光走査装置及び画像形成装置
【課題】フォトダイオードの少ない低コストな光走査装置を提供する。
【解決手段】レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから発せられたレーザ光を反射し走査するために回転するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を受光する受光素子と、を有し、前記レーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子と、前記受光素子とにより前記レーザ光を受光し、前記像坦持体に照射される前記レーザ光による色ずれ量の補正を行うため前記内蔵受光素子と前記受光素子の受光時間の時間差を計測することを特徴とする光走査装置を提供することにより上記課題を解決する。
【解決手段】レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから発せられたレーザ光を反射し走査するために回転するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を受光する受光素子と、を有し、前記レーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子と、前記受光素子とにより前記レーザ光を受光し、前記像坦持体に照射される前記レーザ光による色ずれ量の補正を行うため前記内蔵受光素子と前記受光素子の受光時間の時間差を計測することを特徴とする光走査装置を提供することにより上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真技術を用いたカラー画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムを帯電手段により帯電し、帯電された感光体ドラムに画像情報に応じたレーザ光照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像手段によって現像し、現像されたトナー像をシート材等に転写して画像を形成することが行われている。
【０００３】
また、このような一連の画像形成プロセスが実行される画像ステーションを複数備え、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＢＫ（ブラック）の各色の画像をそれぞれ像担持体に形成し、各像担持体の転写位置にて無端ベルト状の転写ベルト上に重ね合わせて形成した転写用カラー画像を記録紙に転写することによりカラー画像を形成するダンデム方式のカラー画像形成装置が普及しており、このような技術も開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このようなダンデム方式のレーザーブームプリンタに代表される画像形成装置では、４色全てで異なる作像手段を用い、紙面上に直接又は中間転写ベルト上にトナー画像を重ね合わせることによって、カラー画像を形成している。
【０００５】
このような、いわゆるダンデム方式の画像形成装置では、各色の画像を重ねる位置が微妙にずれることにより、安定したカラー画像を得ることができない。そのため各色ごとに位置ずれ補正用パターンを形成し、ＴＭセンサ等の検出手段によって各色の画像位置を検出し、４色全てを同一位置に重ね合わせるための位置ずれ補正が行われている。
【０００６】
この他、画像書き込み位置を揃えるためフォトダイオードを２個用意し、１つは照射光の光路に対して垂直に設置し、他の１つは、一つめのフォトダイオードに対して副走査方向（主走査方向を軸とした方向）に傾けて設置することで、この２個のフォトダイオードを通過するレーザ光の時間差を検出し、書き出し位置調整だけではなく、副走査方向のずれ量の検出、および補正が行われている（例えば、特許文献２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したように副走査方向のずれ量と主走査倍率の補正を実行することで主走査方向、および副走査方向の両走査方向の色ずれ量を補正することが可能であるが、フォトダイオードが少なくとも２個必要となり、コスト上昇の要因となっていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、低コストで画像書き込み位置の精度を向上させることができる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから発せられたレーザ光を反射し走査するために回転するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を受光する受光素子と、を有し、前記レーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子と、前記受光素子とにより前記レーザ光を受光し、前記像坦持体に照射される前記レーザ光による色ずれ量の補正を行うため前記内蔵受光素子と前記受光素子の受光時間の時間差を計測することを特徴とする。
【００１０】
また、前記受光素子は、前記受光素子に入射するレーザ光に対し傾いて設置されており、前記受光時間の時間差に基づき、前記像担持体における副走査方向の位置ズレの検出及び補正を行うことを特徴としてもよい。
【００１１】
また、本発明は、前記受光素子は、前記受光素子に入射するレーザ光に対し垂直に設置されており、前記受光時間の時間差に基づき、前記像担持体における主走査倍率補正を行うことを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記受光素子は、前記像担持体の走査方向の延長線上に設けられていることを特徴としてもよい。
【００１３】
また、前記レーザーダイオードは複数設けられており、第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光を、第２のレーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子により受光することを特徴としてもよい。
【００１４】
