JP2020194017A - 光学走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学走査装置に起因するバンディングやモアレ、動作音の発生を精度よく低減し、高画質化と小型化、低コスト化を実現すること。【解決手段】回転多面鏡１０２ａの所定の面と回転多面鏡１０２ｂの複数の面とをそれぞれ同期させて、被走査体上に照射される光束Ｌの副走査方向におけるずれ量を測定し、測定したずれ量の中で最もずれ量が小さくなる回転多面鏡１０２ａの所定の面と回転多面鏡１０２ｂの面の組み合わせの情報を記憶したメモリ１１７を備え、制御部１１８は、画像形成を行う際に、回転多面鏡１０２ａの面と回転多面鏡１０２ｂの面がメモリ１１７に記憶された組み合わせとなるようにスキャナモータ１０３ａ、１０３ｂを制御する。【選択図】図５

Description

本発明は、光学走査装置及び画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。

従来、レーザビームプリンタ（以下、プリンタという）やデジタル複写機等には光学走査装置が用いられている。光学走査装置においては、画像信号に応じて光源から光変調され出射された光束が回転多面鏡等により偏向される。偏向された光束はｆθ特性を有する結像光学系（走査光学系）によって感光体面（被走査面）上にスポット状に集束し、感光体面上を走査して画像記録が行われる。近年、プリンタの小型化に伴い、プリンタに用いられる光学走査装置の小型化が要求されている。特に、光学走査装置の高さ方向はプリンタの高さに直接関係するため、光学走査装置の薄型化に対する要求は高い。

また、カラープリンタにおいては複数の走査光学系が１つの光偏向器を挟んで対向に配置された光学走査装置が普及している。複数色の光学走査を１つの光偏向器で偏向走査する場合、例えば特許文献１では、回転多面鏡の厚みを低減させるため１つの偏向面に対し、副走査断面内において斜め方向から光束を入射（以下、斜入射という）させている。偏向面に対し光束を斜入射させることで、偏向後の光束を分離し易くしている。また、光偏向器に対し最も遠い被走査面に走査される走査光学系の光路長と、最も近い被走査面に走査される走査光学系の光路長は同じ走査光学系を使用するために基本的に同じ長さにすることが多い。そのため、光偏向器に近い被走査面を走査する走査光学系においては、折返しミラーを複数枚使って光路の取り回しを行う。光路を取り回すことで光学走査装置全体が複雑化し、光学走査装置の薄型化の要求を満たしにくくなる。その解決策として、例えば特許文献２の図７のように光学走査装置内に光偏向器を２台搭載することで斜入射させず一度の折り返しで光偏向器から感光体までの経路を形成する構成が考えられる。しかしながら、光偏向器を２台搭載することで、回転による振動エネルギーも２倍となり、光学部品を収納する筐体の振動による光束の副走査方向（走査方向に垂直な方向）における位置ずれが課題となり得る。特許文献２及び特許文献３では、２台の光偏向器を搭載した光学走査装置における振動の防止策に関する提案がなされている。例えば特許文献２では、偏向走査手段の重量不釣合い方向を特定するために予め偏向走査手段の重量不釣合い方向をマーキングして、更にその組み合わせを最適にするために、ロータリーエンコーダ等の検出手段を設けている。また例えば特許文献３では、位置ずれ検出手段であるＢＤ等を用いて光束の副走査方向の位置ずれを検出する検出手段を光学走査装置内に設けている。

特開２００９−０９２９１５号公報 特開２００５−１５６９１９号公報 特開２００７−２３２７７０号公報

しかしながら、従来例では、ロータリーエンコーダ等の検出手段が別途必要となり、製造工程も複雑であり、また、光学走査装置の構成も複雑かつ大型化しコストがかかるという課題がある。また、従来例では、光学走査装置内に検出手段を設けているため、感光体上での照射位置のずれ（以下、照射位置ずれという）を検知することができない。特に、すべての光学部品を通過した後の光束を検出していないため、例えば折返しミラーなどが大きく振動していた場合の照射位置ずれが含まれず、感光体上での副走査方向における照射位置ずれと差が生じてしまう。このため、光学走査装置に起因したバンディング（副走査方向の濃度ムラ）やモアレ、動作音が発生するおそれがある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、光学走査装置に起因するバンディングやモアレ、動作音の発生を精度よく低減し、高画質化と小型化、低コスト化を実現することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）複数の光源と、前記光源から出射された光ビームを反射する面を複数有し、回転することで前記面によって光ビームを偏向する複数の回転多面鏡と、前記複数の回転多面鏡をそれぞれ回転させる複数の駆動手段と、前記複数の光源から出射された光ビームを前記複数の回転多面鏡にそれぞれ導く複数の第１の光学部材と、前記複数の回転多面鏡により偏向されたそれぞれの光ビームを対応するそれぞれの被走査体に導く複数の第２の光学部材と、前記複数の光源、前記複数の回転多面鏡、前記複数の駆動手段、前記複数の第１の光学部材、前記複数の第２の光学部材が収納される筐体と、前記複数の回転多面鏡によりそれぞれ偏向された光ビームを受光したことに応じてそれぞれ信号を出力する複数の出力手段と、前記信号に基づいて前記複数の駆動手段を制御する制御手段と、を備える光学走査装置であって、第１の回転多面鏡の所定の面と第２の回転多面鏡の複数の面とをそれぞれ同期させて、前記被走査体上に照射される光ビームの走査方向に直交する方向におけるずれ量を測定し、測定したずれ量の中で最もずれ量が小さくなる前記第１の回転多面鏡の所定の面と前記第２の回転多面鏡の面の組み合わせの情報を記憶した記憶部を備え、前記制御手段は、画像形成を行う際に、前記第１の回転多面鏡の面と前記第２の回転多面鏡の面が前記記憶部に記憶された前記組み合わせとなるように前記駆動手段を制御することを特徴とする光学走査装置。

