JP2012063522A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ビームの重心位置を正確に検知できる画像形成装置を提供することである。
【解決手段】光源６２は、ビームを放射する。偏向器６８は、ビームを偏向する。フォトダイオード８０は、ビームを受光して、検知信号を生成する。サンプリング回路は、検知信号を所定の時間間隔でデータ値に変換すると共に、データ値に対応する時刻データを生成する。重心算出回路は、データ値及び時刻データに基づいて、ビームの重心の位置を算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、光源が放射したビームを、偏向手段により偏向して感光体上を走査させる画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置としては、例えば、特許文献１に記載のカラー画像形成装置が知られている。該カラー画像形成装置では、以下に説明する動作により、レーザビームの光量を補正制御している。図１１は、カラー画像形成装置がレーザビームの光量を補正制御する際の波形図である。図１１（ａ）は、ＰＤ（フォトダイオード）の出力波形であり、図１１（ｂ）は、ＣＯＭＰ回路の出力波形であり、図１１（ｃ）は、ｄｅｌａｙ回路の出力波形であり、図１１（ｄ）は、光量モニタ信号の波形である。

ＰＤがレーザを受光すると、図１１（ａ）に示すように、ＰＤから図１１（ａ）に示すＰＤ出力が出力される。次に、図１１（ｂ）に示すように、ＣＯＭＰ回路は、ＰＤ出力の電位が閾値を超えている期間にハイレベルとなるＣＯＭＰ出力を生成する。そして、ｄｅｌａｙ回路は、ＣＯＭＰ出力の立ち上がりから所定時間だけ遅延してハイレベルに立ち上がるｄｅｌａｙ出力を生成する。ｄｅｌａｙ出力の立ち上がりは、ＰＤ出力の中央ピークと一致している。図１１（ｄ）に示すように、ｄｅｌａｙ出力に基づいて、光量モニタ信号を生成する。該光量モニタ信号は、レーザビームの光量の補正制御に用いられる。

ところで、特許文献１に記載のカラー画像形成装置では、ｄｅｌａｙ出力の立ち上がりと、ＰＤ出力の中央ピークとが一致しないおそれがある。より詳細には、図１１（ａ）のＰＤ出力の電位は変動しうる。ＰＤ出力の電位が相対的に低い場合には、緩やかに立ち上がり、ＰＤ出力の電位が相対的に高い場合には、急峻に立ち上がる。したがって、ＰＤ出力の電位によって、ＰＤ出力の電位が閾値を超えるタイミングが異なってしまう。ＰＤ出力の電位が変動しても、ＣＯＭＰ出力の立ち上がりからの遅延時間は不変であるので、ｄｅｌａｙ出力の立ち上がりとＰＤ出力の中央ピークとの不一致が生じるおそれがある。

特開２００９−２４４８４３号公報

そこで、本発明の目的は、ビームの重心位置を正確に検知できる画像形成装置を提供することである。

本発明の一形態に係る画像形成装置は、ビームを放射する光源と、前記ビームを偏向する偏向手段と、前記ビームを受光して、検知信号を生成する受光素子と、前記検知信号の電位をデータ値に変換すると共に、該データ値に対応する時刻データを生成する変換手段と、前記データ値及び前記時刻データに基づいて、前記ビームの重心の位置を算出する第１の算出手段と、を備えていること、を特徴とする。

本発明によれば、ビームの重心位置を正確に検知できる。

画像形成装置の全体構成を示した図である。 光走査装置の斜視図である。 図３（ａ）は、光源をビームの進行方向から平面視した図である。図３（ｂ）は、感光体ドラム上におけるビームを示した図である。 画像形成装置のブロック図である。 検知信号の波形を示した図である。 スリットをビームが通過する様子を示した図である。 ビームがスリットを通過した際に、フォトダイオードが出力する検知信号の波形を示した図である。 第１の変形例に係るカバー部材の構成図である。 第２の変形例に係るカバー部材の構成図である。 第３の変形例に係るカバー部材の構成図である。 特許文献１に記載のカラー画像形成装置がレーザビームの光量を補正制御する際の波形図である。

（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示した図である。

画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成されている。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、用紙Ｐに画像を形成する機能を有し、図１に示すように、印刷部２、給紙部１５、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙ローラ対２１及び排紙トレイ２３を備えている。

