JP2015082006A - 画像形成装置及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像の線幅を測定する場合に比べて簡易な構成で、感光体上に集光される光線の合焦状態を調整することができる画像形成装置及び制御プログラムを提供する。【解決手段】エキスパンダレンズ６０の位置を移動させ、感光体表面５０の表面電位が最も小さくなった場合に、ビームが合焦状態にあると推定している。本実施の形態では、制御部４８が調整用光量に露光量を切り替えた後、調整用パターンの静電潜像を感光体表面５０に形成させる。制御部４８は、表面電位センサ８０から感光体表面５０の表面電位を取得し、表面電位の平均値を算出し、エキスパンダレンズ６０を移動させる。制御部４８は、調整用パターンの形成、表面電位の取得、及びエキスパンダレンズ６０の移動を繰り返して、表面電位の平均値が最も小さくなるエキスパンダレンズ６０の位置を最適値とし、最適値にエキスパンダレンズ６０を移動させる。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置及び制御プログラムに関する。

特許文献１には、感光体に特定のドットパターンを形成し、このパターン幅を検知することにより、感光体への光ビームの書込焦点位置を求め、該書込焦点位置に、画像データに応じた光ビームを書き込んで静電潜像を形成し、該潜像にトナーを付着させることにより画像形成を行う画像形成装置において、前記光ビームを偏向させて感光体表面への結像位置を移動し、特定のドットパターンを書き込む光ビーム偏向手段と、現像された前記ドットパターンの幅を検知する検知手段と、前記検知手段の出力から前記ドットパターンの最小幅パターンを検知・認識する焦点位置検知手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置が記載されている。

特許文献２には、３８０〜５００ｎｍの半導体レーザー（Ｂlue ＬＤ）光を光源としたレーザースキャナーを使用し、帯電させた感光体に潜像を書き込む電子写真装置において、前記レーザースキャナーの感光体上への焦点調節機能を持ち、且つ、焦点合致度を現像手段によって得られたトナー画像情報によって判断するプロセスを有することを特徴とする電子写真装置が記載されている。

特許文献３には、光源から放射される１以上の光束を、走査光学系により偏向させ、且つ、感光媒体上に１以上の光スポットとして形成し、１以上の走査線を光走査する光走査方法において、感光媒体の画像形成領域外に、上記感光媒体の一部として形成され、偏向光束の主走査方向および副走査方方向の結像位置と感光媒体表面とのずれを検知するための光透過性の検知パターンを、偏向光束により光走査し、上記検知パターンによる透過光の変化を検出し、検出結果に基づき、偏向光束の結像位置と感光媒体表面とのずれを、主走査方向および副走査方向につき独立に補正して光走査を行うことを特徴とする光走査方法が記載されている。

特開平０９−２８１４１９号公報 特開２００３−２７０８７７号公報 特開２００２−０８２３０２号公報

本発明は、画像の線幅を測定する場合に比べて簡易な構成で、感光体上に集光される光線の合焦状態を調整することができる画像形成装置及び制御プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像形成装置は、光源及び集光手段を有し、前記光源から出射された光線を感光体表面に集光させて前記感光体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体表面の潜像をトナー像に現像する現像手段と、前記感光体表面のトナー像を被転写体に転写する転写手段と、潜像の電位またはトナー像の濃度を検知する検知手段と、集光された前記光線の前記感光体上における合焦状態を調整する調整手段と、潜像またはトナー像を検知した結果に応じ前記調整手段を制御する制御手段と、を備える。

請求項２に記載の画像形成装置の前記検知手段は、前記感光体表面に形成された潜像の電位を検知する電位検知手段である請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項３に記載の画像形成装置の前記電位検知手段は、前記調整手段により合焦状態がそれぞれ異なる状態で形成された潜像の電位を検知し、前記制御手段は、前記電位が小さい潜像を形成したときの状態となるよう前記調整手段を制御する請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項４に記載の画像形成装置の前記制御手段は、前記電位検知手段で検知された潜像の電位の平均値に応じて、集光された光線の前記感光体上における合焦状態を調整するよう前記調整手段を制御する請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項５に記載の画像形成装置の前記潜像形成手段は、前記光源から出射された光線を走査する走査手段および前記感光体表面における光線の深度方向の位置を調整するレンズを備えて集光した光線を走査し、前記電位検知手段は、前記潜像の前記走査方向の一方の端部に対応する第１領域及び他方の端部に対応する第２領域の電位を検知し、前記制御手段は、前記電位検知手段が検知した前記第１領域の電位と前記第２領域の電位との差または比が予め定められた範囲内となるように前記調整手段により合焦状態を制御する請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項６に記載の画像形成装置の前記電位検知手段は、前記潜像内の電位むらを検知する請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項７に記載の画像形成装置の前記検知手段は、前記感光体表面のトナー像または前記被転写体に転写されたトナー像の濃度を検知する濃度検知手段である請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項８に記載の画像形成装置の前記濃度検知手段は、前記調整手段により合焦状態がそれぞれ異なる状態で形成されたトナー像の濃度を検知し、前記制御手段は前記濃度が小さいトナー像を形成したときの状態となるよう前記調整手段を制御する請求項７に記載の画像形成装置である。

請求項９に記載の画像形成装置の前記制御手段は、前記濃度検知手段で検知されたトナー像の濃度の平均値に応じて、集光された光線の前記感光体上における合焦状態を調整するよう前記調整手段を制御する請求項７に記載の画像形成装置である。

請求項１０に記載の画像形成装置の前記濃度検知手段は、トナー像のうち、前記被転写体の搬送方向に直交する方向において一方の端部に対応する第１領域及び他方の端部に対応する第２領域の濃度を検知し、前記制御手段は、前記濃度検知手段が検知した前記第１領域の濃度と前記第２領域の濃度との差または比が予め定められた範囲内となるように前記調整手段により合焦状態を制御する請求項７に記載の画像形成装置である。

請求項１１に記載の画像形成装置の前記濃度検知手段は、トナー像の濃度むらを検知する請求項７に記載の画像形成装置である。

請求項１２に記載の画像形成装置の前記潜像形成手段は、前記感光体の回転方向に交差する交差方向の合焦状態を調整する第１調整用パターン、当該回転方向の合焦状態を調整する第２調整用パターン、及び当該交差方向及び当該回転方向の合焦状態を調整する第３調整用パターンのいずれかを形成する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置である。

請求項１３に記載の制御プログラムは、前記請求項１から前記請求項１２のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御手段としてコンピュータを機能させるための制御プログラムである。

請求項１、請求項２、請求項６、請求項７、請求項１１、及び請求項１３に記載の発明によれば、画像の線幅を測定する場合に比べて簡易な構成で、感光体上に集光される光線の合焦状態を調整することができる。

請求項３及び請求項８に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、精度良く合焦状態を調整することができる。

請求項４及び請求項９に記載の発明
によれば、本構成を有しない場合と比較して、精度良く合焦状態を調整することができる。

請求項５及び請求項１０に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して像面湾曲を低減することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、簡易な構成により合焦状態を調整することができる。