（２）複数の光源と、前記光源から出射された光ビームを反射する面を複数有し、回転することで前記面によって光ビームを偏向する複数の回転多面鏡と、前記複数の回転多面鏡をそれぞれ回転させる複数の駆動手段と、前記複数の光源から出射された光ビームを前記複数の回転多面鏡にそれぞれ導く複数の第１の光学部材と、前記複数の回転多面鏡により偏向されたそれぞれの光ビームを対応するそれぞれの被走査体に導く複数の第２の光学部材と、前記複数の光源、前記複数の回転多面鏡、前記複数の駆動手段、前記複数の第１の光学部材、前記複数の第２の光学部材が収納される筐体と、前記複数の回転多面鏡によりそれぞれ偏向された光ビームを受光したことに応じてそれぞれ信号を出力する複数の出力手段と、前記信号に基づいて前記複数の駆動手段を制御する制御手段と、を備える光学走査装置であって、前記制御手段は、第１の回転多面鏡の所定の面と第２の回転多面鏡の複数の面とをそれぞれ同期させて、前記光学走査装置内で発生する音を測定する測定手段により音を測定し、測定した音の中で最も音が小さくなる前記第１の回転多面鏡の所定の面と前記第２の回転多面鏡の面の組み合わせを選択し、画像形成を行う際に、前記第１の回転多面鏡の面と前記第２の回転多面鏡の面が選択した前記組み合わせとなるように前記複数の駆動手段を制御することを特徴とする光学走査装置。

（３）前記（１）又は前記（２）に記載の光学走査装置と、前記被走査体である感光体と、前記光学走査装置によって前記感光体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写材に転写するための転写手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、光学走査装置に起因するバンディングやモアレ、動作音の発生を精度よく低減し、高画質化と小型化、低コスト化を実現することができる。

実施例１の画像形成装置を示す概略断面図 実施例１の光学走査装置を示す概略図、スキャナモータの概略斜視図 実施例１の光学走査装置の振動状態を示す模式図 実施例１の回転多面鏡の反射面毎の直角度の差を示す模式図 実施例１の光学走査装置の駆動制御に関するブロック図 実施例１の角度差を付けた内角を有する回転多面鏡、ＢＤ信号周期を示す図 実施例１の回転多面鏡の反射面の組み合わせと副走査方向の照射位置ずれ量との関係を示すグラフ 実施例２の光学走査装置の駆動制御に関するブロック図

図面を参照して、本発明に係る光学走査装置を備えた画像形成装置の実施形態について説明する。以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

以下の説明で、反射面を複数有する回転多面鏡によって偏向された光ビームが感光体上を走査する方向を主走査方向といい、主走査方向に直交する方向を副走査方向という。走査する光ビームによって規定される面を主走査面といい、主走査面による断面を主走査断面という。主走査面に直交する面を副走査面といい、副走査面による断面を副走査断面という。

＜画像形成装置＞
図１は、実施例１の画像形成装置Ｄ１の模式断面図である。画像形成装置Ｄ１は、光学走査装置Ｓ１を備えており、光学走査装置Ｓ１から画像情報に基づいて各々光変調された光束Ｌｋ、Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｙが出射される。ここで、符号の末尾ｋ、ｃ、ｍ、ｙはブラック、シアン、マゼンタ、イエローを表しており、以下、特定の色に関する部材を説明する場合を除き末尾を省略する。光束Ｌは、一次帯電器９１によって各々一様に帯電された感光体（被走査体）である感光ドラム９０の表面を照射して感光ドラム９０上（被走査体上、感光体上）に静電潜像を形成する。感光ドラム９０の表面上に形成された静電潜像は、現像手段である現像器９２によって各々ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナー像に可視像化される。可視像化されたトナー像は転写ベルト９４と各感光ドラム９０とのニップ部において、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナー像が重なるように順次転写ベルト９４に転写される（以下、１次転写という）。

一方、給送トレイに載置された転写材Ｐが給送ローラ９３により給送され、転写ベルト９４と転写ローラ９５とのニップ部へ搬送される。転写ベルト９４上に転写されたトナー像は、転写手段である転写ローラ９５において転写材Ｐ上に転写されてカラー画像が形成される（以下、２次転写という）。転写材Ｐ上に形成された未定着のカラー画像は、内部にヒータを有する定着器９６によって加熱定着された後、排出ローラ９７などによって装置外に排出される。画像形成装置Ｄ１は、転写材Ｐの例えば紙種に応じた画像形成速度で画像形成を行う。