給紙部１５は、用紙（印刷媒体）Ｐを１枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１６及び給紙ローラ１７を含む。用紙トレイ１６には、印刷前の状態の用紙Ｐが複数枚重ねて載置される。給紙ローラ１７は、用紙トレイ１６に載置された用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。

タイミングローラ対１９は、給紙ローラ１７により搬送されてきた用紙Ｐにトナー画像が印刷部２において２次転写されるように、タイミングを調整しながら用紙Ｐを搬送する。

印刷部２は、給紙部１５から供給されてくる用紙Ｐにトナー画像を形成し、光走査装置６、転写部８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）、転写ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写ローラ１４及び作像ユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）を含んでいる。また、作像ユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）及びクリーナー９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）を含んでいる。

感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）は、円筒形状をなしており、図１において時計回りに回転させられる。帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面を帯電させる。光走査装置６は、制御部（図示せず）の制御により、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面に対してビームＢ（ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ）を走査する。なお、光走査装置６の詳細については後述する。これにより、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面には静電潜像が形成される。

現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）に静電潜像に基づくトナー画像を現像する。

転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されている。転写部８は、転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、感光体ドラム４に形成されたトナー画像を転写ベルト１１に１次転写する役割を果たす。クリーナー９は、１次転写後に感光体ドラム４の周面に残存しているトナーを回収する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、転写ベルト１１を矢印αの方向に駆動させる。これにより、転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。

２次転写ローラ１４は、転写ベルト１１と対向し、ドラム形状をなしている。そして、２次転写ローラ１４は、転写電圧が印加されることにより、転写ベルト１１との間を通過する用紙Ｐに対して、転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。

トナー画像が２次転写された用紙Ｐは、定着装置２０に搬送される。定着装置２０は、用紙Ｐに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙Ｐに定着させる。排紙ローラ対２１は、定着装置２０から搬送されてきた用紙Ｐを排紙トレイ２３に排出する。排紙トレイ２３には、印刷済みの用紙Ｐが載置される。

（光走査装置の構成）
以下に、光走査装置６の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、光走査装置６の斜視図である。なお、図２では、ビームＢＫを感光体ドラム４Ｋに照射するための構成のみを示した。

光走査装置６は、光源６２、コリメータレンズ６４、シリンドリカルレンズ６６、偏向器６８、走査レンズ７０，７２，７４，７６及び折り返しミラー７８を含んでいる。更に、画像形成装置１は、フォトダイオード８０及びカバー部材８２を備えている。光源６２は、複数（４本）のビームＢＫａ〜ＢＫｄを同時に放射する。図２では、ビームＢＫａ〜ＢＫｄを総称してビームＢＫと呼んでいる。

コリメータレンズ６４は、光源部６２が放射したビームＢＫａ〜ＢＫｄのそれぞれを略平行な光に整形する。シリンドリカルレンズ６６は、偏向器６８の反射面において線状となるように、ビームＢＫａ〜ＢＫｄを集光する。

偏向器６８は、ポリゴンミラー及びポリゴンミラーを回転させるモータ（図示せず）により構成され、ビームＢＫａ〜ＢＫｄを偏向する。走査レンズ７０，７２，７４，７６は、偏向器６８が走査したビームＢＫａ〜ＢＫｄを感光体ドラム４Ｋの周面に結像させる。折り返しミラー７８は、走査レンズ７６を透過したビームＢＫａ〜ＢＫｄを感光体ドラム４Ｋ側へと反射する。

感光体ドラム４Ｋは、円筒形状をなしており、帯電器５Ｋ（図１参照）により帯電させられている。そして、ビームＢＫａ〜ＢＫｄが感光体ドラム４Ｋの周面上を主走査方向に繰り返し走査されることにより、感光体ドラム４Ｋの周面には静電潜像が形成される。

フォトダイオード（受光素子）８０は、ビームＢＫａ〜ＢＫｄを受光し、ビームＢＫａ〜ＢＫｄの強度に応じた電位を有する検知信号を生成する。フォトダイオード８０は、図２に示すように、感光体ドラム４Ｋの主走査方向の上流側の端部の隣に設けられている。フォトダイオード８０は、例えば、ＰＩＮフォトダイオードにより構成されている。

