JP5454264B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、光ビームを偏向走査する光走査装置と、その光走査装置によって偏向走査される光ビームで感光体の表面に画像書き込みを行って画像を形成する複写機、ファクシミリ装置、プリンタ、印刷機、デジタル複合機（ＭＦＰ）等の電子写真方式の画像形成に関する。

上記のような電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体の周囲に帯電、露光、現像、転写の各手段を設けた作像プロセス部を備え、回転する感光体の表面を均一に帯電し、その表面を露光部（書込部ともいう）から出射される画像データに応じて変調された光ビームの走査により露光して静電潜像を形成し、それをトナーで現像してトナー画像とし、記録媒体である転写紙に直接転写するか、中間転写ベルト上に転写した後、転写紙に転写する。そのトナー画像が転写された転写紙を定着器を通して定着して排出する。

その露光部における光走査装置として、これまで一般にレーザダイオード等の発光素子を有する光源ユニットから出射される光ビームを、回転するポリゴンミラーによって一方向に走査して感光体を露光する装置が多く使用されてきた。その場合、高い解像度と高速な画像形成を実現するには、ポリゴンミラーを高速で回転させる必要があるが、軸受の耐久性や発熱、騒音などの問題があるため、ポリゴンミラーによる高速走査には限界がある。そこで近年は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用したマイクロスキャナ（「マイクロミラー」とも称す）を揺動させて、光ビームを周期的に往復走査して感光体を露光するようにした光走査装置が開発されている。

そのような光書込装置において、主走査の画像領域の前後に光センサを配置し、その光センサで光を検出する時間幅によって温度上昇等による主走査倍率の変動を補正することが既に知られている。

例えば特許文献１には、正弦揺動するマイクロミラーによって光ビームを往復走査する光走査装置において、走査領域の先端側に配置した光センサが2回続けて光ビームを検出する時間幅と、走査領域の後端側に配置した光センサが2回続けてビームを検出する時間幅と、その両時間幅の和との関係によって、マイクロミラーの揺動変動の形態と変化量を判別し、その結果に応じて光ビームの点滅タイミング及び点滅開始タイミングの少なくとも一方を制御（調整）することによって、揺動振幅の変動による画像の倍率ずれを防ぐ技術が開示されている。

しかしながら、上記のような光走査装置における主走査倍率の補正方法では、主走査倍率のずれを検出する際に1ラインの光ビーム走査が必要となるため、そのラインの倍率補正が出来ないという問題があった。
この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、マイクロスキャナ等の光走査手段によって光ビームを周期的に往復走査して像担持体を露光する光走査装置において、主走査方向の倍率補正である主走査倍率補正をリアルタイムで行えるようにすることを目的とする。

この発明による光走査装置は上記の目的を達成するため、光源と、その光源の発光によって発生する光ビームを周期的に往復走査して像担持体を露光する光走査手段と、その光走査手段によって走査された光ビームを上記像担持体に向けて偏向させる折り返しミラーと、上記光走査手段による光ビームの走査領域中における画像を書き込むための画像領域外の所定位置でその光ビームを検知する光センサと、書込クロックを発生する書込クロック発生手段と、上記光走査手段による光ビームの走査領域中の上記画像領域において、上記書込クロックに同期して上記光源の発光を画像データに応じて制御する光源駆動制御手段と、上記光センサによって光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じて上記書込クロックの周波数を変化させる書込クロック補正手段と、その大小関係と差の大きさに応じて上記折り返しミラーの傾きを調整する手段とを備えたものである。

あるいは、光源と、その光源の発光によって発生する光ビームを周期的に往復走査して像担持体を露光する光走査手段と、その光走査手段による前記光ビームの往復走査領域中における画像を書き込むための画像領域外の一方の折り返し点側の所定位置で前記光ビームを検知する第１の光センサと、他方の折り返し点側の所定位置で前記光ビームを検知する第２の光センサと、書込クロックを発生する書込クロック発生手段と、上記光走査手段による上記光ビームの往走査中の上記画像領域と復走査中の上記画像領域においてそれぞれ、上記書込クロックに同期して上記光源の発光を画像データに応じて制御する光源駆動制御手段と、上記第１の光センサによって上記光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じて上記書込クロックの周波数を変化させるとともに、上記第２の光センサによって上記光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じても上記書込クロックの周波数を変化させる書込クロック補正手段とを備えた光走査装置でもよい。