画像形成装置Ｄ１は、画像形成装置Ｄ１の各種動作を制御するためのエンジンコントローラ１００を備えている。エンジンコントローラ１００は、例えばＣＰＵ、種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を記憶するＲＯＭ、ワーキングメモリとなるＲＡＭを有している。なお、実施例１では転写ベルト９４を備える画像形成装置Ｄ１について説明したが、搬送ベルト上の転写材Ｐに４色のトナー画像を重畳して転写する構成等、他の画像形成装置であってもよい。

＜光学走査装置＞
次に図２を用いて光学走査装置Ｓ１の構成について説明する。図２（ａ）は光学走査装置Ｓ１の構成を示す概略上面図である。図２（ｂ）は光学走査装置Ｓ１の構成を示す概略断面図である。実施例１の光学走査装置Ｓ１は、タンデム方式のカラー画像形成装置に搭載されるユニットであり、画像形成装置Ｄ１の枠体にバネやビス（不図示）等の固定部材等によって固定される。なお、以下の説明において、便宜上、各色に対応した走査光学系について、Ｙステーション、Ｍステーション、Ｃステーション、Ｋステーションという。

光学走査装置Ｓ１は例えば樹脂等によって成形された筐体である光学箱１０１に、複数の回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂを具備した複数の駆動手段であるスキャナモータ１０３ａ、１０３ｂが２台収納されている。第１の回転多面鏡である回転多面鏡１０２ａ及び第２の回転多面鏡である回転多面鏡１０２ｂは、それぞれ例えば４つの反射面を有している。スキャナモータ１０３ａはＹステーションとＭステーションに対応し、スキャナモータ１０３ｂはＣステーションとＫステーションに対応する。なお、Ｙステーション、Ｍステーションの構成及び光学的作用はＣステーション、Ｋステーションのそれと同一のため、以下の説明においてはＹステーション、Ｍステーションを中心に説明する。

制御基板１１５ｙに実装された光源である半導体レーザ１１１ｙから出射された光束Ｌｙは、コリメータレンズ１１２ｙにより略平行光化され、シリンドリカルレンズ１１３ｙに入射する。略平行光化された光束Ｌｙを略平行光束という。シリンドリカルレンズ１１３ｙに入射した略平行光束は、主走査断面においてはそのまま平行光束の状態で出射され、開口絞り１１４ｙにより光量が制限され、回転多面鏡１０２ａを備えたスキャナモータ１０３ａにより偏向される。コリメータレンズ１１２ｙ、シリンドリカルレンズ１１３ｙは第１の光学部材として機能する。偏向された光束Ｌｙは、制御基板１１５に実装された出力手段であるビームディテクタ（以下、ＢＤという）１１６ｙの受光面へと入射する。このとき、ＢＤ１１６ｙは被走査面を走査する方向である主走査方向における光束Ｌｙの書き出し位置を検知するとともに、検知したタイミングに応じたＢＤ信号を出力する。ＢＤ信号は、回転多面鏡１０２ａの反射面毎にＢＤ１１６ｙから出力され、主走査方向における書き出し位置を揃えるための制御のトリガ信号となる。偏向された光束Ｌｙは、第１走査レンズ１０５ｙを通過した後、折返しミラー１０７ｙによって光路が偏向され、第２走査レンズ１０６ｙを通過することで、感光ドラム９０ｙにスポットを結像させ等速に走査される。第１走査レンズ１０５ｙ、折返しミラー１０７ｙ、第２走査レンズ１０６ｙは第２の光学部材として機能する。

半導体レーザ１１１ｙと並んで配置される、制御基板１１５ｍに実装された半導体レーザ１１１ｍから出射された光束Ｌｍは、同様にコリメータレンズ１１２ｍ、シリンドリカルレンズ１１３ｍ、開口絞り１１４ｍを通過する。その後、光束Ｌｍは回転多面鏡１０２ａの光束Ｌｙを偏向する面とは隣り合う異なる面によって偏向される。ＭステーションではＢＤ１１６ｙに光束Ｌｍは入射せず、ＹステーションのＢＤ信号をもとに主走査方向における光束Ｌｍの書出し位置が制御される。偏向された光束Ｌｍは第１走査レンズ１０５ｍ、折返しミラー１０７ｍ、第２走査レンズ１０６ｍによって感光ドラム９０ｍへと導かれる。

Ｃステーション、Ｋステーションにおける、制御基板１１５ｃ、１１５ｋに実装された半導体レーザ１１１ｃ、１１１ｋから出射された光束Ｌｃ、Ｌｋに関しても同様である。なお、出力手段であるＢＤ１１６ｃは制御基板１１５ｃに実装されている。コリメータレンズ１１２ｃ、１１２ｋ、シリンドリカルレンズ１１３ｃ、１１３ｋ、開口絞り１１４ｃ、１１４ｋについてもＹステーション等と同様である。第１走査レンズ１０５ｃ、１０５ｋ、折返しミラー１０７ｃ、１０７ｋ、第２走査レンズ１０６ｃ、１０６ｋについてもＹステーション等と同様である。Ｃステーション、Ｋステーションに対応するスキャナモータ１０３ｂとＹステーション、Ｍステーションに対応するスキャナモータ１０３ａについては例えば次のような制御が行われる。スキャナモータ１０３ｂとスキャナモータ１０３ａは、図２（ａ）に示すように、それぞれの回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの反射面が略同一の方向すなわち、位相が揃うように例えばＰＬＬ制御（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）される。ＰＬＬ制御で各々の回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの位相を同期させることで、転写ベルト９４上の各色のトナー像の色重ねの精度を向上させる。