カバー部材８２は、フォトダイオード８０の受光面を覆っている板状部材である。カバー部材８２には、スリットＳ１，Ｓ２が設けられている。スリットＳ１は、主走査方向に直交する方向（すなわち、副走査方向）に延在している直線状の開口である。スリットＳ２は、スリットＳ１とは平行ではない方向に延在している直線状の開口である。本実施形態では、スリットＳ２は、副走査方向の上流側に行くにしたがって、スリットＳ１との間隔が広がるように設けられており、スリットＳ１と角度θ（例えば、４５度）をなしている。また、スリットＳ１，Ｓ２の幅（例えば、１０μｍ）は、カバー部材８２上におけるビームＢＫａ〜ＢＫｄの直径（例えば、７０μｍ）よりも小さい。カバー部材８２としては、例えば、放電加工によりスリットＳ１，Ｓ２が形成された板厚０．０１０ｍｍのＳＵＳ３０４が挙げられる。カバー部材８２において、スリットＳ１，Ｓ２以外の部分の透過率は、１％以下である。

次に、光源６２の詳細について図面を参照しながら説明する。図３（ａ）は、光源６２をビームＢＫａ〜ＢＫｄの進行方向から平面視した図である。図３（ｂ）は、感光体ドラム４Ｋ上におけるビームＢＫａ〜ＢＫｄを示した図である。

光源６２は、例えば、レーザダイオードにより構成され、図３（ａ）に示すように、ビームＢＫａ〜ＢＫｄを放射する発光点６２ａ〜６２ｄを有している。発光点６２ａ〜６２ｄはそれぞれ、主走査方向と平行ではない方向に一列に等間隔に並んでいる。発光点６２ａ〜６２ｄが主走査方向に一列に並んだ場合には、ビームＢＫａ〜ＢＫｄが重なってしまうためである。

ビームＢＫａ〜ＢＫｄは、感光体ドラム４Ｋ及びカバー部材８２上において、図３（ｂ）に示すように、主走査方向と平行ではない方向に一列に等間隔に並んでいる。具体的には、ビームＢＫａ〜ＢＫｄは、主走査方向の正方向側から負方向側へとこの順に並んでいると共に、副走査方向の正方向側から負方向側へとこの順に並んでいる。以下では、互いに隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄ間の主走査方向における間隔を間隔Ｄ１と定義し、互いに隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄ間の副走査方向における間隔を間隔Ｄ２と定義する。

また、ビームＢＫａ〜ＢＫｄの両端に位置するビームＢＫａ，ＢＫｄ間の主走査方向における間隔を間隔Ｄ０と定義する。ビームＢＫａ，ＢＫｄ間の主走査方向における間隔Ｄ０は、スリットＳ１とスリットＳ２との主走査方向における間隔の最大値よりも大きく設定されている。例えば、ビームＢＫが８本のビームからなる場合には、間隔Ｄ０が１８００μｍであり、スリットＳ１とスリットＳ２との主走査方向における間隔の最大値が１５００μｍである。

以上のように構成された光源６２は、後述するモータにより、光軸周りに回転可能に構成されている。これにより、間隔Ｄ０〜Ｄ２の大きさを調整することが可能である。

（ブロック構成）
ところで、画像形成装置１は、フォトダイオード８０の検知信号に基づいて、ビームＢＫａ〜ＢＫｄの主走査方向の間隔Ｄ１及びビームＢＫａ〜ＢＫｄの副走査方向の間隔Ｄ２を調整することができる。そこで、以下に、画像形成装置１がかかる調整を行うためのブロック構成について図面を参照しながら説明する。図４は、画像形成装置１のブロック図である。図５は、検知信号の波形を示した図である。

画像形成装置１は、図４に示すように、増幅回路８４、サンプリング回路８６、重心演算回路８８、ピッチ算出回路９０、減算回路９２、記憶部９４、増幅回路９６、モータドライバ９８及びモータ１００を更に備えている。

フォトダイオード８０は、ビームＢＫａ，ＢＫｄを受光し、ビームＢＫａ，ＢＫｄの強度に応じた電位を有する検知信号を生成する。例えば、スリットＳ１をビームＢＫａが横切った場合には、図５に示すようなパルスＰを有する検知信号が生成される。ただし、図５に示す検知信号は、後述する増幅回路８４により増幅された信号であり、フォトダイオード８０から出力される検知信号は、更に低い電位を有している。