さらに、最初に述べた光走査装置において、上記光源駆動制御手段が、上記光走査手段による光ビームの往走査中の画像領域と復走査中の画像領域においてそれぞれ、上記書込クロックに同期して上記光源の発光を画像データに応じて制御する場合には、上記光センサとして、上記光走査手段による光ビームの往復走査領域中における上記画像領域外の一方の折り返し点側の所定位置で光ビームを検知する第１の光センサと、他方の折り返し点側の所定位置で光ビームを検知する第２の光センサとを設ける。そして、上記書込クロック補正手段が、上記第１の光センサによって光ビームを連続して２回検知した時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じて上記書込クロックの周波数を変化させるとともに、上記第２の光センサによって光ビームを連続して２回検知した時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じても上記書込クロックの周波数を変化させ、上記折り返しミラーの傾きを調整する手段が、少なくとも上記第１の光センサによって上記光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じて上記折り返しミラーの傾きを調整するようにするとよい。

上記光走査手段は正弦揺動するマイクロスキャナであるとよい。
この発明による画像形成装置は、画像書込装置として上記いずれかの光走査装置を搭載したものである。

この発明によれば、光走査手段によって光ビームを周期的に往復走査して像担持体を露光する光走査装置において、画像領域で画像書き込みを開始する前に、光ビームの往復走査の振幅変動の増減とそのずれ量を判断してそれに応じて書込クロックの周波数を変化させるので、リアルタイムで主走査倍率補正することができる。

この発明による光走査装置の各実施例に共通な光学系の構成を示す斜視図である。 図１に示した光走査装置を制御する制御系の構成例を示すブロック図である。 主走査倍率補正の第１実施例を説明するための画像書込制御部と光学系の構成を簡略化して示すブロック構成図である。 マイクロスキャナによって走査される光ビームの主走査方向の位置と経過時間との関係を示す波形図である。

マイクロスキャナの正弦揺動の振幅が大きくなった場合の図４と同様な波形図である。 先端同期検知信号の時間間隔が予め定めた値Ｔ１の場合の書込クロックの周波数と先端同期検知信号との関係を示すタイミング図である。 先端同期検知信号の時間間隔が予め定めた値Ｔ１より大きくなった場合に書込クロックの周波数を高くする例を説明するためのタイミング図である。

主走査倍率補正の第２実施例を説明するための画像書込制御部と光学系の構成を簡略化して示すブロック構成図である。 主走査倍率補正の第３実施例を説明するための画像書込制御部と光学系の構成を簡略化して示すブロック構成図である。 同じく第３実施例を説明するための図５と同様な波形図である。 この発明による画像形成装置の一実施例の要部の構成を示す図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔光走査装置の光学系〕
まず、この発明による光走査装置の後述する各実施例に共通な光学系の構成を図１によって説明する。

この図１に示す光走査装置２０は、２個の光源ユニット２１，２２からそれぞれ２本ずつ出射される４本の光ビームを、光走査手段である正弦揺動するマイクロスキャナ２３によって周期的に往復走査して、４個の感光体ドラム６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの表面をそれぞれ矢示方向に主走査露光する光走査装置である。感光体ドラム６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋはそれぞれイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），及び黒（Ｋ）４色のトナー画像を形成するための像担持体であり、後述する画像形成装置であるカラープリンタの各色用の作像プロセス部に設けられている。

光源ユニット２１は、レーザダイオード等の発光素子とコリメータレンズ等からなる２個の光源２１ｙ，２１ｍを上下に並べて備えており、その各光源２１ｙ，２１ｍから出射される２本の光ビームをシリンダレンズ２４を通してマイクロスキャナ２３に入射させる。
光源ユニット２２も、レーザダイオード等の発光素子とコリメータレンズ等からなる２個の光源２２ｃ，２２ｋを上下に並べて備えており、その各光源２２ｃ，２２ｋから出射される２本の光ビームをミラー２５で偏向させた後、シリンダレンズ２４を通してマイクロスキャナ２３に入射させる。

マイクロスキャナ２３は、ＭＥＭＳ技術を利用した超小型の振動ミラーで、シリコンからなる支持基板２３ａにミラーとなる可動片２３ｂが弾性支持されており、可動片２３ｂの端面には可動電極が設けられ、支持基板２３ａの可動電極に対向する位置に固定電極が設けられている。その可動電極と固定電極との間に周期的に断続する電圧を印加することにより、その電極間に作用する静電吸引力と支持軸の捻り弾性とによって可動板２３ｂが正弦揺動する。その構造及び動作については、例えば前述した特許文献１に詳述されているように公知であるから、詳細な説明は省略する。

このマイクロスキャナ２３に入射する４本の光ビームは上下方向に少しずつ位置がずれており、光源ユニット２１からの２本の光ビームと光源ユニット２２からの２本の光ビームとは入射角も若干異なっている。
マイクロスキャナ２３による反射光の走査範囲にはｆθレンズ２６と４本の折り返しミラー２７，２８，２９，３０が間隔を置いて平行に配置され、その下方に４本の透過窓３１，３２，３３，３４と３本の第２ミラー３５，３６，３７とが、各感光体ドラム６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに対応するように平行に配置されている。

