JP5847449B2 - 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転多面鏡により偏向される光ビームを走査するための光走査装置、及びこの光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、画像信号により変調されたレーザ光が、回転多面鏡により、転写材搬送方向（副走査方向）に回転する感光ドラム上を、転写材の搬送方向と直交する方向（主走査方向）に偏向走査され、静電潜像が形成される。その静電潜像はトナーにより現像され、可視像化される。可視像化された感光ドラム上のトナー像は、転写材上の片面（第１面）に転写され、定着器にて転写材に熱と圧力を加えることにより、トナー像を転写材に定着させるという一連の工程により、転写材上に画像形成が行われる。両面印刷を行う場合には、定着器を通過した転写材は反転ユニットにて反転され、再度上述した画像形成工程を経ることにより、もう一方の面（第２面）に画像形成が行われる。

また、連続して両面印刷する場合には、例えば、１枚目の転写材の第１面、２枚目の転写材の第１面、３枚目の転写材の第１面、１枚目の転写材の第２面、４枚目の転写材の第１面、２枚目の転写材の第２面、５枚目の転写材の第１面という順に画像形成が行われる。

画像形成装置で両面印刷を行う場合、転写材の第１面の画像形成において、転写材が定着器を通過すると、定着器の熱により転写材に含まれる水分が蒸発することによって、転写材が収縮してしまい、同時に、第１面に印刷された画像も縮小されてしまう。その結果、転写材の第１面と第２面を同一の主走査倍率（主走査方向の画像倍率）、副走査倍率（副走査方向の画像倍率）で印刷すると、印刷された画像の大きさが第１面と第２面とで変わってしまう。そのため、第２面に画像を印刷する際には、回転多面鏡の回転速度を速くすることにより、副走査倍率を小さくする補正が必要となる。一方、紙種によっては定着処理後に膨張する転写材も存在し、転写材の膨張に伴い、第１面に印刷された画像が拡大されてしまう。その場合には、第２面に画像を印刷する際には、回転多面鏡の回転速度を遅くすることにより、副走査倍率を大きくする補正が必要となる。ところが、画像形成中に回転多面鏡の速度変更を行うと、回転多面鏡による走査周期が変化することにより、主走査方向、副走査方向両方の画像倍率が変動してしまう。特に、主走査方向の画像倍率は回転多面鏡の速度変動に対して敏感であり、許容できない画像が出力されてしまう可能性がある。そこで、回転多面鏡の回転速度の変更は、画像形成が行われない転写材と転写材の搬送間隔の時間内に行い、画像形成は回転多面鏡の回転速度が一定状態になってから行うという制御が従来行われていた。

ところが、近年、画像形成装置の印刷速度が早くなり、転写材の搬送間隔をできるだけ短くすることにより、単位時間当たりの印刷枚数を増やす傾向にある。転写材の搬送間隔がより短くなると、第１面と第２面の副走査倍率の補正のために行う回転多面鏡の速度変更が転写材の搬送間隔の時間内に終了しなくなるため、副走査倍率の補正を行う場合には転写材の搬送間隔を長くするという制御が一般的に行われている。しかし、転写材の搬送間隔を長くすると、単位時間当たりの印刷枚数が減り、画像形成装置としての生産性が落ちるという課題があった。

この課題を解決するために、特許文献１では、例えば転写材の印刷面が第１面から第２面に変わる場合に、次のような制御を行うことにより、回転多面鏡の速度変更中に画像形成を行っても、主走査倍率が狂わないようにする手法が開示されている。すなわち、副走査倍率の補正時において、回転多面鏡の回転速度が目標速度に到達していない状態で、回転多面鏡による走査周期を測定する。そして、主走査倍率が、測定した走査周期の値と、回転多面鏡の回転速度が目標速度に到達した時の走査周期の値（目標値）との差異に基づいたものとなるように、レーザ光を変調するための書込クロックのクロック周期を調整するという手法である。本手法では、書込クロックのクロック周期を逐次補正するので、回転多面鏡の回転速度が安定していない状態でも、主走査倍率の変動が小さい画像出力を得ることができる。

特開２００６−２５８９４６号公報

ところが、特許文献１において、主走査倍率を計算する際に用いられる回転多面鏡の走査周期は、測定された最新の走査周期ではあるが、次回の走査周期を予測したものではない。そのため、回転多面鏡の速度変更は逐次行われているので、次回の予測される走査周期ではなく、過去に測定された走査周期のみを用いて主走査倍率の計算を行うと、回転多面鏡の加速（又は減速）分、現在の主走査倍率とは異なった計算をすることになる。その結果、所望の主走査倍率とは異なった倍率による画像形成が行われることになる。

本発明はこのような状況のもとでなされたもので、回転多面鏡の速度変動時の走査周期予測に基づいて、主走査方向の画像倍率の補正を行うことにより、画像倍率の補正精度を向上させた画像を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するため、本発明では次のとおりに構成する。