また、本発明は、前記第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光は、分光器を介しポリゴンミラーを照射し、前記ポリゴンミラーからの反射光を前記分光器により分光され、前記分光された反射光は、前記他のレーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子に入射することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記他のレーザーダイオードの光路上に設けられたレーザ光用光学素子であって、前記レーザ光用光学素子は、前記他のレーザーダイオードより発せられたレーザ光を収束させ、前記ポリゴンミラーに照射するとともに、前記第１のレーザーダイオードより発せられた後、前記分光器により分光されたレーザ光を収束させ、前記他のレーザーダイオードにおける内蔵受光素子に入射させるものであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光は、ポリゴンミラーを照射し、この際にレーザ光とポリゴンミラーの面とをなす角が90度となったときに、反射した前記レーザ光が前記レーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子により受光することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記内蔵受光素子は、受光信号出力が所定の閾値レベルを超えた第１の時間と、前記閾値レベルを超えた後、前記所定の閾値レベル満たなくなる第２の時間とに基づき、前記第１の時間と前記第２の時間の中間の時間を同期検知信号とし、前記同期検知信号に基づき書き込み開始位置を算出することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を円筒状の像担持体に照射し走査することにより潜像を形成するための光学素子を有するものであって、前記光学素子及び前記ポリゴンミラーにおける異常を検知するため前記内蔵受光素子の受光信号に対し２以上の閾値レベルを設け、前記内蔵受光素子が受光する受光信号のピークの値が、前記２以上の閾値レベルのうち一方の閾値レベル以下である場合、または、前記内蔵受光素子が受光する受光信号のピークの値が、前記一方の閾値レベルよりも高い他の閾値レベル以上である場合には、前記光学素子及び前記ポリゴンミラーの異常を検出することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記光走査装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、低コストで画像書き込み位置の精度を向上させることができる光走査装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成図
【図２】第１の実施の形態における露光器の構成図
【図３】第１の実施の形態におけるフォトダイオードの説明図
【図４】レーザーダイオードの斜視図
【図５】第１の実施の形態における副走査方向の位置ズレ検出の説明図
【図６】第１の実施の形態における光学系の異常検出の説明図
【図７】第２の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成図
【図８】第３の実施の形態における露光器の構成図
【図９】第３の実施の形態におけるフォトダイオードの説明図
【図１０】第３の実施の形態における露光器の側面図
【図１１】第４の実施の形態における副走査方向の位置ズレ検出のフローチャート
【図１２】第５の実施の形態における主走査倍率補正のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
【００２３】
〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態について説明する。図１は本実施形態のカラー画像形成装置の作像原理を説明するための画像プロセス部及び転写ベルトの正面図である。
【００２４】
このカラー画像形成装置は、搬送ベルト（無端状搬送手段）に沿って各色の画像形成部が並べられた構成を備えるものであり、所謂、タンデムタイプといわれるものである。即ち、給紙トレイ１から給紙ローラ２と分離ローラ３とにより分離給紙される用紙（記録紙）４を搬送する搬送ベルト５に沿って、この搬送ベルト５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫが配列されている。
【００２５】
これら複数の画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部６Ｙはイエローのトナー画像を、画像形成部６Ｍはマゼンタのトナー画像を、画像形成部６Ｃはシアンのトナー画像を、画像形成部６ＢＫはブラックのトナー画像をそれぞれ形成する。よって、以下の説明では、画像形成部６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫは画像形成部６Ｙと同様であるので、その画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫの各構成要素については、画像形成装置６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、ＢＫによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
【００２６】
搬送ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレス（無端状）のベルトである。この駆動ローラ７は、駆動モータ（図示せず）により回転駆動され、この駆動モータと、駆動ローラ７と、従動ローラ８とが、無端状搬送手段である搬送ベルト５を回転させる駆動手段として機能する。
【００２７】
画像形成に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は最も上に載置されているものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト５に吸着されて最初の画像形成部６Ｙに搬送され、ここで、イエローのトナー画像を転写される。
【００２８】
画像形成部６Ｙは、像坦持体である感光体ドラム９Ｙ、この感光体ドラム９Ｙの周囲に配置された帯電器１０Ｙ、露光器１１、現像器１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｙ等から構成されている。露光器１１は、各画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫが形成するトナー画像の色に対応する露光光であるレーザ光１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫを照射するように構成されている。
【００２９】