＜スキャナモータ＞
次に、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂについて詳細に説明する。図２（ｃ）は実施例１におけるスキャナモータ１０３ａ、１０３ｂを示す模式的斜視図である。なお、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂは同様の構成であるため、総称してスキャナモータ１０３とし、符号の末尾ａ、ｂを省略することもある。スキャナモータ１０３は、回転多面鏡１０２、ロータ２０１、回転軸２０２、板バネ２０３、回路基板２０４から構成されている。回転多面鏡１０２は、光束Ｌを反射して第１走査レンズ１０５へと導く。ロータ２０１は、回転多面鏡１０２を搭載し、回転多面鏡１０２と一体となって回転する。板バネ２０３は、回転多面鏡１０２をロータ２０１へ押圧固定する。ロータ２０１、回転多面鏡１０２、板バネ２０３、回転軸２０２は回転部に含まれる。しかし、回転多面鏡１０２のロータ２０１への組み付けを考慮すると、回転軸２０２の外径と回転多面鏡１０２の内径との半径方向においてある程度の隙間が必要である。また、板バネ２０３に関しても、回転軸２０２と半径方向においてある程度の隙間が必要である。この隙間以外にも、回転軸２０２の同軸度や回転多面鏡１０２自身の反射面の偏心や重量分布の不均一等によって、回転部の重量不釣合いが発生する。

そのため、従来からスキャナモータ１０３の回転部の重量不釣合いを改善させるため、バランス修正を行っている。バランス修正は、バランス修正用パテ（例えば紫外線硬化樹脂など）をロータ２０１へ塗布することにより行っている。バランス修正用パテを塗布するロータ２０１の塗布面は、例えばロータ上部２０１Ａ（Ｕｐｐｅｒ）とロータ下部２０１Ｂ（Ｌｏｗｅｒ）の２か所である。バランス修正用パテをスラスト方向（回転軸２０２方向）の２か所に塗布することにより、ロータ２０１が回転したときに回転軸２０２が振れ回るリサジュー運動を極力低減することができる。なお、ロータ２０１のスラスト方向の２ヶ所にバランス修正用パテを塗布して行うバランス修正を、以下、２面バランス修正という。

２面バランス修正を行った後の重量不釣合い量と方向は、次のように表すことができる。すなわち、スキャナモータ１０３を上方から見てＵｐｐｅｒ側の重量不釣合い量（ベクトル）とＬｏｗｅｒ側の重量不釣合い量（ベクトル）とを合成したベクトル（Ｓｔａｔｉｃ）で表すことができる。一般に、このような偏向手段を複数備えた光学走査装置や、複数の光学走査装置を備えたカラー画像形成装置においては、偏向手段のバランス（動的不釣合い）は可能な限り小さくなるように修正する必要がある。また、偏向手段の回転速度が高速となる光学走査装置においても同様である。しかしながら、２面バランス修正であっても、バランス修正用パテの重量、塗布精度、バランス修正半径等を考慮すると、歩留まりの確保から静的（Ｓｔａｔｉｃ）バランスを完全に０にすることは困難である。そのため、回転多面鏡１０２の回転速度が高速であればあるほど、スキャナモータ１０３に起因して発生する振動量は増加し、光学箱１０１や光学部品の振動を招き、画像品質の低下及び動作音を引き起こす。

＜筐体の振動と照射位置ずれ＞
次に、複数のスキャナモータ１０３ａ、１０３ｂを具備する光学箱１０１の振動について説明する。図３は、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂから発生する振動が光学箱１０１等を伝播する状態を示した模式図である。図３の横軸はいずれも時間の推移を表しており、縦軸は振動による変位量（以下、振動変位量という）を表している。図３（Ａ）、（Ｂ）において、（ａ）はスキャナモータ１０３ａにより発生する振動変位量を示し、（ｂ）はスキャナモータ１０３ｂにより発生する振動変位量を示し、（ｃ）は（ａ）（ｂ）を合成した振動変位量を示す。

スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂから発生する振動の状態が図３（Ａ）の（ａ）、（ｂ）のように振動変位量の位相が同期している場合、それらを合成した振動状態は（ｃ）のようになる。すなわち、図３（Ａ）の場合には、光学箱１０１等の振動変位量はスキャナモータ１台で生じる振動変位量よりも増加する。そこで、図３（Ａ）（ｃ）のような合成された振動変位量を低減させるには、図３（Ａ）（ａ）に示す振動の位相と図３（Ａ）（ｂ）に示す振動の位相とをずらすのが良い。

図３（Ｂ）は、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂから発生する振動の位相をずらした状態の模式図である。図３（Ｂ）の（ａ）の振動に対して、（ｂ）の振動の位相はずれているため、（ａ）と（ｂ）の振動を合成した振動状態は（ｃ）のようになる。スキャナモータ１０３ａの振動の位相とスキャナモータ１０３ｂの振動の位相とをずらすことによる、振動量を打ち消しあう効果が発生し、スキャナモータ１台で生じる振動変位量よりもスキャナモータ２台で生じる振動変位量を小さくすることができる。

