速度が上昇したために同期検出センサで受光される光量が低下したこと、（３）同期検出センサには、反射面で反射された光ビームのうち主走査方向における端部の光ビームであって中央部と比較して強度の低い光ビームが入射すること、（４）地球環境の悪化で空気が汚れていることや埃の多い場所での使用が増えたこと及び低コスト化するために外装部材が省かれることがあることから等角速度偏向手段の反射面に塵埃が付着しやすいこと、（５）同期検出センサには主走査方向における反射面の端部で反射された光ビームが入射するが、等角速度偏向手段は風を切って回転しているので反射面の端部から汚損されやすいこと、が挙げられる。

同期検出センサが同期検出をできなかった場合、被走査体に対する走査開始タイミングが決定されず、被走査体を印刷データに基づいて走査できないこととなる。

そこで、反射面のうち同期検出センサへ向けて光ビームを反射する部分の反射特性を高くする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平５−１０７４８８号公報

しかし、反射面は同期検出センサへ向けて光ビームを反射する主走査方向における端部から汚損されやすいので、光ビームを反射する部分の反射特性を高くしても当該部分が汚損されてしまえば反射率が下がってしまうことに変わりはなく、特許文献１に記載された技術では、同期検出センサが光ビームを同期検出するべき所定時間帯内に同期検出センサが光ビームを検出できない同期検出不良の発生を防止することができない。

この発明の目的は、同期検出不良の発生を防止できる光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の光走査装置は、モニタの出力結果に基づいて光源を所定の基準強度で発光させるサンプルホールドモードと、基準強度に基づく強度で光源を発光させるデータ発光モードと、を有する。光走査装置は、光源、モニタ、等角速度偏向手段、同期検出センサ、及び制御部を備える。光源は、発光する光ビームの強度を変更自在である。モニタは、光源の発光強度に応じた信号を出力する。等角速度偏向手段は、光源から発光された光ビームを反射する複数の反射面を有し、回転することで光ビームを等角速度偏向する。同期検出センサは、等角速度偏向手段の回転方向において被走査体の上流側に配置され、反射面で反射された光ビームを検出する同期検出をした時に被走査体に対する走査開始タイミングを制御するための同期信号を出力する。制御部は、データ発光モードにおいて光源に同期検出のための光ビームを発光させる。制御部は、所定時間帯内に同期信号が入力したか否かを判定する判定部、及び判定部の判定結果に基づいて光源が発光する光ビームの強度を変更させる強度制御部を含む。

この構成では、サンプルホールドモードは、データ発光モードに先立って実行される。同期検出のための光ビームの発光、及び被走査体を印刷データに基づいて走査するための光ビームの発光は、データ発光モードにおいて行われる。また、データ発光モードにおける光源からの発光強度がデジタル制御されることで、データ発光モードにおいて光源から発光される光ビームの強度が変更自在である。このため、反射面の汚損等によって、同期検出センサが光ビームを同期検出するべき所定時間帯内に同期検出センサが光ビームを検出できない同期検出不良が発生した場合は、同期検出センサが光ビームを検出できるように、光源が発光する光ビームの強度を変更することができる。

上述の構成において、強度制御部は、判定部の判定結果に基づいて光源が発光する光ビームの強度を所定値ずつ変更させ、同期検出センサが光ビームを検出できたときの強度のうち最も低い強度に、同期検出のための光ビームの強度を設定するように構成することができる。同期検出の際に発光される光ビームの強度を、同期検出不良の発生毎に、高い強度から徐々に低下させること、又は低い強度から徐々に上昇させることによって、同期検出できる範囲内の必要最低限の強度で同期検出を行うことができる。これによって、同期検出不良の発生を防止できるとともに、被帯電体への迷光の防止、及び省エネ化を図ることができる。

また、強度制御部は、同期検出のための光ビームの強度を基準強度よりも大きい値に設定するように構成することができる。同期検出のための光ビームの強度が基準強度よりも大きい値に設定されることで、同期検出センサが光ビームを検出できる可能性が高くなる。

さらに、強度制御部は、同期検出のための光ビームの強度を、被走査体を走査するときの光ビームの強度とは異なる値に設定するように構成することができる。これによって、等角速度偏向手段の反射面が汚れている場合であっても、同期検出センサが光ビームを検出できるように光源の発光強度を変更することで、同期検出不良を防止することができる。

また、回転方向において同期検出センサの上流側に、光ビームの反射を防止する反射防止部材が配置されるように構成することができる。反射防止部材によって迷光が防止されるので、同期検出センサにおける誤検出が防止される。