第１の実施の形態の画像形成装置の一例の概略構成を表す構成図である。 第１の実施の形態の光走査装置の一例の概略構成を示す構成図である。 第１の実施の形態における感光体表面の露光量と表面電位との対応関係の一例を表す放電曲線を示すグラフである。 第１の実施の形態の画像形成装置の線形領域における感光体表面の表面電位のプロファイルの一例を示す説明図である。 第１の実施の形態の画像形成装置の非線形領域における感光体表面の表面電位のプロファイルの一例を示す説明図である。 第１の実施の形態の画像形成装置におけるエキスパンダレンズの位置とビーム径との対応関係の一例を表すグラフである。 第１の実施の形態の画像形成装置におけるエキスパンダレンズの位置と感光体表面の表面電位の平均値との対応関係の一例を表すグラフである。 第１の実施の形態の画像形成装置における感光体の表面電位差Ｖｐ−ｐと露光量との対応関係の一例を表したグラフである。 第１の実施の形態の制御部で実行される合焦状態調整処理の流れの一例のフローチャートである。 第１の実施の形態の画像形成装置におけるエキスパンダレンズの移動の一例を説明するための説明図である。 第２の実施の形態の画像形成装置におけるエキスパンダレンズの移動の一例を説明するための説明図である。 第２の実施の形態の画像形成装置の一例の概略構成を表す構成図である。 第２の実施の形態の光走査装置の一例の概略構成を示す構成図である。 第２の実施の形態の制御部で実行される合焦状態調整処理の流れの一例のフローチャートである。 第３の実施の形態の画像形成装置におけるエキスパンダレンズの移動の一例を説明するための説明図である。 第３の実施の形態の制御部で実行される合焦状態調整処理の流れの一例のフローチャートである。 第４の実施の形態の画像形成装置の一例の概略構成を表す構成図である。 第４の実施の形態の制御部で実行される合焦状態調整処理の流れの一例のフローチャートである。 調整用パターンのその他の例として、矩形状のドットを示す説明図である。 調整用パターンのその他の例として、円形状のドットを示す説明図である。 調整用パターンのその他の例として、主走査方向に延びた直線を示す説明図である。 調整用パターンのその他の例として、斜め方向に延びた直線を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
まず、本発明の画像形成装置について説明する。図１は、本実施の形態の画像形成装置の一例の概略構成を示す構成図である。

画像形成装置１０は、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（Ｙはイエロー用、Ｍはマゼンタ用、Ｃはシアン用、Ｋはブラック用を示す）を備えている。これらの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、それぞれ、像保持体の一例としての感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを備えている。感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの周囲には、それぞれ、帯電装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、光走査装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋと、現像装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと、一次転写装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋと、感光体クリーナー２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋと、が備えられている。なお、以下では、個々の色について区別して説明を行う必要が無い場合は、添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して表記する。

帯電装置１４は、感光体１２の表面を帯電する。光走査装置１６は、制御部４８（詳細後述）の制御に応じて帯電された感光体１２の表面（被走査面）に静電潜像を形成すべく露光走査する。現像装置１８は、感光体１２の表面に形成された静電潜像を現像剤に含まれるトナーによりトナー像を形成する。一次転写装置２０は、例えば転写ロールからなり、トナー像を被転写体の一例としての転写ベルト１００に一次転写する。感光体クリーナー２２は、転写後の感光体１２の表面に付着した残留トナーを除去する。

転写ベルト１００は、駆動ロール２６ａ、テンション・ステアリングロール２６ｃ、支持ロール２６ｂ、２６ｄ、２６ｅ、及びバックアップロール２８により内周面側から張力を掛けつつ回転可能に支持（張架）されている。テンション・ステアリングロール２６ｃは、転写ベルト１００がゆがんだり蛇行したりすることを防ぐためのものである。このように転写ベルト１００を張架する複数のロール２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅと、駆動ロール２６ａを回転させるモータ（図示省略）がベルト駆動装置２５を構成している。

転写ベルト１００の周囲には、当該転写ベルト１００を介してバックアップロール２８と対向して例えば転写ロールからなる二次転写装置３０が配置されている。二次転写装置３０よりも転写ベルト１００の回転方向（図１、矢印Ｘ参照）の下流側には、ベルトクリーナー３２が配置されている。ベルトクリーナー３２は、転写ベルト１００の外周面に残留するトナーを除去する。

また、二次転写装置３０の周囲には、二次転写装置３０に対して記録媒体の一例としての用紙Ｐを搬送供給する給紙装置３３と、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着するための定着装置３６が設けられている。なお、本実施の形態の用紙Ｐ及び転写ベルト１００が記録媒体に対応している。

画像形成装置１０では、まず、画像形成ユニット１１Ｙにおいて、感光体１２Ｙは図中の時計回りに回転し、帯電装置１４Ｙでその表面が帯電される。次いで、帯電された感光体１２Ｙの表面には、光走査装置１６Ｙによって露光走査されることで第１色（Ｙ）の静電潜像が形成される。

この静電潜像は現像装置１８Ｙにより供給されるトナー（トナーを含む現像剤）によって現像され、可視化されたトナー像が形成される。トナー像は感光体１２Ｙの回転により一次転写部に到り、一次転写装置２０Ｙからトナー像に逆極性の電界を作用させることにより、トナー像が転写ベルト１００に一次転写される。

同様にして第２色のトナー像（Ｍ）、第３色のトナー像（Ｃ）、及び第４色のトナー像（Ｋ）が画像形成ユニット１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにより順次形成され転写ベルト１００において重ね合わせられ、多重トナー像が形成される。

次に、転写ベルト１００に転写された多重トナー像は転写ベルト１００の回転で二次転写装置３０が設置された二次転写部に到る。この二次転写部では、二次転写装置３０と転写ベルト１００を介して対向配置したバックアップロール２８との間にトナー像の極性と同極性のバイアス（転写電圧）を印加することで、当該トナー像を用紙Ｐに静電反発させて転写する。

具体的には、用紙Ｐは、用紙容器（図示省略）に収容された用紙束からピックアップローラ（図示省略）で一枚ずつ取り出され、フィードロール（図示省略）で二次転写部の転写ベルト１００と二次転写装置３０との間に予め定められたタイミングで供給される。供給された用紙Ｐには、二次転写装置３０とバックアップロール２８を圧接させると共に転写電圧を付与することで、転写ベルト１００に保持されたトナー像が転写される。

トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送装置３４により定着装置３６に搬送され、加圧／加熱処理でトナー像を固定して永久画像とされる。

多重トナー像の用紙Ｐへの転写が終了した転写ベルト１００は、二次転写部の下流に設けたベルトクリーナー３２で外周面に残留するトナーの除去が行われ、次の転写に備えることとなる。また、二次転写装置３０にもクリーニング部材（図示省略）が設けられており、転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。

なお、単色画像の転写の場合は、一次転写されたトナー像を単色で二次転写して定着装置３６に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合は各色のトナー像が一次転写部で一致するように転写ベルト１００と感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋとの回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。

このようにして、本実施形態に係る画像形成装置１０では、用紙Ｐに画像が形成される。

次に、光走査装置１６の構成について説明する。本実施の形態の光走査装置１６は各色とも同一構成である。

図２は、本実施の形態の光走査装置１６の一例の概略構成を表す構成図である。光走査装置１６は、光源４０と、偏向前光学系４２と、偏向器４４と、走査光学系４６と、制御部４８と、を備えている。

光源４０は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：面発光レーザ）であり、主走査方向および副走査方向の二次元に配置された複数の発光点（図示省略）を備えている。具体的な一例として、３２個の発光点を備える場合、光源４０には、副走査方向に沿って配列された８個の発光点からなる列が、主走査方向において４列並べられている。本実施の形態では、光源４０は、制御部４８に電気的に接続されており、複数の発光点の発光（オン）・非発光（オフ）はそれぞれ制御部４８によって独立的に制御される。

