JP2019081254A - 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の光量が所定レベルである第一モードと、光源の光量が該所定レベルよりも小さい第二モードとを切り替えて設定するための設定部を備えた光走査装置及び画像形成装置において、設定部にて設定されたモードに拘わらず、同期検知センサーに到達する光ビームの光量を一定にして、同期検知センサーによる同期検知を確実に行えるようにする。【解決手段】光源は、第一モードに対応する光量の第一発光点と、第二モードに対応する光量の第二発光点とを含み、制御部は、画像データの書き込みを実行する際には、設定部にて設定されたモードに対応する光量の発光点から出射される光ビームを使用する一方、画像データの書き込み開始前に行う同期検知に際しては、設定部にて設定されたモードに拘わらず、予め定めた一の発光点から出射される光ビームを同期検知用の光ビームとして使用する（ステップＳ５）。【選択図】図６

Description

本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置に搭載される光走査装置は知られている。この光走査装置は、画像データに対応した光ビームを所定の書き込みタイミングで出射することで感光体ドラムを露光する。

上記光走査装置は、光源と、該光源から出射される光ビームを偏向して走査光に変換する回転多面鏡と、該回転多面鏡からの走査光を感光体ドラム上に結像させる結像レンズと、画像データの書き込みタイミングの基準となる信号を出力する同期検知センサーとを有している。同期検知センサーは、光ビームの有効走査領域外（画像形成領域外）に設けられている。

そして、同期検知センサーは、光源から受光した光ビームの光量が予め定められた閾値以上であるときには同期信号を制御部へ出力する。制御部では、同期信号を受信したタイミングを基に感光体ドラムへの画像データの書き込みタイミングを制御する。

上記光走査装置では、低解像度モードと高解像度モードとを切り替えて設定するための設定部を備える場合がある（例えば、特許文献１参照）。高解像度モードが設定されている場合には、回転多面鏡の回転速度を上げて画像の垂直方向の画素密度を上げる。解像度が高くなって垂直方向の画素密度が増加しても、ドラム表面における光ビームのビーム径は一定であるため文字の潰れ等の画像不良が生じる虞がある。そこで、上記特許文献１に示す光走査装置では、光ビームの光量（レーザーパワー）を低下させることで画像不良の発生を防止している。

特開平０４−３３７７６３号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す従来の光走査装置では、作動モードが低解像度モード（第一モード）から高解像度モード（第二モード）に切り替わると、光源から出射される光ビームの光量が低下する。この結果、同期検知センサーに到達する光ビームの光量が閾値未満になり、同期検知不能になる虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光源の光量が所定レベルである第一モードと、光源の光量が該所定レベルよりも小さい第二モードとを切り替えて設定するための設定部を備えた光走査装置及び画像形成装置において、設定部にて設定されたモードに拘わらず、同期検知センサーに到達する光ビームの光量を一定にして、同期検知センサーによる同期検知を確実に行えるようにすることにある。

本発明の一局面に係る光走査装置は、光源と、 該光源から出射される光ビームを偏向する光偏向器と、上記光偏向器により主走査方向に走査される光ビームを被走査面の画像形成領域外で検知する同期検知センサーと、上記光源の光量が所定レベルである第一モードと、該光源の光量が該所定レベルよりも小さい第二モードとを切り替えて設定するための設定部と、上記同期検知センサーからの信号を受信して画像データの書き込み開始タイミングを決定するとともに、上記設定部にて設定されたモードに対応して上記光源を制御して画像データの書き込み処理を実行する制御部とを備えている。

そして、上記光源は、上記第一モードに対応する光量の第一発光点と、上記第二モードに対応する光量の第二発光点とを含み、上記制御部は、画像データの書き込みを実行する際には、上記設定部にて設定されたモードに対応する光量の発光点から出射される光ビームを使用する一方、画像データの書き込み開始前に行う同期検知に際しては、上記設定部にて設定されたモードに拘わらず、予め定めた一の発光点から出射される光ビームを同期検知用の光ビームとして使用するように構成されている。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は上記光走査装置を備えている。

本発明によれば、光源の光量が所定レベルである第一モードと、光源の光量が所定レベルよりも小さい第二モードとを切り替えて設定するための設定部を備えた光走査装置及び画像形成装置において、設定部にて設定されたモードに拘わらず、同期検知センサーに到達する光ビームの光量を一定にして、同期検知センサーによる同期検知を確実に行うことができる。