マイクロスキャナ２３による反射光は全てｆθレンズ２６を透過し、光源ユニット２１の光源２１ｙからの光ビームは、折り返しミラー２７によって下方に折り返すように偏向されて感光体ドラム６Ｙに向けられ、透過窓３１を通して出射して感光体ドラム６Ｙを露光する。光源２１ｍからの光ビームは、折り返しミラー２８によって斜め下方に折り返すように偏向され、透過窓３２を通して出射し、第２ミラー３５によってさらに下方へ偏向されて感光体ドラム６Ｍを露光する。

光源ユニット２２の光源２２ｃからの光ビームは、折り返しミラー２９によって斜め下方に折り返すように偏向され、透過窓３３を通して出射し、第２ミラー３６によってさらに下方は偏向されて感光体ドラム６Ｃを露光する。光源２２ｋからの光ビームは、折り返しミラー３０によって斜め下方に折り返すように偏向され、透過窓３４を通して出射して、第２ミラー３７によってさらに下方へ偏向されて感光体ドラム６Ｋを露光する。

また、マイクロスキャナ２３によって偏向走査されてｆθレンズ２６を通った光ビームを、その走査領域中における画像を書き込むための画像領域外の一方の折り返し点側の所定位置（書き込み開始端より手前側の位置）で受ける第１の光センサである先端同期センサ４１と、他方の折り返し点側の所定位置（書き込み終了端より後側の位置）で受ける第２の光センサである後端同期センサ４２が配置されている。
この先端同期センサ４１と後端同期センサ４２は、いずれもフォトダイオード又はフォトトランジスタ等の光センサであり、光ビームを検知したときにその光量に応じた電気信号を出力し、その各出力信号を整形して先端同期検知信号と後端同期検知信号を得るが、以下の説明では説明を簡略化するため、先端同期センサ４１と後端同期センサ４２が、それぞれ光ビームを検知したときに先端同期検知信号と後端同期検知信号を出力するものとして説明する。

マイクロスキャナ２３によって偏向走査される４本の光ビームは上下方向に若干ずれているので、実際は主走査の開始端より手前側と終了端より後側の所定位置で、４本の光ビームをいずれも入射できるようにそれぞれシリンダミラーを配置し、その各シリンダレンズによって集光された光を先端同期センサ４１及び後端同期センサ４２が検知して、先端同期検知信号と後端同期検知信号を出力すが、図示の都合でシリンダミラーを省略して示している。

また、光源ユニット２１からの光ビームと光源ユニット２２からの光ビームとは、マイクロスキャナ２３への入射角を変えており、その反射光が先端同期センサ４１及び後端同期センサ４２に受光されるタイミングがずれる。そのため、先端同期センサ４１及び後端同期センサ４２から出力する各同期検知信号が時系列的なパルス信号になるので、分離することができる。

〔制御系の構成〕
次に、この発明による光走査装置の後述する各実施例に共通な制御系の構成を図２によって説明する。図２は、図１に示した光走査装置を制御する制御系の構成例を示すブロック図である。この制御系は、この光走査装置を備えた画像形成装置全体を制御するコントローラを兼用することもできる。

この制御系は、ＣＰＵ１００、ＲＯＭ１０１、ＲＡＭ１０２およびＩ／Ｏポート１０３が、アドレスバス、データバス、およびコントロールバスからなるシステムバス１０４によって相互に接続されて、マイクロコンピュータを構成している。
そのＩ／Ｏポート１０３に画像書込制御部５０が接続され、この画像書込制御部５０に前述した光源ユニット２１の光源２１ｙ，２１ｍの各発光素子せあるレーザダイオードＬＤとその発光量を検出するモニタ用のフォトダイオードＰＤと、光源ユニット２２の光源２２ｃ，２２ｋの各発光素子であるレーザダイオードＬＤとその発光量を検出するモニタ用のフォトダイオードＰＤが接続されている。

さらに、その画像書込制御部５０に、前述したマイクロスキャナ２３及び先端同期センサ４１と後端同期センサ４２も接続する。但し、後述する主走査倍率補正の第１、第２実施例のように、マイクロスキャナ２３の往復揺動の一方でのみ画像書き込みを行う片側走査の場合には、後端同期センサ４２は不要である。
また、画像データ処理装置６０でカラー処理されたＹＭＣの画像データが、書込Ｉ／Ｆ６１を介してＹＭＣＫの４色の画像データとなってI／Ｏポート１０３に入力される。

ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０１に書き込まれているプログラムを実行してI／Ｏポート１０３を介して画像書込制御部５０を制御する中央演算処理装置である。ＲＯＭ１０１は、ＣＰＵ１００が実行する各種の制御プログラムおよび各種の固定データが記憶されたリードオンリメモリである。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１００がプログラムを実行する際の作業領域として使用されたり、画像データを一時的に記憶するため等に使用されるランダムアクセスメモリである。これらによって、この画像書込制御部５０を制御して、各色の画像データに応じた各光源のレーザダイオードＬＤの発光制御、マイクロスキャナ２３を揺動させる主走査制御、および後述するこの発明に係わる主走査倍率補正も行う。