光源４０から発せられた光線は、偏向前光学系４２を通じて偏向器４４に導かれる。本実施の形態では、図２に示すように偏向器４４の一例として、ポリゴンミラーを用いている。偏向器４４に導かれた光線は、回転する偏向器４４によって主走査方向に偏向される。偏向された光線は走査光学系４６を通じて被走査面の一例としての感光体表面５０に照射される。すなわち、光源４０から発せられた光線は偏向器４４と走査光学系４６とによって主走査方向に偏向されつつ感光体表面５０に照射される。これにより、感光体表面５０に対して光線が走査され、感光体表面５０が露光することとなる。

偏向器４４と走査光学系４６によって光線を偏向走査する方向が主走査方向であり、主走査方向に交差する方向が副走査方向である。感光体表面５０においては、軸方向に対応する方向が主走査方向であり、回転方向に対応する方向が副走査方向である。また、光線の進行方向であって、主走査方向および副走査方向に交差する方向が光軸方向である。

偏向前光学系４２には、コリメータレンズ５２と、スリット５４と、ビームスプリッター５６と、一対のエキスパンダレンズ５８、６０と、シリンダーレンズ６２と、が備えられている。コリメータレンズ５２は、光源４０から発せられた光線を平行光に変換する。スリット５４は、コリメータレンズ５２を通過した光線の一部を絞って所望のビーム形状に整形する。ビームスプリッター５６は、スリット５４を通過した光線を画像書き込み用の透過光と光量調整用の反射光とに分割する。一対のエキスパンダレンズ５８、６０は、ビームスプリッター５６を透過光として通過した光線に対して主走査方向においてビーム径を拡大する。シリンダーレンズ６２は、一対のエキスパンダレンズ５８、６０の間に設けられて光線を副走査方向に収束する。

一対のエキスパンダレンズ５８、６０の内の光線の進行方向上流側のエキスパンダレンズ５８は、主走査方向にのみパワーをもつレンズであり、主走査方向にのみ平行光を発散光に変換する。光線の進行方向下流側のエキスパンダレンズ６０は、主走査方向にのみパワーをもつレンズであり、エキスパンダレンズ５８によって変換された発散光を平行光に再変換する。これにより、一対のエキスパンダレンズ５８、６０の間でビーム径が拡大される。

図２に示すように、光線の進行方向下流側のエキスパンダレンズ６０には、ステッピングモータ６３が接続されている。エキスパンダレンズ６０は、光軸方向において移動可能に構成されている（詳細後述）。エキスパンダレンズ６０は、ステッピングモータ６３の駆動により移動することによって、感光体表面５０における光線の焦点位置（合焦状態）を調整する。ステッピングモータ６３は制御部４８に電気的に接続されている。制御部４８は、ステッピングモータ６３によるエキスパンダレンズ６０の移動を制御する機能を有している（詳細後述）。本実施の形態の制御部４８は、ステッピングモータ６３の駆動量（パルス数）からエキスパンダレンズ６０の移動量を把握する。

シリンダーレンズ６２は、副走査方向にのみパワーをもつレンズであり、偏向器４４の近傍において副走査方向に光線を収束させるためのものである。

走査光学系４６は、上流側から順に、ｆθレンズ６４と、ｆθレンズ６６と、シリンダーミラー６８と、折り返しミラー７０と、シリンダーミラー７２と、ウインドウガラス７４と、を備えている。

ｆθレンズ６４、６６は、２枚の組み合わせにより、感光体表面５０で光線が等速に走査されるように光線の走査位置を変換すると共に、主走査方向のビーム径を収束するものである。２枚のシリンダーミラー６８、７２は、副走査方向にのみパワーをもつミラーであり、２枚でアフォーカル光学系を構成し副走査方向のビーム径を収束するものである。また、２枚のシリンダーミラー６８、７２は、偏向器４４の副走査方向の傾き（面倒れ）を補正する機能も有している。折り返しミラー７０は、２枚のシリンダーミラー６８、７２の間で光線を折り返すためのものである。ウインドウガラス７４は、光線の出射窓であり、光走査装置１６内部への埃や異物の侵入を防止するものである。

また、本実施の形態では、感光体１２の近傍に、感光体表面５０の電位を検知するための表面電位センサ８０が設けられている。表面電位センサ８０は、感光体表面５０の電位を検知する機能を有していれば特に限定されないが、一例としては、ＥＳＶ（Electrostatic Voltmeter）センサが挙げられる。本実施の形態では、感光体表面５０の表面電位を検知することにより静電潜像の電位を検知している。

本実施の形態の表面電位センサ８０は、制御部４８に電気的に接続されており、感光体表面５０における予め定められた検知領域の表面電位を検知して、制御部４８に出力する。

次に本実施の形態における制御部４８における、光走査装置１６から照射されたビームの感光体表面５０における合焦状態の調整処理（以下、「合焦状態調整処理」という。）について説明する。なお、制御部４８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータやＡＳＩＣ等として実現されており、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、合焦状態調整処理が実行される。

まず、本実施の形態における合焦状態調整処理の原理について説明する。

図３は、感光体表面５０の露光量と表面電位との対応関係の一例を表す放電曲線（ＰＩＤＣ：Photo-Induced Discharge Curve）を示すグラフである。図３に示すように、露光量と表面電位との対応関係は、線形領域及び非線形領域を有している。非線形領域では、線形領域に比べて、露光量が増加しても表面電位が大きくならない。

図４及び図５には、感光体表面５０に、合焦状態調整用の画像として副走査方向に延びた直線であるラダーパターンの静電潜像を形成した場合の感光体表面５０のプロファイルを示す。具体的に図４及び図５では、ビーム径（光源４０のオンに対応）が３０μｍ及び９０μｍの場合の感光体表面５０の主走査方向における表面電位を表している。図４は、線形領域における感光体表面５０の表面電位のプロファイルの一例である。また、図５は、非線形領域における感光体表面５０の表面電位のプロファイルの一例である。

図４に示すように、ビーム径が大きくなると表面電位のピークが下がり、裾が広がったなだらかな曲線となる。また、図４に示すように線形領域では、ビーム径が３０μｍの場合の表面電位の平均値と、ビーム径が９０μｍの場合の表面電位の平均値とに差が生じない。または、差が生じていても実験的に得られた誤差として許容できる範囲内である。このように、線形領域においては、合焦位置がずれてビーム径が変化（大きくなるように変化）しても表面電位の平均値は変化しない。

一方、図５に示すように、ビーム径が９０μｍの場合では、表面電位のピークが飽和することがない。ビーム径が３０μｍの場合では、表面電位のピークがサチレート電位に飽和（サチレート）してしまい、凸部がつぶれた形状のプロファイルを示す。そのため、ビーム系が９０μｍの場合の表面電位の平均値に比べて、ビーム径が３０μｍの場合表面電位の平均値が低下する。このように、非線形領域においては、合焦位置がずれてビーム系が変化（大きくなるように変化）すると表面電位の平均値が大きくなる。

すなわち、放電曲線の非線形領域においては、合焦状態（焦点が合っている）場合の表面電位の平均値は、非合焦状態（焦点がずれている状態）の表面電位の平均値よりも小さくなる。

上記非線形領域における現象を利用するため本実施の形態では、放電曲線が非線形領域となる露光量で静電潜像を形成して合焦状態の調整を行う。本実施の形態では、具体的一例として合焦状態の調整のため、上述したように光走査装置１６のエキスパンダレンズ６０の位置をステッピングモータ６３により移動させる。図６には、エキスパンダレンズの位置とビーム径との対応関係の一例を表すグラフを示す。また、図７には、エキスパンダレンズの位置と感光体表面５０の表面電位の平均値との対応関係の一例を表すグラフを示す。なお、図６及び図７では、放電曲線が非線形領域となる露光量によって静電潜像を形成している。