増幅回路８４は、検知信号を増幅する。これにより、図５に示す検知信号が得られる。サンプリング回路８６は、アナログ信号である検知信号の電位を所定の時間間隔でデジタル信号であるデータ値ｄｎ（ｎは整数）に変換する。以下に、サンプリング回路８６の動作について説明する。

サンプリング回路８６は、図５に示すように、検知信号の電位が閾値Ａを超えたら、データ値ｄｎの生成を開始する。具体的には、検知信号の電位は、時刻ｔ１において閾値Ａを越える。このときの検知信号の電位は、電位ｖ１である。そこで、サンプリング回路８６は、電位ｖ１をデータ値ｄ１に変換し、データ値ｄ１及びデータ値ｄ１に対応する時刻ｔ１のデータ（以下、時刻データｔ１と称す）を生成し、これらを重心演算回路８８に出力する。この後、サンプリング回路８６は、電位ｖ２〜ｖ７についてもデータ値ｄ２〜ｄ７に変換し、データ値ｄ２〜ｄ７及びデータ値ｄ２〜ｄ７に対応する時刻データｔ２〜ｔ７を生成し、これらを重心演算回路８８に出力する。時刻ｔ７より後では、検知信号の電位が閾値Ａよりも低いので、サンプリング回路８６は、検知信号のデータ値への変換を行わない。

重心演算回路８８は、データ値ｄ１〜ｄ７及び時刻データｔ１〜ｔ７に基づいて、スリットＳ１を通過する際のビームＢＫａの重心の位置ｘｇａ１を算出する。具体的には、重心演算回路８８は、ビームＢＫａの主走査方向の移動速度ｖを認識している。そこで、重心演算回路８８は、以下の式（１）を用いて、スリットＳ１を通過する際のビームＢＫａの重心の位置ｘｇａ１を算出する。なお、本実施形態では、ｎ＝７である。

以上の動作により、画像形成装置１は、スリットＳ１を通過する際のビームＢＫａの重心の位置ｘｇａ１を得ることができる。同様の演算により、画像形成装置１は、スリットＳ２を通過する際のビームＢＫａの重心の位置ｘｇａ２を得ることができる。

更に、ビームＢＫｄが走査されると、ビームＢＫｄもスリットＳ１，Ｓ２を通過する。この際、画像形成装置１は、同様の演算により、スリットＳ１，Ｓ２を通過する際のビームＢＫｄの重心の位置ｘｇｄ１，ｘｇｄ２を得る。

ピッチ算出回路９０は、隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄ間の主走査方向の間隔Ｄ１、及び、隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄ間の副走査方向の間隔Ｄ２を算出する。以下に、間隔Ｄ１，Ｄ２の算出について図面を参照しながら説明する。図６は、スリットＳ１，Ｓ２をビームＢＫａ，ＢＫｄが通過する様子を示した図である。図７は、ビームＢＫａ，ＢＫｄがスリットＳ１，Ｓ２を通過した際に、フォトダイオード８０が出力する検知信号の波形を示した図である。図７において、縦軸は電位であり、横軸は時間（位置）である。

画像形成装置１では、図６に示すように、ビームＢＫａ，ＢＫｄ間の主走査方向における間隔Ｄ０は、スリットＳ１とスリットＳ２との主走査方向における間隔の最大値Ｗよりも大きく設定されている。この場合には、ビームＢＫａがスリットＳ１，Ｓ２を通過した後に、ビームＢＫｄがスリットＳ１，Ｓ２を通過するようになる。よって、検知信号は、図７に示すように、４つのパルスＰ１〜Ｐ４がこの順に並ぶ波形を有する。パルスＰ１，Ｐ２はそれぞれ、ビームＢＫａがスリットＳ１，Ｓ２を通過する際に検知信号に発生するパルスであり、パルスＰ３，Ｐ４はそれぞれ、ビームＢＫｄがスリットＳ１，Ｓ２を通過する際に検知信号に発生するパルスである。

なお、図７において、縦軸は電位であり、横軸は時間である。ただし、図７の検知信号は、スリットＳ１，Ｓ２を通過する際のビームＢＫａ，ＢＫｄを示していると考えることができる。よって、パルスＰ１〜Ｐ４の重心をそれぞれ、位置ｘがｘｇａ１，ｘｇａ２，ｘｇｄ１，ｘｇｄ２とみなすことができる。