図１は、本実施形態における画像形成装置の内部構造を示す概略図である。 図２は、光走査装置から蓋部材を取り外した状態を示す斜視図である。 図３は、光走査装置の光源を軸方向の基端部側から見た概略図である。 図４は、同期検知センサーを検知面側から見た平面図である。 図５は、光走査装置の制御系の一部を示すブロック図である。 図６は、制御部により実行される同期検知制御及び画像データの書き込み制御の前半部を示すフローチャートのである。 図７は、制御部により実行される同期検知制御及び画像データの書き込み制御の後半部を示すフローチャートのである。 図８は、比較例１の光走査装置における解像度レベルの設定変更に伴う光ビームの出力変化を示すグラフである。 図９は、比較例２の光走査装置における解像度レベルの設定変更に伴う光ビームの出力変化を示すグラフである。 図１０は、他の実施形態を示す図３相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、本実施形態における画像形成装置１の概略構成図を示す。上記画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形の筐体２内に画像形成部３を備えている。この画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データに基づき画像を用紙Ｐに転写形成する。画像形成部３の下方には、レーザー光を照射する４つの光走査装置４が配置され、画像形成部３の上方には、転写ベルト５が配置されている。光走査装置４の下方には、用紙Ｐを貯留する給紙部６が配置されている。転写ベルト５の左側の上方には、用紙Ｐに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。筐体２の上部には、定着部８で定着処理が施された用紙Ｐを排出する排紙部９が形成されている。画像形成装置１内には、給紙部６から排紙部９に向かって延びる用紙搬送路Ｔが設けられている。

上記画像形成部３は、転写ベルト５に沿って一列に配置された４つの画像形成ユニット１０を備えている。各画像形成ユニット１０の下方にはそれぞれ上記光走査装置４が配置されている。各画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１を有している。各感光体ドラム１１の直下には、帯電器１２が配置され、各感光体ドラム１１の右側には、現像装置１３が配置され、各感光体ドラム１１の直上には、一次転写ローラー１４が配置され、各感光体ドラム１１の左側には、感光体ドラム１１の周面をクリーニングするクリーニング部１５が配置されている。

各感光体ドラム１１は、帯電器１２によって周面が一定に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム１１の周面に対して、上記コンピューター等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が光走査装置４から照射される。この結果、各感光体ドラム１１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１３から現像剤が供給されて、各感光体ドラム１１の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、一次転写ローラー１４に印加された転写バイアスにより転写ベルト５にそれぞれ重ねて転写される。

転写ベルト５の左側には、二次転写ローラー１６が配置されている。二次転写ローラー１６は、転写ベルト５と当接した状態で配置されている。二次転写ローラー１６は、給紙部６から用紙搬送路Ｔに沿って搬送されてくる用紙Ｐを該二次転写ローラー１６と転写ベルト５とで挟持する。二次転写ローラー１６には転写バイアスが印加されており、この印加された転写バイアスにより転写ベルト５上のトナー像が用紙Ｐに転写される。

定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とを備え、これら加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とにより用紙Ｐを挟持して加圧しながら加熱する。そうして、定着部８は、用紙Ｐに転写されたトナー像を該用紙Ｐに定着させる。定着処理後の用紙Ｐは、排紙部９に排出される。

次に、図２を参照して各光走査装置４について詳細に説明する。各光走査装置４の構成は同じであるため、そのうちの１つの光走査装置４についてのみ説明を行い、他の光走査装置４についての説明は省略する。

光走査装置４は密閉状のハウジング４０を有している。ハウジング４０は、底壁部４１と、底壁部４１の周縁部から起立する側壁部４２と、不図示の蓋部とを有している。

ハウジング４０の側壁部４２には、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）等からなる光源４３が設けられている。光源４３は、側壁部４２の外側面に取付けられた基板４４に実装されている。光源４３は、複数の光ビームを出射するマルチビーム光源であって、図３に示すように、第一発光点ＬＤ１及び第二発光点ＬＤ２を有している。

第一発光点ＬＤ１及び第二発光点ＬＤ２は、光源４３の基端部側（光出射側とは反対側）から見て、ポリゴンミラー４６の回転方向（図３の左右方向）に対し斜めに交差する方向に互いに間隔を空けて配置されている。

第一発光点ＬＤ１は、低解像度モードにおける画像データの書き込み時に使用される。第二発光点ＬＤ２は、高解像度モードにおける画像データの書き込み時に使用される。第一発光点ＬＤ１及び第二発光点ＬＤ２の光量は後述する制御部１００により制御される。