画像形成に際し、感光体ドラム９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１０Ｙにより一様に帯電された後、露光器１１からのイエロー画像に対応したレーザ光１４Ｙにより露光され、静電潜像を形成される。現像器１２Ｙは、この静電潜像をイエローのトナーにより可視像化（現像）し、このことにより感光体ドラム９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。
【００３０】
このトナー画像は、感光体ドラム９Ｙと搬送ベルト５上の用紙４とが接する位置（転写位置）で、転写器１５Ｙの働きにより用紙４上に転写される。この転写により、用紙４上にイエローのトナー画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーが感光体クリーナにより払拭された後、除電器１３Ｙにより除電され、次の画像形成のために待機する。
【００３１】
以上のようにして、画像形成部６Ｙでイエローのトナー画像を転写された用紙４は、搬送ベルト５によって次の画像形成部６Ｍに搬送される。画像形成部６Ｍでは、画像形成部６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙４上に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。
【００３２】
用紙４は、さらに次の画像形成部６Ｃ、６ＢＫに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム９ＢＫ上に形成された黒のトナー画像とが、用紙４上に重畳されて転写される。こうして、用紙４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙４は、搬送ベルト５から剥離されて定着器１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００３３】
以上のような構成のカラー画像形成装置では、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの軸間距離の誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの平行度誤差、露光器１１内でレーザ光を偏向する偏向ミラー（図示せず）の設置誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫへの静電潜像の書込みタイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずることがある。こうした各色の位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれなどが知られている。
【００３４】
本実施形態では、搬送ベルト５上の副走査方向（搬送方向）に複数セットの位置ずれ補正用パターンを規則的に並べて作像し、画像形成部６ＢＫの下流側に、搬送ベルト５に対向するセンサ１７、１８、１９を配置して、位置ずれ補正用パターンを検出し、その理想位置からのずれにより、スキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ量を各々求める。そして、このずれ量を基に補正を行う。スキューに関しては、例えば露光器１１内の偏向ミラー若しくは露光器１１自体をアクチュエーターによって傾きを加えることなどによって、副走査方向のレジストずれに対しては、例えばラインの書き出しタイミング及び偏向ミラーの面位相制御によってずれ量の補正を行う。また、主走査方向の倍率誤差に関しては例えば書き込み画周波数の変更することによって補正を行う。さらに、主走査方向のレジストずれに関しては、主走査ラインの書き出しタイミングを変更することによってレジストずれの補正を行うことができる。
【００３５】
（露光器）
次に、本実施の形態におけるカラー画像形成装置の露光器について説明する。図２に、上述した露光器１１の内部構造を示す。各画像色の露光ビームであるレーザ光１４は、光源となるレーザーダイオード２４から出射される。出射されたレーザ光１４は、反射鏡であるポリゴンミラー２３により反射され、光学素子である光学系２５を介し光路調整等された後、感光体ドラム９の表面に照射される。反射鏡であるポリゴンミラー２３は６面体のミラーであり回転することにより、ポリゴンミラー２３の一面で反射したレーザ光１４が、光学系２５を介し感光体ドラム９の主走査方向に走査されるように構成されている。
【００３６】
尚、カラー印刷を行う場合には、各色、即ち、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫに対応した４つのレーザーダイオードを用い、各々のレーザーダイオードから出射される光を２色ずつの露光ビームに分けてポリゴンミラー２３の対向する反射面を用いることにより、各々の色に対応した異なる４つの感光体ドラムにおいて同時にレーザ光を照射し、露光することにより可能となる。
【００３７】
また、光学系２５は、通常ポリゴンミラー２３において反射したレーザ光１４を等間隔に揃える、ｆ−θレンズと、レーザ光を偏向する偏向ミラーにより構成されている。受光素子であるフォトダイオード２６は感光体ドラム９の主走査方向の開始端に設置されており、図３に示すようにレーザ光１４の光路に対し、θが４５°となるように設置されている。
【００３８】
次に、図４に基づきレーザーダイオード２４について説明する。図に示されるように、レーザーダイオード２４の内部には、レーザ光を発振するレーザーチップ２８と
レーザーダイオード２４に内蔵されている内蔵受光素子であるフォトダイオード２９を有している。レーザーチップ２８は、ポリゴンミラー２３にレーザ光を照射する一方で、ポリゴンミラー２３に対するレーザ光の照射方向とは逆方向にもレーザ光を出射する。そこで、ポリゴンミラー２３に照射するレーザ光の光量をモニターするために、フォトダイオード２９は、逆方向に出射されるレーザ光を受光し、受光したレーザ光の光量に応じた信号を出力する。そして、レーザーダイオード２４を制御する制御部は、フォトダイオード２９から得られた信号出力によりレーザーチップ２８から出射するレーザ光の光量を制御する。
【００３９】
ここで、図２に示すようにレーザーダイオード２４から出射されたレーザ光１４は、レーザ光１４の進行方向と、ポリゴンミラー２３の鏡面の一面とのなす角が９０°となったとき、鏡面により反射したレーザ光１４は、出射したレーザーダイオード２４に戻ってくる。この戻ってくる光を戻り光と呼び、この戻り光をレーザーダイオード２４内部のフォトダイオード２９で受光する。
【００４０】
