以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1には、一実施形態に係るカラープリンタ2000の概略構成が示されている。
このカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、2つの光走査装置(2010A、2010B)、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4つのクリーニングユニット(2031a、2031b、2031c、2031d)、4つの帯電装置(2032a、2032b、2032c、2032d)、4つの現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、転写ベルト2040、転写ローラ2042、定着ローラ2050、給紙コロ2054、排紙ローラ2058、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。
通信制御装置2080は、ネットワークなどを介した上位装置(例えばパソコン)との双方向の通信を制御する。
プリンタ制御装置2090は、CPU、該CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているROM、作業用のメモリであるRAM、アナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換器などを有している。そして、プリンタ制御装置2090は、上位装置からの要求に応じて各部を制御する。
感光体ドラム2030a、帯電装置2032a、現像ローラ2033a、及びクリーニングユニット2031aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030b、帯電装置2032b、現像ローラ2033b、及びクリーニングユニット2031bは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030c、帯電装置2032c、現像ローラ2033c、及びクリーニングユニット2031cは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030d、帯電装置2032d、現像ローラ2033d、及びクリーニングユニット2031dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図1における面内で矢印方向に回転する。
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
光走査装置2010Aは、プリンタ制御装置2090からのブラックの画像情報及びシ
アンの画像情報に基づいて色毎に変調された光によって、帯電された感光体ドラム203
0a及び感光体ドラム2030bの表面をそれぞれ走査する。これにより、画像情報に対
応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感
光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。
光走査装置2010Bは、プリンタ制御装置2090からのマゼンタの画像情報及びイエローの画像情報に基づいて色毎に変調された光によって、帯電された感光体ドラム2030c及び感光体ドラム2030dの表面をそれぞれ走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。
なお、各光走査装置の詳細については後述する。
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる走査領域は、「有効走査領域」、「画像形成領域」、「有効画像領域」などと呼ばれている。
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像(トナー画像)は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト2040の方向に移動する。
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト2040上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
給紙トレイ2060には記録紙が格納されている。この給紙トレイ2060の近傍には給紙コロ2054が配置されており、該給紙コロ2054は、記録紙を給紙トレイ2060から1枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト2040と転写ローラ2042との間隙に向けて送り出される。これにより、転写ベルト2040上のカラー画像が記録紙に転写される。カラー画像が転写された記録紙は、定着ローラ2050に送られる。
定着ローラ2050では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ2058を介して排紙トレイ2070に送られ、排紙トレイ2070上に順次積み重ねられる。
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
次に、前記光走査装置2010Aの詳細について説明する。
この光走査装置2010Aは、一例として図2に示されるように、2つの光源(2200a、2200b)、2つのカップリングレンズ(2201a、2201b)、2つの開口板(2203a、2203b)、2つのシリンドリカルレンズ(2204a、2204b)、ポリゴンミラー2104A、2つの走査レンズ(2105a、2105b)、2つの折り返しミラー(2106a、2106b)、集光レンズ2112A、同期検知センサ2113A、及び不図示の走査制御装置Aを有している。
ここでは、XYZ3次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向(回転軸方向)に沿った方向をY軸方向、ポリゴンミラー2104Aの回転軸に平行な方向をZ軸方向として説明する。
各光源は、半導体レーザ及び該半導体レーザを駆動する駆動回路を有している。そして、各光源の駆動回路は、走査制御装置Aによって制御される。以下では、便宜上、光源2200aから射出される光を「光LBa」といい、光源2200bから射出される光を「光LBb」という。
カップリングレンズ2201aは、光源2200aから射出された光LBaを略平行光とする。
カップリングレンズ2201bは、光源2200bから射出された光LBbを略平行光とする。
開口板2203aは、開口部を有し、カップリングレンズ2201aを介した光LBaのビーム径を調整する。
開口板2203bは、開口部を有し、カップリングレンズ2201bを介した光LBbのビーム径を調整する。
シリンドリカルレンズ2204aは、開口板2203aの開口部を通過した光LBaを、ポリゴンミラー2104Aの偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。
シリンドリカルレンズ2204bは、開口板2203bの開口部を通過した光LBbを、ポリゴンミラー2104Aの偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。
各光源とポリゴンミラー2104Aとの間に配置されている光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。