図６及び図７では、エキスパンダレンズ６０をホームポジションから移動させた位置を「エキスパンダレンズ位置」として示している。ホームポジションとは、初期位置であり、例えば、エキスパンダレンズ６０の可動範囲内においてシリンダーレンズ６２に最も近い位置である。この場合、エキスパンダレンズ位置は、ホームポジションから偏向器４４に近付く方向へ移動させた場合のエキスパンダレンズ６０の位置、すなわちホームポジションからの距離に対応する。

合焦状態では、非合焦状態に比べてビーム径がぶれない。そのため、本実施の形態では、ビーム径が最小となる場合を合焦状態であるとみなしている。

図７に示すように、エキスパンダレンズの位置がホームポジションに近い側、または遠く離れた側（偏向器４４に近い側）では、表面電位がサチレート（飽和）する。すなわち、非合焦状態になりビーム径が大きくなると表面電位は増加し、サチレートする。一方、図６及び図７に示すように、合焦状態では、表面電位は最小値となる。そのため本実施の形態では、感光体表面５０の表面電位が最小電位となる場合を合焦状態とみなしている。

なお、このように表面電位が最小電位となる場合を合焦状態とみなすためには、サチレート電位と最小電位との電位差である表面電位差Ｖｐ−ｐが、検知誤差等の誤差を考慮したうえで有意な値とならなくてはいけない。図８には、表面電位差Ｖｐ−ｐと露光量との対応関係の一例を表したグラフを示す。図８に示した対応関係が得られた場合では、図８に示した範囲の露光量（非線形領域となる露光量）において有意な表面電位差Ｖｐ−ｐが得られるため、当該範囲内の露光量を調整用光量とすればよい。調整用光量は、このように予め実験等により、得ておくようにすればよい。なお、調整用光量が調整用強度に対応している。

従って本実施の形態の合焦状態調整処理は、放電曲線が非線形となる露光量である調整用光量で感光体表面５０に静電潜像を形成し、当該静電潜像（感光体表面５０の表面）の電位が最小となるように光走査装置１６を制御（エキスパンダレンズ６０を移動）して合焦状態を調整する。

図９には、本実施の形態の制御部４８で実行される合焦状態調整処理の流れの一例のフローチャートを示す。なお、合焦状態調整処理を行うタイミングは特に限定されないが、画像形成装置１０の電源投入時、一連の画像データに応じた画像の形成前や後、予め定められた数の画像の形成後、及びユーザの所望に応じたタイミング等が挙げられる。

ステップＳ１００では、露光量を調整用光量に切り替える。本実施の形態の画像形成装置１０では、通常、記録媒体上に画像を形成する場合は、上述した放電曲線が線形領域となる範囲内の露光量（通常露光量）で感光体表面５０を露光している。一方、調整用光量は、放電曲線が非線形領域となる範囲内の露光量であり、通常露光量よりも光量が大きい。そのため、制御部４８は、露光量を調整用光量に切り替えるよう、光源４０を制御する。

本実施の形態の光源４０は、発光点をオン・オフさせ駆動させるための駆動部（図示省略）を備えている。駆動部は、駆動電流を生成し、発光点に供給する。当該駆動部は、制御部４８の制御に基づいて、調整用光量に応じた電流量の駆動電流を生成し、発光点に供給する。なお、本実施の形態の光源４０の駆動部では、駆動電流の電流量を切り替えることにより調整用光量へ切り替えているがこれに限らない。例えば、パルス信号により駆動させるときのパルス幅を切り替えてもよい。また、例えば、駆動電流の電圧値を切り替えるようにしてもよい。

次のステップＳ１０２では、調整用パターンを感光体表面５０に形成する。本実施の形態では、副走査方向に延びた直線であるラダーパターン（図４及び図５参照）を主走査方向の合焦状態を調整するための調整用パターンとして用いている。そのため、当該ラダーパターンの画像データが、制御部４８内部のメモリ（図示省略）内に予め記憶されている。制御部４８は、当該ラダーパターンの画像データに基づいて、発光点をオン・オフさせるように光源４０を制御する。これにより、感光体表面５０には、ラダーパターンの静電潜像が形成される（図１、感光体１２参照）。

次のステップＳ１０４では、制御部４８は表面電位センサ８０から表面電位を取得する。本実施の形態の表面電位センサ８０は、感光体表面５０の予め定められた検知領域の表面電位を検知して、制御部４８に出力する。

次のステップＳ１０６では、制御部４８は表面電位の平均値を算出する。本実施の形態では、検知領域内における複数（複数箇所）の表面電位を取得するため、制御部４８は、取得した表面電位の平均値を算出する。本実施の形態では、算出した平均値は、制御部４８内のメモリ等の記憶部（図示省略）に一時的に記憶しておく。なお、このように平均値を算出しなくてもよいが、検知領域を複数、または大きくして平均値を算出することにより、調整精度が向上する。

次のステップＳ１０８では、今回の平均値の算出が一回目に当たるのか否か判断する。具体的には、本合焦状態調整処理において一回目のステップＳ１０２〜ステップＳ１０６の処理を行ったのか否か判断する。一回目に当たる場合は肯定されてステップＳ１１２へ進む。一方、一回目ではない、すなわち二回目以降に当たる場合は、否定されてステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、前回の平均値≧今回の平均値を満たすか否か判断する。今回の平均値が前回の平均値と同じ、もしくは小さい場合は、肯定されてステップＳ１１２へ進む。

ステップＳ１１２では、エキスパンダレンズ６０を移動させる。具体的には、制御部４８は、ステッピングモータ６３を制御してエキスパンダレンズ６０を移動させる。一回の調整におけるエキスパンダレンズ６０の移動量は特に限定されないが、例えば、感光体表面５０の表面電位とエキスパンダレンズ６０との対応関係等に基づいて予め実験的に定めておいてもよい。

なお、本実施の形態の合焦状態調整処理では、表面電位センサ８０による表面電位の検知とエキスパンダレンズ６０の移動とによる調整（ステップＳ１０２〜ステップＳ１０６）を繰り返し行うが、エキスパンダレンズ６０の移動量は、毎回同量であってもよいし、異なるようにしてもよい。

図１０には、本実施の形態の画像形成装置１０におけるエキスパンダレンズ６０の移動の一例を説明するための説明図を示す。図１０（１）は、エキスパンダレンズ６０の移動量とビーム径との対応関係を表すグラフを示している。図１０（２）は、エキスパンダレンズ６０の移動量と感光体表面５０の表面電位との対応関係を表すグラフを示している。図１０から、ビーム径が最小となる位置と、表面電位が最小となる位置が対応していることがわかる。本実施の形態では、この表面電位が最小となる位置を検出するためにエキスパンダレンズ６０を移動させる。このような場合では、エキスパンダレンズ６０がホームポジションから移動を開始した初期では、一回の調整における移動量を多くし、表面電位の平均値が前回よりも小さくなり出したら、または前回よりも予め定められた量以上小さくなった場合は、一回の調整における移動量を少なくしてもよい。このように移動量を異ならせることにより、調整制度を低下させることなく調整時間が短縮される。

このようにステップＳ１１２においてエキスパンダレンズ６０が移動されると、ステップＳ１０２に戻り、本処理を繰り返す。エキスパンダレンズ６０が移動したことにより、合焦状態が変化し、感光体表面５０のビーム径が変化したため、変化したビーム径により静電潜像を感光体表面５０に形成し、表面電位を検知する処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１１０で今回の表面電位の平均値が前回の表面電位の平均値よりも大きい場合は、否定されてステップＳ１１４へ進む。