〔主走査倍率補正の第１実施例〕
次に、上述した光走査装置において、この発明の特徴である主走査方向の倍率が一定になるように補正する主走査倍率補正の実施例を説明する。
図３はその第１実施例を説明するための画像書込制御部と光学系の構成を簡略化して示すブロック構成図である。

図３において、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。但し、光源は図１における光源２１ｙ，２１ｍ，２２ｃ，２２ｋの何れでもよいが、代表して光源２１ｙとし、折り返しミラーは図１における折り返しミラー２７〜３０の何れでもよいが、代表して折り返しミラー２７とし、それに対応する感光体ドラム（図１における感光体ドラム６Ｙに相当する）を感光体ドラム６として示した。実際には各色ごとに、光源と折り返しミラーと感光体ドラムの組み合わせが変わることになる。

マイクロスキャナ駆動回路５１、書込クロック生成手段である書込ＣＬＫ生成回路５２、書込クロック補正手段であるＣＬＫ補正回路５３、および光源駆動制御手段であるレーザ駆動回路５４は、図２に示した画像書込制御部５０に設けられている。なお、感光体ドラム６を副走査方向（矢示Ｂ方向）へ回転させる駆動モータとその駆動回路も別途設けられているが、図示は省略している。

この光走査装置において、マイクロスキャナ駆動回路５１が所定周期で断続する電圧信号を光走査手段であるマイクロスキャナ２３に印加してその可動片２３ｂ（図１）を正弦揺動させる。そして、レーザ駆動回路５４が光源２１のレーザダイオードを連続発光させたとすると、マイクロスキャナ２３によって走査される光ビームの主走査方向（図３における矢示Ａ方向）の位置と経過時間との関係は図４に示すように正弦波状に変化する。

そして、片側走査の場合、太線矢印で示す部分が主走査のデータ書き込み期間（画像領域）であり、その始端の手前側の所定位置で、先端同期センサ４１がその光ビーム検知して先端同期検知信号ＤＴＰ１を発生する。その先端同期検知信号ＤＴＰ１は、図４に示す例ではパルス幅の狭い負のパルスであり、光ビームの先端側の折り返し位置付近では、時間間隔Ｔ１で続けて２個発生する。この時間間隔Ｔ１の間は光ビームが画像領域外を走査している。

一方、図３の書込ＣＬＫ生成回路５２で図６に示すような書込クロック（図ではクロックを「ＣＬＫ」と記している）ＣＬＫ１を生成し、ＣＬＫ補正回路５３でそれを補正しない場合は、その書込クロックＣＬＫ１をそのままレーザ駆動回路５４へ送る。レーザ駆動回路５４は、図２に示した画像データ処理装置６０から書込みＩ／Ｆ６１及びＩ／Ｏポート１０３を介して送られてくる画像データを、書込クロックＣＬＫ１に同期して取り込んで、その画像データに応じて光源２１ｙの発光のＯＮ／ＯＦＦを制御して、感光体ドラム６への画像書き込みを行う。すなわち、書込クロックＣＬＫ１に同期して光源２１の発光を画像データに応じて制御する。

例えば、図６に示すように、先端同期検知信号ＤＴＰ１が所定の時間間隔Ｔ１で続けて２個発生した後、レーザ駆動回路５４は所定のタイミングで上述した画像書込みを開始し、図６に斜線を施して示す画像領域（図４に太線矢印で示した「データ書込み」に相当）で、書込クロックＣＬＫ１に同期して画像書込みを行う。

ところで、環境条件（温度や湿度など）の変化等によってマイクロスキャナ２３の揺動の振幅が変化すると、先端同期検知信号ＤＴＰ１が得られるタイミングが変化し、画像領域中を光ビームが走査する時間も変化する。例えば、図５に示すようにマイクロスキャナ２３の揺動の振幅が大きくなると光ビームの振幅も大きくなり、太線矢印で示す「データ書込」の時間（画像領域の時間）が短くなるとともに、光ビームの先端側の折り返し位置付近で先端同期検知信号ＤＴＰ１が続けて２個発生する時間間隔がＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）のように長くなる。

そこで、先端同期検知信号ＤＴＰ１が続けて２個発生する時間間隔が、予め定めた値であるＴ１と等しくない（Ｔ２≠Ｔ１）場合は、その大小関係と差の大きさに応じて基準となる書込クロックＣＬＫ１を周波数変調して補正し、画像領域中の倍率が変動しないようにする。これがこの実施例における主走査倍率の補正である。