ポリゴンミラー2104Aは、回転多面鏡としての6面鏡を有し、各鏡面がそれぞれ偏向反射面となる。この回転多面鏡は、不図示のポリゴンモータによって、回転軸まわりに等速回転し、各シリンドリカルレンズからの光を、それぞれ等角速度的に偏向する。ここでは、回転多面鏡は時計回りに回転されるものとする。また、ポリゴンモータは、回転多面鏡の回転数が33300rpmとなるように外部クロック信号に基づいて制御されている。そこで、回転多面鏡は、約1.8ms(ミリ秒)で1回転する。
シリンドリカルレンズ2204aからの光LBaは、ポリゴンミラー2104Aの回転軸の−X側に位置する偏向反射面に入射し、シリンドリカルレンズ2204bからの光LBbは、該回転軸の+X側に位置する偏向反射面に入射する。
走査レンズ2105aは、ポリゴンミラー2104Aの−X側であって、ポリゴンミラー2104Aで偏向された光LBaの光路上に配置されている。
折り返しミラー2106aは、走査レンズ2105aを介した光LBaを感光体ドラム2030aに導光する。すなわち、光LBaは、感光体ドラム2030aに照射され、感光体ドラム2030aの表面に光スポットを形成する。
走査レンズ2105bは、ポリゴンミラー2104Aの+X側であって、ポリゴンミラー2104Aで偏向された光LBbの光路上に配置されている。
折り返しミラー2106bは、走査レンズ2105bを介した光LBbを感光体ドラム2030bに導光する。すなわち、光LBbは、感光体ドラム2030bに照射され、感光体ドラム2030bの表面に光スポットを形成する。
各感光体ドラムの表面の光スポットは、ポリゴンミラー2104Aの回転に伴って、感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。
同期検知センサ2113Aは、感光体ドラム2030bにおける有効走査領域外に向かう光を、集光レンズ2112Aを介して受光する位置に配置されている。同期検知センサ2113Aは、同期検知信号を走査制御装置Aに出力する。
同期検知センサ2113Aは、受光光量が所定の値よりも小さいときに同期検知信号が「ハイレベル」となり、受光光量が所定の値以上のときに同期検知信号が「ローレベル」となるように構成されている。すなわち、同期検知センサ2113Aが光を受光すると、同期検知信号は「ハイレベル」から「ローレベル」に変化する。
走査制御装置Aは、同期検知センサ2113Aの出力信号(同期検知信号)に基づいて、感光体ドラム2030bにおける書き込み開始タイミングを求める。
ここで、一例として図3に示されるように、ポリゴンミラー2104Aの6つの偏向反射面を、反時計回りに「面1」、「面2」、「面3」、「面4」、「面5」、「面6」とする。
そこで、例えば、面1で反射された光によって感光体ドラム2030bが走査されると、次に、面3で反射された光によって感光体ドラム2030aが走査される。続いて、面2で反射された光によって感光体ドラム2030bが走査され、次に、面4で反射された光によって感光体ドラム2030aが走査される。さらに、面3で反射された光によって感光体ドラム2030bが走査され、次に、面5で反射された光によって感光体ドラム2030aが走査される。
走査制御装置Aは、一例として図4に示されるように、同期検知センサ2113Aの出力信号の立ち上がりを検知すると、時間Tkの経過後に感光体ドラム2030bへの書き込みを開始する。なお、時間Tkは、同期検知信号の立ち上がりタイミングから書き込み開始タイミングまでの時間であり、装置毎に予め求められ、走査制御装置Aのメモリに格納されている。
本実施形態では、感光体ドラム2030aに対応する同期検知センサが設けられていないため、感光体ドラム2030aに対する同期検知信号を得ることはできない。
この場合に、感光体ドラム2030aへの書き込み開始タイミングを求める方法として、一例として図5に示されるように、同期検知センサ2113Aの出力信号に同期して擬似同期信号を生成させる方法が考えられる。
この擬似同期信号は、同期検知センサ2113Aの出力信号の立ち上がりから時間Trが経過すると、「ローレベル」から「ハイレベル」に変化する信号である。なお、時間Trは、ポリゴンミラーが1/6回転するのに要する時間であり、装置毎に予め求められている。
従来は、図5に示されるように、擬似同期信号の立ち上がりタイミングから時間Tkの経過後に感光体ドラム2030aへの書き込みを開始していた。
しかしながら、回転多面鏡には製造誤差があり、偏向反射面が異なると書き込み開始位置が異なるおそれがある。
そこで、第1の方法として、図6に示されるように、同期検知センサ2113Aの出力信号に基づいて、同じ偏向反射面で反射された光で感光体ドラム2030aを走査する際の書き込み開始タイミングを決める方法が考えられる。
また、第2の方法として、図7に示されるように、偏向反射面間の時間差(Te13、Te24、Te35、Te46、Te51、Te62)を予め求めておき、前記時間Trを補正して、感光体ドラム2030aでの書き込み開始タイミングを決める方法が考えられる。なお、Te13は、面1と面3間の時間差であり、Te24は、面2と面4間の時間差であり、Te35は、面3と面5間の時間差である。また、Te46は、面4と面6間の時間差であり、Te51は、面5と面1間の時間差であり、Te62は、面6と面2間の時間差である。
この方法を行うためには、偏向反射面間の時間差を予め求めておく必要がある。ここでは、先ず、図8に示されるように、同期検知センサ2113Aの出力信号に基づいて、光を反射する偏向反射面が面1から面2に移行するまでの時間T12、光を反射する偏向反射面が面2から面3に移行するまでの時間T23、光を反射する偏向反射面が面3から面4に移行するまでの時間T34、光を反射する偏向反射面が面4から面5に移行するまでの時間T45、光を反射する偏向反射面が面5から面6に移行するまでの時間T56、光を反射する偏向反射面が面6から面1に移行するまでの時間T61を計測する。
次に、上記計測された時間T12と時間Trとの差を求め、面1−面2間の時間差Te12とし、上記計測された時間T23と時間Trとの差を求め、面2−面3間の時間差Te23とする。また、上記計測された時間T34と時間Trとの差を求め、面3−面4間の時間差Te34とし、上記計測された時間T45と時間Trとの差を求め、面4−面5間の時間差Te45とする。さらに、上記計測された時間T56と時間Trとの差を求め、面5−面6間の時間差Te56とし、上記計測された時間T61と時間Trとの差を求め、面6−面1間の時間差Te61とする。
そして、時間差Te12+時間差Te23から時間差Te13を求め、時間差Te23+時間差Te34から時間差Te24を求める。また、時間差Te34+時間差Te45から時間差Te35を求め、時間差Te45+時間差Te56から時間差Te46を求める。また、時間差Te56+時間差Te61から時間差Te51を求め、時間差Te61+時間差Te12から時間差Te62を求める。
なお、上記いずれの方法も、同期検知センサ2113Aが光を受光してから感光体ドラム2030aにおける書き込み開始までの経過時間は、感光体ドラム2030aに対応する同期検知センサが設けられている場合の経過時間よりも長くなる。
発明者らは、疑似同期信号を発生させて書き込み開始タイミングを求める光走査装置を備える画像形成装置の画像品質について鋭意検討したところ、回転多面鏡の回転ムラが画像品質に影響していることを見出した。
そして、同期検知センサが光を受光してから書き込み開始までの経過時間が長いほど、回転ムラの影響が大きいことを見出した。
ここで、一例として図9に示されるように、同期検知センサ2113Aが、或る偏向反射面(図9では、面1)で反射された光を受光してから、再び同一の偏向反射面で反射された光を受光するまでの時間をT1とする。すなわち、T1は、回転多面鏡の1回転に要した時間の測定値である。