ここで、前記の通り、重心演算回路８８は、スリットＳ１，Ｓ２を通過する際のビームＢＫａ，ＢＫｄの重心の位置ｘｇａ１，ｘｇａ２，ｘｇｄ１，ｘｇｄ２を算出している。図７に示すように、位置ｘｇａ１と位置ｘｇｄ１との間隔は、図３（ｂ）に示すビームＢＫａ，ＢＫｄ間の主走査方向の間隔Ｄ０に相当する。そして、間隔Ｄ０は、隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄ間の主走査方向の間隔Ｄ１の３倍である。そこで、重心演算回路８８は、位置ｘｇａ１と位置ｘｇｄ１との間隔を３で割ることにより、間隔Ｄ１を算出する。

更に、重心演算回路８８は、スリットＳ１，Ｓ２を通過する際のビームＢＫａの重心の位置ｘｇａ１，ｘｇａ２の間隔ｄ１、スリットＳ１，Ｓ２を通過する際のビームＢＫｄの重心の位置ｘｇｄ１，ｘｇｄ２の間隔ｄ２、及び、スリットＳ１とスリットＳ２とがなす角度θに基づいて、間隔Ｄ２を算出する。より詳細には、図７に示すように、位置ｘｇａ１と位置ｘｇａ２との間隔は、間隔ｄ１であり、位置ｘｇｄ１と位置ｘｇｄ２との間隔は、間隔ｄ２である。このとき、図６に示すように、ｔａｎθ＝（ｄ２−ｄ１）／３Ｄ２の関係が成立する。すなわち、Ｄ２＝（ｄ２−ｄ１）／３ｔａｎθである。そこで、重心演算回路８８は、以下の式（２）に基づいて、Ｄ２を算出する。

Ｄ２＝｛（ｘｇｄ２−ｘｇｄ１）−（ｘｇａ２−ｘｇａ１）｝／３ｔａｎθ・・・（２）

記憶部９４は、メモリやハードディスク等により構成されており、間隔Ｄ２の基準となる間隔Ｄｃ２を記憶している。間隔Ｄｃ２は、解像度が１２００ｄｐｉの場合には、２１．１μｍである。減算回路９２は、間隔Ｄ２から間隔Ｄｃ２を減算して得られる差ΔＤ２を算出する。そして、減算回路９２は、差ΔＤ２に基づいて制御信号を生成し、該制御信号を増幅回路９６に出力する。

ここで、制御信号について説明する。制御信号は、後述するモータドライバ９８がモータ１００を制御するための信号である。具体的には、モータ１００はステッピングモータであり、制御信号である複数のパルス信号が入力されることにより、時計回り（正転）と反時計回り（逆転）とに回転することができる。制御信号は、差ΔＤ２が０になるように、モータ１００に光源６２を回転させるための信号である。差ΔＤ２が負である場合には、図３（ａ）の光源６２を時計回りに回転させる必要がある。この場合、制御信号では、モータ１００が時計回りに回転するように、複数のパルス信号に順番（以下では、正転の順番と称す）にパルスが発生している。一方、差ΔＤ２が負である場合には、図３（ａ）の光源６２を反時計回りに回転させる必要がある。この場合、制御信号では、モータ１００が反時計回りに回転するように、複数のパルス信号に逆の順番（以下では、逆転の順番と称す）にパルスが発生している。

また、差ΔＤ２の大きさが相対的に大きい場合には、光源６２を相対的に大きく回転させる必要があり、差ΔＤ２の大きさが相対的に小さい場合には、光源６２を相対的に小さく回転させる必要がある。そのため、制御信号のパルス信号のパルスの数は、差ΔＤ２の大きさに依存している。

増幅回路９６は、制御信号を増幅して、モータドライバ９８に出力する。モータドライバ９８は、制御信号に基づいて、モータ１００を駆動する。具体的には、モータドライバ９８は、制御信号のパルス信号にパルスが発生している順番が正転の順番である場合には、パルス信号のパルスの数に基づく角度だけ光源６２が時計回りに回転するように、モータ駆動電流を生成して、モータ１００を動作させる。一方、モータドライバ９８は、制御信号のパルス信号にパルスが発生している順番が逆転の順番である場合には、パルス信号のパルスの数に基づく角度だけ光源６２が反時計回りに回転するように、モータ駆動電流を発生して、モータ１００を動作させる。以上の動作により、ビームＢＫａ〜ＢＫｄの間隔Ｄ２が間隔Ｄｃ２に維持される。