例えば、図７に示すように、先端同期検知信号ＤＴＰ１が続けて２個発生する時間間隔Ｔ２が、予め定めた値であるＴ１より大きくなった場合には、書込クロックＣＬＫ１の周波数を高くし、書込クロックＣＬＫ２に補正して画像書き込みを行う。逆に、時間間隔Ｔ２が予め定めた値であるＴ１より小さくなった場合には、書込クロックＣＬＫ１の周波数を低くして、その補正した書込クロックで画像書き込みを行う。

その書込クロックの補正は、図３に示したＣＬＫ補正回路５３が、先端同期センサ４１が発生する先端同期検知信号ＤＴＰ１の時間間隔Ｔ２を計測して、予め定めた値Ｔ１と比較し、Ｔ２≠Ｔ１でない場合は、上述のようにその大小関係（Ｔ２がＴ１より大きいか小さいか）とその差の大きさに応じて基準となる書込クロックＣＬＫ１の周波数を変化させて補正する。そして、その補正後の書込クロックＣＬＫ２をレーザ駆動回路５４に送る。
レーザ駆動回路５４は、その補正された書込クロックＣＬＫ２に同期して画像データを取り込んで、その画像データに応じて光源２１の発光のＯＮ／ＯＦＦを制御して、感光体ドラム６への画像書き込みを行う。それによって、主走査倍率が変化しないように補正できる。上記先端同期検知信号ＤＴＰ１の時間間隔が予め定められた値T１と等しい場合は，基準となる書込クロックＣＬＫ１をそのまま使用して画像書き込みを行う。

この実施例によれば上述したように、光ビームが画像領域外を走査しているデータ書込み開始前の同期検知信号の間隔に基づいて書込クロックＣＬＫ１を補正するので、環境条件（温度や湿度など）の変化等によりマイクロスキャナ２３の揺動振幅が変動した場合に、その主走査ラインのデータ書込みから主走査倍率の変動をリアルタイムで補正できる。

〔第２実施例〕
この発明による光走査装置における主走査倍率補正の第２実施例を図８によって説明する。図８は、その第２実施例を説明するための図３と同様なブロック構成図である。この図８において、図３と同じ部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
この第２実施例において前述した第１実施例と異なるのは、折り返しミラー２７の傾きを調整する手段として、スキューモータドライバ５５とスキューモータ５６を追加し、折り返しミラー２７をスキューモータ５６の回転によって副走査方向の傾きを調整可能に設けた点である。「副走査方向の傾き」とは、副走査方向に直交すべき主走査方向が副走査方向へ僅かに傾く傾きのことである。

マイクロスキャナ２３の揺動振幅が変動すると、主走査ラインの副走査方向の傾きも変化する。そこで、この実施例ではその傾きの変化を補正（スキュー補正）するために、図７によって説明した先端同期検知信号ＤＴＰ１が続けて２個発生する時間間隔Ｔ２を、スキューモータドライバ５５でも計測して、予め定めた値Ｔ１と比較し、Ｔ２≠Ｔ１でない場合はマイクロスキャナ２３の揺動振幅が変動したと判断して、その大小関係と差の大きさに応じてスキューモータ５６を補正に必要な方向に必要な量だけ回転させ、それによって折り返しミラー２７を動かして副走査方向の傾きを補正（調整）する。

この実施例によれば、環境条件（温度や湿度など）の変化等によりマイクロスキャナ２３の揺動振幅が変動した場合に、主走査倍率の変動をリアルタイムで補正できると共に、主走査ラインの副走査方向の傾きの変化も直ちに補正することができる。

〔第３実施例〕
この発明による光走査装置における主走査倍率補正の第３実施例を図９及び図１０によって説明する。
図９は、主走査倍率補正の第３実施例を説明するための図３及び図８と同様なブロック構成図であり、図３及び図８と同じ部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。

この第３実施例において前述した第２実施例と異なるのは、レーザ駆動回路５４′が、光走査手段であるマイクロスキャナ２３の往復揺動における往動時と復動時の両方で画像書込みを行う往復走査をし、主走査が矢示Ａ方向と矢示Ｂ方向に交互に行われることであり、それに伴って、その両方向の主走査における画像領域で倍率変動を補正するようにした点である。
そのため、この光走査装置では前述した後端同期センサ４２も使用し、その後端同期センサ４２が光ビームを検知したときに発生する後端同期検知信号ＤＴＰ２も、書込クロック補正手段であるＣＬＫ補正回路５３′と光源駆動制御手段であるレーザ駆動回路５４′に入力させている。