ステップＳ１１４では、前回のエキスパンダレンズ６０の位置が、ビームが感光体表面５０において合焦状態となる最適位置と判断する。

次のステップＳ１１６では、ステップＳ１１４で最適位置と判断した位置にエキスパンダレンズ６０を移動させた後、本合焦状態調整処理を終了する。

なお、本実施の形態の画像形成装置１０は４色の画像形成ユニット１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）を備えているため、各色毎に調整用パターンを形成して上記合焦状態調整処理を行うようにするとよい。

このように本実施の形態では、エキスパンダレンズ６０の位置を移動させ、感光体表面５０の表面電位が最も小さくなった場合に、ビームが合焦状態にあると推定している。本実施の形態では、制御部４８が調整用光量に露光量を切り替えた後、調整用パターンの静電潜像を感光体表面５０に形成させる。制御部４８は、表面電位センサ８０から感光体表面５０の表面電位を取得し、表面電位の平均値を算出し、エキスパンダレンズ６０を移動させる。制御部４８は、調整用パターンの形成、表面電位の取得、及びエキスパンダレンズ６０の移動を繰り返して、表面電位の平均値が最も小さくなるエキスパンダレンズ６０の位置を最適値とし、最適値にエキスパンダレンズ６０を移動させる。

また、本実施の形態では、調整用パターンの線幅を測定せずに、表面電位センサ８０で検知した表面電位基づいて合焦状態の調整を行う。表面電位センサ８０は、一般的に画像形成装置に備えられていることが多い。従って、本実施の形態では、簡易な構成で、光走査装置１６により感光体表面５０に集光されたビームの合焦状態を調整することができる。

また、本実施の形態の画像形成装置１０では、感光体表面５０にビームの焦点位置が合わせられる（合焦状態）ため、高精細な画像が形成される。

［第２の実施の形態］
本実施の形態の画像形成装置１０、光走査装置１６、及び制御部４８は、第１の実施の形態と同様の構成及び動作（処理）を含むため、同様の構成及び動作（処理）についてはその旨を記し、詳細な説明を省略する。

第１の実施の形態では、感光体表面５０の表面電位が最小となる場合を合焦状態とみなしている。これに対して本実施の形態では、トナー像の濃度（濃度値）、が最小となる場合を合焦状態とみなす。なお、本実施の形態の画像形成装置１０では、トナー像には、感光体表面５０に形成されたトナー像、転写ベルト１００に一次転写されたトナー像、及び用紙Ｐに二次転写されたトナー像の３種類がある。本実施の形態の画像形成装置１０では、３種類のトナー像のいずれかについて、濃度が最少状態となる場合を合焦状態とみなす。

図１１には、本実施の形態の画像形成装置１０におけるエキスパンダレンズ６０の移動の一例を説明するための説明図を示す。図１１（１）は、エキスパンダレンズ６０の移動量とビーム径との対応関係を表すグラフを示している。図１１（２）は、エキスパンダレンズ６０の移動量とトナー像の濃度との対応関係を表すグラフを示している。なお、図１１（２）におけるトナー像の濃度とは、用紙Ｐ上に形成されたトナー像の濃度のことである。図１１から、ビーム径が最小となる位置と、トナー像の濃度が最小となる位置が対応していることがわかる。本実施の形態では、このトナー像の濃度が最小となる位置を合焦状態と見なし、当該位置を検出するためにエキスパンダレンズ６０を移動させる。

図１２は、本実施の形態の制御装置を含む画像形成装置１０の一例の概略構成を示す構成図である。また、図１３は、本実施の形態の光走査装置１６の一例の概略構成を表す構成図である。

本実施の形態の画像形成装置１０では、トナー像の濃度を検出するための濃度センサが設けられている。

転写ベルト１００に一次転写されたトナー像の濃度を検知する場合は、画像形成ユニット１１のうち最下流の画像形成ユニット１１Ｙの下流にあたる転写ベルト１００のトナー像が転写された面に対向する位置に濃度センサ８３が設けられる。濃度センサ８３が検知した濃度値は、制御部４８に出力される。

また、用紙Ｐに二次転写されたトナー像の濃度を検知する場合は、用紙Ｐの定着装置３６によりトナー像が定着された面に対向する位置に濃度センサ８５が設けられる。濃度センサ８５が検知した濃度値は、制御部４８に出力される。

また、感光体表面５０に形成されたトナー像の濃度を検知する場合は、感光体表面５０に対向する位置に、濃度センサ８１が設けられる。濃度センサ８１が検知した濃度値は、制御部４８に出力される。

濃度センサ８１、８３、８５は、それぞれトナー像の濃度を検知できるものであれば特に限定されない。なお、図１では、便宜上、濃度センサ８３、８５共に図示しているが、本実施の形態の画像形成装置１０では、いずれの濃度に応じて合焦状態を調整するかは予め定められているため、これに応じて濃度センサ８１、８３、８５のうち少なくとも一つを備えていればよい。

本実施の形態の合焦状態調整処理について説明する。図１４には、本実施の形態の制御部４８で実行される合焦状態調整処理の流れの一例のフローチャートを示す。本実施の形態の合焦状態調整処理は、第１の実施の形態の合焦状態調整処理（図９参照）と同様の処理を含むため、同様の処理については、その旨を記し詳細な説明を省略する。

ステップＳ２００及びステップＳ２０２は、第１の実施の形態の合焦状態調整処理のステップＳ１００及びステップＳ１０２に各々対応している。まずステップＳ２００で、露光量を調整用光量に切り替え、次のステップＳ２０２では、調整用パターンとなるラダーパターンを感光体表面５０に形成する。なお、本実施の形態のステップＳ２０２では、感光体表面５０に形成された静電潜像を現像装置１８により現像してトナー像を形成する。

次のステップＳ２０４では、画像形成装置１０に備えられている濃度センサ（濃度センサ８１、８３、８５のいずれか）から、濃度値を取得する。

ステップＳ２０６では、濃度値の平均値を算出する。本実施の形態では、検知領域内における複数（複数箇所）の濃度値を取得するため、制御部４８は、取得した濃度値の平均値を算出する。なお、本実施の形態では、算出した平均値は、制御部４８内のメモリ等の記憶部（図示省略）に一時的に記憶しておく。

次のステップＳ２０８以降の処理は、第１の実施の形態における平均値が表面電位の平均値であったのに対して、本実施の形態では濃度値の平均値である他は、第１の実施の形態の合焦状態調整処理のステップＳ１０８以降の処理に各々対応している。

ステップＳ２０８では、今回の平均値の算出が一回目に当たるのか否か判断し、一回目に当たる場合はステップＳ２１２へ進み、二回目以降に当たる場合は、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、前回の平均値≧今回の平均値を満たすか否か判断し、今回の平均値が前回の平均値と同じ、もしくは小さい場合は、ステップＳ２１２へ進み、ステップ２１２では、エキスパンダレンズ６０を移動させた後、ステップＳ２０２に戻り、本処理を繰り返す。

一方、ステップＳ２１０で今回の濃度値の平均値が前回の濃度値の平均値よりも大きい場合は、ステップＳ２１４へ進み、ステップＳ２１４では、前回のエキスパンダレンズ６０の位置が、合焦状態となる最適位置と判断する。次のステップＳ２１６では、最適位置にエキスパンダレンズ６０を移動させた後、本合焦状態調整処理を終了する。