（１）回転駆動される感光体に静電潜像を形成し、光源から出射された光ビームが前記感光体上を所定の方向に走査するように前記光ビームを偏向する光走査装置において、クロック信号を生成する生成手段と、前記クロック信号と画像データとに基づいて、前記光源から前記光ビームを出射させる駆動手段と、前記光ビームによって形成される前記静電潜像の前記感光体の回転方向の倍率を変更するために、前記光ビームを偏向する回転多面鏡の回転速度を前記倍率に応じた回転速度に制御する制御手段と、前記回転多面鏡によって偏向された前記光ビームの検出に応じて、前記回転多面鏡のミラー面毎に検出信号を出力する出力手段と、前記制御手段により前記回転多面鏡の回転速度が変更されたことにより変動する、最新の隣り合う前記ミラー面の前記検出信号の周期の変動量に基づいて、前記クロック信号を前記所定の方向における前記静電潜像の長さが所定の長さになるような周期に変調する変調手段と、を備えることを特徴とする光走査装置。
（２）前記（１）の光走査装置を備え、前記光走査装置により前記感光体上に形成された前記静電潜像を、現像手段によりトナー像として現像し、現像された前記トナー像を転写材に画像形成することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、回転多面鏡の速度変動時の走査周期予測に基づいて、主走査方向の画像倍率の補正を行うことにより、画像倍率の補正精度を向上させた画像を提供できる。

実施例の画像形成装置の全体構成を示す断面図 実施例の露光制御部の構成を示す図 実施例の画像形成時の動作シーケンスを示すフローチャート 実施例の回転多面鏡の周期と書込クロック周期変化のタイミングチャート

以下、本発明を実施するための形態について、実施例により詳しく説明する。

［画像形成装置の概要について］
図１は、本実施例の光走査装置を備えた画像形成装置の一例であるデジタル複写機の全体構成を示す断面図であり、図１を用いてデジタル複写機の基本的な動作について説明する。図１において、操作部２により、読み取り操作がなされると、原稿読み取り装置１はセットされた原稿の画像を読み込む。読み取られた原稿の画像データは、一旦、システム制御部１０１（図２）に搭載されている不図示の画像メモリに記憶される。次に、転写材積載部１４より記録用紙等の転写材が搬送され、転写材検知部１００が搬送された転写材を検知すると、転写材の搬送タイミングに合わせて、システム制御部１０１は画像メモリに記憶された画像データを露光制御部１０に送る。露光制御部１０がその画像データに従って発生させる照射光によって、回転駆動される感光体である感光ドラム１１上に潜像が形成され、その潜像は現像器１３によって感光ドラム１１上にトナー像として現像される。転写部１６において、現像されたトナー像が転写材上の第１面（表面）に転写される。転写されたトナー像は定着器１７にて転写材に定着された後、排紙用の搬送路２１を通り、排紙ローラ対１８により画像形成装置の外部に排出される。転写後の感光ドラム１１の表面はクリーナ２５によって清掃され、清掃された感光ドラム１１の表面は前露光ランプ２７により除電された後、一次帯電器２８により帯電される。以上説明した画像形成工程を繰り返すことにより、複数枚の転写材に対する画像形成が行われる。

図１において、センサ１９は転写材の後端を検知し、フラッパ２０は印刷された転写材をそのまま排出するか、反対側の裏面を印刷するために搬送路２２、２３、２４に転写材を導くかの切り替えを行う。両面印刷時には、第１面（表面）の画像形成が終了した転写材の後端がセンサ１９により検知されると、排紙ローラ対１８は逆回転し、フラッパ２０は転写材を搬送路２２、２３、２４に導く方向に切り替わる。そして、搬送路２２、２３、２４を通過した転写材は反転されて、前述した第１面の画像形成時と同じ画像形成工程を経て、第２面（裏面）が画像形成される。例えば、本実施例の画像形成装置を用いて、５枚の転写材の両面印刷を行う場合には、以下の順番で画像形成が行われる。すなわち、１枚目の転写材（以下、転写材を略す）の第１面、２枚目の第１面、３枚目の第１面、１枚目の第２面、４枚目の第１面、２枚目の第２面、５枚目の第１面、３枚目の第２面、４枚目の第２面、５枚目の第２面という順番で印刷が行われる。従って、本実施例の画像形成装置では、最初は、３枚の転写材の第１面の印刷が連続して行われ、続いて、転写材の第１面と第２面が交互に印刷され、最後の３枚の転写材は第２面の印刷が連続して行われることになる。

［露光制御部の概要について］
図２は、光走査装置を構成する露光制御部１０の構成を示す図である。図２において、システム制御部１０１は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えており、露光制御部１０を含む画像形成装置全体を制御する。ＲＯＭには、画像形成装置を制御する制御プログラムが格納され、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、露光制御部１０を含む画像形成装置全体を制御し、ＲＡＭはＣＰＵが各種の制御を行う際のワークメモリとして使用される。

書込制御部１０２は、後述する走査周期カウンタを用いた走査周期測定や、システム制御部１０１からの制御指示に基づいて、回転制御部１０３、周波数演算部１０９、ＬＤドライバ１０５、画像信号生成部１１１の制御を行う。操作部２は、画像読み取りを指示するスイッチ類のほかに、各種情報を入力するための入力部、各種情報を表示する表示部を備えている。操作者は、操作部２より、転写材の第１面、第２面に印刷する画像の主走査倍率（主走査方向（転写材搬送方向と直交する方向）における元の画像に対する倍率）、副走査倍率（副走査方向（転写材搬送方向）における元の画像に対する倍率）を個別に入力できる。そして、入力された主走査倍率値、副走査倍率値は、システム制御部１０１の不図示のＲＡＭに記憶される。