往復走査の場合には、図１０に示すように、マイクロスキャナ２３の正弦揺動による光ビームの往復移動における往動時と復動時のそれぞれ中間の太線矢印で示す所定領域（図６及び図７における画像領域に相当する）で「データ書込」を行う。そして、光ビームを一方の折り返し点の少し手前の所定位置（先端側の所定位置とする）で第１の光センサである先端同期センサ４１が検知して先端同期検知信号ＤＴＰ１を発生するとともに、それとは反対側の折り返し点の少し手前の所定位置（後端側の所定位置とする）で、その光ビームを第２の光センサである後端同期センサ４２が検知して後端同期検知信号ＤＴＰ２を発生する。

その後端同期検知信号ＤＴＰ２もパルス幅の狭い負のパルスであり、折り返し点を挟んである時間間隔で続けて２個の後端同期検知信号ＤＴＰ２が発生する。マイクロスキャナ２３が規定の振幅で正弦揺動しているときには、その２個の後端同期検知信号ＤＴＰ２の時間間隔が予め定めた値Ｔ３（通常はＴ３＝Ｔ１）になる。しかし、マイクロスキャナ２３の揺動振幅が変動すると光ビームの往復振幅も変動し、それによって２個の後端同期検知信号ＤＴＰ２の時間間隔も変化して、例えば図１０に示す時間間隔Ｔ４のようになる。

そこで、ＣＬＫ補正回路５３′は、往動走査時には先端同期検知信号ＤＴＰ１の時間間隔Ｔ２を計測して予め定めた値Ｔ１と比較し、Ｔ２≠Ｔ１でない場合はその大小関係と差の大きさに応じて基準となる書込クロックＣＬＫ１の周波数を変化させて補正するととも、復動走査時には後端同期検知信号ＤＴＰ２の時間間隔Ｔ４を計測して予め定めた値Ｔ３と比較し、Ｔ４≠Ｔ３でない場合はその大小関係と差の大きさに応じて基準となる書込クロックＣＬＫ１の周波数を変化させて補正する。そして、その補正後の書込クロックＣＬＫ２をレーザ駆動回路５４′に送る。Ｔ２＝Ｔ１又はＴ４＝Ｔ３の場合は基準となる書込クロックＣＬＫ１をそのままレーザ駆動回路５４′に送る。

レーザ駆動回路５４′は、往動走査時には２個目の先端同期検知信号ＤＴＰ１が入力されてから所定のタイミングで、復動走査時には２個目の後端同期検知信号ＤＴＰ２が入力されてから所定のタイミングで、それぞれ書込クロックＣＬＫ１又はＣＬＫ２に同期して画像データを取り込んで、その画像データに応じて光源２１の発光のＯＮ／ＯＦＦを制御して、感光体ドラム６への画像書き込みを行う。それによって、往動走査時と復動走査時のいずれにおいても画像領域で主走査倍率が変化しないようにリアルタイムで補正できる。

また、この第３実施例では、前述した第２実施例と同様に、往動走査時にのみ先端同期センサ４１からの先端同期検知信号ＤＴＰ１の時間間隔の変動に応じて折り返しミラー２７の傾きを補正するスキュー補正を行う。しかし、第１実施例と同様にこのスキュー補正は省略してもよいし、往動走査時にも、後端同期センサ４２からの後端同期検知信号ＤＴＰ２の時間間隔の変動に応じて折り返しミラー２７の傾きを補正してスキュー補正を行うようにしてもよい。

〔補足説明〕
上述した各実施例とも、マイクロスキャナで１本の光ビームを往復走査して１個の感光体に画像書込みを行う場合、例えば単色画像を形成する場合でも有効である。しかし、図１及び図２に示したように複数本（実施例では４本）の光ビームを往復走査してそれぞれ別の感光体に画像書込みを行う場合にも勿論有効である。その場合には、各光ビーム毎に上述した主走査倍率の補正を行い、さらに第２、第３実施例においては、各折り返しミラーの傾きを調整して副走査方向の傾きを補正するスキュー補正も行うことになる。

そのため、各光ビーム毎に上述したＣＬＫ補正回路とレーザ駆動回路、あるいはさらにスキューモータドライバ５５とスキューモータを設ける。また、先端同期センサ４１と後端同期センサ４２は各光ビームに対して兼用したが、先端同期検知信号ＤＴＰ１と後端同期検知信号ＤＴＰ２を各光ビーム毎に分離して抽出し難い場合には、各光ビーム毎に先端同期センサのみ、あるいは後端同期センサも設けるようにしてもよい。

〔画像形成装置の実施例〕
次に、この発明による画像形成装置の実施例を図１１によって説明する。
図１１はこの発明による画像形成装置の一実施例の要部の構成を示す図である。
この画像形成装置は、搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだタンデム型といわれるカラー印刷が可能なファクシミリ装置，プリンタ，複写機，デジタル複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置である。