低解像度モード（第一モードに相当）で使用される第一発光点ＬＤ１の光量は所定レベルであり、高解像度モード（第二モードに相当）で使用される第二発光点ＬＤ２の光量は該所定レベルよりも小さい。すなわち、第二発光点ＬＤ２のレーザー駆動パワーは、第一発光点ＬＤ１のレーザー駆動パワーよりも小さい。

第二発光点ＬＤ２に比べて光量が大きい第一発光点ＬＤ１は、後述する同期検知処理において使用される同期検知用発光点としても機能する。尚、本実施形態では、同期検知用発光点を第一発光点ＬＤ１として予め定めているが、これに限ったものではなく、第二発光点ＬＤ２を同期検知用発光点としてもよい。

上記ハウジング４０の内部には、光源４３から出射される光ビームの出射方向に沿って、コリメーターレンズ（図示省略）、シリンドリカルレンズ４５、ポリゴンミラー（回転多面鏡）４６が一直線上に配置されている。ポリゴンミラー４６は、ハウジング４０の底壁部４１に固定されたポリゴンモーターMにより回転駆動される。ポリゴンミラー４６の側方には、第一結像レンズ４８ａ及び第二結像レンズ４８ｂが径方向に間隔を空けて配置されている。第一結像レンズ４８ａ及び第二結像レンズ４８ｂは、例えばｆθレンズからなる。第二結像レンズ４８ｂの側方には折返しミラー４７が配置されている。

上記ポリゴンミラー４６は、周面に複数の反射面を有する多角形状の回転ミラーである。ポリゴンミラー４６は、第一及び第二発光点ＬＤ１，ＬＤ２からそれぞれ出射された光ビームＢ１，Ｂ２を反射（偏向）して主走査方向に走査させる。第一結像レンズ４８ａ及び第二結像レンズ４８ｂは、ポリゴンミラー４６により偏向走査された光ビームＢ１，Ｂ２を等速変換する。折返しミラー４７は、第二結像レンズ４８ｂを通過した光ビームＢ１，Ｂ２を反射して感光体ドラム１１の周面に導く。

上記ハウジング４０にはさらに、同期検知ミラー４９と、同期検知センサー５０と、同期検知センサー５０が実装されたセンサー基板５１とが設けられている。

同期検知ミラー４９は、ポリゴンミラー４６によって偏向されて有効走査領域（実際に画像データの書き込みが行われる画像形成領域）を外れた光路を進む光ビームＢ１，Ｂ２を同期検知センサー５０に向けて反射する。尚、ポリゴンミラー４６により偏向されて有効走査領域内の光路を進む光ビームＢ１，Ｂ２は、感光体ドラム１１の周面を軸方向（主走査方向）に走査して露光する。

同期検知センサー５０は、ハウジング４０の底壁部４１に垂直に固定されたセンサー基板５１に実装されている。図４は同期検知センサー５０を拡大して示す平面図である。同期検知センサー５０は、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣ等により構成されている。同期検知センサー５０は、光ビームＢ１，Ｂ２が検知面５０ａを通過した時に各光ビームＢ１，Ｂ２の検知信号を出力する。同期検知センサー５０より出力された検知信号は後述する制御部１００に送信される。

図５に示すように、制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有するマイクロコンピューターからなる。制御部１００は、同期検知センサー５０、操作設定部５３、光源４３及びポリゴンモーターＭに信号の授受可能に接続されている。

操作設定部５３は、例えばタッチ式の液晶パネル等により構成されている。操作設定部５３は、印刷画像の解像度レベルを設定するための設定画面をタッチパネルに表示する。ユーザーがこの設定画面を操作することで、画像形成装置１の印刷モードを低解像度モードと高解像度モードとに切替え可能になっている。低解像度モードにおいては、所定解像度（例えば６００ｄｐｉ）の画像データの印刷が実行され、高解像度モードにおいては、上記所定解像度よりも高い解像度（例えば１２００ｄｐｉ）で画像データの印刷が実行される。

制御部１００は、同期検知センサー５０から出力された同期信号を基に、画像データの書き込み開始タイミングを決定する同期検知処理を実行する。また、制御部１００は、光源４３の各発光点ＬＤ１，ＬＤ２及びポリゴンモーターＭを制御することにより、操作設定部５３にて設定された解像度レベルに応じた解像度で感光体ドラム１１表面への画像データの書き込みを行う。