また、一例として図10に示されるように、仮想的に感光体ドラム2030aに対応する同期検知センサ(以下では、便宜上「仮想同期検知センサ」という)が、図5における擬似同期信号を出力する位置に設けられている場合に、同期検知センサ2113Aが、或る偏向反射面(図10では、面1)で反射された光を受光してから、仮想同期検知センサが、該偏向反射面で反射された光を受光するまでの時間をT2(<T1)とする。
従来は、上記T1及び上記T2は、いずれも一定値であるとみなされていた。
発明者等らは、上記T1及び上記T2を実験的に詳細に測定した。
回転多面鏡の累積回転時間が300msに達するまでのT1の測定データ(ここでは、1000個の測定データ)、及びT1の測定に同期して測定されたT2の測定データ(ここでは、1000個の測定データ)が図11に示されている。
図11に示されるように、T1及びT2は一定ではなく、いずれもばらついていた。T1及びT2のばらつきは、回転多面鏡の回転ムラに起因していると考えられる。
ここでは、T1の1000個の測定データの平均値は、1801.804μsecであった。また、T21の1000個の測定データの平均値は、1263.083μsecであった。なお、累積回転時間を300msよりも長くしても、各平均値に大きな違いはなかった。
ここで、T1の複数個の測定データの平均値を「T1ave」と表記し、T2の複数個の測定データの平均値を「T2ave」と表記する。また、次の式(1)及び式(2)に示されるように、T1とT1aveとの差をΔT1、T2とT2aveとの差をΔT2と表記する。
ΔT1=T1−T1ave ……(1)
ΔT2=T2−T2ave ……(2)
また、T2aveを回転多面鏡の回転ムラを考慮して補正したときの、T2との差ΔT2aが、次の(3)式に示されている。
ΔT2a=T2−T2ave(T1/T1ave) ……(3)
ΔT2及びΔT2aの計算結果が図12に示されている。ΔT2は、±0.015μs(=±15ns)程度のばらつきがあるのに対し、ΔT2aは±0.004μs(=±4ns)程度のばらつきに低減されている。そこで、本実験によると、T2のばらつきのうち73%(=1−4/15)が回転ムラによるばらつきであったといえる。すなわち、T2のばらつきは、T1のばらつき(回転ムラ)に大きく依存していることが確認できた。
そこで、ΔT2a=0、すなわち、次の(4)式が成立するようにT2を設定すれば、T2における回転ムラの影響を抑制することが可能である。
T2−T2ave(T1/T1ave)=0 ……(4)
上記(4)式を変形すると、次の(5)式が得られる。
T2=(T2ave/T1ave)×T1 ……(5)
上記実験では、T1ave=1801.804μsec、T2ave=1263.083μsecであるため、上記(5)式は、次の(6)式となる。
T2=0.70101×T1 ……(6)
これは、同期検知センサ2113Aが、或る偏向反射面(図10では、面1)で反射された光を受光してから、回転多面鏡が0.70101回転したタイミングで、擬似同期信号を「ローレベル」から「ハイレベル」に変化させると、回転ムラの影響を抑制することができることを意味している(図13(A)及び図13(B)参照)。
ところで、実機では、感光体ドラム2030aに対応する同期検知センサが設けられていないため、上記T2aveを計測することができない。
そこで、係数kを用いて、上記(5)式を次の(7)式に書き換える。
T2=k×T1 ……(7)
実機において、該係数kを求める方法について、図14のフローチャートを用いて説明する。
最初のステップS401では、kのデフォルト値として、同期検知センサ2113Aが、或る偏向反射面(例えば、面1)で反射された光を受光してから、上記仮想同期検知センサが、該偏向反射面で反射された光を受光するまでの、回転多面鏡の回転量を幾何学的に算出する。なお、該回転量は、1回転を1とする無単位の値である。
次のステップS403では、図15に示されるようにデフォルト値の係数kを用いて擬似同期信号を生成し、従来の色合わせ補正処理(例えば、特開2011−197134号公報参照)で用いられるラインパターンと同様のラインパターンを形成する(図16参照)。なお、図15におけるT11〜T14は、直前のT1の計測値を意味している。
次のステップS405では、上記従来の色合わせ補正処理で用いられるセンサを用いて、ブラックのラインパターンとシアンのラインパターンの主走査方向に関する位置の差ΔL(図17参照)を計測する。
次のステップS407では、上記ΔLの平均値を回転量に換算する。
次のステップS409では、ΔLの平均値が0になるように、該回転量に基づいて係数kを補正する。ここで補正された係数kが、実機における上記(7)式の係数kとなる。
ところで、プリンタ制御装置2090は、電源投入時には、(1)感光体ドラムの停止時間が6時間以上のとき、(2)装置内の温度が10℃以上変化しているとき、(3)装置内の相対湿度が50%以上変化しているとき、印刷時には、(4)プリント枚数が所定の枚数に達したとき、(5)現像ローラの回転回数が所定の回数に達したとき、(6)転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなどに、画像プロセス制御を行う。
そこで、プリンタ制御装置2090は、画像プロセス制御の際に、上記係数kを求める方法を実施しても良い。なお、その際には、前記デフォルト値に代えて、前回補正された係数kを用いることができる。
すなわち、上記第1の方法を用いる場合に、Tr'に代えて、k×T1を用いることにより、より高い精度で擬似同期信号を生成することができる。
なお、上記第2の方法を用いる場合においても、同様にして回転ムラを考慮することにより、より高い精度で擬似同期信号を生成することができる。ここでは、図18に示されるように、Trに代えて、Tr×(T1/T1ave)が用いられる。なお、図18におけるT11〜T18は、直前のT1の計測値を意味している。
ところで、同期検知センサ2113Aの検知エラーなどにより、T1の測定値に異常な値が含まれることが想定される。そこで、直前のT1の測定値が所定の範囲内に収まらない場合には、それ以前のT1の測定値を用いても良い。また、複数回分のT1の測定値を履歴情報として保持しておき、それらの平均値を用いても良い。
次に、前記光走査装置2010Bの詳細について説明する。
この光走査装置2010Bは、一例として図19に示されるように、2つの光源(2200c、2200d)、2つのカップリングレンズ(2201c、2201d)、2つの開口板(2203c、2203d)、2つのシリンドリカルレンズ(2204c、2204d)、ポリゴンミラー2104B、2つの走査レンズ(2105c、2105d)、2つの折り返しミラー(2106c、2106d)、集光レンズ2112B、同期検知センサ2113B、及び不図示の走査制御装置Bを有している。
各光源は、半導体レーザ及び該半導体レーザを駆動する駆動回路を有している。各駆動回路は、走査制御装置Bによって制御される。以下では、便宜上、光源2200cから射出される光を「光LBc」といい、光源2200dから射出される光を「光LBd」という。
カップリングレンズ2201cは、光源2200cから射出された光LBcを略平行光とする。
カップリングレンズ2201dは、光源2200dから射出された光LBdを略平行光とする。
開口板2203cは、開口部を有し、カップリングレンズ2201cを介した光LBcのビーム径を調整する。
