JP7395386B2 - スキャナユニット及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機等の画像形成装置に搭載されているレーザスキャナ等のスキャナユニットに関する。

レーザスキャナは、光源から画像情報に応じて出射されたレーザ光を偏向する回転多面鏡を搭載している。回転多面鏡の製造時の切削精度や、回転多面鏡を偏向器に組み付ける際の組み付け精度により、回転多面鏡の反射面は、偏向器の回転軸に対して倒れ（面倒れ）が発生する場合がある。面倒れがある状態でレーザ光を偏向走査すると、感光ドラムの表面上で結像走査された走査線の副走査方向の位置（感光ドラムの表面上において、レーザ光が走査する方向と直交する方向の位置）が反射面ごとに目標位置からずれる現象が周期的に発生する。つまり、面倒れに起因して走査線間隔にバラつきが発生し、それにより、出力した画像に濃度ムラ（バンディング）が現れ、画質低下に繋がる。

そこで、走査線が目標位置からどれだけずれているか、つまり走査線の副走査方向の位置を検出する必要がある。特許文献１では、走査線を２方向に分離する回折光学素子と、分離されたそれぞれの走査線を検知する２つのセンサが設けられている。２方向に分離された走査線がそれぞれのセンサを通過した際の時間を測定し、その時間差から走査線の副走査方向の位置を検出できる。

特許文献１では、検知部に至った複数の反射面により偏向されたレーザ光の検知信号から複数の反射面のうちの基準面となる反射面を特定することが記載され、走査位置ずれを電気的に補正することが開示されている。

特開２０１７－１０２１４４号公報

しかしながら、特許文献１では、走査線の副走査方向の位置を検出するために回折光学素子と複数のセンサなどの部品が必要であり、画像形成装置全体の大型化に繋がるという課題がある。また、特許文献１では、ＢＤセンサの前にスリットを設ける必要があり、部品点数が多くなるといった課題がある。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、簡単な構成でレーザ光の副走査方向の位置を検出することができるスキャナユニット及び画像形成装置を提供するものである。

本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体を前記画像情報に応じたレーザ光で走査するスキャナユニットであって、前記レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を反射する回転多面鏡を有し前記レーザ光を偏向する偏向部と、前記偏向部で偏向されたレーザ光を受光するセンサと、を有するスキャナユニットと、前記センサの出力に応じて、前記レーザ光による走査開始タイミングを制御する制御部と、を有し、記録材に画像情報に応じた画像を形成する画像形成装置において、副走査方向における前記レーザ光の走査線の基準位置と、前記副走査方向における前記センサの受光面の中心位置がずれており、前記副走査方向において、前記回転多面鏡の各反射面による走査線は全て、その一部のみが前記センサの前記受光面を通過するように設定されていることを特徴とする。

本発明のスキャナユニットは、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を反射する回転多面鏡を有し前記レーザ光を偏向する偏向部と、前記偏向部で偏向されたレーザ光を受光し、前記レーザ光による走査開始タイミングを制御するために用いられるセンサと、を有し、感光体を画像情報に応じた前記レーザ光で走査するスキャナユニットにおいて、副走査方向における前記レーザ光の走査線の基準位置と、前記副走査方向における前記センサの受光面の中心位置がずれており、前記副走査方向において、前記回転多面鏡の各反射面による走査線は全て、その一部のみが前記センサの前記受光面を通過するように設定されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成でレーザ光の副走査方向の位置を検出することができる。

光走査装置を備えた画像形成装置の構成を示す断面図である。 光走査装置の構成を示す斜視図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 走査線とＢＤセンサとの位置関係を説明する図である。 走査線とＢＤセンサとの位置関係を説明する図である。 走査線とＢＤセンサとの位置関係を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は、ポリゴンミラーの各反射面で反射された各レーザ光の各走査線とＢＤセンサとの位置関係を説明する図である。 ポリゴンミラーの反射面で反射されたレーザ光の各走査線とＢＤセンサとの位置関係を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は、ＢＤセンサの受光量と、出力するＢＤ信号を説明する図である。 （ａ）は、レーザ光の全体がＢＤセンサの受光面内を通過する場合の位置関係を示す図である。（ｂ）は、レーザ光の全体がＢＤセンサの受光面外を通過する場合の位置関係を示す図である。 走査線の位置が異なっているが、受光面積が同じになるケースを説明するための図。

図により光走査装置を備えた画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。

＜画像形成装置＞
図１を用いて画像形成装置１０１の構成について説明する。図１は、光走査装置１００を備えた画像形成装置１０１の構成を示す断面図である。図１に示す画像形成装置１０１は、電子写真方式を用いたレーザビームプリンタの一例である。画像形成装置１０１は、紙等の記録材１９に画像を形成する。画像形成装置１０１には、画像形成部としてのプロセスカートリッジ１０７が設けられている。

プロセスカートリッジ１０７には、クリーニングユニット１６と現像ユニット１７が設けられている。クリーニングユニット１６には、感光体及び像担持体としての感光ドラム８が図１の時計回り方向に回転可能に設けられている。図１の時計回り方向に回転する感光ドラム８の表面は、クリーニングユニット１６に設けられた帯電手段としての帯電ローラ１８により一様に帯電される。