さらに、互いに異なる色相に対応した複数の光源と、複数の前記光源に対応して設けられた複数のモニタと、を備えるように構成することができる。この構成では、サンプルホールドモードは、複数の光源のそれぞれで実行され、同期検出は、複数の光源のうちいずれか１個の光源で行われる。このため、同期検出時に１個の光源のみが発光し、他の光源が発光しないので、同期検出センサへの迷光が防止され、同期検出センサにおける誤検出が防止される。

この発明の画像形成装置は、上述のいずれかの光走査装置と、光走査装置によって形成された静電潜像を現像する現像装置と、を備える。

この発明によれば、同期検出不良の発生を防止することができる。

この発明の実施形態に係る光走査装置を備えた画像形成装置の正面断面図である。 光走査装置の斜視図である。 （Ａ）は、光走査装置の概略構成を示す平面図であり、（Ｂ）は、その正面断面図である。 光走査装置の各部材の位置関係を示す模式図である。 ポリゴンミラーの反射面で反射されるレーザ光を示す斜視図である。 サンプルホールドモード及びデータ発光モードを実行する電気回路図である。 制御部の処理手順の一例の一部を示すフローチャート図である。 制御部の処理手順の一例の一部を示すフローチャート図である。 印刷データ信号、同期信号、及び光源の発光のタイミングを示す図である。 制御部の処理手順の他の例の一部を示すフローチャート図である。

以下に、この発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、画像形成装置１００は、装置本体１１０、及び自動原稿搬送装置（ＡＤＦ:AutomaticDocument Feeder）１２０を備えている。画像形成装置１００は、原稿から生成した画像データ又は外部から入力した画像データに基づいて、用紙に単色又は多色の画像を形成する。用紙として、普通紙、印画紙、ＯＨＰフィルム等の記録媒体が挙げられる。

装置本体１１０は、画像読取部１３０、画像形成部１４０、及び給紙部１５０を備えている。

画像読取部１３０は、装置本体１１０の上部に配置されている。画像読取部１３０は、上面に第１原稿台１３１及び第２原稿台１３２を備えている。第１原稿台１３１及び第２原稿台１３２の上面は、ＡＤＦ１２０によって開閉自在にされている。固定原稿読取モード時に、画像読取部１３０は、第１原稿台１３１上に配置された原稿の画像を読み取って画像データを生成する。また、搬送原稿読取モード時に、ＡＤＦ１２０は、原稿積載トレイ１２１に収容された原稿を、第２原稿台１３２を経由して原稿排出トレイ１２２へ至るように１枚ずつ搬送し、画像読取部１３０は、第２原稿台１３２上を経由する原稿の画像を読み取って画像データを生成する。

画像形成部１４０は、光走査装置１０、４個の画像形成ステーション３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ、中間転写ベルトユニット４０、二次転写ローラ５０、定着装置７０、及び用紙排紙トレイ８５を備え、用紙に画像形成処理を行う。

中間転写ベルトユニット４０は、中間転写ベルト４１、駆動ローラ４２、従動ローラ４３、及びテンションローラを有している。中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４２と従動ローラ４３との間に張架されてループ状の移動経路を形成している。

画像形成部１４０は、ブラック、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン、マゼンタ及びイエローの４色の各色相のトナー像（現像剤像）を、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄにおいて形成する。画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄは、中間転写ベルト４１の移動経路に沿って一列に配置されている。画像形成ステーション３０Ｂ〜３０Ｄは、画像形成ステーション３０Ａと実質的に同様に構成されている。

ブラックの画像形成ステーション３０Ａは、感光体ドラム１Ａ、帯電器２Ａ、現像装置４Ａ、一次転写ローラ５Ａ、及びクリーニングユニット６Ａを備えている。

感光体ドラム１Ａは、被走査体を構成しており、所定方向に回転駆動される。帯電器２Ａは、感光体ドラム１Ａの周面を所定の電位に均一に帯電させる。

光走査装置１０は、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザ光（光ビーム）のそれぞれを、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれの感光体ドラム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに照射する。４個の感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのそれぞれの周面には、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データに基づく静電潜像が形成される。