なお、画像形成装置１では、ビームＢＫａ〜ＢＫｄの間隔の調整について説明を行ったが、ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣについても同様の調整を行うことができる。ただし、ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣの調整は、ビームＢＫの調整と同じであるので、説明を省略する。

（効果）
前記画像形成装置１によれば、ビームＢＫａ〜ＢＫｄの重心位置を正確に検知できる。より詳細には、特許文献１に記載のカラー画像形成装置では、図１１（ａ）のＰＤ出力の電位は変動しうる。ＰＤ出力の電位が相対的に低い場合には、緩やかに立ち上がり、ＰＤ出力の電位が相対的に高い場合には、急峻に立ち上がる。したがって、ＰＤ出力の電位によって、ＰＤ出力の電位が閾値を超えるタイミングが異なってしまう。ＰＤ出力の電位が変動しても、ＣＯＭＰ出力の立ち上がりからの遅延時間は不変であるので、ｄｅｌａｙ出力の立ち上がりとＰＤ出力の中央ピークとの不一致が生じるおそれがある。

一方、画像形成装置１では、サンプリング回路８６は、検知信号を所定の時間間隔でデータ値ｄ１〜ｄｎに変換し、重心演算回路８８は、データ値ｄ１〜ｄｎ及びデータ値ｄ１〜ｄｎに対応する時刻データｔ１〜ｔｎに基づいて、ビームＢＫａ〜ＢＫｄの重心の位置を算出している。すなわち、画像形成装置１では、パルスの立ち上がりのみを用いて、スリットＳ１，Ｓ２を通過する際のビームＢＫａ〜ＢＫｄの重心の位置を検知しているのではなく、パルス全体を用いて、スリットＳ１，Ｓ２を通過する際のビームＢＫａ〜ＢＫｄの重心の位置を検知している。そのため、ビームＢＫａ〜ＢＫｄがスリットＳ１，Ｓ２を通過することによって検知信号に発生するパルスの立ち上がりが急峻であっても緩やかであっても、ビームＢＫａ〜ＢＫｄの重心の位置を正確に検知することができる。

また、画像形成装置１では、スリットＳ１は、副走査方向に延在しており、スリットＳ２は、スリットＳ１と角度θをなしている。これにより、スリットＳ１，Ｓ２を通過する際のビームＢＫａの重心の位置ｘｇａ１，ｘｇａ２、及び、スリットＳ１，Ｓ２を通過する際のビームＢＫｄの重心の位置ｘｇｄ１，ｘｇｄ２を用いて、隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄの副走査方向の間隔Ｄ２を算出することが可能となる。その結果、画像形成装置１は、ビームＢＫａ〜ＢＫｄの間隔Ｄ２の調整を行うことが可能となる。

更に、画像形成装置１では、スリットＳ１を通過する際のビームＢＫａ，ＢＫｄの重心の位置ｘｇａ１，ｘｇｄ１を用いて、隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄの主走査方向の間隔Ｄ１を算出することが可能である。

また、ビームＢＫａ，ＢＫｄ間の主走査方向における間隔Ｄ０は、スリットＳ１とスリットＳ２との主走査方向における間隔の最大値よりも大きく設定されている。これにより、ビームＢＫａがスリットＳ１，Ｓ２を通過した後に、ビームＢＫｄがスリットＳ１，Ｓ２を通過するようになる。その結果、図７に示すように、パルスＰ１〜Ｐ４がこの順に発生するようになる。すなわち、パルスＰ１〜Ｐ４が発生する順番が入れ替わることがない。よって、検知信号に発生するパルスが、いずれのビームがスリットＳ１，Ｓ２を通過することによって発生したのかを識別する必要がなくなる。

（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係るカバー部材８２ａについて図面を参照しながら説明する。図８は、第１の変形例に係るカバー部材８２ａの構成図である。

図８のカバー部材８２ａには、副走査方向に延在するスリットＳ１のみが設けられている。カバー部材８２ａが用いられた画像形成装置１は、隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄの主走査方向の間隔Ｄ１を算出することが可能である。

（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係るカバー部材８２ｂについて図面を参照しながら説明する。図９は、第２の変形例に係るカバー部材８２ｂの構成図である。