図５に、戻り光を受光する前後におけるフォトダイオード２９の信号出力を示す。横軸が時間であり、縦軸が信号出力である。戻り光を受光する前後においては、レーザーチップ２８から出射されるレーザ光を受光することにより、一定の出力信号を得ている。しかし、フォトダイオード２９において受光した光の信号出力を示す。横軸が時間であり、縦軸が信号出力である。フォトダイオード２９では、一定の光を受光することにより、フォトダイオード２９における出力も一定であるが、戻り光がフォトダイオード２９に入射するとフォトダイオード２９からの信号出力が重畳され一時的に高くなる。ここで、閾値Ｓを設け、フォトダイオード２９からの出力が閾値Ｓを超えた時間Ｔ１と、その後に、閾値Ｓを下回った時間Ｔ２とを計測し、時間Ｔ１と時間Ｔ２との間の中間の時間Ｔｐを算出し同期検出信号として信号生成する。この同期検知信号を書き込み開始位置の基準信号として作像を行う。
【００４１】
フォトダイオード２９にて検出した同期検知信号の基準信号が検出されてからフォトダイオード２６でレーザ光１４を検出されるまでの時間の時間差を測定し、この時間差に基づき副走査方向の位置ズレ補正を行う。図３に示すように、副走査方向の位置ズレのない場合のレーザ光１４ａに対し、副走査方向の位置ズレが生じている場合のレーザ光１４ｂにおいては、フォトダイオード２６における検出時間に時間Ｔａｂだけズレが生じ、この時間Ｔａｂにより副走査方向の位置ズレを検出することができ、この時間Ｔａｂに基づき副走査方向の位置ズレを補正ずることが可能となる。また、副走査方向の位置ズレのない場合のレーザ光１４ａに対し、副走査方向の位置ズレが生じている場合のレーザ光１４ｃにおいては、フォトダイオード２６における検出時間に時間Ｔａｃだけズレが生じ、この時間Ｔａｃにより副走査方向の位置ズレを検出することができ、この時間Ｔａｃに基づき副走査方向の位置ズレを補正ずることが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態では、ポリゴンミラー２３の曇り等による光学系の異常を検知することも可能である。異常検知には、レーザーダイオード２４に内蔵されているフォトダイオード２９を用いる。
【００４３】
図６に、同期検知を行った際のフォトダイオード２９のアナログ出力信号を示す。図に示されるように、閾値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５と複数設け、同期検知信号の出力値のピークが、どの閾値の間にあるかにより、正常であるか異常であるか判断することが可能である。例えば、正常な場合における同期検知信号の出力値のピークはＳ２とＳ３の間であるとすると、これ以外、即ち、Ｓ２以上、又はＳ３以下の場合は異常であるものと判断され、光学系の異常を検知することができる。
【００４４】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。図７は本実施の形態のカラー画像形成装置の作像原理を説明するための画像プロセス部及び転写ベルトの正面図である。この図のカラー画像形成装置において、図１と同一の部分には図１と同一の符号を付した。
【００４５】
本実施の形態のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像は、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫと中間転写ベルト５とが接する位置（１次転写位置）で、転写器１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５ＢＫの働きにより中間転写ベルト５上に転写される。この転写により、中間転写ベルト５上に各色のトナーによる画像が重ね合わされたフルカラー画像が形成される。画像形成に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は最も上のものから順に送り出され、中間転写ベルト５上に搬送され、中間転写ベルト５と用紙４とが接する位置（２次転写位置２１）にて、フルカラーのトナー画像が転写される。２次転写位置２１には２次転写ローラ２２が配置されており、用紙４を中間転写ベルト５に押し当てることで転写効率を高めている。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙４は、中間転写ベルト５から剥離されて定着器１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００４６】
中間転写ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトであり、本実施形態によれば、中間転写ベルト５上に位置ずれ補正用パターンが形成され、それがセンサ１７、１８、１９にて読み取られる。位置ずれ補正用パターンの具体的構成、並びにそれの作成及び検出を行うと共に位置ずれ量を求めるための構成は第１の実施の形態と同じである。
【００４７】
また、光学系の異常検知の方法についても第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
なお、図７を用いて中間転写方式のカラー画像形成装置の作像原理を説明したが、中間転写方式に限らず、直接転写方式のカラー画像形成装置であってもよい。
【００４９】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、第２の実施の形態におけるカラー画像形成装置と同様の構成もののである。
【００５０】
図８に、本実施の形態におけるカラー画像形成装置の露光器１１の内部構造を示す。本実施の形態における露光器１１は、第１の実施の形態と異なる構成のものである。
【００５１】
この露光器１１は、各画像色の露光ビームであるレーザ光１４は、光源となるレーザーダイオード２４から出射される。出射されたレーザ光１４は、反射鏡であるポリゴンミラー２３により反射され、光学系２５を介し光路調整等された後、感光体ドラム９の表面に照射される。反射鏡であるポリゴンミラー２３は６面体のミラーであり、回転することにより、ポリゴンミラー２３の一面で反射したレーザ光１４が、感光体ドラム９の主走査方向に走査されるように構成されている。
【００５２】
尚、カラー印刷を行う場合には、各色、即ち、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫに対応した４つのレーザーダイオードを用い、各々のレーザーダイオードから出射される光を２色ずつの露光ビームに分けてポリゴンミラー２３の対向する反射面を用いることにより、各々の色に対応した異なる４つの感光体ドラムにレーザ光を照射し、露光することにより可能となる。
【００５３】