現像装置４Ａは、感光体ドラム１Ａの周面に、画像形成ステーション３０Ａの色相であるブラックのトナー（現像剤）を供給し、静電潜像をトナー像に顕像化する。

中間転写ベルト４１の外周面は、４個の感光体ドラム１Ａ〜１Ｄに順に対向する。中間転写ベルト４１を挟んで感光体ドラム１Ａに対向する位置に、一次転写ローラ５Ａが配置されている。中間転写ベルト４１と感光体ドラム１Ａ〜１Ｄとが互いに対向する位置のそれぞれが、一次転写位置である。

一次転写ローラ５Ａには、トナーの帯電極性（例えば、マイナス）と逆極性（例えば、プラス）の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。画像形成ステーション３０Ｂ〜３０Ｄにおいても同様である。これによって、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのそれぞれに形成された各色相のトナー像が中間転写ベルト４１の外周面に順次重ねて一次転写され、中間転写ベルト４１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

但し、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの色相の一部のみの画像データが入力された場合は、４個の感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われ、一部の色相のトナー像のみが中間転写ベルト４１の外周面に一次転写される。

クリーニングユニット６Ａは、現像及び一次転写の後における感光体ドラム１Ａの周面に残留したトナーを回収する。

一次転写位置のそれぞれにおいて中間転写ベルト４１の外周面に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト４１の回転によって、中間転写ベルト４１と二次転写ローラ５０との対向位置である二次転写位置へ搬送される。

給紙部１５０は、給紙トレイ８１、手差しトレイ８２、第１用紙搬送路８３、及び第２用紙搬送路８４を備えている。給紙カセット８１及び手差しトレイ８２のそれぞれには、用紙が収容される。第１用紙搬送路８３は、給紙トレイ８１及び手差しトレイ８２のそれぞれから二次転写位置及び定着装置７０を経由して用紙排紙トレイ８５へ至るように形成されている。第２用紙搬送路８４は、両面印刷用の用紙搬送路であり、一方の面に画像を形成された用紙が表裏を反転された状態で再び二次転写位置へ搬送されるように形成されている。

二次転写ローラ５０は、中間転写ベルト４１を挟んで駆動ローラ４２に所定のニップ圧で圧接している。二次転写ローラ５０と中間転写ベルト４１とのニップ圧を所定値に維持するために、二次転写ローラ５０又は駆動ローラ４２のいずれか一方が硬質材料（例えば、金属又は樹脂）で構成され、他方が軟質材料（例えば、弾性ゴム又は発泡性樹脂）で構成される。

給紙部１５０から給紙された用紙が二次転写位置を経由する際に、二次転写ローラ５０に、トナーの帯電極性（例えば、マイナス）と逆極性（例えば、プラス）の二次転写バイアスが定電圧制御によって印加され、これによって、中間転写ベルト４１の外周面に担持されたトナー像が、用紙に二次転写される。

トナー像が用紙に転写された後の中間転写ベルト４１上に残留したトナーは、中間転写ベルト用クリーニング装置４４によって回収される。

トナー像が転写された用紙は、定着装置７０へ導かれ、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過することで加熱及び加圧される。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、トナー像が定着した面を下にして用紙排紙トレイ８５上へ排出される。

図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、光走査装置１０は、複数のレーザダイオード１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ、複数のミラー１２Ａ、１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ、ミラー１３、ポリゴンミラー１４、第１ｆθレンズ１５、複数のミラー１６Ａ，１６Ｂ１，１６Ｂ２，１６Ｃ１，１６Ｃ２，１６Ｄ１，１６Ｄ２、及び複数の第２ｆθレンズ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを、筐体１８内に備えている。

レーザダイオード１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、光源を構成し、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色相に対応するレーザ光を出射する。ミラー１２Ａ〜１２Ｄは、各レーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄから出射されたレーザ光を所定方向へ反射する。ミラー１３は、ミラー１２Ａ〜１２Ｄからの各レーザ光をポリゴンミラー１４へ向けて反射する。

ポリゴンミラー１４は、等角速度偏向手段を構成している。ポリゴンミラー１４は、正８角柱形状を呈し、８個の反射面１４１を有している。ポリゴンミラー７４は、筐体１８に固定された図示しないミラー載置台上に回転自在に支持され、所定方向へ高速回転駆動される。ポリゴンミラー１４が、ミラー１３からの各レーザ光を８個の反射面１４１によって次々に等角速度偏向する。これによって、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄは、主走査方向９１に繰り返し走査される。