回転制御部１０３は、書込制御部１０２から出力された回転多面鏡１０４に対する加速、減速信号に基づいて、回転多面鏡１０４の回転速度制御を行う。周波数演算部１０９は、書込制御部１０２から入力された主走査倍率とＢＤ信号（ビーム検出信号）周期（又は走査周期カウンタにより測定されたＢＤ信号周期カウント値）に基づいて書込クロック周期を算出し、書込クロック生成部１１０に出力する。書込クロック生成部１１０は、周波数演算部１０９から出力された書込クロック周期を信号周期とする書込クロック信号を生成し、画像信号生成部１１１に出力する。画像信号生成部１１１は、書込クロック生成部１１０から出力された書込クロック信号を、書込制御部１０２より出力された画像信号によって変調し、レーザダイオード１０６の点滅駆動を制御するレーザ発光パターン信号をＬＤドライバ１０５に出力する。ＬＤ（レーザダイオード）ドライバ１０５は、書込制御部１０２から出力されたレーザダイオード１０６の点灯・消灯を制御するレーザ制御信号と、画像信号生成部１１１から出力されたレーザ発光パターン信号に基づきレーザダイオード１０６の点灯制御を行う。ＢＤセンサ１０７は感光ドラム１１の側部における主走査方向の走査開始位置の近傍に配置され、光源であるレーザダイオード１０６から出射され、回転多面鏡１０４の反射面で反射された光ビームを検出すると、書込制御部１０２にＢＤ信号を出力する。

本実施例では、第１面にトナー画像が転写された転写材が定着器１７を通過することで、転写材に含まれる水分が蒸発し、転写材及び転写された画像は主走査方向及び副走査方向に１％縮み、第２面のトナー画像定着後の転写材及び画像は縮まないものとする。更に、定着器１７を通過することにより、転写材の第１面の画像が１％縮むことを考慮すると、第１面に印刷する画像は元の画像に対して１％拡大させたものにする必要がある。そのため、操作部２の入力部を介して、第１面の画像倍率は主走査倍率、副走査倍率ともに１０１％に設定されているものとする。逆に、第２面については、定着器１７を通過しても転写材は縮まないため、元の画像と同一倍率とするため、第２面の画像倍率は主走査倍率、副走査倍率ともに１００％に設定されているものとする。

感光ドラム１１の回転方向の画像倍率である副走査倍率は、ＢＤ信号周期に依存するため、ＢＤ信号周期を長くすると副走査倍率は大きくなり、逆に、ＢＤ信号周期を短くすると副走査倍率は小さくなる。同様に、感光ドラム１１の回転方向と直交する方向の画像倍率である主走査倍率は、書込クロック周期に依存するため、書込クロック周期が長くなると主走査倍率は大きくなり、逆に、書込クロック周期が短いと主走査倍率は小さくなる。また、ＢＤ信号は、感光ドラム１１における主走査方向の走査開始を示す信号なので、ＢＤ信号間の時間計測を行うことにより、回転多面鏡１０４による走査周期であるＢＤ信号周期が得られる。本実施例においては、ＢＤ信号周期は、書込制御部１０２の走査周期カウンタにより測定される。すなわち、書込制御部１０２は、ＢＤセンサ１０７からのＢＤ信号を検知すると、走査周期カウンタをリセットすると共に、クロック信号を入力し、次のＢＤ信号を受信するまでの入力クロック数をカウントすることにより時間計測（ＢＤ信号周期の計測）を行う。本実施例では、副走査倍率１００％の時のＢＤ信号周期を測定した走査周期カウンタのカウント値を“１００００”、副走査倍率１０１％の時のＢＤ信号周期を測定した走査周期カウンタのカウント値を“１０１００”とする。そして、このカウント値は、転写材の第２面、第１面を印刷する場合のＢＤ信号周期の設定値として用いられる。以下では、ＢＤ信号周期は時間でなく、走査周期カウンタのカウント値で表現するものとする。同様に、主走査倍率、副走査倍率についても走査周期カウンタのカウント値で表現するものとする。

［画像形成装置の両面印刷の動作シーケンスについて］
次に、本実施例において、複数枚の転写材を両面印刷する際の画像形成装置の動作シーケンスについて説明する。図３は、本実施例の画像形成時の動作シーケンスを示すフローチャートである。本手順は、ＲＯＭに格納された画像形成装置を制御する制御プログラムに基づいて、システム制御部１０１のＣＰＵ、及びＣＰＵが制御する露光制御部１０の書込制御部１０２等により実行される。