また、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂの振動は、光学箱１０１に伝播する場合だけではなく、光学箱１０１の振動量に対して、光学部品である第１走査レンズ１０５、第２走査レンズ１０６や折返しミラー１０７の振動が大きくなる場合もある。スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂの振動によって光学箱１０１や光学箱１０１内部に収納された各種の光学部材が振動し、感光ドラム９０上における副走査方向（感光ドラム９０の回転方向）の光束Ｌの照射位置ずれの原因となる。

また、感光ドラム９０上における副走査方向の光束Ｌの照射位置ずれの原因は、上述の振動に加え、光学的な照射位置ずれも含まれる。図４は、感光ドラム９０の副走査方向の光束Ｌの照射位置ずれを示す模式図である。具体的には、図４に示すように、回転多面鏡１０２の各反射面１１９Ａ（実線）、１１９Ｂ（破線）の直角度が反射面毎にわずかに差を持つ。実線で示す光束Ｌａは回転多面鏡１０２の反射面１１９Ａで反射された光束を示し、破線で示す光束Ｌｂは同じく破線で示す反射面１１９Ｂで反射された光束を示す。反射面１１９Ｂと反射面１１９Ａとは相対的にわずかな角度αの差を有する。このわずかな角度αの差が、光学素子（不図示）や折返しミラー（不図示）を介して、感光ドラム９０上では副走査方向に距離ｄの照射位置ずれとなる。以下、副走査方向の距離ｄを照射位置ずれｄという。また、レンズ単品の形状精度や位置精度等も、感光ドラム９０上の照射位置ずれｄの原因となる。

＜振動の位相の制御方法＞
次に、スキャナモータ１０３に起因する振動の位相の補正方法について具体的に説明する。図５は実施例１の光学走査装置Ｓ１の駆動制御に関するブロック図である。なお、図５では、光学走査装置Ｓ１内の構成は簡略化している。制御部１１８は光学走査装置Ｓ１を制御する。記憶部であるメモリ１１７は、制御部１１８が光学走査装置Ｓ１を制御する際に必要となる情報等を記憶している。制御部１１８は、メモリ１１７に記憶された情報を読み出し、ＢＤ１１６ｙ、１１６ｃから入力されたＢＤ信号に基づいて、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂ（回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂ）を制御する。制御部１１８は、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂの回転速度の制御や回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの回転位相の制御を行う。制御部１１８は、ＢＤ１１６ｙ、１１６ｃから入力されたＢＤ信号に基づき、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂが画像形成速度に応じた回転数（又は回転速度）となるようにスキャナモータ１０３ａ、１０３ｂの回転数（又は回転速度）を制御する。これにより制御部１１８は、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂの回転数（又は回転速度）を目標回転数（又は目標回転速度）となるように制御する。

画像形成装置Ｄ１においてエンジンコントローラ１００が印刷信号を受信すると、エンジンコントローラ１００は制御部１１８により光学走査装置Ｓ１の制御を開始する。具体的には、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂは略同時に回転を開始し、制御部１１８による位相制御が行われ、回転多面鏡１０２ａと回転多面鏡１０２ｂとは略同位相で回転する。通常、停止状態のスキャナモータ１０３ａ、１０３ｂの回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの位相はランダムである。そして、駆動時に最短で回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの位相が合うように制御していたため、従来では、印刷のたびに同期する回転多面鏡１０２ａの面と回転多面鏡１０２ｂの面もランダムであった。実施例１における回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂは例えば４面を有するため、一方の回転多面鏡の１つの面（所定の面）に対する他方の回転多面鏡の面の組み合わせは４通りある。すなわち４つの反射面をそれぞれ有する２つの回転多面鏡については、４通りの位相関係が存在し、光学箱１０１や光学部品の振動変位量もランダムに変化する。

ここで、４通りの組み合わせ（位相関係）の中で、上述した振動変位量が最も小さい組み合わせになるように決定するための手段を説明する。光学走査装置Ｓ１の製造過程において、出荷前の最終検査時等にそれぞれの回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂにおいて、制御の基準となる反射面（以下、基準反射面という）の特定が行われる。回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの反射面の特定には公知の方法が用いられる。例えば、回転多面鏡１０２の内角に角度差をつけてＢＤ１１６による光束Ｌの受光周期であるＢＤ信号の周期の特徴から基準反射面を特定する方法などがある。以下、符号の末尾ａ、ｂを省略することもある。

（回転多面鏡の反射面の特定方法）
回転多面鏡１０２の反射面の特定方法について具体的に説明する。図６（ａ）に回転多面鏡１０２の形状を示す。回転多面鏡１０２は、反射面１、反射面２、反射面３、反射面４の４つの反射面を有する。反射面１と反射面２とがなす角度を第４内角θ１２とする。反射面２と反射面３とがなす角度を第１内角θ２３とする。反射面３と反射面４とがなす角度を第２内角θ３４とする。反射面４と反射面１とがなす角度を第３内角θ４１とする。図６（ａ）において、第１内角θ２３の設計値は９０−２ａ°である。第１内角θ２３の対角である第３内角θ４１の設計値は９０＋２ａ°である。第２内角θ３４及び第２内角θ３４の対角である第４内角θ１２の設計値は９０°である。