この画像形成装置は、図で右側から左側へ、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する第１〜第４の作像プロセス部が、転写紙（「用紙」「記録材」ともいう）を搬送する搬送ベルト２上に一列に配置されている。その第１〜第４の作像プロセス部の上方に画像書込装置（露光器）として、図１に示した光走査装置２０を備えており、それから出射される４本の各光ビーム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋによって、各作像プロセス部の、感光体ドラム６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋをそれぞれ主走査して露光する。

搬送ベルト２は、駆動ローラ３と従動ローラ４からなる搬送ローラによって架設されており、その駆動ローラ３の回転によって矢示Ａ方向に回動される。
その搬送ベルト２の下部には、多数枚の転写紙１が収納された給紙トレイ５が設けられ、そこに収納された転写紙のうち最上位置にあった転写紙１が、画像形成時には、図中の矢示Ｂ方向に給紙され、静電吸着によって搬送ベルト２上に吸着される。
その転写紙１が第１の作像プロセス部に搬送されると、そこでイエローのトナー像が転写される。

第１の作像プロセス部は、感光体ドラム６Ｙと、その感光体ドラム６Ｙの周囲に配置された帯電器７Ｙ，現像器９Ｙ，感光体クリーナ１０Ｙと、搬送ベルト２を挟んで対向配置された転写器１２Ｙとから構成されている。第２〜第４の作像プロセス部も同様に構成されており、図１１では、感光体ドラム６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの周囲に配置された各部に、上述した第１の作像プロセス部の各部に符号と同じ数字に、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付した符号で示している。

第１の作像プロセス部では、感光体ドラム６Ｙの表面が帯電器７Ｙによって一様に帯電された後、光走査装置２０から出射されるイエローの画像に対応したレーザ光１１Ｙで露光され、イエロー部分の画像の静電潜像が形成される。
その感光体ドラム６Ｙの表面に形成された静電潜像は現像器９Ｙでイエローのトナーで現像され、イエローのトナー像となる。そのイエローの画像のトナー像は、感光体ドラム６Ｙと搬送ベルト２上の転写紙１と接する位置（転写位置）で転写器１２Ｙによって転写され、転写紙１上に単色のイエロー画像を形成する。

トナー像がの転写が終わった感光体ドラム６Ｙは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１０Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることになる。
このように、第１の作像プロセス部で単色のイエローのトナー像が転写された転写紙１は、搬送ベルト２によってマゼンタ部分の画像を形成する第２の作像プロセス部に搬送される。ここでも、上述と同様にして感光体ドラム６Ｍ上に形成されたマゼンタ部分の画像のトナー像が、転写紙１上に重ねて転写される。

転写紙１は、さらにシアン部分の画像を形成する第３の作像プロセス部と、ブラック部分の画像を形成する第４作像プロセス部に順次搬送され、それぞれ上述と同様に形成されたシアン部分とブラック部分の各トナー像が順次重ねて転写され、フルカラーのトナー像が形成される。
その後、その転写紙１は搬送ベルト２から剥離され、定着器１３を通過すると転写紙１上のフルカラーのトナー像が定着され、されに矢示Ｃ方向に搬送されて図示を省略した排紙トレイ上へ排紙される。

また、搬送ベルト２に対して、そのベルト面上に形成される位置合わせ用パターンとプロセスコントロール用パターンを検出するための検出センサユニット１４が設けられている。そして、搬送ベルト２上に形成される位置合わせ用パターンとプロセスコントロール用パターンは、検出センサユニット１４による検出が終了した後、クリーニングユニット１５によって除去される。このクリーニングユニット１５は、画像形成時に搬送ベルト２上の残存トナーの除去もする。

この画像形成装置は、画像書込装置（露光器）として、前述したこの発明による光走査装置２０を搭載しており、主走査倍率補正の各実施例のいずれかを実施するので、環境条件（温度や湿度など）の変化等により前述したマイクロスキャナの揺動振幅が変動した場合でも、主走査倍率の変動をリアルタイムで補正できるため、歪みのない画像を形成することができる。またに、折り返しミラーの傾き補正も行うようにすれば、主走査ラインの副走査方向の傾きの変化も直ちに補正することができ、より一層歪みのない画像を形成することができる。

この画像形成装置は、各作像プロセス部の感光体ドラムから転写紙に直接各色のトナー像を転写する直接転写方式のカラー画像形成装置であるが、各作像プロセス部の感光体ドラムから各色のトナー像を中間転写べルト上に順次重ねて転写した後、そのフルカラーのトナー像を転写紙に一括転写する間接転写方式の画像形成装置にも、その画像書込装置（露光器）として、この発明による光走査装置を搭載することにより、この発明による画像形成装置とすることができる。あるいは、モノクロ等の単色の画像形成装置や、２色又は３色等の色数の電子写真方式の画像形成装置を構成することもできる。

この発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ装置，デジタル複合機（ＭＦＰ）等の電子写真方式の単色からフルカラーまで各種の画像形成装置、特にレーザ光等の光ビームを走査して感光体を露光する光走査装置と、それを備えた画像形成装置に利用できる。