まず、図３のステップ１（以下、Ｓ１のように記す）では、回転多面鏡１０４を回転させるスキャナモータの起動が行われる。システム制御部１０１は、スキャナモータのスタート指示信号と、転写材の第１面の副走査倍率を１０１％にするためのＢＤ信号周期（カウント値は１０１００。以下、括弧内の数値は走査周期カウンタのカウント値を示す）を、書込制御部１０２に出力する。そして、書込制御部１０２は、スキャナモータを起動させるために、回転制御部１０３に加速信号を出力し、回転制御部１０３は、入力された加速信号に基づいて、スキャナモータを起動する。その後、書込制御部１０２は、ＬＤドライバ１０５にレーザ制御信号を出力し、ＬＤドライバ１０５は、レーザ制御信号に基づいて、レーザダイオード１０６を点灯・消灯する。レーザダイオード１０６より出射されたレーザ光は、スキャナモータによって回転する回転多面鏡１０４のミラー面に反射されて、不図示の各種ミラー、レンズを通り、感光ドラム１１上に偏向走査される。感光ドラム１１上において、レーザ走査線上の上流に配置されたＢＤセンサ１０７はレーザ光を検出すると、書込制御部１０２にＢＤ信号を送る。そして、書込制御部１０２では、前述したように、入力されたＢＤ信号に基づいて、ＢＤ信号の周期を走査周期カウンタにより測定する。書込制御部１０２は、測定されたＢＤ信号周期のカウント値が第１面のＢＤ信号周期（１０１００）の値以上の場合は、回転多面鏡１０４の回転速度が遅いので、回転速度を上げるために加速信号を、そうでない場合には減速信号を、回転制御部１０３に出力する。回転制御部１０３は、書込制御部１０２からの加速信号・減速信号に基づいて、回転多面鏡１０４による走査周期が第１面のＢＤ信号周期（１０１００）と等しくなるように制御する。走査周期カウンタによる測定結果が所定の誤差範囲内で安定すると、書込制御部１０２はＬＤドライバ１０５に対して、レーザ光がＢＤセンサ１０７前後を走査する時間帯だけレーザダイオード１０６を点灯するようにレーザ制御信号を出力する。そして、書込制御部１０２は、システム制御部１０１に対し、プリントレディ信号を出力する。

次に、Ｓ２では、１枚目の転写材の第１面の画像形成条件の設定を行う。システム制御部１０１は、プリントレディ信号を受信すると、転写材の第１面の主走査倍率を１０１％にするため、主走査倍率（カウント値は１０１００。以下、括弧内の数値は走査周期カウンタのカウント値を示す）を書込制御部１０２に出力する。書込制御部１０２は、第１面の主走査倍率（１０１００）と、Ｓ１においてシステム制御部１０１から入力された第１面のＢＤ信号周期（１０１００）を周波数演算部１０９に出力する。周波数演算部１０９（クロック周期算出手段に相当）では、第１面の主走査倍率（１０１００）と、第１面のＢＤ信号周期（１０１００）から、第１面の画像形成に用いる書込クロック信号の周期Ｍ_ｎを下記の式（１）を用いて算出する。なお、式（１）における記号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの意味、及びその値は以下のとおりである。

Ｍ_ｎ＝Ａ×Ｂ／Ｃ×Ｄ／Ｅ （１）
Ｍ_ｎ：書込クロック周期
Ａ：主走査倍率１００％、副走査倍率１００％時の書込クロック周期
Ｂ：第１面の主走査倍率（１０１００）
Ｃ：主走査倍率１００％時の主走査倍率（１００００）
Ｄ：第１面のＢＤ信号周期（１０１００）
Ｅ：副走査倍率１００％時のＢＤ信号周期（１００００）

本実施例においては、第１面の主走査倍率（記号Ｂ）、第１面のＢＤ信号周期（記号Ｄ）の値は、前述したようにシステム制御部１０１より与えられる。また、主走査倍率１００％、副走査倍率１００％時における書込クロック周期（記号Ａ）、主走査倍率（記号Ｃ）、ＢＤ信号周期（記号Ｅ）の値は書込制御部１０２に格納され、書込制御部１０２から周波数演算部１０９に入力されるものとする。なお、記号Ａ、Ｃ、Ｅの値は、システム制御部１０１のメモリに保存され、必要に応じて、システム制御部１０１が書込制御部１０２を経由して周波数演算部１０９に出力する構成でもよいし、あらかじめ周波数演算部１０９に格納されている構成でもよい。また、記号Ａ、Ｃ、Ｅの意味、及びその値は、後述する式（２）、式（４）においても、式（１）の場合と同じである。

そして、周波数演算部１０９は、算出した第１面の書込クロック周期Ｍ_ｎを書込クロック生成部１１０に出力する。書込クロック生成部１１０は、周波数演算部１０９から出力された第１面の書込クロック周期に対応した書込クロック信号を生成し、画像信号生成部１１１に出力する。