このような回転多面鏡１０２の形状の場合のＢＤ信号の周期の関係を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）のグラフは、回転多面鏡１０２が回転しているときに回転多面鏡１０２の反射面１、反射面２、反射面３、反射面４の切り替わりに要する時間（ＢＤ信号周期）を表している。Ｔ１２は反射面１によるＢＤ信号の出力から反射面２によるＢＤ信号の出力までに要する時間を表す。Ｔ２３は反射面２によるＢＤ信号の出力から反射面３によるＢＤ信号の出力までに要する時間を表す。Ｔ３４は反射面３によるＢＤ信号の出力から反射面４によるＢＤ信号の出力までに要する時間を表す。Ｔ４１は反射面４によるＢＤ信号の出力から反射面１によるＢＤ信号の出力までに要する時間を表す。各反射面におけるＢＤ信号周期は、角度±２ａに相当する時間幅を有することになる。なお、ＢＤ信号周期の平均値は９０°に相当する。このように、回転多面鏡１０２の反射面間の内角θに差をもたせることによって、特徴的なＢＤ信号周期を意図的に作り出し、回転多面鏡１０２の基準反射面を特定しやすくすることができる。この方法によって特定された回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの基準反射面の情報はメモリ１１７に記憶される。

（位相の組み合わせ）
次に回転多面鏡１０２ａの位相と回転多面鏡１０２ｂの位相の組み合わせの決定について説明する。回転多面鏡１０２ａの１つの反射面に対して、回転多面鏡１０２ｂの位相を１面ずつずらして感光ドラム９０に相当する位置に配置されたセンサによって副走査方向の照射位置ずれｄが測定される。回転多面鏡１０２ｂの反射面は４つあるため合計４回の測定が行われ、４通りの組み合わせに対する４つの照射位置ずれｄが測定される。そして、４通りの組み合わせの中で最も副走査方向の光束Ｌの照射位置ずれｄが小さくなる反射面の組み合わせが選択される。

図７は、横軸に特定のステーションにおける回転多面鏡１０２ａと回転多面鏡１０２ｂの反射面の組み合わせを示し、縦軸に副走査方向における照射位置ずれ量［μｍ］を示したグラフである。上述した公知の方法で基準反射面として特定した面を第１面として、そこから時計回り方向に回転多面鏡１０２を回転させたときに光源に向く面を順に第２面、第３面、第４面と定義する。このとき、図７のグラフ横軸は、回転多面鏡１０２ａの第１面に対して回転多面鏡１０２ｂが同期する面の組み合わせを示している。例えば、回転多面鏡１０２ａの第１面と回転多面鏡１０２ｂの第２面が同じ位相で制御されているときの状態を、図７のグラフでは「１−２」と示している。縦軸は、感光ドラム９０に相当する位置に配置されたセンサ上の副走査方向の照射位置ずれｄの量を示している。図７に示す例では、回転多面鏡１０２ａの第１面と回転多面鏡１０２ｂの第４面とが同じ位相で制御されている組み合わせが、４通りの組み合わせの中で最も副走査方向の照射位置ずれｄを小さくすることができる。なお、照射位置ずれｄには、スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂによる振動の影響に加え、図４で説明した反射面間の直角度の差も含まれる。回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの反射面の組み合わせ情報は、基準反射面の情報と共にメモリ１１７等に記憶される。記憶部はメモリ１１７に限らず、バーコードなどに情報を書込み、光学箱１０１に貼り付ける等、他の手段であっても良い。

画像形成装置Ｄ１に光学走査装置Ｓ１が組み込まれる際に、制御部１１８は、メモリ１１７から基準反射面の情報と回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの反射面の組み合わせ情報とを読み込む。制御部１１８は、読み込んだ情報とＢＤ１１６ｙ、１１６ｃからのＢＤ信号を受信したタイミングとに基づいて回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂの位相制御を行う。これにより、回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂが画像形成速度に応じた目標回転数となったとき、反射面の位相も、照射位置ずれｄが最も小さくなる組み合わせとなるように制御される。なお、制御部１１８は、基準信号の生成部（不図示）によって生成された基準信号を用い、スキャナモータ１０３を加速又は減速させる制御を行う位相制御（例えば公知の位相制御）を行う。制御部１１８は位相制御によって回転多面鏡１０２ａの反射面と回転多面鏡１０２ｂの反射面の組み合わせが、メモリ１１７から読み出した組み合わせ（例えば図７の「１−４」の組み合わせ）となるように制御する。通常は、上述した通り、回転多面鏡１０２ａの位相と回転多面鏡１０２ｂの位相はランダムに組み合わされている。しかし、実施例１の構成を用いれば、印刷駆動時には必ず回転多面鏡１０２ａと回転多面鏡１０２ｂは、毎回決まった位相、しかも照射位置ずれｄが４つの組み合わせ中最も小さくなるように制御される。