第１ｆθレンズ１５及び第２ｆθレンズ１７Ａ〜１７Ｄは、ポリゴンミラー１４からの各レーザ光を等速度偏向する。ミラー１６Ａ，１６Ｂ１，１６Ｂ２，１６Ｃ１，１６Ｃ２，１６Ｄ１，１６Ｄ２は、第１ｆθレンズ１５を透過した各レーザ光を、第２ｆθレンズ１７Ａ〜１７Ｄを透過するように反射する。

第１ｆθレンズ１５、ミラー１６Ａ，１６Ｂ１，１６Ｂ２，１６Ｃ１，１６Ｃ２，１６Ｄ１，１６Ｄ２、及び第２ｆθレンズ１７Ａ〜１７Ｄは、主走査方向９１に繰り返し走査されるそれぞれのレーザ光を反射や屈折させるために、主走査方向９１に長く、かつ主走査方向９１に直交する副走査方向９２に短い形状を呈し、それぞれの両端は筐体１８に支持されている。

ブラックに対応するレーザダイオード１１Ａから出射されたレーザ光は、ミラー１３で反射され、ポリゴンミラー１４で主走査方向９１に等角速度偏向され、さらに第１ｆθレンズ１５を透過して、ミラー１６Ｃ１，１６Ｃ２で反射され、第２ｆθレンズ１７Ａを透過して、ブラックに対応する感光体ドラム１Ａに照射される。

シアンに対応するレーザダイオード１１Ｂから出射されたレーザ光は、ミラー１２Ｂ、ミラー１２Ａ及びミラー１３で順次反射され、ポリゴンミラー１４で主走査方向９１に等角速度偏向され、さらに第１ｆθレンズ１５を透過して、ミラー１６Ｄ１，１６Ｄ２で反射され、第２ｆθレンズ１７Ａを透過して、シアンに対応する感光体ドラム１Ｂに照射される。

マゼンタに対応するレーザダイオード１１Ｃから出射されたレーザ光は、ミラー１２Ｃ、ミラー１２Ａ及びミラー１３で順次反射され、ポリゴンミラー１４で主走査方向９１に等角速度偏向され、さらに第１ｆθレンズ１５を透過して、ミラー１６Ａで反射され、第２ｆθレンズ１７Ａを透過して、マゼンタに対応する感光体ドラム１Ｃに照射される。

イエローに対応するレーザダイオード１１Ｄから出射されたレーザ光は、ミラー１２Ｄ、ミラー１２Ａ及びミラー１３で順次反射され、ポリゴンミラー１４で主走査方向９１に等角速度偏向され、さらに第１ｆθレンズ１５を透過して、ミラー１６Ｂ１，１６Ｂ２で反射され、第２ｆθレンズ１７Ａを透過して、イエローに対応する感光体ドラム１Ｄに照射される。

感光体ドラム１Ａ〜１Ｄは、所定方向に回転駆動されており、主走査方向９１に繰り返し走査される各色相のレーザ光を照射される。これによって、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのそれぞれの周面に、各色相の静電潜像が形成される。

図４は、光走査装置１０の各部材の位置関係を模式的に示している。図４及び図６では、説明の便宜上、ブラックのレーザダイオード１１Ａについて記載し、他の色のレーザダイオード１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに関する記載を省略している。この実施形態では、一例として、ブラックのレーザダイオード１１Ａによって同期検出が行われる。なお、図４では、紙面に直交する方向が、副走査方向９２に相当する。

ポリゴンミラー１４は、ポリゴンモータ１４２から駆動力を伝達されることによって所定方向に回転する。ポリゴンモータ１４２は、制御部６０によって制御される。

ポリゴンミラー１４の回転方向において、感光体ドラム１Ａの被走査領域Ｅ１の上流側に、１個の同期検出センサ２１が配置されている。また、光走査装置１０は、同期ミラー２２及び反射防止部材２３を備えている。反射防止部材２３は、ポリゴンミラー１４の回転方向において、同期検出センサ２１の上流側に隣接配置されている。

ポリゴンミラー１４の反射面１４１に反射されたレーザ光は、さらに同期ミラー２２に反射されることで、同期検出センサ２１に入射する。同期検出センサ２１は、レーザ光を検出する同期検出をした時に、制御部６０へ同期信号を出力する。同期信号は、感光体ドラム１Ａに対して印刷データに基づく走査を開始する走査開始タイミングの制御に用いられる。印刷データは、画像データが印刷用に変換処理されたデータを含む。

ポリゴンミラー１４の回転方向において、同期検出センサ２１の上流側に反射防止部材２３が隣接配置されていることで、同期検出センサ２１への迷光が防止されるので、同期検出センサ２１における誤検出が防止される。