画像形成装置１０１には、筐体の一部である光学台１０２が設けられている。光学台１０２には、スキャナユニットとしての光走査装置１００が設置されている。一様に帯電された感光ドラム８の表面に光走査装置１００から画像情報に応じたレーザ光Ｌが照射される。これにより感光ドラム８の表面上に静電潜像が形成される。その後、現像ユニット１７に設けられた現像剤担持体としての現像ローラ１５により感光ドラム８の表面上に形成された静電潜像に対して現像剤としてのトナーが供給されてトナー像として現像される。

画像形成装置１０１の下部には、給送ユニット１０３が設けられており、給送ユニット１０３に収容された厚紙や普通紙などの記録材１９は、給送ローラ１０４により１枚ずつ分離給送される。給送ローラ１０４により給送された記録材１９は、停止したレジストローラ１３のニップ部に先端が突き当てられて斜行が補正される。

感光ドラム８の表面に対向して、転写手段としての転写ローラ１０５が設けられている。感光ドラム８の表面上に形成されたトナー像の画先が感光ドラム８と転写ローラ１０５とにより形成される転写ニップ部Ｎに到達する。そのタイミングに合わせて記録材１９の先端部が転写ニップ部Ｎに到達するように、レジストローラ１３により記録材１９が挟持搬送される。

図示しない転写バイアス電源から転写ローラ１０５に転写バイアスが印加されることにより感光ドラム８の表面に担持されたトナー像が記録材１９に転写される。転写後に感光ドラム８の表面に残留した残留トナーは、クリーニングユニット１６に設けられた図示しないクリーニング手段により掻き取られて除去される。

転写ニップ部Ｎにおいて、トナー像が転写された記録材１９は、定着手段としての定着装置１０６に搬送される。定着装置１０６には、加熱ローラ１０６ａと加圧ローラ１０６ｂが設けられており、トナー像を担持した記録材１９が加熱ローラ１０６ａと加圧ローラ１０６ｂとにより挟持搬送される間に加熱及び加圧されてトナー像が記録材１９に熱定着される。その後、記録材１９は、排出ローラ１０８により挟持搬送されて排出トレイ１４上に排出される。

＜光走査装置＞
次に、図２を用いて、光走査装置１００の構成について説明する。図２は、光走査装置１００の構成を示す斜視図である。図２において、符号１は、レーザ光Ｌを出射する光源としての半導体レーザである。符号１２は、半導体レーザ１を支持する回路基板（支持体）である。符号２は、コリメータレンズとシリンドリカルレンズを一体に成形したアナモフィックレンズである。コリメータレンズは、レーザ光Ｌを平行光にする。シリンドリカルレンズは、レーザ光Ｌを図２の矢印Ｅ方向にのみ集光する。

符号３は、開口絞りである。符号５は偏向部としての偏向器である。符号４は、偏向器５に搭載されている回転多面鏡としてのポリゴンミラーである。符号１１ａ～１１ｄは、ポリゴンミラー４に設けられる複数の反射面である。符号６は、ＢＤ（Beam Detect）センサである。検出部としてのＢＤセンサ６は、複数の反射面１１ａ～１１ｄでそれぞれ反射されたレーザ光Ｌを検出する。そして、感光ドラム８の表面への図２の矢印Ｄ方向（感光ドラム８の回転軸線方向）の書き出し位置を制御するための信号を出力する。

符号７は、走査レンズとしてのｆθレンズである。ｆθレンズ７は、レーザ光Ｌが角度θで入ってくると、該ｆθレンズの焦点距離ｆを掛け合わせた大きさ（ｆ×θ）の像を結ぶようなレンズ特性（ｆθ特性）を有する。符号９は、前述した各種の光学部材等を収容する光学箱である。符号１０は、粉塵侵入防止等の観点から光学箱９に取り付けられる蓋である。図２において、ポリゴンミラー４の回転により移動するレーザ光Ｌの方向（主走査方向）が図２の矢印Ｄ方向である。また、感光ドラム８の表面及びＢＤセンサ６の受光面６ａ上において図２の矢印Ｄ方向と直交する方向が副走査方向であり、図２の矢印Ｅ方向である。

上記構成において、光源である半導体レーザ１から出射した、画像情報に応じたレーザ光Ｌは、アナモフィックレンズ２により図２の矢印Ｄ方向では略平行光または収束光とされ、図２の矢印Ｅ方向では収束光とされる。次に、レーザ光Ｌは、開口絞り３を通ってレーザ光Ｌの光束幅が制限されて、ポリゴンミラー４の各反射面１１ａ～１１ｄ上において主走査方向に一定幅を有した焦線状に結像する。

偏向器５は、回転軸４ａを中心にポリゴンミラー４を図２の時計回り方向に回転させる。ポリゴンミラー４は、半導体レーザ１から出射されたレーザ光Ｌを複数の反射面１１ａ～１１ｄで反射する。ポリゴンミラー４を図２の時計回り方向に回転させることにより各反射面１１ａ～１１ｄ上に結像されたレーザ光Ｌは、偏向走査される。