１：転写紙 ２：搬送ベルト ３：駆動ローラ ４：従動ローラ
５：給紙トレイ ６Ｙ〜６Ｋ：感光体ドラム ７Ｙ〜７Ｋ：帯電器 ８：露光器
９Ｙ〜９Ｋ：現像器 １０Ｙ〜１０Ｋ：感光体クリーナ １１Ｙ〜１１Ｋ：レーザ光
１２Ｙ〜１２Ｋ：転写器 １３：定着器 １４：検出センサユニット
１５：クリーニングユニット ２０：光走査装置 ２１，２２：光源ユニット
２１ｙ，２１ｍ，２２ｃ，２２ｋ：光源 ２３：マイクロスキャナ（光走査手段）
２３ａ：支持基板 ２３ｂ：可動片 ２４：シリンダレンズ ２５：ミラー

２６：ｆθレンズ ２７，２８，２９，３０：折り返しミラー
３１，３２，３３，３４：透過窓 ３５，３６，３７：第２ミラー
４１：先端同期センサ（第１の光センサ） ４２：後端同期センサ（第２の光センサ）
５０：画像書込制御部 ５１：マイクロスキャナ駆動回路
５２：書込ＣＬＫ生成回路（書込クロック生成手段）
５３，５３′：ＣＬＫ補正回路（書込クロック補正手段）
５４，５４′：レーザ駆動回路（光源駆動制御手段）
５５：スキューモータドライバ ５６：スキューモータ
６０：画像データ処理装置 ６１：書込Ｉ／Ｆ
１００：ＣＰＵ １０１：ＲＯＭ １０２：ＲＡＭ
１０３：Ｉ／Ｏポート １０４：システムバス

特開２００９−１０４０８５号公報

Claims (5)

1. 光源と、
   該光源の発光によって発生する光ビームを周期的に往復走査して像担持体を露光する光走査手段と、
   該光走査手段によって走査された光ビームを前記像担持体に向けて偏向させる折り返しミラーと、
   前記光走査手段による前記光ビームの走査領域中における画像を書き込むための画像領域外の所定位置で前記光ビームを検知する光センサと、
   書込クロックを発生する書込クロック発生手段と、
   前記光走査手段による前記光ビームの走査領域中の前記画像領域において、前記書込クロックに同期して前記光源の発光を画像データに応じて制御する光源駆動制御手段と、
   前記光センサによって前記光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じて前記書込クロックの周波数を変化させる書込クロック補正手段と、該大小関係と差の大きさに応じて前記折り返しミラーの傾きを調整する手段と
   を備えたことを特徴とする光走査装置。
2. 光源と、
   該光源の発光によって発生する光ビームを周期的に往復走査して像担持体を露光する光走査手段と、
   該光走査手段による前記光ビームの往復走査領域中における画像を書き込むための画像領域外の一方の折り返し点側の所定位置で前記光ビームを検知する第１の光センサと、他方の折り返し点側の所定位置で前記光ビームを検知する第２の光センサと、
   書込クロックを発生する書込クロック発生手段と、
   前記光走査手段による前記光ビームの往走査中の前記画像領域と復走査中の前記画像領域においてそれぞれ、前記書込クロックに同期して前記光源の発光を画像データに応じて制御する光源駆動制御手段と、
   前記第１の光センサによって前記光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じて前記書込クロックの周波数を変化させるとともに、前記第２の光センサによって前記光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じても前記書込クロックの周波数を変化させる書込クロック補正手段と
   を備えたことを特徴とする光走査装置。
3. 前記請求項1に記載の光走査装置において、
   前記光源駆動制御手段は、前記光走査手段による前記光ビームの往走査中の前記画像領域と復走査中の前記画像領域においてそれぞれ、前記書込クロックに同期して前記光源の発光を画像データに応じて制御し、
   前記光センサとして、前記光走査手段による前記光ビームの往復走査領域中における前記画像領域外の一方の折り返し点側の所定位置で前記光ビームを検知する第１の光センサと、他方の折り返し点側の所定位置で前記光ビームを検知する第２の光センサとを設け、
   前記書込クロック補正手段は、前記第１の光センサによって前記光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じて前記書込クロックの周波数を変化させるとともに、前記第２の光センサによって前記光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じても前記書込クロックの周波数を変化させ、
   前記折り返しミラーの傾きを調整する手段は、少なくとも前記第１の光センサによって前記光ビームを連続して２回検知する時間間隔を予め定めた時間間隔と比較し、その大小関係と差の大きさに応じて前記折り返しミラーの傾きを調整することを特徴とする光走査装置。
4. 前記光走査手段が正弦揺動するマイクロスキャナであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 画像書込装置として請求項1から４のいずれか一項に記載の光走査装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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