制御部６０は、同期検出センサ２１が同期検出するべき所定時間帯内に同期信号が入力したか否かを判定する判定部６０Ａ、及び判定部６０Ａの判定結果に基づいてレーザダイオード１１Ａが出射するレーザ光の強度を変更させる強度制御部６０Ｂを含む。

図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では記載を省略しているが、レーザダイオード１１Ａとポリゴンミラー１４との間であってレーザダイオード１１Ａとミラー１２Ｃとの間の光路上には、コリメータレンズ２４、及びシリンドリカルレンズ２５が配置されている。

コリメータレンズ２４は、レーザダイオード１１Ａから出射されたレーザ光の広がり角を変更して平行光にする。シリンドリカルレンズ２５は、副走査方向９２のみにパワーを有し、副走査方向９２のみにおいてレーザ光を反射面１４１上に結像させる。このため、図５に示すように、反射面１４１上では、レーザ光の光径は、主走査方向９１に大きく、副走査方向９２に小さくなる。

また、同期検出センサ２１に入射するレーザ光は、主走査方向９１において反射面１４１の端部で反射される光である。主走査方向９１において反射面１４１の端部は、汚れやすい。また、同期検出センサ２１に入射するレーザ光と反射面１４１との傾斜角は小さく、さらに、同期検出センサ２１に入射するレーザ光は、主走査方向９１においてレーザ光のうちの端部領域の光である。主走査方向９１においてレーザ光の端部の光は、中央部の光と比較して、強度が小さい。

しかし、光走査装置１０は、同期検出センサ２１による同期検出不良を防止できるように構成されている。具体的構成についての説明は、後述する。

次に、図６を用いて、サンプルホールドモード及びデータ発光モードを実行する電気回路について説明する。図６に示す電気回路は、レーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄのそれぞれに備えられている。レーザダイオード１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄについても、レーザダイオード１１Ａと同様に構成されている。

光走査装置１０は、モニタの出力結果に基づいてレーザダイオード１１Ａを所定の基準強度Ｐ１（図９参照）で発光させるサンプルホールドモードと、基準強度Ｐ１に基づく強度でレーザダイオード１１Ａを発光させるデータ発光モードと、を有する。サンプルホールドモードは、データ発光モードに先立って実行される。

レーザダイオード１１Ａと同じパッケージ内に、フォトダイオード１９Ａが備えられている。レーザダイオード１１Ａとフォトダイオード１９Ａとはフォトカプラを構成している。フォトダイオード１９Ａの感度は、可変抵抗６３によって設定される。

サンプルホールドモードの実行時には、スイッチ６２は閉塞されている。サンプルホールドモードにおいて、レーザダイオード１１Ａに電流が流されると、レーザダイオード１１Ａが発光する。レーザダイオード１１Ａから出射されたレーザ光がフォトダイオード１９Ａに受光されると、フォトダイオード１９Ａに受光されたレーザ光の強度に応じた大きさの電流Ｉｐがフォトダイオード１９Ａに流れる。オペアンプ６４の入力抵抗は極めて高く、ホールドコンデンサ６１は容量が小さく予備充電がなされていることから、ホールドコンデンサ６１は短時間で飽和電圧に達する。よって、オペアンプ６４の入力端子の電圧Ｖ１は、可変抵抗６３の電気抵抗をＲｖとするとき、リアルタイムで発光強度に応じた高さとなり、Ｖ１＝Ｉｐ×Ｒｖとなる。ホールドコンデンサ６１の端子電圧は、オペアンプ６４の入力端子の電圧Ｖ１と同じになる。

フォトダイオード１９Ａ、オペアンプ６４、及びホールドコンデンサ６１は、モニタを構成している。モニタは、サンプルホールドモードにおいて、レーザダイオード１１Ａの発光強度に応じた信号を出力する。以下に具体的に説明する。

オペアンプ６４は、コンパレータとして機能する。オペアンプ６４は、入力端子の電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｒとを比較し、比較結果に応じた信号を制御部６０へ出力する。制御部６０は、オペアンプ６４の出力結果に基づいてレーザダイオード１１Ａを所定の基準強度Ｐ１で発光させるように制御する。