このように、スキャナモータの重量不釣合いに起因する光学走査装置の筐体や光学部品等の振動を低減し、レーザ光束の副走査方向の周期的な位置ずれを抑制することで安定した画像を形成することが可能となる。また、同じくスキャナモータの重量不釣合いに起因する振動音を低減し、高品質な画像形成装置を提供することができる。

以上、実施例１によれば、光学走査装置に起因するバンディングやモアレ、動作音の発生を精度よく低減し、高画質化と小型化、低コスト化を実現することができる。

次に、実施例２の画像形成装置Ｄ１について説明する。なお、実施例１と同様に構成したものは同一の符号又は符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図８は光学走査装置Ｓ１の駆動制御に関するブロック図である。実施例２における特徴的な構成について説明する。実施例２では画像形成装置Ｄ１内に音を測定する測定手段であるマイクロフォン３０１を設ける。マイクロフォン３０１は例えばＭＥＭＳマイクロフォンなど小型なものが良く、設置箇所は画像形成装置Ｄ１の筐体内であり、光学走査装置Ｓ１の振動音に反応する箇所であれば良い。マイクロフォン３０１で測定した音の情報は、制御部１１８に出力される。

次に、実施例２の制御について説明する。エンジンコントローラ１００が印刷信号を受信したことに応じて制御部１１８によってスキャナモータ１０３ａ、１０３ｂの制御が開始される。スキャナモータ１０３ａ、１０３ｂは略同時に回転を始め、例えばＰＬＬ制御によって回転多面鏡１０２のランダムな所定の反射面で位相同期がなされる。回転多面鏡１０２ａの所定の反射面と回転多面鏡１０２ｂの所定の反射面とが同期したタイミングで、制御部１１８はマイクロフォン３０１によって稼働音を測定し例えばメモリ１１７に記録する。制御部１１８は、記録が完了したら位相制御を行うことにより回転多面鏡１０２ａの反射面は所定の反射面を維持したまま、回転多面鏡１０２ｂの位相を９０°ずらして、位相同期する反射面の組み合わせを変える。回転多面鏡１０２ａの所定の反射面と、回転多面鏡１０２ｂの所定の反射面に隣り合う次の反射面とが同期したタイミングで、制御部１１８は、再度マイクロフォン３０１により稼働音を測定しメモリ１１７に記録する。

制御部１１８は、この動作（以下、学習動作という）を、回転多面鏡１０２ｂのすべての反射面、言い換えればすべての組み合わせ（４通り）に対してマイクロフォン３０１による稼働音の測定及び記録が終了するまで繰り返す。制御部１１８は、メモリ１１７に記録した４通りの組み合わせに対する４つの稼働音の測定結果を取得する。制御部１１８は取得した４つの測定結果の中で最も稼働音が小さくなる組み合わせを選択する。制御部１１８は、選択した最も稼働音が小さくなる組み合わせとなるように回転多面鏡１０２ａの位相と回転多面鏡１０２ｂの位相を制御して印刷動作を実行する。

ここで、稼働音は光学走査装置Ｓ１の振動により発生するものであり、稼働音が最も小さくなる組み合わせは振動変位量が最も小さいことを意味し、副走査方向の照射位置ずれｄも同時に最も小さくなる組み合わせとなる。これにより、画像形成装置Ｄ１は常に最も稼働音が小さく、かつ副走査方向の照射位置ずれｄも最も小さい状態で動作することができる。

また、学習動作は、毎回の印刷信号時に実施しても良いが、これに限定されない。例えば、制御部１１８は、画像形成装置Ｄ１の電源を入れたとき（オンされたとき）に一度学習動作を行い、上述した公知の方法で特定している回転多面鏡１０２の基準反射面と関連づけてメモリ１１７にこの情報を記憶しておく。そして、制御部１１８は、次に画像形成装置Ｄ１の電源を切るまでは常に２つの回転多面鏡１０２ａ、１０２ｂが、メモリ１１７に記憶した組み合わせで位相同期して駆動するように制御しても良い。また、画像形成装置Ｄ１の出荷前の検査時に学習動作によって最適な組み合わせの情報をメモリ１１７に記憶させても良い。最適な組み合わせをメモリ１１７に一度記憶させておき、制御部１１８が定期的に学習動作を実施することで、継時的な重量不釣合いの変化にも対応することができる。

また、稼働音の測定では、マイクロフォン３０１で測定した情報をフィルタリングするバンドパスフィルタなどを設けることで他の駆動部による稼働音と紛れることなく光学走査装置Ｓ１の稼働音を特定することができる。また、更に精度を高めるためにはＣＰＵ（不図示）によって、マイクロフォン３０１により測定した稼働音を周波数解析することで、スキャナモータ１０３の稼働音をより確実に検出することも可能である。更に、学習動作を定期的に実施する場合には、他の駆動部が停止した状態でスキャナモータ１０３だけを駆動させて測定しても良い。