各反射面１１ａ～１１ｄで反射したレーザ光Ｌは、先ず、ＢＤセンサ６の受光面６ａに入射した後、ｆθレンズ７に入射し、感光ドラム８の表面上を図２の矢印Ｄ方向に移動する。後述するＣＰＵ２０（図３参照）は、ＢＤセンサ６から出力されたＢＤ信号を基準として、主走査方向における画像の書き出しタイミング（走査開始タイミング）を制御する。ＢＤセンサ６から出力されたＢＤ信号の検出は、ポリゴンミラー４の各反射面１１ａ～１１ｄごとに行われる。

ｆθレンズ７は、レーザ光Ｌがｆθレンズ７に入射すると、感光ドラム８の表面上にスポットを形成するようにレーザ光Ｌを集光し、かつスポットの走査速度が等速になるように設計されている。このようなｆθレンズ７の特性を得るために、ｆθレンズ７は非球面レンズとなっている。線Ｌ２は、感光ドラム８の表面上のレーザ光Ｌによる走査線Ｌ２を示している。

以上のようにして感光ドラム８の表面には、画像情報に応じた静電潜像が形成される。

＜走査線とＢＤセンサとの位置＞
次に、図４～図６を用いて、本実施例の光走査装置１００における走査線Ｌ２とＢＤセンサ６との位置関係について説明する。図４は、矢印Ｅ方向において、走査線Ｌ２の中心線Ｌｓの位置が設計上の走査線Ｌ２の位置の基準線ＣＬｓに一致している場合を示す。図５は、ポリゴンミラー４の面倒れにより、走査線Ｌ２の中心線Ｌｓの位置が基準線ＣＬｓの位置から矢印－Ｅ方向に幅ｈずれている場合を示す。図６は、ポリゴンミラー４の面倒れにより、走査線Ｌ２の中心線Ｌｓの位置が基準線ＣＬｓの位置から矢印＋Ｅ方向に幅ｈずれている場合を示す。

光走査装置１００は、各反射面１１ａ～１１ｄによる走査線Ｌ２が基準線ＣＬｓに対して＋Ｅ方向にずれているのか－Ｅ方向にずれているのか、また、そのずれ量の大きさをＢＤセンサ６からの出力によって識別する機能を有する。そのために、光走査装置１００の走査線Ｌ２とＢＤセンサ６は、副走査方向において、次の条件を満たす位置関係になっている。

（１）副走査方向において、走査線Ｌ２の基準線ＣＬｓの位置（基準位置）と、受光面６ａの中心６ｂを通る中心線Ｃの位置（中心位置）と、がずれている。

（２）面倒れ等の影響で走査線Ｌ２が基準線ＣＬｓから副走査方向にずれたとしても、各反射面１１ａ～１１ｄによる走査線Ｌ２と受光面６ａの中心線Ｃの位置関係は次のように設定されている。その中心線Ｌｓが、ＢＤセンサ６の中心線Ｃに対して基準線ＣＬｓが設けられた側と同じ側に位置するように、各反射面１１ａ～１１ｄによる走査線Ｌ２と受光面６ａの中心線Ｃの位置関係が設定されている。

（３）各反射面１１ａ～１１ｄによる走査線Ｌ２は、全て、その一部のみがＢＤセンサ６の受光面６ａを通過するように設定されている。

以下、光走査装置１００の走査線Ｌ２とＢＤセンサ６の位置関係について具体的に説明する。

図４～図６を参照すれば理解できるように、光走査装置１００は、副走査方向（矢印Ｅ方向）において、走査線Ｌ２の基準線ＣＬｓと、受光面６ａの中心線Ｃと、が副走査方向でずれるように構成されている。そして、各反射面１１ａ～１１ｄによる走査線Ｌ２は、そのレーザ光Ｌの一部のみがＢＤセンサ６の受光面６ａを通過するように、ＢＤセンサ６と走査線Ｌ２の矢印Ｅ方向における位置関係が設定されている。

一方、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は比較例である。図１０（ａ）は、レーザ光Ｌのスポット全部がＢＤセンサ６の受光面６ａの領域内を通過するケースである。図１０（ｂ）は、レーザ光Ｌのスポット全部がＢＤセンサ６の受光面６ａの領域外を通過するケースである。

上述したように、本例の光走査装置は、矢印Ｅ方向におけるＢＤセンサ６の受光面６ａの中心線Ｃが走査線Ｌ２の中心線Ｌｓよりも矢印Ｅ方向にずれた位置になるように構成されている。そして、複数の反射面１１ａ～１１ｄのどの面を使って走査した場合でも、矢印Ｄ方向に走査されるレーザ光Ｌは、その一部のみがＢＤセンサ６の受光面６ａを通過するように構成されている。

なお、図４～図６において、矢印Ｅ方向における基準線（走査線Ｌ２の設計上の基準）ＣＬｓが座標軸上の原点「０」となっている。そして、図４～図６の矢印＋Ｅ方向を座標軸上の「＋方向」とする。また、図４～図６の矢印－Ｅ方向を座標軸上の「－方向」と定義する。ＢＤセンサ６の受光面６ａの中心線Ｃは、受光面６ａの矢印Ｅ方向における上端部Ｂｔ（頂点）と下端部Ｂｂ（頂点）との中央を通り矢印Ｄ方向に平行な直線である。一方、走査線Ｌ２の中心線Ｌｓは、レーザ光Ｌのスポットの矢印Ｅ方向における頂点Ｓｔと頂点Ｓｂとの中央を通り矢印Ｄ方向に平行な直線である。