また、光学系２５は、通常ポリゴンミラー２３において反射したレーザ光１４を等間隔に揃える、ｆ−θレンズと、レーザ光を偏向する偏向ミラーにより構成されている。フォトダイオード３３は感光体ドラム９の主走査方向の終端に設置されており、図９に示すようにレーザ光１４の光路に対し、θが９０°となるように設置されている。
【００５４】
図１０に露光器１１を水平方向からみた図を示す。反射鏡であるポリゴンミラー２３は６面体のミラーが２段により構成されており、上段のポリゴンミラー２３ａはＢＫ（ブラック）に対応する光を走査するためのものであり、下段のポリゴンミラー２３ｂはＹ（イエロー）に対応する光を走査するためのものである。同期検知を実施する場合、ＢＫとＹは同じ方向の面を用いているため、上段又は下段のポリゴンミラーのうち一方のみ同期検知を実施すれば、その結果はもう一方のポリゴンミラーにおいても用いることができる。
【００５５】
このような構成の露光器１１において、レーザーダイオード２４ＢＫより出射したレーザ光はコリメートレンズ３４ＢＫにより光収束され、ハーフミラー又はビームスプリッタ等の分光器３５により分光され、分光された光のうち一方のレーザ光は直進しポリゴンミラー２３ａを照射し、他方の光はコリメートレンズ３４Ｙにより光収束され、レーザーダイオード２４Ｙの内部におけるフォトダイオード２９Ｙに入射する。この際、レーザーダイオード２４Ｙは発光していないため、レーザ光同士が干渉することなくフォトダイオード２９Ｙにおいてレーザ光の光信号を検出することができる。
【００５６】
このようにして検出した信号を第１の実施の形態において説明した方法と同様の方法により同期検知信号を生成する。尚、本実施の形態におけるコリメートレンズ３４Ｙはレーザーダイオード２４Ｙから分光器３５により分光されたレーザ光についても光収束させる特性を有している。
【００５７】
このような構成のカラー画像形成装置において、開始端となる位置に設けられるフォトダイオードとしてフォトダイオード２９Ｙを用い、終端となる位置に設けられているフォトダイオード３３とにより、フォトダイオード２９Ｙにより受光検出した時間からフォトダイオード３３により受光検出した時間の時間差を算出し、この時間差に基づき主走査倍率補正を行う。
【００５８】
本実施の形態では、二つのフォトダイオードのうち一方のフォトダイオードをレーザーダイオードに内蔵されているフォトダイオードを用いることにより、使用するフォトダイオードの数を１つ減らすことができ、カラー画像形成装置のコストを低下させることができる。
【００５９】
尚、光学系の異常検知の方法は第１の実施の形態と同様の方法により行う。
【００６０】
また、第１から第３の実施の形態におけるカラー画像形成装置において、各々の形態における方法を組み合わせることが可能である。
【００６１】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１及び第２の実施の形態におけるカラー画像形成装置における副走査方向の位置ズレ及び補正を行うための方法に関するものである。
【００６２】
本実施の形態について、図１１に基づき説明する。
【００６３】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、ポリゴンミラー２３を回転させるためのポリゴンモーターを回転させる。
【００６４】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、レーザーダイオード２４を点灯させる。
【００６５】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、レーザーダイオード２４に内蔵されているフォトダイオード２９にレーザ光が入射したか否かが判断される。フォトダイオード２９にレーザ光が入射した場合にはステップ１０８に移行する。一方、フォトダイオード２９にレーザ光が入射していない場合にはステップ１０６に移行する。
【００６６】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、フォトダイオード２９にレーザ光が入射してからフォトダイオード２６に光が入射するまでの時間がカウントされる。これにより、フォトダイオード２９にレーザ光が入射してからフォトダイオード２６に光が入射するまでの時間差を計測する。
【００６７】
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、画像書き込み位置の算出が行われる。
【００６８】
次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、画像書き込み位置の設定が行われる。
【００６９】
次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、フォトダイオード２６にレーザ光が入射したか否かが判断される。フォトダイオード２６にレーザ光が入射した場合にはステップ１１６に移行する。一方、フォトダイオード２６にレーザ光が入射していない場合にはステップ１１４に移行する。
【００７０】
次に、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、副走査方向の位置ズレ補正量の算出が行われる。
【００７１】
次に、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、副走査方向の位置ズレ補正が行われる。
【００７２】
以上により副走査方向の位置ズレ検出及び補正が終了する。
【００７３】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は第３の実施の形態におけるカラー画像形成装置において、主走査倍率補正量の算出と補正を行うための方法に関するものである。
【００７４】
本実施の形態について、図１２に基づき説明する。
【００７５】
最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）において、ポリゴンミラー２３を回転させるためのポリゴンモーターを回転させる。
【００７６】
次に、ステップ２０４（Ｓ２０４）において、レーザーダイオード２４ＢＫを点灯させる。
【００７７】
次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）において、レーザーダイオード２４Ｙに内蔵されているフォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射したか否かが判断される。フォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射した場合にはステップ２０８に移行する。一方、フォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射していない場合にはステップ２０６に移行する。