このような構成によれば、スキャナモータの重量不釣合いに起因する光学走査装置の筐体や光学部品等の振動を低減し、レーザ光束の副走査方向の周期的な位置ずれを抑制することで安定した画像を形成することが可能となる。また、同じくスキャナモータの重量不釣合いに起因する振動音を低減し、高品質な画像形成装置を提供することができる。なお、実施例１、２の回転多面鏡１０２は４つの反射面を有しているが、これに限定されない。例えば、回転多面鏡が５つ等他の数の反射面を有する場合は、組み合わせの数が増え、次の反射面に回転させるときの角度が異なるが、複数の組み合わせの中で照射位置ずれｄが小さくなる（又は稼働音が小さくなる）組み合わせを選択すればよい。

以上、実施例２によれば、光学走査装置に起因するバンディングやモアレ、動作音の発生を精度よく低減し、高画質化と小型化、低コスト化を実現することができる。

１０１ 光学箱
１０２ 回転多面鏡
１０３ スキャナモータ
１０５ 第１走査レンズ
１０６ 第２走査レンズ
１０７ 折返しミラー
１１１ 半導体レーザ
１１６ ＢＤ
１１７ メモリ
１１８ 制御部

Claims (7)

1. 複数の光源と、
   前記光源から出射された光ビームを反射する面を複数有し、回転することで前記面によって光ビームを偏向する複数の回転多面鏡と、
   前記複数の回転多面鏡をそれぞれ回転させる複数の駆動手段と、
   前記複数の光源から出射された光ビームを前記複数の回転多面鏡にそれぞれ導く複数の第１の光学部材と、
   前記複数の回転多面鏡により偏向されたそれぞれの光ビームを対応するそれぞれの被走査体に導く複数の第２の光学部材と、
   前記複数の光源、前記複数の回転多面鏡、前記複数の駆動手段、前記複数の第１の光学部材、前記複数の第２の光学部材が収納される筐体と、
   前記複数の回転多面鏡によりそれぞれ偏向された光ビームを受光したことに応じてそれぞれ信号を出力する複数の出力手段と、
   前記信号に基づいて前記複数の駆動手段を制御する制御手段と、
   を備える光学走査装置であって、
   第１の回転多面鏡の所定の面と第２の回転多面鏡の複数の面とをそれぞれ同期させて、前記被走査体上に照射される光ビームの走査方向に直交する方向におけるずれ量を測定し、測定したずれ量の中で最もずれ量が小さくなる前記第１の回転多面鏡の所定の面と前記第２の回転多面鏡の面の組み合わせの情報を記憶した記憶部を備え、
   前記制御手段は、画像形成を行う際に、前記第１の回転多面鏡の面と前記第２の回転多面鏡の面が前記記憶部に記憶された前記組み合わせとなるように前記複数の駆動手段を制御することを特徴とする光学走査装置。
2. 前記第１の回転多面鏡及び前記第２の回転多面鏡は、４つの面を有し、
   前記制御手段は、前記第１の回転多面鏡の前記所定の面に対して、前記第２の回転多面鏡を１面ずつずらしながら回転させて前記ずれ量を測定し、４通りの組み合わせに対して４つの測定結果を取得することを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
3. 前記第１の回転多面鏡及び前記第２の回転多面鏡は、前記４つの面のうち隣り合う２つの面によって規定される内角の角度が異なるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学走査装置。
4. 複数の光源と、
   前記光源から出射された光ビームを反射する面を複数有し、回転することで前記面によって光ビームを偏向する複数の回転多面鏡と、
   前記複数の回転多面鏡をそれぞれ回転させる複数の駆動手段と、
   前記複数の光源から出射された光ビームを前記複数の回転多面鏡にそれぞれ導く複数の第１の光学部材と、
   前記複数の回転多面鏡により偏向されたそれぞれの光ビームを対応するそれぞれの被走査体に導く複数の第２の光学部材と、
   前記複数の光源、前記複数の回転多面鏡、前記複数の駆動手段、前記複数の第１の光学部材、前記複数の第２の光学部材が収納される筐体と、
   前記複数の回転多面鏡によりそれぞれ偏向された光ビームを受光したことに応じてそれぞれ信号を出力する複数の出力手段と、
   前記信号に基づいて前記複数の駆動手段を制御する制御手段と、
   を備える光学走査装置であって、
   前記制御手段は、第１の回転多面鏡の所定の面と第２の回転多面鏡の複数の面とをそれぞれ同期させて、前記光学走査装置内で発生する音を測定する測定手段により音を測定し、測定した音の中で最も音が小さくなる前記第１の回転多面鏡の所定の面と前記第２の回転多面鏡の面の組み合わせを選択し、画像形成を行う際に、前記第１の回転多面鏡の面と前記第２の回転多面鏡の面が選択した前記組み合わせとなるように前記複数の駆動手段を制御することを特徴とする光学走査装置。
5. 前記第１の回転多面鏡及び前記第２の回転多面鏡は、４つの面を有し、
   前記制御手段は、前記第１の回転多面鏡の前記所定の面に対して、前記第２の回転多面鏡を９０°ずつずらしながら前記測定手段により音を測定し、４通りの組み合わせに対して４つの測定結果を取得することを特徴とする請求項４に記載の光学走査装置。
6. 前記制御手段は、電源がオンされると前記測定手段により音を測定し前記組み合わせを選択することを特徴とする請求項５に記載の光学走査装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学走査装置と、
   前記被走査体である感光体と、
   前記光学走査装置によって前記感光体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記トナー像を転写材に転写するための転写手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。