また、楕円形で表されるレーザ光Ｌは、中心線Ｌｓを中心にして、矢印Ｅ方向において対称な形状である。また、長方形で表されるＢＤセンサ６の受光面６ａも中心線Ｃを中心にして、矢印Ｅ方向において対称な形状である。

ポリゴンミラー４の各反射面１１ａ～１１ｄには、製造公差により面倒れが生じる。そのため、走査線Ｌ２と受光面６ａとが重なる面積である受光面積Ｍは、図４～図６のハッチングで示した受光面積Ｍのように、反射面１１ａ～１１ｄ毎に異なる。よって、受光面積Ｍを検出することによって、走査線Ｌ２の矢印Ｅ方向の位置（副走査方向の位置）を検出することができる。また、受光面積Ｍは反射面毎に異なるので、反射している面を特定することもできる。

走査線Ｌ２の副走査方向におけるずれ方向、そのずれ量、及び使用している反射面、を特定できれば、半導体レーザ１から出射するレーザ光Ｌに対して電気的補正を加えることで、感光ドラム８の表面上での副走査方向の濃度ムラを抑えることができる。この補正方法は後述する。

ところで、基準線ＣＬｓの位置と受光面６ａの中心線Ｃの位置を副走査方向において予めずらした構成にしておいても、走査線Ｌ２が基準線ＣＬｓに対して＋Ｅ方向へずれているのか、－Ｅ方向へずれているのか特定できないケースがある。

図１１は、基準線ＣＬｓの位置を受光面６ａの中心線Ｃに対して＋Ｅ方向へ予めずらしてある光走査装置の、ＢＤセンサ６と走査線Ｌ２（レーザ光Ｌ）の位置関係を示している。パターンＡは、レーザ光Ｌが基準線ＣＬｓから＋Ｅ方向へ幅ａずれた場合である。パターンＢは、レーザ光Ｌが基準線ＣＬｓから－Ｅ方向へ幅ｂずれた場合である。パターンＡ及びＢの受光面積Ｍは同じ大きさになってしまっており、ＢＤセンサ６からの出力によって、走査線Ｌ２が＋Ｅ方向にずれているのか、－Ｅ方向にずれているのか区別できない。

しかしながら、複数の反射面１１ａ～１１ｄの中の一つの反射面による走査線Ｌ２の副走査方向へのずれ幅の範囲は、光走査装置を製造する段階で凡そ分かっている。そこで、面倒れ等の影響で走査線Ｌ２が基準線ＣＬｓから副走査方向にずれたとしても、各反射面１１ａ～１１ｄによる走査線Ｌ２と受光面６ａの中心線Ｃの位置関係は次のように設定されている。即ち、その中心線Ｌｓが、ＢＤセンサ６の中心線Ｃに対して基準線ＣＬｓが設けられた側と同じ側に位置するように、各反射面１１ａ～１１ｄによる走査線Ｌ２と受光面６ａの中心線Ｃの位置関係が設定されている。

この構成により、走査線Ｌ２が＋Ｅ方向にずれているのか、－Ｅ方向にずれているのかを区別できないという状態を無くすことができる。

また、図１０（ａ）で示したように、レーザ光Ｌの全てが受光面６ａの範囲に入ってしまうケースが存在すると、レーザ光Ｌが副走査方向へ少しだけずれても、依然としてレーザ光Ｌの全てが受光面６ａの範囲に入っていることが考えらえる。この場合、ＢＤセンサ６の出力が同じなので、走査線Ｌ２のずれ量を検知できない。図１０（ｂ）のケースは、そもそもレーザ光Ｌを受光しないので、走査線Ｌ２のずれ量を検知できるはずがない。

したがって、ＢＤセンサ６の出力によって走査線Ｌ２のずれの方向及びずれ量を検知するには、副走査方向における走査線Ｌ２の位置とＢＤセンサ６の位置の関係として必要な条件がある。この条件に関して以下説明する。

まず、光走査装置を製造する時、ＢＤセンサ６の取り付け時の位置ずれ（公差）と、面倒れに起因する走査線Ｌ２のずれ、が夫々生じる。よって、ＢＤセンサ６と走査線Ｌ２の位置関係を所望の関係に設定する場合、これらのずれ（公差）の幅を考慮する必要がある。

なお、ＢＤセンサ６の受光面６ａは、中心線Ｃを中心に矢印＋Ｅ方向の上端部Ｂｔから矢印－Ｅ方向の下端部Ｂｂまでの幅ａを有している。

一方、レーザ光Ｌは、走査線Ｌ２の中心線Ｌｓを中心に矢印＋Ｅ方向の頂点Ｓｔから矢印－Ｅ方向の頂点Ｓｂまでの幅Ａを有している。光走査装置１００は、ＢＤセンサ６の受光面６ａ上にレーザ光Ｌを集光させるためのＢＤレンズを用いていない。このため矢印Ｅ方向において、レーザ光Ｌの幅Ａは、ＢＤセンサ６の受光面６ａの幅ａと同等の幅を有している。