Ｓ３では、転写材の第１面に画像形成を行う。システム制御部１０１は、転写材検知部１００からの転写材検知信号に基づき、転写材の所定の位置に画像形成されるタイミングで、書込制御部１０２に対して、副走査画像信号ゲート信号をハイレベルにすると共に、画像メモリに記憶された画像信号を出力する。副走査画像信号ゲート信号とは、書込制御部１０２から画像信号生成部１１１への画像信号の出力可否を示す信号であり、ハイレベルは画像信号の出力許可を意味し、ローレベルは画像信号の出力禁止を意味する。そして、書込制御部１０２は、副走査画像信号ゲート信号がハイレベルなので、受信した画像信号を画像信号生成部１１１へ出力する。画像信号生成部１１１では、書込クロック生成部１１０で生成された書込クロック信号と、書込制御部１０２からの画像信号を同期させたレーザ発光パターン信号をＬＤドライバ１０５に出力する。ＬＤドライバ１０５では、画像信号生成部１１１から出力されたレーザ発光パターン信号に基づき、レーザダイオード１０６の点灯、又は消灯制御を行う。なお、書込制御部１０２は、ＬＤドライバ１０５に対して、副走査画像信号ゲート信号がハイレベルになると、レーザダイオード１０６を点灯するようにレーザ制御信号を出力する。レーザダイオード１０６より射出されたレーザ光は、回転する回転多面鏡１０４のミラーにより偏向され、各種ミラーレンズを通り、感光ドラム１１に照射されることにより、感光ドラム１１上に静電潜像が形成される。その後、前述した画像形成プロセスを経て、１枚目の転写材の第１面の画像形成が行われる。そして、１枚目の転写材の第１面の画像形成が終了すると、システム制御部１０１は副走査画像信号ゲート信号をローレベルにする。

Ｓ４では、システム制御部１０１は印刷ジョブがまだ継続するのかどうかを判断する。印刷ジョブが継続する場合にはＳ５へ移行し、印刷ジョブが終了する場合は、システム制御部１０１は、転写材を排出し、印刷ジョブ終了シーケンスを実行し、プリント待機モードに移行する。

Ｓ５では、システム制御部１０１は、画像形成条件の変更の要否を判断するために、次に印刷する転写材の面が直前に印刷された面と同一面かどうかを判断する。すなわち、第１面（第２面）の画像形成に引き続いて、同じく第１面（第２面）の画像形成を行う場合には、Ｓ３に移行し、同一画像形成条件で画像形成を行う。従って、転写材の片面のみの印刷を行う場合には、Ｓ３〜Ｓ５の画像形成シーケンスだけが必要回数だけ繰り返される。一方、第１面（第２面）の画像形成に引き続いて、第２面（第１面）の画像形成を行う場合には、Ｓ６に移行する。本実施例では、１枚目の転写材の第２面の画像形成を行うために、１枚目の転写材がフラッパ２０により搬送路２２、２３、２４を通過する間に、２枚目、３枚目の転写材の第１面の画像形成を行うため、Ｓ３〜Ｓ５の画像形成シーケンスが２回繰り返される。この場合、２枚目、３枚目の転写材の第１面の画像形成は、１枚目の転写材の第１面の画像形成に用いた主走査倍率、副走査倍率に基づいて行われる。

Ｓ６では、転写材の第２面（又は第１面）の画像形成のための画像形成条件の設定が行われる。図３のＳ６〜Ｓ１２では、転写材の第２面の画像形成だけでなく、第１面の画像形成も行われる場合があるが、以下では、画像形成の順番に従い、１枚目の転写材の第２面の画像形成の場合について説明する。１枚目の転写材の第２面の画像形成を行う前に、システム制御部１０１は、第２面の主走査倍率、副走査倍率を１００％にするため、第２面の主走査倍率（１００００）とＢＤ信号周期（１００００）の値を書込制御部１０２に出力する。

Ｓ７において、システム制御部１０１は、書込クロック走査周期同期ゲート信号をローレベルからハイレベルにして、書込制御部１０２に出力することで、書込クロックと回転多面鏡１０４による走査周期の同期制御を開始させる。ここで、書込クロックと回転多面鏡１０４による走査周期の同期制御について、図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）は、本実施例における、複数枚の転写材を両面印刷する際の転写材の印刷順序、副走査画像信号ゲート信号、走査周期カウンタ値、書込クロック走査周期同期ゲート信号、書込クロック周期の関係を模式的に示したタイミングチャートである。

副走査画像信号ゲート信号は、前述したように、画像情報が出力されるタイミングでハイレベルとなり、図４（ａ）に示すように、各転写材の画像形成が行われている間はハイレベルとなり、転写材の搬送間隔の時間にはローレベルとなっている。

走査周期カウンタのカウント値は、前述した書込制御部１０２に設けられた、ＢＤ信号周期を測定する走査周期カウンタのカウント値を模式的に示している。転写材の第１面の画像形成時の走査周期カウンタの目標カウント値は、副走査倍率を１０１％にするため、１０１００となり、第２面の画像形成時の走査周期カウンタの目標カウント値は、副走査倍率を１００％にするため、１００００となる。画像形成が行われる面が変更される場合には、回転多面鏡１０４の走査周期は、該当する面の目標走査周期となるように変更制御が行われる。ただし、前述したように、回転多面鏡１０４の走査周期変更は時間を要するため、転写材の搬送間隔の時間内では終わらず、図４（ａ）では、走査周期の変更制御が転写材の画像形成が開始された後に終了する様子を示している。

書込クロック走査周期同期ゲート信号は、転写材の画像形成が第１面から第２面に変化する時、又は第２面から第１面に変化する時にローレベルからハイレベルとなる。そして、書込クロック走査周期同期ゲート信号がハイレベルの間は、ＢＤ信号周期を測定している走査周期カウンタのカウント値に基づいた書込クロック周期を算出し、得られた書込クロック周期を持つ書込クロックを使用して画像形成が行われる。そして、走査周期カウンタにより測定されたＢＤ信号周期が、システム制御部１０１から入力されたＢＤ信号周期設定値の所定の誤差範囲内で安定すると、書込クロック走査周期同期ゲート信号は、ハイレベルからローレベルになる。