【００７８】
次に、ステップ２０８（Ｓ２０８）において、フォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射してからフォトダイオード３３に光が入射するまでの時間がカウントされる。これにより、フォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射してからフォトダイオード３３に光が入射するまでの時間差を計測する。
【００７９】
次に、ステップ２１０（Ｓ２１０）において、画像書き込み位置の算出が行われる。
【００８０】
次に、ステップ２１２（Ｓ２１２）において、画像書き込み位置の設定が行われる。
【００８１】
次に、ステップ２１４（Ｓ２１４）において、フォトダイオード３３にレーザ光が入射したか否かが判断される。フォトダイオード３３にレーザ光が入射した場合にはステップ２１６に移行する。一方、フォトダイオード３３にレーザ光が入射していない場合にはステップ２１４に移行する。
【００８２】
次に、ステップ２１６（Ｓ２１６）において、副走査方向の位置ズレ補正量の算出が行われる。
【００８３】
次に、ステップ２１８（Ｓ２１８）において、副走査方向の位置ズレ補正が行われる。
【００８４】
以上により、主走査倍率補正量の算出と補正が終了する。
【００８５】
尚、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００８６】
１ 用紙トレイ
２ 給紙ローラ
３ 分離ローラ
４ 用紙（記録紙）
５ 搬送ベルト
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫ 画像形成部
７ 駆動ローラ
８ 従動ローラ
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫ 感光体ドラム
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ 帯電器
１１ 露光器
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ 現像器
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫ 除電器
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫ レーザ光
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５ＢＫ 転写器
１６ 定着器
１７、１８、１９ センサ
２１ ２次転写位置
２２ ２次転写ローラ
２３ ポリゴンミラー
２４ レーザーダイオード
２５ 光学系
２６ フォトダイオード
２８ レーザーチップ
２９ フォトダイオード
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特開２００８−４０２３８号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７７７４号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真技術を用いたカラー画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムを帯電手段により帯電し、帯電された感光体ドラムに画像情報に応じたレーザ光照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像手段によって現像し、現像されたトナー像をシート材等に転写して画像を形成することが行われている。
【０００３】
また、このような一連の画像形成プロセスが実行される画像ステーションを複数備え、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＢＫ（ブラック）の各色の画像をそれぞれ像担持体に形成し、各像担持体の転写位置にて無端ベルト状の転写ベルト上に重ね合わせて形成した転写用カラー画像を記録紙に転写することによりカラー画像を形成するダンデム方式のカラー画像形成装置が普及しており、このような技術も開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このようなダンデム方式のレーザーブームプリンタに代表される画像形成装置では、４色全てで異なる作像手段を用い、紙面上に直接又は中間転写ベルト上にトナー画像を重ね合わせることによって、カラー画像を形成している。
【０００５】
このような、いわゆるダンデム方式の画像形成装置では、各色の画像を重ねる位置が微妙にずれることにより、安定したカラー画像を得ることができない。そのため各色ごとに位置ずれ補正用パターンを形成し、ＴＭセンサ等の検出手段によって各色の画像位置を検出し、４色全てを同一位置に重ね合わせるための位置ずれ補正が行われている。
【０００６】
この他、画像書き込み位置を揃えるためフォトダイオードを２個用意し、１つは照射光の光路に対して垂直に設置し、他の１つは、一つめのフォトダイオードに対して副走査方向（主走査方向を軸とした方向）に傾けて設置することで、この２個のフォトダイオードを通過するレーザ光の時間差を検出し、書き出し位置調整だけではなく、副走査方向のずれ量の検出、および補正が行われている（例えば、特許文献２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したように副走査方向のずれ量と主走査倍率の補正を実行することで主走査方向、および副走査方向の両走査方向の色ずれ量を補正することが可能であるが、フォトダイオードが少なくとも２個必要となり、コスト上昇の要因となっていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、低コストで画像書き込み位置の精度を向上させることができる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから発せられたレーザ光を反射し走査するために回転するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を受光する受光素子と、を有し、前記レーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子と、前記受光素子とにより前記レーザ光を受光し、前記像坦持体に照射される前記レーザ光による色ずれ量の補正を行うため前記内蔵受光素子と前記受光素子の受光時間の時間差を計測することを特徴とする。
【００１０】