走査線Ｌ２の中心線Ｌｓは、ポリゴンミラー４の面倒れや照射位置ずれが要因で、基準線ＣＬｓを中心として＋Ｅ方向に最大で幅ｈ、－Ｅ方向に最大で幅ｈ、合わせて最大で幅２ｈの位置ずれが発生する。また、ＢＤセンサ６の受光面６ａの中心線Ｃは、ＢＤセンサ６の取り付けのバラつき等が要因で基準線ＣＬｓを中心として＋Ｅ方向に最大で幅ｅ、－Ｅ方向に最大で幅ｅ、合わせて最大で２ｅの位置ずれが発生する。

位置ずれ幅ｈ及び幅ｅを考慮すると、図５に示すように、中心線Ｃと基準線ＣＬｓの偏心量（間隔）Ｈは以下の（１）式を満たす必要がある。

－Ｈ≦－ｅ－ｈ （１）
この（１）式を満たしていれば、走査線Ｌ２が－Ｅ方向への最大ずれ幅である幅ｅずれても、走査線Ｌ２の中心線Ｌｓは、ＢＤセンサ６の中心線Ｃに対して必ず＋Ｅ方向の側に位置する。

また、走査線Ｌ２が図５の矢印－Ｅ方向に最も位置ずれした際に、レーザ光Ｌの全てがＢＤセンサ６の受光面６ａに入らないように構成しなければならない。

そのためには、走査線Ｌ２が－Ｅ方向への最大ずれ幅である幅ｅずれていてもレーザ光Ｌの一部がＢＤセンサ６の受光面６ａの外を通過する必要がある。具体的には、走査線Ｌ２が－Ｅ方向への最大ずれ幅である幅ｅずれていても、レーザ光Ｌの頂点ＳｔがＢＤセンサ６の受光面６ａの上端部Ｂｔよりも図５の矢印＋Ｅ方向の側に位置するように設定する。

そのためには、以下の（２）式を満たす必要がある。

（Ａ／２）－ｈ＞（ａ／２）－Ｈ （２）
上記（２）式の左辺「（Ａ／２）－ｈ」は、図５に示すように、基準線ＣＬｓに対して、レーザ光Ｌが最も－Ｅ方向へずれた場合の頂点Ｓｔの位置を示している。

一方、上記数２式の右辺「（ａ／２）－Ｈ」は、図５に示すように、基準線ＣＬｓに対して、ＢＤセンサ６が最も＋Ｅ方向にずれて取り付けられていた場合の受光面６ａの上端部Ｂｔの位置を示している。

即ち、上記（２）式は、レーザ光Ｌの頂点Ｓｔが、ＢＤセンサ６の受光面６ａの上端部Ｂｔよりも外側に位置していることを示す。

次に、図６に示すように、走査線Ｌ２の中心線Ｌｓの位置が基準線ＣＬｓよりも＋Ｅ方向に最大幅ｈずれている場合を考慮する。この場合、図１０（ｂ）のような、レーザ光Ｌの全てがＢＤセンサ６の受光面６ａの外を移動する状態を避ける必要がある。

これを解決するためには、図６に示すように、レーザ光Ｌの一部がＢＤセンサ６の受光面６ａ内を移動するように構成する必要がある。具体的には、レーザ光Ｌの頂点ＳｂがＢＤセンサ６の上端部Ｂｔよりも－Ｅ方向の側に位置するように設定する。そのためには、以下の（３）式を満たす必要がある。

－（Ａ／２）＋ｈ＜（ａ／２）－Ｈ （３）
上記（３）式の左辺「－（Ａ／２）＋ｈ」は、図６に示すように、基準線ＣＬｓに対して、レーザ光Ｌが最も＋Ｅ方向へずれた場合の頂点Ｓｂの位置を示している。

一方、上記（３）式の右辺「（ａ／２）－Ｈ」は、図６に示すように、基準線ＣＬｓに対して、ＢＤセンサ６が最も－Ｅ方向にずれて取り付けられていた場合の受光面６ａの上端部Ｂｔの位置を示している。

即ち、上記（３）式は、レーザ光Ｌの頂点Ｓｂが、ＢＤセンサ６の受光面６ａの内側に位置していることを示す。

上記（２）式及び（３）式を満たす位置にＢＤセンサ６が配置される。これにより、各反射面１１ａ～１１ｄによる走査線Ｌ２は、全て、その一部のみがＢＤセンサ６の受光面６ａを通過する。

尚、本実施形態では、図４の実線で示すように、ＢＤセンサ６の受光面６ａを基準線ＣＬｓから－Ｅ方向にずれた位置に配置した一例であるが、図４の破線で示すように、ＢＤセンサ６の受光面６ａを基準線ＣＬｓから＋Ｅ方向にずれた位置に配置しても良い。