即ち、制御部６０は、オペアンプ６４の入力端子の電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒより低い場合は、トランジスタ６５を制御することで、レーザダイオード１１Ａを流れる電流値を増加させて発光強度を大きくし、電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒより高い場合は、レーザダイオード１１Ａを流れる電流値を低下させて発光強度を小さくする。これによって、レーザダイオード１１Ａの発光強度は、オペアンプ６４の入力端子の電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒと等しくなる（Ｖ１＝Ｖｒ）ように保持されるとともに、ホールドコンデンサ６１の端子電圧（＝電圧Ｖ１）が基準電圧Ｖｒに保持される。

オペアンプ６４の入力端子の電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒと等しくなるように制御されたときのレーザダイオード１１Ａの発光強度を、基準強度Ｐ１とする。

以下、サンプルホールドモードにおけるレーザダイオード１１Ａの基準強度Ｐ１による発光を、強制発光という。

制御部６０は、Ａ／Ｄコンバータを含み、アナログ信号をデジタル信号に変換し、レーザダイオード１１Ａに流す電流やそのタイミング等をデジタル制御している。同期検出のためのレーザ光の発光、及び感光体ドラム１Ａを印刷データに基づいて走査するためのレーザ光の発光は、データ発光モードにおいて行われる。

レーザダイオード１１Ａへ供給される電流は、印刷データに基づいて制御部６０によって制御される。データ発光モードにおけるレーザダイオード１１Ａの発光強度は、トランジスタ６５を用いてデジタル制御されることで、自在に変更される。以下、データ発光モードにおけるレーザダイオード１１Ａの発光を、データ発光という。

図７に示すように、制御部６０は、印刷データが入力すると、ポリゴンモータ１４２を駆動することでポリゴンミラー１４を回転させる（Ｓ１）。制御部６０は、ポリゴンミラー１４が定常回転になると（Ｓ２）、レーザダイオード１１Ａに電流を流すことで、レーザダイオード１１Ａを強制発光させる（Ｓ３）。レーザダイオード１１Ａが発光すると、フォトダイオード１９Ａが受光したレーザ光の強度に応じた大きさの電流Ｉｐがフォトダイオード１９Ａに流れる。これによって、所定時間、ホールドコンデンサ６１を充電する（Ｓ４，５）。ホールドコンデンサ６１は短時間で飽和電圧に達するので、オペアンプ６４の入力端子の電圧Ｖ１は、可変抵抗６３の電気抵抗をＲｖとするとき、リアルタイムでレーザダイオード１１Ａの発光強度に応じた高さとなり、Ｖ１＝Ｉｐ×Ｒｖとなる。

制御部６０は、オペアンプ６４の入力端子の電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒと等しくなるように、レーザダイオード１１Ａに流す電流値を制御し、このときの電流値を基準電流値として記憶して、レーザダイオード１１Ａの強制発光をオフさせる（Ｓ６）。Ｓ３〜Ｓ６の処理は、サンプルホールドモードに含まれる。サンプルホールドモードは、レーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄのそれぞれについて実行される。基準電流値は、サンプルホールドモードの実行毎に更新される。

図９に示すように、サンプルホールド信号は、一例として、サンプルホールドモードを実行させる時間帯のみ、ＨＩＧＨからＬＯＷになる。

サンプルホールドモードは、サンプルホールド信号がＨＩＧＨからＬＯＷになったときに開始され、サンプルホールド信号がＬＯＷからＨＩＧＨになったときに終了する。

同期信号は、一例として、同期検出センサ２１がレーザ光を検出開始したときにＨＩＧＨからＬＯＷになり、検出終了したときにＬＯＷからＨＩＧＨになる。

制御部６０は、印刷データがＨＩＧＨからＬＯＷになると、同期検出のためのデータ発光を開始させる（Ｓ７）。

制御部６０は、同期信号が入力したと判定部６０Ａが判定すると（Ｓ８）、同期検出のためのデータ発光をオフさせ（Ｓ９）、強度制御部６０Ｂは、データ発光におけるレーザダイオード１１Ａの発光強度の設定値を所定の１段階、低下させる（Ｓ１０）。

このとき、強度制御部６０Ｂは、サンプルホールドモードにおいて取得した基準電流値を基準として、レーザダイオード１１Ａに供給する電流値を調整することで、レーザダイオード１１Ａの発光強度を制御する。即ち、強度制御部６０Ｂは、レーザダイオード１１Ａの発光強度をスタートから起算して合計でＮ段階低下させる場合は、基準電流値を基準としてＮ段階、電流値を低下させる（Ｎ＝正の整数）。制御部６０は、上述のＮ段階で示される基準電流値に対する差分値を記憶し、基準電流値が更新された場合は、更新された基準電流値に差分値を加算した電流値によって、レーザダイオード１１Ａを発光させる。