図９のカバー部材８２ｂには、ハ字型に並ぶスリットＳ１，Ｓ２が設けられている。そして、スリットＳ１，Ｓ２は、角度θ'をなしている。カバー部材８２ｂが用いられた画像形成装置１は、隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄの副走査方向の間隔Ｄ２を算出することが可能である。

（第３の変形例）
以下に、第３の変形例に係るカバー部材８２ｃについて図面を参照しながら説明する。図１０は、第３の変形例に係るカバー部材８２ｃの構成図である。

図１０のカバー部材８２ｃには、副走査方向に延在するスリットＳ１，Ｓ２が設けられている。スリットＳ１，Ｓ２は、一定の間隔Ｌをあけた状態で設けられている。カバー部材８２ｃが用いられた画像形成装置１は、隣り合うビームＢＫａ〜ＢＫｄの主走査方向における移動速度ｖを算出することが可能である。

なお、カバー部材８２，８２ａ〜８２ｃは、ＳＵＳ３０４からなる板状部材であるとしたが、その他の金属やガラス等により構成されていてもよい。また、スリットＳ１，Ｓ２の幅が１０μｍ以上の場合には、スリットＳ１，Ｓ２の形成に放電加工のほか、レーザ加工が用いられてもよい。一方、スリットＳ１，Ｓ２の幅が１０μｍ未満の場合には、ガラス基板上にクロムめっき層を設け、該クロムめっき層にエッチングを施すことにより、スリットＳ１，Ｓ２を形成すればよい。

なお、受光素子として、フォトトランジスタ、ゲルマニウムフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管等を用いてもよい。

本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、ビームの重心位置を正確に検知できる点において優れている。

１ 画像形成装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 感光体ドラム
６ 光走査装置
６２ 光源
６２ａ〜６２ｄ 発光点
６８ 偏向器
８０ フォトダイオード
８２，８２ａ〜８２ｃ カバー部材
８４ 増幅回路
８６ サンプリング回路
８８ 重心演算回路
９０ ピッチ算出回路
９２ 減算回路
９４ 記憶部
９６ 増幅回路
９８ モータドライバ
１００ モータ

Claims (10)

1. ビームを放射する光源と、
   前記ビームを偏向する偏向手段と、
   前記ビームを受光して、検知信号を生成する受光素子と、
   前記検知信号の電位をデータ値に変換すると共に、該データ値に対応する時刻データを生成する変換手段と、
   前記データ値及び前記時刻データに基づいて、前記ビームの重心の位置を算出する第１の算出手段と、
   を備えていること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の算出手段は、前記データ値をｄ１〜ｄｎとし、該データ値ｄ１〜ｄｎに対応する前記時刻データをｔ１〜ｔｎとし、前記ビームの主走査方向の移動速度をｖとした場合に、以下の式（３）を用いて、該ビームの重心の位置ｘｇ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。
   

   
3. 前記光源は、主走査方向と平行ではない方向に一列に並ぶ複数のビームを放射すること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記受光素子の受光面を覆い、かつ、主走査方向に直交する方向に延在している第１のスリットが設けられているカバー部材を、
   更に備えていること、
   を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１のスリットの幅は、前記カバー部材上における前記ビームの直径よりも小さいこと、
   を特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記カバー部材には、前記第１のスリットとは平行ではない第２のスリットが設けられていること、
   を特徴とする請求項４又は請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記複数のビームの両端に位置する２つのビームの主走査方向における間隔は、前記第１のスリットと前記第２のスリットとの主走査方向における間隔の最大値よりも大きいこと、
   を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記複数のビームは、第１のビーム及び第２のビームを含んでおり、
   前記画像形成装置は、
   前記第１のビームが前記第１のスリット及び前記第２のスリットのそれぞれを通過する際の該第１のビームの重心の位置の間隔、前記第２のビームが該第１のスリット及び該第２のスリットのそれぞれを通過する際の該第２のビームの重心の位置の間隔、及び、該第１のスリットと該第２のスリットとがなす角度に基づいて、該第１のビームと該第２のビームとの副走査方向における間隔を算出する第２の算出手段を、
   更に備えていること、
   を特徴とする請求項６又は請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記カバー部材には、前記第１のスリットと平行な第２のスリットが設けられていること、
   を特徴とする請求項４又は請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記第２のスリットの幅は、前記カバー部材上における前記ビームの直径よりも小さいこと、
    を特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。

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