また、前記受光素子は、前記受光素子に入射するレーザ光に対し傾いて設置されており、前記受光時間の時間差に基づき、前記像担持体における副走査方向の位置ズレの検出及び補正を行うことを特徴としてもよい。
【００１１】
また、本発明は、前記受光素子は、前記受光素子に入射するレーザ光に対し垂直に設置されており、前記受光時間の時間差に基づき、前記像担持体における主走査倍率補正を行うことを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記受光素子は、前記像担持体の走査方向の延長線上に設けられていることを特徴としてもよい。
【００１３】
また、前記レーザーダイオードは複数設けられており、第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光を、第２のレーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子により受光することを特徴としてもよい。
【００１４】
また、本発明は、前記第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光は、分光器を介しポリゴンミラーを照射し、前記ポリゴンミラーからの反射光を前記分光器により分光され、前記分光された反射光は、前記他のレーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子に入射することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記他のレーザーダイオードの光路上に設けられたレーザ光用光学素子であって、前記レーザ光用光学素子は、前記他のレーザーダイオードより発せられたレーザ光を収束させ、前記ポリゴンミラーに照射するとともに、前記第１のレーザーダイオードより発せられた後、前記分光器により分光されたレーザ光を収束させ、前記他のレーザーダイオードにおける内蔵受光素子に入射させるものであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光は、ポリゴンミラーを照射し、この際にレーザ光とポリゴンミラーの面とをなす角が90度となったときに、反射した前記レーザ光が前記レーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子により受光することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記内蔵受光素子は、受光信号出力が所定の閾値レベルを超えた第１の時間と、前記閾値レベルを超えた後、前記所定の閾値レベル満たなくなる第２の時間とに基づき、前記第１の時間と前記第２の時間の中間の時間を同期検知信号とし、前記同期検知信号に基づき書き込み開始位置を算出することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を円筒状の像担持体に照射し走査することにより潜像を形成するための光学素子を有するものであって、前記光学素子及び前記ポリゴンミラーにおける異常を検知するため前記内蔵受光素子の受光信号に対し２以上の閾値レベルを設け、前記内蔵受光素子が受光する受光信号のピークの値が、前記２以上の閾値レベルのうち一方の閾値レベル以下である場合、または、前記内蔵受光素子が受光する受光信号のピークの値が、前記一方の閾値レベルよりも高い他の閾値レベル以上である場合には、前記光学素子及び前記ポリゴンミラーの異常を検出することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記光走査装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、低コストで画像書き込み位置の精度を向上させることができる光走査装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成図
【図２】第１の実施の形態における露光器の構成図
【図３】第１の実施の形態におけるフォトダイオードの説明図
【図４】レーザーダイオードの斜視図
【図５】第１の実施の形態における副走査方向の位置ズレ検出の説明図
【図６】第１の実施の形態における光学系の異常検出の説明図
【図７】第２の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成図
【図８】第３の実施の形態における露光器の構成図
【図９】第３の実施の形態におけるフォトダイオードの説明図
【図１０】第３の実施の形態における露光器の側面図
【図１１】第４の実施の形態における副走査方向の位置ズレ検出のフローチャート
【図１２】第５の実施の形態における主走査倍率補正のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
【００２３】
〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態について説明する。図１は本実施形態のカラー画像形成装置の作像原理を説明するための画像プロセス部及び転写ベルトの正面図である。
【００２４】
このカラー画像形成装置は、搬送ベルト（無端状搬送手段）に沿って各色の画像形成部が並べられた構成を備えるものであり、所謂、タンデムタイプといわれるものである。即ち、給紙トレイ１から給紙ローラ２と分離ローラ３とにより分離給紙される用紙（記録紙）４を搬送する搬送ベルト５に沿って、この搬送ベルト５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫが配列されている。
【００２５】
これら複数の画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部６Ｙはイエローのトナー画像を、画像形成部６Ｍはマゼンタのトナー画像を、画像形成部６Ｃはシアンのトナー画像を、画像形成部６ＢＫはブラックのトナー画像をそれぞれ形成する。よって、以下の説明では、画像形成部６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫは画像形成部６Ｙと同様であるので、その画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫの各構成要素については、画像形成装置６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、ＢＫによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
【００２６】