開口板2203dは、開口部を有し、カップリングレンズ2201dを介した光LBdのビーム径を調整する。
シリンドリカルレンズ2204cは、開口板2203cの開口部を通過した光LBcを、ポリゴンミラー2104Bの偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。
シリンドリカルレンズ2204dは、開口板2203dの開口部を通過した光LBdを、ポリゴンミラー2104Bの偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。
各光源とポリゴンミラー2104Bとの間に配置されている光学系は、偏向器前光学系
とも呼ばれている。
ポリゴンミラー2104Bは、回転多面鏡としての6面鏡を有し、各鏡面がそれぞれ偏向反射面となる。この6面鏡は、Z軸方向に平行なポリゴンミラー2104Bの回転軸の軸中心を回転中心として等速回転し、各シリンドリカルレンズからの光を、それぞれ等角速度的に偏向する。ここでは、6面鏡は時計回りに回転されるものとする。
シリンドリカルレンズ2204cからの光LBcは、ポリゴンミラー2104Bの回転軸の−X側に位置する偏向反射面に入射し、シリンドリカルレンズ2204dからの光LBdは、該回転軸の+X側に位置する偏向反射面に入射する。
走査レンズ2105cは、ポリゴンミラー2104Bの−X側であって、ポリゴンミラー2104Bで偏向された光LBcの光路上に配置されている。
折り返しミラー2106cは、走査レンズ2105cを介した光LBcを感光体ドラム2030cに導光する。すなわち、光LBcは、感光体ドラム2030cに照射され、感光体ドラム2030c表面に光スポットを形成する。
走査レンズ2105dは、ポリゴンミラー2104Bの+X側であって、ポリゴンミラー2104Bで偏向された光LBdの光路上に配置されている。
折り返しミラー2106dは、走査レンズ2105dを介した光LBdを感光体ドラム2030dに導光する。すなわち、光LBdは、感光体ドラム2030dに照射され、感光体ドラム2030d表面に光スポットを形成する。
各感光体ドラム表面の光スポットは、ポリゴンミラー2104Bの回転に伴って、感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。
同期検知センサ2113Bは、感光体ドラム2030dにおける有効走査領域外に向かう光を、集光レンズ2112Bを介して受光する位置に配置されている。
走査制御装置Bは、同期検知センサ2113Bの出力信号である同期検知信号に基づいて、感光体ドラム2030dにおける書き込み開始タイミングを求める。
また、走査制御装置Bは、走査制御装置Aと同様にして、同期検知センサ2113Bの出力信号である同期検知信号及び回転多面鏡の1回転に要した時間の測定値に基づいて、擬似同期信号を生成し、感光体ドラム2030dにおける書き込み開始タイミングを求める。
以上説明したように、本実施形態に係る各光走査装置によると、2つの光源、2つのカップリングレンズ、2つの開口板、2つのシリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー、2つの走査レンズ、2つの折り返しミラー、集光レンズ、同期検知センサ、及び走査制御装置などを備えている。
走査制御装置は、同期検知センサの出力信号に基づいて、該同期検知センサに対応する感光体ドラムにおける書き込み開始タイミングを求め、同期検知センサの出力信号と回転多面鏡の1回転に要した時間の測定値に基づいて、同期検知センサが設けられていない感光体ドラムにおける書き込み開始タイミングを求める。
この場合は、回転多面鏡の回転ムラを考慮して、同期検知センサが設けられていない感光体ドラムにおける書き込み開始タイミングを求めることができる。すなわち、従来よりも精度良く、同期検知センサが設けられていない感光体ドラムにおける書き込み開始タイミングを求めることができる。その結果、被走査面における書き込み開始位置のずれを抑制することができる。
そして、カラープリンタ2000は、光走査装置2010Aと光走査装置2010Bを備えているため、結果として、画像品質を向上させることができる。
ところで、コストダウンや小型化のために、光源が実装されている基板に同期検知センサも実装することが考えられる(図20参照)。この場合は、同期検知センサが個別の基板に実装される場合(図21参照)に比べて、同期検知センサが光を受光してから書き込みが開始されるまでの時間が長くなる(図22(A)及び図22(B)参照)。図22(A)は図21に対応し、図22(B)は図20に対応している。
そこで、光源が実装されている基板に同期検知センサも実装されている場合は、回転ムラの影響を受けて、書き込み開始位置がずれるおそれがある。この場合に、同期検知センサが光を受光してから書き込みが開始されるまでの時間に対して、上記実施形態と同様にして回転ムラの補正を行うことにより、書き込み開始位置のずれを小さくすることができる。具体的には、図23に示されるように、同期検知センサが光を受光してから書き込みが開始されるまでの時間として、従来のように幾何学的に算出された時間tに代えて、t×(T1/T1ave)を用いる。なお、図23におけるT11〜T18は、直前のT1の計測値を意味している。
また、上記実施形態において、各光源における半導体レーザとして、複数の発光部を有する面発光レーザアレイを用いても良い。
また、上記実施形態において、光走査装置2010Aと光走査装置2010Bを一体化しても良い。
また、上記実施形態では、画像形成装置として、4つの感光体ドラムを有するカラープリンタ2000の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、2つの感光体ドラムを有するプリンタや、5つの感光体ドラムを有するプリンタであっても良い。
また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される画像形成装置について説明したが、これに限定されるものではなく、トナー像が記録紙に直接転写される画像形成装置であっても良い。
また、画像形成装置が、像担持体として光スポットの熱エネルギにより発色する発色媒体(ポジの印画紙)を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。
また、上記実施形態では、光走査装置がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。
〔第1の実施形態〕
図24は、本発明の第1の実施形態における画像形成装置の全体構成図の一例を示す図である。図24に示されるように、2つの光源(2200a、2200b)、2つのカップリングレンズ(2201a、2201b)、2つの開口版(2203a、2203b)、2つのシリンドリカルレンズ(2204a、2204b)、ポリゴンミラー(2104A)、2つの走査レンズ(2205a、2205b)2つの折り返しミラー(2206a、2206b)、2つの感光体2208a、2208b)、集光レンズ2112A,同期検知センサ2113A、及び、画素クロック生成装置120を備える。
画素クロック生成装置120は、画素クロック生成部1(111)、擬似同期信号生成部113、画素クロック生成部2(112)、画素クロック生成部3(114)、第1変調データ生成部115、第2変調データ生成部118、第1レーザ駆動部116、第2レーザ駆動部119を備える。