図６及び図７参照して、上記制御部１００により実行される同期検知処理及び画像データの書き込み処理の詳細を説明する。

ステップＳ１では、操作設定部５３からの操作信号を基に、現時点の印刷モードが高解像度モードであるか否かを判定し、この判定がＮＯである場合にはステップＳ３に進む一方、ＹＥＳである場合にはステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、画像データの書き込みに使用する発光点として高解像度用の第二発光点ＬＤ２を選択し、ステップＳ３では、画像データ書き込みに使用する発光点として低解像度用の第一発光点ＬＤ１を選択する。

ステップＳ２又はステップＳ３の処理後に進むステップＳ４では、予め定めた同期検知用発光点（本実施形態の例では第一発光点ＬＤ１）による光ビームの出射を開始する。

ステップＳ５では、上記同期検知用発光点から出射された光ビームを同期検知センサー５０より検知したか否か（つまり同期検知センサー５０からの同期信号を受信したか否か）を判定する。そして、この判定がＮＯである場合には当該ステップＳ５の処理を再度実行する一方、ＹＥＳである場合にはステップＳ６（図７参照）に進む。

ステップＳ６では、ステップＳ２又はＳ３で選択した画像データ書き込み用の発光点が同期検知用発光点と一致するか否かを判定し、この判定がＮＯである場合にはステップＳ７に進む一方、ＹＥＳである場合にはステップＳ８に進む。

ステップＳ７では、同期検知用発光点（第一発光点ＬＤ１）の作動を停止してステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、ステップＳ２又はＳ３で選択した発光点を使用して感光体ドラム１１表面への画像データの書き込みを開始する。その際、高解像度モードが設定されている場合には低解像度モードが設定されている場合に比べてポリゴンモーターＭ（つまりポリゴンミラー４６の回転速度）を増加させる。そうして、本ステップＳ８の処理が終了した後は、リターンする。

以上説明したように、本実施形態の光走査装置４によれば、光源４３は、低解像度モードに対応する光量の第一発光点ＬＤ１と、高解像度モードに対応する光量の第二発光点ＬＤ２とを有し、制御部１００は、画像データの書き込み処理を実行する際には、操作設定部５３にて設定にて設定された解像度モードに応じた光量の発光点ＬＤ１，ＬＤ２を使用（ステップＳ２及びステップＳ３）する一方、画像データの書き込み開始前に行う同期検知処理に際しては、上記操作設定部５３にて設定された解像度レベルに拘わらず、予め定めた一の発光点（上記同期検知用発光点であって本実施形態では第一発光点ＬＤ１）から出射される光ビームを同期検知用の光ビームとして使用する（ステップＳ４及びＳ５）。

これによれば、操作設定部５３にて設定された解像度モードに応じた適切な光量の発光点ＬＤ１，ＬＤ２を使用して画像データの書き込みが実行される。したがって、例えば高解像度モードにおいて文字潰れ等の画像不良が発生するのを防止することができる。一方、同期検知処理に使用される同期検知用発光点は、操作設定部５３にて設定される解像度レベルに拘わらず同じ発光点（本実施形態では第一発光点ＬＤ１）が使用されるので、同期検知センサー５０に入射する光ビームの光量は常に一定に保たれる。したがって、同期検知センサー５０に入射する光ビームの光量が予め設定した検知可能レベルを下回って同期検知不能になるのを回避することができる。

すなわち、図８の比較例に示すように、一つの発光点からなる光源を用いて、解像度レベルの変化に応じて、有効走査領域（画像形成領域）及び同期検知領域における光ビームの光量を変化させた場合、高解像度モードが設定されているときに、同期検知センサー５０に入射する光ビームの光量が予め設定された検知可能レベルＨを下回ってしまう場合がある。この例では、高解像度モードが設定されているときに、同期検知領域における光ビームが検知可能レベルＨを下回る例を示しているが、逆に低解像度モードが設定されているときに、同期検知領域における光ビームが同期検知センサー５０の検知可能レベルＨを上回ってしまうことも考えられる。いずれの場合にも、同期検知センサー５０によって光ビームが検知できないので同期検知不能になる虞がある。

これに対して本実施形態では、解像度レベルが切り替わっても同期検知に使用する発光点は切り替わらない。よって、同期検知センサー５０に入射する光ビームの光量が常に一定保たれる。したがって、比較例１のように同期検知不能にある虞もない。