なお、制御部６０は、最初の同期信号の入力からの経過時間、又は前回の同期信号の入力からの経過時間に基づいて、次回に同期信号が入力するであろう予測時間帯を取得する。

制御部６０は、Ｓ３〜Ｓ１０の処理を繰り返し、Ｓ８において、同期信号が予測時間帯内に入力しない場合、データ発光をオフさせ（Ｓ１１）、データ発光におけるレーザダイオード１１Ａの発光強度の設定値を、所定の１段階、上昇させ、この発光強度の設定値を、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２として設定する。Ｓ１〜Ｓ１２の処理によって、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２の適切な値を判定することができる。同期検出のための発光強度の判定及び設定は、複数のレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄのうち、同期検出に用いられる１個のレーザダイオード１１Ａのみについて実行される。

このように、光走査装置１０では、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２を、印刷のために感光体ドラム１Ａを走査するときのレーザダイオード１１Ａの発光強度と、異なる値に設定することができる。よって、ポリゴンミラー１４の反射面１４１が汚れている場合であっても、同期検出センサ２１がレーザ光を検出できるように、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２を変更することで、同期検出不良を防止することができる。

また、同期信号の検出結果に基づいて同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２を所定値ずつ変更させ、同期検出センサ２１がレーザ光を検出できたときの強度のうち最も低い強度に、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２を設定するので、同期検出できる範囲内の必要最低限の強度で同期検出を行うことができる。これによって、同期検出不良の発生を防止できるとともに、感光体ドラム１Ａへの迷光の防止、及び省エネ化を図ることができる。

さらに、Ｓ３〜Ｓ１２の処理によって、反射面１４１の汚れ度合いを測定することができる。汚れ度合いに基づいて、光走査装置１０が搭載される画像形成装置１００の表示部に、ポリゴンミラー１４のメンテナンスを促す表示を行うこともできる。

サンプルホールドモードは、複数のレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄのそれぞれで実行され、同期検出は、複数のレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄのうちいずれか１個のレーザダイオード１１Ａで行われる。このため、同期検出のために１個のレーザダイオード１１Ａのみが発光し、他のレーザダイオード１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが発光しないので、同期検出センサ２１への迷光が防止され、同期検出センサ２１における誤検出が防止される。

図８に示すように、制御部６０は、Ｓ３〜Ｓ１２の処理によって同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２が設定されると、通常印刷モードを実行する。制御部６０は、感光体ドラム１Ａの１ラインの走査毎に、Ｓ３〜Ｓ６と同様のサンプルホールドモードを実行する（Ｓ２１〜Ｓ２４）。これによって、ホールドコンデンサ６１は、一部の放電されていた分が充電されて飽和状態にされる。また、感光体ドラム１Ａの１ラインの走査毎にサンプルホールドモードが実行されることで、レーザダイオード１１Ａの温度変化があった場合でも、レーザダイオード１１Ａの発光強度が正確に制御される。

制御部６０は、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２でレーザダイオード１１Ａをデータ発光させ（Ｓ２５）、同期信号がＨＩＧＨからＬＯＷになることで同期信号が入力したと判定部６０Ａが判定すると（Ｓ２６）、同期信号がＬＯＷからＨＩＧＨになるタイミングで、同期検出のためのレーザダイオード１１Ｃのデータ発光をオフする（Ｓ２７）。

制御部６０は、同期信号がＬＯＷからＨＩＧＨになると印刷データをＨＩＧＨに設定し、所定時間後にレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄを印刷のためにデータ発光させる（Ｓ２８）。

被走査領域Ｅ１を走査時のレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄの発光強度は、所定期間毎に異なる値に設定することができる。一例として、被走査領域Ｅ１を走査時のレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄの発光強度は、主走査方向９１における被走査領域Ｅ１の中央部よりも両端部ほど高く設定される。これによって、被走査領域Ｅ１に照射される光量は、主走査方向９１において均一化される。したがって、シェーディング補正を正確に行うことができる。なお、図９において、発光強度は、上側ほど大きいことを示している。

制御部６０は、１ライン分の印刷を行う所定時間Ｔ１の間、レーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄのデータ発光を続け（Ｓ２９）、所定時間Ｔ１の経過後にレーザダイオード１１Ａ〜１１Ｄのデータ発光をオフさせる（Ｓ３０）。