このように本実施の形態では、エキスパンダレンズ６０の位置を移動させ、感光体表面５０のトナー像の濃度、転写ベルト１００に一次転写されたトナー像濃度、及び用紙Ｐに二次転写されたトナー像の濃度のいずれかが最も小さくなった場合に、ビームが合焦状態にあると推定している。本実施の形態では、制御部４８が調整用光量に露光量を切り替えた後、調整用パターンの静電潜像を感光体表面５０に形成させる。感光体表面５０に形成された静電潜像が現像装置１８により現像されて、トナー像が形成される。制御部４８は、濃度センサ８１、８３、８５のいずれかから濃度値を取得し、濃度値の平均値を算出し、エキスパンダレンズ６０を移動させる。制御部４８は、調整用パターンの形成、濃度値の取得、及びエキスパンダレンズ６０の移動を繰り返して、濃度値の平均値が最も小さくなるエキスパンダレンズ６０の位置を最適値とし、最適値にエキスパンダレンズ６０を移動させる。

また、本実施の形態では、調整用パターンの線幅を測定せずに、濃度センサ８１、８３、８５のいずれかで検知した濃度値に基づいて合焦状態の調整を行う。濃度センサ８１、８３、８５のいずれかは、一般的に画像形成装置に備えられていることが多い。従って、第１の実施の形態と同様に本実施の形態では、簡易な構成で、光走査装置１６により感光体表面５０に集光されたビームの合焦状態を調整することができる。

また、第１の実施の形態と同様に本実施の形態の画像形成装置１０では、感光体表面５０にビームの焦点位置が合わせられる（合焦状態）ため、高精細な画像が形成される。

［第３の実施の形態］
本実施の形態の画像形成装置１０、光走査装置１６、及び制御部４８は、上記各実施の形態と同様の構成及び動作（処理）を含むため、同様の構成及び動作（処理）についてはその旨を記し、詳細な説明を省略する。

第１の実施の形態では、感光体表面５０の表面電位が最小となる場合を合焦状態とみなしている。これに対して本実施の形態では、静電潜像のバンディング、または、静電潜像により形成された画像のバンディングが最小となる場合を合焦状態とみなす。

図１５には、本実施の形態の画像形成装置１０におけるエキスパンダレンズ６０の移動の一例を説明するための説明図を示す。図１５（１）は、エキスパンダレンズ６０の移動量とビーム径との対応関係を表すグラフを示している。図１５（２）は、エキスパンダレンズ６０の移動量とバンディングの程度を表すバンディンググレードとの対応関係を表すグラフを示している。なお、バンディンググレードは、数値が大きいほどバンディングの程度が大きいことを表している。本実施の形態において「バンディング」とは、トナー像の濃度ムラである画像欠陥のことをいう。バンディングは、感光体表面５０に形成された静電潜像の濃度ムラに起因して発生する。

バンディングは一般的に光走査装置１６に起因して生じる。偏向器４４の各面（本実施の形態では、図２に示すように６面の各面）の幅等の不均一、偏向器４４が回転する際の揺れ、及び面反射率の変動に応じてバンディングが発生する。感光体表面５０においてビームが合焦状態で有る場合に比べ、非合焦状態で有る場合は、これらの影響が大きくなり、発生するバンディングの程度が大きくなる。そのため、図１５に示すように、ビーム径が最小となる位置と、バンディンググレードが最小となる位置とが対応している。なお、図１５では、ホームポジションにおけるバンディンググレードは考慮しない。本実施の形態では、このバンディンググレードが最小となる位置を合焦状態と見なし、当該位置を検出するためにエキスパンダレンズ６０を移動させる。

バンディングの検知方法は特に限定されないが、本実施の形態の画像形成装置１０では、トナー像の濃度を検知し、検知した濃度をＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）により解析することにより検知している。

そのため、本実施の形態の画像形成装置１０では、第２の実施の形態と同様に、濃度センサ８１、８３、８５のいずれかを備えており（図１２及び図１３参照）、備えられた濃度センサで読み取った濃度値が制御部４８に出力される。また、本実施の形態の制御部４８は、濃度値を解析するＦＦＴを行う機能を備えている。

本実施の形態の合焦状態調整処理について説明する。図１６には、本実施の形態の制御部４８で実行される合焦状態調整処理の流れの一例のフローチャートを示す。本実施の形態の合焦状態調整処理は、上記各実施の形態の合焦状態調整処理（図９参照）と同様の処理を含むため、同様の処理については、その旨を記し詳細な説明を省略する。

ステップＳ３００及びステップＳ３０２は、第１の実施の形態の合焦状態調整処理のステップＳ１００及びステップＳ１０２に各々対応している。まずステップＳ３００で、露光量を調整用光量に切り替え、次のステップＳ３０２では、調整用パターンとなるラダーパターンを感光体表面５０に形成する。

次のステップＳ３０４では、画像形成装置１０に備えられている濃度センサ（濃度センサ８１、８３、８５のいずれか）から、濃度値を取得する。

ステップＳ３０６では、取得した濃度値をＦＦＴにより解析し、バンディンググレードを検出する。本実施の形態では、ＦＦＴにより予め実験等により得られている特定の周波数に対する振動振幅の監視を行う。制御部４８は、取得した濃度値に基づいて得られた振動振幅と、目標の振動振幅または最小値とを比較する。さらに、制御部４８は、比較結果に基づいてバンディンググレードを検出する。取得した濃度値に基づいて得られた振動振幅と目標の振動振幅または最小値とが近似しているほどバンディングの程度は低く、バンディンググレードは小さくなる。

本実施の形態では、検出したバンディンググレードは、制御部４８内のメモリ等の記憶部（図示省略）に一時的に記憶しておく。

次のステップＳ３０８以降の処理は、第１の実施の形態では感光体表面５０の表面電位の平均値を用いていていたのに対して、本実施の形態ではバンディンググレードを用いている他は、第１の実施の形態の合焦状態調整処理のステップＳ１０８以降の処理に各々対応している。

ステップＳ３０８では、今回の平均値の算出が一回目に当たるのか否か判断し、一回目に当たる場合はステップＳ３１２へ進み、二回目以降に当たる場合は、ステップＳ３１０へ進む。

ステップＳ３１０では、前回のバンディンググレード≧今回のバンディンググレードを満たすか否か判断し、今回のバンディンググレードが前回のバンディンググレードと同じ、もしくは小さい場合は、ステップＳ３１２へ進み、ステップ３１２では、エキスパンダレンズ６０を移動させた後、ステップＳ３０２に戻り、本処理を繰り返す。

一方、ステップＳ３１０で今回のバンディンググレードが前回のバンディンググレードよりも大きい場合は、ステップＳ３１４へ進み、ステップＳ３１４では、前回のエキスパンダレンズ６０の位置が、合焦状態となる最適位置と判断する。次のステップＳ３１６では、最適位置にエキスパンダレンズ６０を移動させた後、本合焦状態調整処理を終了する。

このように本実施の形態では、エキスパンダレンズ６０の位置を移動させ、感光体表面５０のトナー像、転写ベルト１００に一次転写されたトナー像、及び用紙Ｐに二次転写されたトナー像のいずれかのバンディングが最も小さくなった場合に、ビームが合焦状態にあると推定している。本実施の形態では、制御部４８が調整用光量に露光量を切り替えた後、調整用パターンの静電潜像を感光体表面５０に形成させる。感光体表面５０に形成された静電潜像が現像装置１８により現像されて、トナー像が形成される。制御部４８は、濃度センサ８１、８３、８５のいずれかから濃度値を取得し、ＦＦＴにより解析してバンディンググレードを検出し、エキスパンダレンズ６０を移動させる。制御部４８は、調整用パターンの形成、濃度値の取得及びバンディンググレードの検出、及びエキスパンダレンズ６０の移動を繰り返して、バンディンググレードが最も小さくなるエキスパンダレンズ６０の位置を最適値とし、最適値にエキスパンダレンズ６０を移動させる。