書込クロック周期は、周波数演算部１０９にて算出される書込クロック信号の周期を、走査周期カウンタのカウント値と同様に模式的に示したものである。転写材の第１面の画像形成を行っている時の書込クロック周期（カウンタ値）は、主走査倍率を１０１％にするため長くなる（大きくなる）。逆に、転写材の第２面の画像形成を行っている時の書込クロック周期（カウンタ値）は、主走査倍率を１００％にするため短くなる（小さくなる）。書込クロック周期は、回転多面鏡１０４の走査周期が所定の誤差範囲内で安定している時は一定のクロック周期値に保持される。そして、書込クロック走査周期同期ゲート信号がハイレベルの場合には、回転多面鏡１０４の走査周期変更制御が行われる。書込クロック周期は前述した走査周期カウンタのカウント値に基づいて算出されるため、図４（ａ）に示すように、書込クロック周期は、走査周期カウンタと同様のカウント値の変化波形を示す。

書込制御部１０２は、走査周期カウンタ値が第２面のＢＤ信号周期（１００００）の値と等しくなるように、加速信号又は減速信号を回転制御部１０３に出力し、回転制御部１０３は、加速信号又は減速信号に基づいて、回転多面鏡１０４の回転速度を制御する。また、書込制御部１０２は、ＢＤセンサ１０７からＢＤ信号が入力される度に、走査周期カウンタのカウント値を周波数演算部１０９に出力する。周波数演算部１０９では、走査周期カウンタのカウント値が入力される度に、今回の入力カウンタ値Ｔ_ｎ、前回の入力カウンタ値Ｔ_ｎ−１を用いて、下記の式（２）より書込クロック周期Ｍ_ｎを算出する。

Ｍ_ｎ＝Ａ×Ｆ／Ｃ×（２Ｔ_ｎ−Ｔ_ｎ−１）／Ｅ （２）
Ｍ_ｎ：書込クロック周期
Ａ：主走査倍率１００％、副走査倍率１００％時の書込クロック周期
Ｆ：第２面の主走査倍率（１００００）
Ｃ：主走査倍率１００％時の主走査倍率（１００００）
Ｔ_ｎ：最新の走査周期カウンタのカウント値
Ｔ_ｎ−１：前回入力した走査周期カウンタのカウント値
Ｅ：副走査倍率１００％時のＢＤ信号周期（１００００）

なお、第２面の主走査倍率（記号Ｆ）の値は、前述したように、Ｓ６において、システム制御部１０１より書込制御部１０２に入力されている。

ここで、式（２）に示すように、複数回の過去の走査周期カウンタ値から、次に画像形成を行う際の予測される書込クロック周期Ｍ_ｎを算出する方法について、図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）は、図４（ａ）において、回転多面鏡１０４の走査周期を、第２面のＢＤ信号周期から第１面のＢＤ信号周期に変更するために、回転多面鏡１０４の回転速度を減速している時の走査周期カウンタのカウント値の変化を拡大した図である。図４（ｂ）の縦軸は走査周期カウンタのカウント値を示し、現在得られている最新の走査周期カウンタ値をＴ_ｎ、前回の走査周期カウンタ値をＴ_ｎ−１、前々回の走査周期カウンタ値をＴ_ｎ−２、次回の（予測される）走査周期カウンタ値をＴ_ｎ＋１とする。また、図４（ｂ）の横軸は経過時間を示し、走査周期カウンタのカウント値がＴ_ｎ−２からＴ_ｎ−１まで変化するのに要する時間をΔｔ_ｎ−１、同様にＴ_ｎ−１からＴ_ｎまでに要する時間をΔｔ_ｎ、Ｔ_ｎからＴ_ｎ＋１までに要する時間をΔｔ_ｎ＋１とする。走査周期カウンタ値のＴ_ｎとＴ_ｎ−１のカウント値の差（変動量）をΔＴ_ｎ、Ｔ_ｎ＋１とＴ_ｎとのカウント値の差（変動量）をΔＴ_ｎ＋１とすると、次回の走査周期カウンタ値Ｔ_ｎ＋１は、
Ｔ_ｎ＋１＝Ｔ_ｎ＋ΔＴ_ｎ＋１
＝Ｔ_ｎ＋ΔＴｎ×Δｔ_ｎ＋１／Δｔ_ｎ
として表され、回転多面鏡１０４の走査周期がほぼ同じ（Δｔ_ｎ≒Δｔ_ｎ＋１）とすると、
Ｔ_ｎ＋１≒Ｔ_ｎ＋ΔＴ_ｎ
となり、ΔＴ_ｎ＝Ｔ_ｎ−Ｔ_ｎ−１より、
Ｔ_ｎ＋１≒Ｔ_ｎ＋（Ｔ_ｎ−Ｔ_ｎ−１）
≒２Ｔ_ｎ−Ｔ_ｎ−１ （３）
となる。よって、上記の計算式（３）により、最新の走査周期カウンタのカウント値Ｔ_ｎ（第２の周期）と、前回の走査周期カウンタのカウント値Ｔ_ｎ−１（第１の周期）により、次回の走査周期カウンタのカウント値Ｔ_ｎ＋１（第３の周期）が予測できることになる。