本実施形態では、レーザ光Ｌの幅Ａは、３．０ｍｍである。ＢＤセンサ６の受光面６ａの幅ａは、２．５ｍｍである。また、走査線Ｌ２の最大位置ずれ幅±ｈは、±０．０８ｍｍである。

また、ＢＤセンサ６の最大位置ずれ幅±ｅは、±１．０ｍｍである。ＢＤセンサ６の中心線Ｃの基準線ＣＬｓから偏心幅「－Ｈ」は、前記数１式を用いて、以下の（４）式のように設定する必要がある。

－Ｈ≦－ｅ－ｈ＝－１．０－０．０８
＝－１．０８
－Ｈ≦－１．０８ｍｍ （４）
本実施形態では、偏心幅「－Ｈ」を、（４）式を満たす－１．１ｍｍとした。これらの条件を（２）式に当てはめると、以下の（５）式で表されるように、（２）式の関係を満たす。

（Ａ／２）－ｈ＞（ａ／２）－Ｈ
（３／２）－０．０８＞（２．５／２）－１．１
１．４２＞０．１５ （５）
更に、これらの条件を（３）式に当てはめると、以下の（６）式で表されるように、（３）式の関係を満たす。

－（Ａ／２）＋ｈ＜（ａ／２）－Ｈ
－（３／２）＋０．０８＜（２．５／２）－１．１
－１．４２＜０．１５ （６）
ポリゴンミラー４の面倒れや照射位置ずれやＢＤセンサ６の配置の位置ずれにより走査線Ｌ２とＢＤセンサ６の受光面６ａとが矢印Ｅ方向に位置ずれする。その際に、上記の設計値に設定することにより、走査線Ｌ２の矢印Ｅ方向の位置に応じて、受光面積Ｍが異なるようにすることができる。

次に、図７及び図８を用いて、本実施形態におけるポリゴンミラー４の各反射面１１ａ～１１ｄで反射された各レーザ光Ｌの各走査線ＬＡ～ＬＤと、ＢＤセンサ６との位置関係について説明する。図７（ａ），（ｂ）及び図８は、本実施形態の光走査装置１００のポリゴンミラー４の各反射面１１ａ～１１ｄで反射された各レーザ光Ｌの各走査線ＬＡ～ＬＤとＢＤセンサ６との位置関係を説明する図である。

一般的にポリゴンミラー４の各反射面１１ａ～１１ｄは、製造時の切削精度や偏向器５への組み付け精度により面倒れを有する。このため図７及び図８に示す走査線ＬＡ～ＬＤの図７及び図８の矢印Ｅ方向の位置は、各反射面１１ａ～１１ｄごとに、ばらつきを有している。

図７（ａ）に示すように、走査線ＬＡ，ＬＢの矢印Ｅ方向における中心線Ｌａ，Ｌｂは、基準線ＣＬｓから位置ずれしていない。また、図７（ｂ）に示すように、走査線ＬＣの矢印Ｅ方向における中心線Ｌｃは、基準線ＣＬｓよりも＋Ｅ方向に幅ｈｃ位置ずれしている。また、図８に示すように、走査線ＬＤの中心線Ｌｄは、基準線ＣＬｓよりも－Ｅ方向に幅－ｈｄ位置ずれしている。

＜走査線の矢印Ｅ方向の位置の検出方法＞
次に、図９を用いて、走査線Ｌ２の矢印Ｅ方向の位置の検出方法について説明する。図９（ａ），（ｂ）は、ＢＤセンサ６の受光量と、出力するＢＤ信号を説明する図である。図９（ａ）は、図４に示すように、走査線Ｌ２の中心線Ｌｓが基準線ＣＬｓを通るときにＢＤセンサ６が出力するＢＤ信号を説明する図である。

図９（ａ）に示すＰｓは、走査線Ｌ２の受光量である。このとき、ＢＤセンサ６が閾値としての光量Ｐｔｈ以上の受光量Ｐｓを検知すると、ＢＤセンサ６が出力するＢＤ信号の電位を「Ｌｏｗ」に下げてＢＤ信号を発生させる。走査線Ｌ２に沿ってレーザ光Ｌが走査されたときにＢＤセンサ６が出力するＢＤ信号は、ＢＤ信号がＯＮ（電位は「Ｌｏｗ」）の状態にあるパルス幅としての基準時間幅Ｔｓを有している。

図９（ａ）に示す受光量Ｐｓは、走査線Ｌ２の中心線Ｌｓが基準線ＣＬｓを通過するときの基準受光情報の一例である。

図９（ｂ）は、図７（ａ），（ｂ）及び図８に示した各走査線ＬＡ～ＬＤのＢＤ信号を示した図である。図９（ｂ）に示すＰａ，Ｐｂは、走査線ＬＡ，ＬＢの受光量である。また、Ｔａ，Ｔｂは、そのときのＢＤセンサ６が出力するＢＤ信号のＢＤパルス幅である。

図７（ｂ）に示すように、走査線ＬＣとＢＤセンサ６の受光面６ａとが重なる受光面積Ｍを面積Ｍｃとする。この受光面積Ｍｃは、図７（ａ）に示す走査線ＬＡ，ＬＢとＢＤセンサ６の受光面６ａとが重なる受光面積Ｍａ，Ｍｂよりも小さくなる。