また、本実施の形態では、調整用パターンの線幅を測定せずに、濃度センサ８１、８３、８５のいずれかで検知した濃度値に基づいて合焦状態の調整を行う。濃度センサ８１、８３、８５のいずれかは、一般的に画像形成装置に備えられていることが多い。従って、上記各実施の形態と同様に本実施の形態では、簡易な構成で、光走査装置１６により感光体表面５０に集光されたビームの合焦状態を調整することができる。

また、上記各実施の形態と同様に本実施の形態の画像形成装置１０では、感光体表面５０にビームの焦点位置が合わせられる（合焦状態）ため、高精細な画像が形成される。

［第４の実施の形態］
本実施の形態の画像形成装置１０、光走査装置１６、及び制御部４８は、上記各実施の形態と同様の構成及び動作（処理）を含むため、同様の構成及び動作（処理）についてはその旨を記し、詳細な説明を省略する。

感光体１２は、図２等に示すようにビーム径に対する主走査方向の長さが長い。そのため、主走査方向の両端部では、ビームの経路長が異なってしまい、像面湾曲となる収差が生じることがある。本実施の形態では、当該像面湾曲を調整する機能を有する画像形成装置１０について説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態の感光体表面５０の表面電位に応じて合焦状態を調整する画像形成装置１０に像面湾曲を調整する機能を備えた場合について説明する。

本実施の形態の画像形成装置１０では、主走査方向の両端部における像面湾曲を調整するために調節または移動させる光走査装置１６の構成は特に限定されないが、ｆθレンズ６４、６６の角度を調節することが好ましい。本実施の形態では、具体的一例として、ｆθレンズ６６の角度を調節することにより、像面湾曲を調整する
図１７は、本実施の形態の制御装置を含む画像形成装置１０の一例の概略構成を示す構成図である。本実施の形態の画像形成装置１０は、表面電位センサ８０Ａ、８０Ｂ、及び角度調節部８９を備えている点で、第１の実施の形態の画像形成装置１０と異なっている。

表面電位センサ８０Ａ、８０Ｂは、感光体表面５０の両端部の表面電位を検知するために両端部の検知領域に対応する位置に設けられている。ここでいう両端部とは、感光体１２そのものの両端部ではなく、静電潜像が形成される位置の端部である。なお、表面電位センサ８０Ａに対応する検知領域及び表面電位センサ８０Ｂに対応する検知領域はそれぞれ端部を含んでいてもよいし、端部より内側であってもよい。両検知領域の位置は、像面湾曲の調整に適切な位置を予め実験等により定めておけばよい。

角度調節部８９は、制御部４８に電気的に接続されており、制御部４８の制御に基づいて、ｆθレンズ６６の角度を調節する。なお、角度調節部８９は、ステッピングモータ６３と同様に、モータ等であってもよい。

図１８には、本実施の形態の制御部４８で実行される合焦状態調整処理の流れの一例のフローチャートを示す。本実施の形態の合焦状態調整処理は、第１の実施の形態の合焦状態調整処理（図９参照）のステップＳ１０４とステップＳ１０６との間にステップＳ１０５−１及びステップＳ１０５−２が設けられている点で、第１の実施の形態の合焦状態調整処理と相違する。そのため、ここでは、ステップＳ１０５−１及びステップＳ１０５−２の処理について詳細に説明し、その他のステップの処理については詳細な説明を省略する。

ステップＳ１００〜ステップＳ１０４の処理により、露光量を調整用光量に切り替え、調整用パターンとなるラダーパターンを感光体表面５０に形成し、表面電位センサ８０Ａ及び表面電位センサ８０Ｂから表面電位を取得した後、ステップＳ１０５−１へ進む。

ステップＳ１０５−１では、両端部の表面電位が一致しているか否か判断する。本ステップでは、ステップＳ１０６と同様に、表面電位センサ８０Ａに対応する検知領域内における表面電位の平均値を算出すると共に、表面電位センサ８０Ｂに対応する検知領域内における表面電位の平均値を算出する。そして、両端部の表面電位（平均値）が一致するか否か判断する。

本実施の形態では、一致するか否かの判断方法は、両端部の表面電位の差または比を算出することにより行う。差を算出する場合は、差が「０」もしくは、表面電位センサ８０Ａ、８０Ｂの検知誤差等を考慮して、実験等により予め定められた一致しているとみなせる範囲内であれば一致すると判断する。また、比を算出する場合は、比が「１」もしくは、表面電位センサ８０Ａ、８０Ｂの検知誤差等を考慮して、実験等により予め定められた一致しているとみなせる範囲内であれば一致すると判断する。

不一致の場合は、否定されてステップＳ１０５−２へ進む。ステップＳ１０５−２では、ｆθレンズ６６の角度を変更する。具体的には、制御部４８は、角度調節部８９を制御してｆθレンズ６６の角度を変更させる。一回の調整におけるｆθレンズ６６の角度変更量は特に限定されず、予め実験的に定めておけばよい。

このようにステップＳ１０５−２においてｆθレンズ６６の角度が変更されると、ステップＳ１０２に戻り、本処理を繰り返す。ｆθレンズ６０の角度を変更したことにより、感光体表面５０の両端部におけるビームの収差が変化し、像面湾曲状態が変化する。感光体表面５０の両端部におけるビームの収差が変化したため、静電潜像を感光体表面５０に形成し、感光体表面５０の両端部の表面電位を検知する処理を繰り返す。

一方、感光体表面５０の両端部の表面電位が一致している場合は、ステップＳ１０５−１で肯定されてステップＳ１０６へ進む。このようにして、ｆθレンズ６６の角度を調節して像面湾曲を調整した後は、第１の実施の形態と同様にして、感光体表面５０における合焦状態の調整を行う。そのため、ステップＳ１０６以降の処理は、第１の実施の形態と同様である。なお、本実施の形態のステップＳ１０６では、表面電位センサ８０Ａ、８０Ｂから取得した表面電位の平均値を算出してもよいし、表面電位センサ８０Ａ、８０Ｂのいずれか一方から取得した表面電位の平均値を算出してもよい。また、二回目の調整となるステップＳ１１２以降の処理では、ステップＳ１０５−１及びステップＳ１０５−２の処理を省略してもよい。

このように本実施の形態では、上記各実施の形態と同様に、簡易な構成で、光走査装置１６により感光体表面５０に集光されたビームの合焦状態を調整することができる。また、本実施の形態では、上記各実施の形態と同様に感光体表面５０にビームの焦点位置が合わせられる（合焦状態）ため、高精細な画像が形成される。

さらに、本実施の形態では、制御部４８が表面電位センサ８０Ａ、８０Ｂにより、感光体表面５０の両端部の表面電位を取得して、両端部の電位のバランスがとれるように、ｆθレンズ６６を調整する。そのため、本実施の形態では、感光体表面５０端部におけるビームの収差に起因する像面湾曲を低減させられる。

なお、本実施の形態では、合焦状態の調整前に、像面湾曲の調整を行っているがこれに限らず、合焦状態の調整後に像面湾曲の調整を行ってもよい。また、合焦状態の調整前後に、像面湾曲の調整を行ってもよい。