そして、周波数演算部１０９は、算出した第２面の書込クロック周期Ｍ_ｎを書込クロック生成部１１０に出力する。書込クロック生成部１１０は、周波数演算部１０９から出力された書込クロック周期Ｍ_ｎをクロック周期とする書込クロックを生成し、画像信号生成部１１１に出力する。

Ｓ８では、システム制御部１０１は、副走査画像信号ゲート信号をハイレベルにすると共に、画像信号を書込制御部１０２に出力する。書込制御部１０２は、その画像信号を画像信号生成部１１１に出力する。画像信号生成部１１１では、書込制御部１０２から出力された画像信号を、書込クロック生成部１１０から出力された書込クロックに同期させたレーザ発光パターン信号を、ＬＤドライバ１０５に出力する。ＬＤドライバ１０５は、画像信号生成部１１１からのレーザ発光パターン信号に従って、レーザダイオード１０６の駆動電流をオン・オフさせることにより、レーザを点灯・消灯させ、感光ドラム１１上に静電潜像形成を行う。

Ｓ９では、書込制御部１０２は、回転多面鏡１０４の速度が安定し、走査周期カウンタのカウント値が、ＢＤ信号周期（１００００）の値と比べて、所定の誤差範囲内で安定しているかどうか判断する。書込制御部１０２は、回転多面鏡１０４の速度が安定したと判断した場合には、システム制御部１０１に通知することにより、Ｓ１０に移行する。安定していないと判断した場合には、書込制御部１０２は、前述した次の処理を行った後、Ｓ８の処理に戻る。すなわち、書込制御部１０２は、ＢＤセンサ１０７からＢＤ信号が入力される度に、走査周期カウンタ値が第２面のＢＤ信号周期（１００００）の値になるように、カウンタ値の差異を小さくするための加速信号又は減速信号を回転制御部１０３に出力する。更に、書込制御部１０２は、ＢＤ信号が入力される度に、その時の走査周期カウンタのカウント値を周波数演算部１０９に出力すると共に、走査周期カウンタをリセットして、後続するＢＤ信号周期の測定を開始する。周波数演算部１０９では、走査周期カウンタのカウント値が入力される度に、前述した式（２）より書込クロック周期Ｍ_ｎを算出し、算出結果を書込クロック生成部１１０に出力する。書込クロック生成部１１０は、周波数演算部１０９から出力された書込クロック周期Ｍ_ｎをクロック周期とする書込クロックを生成し、画像信号生成部１１１に出力する。

Ｓ１０では、システム制御部１０１は、書込クロック走査周期同期ゲート信号をハイレベルからローレベルにして、書込制御部１０２に出力することにより、書込クロックと回転多面鏡１０４の走査周期との同期制御を終了させる。そして、周波数演算部１０９は、第２面の書込クロック周期Ｍ_ｎを、下記の式（４）により算出した第２面の書込クロック周期Ｍ_ｎ（固定値）を書込クロック生成部１１０に出力する。書込クロック生成部１１０は、周波数演算部１０９から出力された書込クロック周期Ｍ_ｎをクロック周期とする書込クロックを生成し、画像信号生成部１１１に出力する。

Ｍ_ｎ＝Ａ×Ｆ／Ｃ×Ｇ／Ｅ （４）
Ｍ_ｎ：書込クロック周期
Ａ：主走査倍率１００％、副走査倍率１００％時の書込クロック周期
Ｆ：第２面の主走査倍率（１００００）
Ｃ：主走査倍率１００％時の主走査倍率（１００００）
Ｇ：第２面のＢＤ信号周期（１００００）
Ｅ：副走査倍率１００％時のＢＤ信号周期（１００００）

なお、第２面の主走査倍率（記号Ｆ）、第２面のＢＤ信号周期（記号Ｇ）は、前述したように、Ｓ６において、システム制御部１０１より書込制御部１０２に入力されている。

Ｓ１１では、前述した画像形成プロセスを経て、１枚目の転写材の第２面の画像形成が行われる。そして、１枚目の転写材の第２面の画像形成が終わると、１枚目の転写材は排紙ローラ対１８により画像形成装置の外部に排出される。そして、システム制御部１０１は、副走査画像信号ゲート信号をローレベルにする。

Ｓ１２では、システム制御部１０１は印刷ジョブが終了したかどうかを判断し、終了であれば、システム制御部１０１は、転写材をすべて排出し、印刷ジョブ停止シーケンスを経てプリント待機モードに移行し、画像形成を継続する場合は、Ｓ５の処理に移行する。