そのため図９（ｂ）に示すように、走査線ＬＣによる受光面６ａの受光量Ｐｃは、走査線ＬＡ，ＬＢによる受光面６ａの受光量Ｐａ，Ｐｂと比較して減少する。受光量Ｐｃに対応するＢＤ信号の時間幅Ｔｃは、受光量Ｐａ、Ｐｂに対応するＢＤ信号の時間幅Ｔａ，Ｔｂよりも短くなる。

また、図８に示すように、走査線ＬＤとＢＤセンサ６の受光面６ａとが重なる受光面積Ｍを面積Ｍｄとする。この受光面積Ｍｄは、受光面積Ｍａ，Ｍｂよりも大きくなる。

そのため、図９（ｂ）に示すように、走査線ＬＤによる受光面６ａの受光量Ｐｄは、走査線ＬＡ，ＬＢによる受光面６ａの受光量Ｐａ，Ｐｂよりも増加する。

そのため、受光量Ｐｄに対応する時間幅Ｔｄは、受光量Ｐａ、Ｐｂに対応する時間幅Ｔａ，Ｔｂよりも長くなる。したがって、時間幅Ｔａ～Ｔｄは、以下の（７）式の関係になる。

Ｔｃ＜Ｔａ＝Ｔｂ＜Ｔｄ （７）
このように、受光面積Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄに応じて、ＢＤセンサ６が出力するＢＤ信号の時間幅Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ（パルス幅）が異なる。そして、時間幅Ｔａ～Ｔｄに基づいて各走査線ＬＡ～ＬＤの基準線ＣＬｓからの位置ずれ幅ｈｃ，－ｈｄを検出することができる。つまり、各走査線ＬＡ～ＬＤの矢印Ｅ方向の位置を検出することができる。

尚、画像書き出し位置の基準となるＢＤ信号の生成タイミングは、図９（ｂ）に示す各時間幅Ｔａ～Ｔｄの中心値ＴＢにより取得している。各時間幅Ｔａ～Ｔｄの中心値ＴＢは一定である。各走査線ＬＡ～ＬＤの図７及び図８の矢印Ｅ方向の位置が異なっていたとしても各時間幅Ｔａ～Ｔｄの中心値ＴＢは一定である。このためＢＤ信号の生成タイミングのばらつきが無く、各走査線ＬＡ～ＬＤの図７及び図８の矢印Ｅ方向の位置が異なることに起因する主走査方向の画像劣化は生じない。

画像形成装置１０１には、図３に示すように、制御部としてのＣＰＵ２０と、記憶部としてのメモリ２１が設けられている。ＣＰＵ２０は、各時間幅Ｔａ～Ｔｄに基づいて、レーザ光Ｌの矢印Ｅ方向の位置を検知する。メモリ２１には、予め走査線Ｌ２が基準線ＣＬｓを通過する場合の基準時間幅Ｔｓが記憶されている。ＣＰＵ２０には、半導体レーザ１とＢＤセンサ６が接続されている。ＢＤセンサ６が出力するＢＤ信号のパルス幅としての時間幅Ｔの情報は、ＣＰＵ２０に送られる。

ＣＰＵ２０は、時間幅Ｔａ～Ｔｄと基準時間幅Ｔｓを比較して各走査線の位置ずれ幅ｈｃ，－ｈｄを検出する。

時間幅Ｔａ～Ｔｄは、各受光量Ｐａ～Ｐｄが、所定の光量Ｐｔｈ（閾値）に到達した各時刻ｔａ１，ｔｂ１，ｔｃ１，ｔｄ１、及び各受光量Ｐａ～Ｐｄが、所定の光量Ｐｔｈよりも減少した各時刻ｔａ２，ｔｂ２，ｔｃ２，ｔｄ２から算出できる。

各時間幅Ｔａ～Ｔｄと、基準線ＣＬｓからの位置ずれ幅ｈｃ，－ｈｄと、を関連付けたデータテーブルは、メモリ２１に記憶されている。

本実施形態では、ＢＤセンサ６の受光面６ａにより検出したレーザ光Ｌの検出受光情報として各受光量Ｐａ～Ｐｄを用いた。

受光量以外に、各受光面積Ｍａ～Ｍｄを用いることもできる。

この場合は、各受光面積Ｍａ～Ｍｄと、基準線ＣＬｓからの位置ずれ幅ｈｃ，－ｈｄと、を関連付けてデータテーブルを作成し、メモリ２１に記憶しておく。受光面６ａは、複数の光電変換素子のセルがマトリクス状に配置されており、レーザ光Ｌを受光してＯＮになった光電変換素子のセルの数を各受光面積Ｍａ～Ｍｄに置き換えることができる。

ＣＰＵ２０は、ＢＤセンサ６の受光面６ａで受光した受光面積Ｍａ～Ｍｄに基づいて、メモリ２１に記憶されているデータテーブルから基準線ＣＬｓからの走査線ＬＡ～ＬＤの位置ずれ幅ｈｃ，－ｈｄを検出することができる。走査線ＬＡ～ＬＤの位置ずれ幅ｈｃ，－ｈｄを検出すれば、走査線ＬＡ～ＬＤの副走査方向における間隔（走査線間隔）も検出できる。