光源2200aからのレーザ入射光2207aは、ポリゴンミラー2104Aに入射され、ポリゴンミラー2104Aの回転により周期性を保って、走査レンズ2205aを通して、感光体2208aに走査される。一方で、光源2200bのレーザ入射光2207bは、ポリゴンミラー2104Aの回転により周期性を保って、走査レンズ2205bを通して、感光体2206bに走査さされる。これにより、感光体2208b上には、光源2200bの出力に応じた静電潜像がそれぞれ形成される。
また感光体2208aの一端には、同期検知センサ2113Aが配置されており、ポリゴンミラー2104Aにより反射されたレーザ光は感光体2208aを1ライン主走査する前に同期検知センサ2113Aに入射され、同期検知センサ2113Aにより走査の開始のタイミングが検出される。同期検知センサ2113Aによって検出された走査の開始のタイミングは、感光体の走査に合わせた周期的な第1同期信号として画素クロック生成装置120の画素クロック生成部1(111)、擬似同期信号生成部113に入力される。 画素クロック生成部1(111)は、第1同期信号を元に第1画素クロックと周波数補正値を生成する。擬似同期信号生成部113は、第1同期信号と第1画素クロックを元に擬似同期信号を生成する。画素クロック生成部2(112)は、初期周波数設定値を周波数補正値で補正して、第1同期信号に同期して、第2画素クロックを生成する。画素クロック生成部3(114)は、初期周波数設定値を周波数補正値で補正して擬似同期信号に同期して第3画素クロックを生成する。
第1変調データ生成部115は第1画像データをもとに、第2画素クロックに同期した第1変調データとして第1レーザ駆動部116に出力し、第1レーザ駆動部116が変調データに応じた出力にて光源2200aを駆動してレーザ光を出力する。
第2変調データ生成部118は第2画像データを基に、第3画素クロックに同期した第2変調データをレーザ駆動部119に出力し、第2レーザ駆動部119が変調データに応じた出力にて光源2200bを駆動してレーザ光を出力する。
図25は、画素クロック生成部1(111)のブロック図の一例である。図25において、画素クロック生成部1(111)は、第1カウンタ201、移動平均演算器203、フィルタ204、除算器205、遅延素子206、レジスタ207、およびデジタルクロック発振器208、比較器209、加算器210を備える。
第1カウンタ201は、ポリゴンミラー1面分による主走査1ラインが走査される間隔の第1同期信号の間隔を、第1画素クロックでカウントする。比較器209は、カウントされた値と、ポリゴンミラー1面分におけるNref とを比較して、その差分を移動平均演算器203に入力する。
ここで、有効走査期間率をER、感光体線速をν、有効書込幅をL、主走査方向の画素密度をρm、副走査方向の画素密度をρs、さらに書込ビーム数をMとすると、
である。
例えば、ポリゴンミラーが4面の場合、移動平均演算器203は、差分値4面分の移動平均を演算する。フィルタ204によって平滑化された差分値4面分の移動平均の演算値は、除算器205にてNrefで除算されて、1画素周期あたりの誤差Δf_nowに換算される。遅延素子206は、制御値となる周波数補正値Δfに1画素周期あたりの誤差Δf_nowを加えて更新し、加算器210は周波数補正値Δfとレジスタ207で設定された初期周波数fclk_iとの加算値を出力し、デジタルクロック発振器208によって第1画素クロックが生成される。このフィードバック制御によって1画素周期あたりの誤差を所定の範囲内に収める。誤差が所定の範囲内となったときの周波数補正値Δfを、画素クロック生成部2(112)及び画素クロック生成部3(114)に与える。なお、Nrefの値やレジスタ207の初期周波数fclk_iは画像形成装置の有効走査期間率ERと感光体線速ν、有効書込幅L、主走査方向の画素密度ρm、副走査方向の画素密度ρsと書込ビーム数Mによって決まる。
図26は、画素クロック生成部1(111)の動作を説明するためのタイミングチャートの一例である。図26において、PD110から入力された第1同期信号のポリゴンミラー1面分の間隔Tspspは、ポリゴンミラー100の回転速度として変動し誤差を生じる。
制御値としての第1制御クロックの周波数をfclk_wとすると、第1画素クロックの周期は1/ fclk_wとなり、第1画素クロックによるカウント値がNrefとなるようにfclk_wを制御する。
このときには、次式が成り立っている。
Tspsp=Nref/fclk_w
一方、画像形成装置の機種毎に決まっている目標周期をTspsp_target、初期周波数をfclk_iとすると、同様に、
Tspsp_target=Nref/fclk_i
周波数の誤差をΔfとすると、
1/Δf =1/fclk_w −1/fclk_i
ここで、走査速度の誤差による時間誤差Δtは、
Δt=Tspsp−Tspsp_target
=Nref(1/fclk_w−1/fclk_i)
=Nref/Δf
となる。
つまり、ポリゴンミラー1回転分の回転誤差をポリゴンミラーの面間誤差が無かった場合のNref×ポリゴンミラーの面数と比較することで、第1画素クロックの周波数をポリゴンミラーの回転誤差に合わせて補正することが可能である。
さらに、共通のポリゴンミラーを利用して感光体を走査する場合、同様の周波数誤差Δfが第2画素クロック及び、第3画素クロックに生じる。よって、誤差Δfを補正値として第2画素クロック及び、第3画素クロックに与えることでポリゴンミラーの1回転分の回転誤差に合わせて周波数を補正することが可能である。
図27は、擬似信号発生部113のブロック図の一例である。図27において、擬似同期信号生成部113は、分配器401、第2カウンタ402、比較器403、およびOR回路404を備える。
PD110から入力された第1同期信号は、分配器401において、ポリゴンミラーの面毎に分配される。例えば、0面の第1同期信号は分配器401−0に分配されて、第2カウンタ402−0が0面の第1同期信号からの第1画素クロックの画素数をカウントする。同様に1面の第1同期信号は分配器401−1に分配されて、第2カウンタ402−1が1面の第1同期信号からの第1画素クロックの画素数をカウントする。さらに、2面の第1同期信号は分配器401−2に分配されて、第2カウンタ402−2が2面の第1同期信号からの第1画素クロックの画素数をカウントする。計数されたカウント値は、比較器403において、予め設定されている擬似発生カウント数Nref_psと比較され、カウント値=擬似発生カウント数Nref_psとなったら出力がアサートされる。OR回路404において、各比較器のアサート出力のORが取られて擬似同期信号として出力される。
なお、図27においてはポリゴンミラーが4面体の場合に、分配器(分配器0〜2)、カウンタ(カウンタ0〜2)、および比較器(比較器0〜2)を各3セット用意している例を図示している。分配器401、第2カウンタ402、比較器402は面数分必要としない。また、カウンタ等の数や組み合わせはポリゴンミラーの面数等により適宜選択され得る。
ここで、被走査面における書き込み開始位置のずれの原因の一例として、ポリゴンミラーポリゴンミラーの内接円半径の誤差について図28を用いて説明する。
図28はポリゴンミラーの面毎の誤差に関する説明図の一例である。aはあるポリゴンミラーaの面でのポリゴンミラー中心からの距離、bはあるポリゴンミラーの面bでのポリゴンミラー中心からの距離を示す。入射光が同じ位置からであっても、ポリゴンミラーの面の中心からの距離が異なれば、その反射光は異なる位置で反射するため感光体への書込み位置は異なる。よって、擬似同期信号を計数が開始されたポリゴンミラーの面と同一の面で生成するように定めることで、ポリゴンミラー面毎の書込み位置のずれに関する問題は生じないよって、擬似発生カウント数Nref_psは、計数が開始されたポリゴンミラーの面と同一の面で擬似同期信号が生成されるように定めなければならない。なお、擬似発生カウント数Nref_psは、図示しないレジスタ等に保存された値である。この他にもポリゴンミラーのミラー角度誤差等もある。