Ｓ５の処理では、システム制御部１０１は、次の画像形成は直前の画像形成と同一面に対して行うのかどうかを判断し、Ｓ３〜Ｓ４（同一面の画像形成）とＳ６〜Ｓ１１（異なる面の画像形成）のどちらのシーケンスで画像形成するのか選択する。本実施例は、両面連続印刷を行うものであり、次に４枚目の転写材の第１面を印刷するために、前述したＳ６〜Ｓ１１のステップを繰り返す。ただし、前述したＳ６〜Ｓ１１の説明は、転写材の第２面を印刷する場合のものであり、第１面の印刷の場合には、基本的な制御は同じであるが、書込クロック周期Ｍ_ｎを算出する式（２）、（４）で使用する記号Ｆ、Ｇの値を変更する必要がある。すなわち、第１面を印刷する場合の式（２）、（４）における記号Ｆ、Ｇの値は、それぞれ第１面の主走査倍率（１０１００）、第１面のＢＤ信号周期（１０１００）の値を使用する。そのため、Ｓ６において、システム制御部１０１は、書込クロック走査周期同期ゲート信号をハイレベルに設定すると共に、４枚目の転写材の第１面の主走査倍率（１０１００）と第１面のＢＤ信号周期（１０１００）の値を書込制御部１０２に出力する。４枚目の転写材の第１面の画像形成が終了すると、その後、２枚目の転写材の第２面、５枚目の転写材の第１面、３枚目の転写材の第２面、・・・と第１面と第２面の画像形成が交互に行われる。そして、最後の転写材については、その直前に画像形成された転写材と同一面（第２面）の画像形成になるため、最後の転写材については、Ｓ３〜Ｓ４のシーケンスにより画像形成が行われる。印刷ジョブ終了時には、システム制御部１０１はすべて転写材を排出し、印刷ジョブ終了シーケンスを経て、プリント待機モードに移行する。

以上説明したように、本実施例によれば、回転多面鏡の速度変動時の走査周期予測に基づいて、主走査方向の画像倍率の補正を行うことにより、画像倍率の補正精度を向上させた画像を提供することができる。すなわち、転写材の両面印刷を行う場合に、定着装置による転写材の縮小により、第１面と第２面で画像の走査倍率を変更する場合がある。この場合、転写材の搬送間隔の時間内に回転多面鏡の走査周期変更が完了しないため、画像形成中にも回転多面鏡の周期変更が継続される。そこで、周期変動中にも画像形成を行うために、回転多面鏡の走査周期を測定し、複数回の周期変化の傾向から次回走査時の回転多面鏡の走査周期を予測することができ、その予測周期に基づき、書込クロック周期を変更する。これにより、本来の主走査倍率に近い主走査倍率で画像形成を行うことができるため、回転多面鏡の周期変動時にも倍率変動の少ない画像を提供することができる。

１０２ 書込制御部
１０３ 回転制御部
１０４ 回転多面鏡
１０７ ＢＤ（ビームディテクト）センサ
１０９ 周波数演算部（クロック周期算出手段に相当）
１１０ 書込クロック生成部

Claims (5)

1. 回転駆動される感光体に静電潜像を形成し、光源から出射された光ビームが前記感光体上を所定の方向に走査するように前記光ビームを偏向する光走査装置において、
   クロック信号を生成する生成手段と、
   前記クロック信号と画像データとに基づいて、前記光源から前記光ビームを出射させる駆動手段と、
   前記光ビームによって形成される前記静電潜像の前記感光体の回転方向の倍率を変更するために、前記光ビームを偏向する回転多面鏡の回転速度を前記倍率に応じた回転速度に制御する制御手段と、
   前記回転多面鏡によって偏向された前記光ビームの検出に応じて、前記回転多面鏡のミラー面毎に検出信号を出力する出力手段と、
   前記制御手段により前記回転多面鏡の回転速度が変更されたことにより変動する、最新の隣り合う前記ミラー面の前記検出信号の周期の変動量に基づいて、前記クロック信号を前記所定の方向における前記静電潜像の長さが所定の長さになるような周期に変調する変調手段と、を備えることを特徴とする光走査装置。
2. 前記変調手段は、前記検出信号の第１の周期であるＴ_ｎ−１と、前記第１の周期に後続する第２の周期であるＴ_ｎとの変動量に基づいて、前記第２の周期に後続する第３の周期であるＴ_ｎ＋１ を、Ｔ_ｎ＋１＝２×Ｔ_ｎ−Ｔ_ｎ−１の計算式により算出し、前記第３の周期に基づいて、前記静電潜像の長さが前記所定の長さになるような周期に変調することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記クロック信号の周期は、
   前記静電潜像の前記感光体の回転方向の倍率である副走査倍率、及び前記静電潜像の前記感光体の回転方向とは直交する方向の倍率である主走査倍率が共に１００％の場合に、前記生成手段により生成される前記クロック信号の周期と、
   前記主走査倍率が１００％の場合の前記検出信号の周期と前記第３の周期との差異と、
   前記主走査倍率が１００％の場合の前記静電潜像の長さと前記所定の長さとの差異に基づいて算出されることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置を備え、前記光走査装置により前記感光体上に形成された前記静電潜像を、現像手段によりトナー像として現像し、現像された前記トナー像を転写材に画像形成することを特徴とする画像形成装置。
5. 片面が画像形成された転写材を反転させ、前記片面とは異なる片面に画像形成するために前記転写材を搬送する搬送手段を備え、
   片面が画像形成された転写材を前記搬送手段により反転させた後、前記回転多面鏡の回転速度を変更して、前記片面とは異なる倍率の前記静電潜像を形成し、前記転写材の片面に画像形成することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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