ＣＰＵ２０は、各走査線ＬＡ～ＬＤの副走査方向の位置情報（又は走査線間隔の情報）を基に、半導体レーザ１を駆動制御してレーザ光Ｌの光量を変化させる。メモリ２１には、走査線間隔と補正光量の関係の補正テーブルが記憶されている。

具体的には、走査線間隔が密になっている走査線Ｌ２に対しては、メモリ２１に記憶された補正テーブルに基づいてレーザ光Ｌの光量を低下させる。一方、走査線間隔が疎になっている走査線Ｌ２に対しては、レーザ光Ｌの光量を増加させる。

その結果、ポリゴンミラー４の面倒れに起因するバンディング（周期的な帯状の濃淡ムラ）による画質低下を低減することができる。

半導体レーザ１から出射されるレーザ光Ｌの光量の補正制御は、画像形成装置１０１の最初の使用時に実施する。カラーの光走査装置１００においては、時間の経過とともにレーザ光Ｌの矢印Ｅ方向の位置が変化していく現象が現れる。その際には、レーザ光Ｌの矢印Ｅ方向の位置検出を常時実施しても良い。

なお、副走査方向における走査線Ｌ２の間隔が密な領域に対応するレーザ光Ｌの光量が、疎な領域に対応するレーザ光Ｌの光量よりも低くなるように、密な領域に対応するレーザ光Ｌと、疎な領域に対応するレーザ光Ｌの少なくとも一方を制御すればよい。

本実施形態では、矢印Ｅ方向のバンディングによる画質低下を低減させるためにレーザ光Ｌの光量を補正したが、他の方法を用いてバンディングによる画質低下を低減させても良い。

１ 半導体レーザ
２ アナモフィックレンズ
３ 開口絞り
４ ポリゴンミラー
５ 偏向器
６ ＢＤセンサ
７ ｆθレンズ
８ 感光ドラム
９ 光学箱
１０ 蓋
１１ａ 反射面
１２ 回路基板
１３ レジストローラ
１４ 排出トレイ
１５ 現像ローラ
１６ クリーニングユニット
１７ 現像ユニット
１８ 帯電ローラ
１９ 記録材
２０ ＣＰＵ
２１ メモリ
１００ 光走査装置
１０１ 画像形成装置
１０２ 光学台
１０３ 給送ユニット
１０４ 給送ローラ
１０５ 転写ローラ
１０６ 定着装置
１０６ａ 加熱ローラ
１０６ｂ 加圧ローラ
１０７ プロセスカートリッジ
１０８ 排出ローラ

Claims (8)

1. 感光体と、
   前記感光体を前記画像情報に応じたレーザ光で走査するスキャナユニットであって、前記レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を反射する回転多面鏡を有し前記レーザ光を偏向する偏向部と、前記偏向部で偏向されたレーザ光を受光するセンサと、を有するスキャナユニットと、
   前記センサの出力に応じて、前記レーザ光による走査開始タイミングを制御する制御部と、
   を有し、記録材に画像情報に応じた画像を形成する画像形成装置において、
   副走査方向における前記レーザ光の走査線の基準位置と、前記副走査方向における前記センサの受光面の中心位置がずれており、
   前記副走査方向において、前記回転多面鏡の各反射面による走査線は全て、その一部のみが前記センサの前記受光面を通過するように設定されている、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記回転多面鏡の各反射面による走査線と前記センサの前記中心位置の位置関係は更に、前記走査線が前記基準位置から前記副走査方向にずれたとしても、前記走査線の前記副走査方向における中心が、前記センサの前記中心位置に対して前記基準位置が設けられた側と同じ側に位置するように、設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、
   前記受光面で前記レーザ光を受光した時の受光量に応じて、前記副走査方向における前記走査線の位置を検出する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、
   前記受光面で前記レーザ光を受光した時の受光面積に応じて、前記副走査方向における前記走査線の位置を検出する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、
   前記副走査方向における前記走査線の位置に応じて、前記光源の光量を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、
   前記副走査方向における前記走査線の間隔に応じて、前記光源の光量を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、
   前記副走査方向における前記走査線の間隔が密な領域に対応するレーザ光の光量が、疎な領域に対応するレーザ光の光量よりも低くなるように、前記密な領域に対応するレーザ光と、前記疎な領域に対応するレーザ光の少なくとも一方を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. レーザ光を出射する光源と、
   前記レーザ光を反射する回転多面鏡を有し前記レーザ光を偏向する偏向部と、
   前記偏向部で偏向されたレーザ光を受光し、前記レーザ光による走査開始タイミングを制御するために用いられるセンサと、
   を有し、感光体を画像情報に応じた前記レーザ光で走査するスキャナユニットにおいて、
   副走査方向における前記レーザ光の走査線の基準位置と、前記副走査方向における前記センサの受光面の中心位置がずれており、
   前記副走査方向において、前記回転多面鏡の各反射面による走査線は全て、その一部のみが前記センサの前記受光面を通過するように設定されている、
   ことを特徴とするスキャナユニット。

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