また、走査レンズ101、102の取り付け位置や、曲面の製造誤差など走査光学系毎の誤差によって、感光体103、感光体104の書き出し位置がずれることがある。書き出し位置を検出する方法として、文献3に記載されているような、感光体103、104の画像を合成する際に基準となる所定の位置合わせマークを位置あわせセンサに基づいて検知し、位置ズレ量を算出する方法が知られている。擬似発生カウント数Nref_psは位置ズレ量の算出結果に基づいて、走査光学系毎の誤差を補正するように設定する。
図29は、画素クロック生成部2(112)及び画素クロック生成部3(114)のブロック図の一例である。ここでは、画素クロック生成部2(112)について説明する。図29において、画素クロック生成部2(112)は、初期周波数設定器602、加算器603、およびデジタル制御発振器604を備える。初期周波数設定器602は、画素クロック2の周波数の初期値を保持している。加算回路603は、初期周波数に第1画素クロック生成部にて生成した周波数補正値を加算して、ポリゴンミラーの回転誤差を補正した周波数設定値をデジタル制御発振器に与える。デジタル制御発振器(DCO)604は第1同期信号に位相同期して、加算回路にて設定された周波数で第2画素クロックを生成する。
画素クロック生成部2(112)は、第1画素クロック生成部とは別の初期値を設定することができるので、走査光学系毎の誤差による書き込み終了位置のずれを補正するような初期値の設定が可能となる。光源を複数有する場合において、周波数の初期値を別途設定できることは走査光学系毎の誤差を抑制するのに有利となる。なお、書き込み終了位置を検出する方法として、文献3に記載されているような、感光体103、104の画像を合成する際に基準となる所定の位置合わせマークを位置あわせセンサに基づいて検知し、位置ズレ量を算出する方法が知られている。位置ズレ量の算出結果に基づいて、周波数の初期設定値を設定する。尚、書き込み終了位置は経時変化するので、適宜、周波数の初期設定値を設定すると良い。
〔第2の実施形態〕
図30は、本発明の第2の実施形態における画像形成装置の全体構成図の一例を示す図である。図30における画像形成装置10は、光源が2つ(LD117、LD127)、感光体が2つ(103、104)、同期検知センサ(PD110)が1つの場合を例示している。
図30において、画像形成装置は10、多面体からなるポリゴンミラー100、走査レンズ101、102、感光体103、104、入射ミラー105、106、PD110、画素クロック生成装置140、および光源(LD)117、127を備える。画素クロック生成装置140は、画素クロック生成部1(141)、擬似同期信号生成部143、画素クロック生成部2(142)、画素クロック生成部3(144)、第1変調データ生成部145、第2変調データ生成部147、第1レーザ駆動部146、第2レーザ駆動部148を備える。
光源117からのレーザ入射光Bkは、入射ミラー105にて反射されてポリゴンミラー100に入射され、ポリゴンミラー100の回転により周期性を保って、走査レンズ101を通して、感光体(Bk)103に走査される。一方で、光源127からの入射光Yは、入射ミラー106にて反射されてポリゴンミラー100に入射され、ポリゴンミラー100の回転により周期性を保って、走査レンズ102を通して、感光体(Y)104に走査される。これにより、感光体103及び感光体104上には、光源117及び光源127の出力に応じた静電潜像がそれぞれ形成される。
感光体103の一端には、PD110が配置されている。ポリゴンミラー100により反射されたレーザ光は感光体103を1ライン主走査する前にPD110に入射されて、PD110により走査の開始のタイミングが検出される。PD110によって検出された走査の開始のタイミングは、感光体の走査に合わせた周期的な第1同期信号として画素クロック生成装置140の画素クロック生成部1(141)、擬似同期信号生成部143に入力される。
画素クロック生成部1(141)は、第1同期信号を元に第1画素クロックと周波数補正値を生成する。擬似同期信号生成部143は、第1同期信号と第1画素クロックを元に擬似同期信号を生成する。
画素クロック生成部2(142)は、予め設定された初期周波数設定値を周波数補正値で補正して、第1同期信号に同期して、第2画素クロックを生成する。画素クロック生成部3(144)は、画素クロック生成部2(142)で設定される初期周波数設定値とは別個に設定された初期周波数設定値を周波数補正値で補正して擬似同期信号に同期して第3画素クロックを生成する。
第1変調データ生成部145は第1画像データをもとに、第2画素クロックに同期した第1変調データを第1レーザ駆動部146に出力する。第1レーザ駆動部146は、変調データに応じた出力にて光源117を駆動して、光源117にレーザ光を出力させる。
第2変調データ生成部147は第2画像データをもとに、第3画素クロックに同期した第2変調データを第2レーザ駆動部148に出力する。第2レーザ駆動部148は、第2変調データに応じた出力にて光源127を駆動して、光源127にレーザ光を出力させる。
第2の実施形態では、図30に示すとおり、4面のポリゴンミラーを使用して、その内の2面を使用して、二つの感光体を走査しているが、PD110は一つの感光体にのみ配置されているため、PDが配置されていない感光体は、PD110にて計測される第1同期信号に対して所定時間が遅延された擬似同期信号に同期して走査を開始することができる。
図31は、第2の実施形態における擬似同期信号生成部のタイミングチャートの一例である。図31は、カウンタ0〜カウンタ2までの3つのカウンタを使用して、4面のポリゴンミラーの対面した2面で二つの感光体を走査する場合を説明している。
図31において、第1同期信号は感光体103の走査に同期して、ポリゴンミラー4面の走査開始時にアサートされる。カウンタ0〜2は3面毎に第1同期信号によって順次リセットされて、第1画素クロックでカウント開始される。カウンタ0が1面にてリセットされたとすると、その面を使用した感光体104の走査開始タイミングは、1面分以上回転した後に比較器1の擬似発生カウント数Nref_psで設定したタイミングである。つまり、擬似信号が生成されるタイミングは光源117が感光体103に書き込みをした時に使用したポリゴンミラー100の面と同一の面で光源127が感光体104に書込みをするように生成される。擬似同期信号が検出されるタイミングは第1同期信号が検出されたポリゴンミラーと同一の面で検出されることにより、ポリゴンミラー面毎の誤差の影響を受けない。同様にカウンタ1、およびカウンタ2についても同様に、順次計数されてポリゴンミラーの各面における擬似同期信号が順次出力される。
上述の様に、第2の実施例では、第1画素クロックの周波数をポリゴンミラーの回転速度ムラに応じて制御し、制御された第1画素クロックを元に擬似同期信号を生成することで対向側の光ビームの書き出し位置を一定にする。また、第1同期信号と同一の面で擬似同期信号を生成することにより、ポリゴンミラーの面毎の誤差を無視できる。また、画素クロック生成部毎に初期周波数を個別に設定することにより、走査光学系毎の誤差を補正でき、書込み終了位置の誤差を補正できる。
画像変調データは画像データを元に第2画素クロックに同期し、画像変調データはレーザ駆動回路で光ビームとして出力される。
〔第3の実施形態〕