また、本実施の形態では、２つの表面電位センサ（表面電位センサ８０Ａ、８０Ｂ）を用いているがこれに限らず、感光体表面５０の両端部の表面電位を検知するものであれば特に限定されない。例えば、制御部４８により一つの表面電位センサ８０を移動させて、感光体表面５０の両端部の表面電位を検知するようにしてもよい。

なお、第２の実施の形態及び第３の実施の形態の画像形成装置１０に像面湾曲を調整する機能を備えてもよい。

以上説明したように、上記各実施の形態の画像形成装置１０では、簡易な構成で、光走査装置１６により集光されたビームの感光体表面５０における合焦状態を調整することができる。

なお、上記各実施の形態の合焦状態調整処理では、前回の表面電位の平均値と今回の表面電位の平均値との比較を繰り替えし行い、表面電位の平均値が小さくなるエキスパンダレンズ６０の位置を最適位置と判断しているがこれに限らない。例えば、制御部４８が、エキスパンダレンズ６０を移動させながら表面電位の平均値を取得し、エキスパンダレンズ６０の位置と表面電位とを対応付けて一時的に格納する処理を予め定められた回数、繰り返し行う。そして制御部４８が、その中から表面電位の平均値が最も小さいエキスパンダレンズ６０の位置を最適位置と判断するようにしてもよい。

なお、上記各実施の形態では、エキスパンダレンズ６０を移動させることにより主走査方向の合焦状態の調整を行う場合について説明したがこれに限らない。例えば、光走査装置１６のコリメータレンズ５２や光源４０、また、その他のレンズやミラー、偏向器４４を動かすことによって合焦状態の調整を行うようにしてもよい。例えば、複走査方向の合焦状態を調整する場合は、シリンダーレンズ６２を移動させるようにしてもよい。また例えば、光走査装置１６全体を動かすことによって合焦状態の調整を行うようにしてもよい。

また、上記各実施の形態では、主走査方向の合焦状態の調整を行う場合について説明したがこれに限らない。例えば、副走査方向の合焦状態の調整を行ってもよいし、主走査方向及び副走査方向の合焦状態の調整を行ってもよい。

また、上記各実施の形態では、調整用パターンとして副走査方向に延びた直線であるラダーパターンを用いたがこれに限らない。図１９〜図２０には、調整用パターンのその他の例を示す。例えば、調整用パターンは、図１９に示すように矩形状のドットであってもよいし、図２０に示すように円形状のドットであってもよい。また、上記のように副走査方向の合焦状態の調整を行う場合は、調整用パターンを図２１に示すような主走査方向に延びた直線とすることが好ましい。また、主走査方向及び副走査方向の合焦状態の調整を行う場合は、調整用パターンを図２２に示すような斜め方向に延びた直線とすることが好ましい。

また、上記第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、一箇所の検知領域の表面電位に基づいて合焦状態の調整を行う場合について説明したがこれに限らない。例えば、感光体１２の主走査方向及び副走査方向の複数の検知領域の表面電位に基づいて調整を行うようにしてもよい。また検知領域の大きさも、上記各実施の形態に限らず、例えば、感光体表面５０の主走査方向及び副走査方向の少なくとも一方の全領域にわたっていてもよい。検知領域の数が多いほど、または領域の大きさが大きいほど調整精度は向上するが、調整時間を要するため、数及び個数等は、所望の精度・特性等に応じて定めるようにすればよい。

また、上記各実施の形態の画像形成装置１０では、本発明を光源４０がＶＣＳＥＬであり、複数の発光点を有する光走査装置１６に適用した場合について説明したがこれに限らない。例えば、単一の発光点を有する光源を備えた光走査装置に本発明を適用してもよい。また、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源に用いたＬＥＤプリントヘッドに本発明を適用してもよい。光走査装置がＬＥＤプリントヘッドの場合においても、光源や、ＬＥＤプリントヘッドに含まれる各種レンズ、及びＬＥＤプリントヘッド全体を動かすことができる。

また、上記各実施の形態は本発明の一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。本実施の形態で説明した画像形成装置１０、光走査装置１６、及び制御部４８等の構成や動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

１０ 画像形成装置
１２ 感光体
１６ 光走査装置
４８ 制御部
５０ 感光体表面
５８、６０ エキスパンダレンズ
６３ ステッピングモータ
６４、６６ ｆθレンズ
８０、８０Ａ、８０Ｂ 表面電位センサ
８１、８３、８５ 濃度センサ
８９ 角度調節部
１００ 転写ベルト

Claims (13)

1. 光源及び集光手段を有し、前記光源から出射された光線を感光体表面に集光させて前記感光体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記感光体表面の潜像をトナー像に現像する現像手段と、
   前記感光体表面のトナー像を被転写体に転写する転写手段と、
   潜像の電位またはトナー像の濃度を検知する検知手段と、
   集光された前記光線の前記感光体上における合焦状態を調整する調整手段と、
   潜像またはトナー像を検知した結果に応じ前記調整手段を制御する制御手段と、
   を備えた画像形成装置。
2. 前記検知手段は、前記感光体表面に形成された潜像の電位を検知する電位検知手段である請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電位検知手段は、前記調整手段により合焦状態がそれぞれ異なる状態で形成された潜像の電位を検知し、前記制御手段は、前記電位が小さい潜像を形成したときの状態となるよう前記調整手段を制御する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記電位検知手段で検知された潜像の電位の平均値に応じて、集光された光線の前記感光体上における合焦状態を調整するよう前記調整手段を制御する請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記潜像形成手段は、前記光源から出射された光線を走査する走査手段および前記感光体表面における光線の深度方向の位置を調整するレンズを備えて集光した光線を走査し、
   前記電位検知手段は、前記潜像の前記走査方向の一方の端部に対応する第１領域及び他方の端部に対応する第２領域の電位を検知し、
   前記制御手段は、前記電位検知手段が検知した前記第１領域の電位と前記第２領域の電位との差または比が予め定められた範囲内となるように前記調整手段により合焦状態を制御する請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記電位検知手段は、前記潜像内の電位むらを検知する請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記検知手段は、前記感光体表面のトナー像または前記被転写体に転写されたトナー像の濃度を検知する濃度検知手段である請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記濃度検知手段は、前記調整手段により合焦状態がそれぞれ異なる状態で形成されたトナー像の濃度を検知し、前記制御手段は前記濃度が小さいトナー像を形成したときの状態となるよう前記調整手段を制御する請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記濃度検知手段で検知されたトナー像の濃度の平均値に応じて、集光された光線の前記感光体上における合焦状態を調整するよう前記調整手段を制御する請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記濃度検知手段は、トナー像のうち、前記被転写体の搬送方向に直交する方向において一方の端部に対応する第１領域及び他方の端部に対応する第２領域の濃度を検知し、
    前記制御手段は、前記濃度検知手段が検知した前記第１領域の濃度と前記第２領域の濃度との差または比が予め定められた範囲内となるように前記調整手段により合焦状態を制御する請求項７に記載の画像形成装置。
11. 前記濃度検知手段は、トナー像の濃度むらを検知する請求項７に記載の画像形成装置。
12. 前記潜像形成手段は、前記感光体の回転方向に交差する交差方向の合焦状態を調整する第１調整用パターン、当該回転方向の合焦状態を調整する第２調整用パターン、及び当該交差方向及び当該回転方向の合焦状態を調整する第３調整用パターンのいずれかを形成する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記請求項１から前記請求項１２のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御手段としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。

Images