ここで、図９の比較例２に示すように、一つの発光点を用いて、解像度レベルの変化に応じて有効走査領域における光ビームの光量を変化させる一方、同期検知領域では光ビームの光量を一定に保つように光源制御を行うことが考えられる。しかしこの場合、同期検知領域から有効走査領域に切り替わる際の光量の変化量Ｖが過大（図の例では高解像モードにおける変化量）になる。このように光量の変化量Ｖが大きいと、制御系の特性上、光量を目標光量に制御し難くなり、画像の書き込み精度が低下するという問題がある。

これに対して本実施形態では、低解像度モード用の第一発光点ＬＤ１と高解像度モード用の第二発光点ＬＤ２との二つの発光点を備えて、一方の発光点ＬＤ１のみを同期検知用発光点として使用するようにしている。したがって、一つの発光点のみで解像度モードの切替えと同期検知とを行う比較例２に比べて光量の変化幅を抑制することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、光量が所定レベルである第一モードが低解像度モードとされ、光量が所定レベルよりも小さい第二モードが高解像度モードとされる例について説明したが、これに限ったものではない。

すなわち、上記第一モードは、光偏向器（ポリゴンミラー４６）による感光体ドラム１１表面への画像データの書き込み速度が所定速度となる低速印刷モードであり、上記第二モードは、光偏向器による感光体ドラム１１表面への画像データの書き込み速度が上記所定速度よりも速い高速印刷モードであってもよい。

また、上記第一モードは、光源４３の駆動電力が所定電力となる通常印刷モードであり、上記第二モードは、上記光源４３の駆動電力が上記所定電力よりも小さいエコ印刷モードであってもよい。

上記実施形態では、光源４３が一つの第一発光点ＬＤ１と一つの第二発光点ＬＤ２とを有する例について説明したが、第一発光点ＬＤ１を複数設けてよいし、第二発光点ＬＤ２を複数設けてもよい。図１０では一例として、一つの第一発光点ＬＤ１と三つの第二発光点ＬＤ２を有する光源４３を示している。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。

Ｈ ：検知可能レベル
ＬＤ１ ：第一発光点
ＬＤ２ ：第二発光点
Ｍ ：ポリゴンモーター
１ ：画像形成装置
４ ：光走査装置
１１ ：感光体ドラム（被走査面）
４０ ：ハウジング
４６ ：ポリゴンミラー
４９ ：同期検知ミラー
５０ ：同期検知センサー
５３ ：操作設定部（設定部）
１００ ：制御部

Claims (5)

1. 光源と、該光源から出射される光ビームを偏向する光偏向器と、上記光偏向器により主走査方向に走査される光ビームを被走査面の画像形成領域外で検知する同期検知センサーと、上記光源の光量が所定レベルである第一モードと、該光源の光量が該所定レベルよりも小さい第二モードとを切り替えて設定するための設定部と、上記同期検知センサーからの信号を受信して画像データの書き込み開始タイミングを決定して、上記設定部にて設定されたモードに対応して上記光源を制御して画像データの書き込み処理を実行する制御部とを備えた光走査装置であって、
   上記光源は、上記第一モードに対応する光量の第一発光点と、上記第二モードに対応する光量の第二発光点とを含み、
   上記制御部は、画像データの書き込みを実行する際には、上記設定部にて設定されたモードに対応する光量の発光点から出射される光ビームを使用する一方、画像データの書き込み開始前に行う同期検知に際しては、上記設定部にて設定されたモードに拘わらず、予め定めた一の発光点から出射される光ビームを同期検知用の光ビームとして使用するように構成されている、光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記第一モードは、上記被走査面に書き込む画像データの解像度が所定解像度となる低解像度モードであり、
   上記第二モードは、上記被走査面に書き込む画像データの解像度が上記所定解像度よりも高い高解像度モードである、光走査装置。
3. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記第一モードは、上記光偏向器による上記被走査面への画像データの書き込み速度が所定速度となる低速印刷モードであり、
   上記第二モードは、上記光偏向器による上記被走査面への画像データの書き込み速度が上記所定速度よりも速い高速印刷モードである、光走査装置。
4. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記第一モードは、上記光源の駆動電力が所定電力である通常印刷モードであり、
   上記第二モードは、上記光源の駆動電力が上記所定電力よりも小さいエコ印刷モードである、光走査装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。

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