制御部６０は、印刷データの全てのラインについてＳ２１〜Ｓ３０の処理を繰り返す（Ｓ３１）。

なお、図７に示す同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２の設定において、Ｓ９〜Ｓ１２の処理に代えて、次のように処理することもできる。

即ち、制御部６０は、Ｓ７におけるデータ発光の強度は図７における場合と比較して低く設定しておき、同期信号が所定時間帯内に入力しない場合（Ｓ８）、同期検出のためのデータ発光をオフさせ（Ｓ４１）、強度制御部６０Ｂが、データ発光におけるレーザダイオード１１Ａの発光強度の設定値を所定の１段階、上昇させる（Ｓ４２）。

制御部６０は、Ｓ３〜Ｓ８及びＳ４１，Ｓ４２の処理を繰り返し、Ｓ８において、同期信号が予測時間帯内に入力した場合、このときの発光強度を、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２として設定し、データ発光をオフさせる（Ｓ４３）。

これによっても、同期検出センサ２１がレーザ光を検出できたときの強度のうち最も低い強度に、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２を設定するので、同期検出できる範囲内の必要最低限の強度で同期検出を行うことができる。これによって、同期検出不良の発生を防止できるとともに、感光体ドラム１Ａへの迷光の防止、及び省エネ化を図ることができる。

また、図７及び図１０に示すようにレーザダイオード１１Ａの発光強度を所定値ずつ変更させることで同期検出できる範囲内の必要最低限の発光強度に、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２を設定する手順を実行することに限定されない。例えば、所定時間帯内に同期信号が入力しない場合に、同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの発光強度Ｐ２を、基準強度Ｐ１よりも大きい所定値に設定することもできる。同期検出のためのレーザダイオード１１Ａの強度が基準強度Ｐ１よりも大きい所定値に設定されることで、同期検出センサ２１がレーザ光を検出できる可能性が高くなる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ａ〜１Ｄ 感光体ドラム（被走査体）
１０ 光走査装置
１１Ａ〜１１Ｄ レーザダイオード（光源）
１４ ポリゴンミラー（等角速度偏向手段）
１４１ 反射面
１９Ｃ フォトダイオード
２１ 同期検出センサ
２３ 反射防止部材
６０ 制御部
６０Ａ 判定部
６０Ｂ 強度制御部
６１ コンデンサ
Ｅ１ 被走査領域
Ｐ１ 基準強度
Ｐ２ 同期検出のためのレーザダイオードの発光強度
Ｖ１ 電圧
Ｖｒ 基準電圧

Claims (7)

1. モニタの出力結果に基づいて光源を所定の基準強度で発光させるサンプルホールドモードと、前記基準強度に基づく強度で前記光源を発光させるデータ発光モードと、を有する光走査装置であって、
   発光する光ビームの強度を変更自在な前記光源と、
   前記光源の発光強度に応じた信号を出力する前記モニタと、
   前記光源から発光された光ビームを反射する複数の反射面を有し、回転することで光ビームを等角速度偏向する等角速度偏向手段と、
   前記等角速度偏向手段の回転方向において被走査体の上流側に配置され、前記反射面で反射された光ビームを検出する同期検出をした時に前記被走査体に対する走査開始タイミングを制御するための同期信号を出力する同期検出センサと、
   前記データ発光モードにおいて前記光源に前記同期検出のための光ビームを発光させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、所定時間帯内に前記同期信号が入力したか否かを判定する判定部、及び前記判定部の判定結果に基づいて前記光源が発光する光ビームの強度を変更させる強度制御部を含む、光走査装置。
2. 前記強度制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて前記光源が発光する光ビームの強度を所定値ずつ変更させ、前記同期検出センサが光ビームを検出できたときの強度のうち最も低い強度に、前記同期検出のための光ビームの強度を設定する請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記強度制御部は、前記同期検出のための光ビームの強度を前記基準強度よりも大きい値に設定する請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記強度制御部は、前記同期検出のための光ビームの強度を、前記被走査体を走査するときの光ビームの強度とは異なる値に設定する請求項１から３のいずれかに記載の光走査装置。
5. 前記回転方向において前記同期検出センサの上流側に、光ビームの反射を防止する反射防止部材が配置される請求項１から４のいずれかに記載の光走査装置。
6. 互いに異なる色相に対応した複数の前記光源と、
   複数の前記光源に対応して設けられた複数のモニタと、を備える請求項１から５のいずれかに記載の光走査装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の光走査装置と、
   前記光走査装置によって形成された静電潜像を現像する現像装置と、を備える画像形成装置。

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