図32は、本発明の第3の実施形態における画像形成装置10の全体構成図の一例を示す図である。図32における画像形成装置10は、光源が1つ、感光体が2つ、同期検知センサ(PD110)が1つの場合を例示している。
第2の実施形態と比べて、LD127によって照射されたレーザ光を光束分割素子107によって分光し、入射光Y及び入射光Bkを生成可能としている。また、図30における第2画素クロック124を生成する画素クロック生成部2(112)、第3画素クロック129を生成する画素クロック生成部3(114)の機能は、図32の画素クロック生成部4(131)が感光体103、感光体104を走査する期間で画素クロック4の周波数を切り替えて実現する。図30の第1データ変調部115、第2変調データ生成部118は、図32の第5変調データ生成部129で代替している。また、図30の第1レーザ駆動部(116)、第2レーザ駆動部(119)の機能は同一の構成の第5レーザ駆動部(130)で代替している。
図32において、画像形成装置10は、多面体からなるポリゴンミラー100、走査レンズ101、102、感光体103、104、入射ミラー105、106、光束分割素子107、PD110、画素クロック生成装置150、変調データ生成部5(129)、レーザ駆動部5(155)、および光源(LD)117を備える。画素クロック生成装置150は、画素クロック生成部1(151)、擬似同期信号生成部152、画素クロック生成部4(153)を備える。
光源117からのレーザ光は、光束分割素子107にて入射光Bk(第1光ビーム)と入射光Y(第2光ビーム)とに分割される。入射光Bkと入射光Yは、それぞれが入射ミラー105および106にて反射されてポリゴンミラー100の異なった面に入射され、走査レンズ101および102を通して、感光体(Bk)103および感光体(Y)104上に走査される。これにより、感光体103、104上には、光源117の出力に応じた静電潜像がそれぞれ形成される。
また感光体103の一端には、PD110が配置されており、ポリゴンミラー100により反射されたレーザ光は感光体103を1ライン主走査する前にPD110に入射され、PD110により走査の開始のタイミングが検出される。PD110によって検出された走査の開始のタイミングは、感光体の走査に合わせた周期的な第1同期信号として画素クロック生成装置150の画素クロック生成部1(151)、擬似同期信号生成部152、および画素クロック生成部4(153)に入力される。画素クロック生成部1(151)は、第1同期信号を元に画素クロック1と周波数補正値を生成する。擬似同期信号生成部152は、第1同期信号と画素クロック1を元に擬似同期信号を生成する。画素クロック生成部4(153)は、第1同期信号と擬似同期信号の周波数補正値により画素クロック4を生成する。
変調データ生成部5(129)は画像データを基に、画素クロック4に同期した変調データを生成してレーザ駆動部5(155)に出力し、レーザ駆動部5(155)が変調データに応じた出力にて光源117を駆動してレーザ光を出力する。図32における走査光学系は、ハーフミラーを使用した光束分光素子107を利用してレーザ光を入射光Bkと入射光Yに分割している。
図33は、画素クロック生成部4(153)のブロック図の一例である。図33において、画素クロック生成部4(153)は、感光体103を走査する画素クロック4の初期周波数を設定する初期周波数設定器601、感光体104を走査時の画素クロック4の初期周波数を設定する初期周波数設定器602、加算器603、論理和605およびデジタル制御発振器604及びセレクタ606、side信号生成部607を備える。
side信号生成部607は、感光体103か104のどちらを走査しているかを識別して、side信号を第1同期信号及び擬似同期信号に応じてHかLに切り替える。初期周波数設定器601は、第1初期周波数設定値を保持し、初期周波数設定器602は、第2初期周波数設定値を保持する。
加算回路603は、セレクタ606で選択された初期周波数設定値のいずれかと第1画素クロック生成部112にて生成した周波数補正値を加算する。デジタル制御発振器(DCO)604は同期信号に位相同期して画素クロック4を生成する。詳細を図34のタイミングチャートを用いて説明する。図34は、画素クロック生成部4(153)のタイミングチャートを一例である。
図34において、第1同期信号はPD110で入射光Bkが検出されるとアサートされる。擬似同期信号は第1同期信号がアサートされてから前述のタイミングでアサートされる。side信号は擬似同期信号がアサートされるとHレベルとなり、第1同期信号がアサートされるとLレベルとなる。同期信号は第1同期信号と擬似同期信号の和である。第1初期周波数設定値および第2初期周波数設定値は、レジスタで保持された値である。Maは第1初期周波数設定値の値maか第2初期周波数設定値の値mbをside信号により選択した値である。sideがLの場合、maが選択され、Hの場合、mbが選択される。Miは画素クロックの周波数設定値であり、Ma + 周波数補正値Δfで定められる。よって、side信号によって画素クロックの周波数設定値Miは、Mi=ma+ΔfまたはMi=mb +Δfとなる。画素クロックは同期信号でMi=ma +Δfかmb +Δfに更新されて、デジタル制御発振器604は、同期信号に位相同期して画素クロック4を出力する。
画素クロック生成部4(153)は、画素クロック生成部1(151)とは別の初期値を設定することができるので、走査光学系毎の誤差に対してそれぞれ初期値の設定が可能となる。特に第3の実施形態で説明した走査光学系を複数有する場合において、周波数の初期値を別途設定できることは走査光学系毎の誤差を抑制するのに有利となり、書込み終了位置の誤差を補正することが可能となる。
上述の様に、第3の実施例では、画素クロック1の周波数をポリゴンミラーの回転速度ムラに応じて制御し、制御された画素クロック1を元に擬似同期信号を生成することで対向側の光ビームの書き出し位置を一定にする。また、第1同期信号と同一の面で擬似同期信号を生成することにより、ポリゴンミラーの面毎の誤差を無視できる。また1つのLDで複数の初期周波数を個別に設定できることにより、走査光学系毎の誤差を補正でき書込み終了位置の誤差を補正できる。
〔第4の実施形態〕
図35は、本発明の第4の実施形態における画像形成装置10の全体構成図の一例を示す図である。図35における画像形成装置10は、書き込みレーザダイオードが4つ、感光体が4つ、同期検知センサが2つの場合を例示している。
図35において、画像形成装置10は、図30で説明した第2の実施形態における画像形成装置10に対して、感光体703、704、入射ミラー705、706、PD707、第3レーザ駆動部1915、第4レーザ駆動部1909および光源713、1901が光学系として増設されている。また、画素クロック生成装置1900は、第2擬似同期信号生成部1902、クロック生成部5(1910)、第3変調データ生成部1913、画素クロック生成部6(1904)、第4変調データ生成部1908が増設されている。
入射光Mと入射光Bkは共通に走査レンズ101を通過する。また、入射光Yと入射光Cは共通に走査レンズ102を通過する。
なお、第4の実施形態における、画素クロック生成部2(142)、画素クロック生成部3(144)、第1変調データ生成部145、第2変調データ生成部147、第1レーザ駆動部146及び第2レーザ駆動部148は、第2の実施形態で説明した図30における同じ符号にて説明した、画素クロック生成部2(142)、画素クロック生成部3(144)、第1変調データ生成部145、第2変調データ生成部147、第1レーザ駆動部146及び第2レーザ駆動部148と同様の構成をなしている。また、画素クロック生成部5(1910)及び第6画素クロック生成部(1904)は、画素クロック生成部2(142)及び画素クロック生成部3(144)と同様の構成である。第3変調データ生成部1913及び第4変調データ生成部1907は、第1変調データ生成部145及び第2変調データ生成部147と同様の構成である。さらに、第3レーザ駆動部1915及び第4レーザ駆動部1909は、第1レーザ駆動部146及び第2レーザ駆動部148と同様の構成である。
図36は、第4の実施形態における擬似同期信号生成部のタイミングチャートの一例である。図36は、図31で説明した第2の実施形態におけるタイミングチャートに対して、LD117とLD713にそれぞれ対応して、PD110からの第1同期信号、PD707からの第2同期信号が入力されて、それぞれが、カウンタa0〜a2とb0〜b2、および比較器a0〜a2とb0〜b2にて処理されて、第1擬似同期信号および第2擬似同期信号が発生される。その他の動作については、図31のタイミングチャートにおける動作とほぼ同じである。
図36において、擬似同期信号は、LD117が感光体103を走査したときのポリゴンミラー100と同一の面で感光体104を走査するタイミングで生成され、第2擬似同期信号はLD713が感光体703を走査したときのポリゴンミラー100と同一の面で感光体704を走査するタイミングで生成される。
第4の実施例では、第1画素クロックの周波数をポリゴンミラーの回転速度ムラに応じて制御し、制御された第1画素クロックを元に擬似同期信号を生成することで対向側の光ビームの書き出し位置を一定にする。
また、第1同期信号と同一の面で第1擬似同期信号を生成することにより、ポリゴンミラーの面毎の誤差を無視できる。同様に第2同期信号と同一の面で第2擬似同期信号を生成することにより、ポリゴンミラーの面毎の誤差を無視できる。また、LD毎に初期周波数を個別に設定できることにより、走査光学系毎の誤差を補正でき、感光体の数が実施例2と比べて増えた場合であっても、書込み終了位置の誤差を補正できる。
次に、図37を用いて、PD707から検出した同期信号を第1同期信号と第2同期信号に分離するタイミングチャートを示す。図37は、同期信号から第1同期信号及び第2同期信号に分離するタイミングチャートの一例である。
図37において、PD707により検出された同期信号はCPU等、より上位の制御部から与えられる同期選択信号により、第1同期信号または第2同期信号に振り分けられる。図37では、同期選択信号がLの場合は、第1同期信号に分離され、Hの場合は第2同期信号に分離される。CPU等、より上位の制御部から与えられる同期選択信号により、PDが共通であっても、第1同期信号及び、第2同期信号に分離が可能となる。第6の実施例では、PDを共通化することにより、第5の実施例より画像形成装置を小型化可能である。また、第1画素クロックの周波数をポリゴンミラーの回転速度ムラに応じて制御し、制御された第1画素クロックを元に擬似同期信号を生成することで対向側の光ビームの書き出し位置を一定にする。
また、第1同期信号と同一の面で第1擬似同期信号を生成することにより、ポリゴンミラーの面毎の誤差を無視できる。同様に第2同期信号と同一の面で第2擬似同期信号を生成することにより、ポリゴンミラーの面毎の誤差を無視できる。また1つのLDで複数の初期周波数を個別に設定できることにより、走査光学系毎の誤差を補正でき、感光体の数が実施例2と比べて増えた場合であっても、書込み終了位置の誤差を補正できる。
〔第5の実施形態〕
図38は、本発明の第5の実施形態における画像形成装置10の全体構成図の一例を示す図である。図38における画像形成装置10は、光源が2つ、感光体が4つ、同期検知センサが2つの場合を例示している。
図38において、画像形成装置10は、第3の実施形態で説明した図32の画像形成装置に対して、感光体703、704、入射ミラー705、706、PD707、レーザ駆動部712および光源710、および第2変調データをレーザ駆動部712に出力する変調データ生成部711が増設されている。ここで、LD713は、LD117と離れた位置に描かれているが、実際の光学系ではLD713は、LD117の副走査方向に離れた位置に置かれる。尚、入射光Mと入射光Bkは共通に走査レンズ101を、入射光Yと入射光Cは共通に走査レンズ102を通る。
第5の実施形態においては、第3の実施形態と同様の動作を行う。第5の実施形態においては、画素クロック生成部4(128)及び画素クロック生成部7(710)に対して初期周波数設定をそれぞれ行うので、走査光学系毎の誤差を補正することができる。
画素クロック生成部4(128)及び画素クロック生成部7(710)は、第3の実施の形態で説明した図33で示した画素クロック生成部4(128)と同様の構成であるので説明を省略する。
画素クロック生成部4(128)は、入射光Bkと入射光Yの基準クロックである画素クロック4を生成し、画素クロック生成部7(710)は入射光Mと入射光Cの基準クロックである第7画素クロックを生成する。
画素クロック生成部4(128)及び画素クロック生成部7(710)はポリゴンミラー100が共通で回転ムラは等しいので、画素クロック生成部1(112)を共通化することができ、回路の簡素化を図ることができる。
第5の実施形態における擬似同期信号生成部のタイミングチャートは、第4の実施形態で説明した図36のタイミングチャートにおける動作と同じであるので説明を省略する。
〔第6の実施形態〕
図39は、本発明の第6の実施形態における画像形成装置の全体構成図の一例を示す図である。図39における画像形成装置は、図38に示した第5の実施形態における画像形成装置において、PDが一つの場合になり、セレクタ1001が設置された場合を例示している。
図39において、PD707からの第1同期信号は、擬似同期信号生成部709、および画素クロック生成部7(710)において共用されている。PD707は一つであるが、LD117とLD713の書き込みタイミングは異なるので、第5の実施形態同様に擬似同期信号生成部は擬似同期信号生成部709と第2擬似同期信号生成部1902の2つを使用している。
図39ではLD713はLD117と離れた位置に描かれているが、実際の光学系ではLD117の直近にLD713は置かれる。
第6の実施形態においては、第5の実施形態と同様の動作を行うが、画素クロック生成部4(128)及び画素クロック生成部7(710)に対して初期周波数設定をそれぞれ行うので、走査光学系毎の誤差を補正することができる。
画素クロック生成部4(131)及び画素クロック生成部7(710)は、図33で示した画素クロック生成部4(131)と同様の構成である。画素クロック生成部4(131)は入射光Bkと入射光Yの基準クロックである画素クロック4を生成し、画素クロック生成部7は入射光Mと入射光Cの基準クロックである第7画素クロックを生成する。画素クロック生成部4(131)及び画素クロック生成部7(710)はポリゴンミラー100が共通で回転ムラは等しいので、第1画素クロック生成部を共通化することができ、回路の簡素化を図ることができる。
図40は、第6の実施形態における擬似同期信号生成部のタイミングチャートの一例である。図40は、図36のタイミングチャートにおける動作とほぼ同じであり、PD110からの第1同期信号にて、カウンタa0〜a2とb0〜b2、および比較器a0〜a2とb0〜b2にて処理されて、第1擬似信号および第2擬似信号が発生される。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。