搬送ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレス（無端状）のベルトである。この駆動ローラ７は、駆動モータ（図示せず）により回転駆動され、この駆動モータと、駆動ローラ７と、従動ローラ８とが、無端状搬送手段である搬送ベルト５を回転させる駆動手段として機能する。
【００２７】
画像形成に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は最も上に載置されているものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト５に吸着されて最初の画像形成部６Ｙに搬送され、ここで、イエローのトナー画像を転写される。
【００２８】
画像形成部６Ｙは、像坦持体である感光体ドラム９Ｙ、この感光体ドラム９Ｙの周囲に配置された帯電器１０Ｙ、露光器１１、現像器１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｙ等から構成されている。露光器１１は、各画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫが形成するトナー画像の色に対応する露光光であるレーザ光１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫを照射するように構成されている。
【００２９】
画像形成に際し、感光体ドラム９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１０Ｙにより一様に帯電された後、露光器１１からのイエロー画像に対応したレーザ光１４Ｙにより露光され、静電潜像を形成される。現像器１２Ｙは、この静電潜像をイエローのトナーにより可視像化（現像）し、このことにより感光体ドラム９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。
【００３０】
このトナー画像は、感光体ドラム９Ｙと搬送ベルト５上の用紙４とが接する位置（転写位置）で、転写器１５Ｙの働きにより用紙４上に転写される。この転写により、用紙４上にイエローのトナー画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーが感光体クリーナにより払拭された後、除電器１３Ｙにより除電され、次の画像形成のために待機する。
【００３１】
以上のようにして、画像形成部６Ｙでイエローのトナー画像を転写された用紙４は、搬送ベルト５によって次の画像形成部６Ｍに搬送される。画像形成部６Ｍでは、画像形成部６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙４上に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。
【００３２】
用紙４は、さらに次の画像形成部６Ｃ、６ＢＫに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム９ＢＫ上に形成された黒のトナー画像とが、用紙４上に重畳されて転写される。こうして、用紙４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙４は、搬送ベルト５から剥離されて定着器１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００３３】
以上のような構成のカラー画像形成装置では、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの軸間距離の誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの平行度誤差、露光器１１内でレーザ光を偏向する偏向ミラー（図示せず）の設置誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫへの静電潜像の書込みタイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずることがある。こうした各色の位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれなどが知られている。
【００３４】
本実施形態では、搬送ベルト５上の副走査方向（搬送方向）に複数セットの位置ずれ補正用パターンを規則的に並べて作像し、画像形成部６ＢＫの下流側に、搬送ベルト５に対向するセンサ１７、１８、１９を配置して、位置ずれ補正用パターンを検出し、その理想位置からのずれにより、スキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ量を各々求める。そして、このずれ量を基に補正を行う。スキューに関しては、例えば露光器１１内の偏向ミラー若しくは露光器１１自体をアクチュエーターによって傾きを加えることなどによって、副走査方向のレジストずれに対しては、例えばラインの書き出しタイミング及び偏向ミラーの面位相制御によってずれ量の補正を行う。また、主走査方向の倍率誤差に関しては例えば書き込み画周波数の変更することによって補正を行う。さらに、主走査方向のレジストずれに関しては、主走査ラインの書き出しタイミングを変更することによってレジストずれの補正を行うことができる。
【００３５】
（露光器）
次に、本実施の形態におけるカラー画像形成装置の露光器について説明する。図２に、上述した露光器１１の内部構造を示す。各画像色の露光ビームであるレーザ光１４は、光源となるレーザーダイオード２４から出射される。出射されたレーザ光１４は、反射鏡であるポリゴンミラー２３により反射され、光学素子である光学系２５を介し光路調整等された後、感光体ドラム９の表面に照射される。反射鏡であるポリゴンミラー２３は６面体のミラーであり回転することにより、ポリゴンミラー２３の一面で反射したレーザ光１４が、光学系２５を介し感光体ドラム９の主走査方向に走査されるように構成されている。
【００３６】
尚、カラー印刷を行う場合には、各色、即ち、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫに対応した４つのレーザーダイオードを用い、各々のレーザーダイオードから出射される光を２色ずつの露光ビームに分けてポリゴンミラー２３の対向する反射面を用いることにより、各々の色に対応した異なる４つの感光体ドラムにおいて同時にレーザ光を照射し、露光することにより可能となる。
【００３７】
また、光学系２５は、通常ポリゴンミラー２３において反射したレーザ光１４を等間隔に揃える、ｆ−θレンズと、レーザ光を偏向する偏向ミラーにより構成されている。受光素子であるフォトダイオード２６は感光体ドラム９の主走査方向の開始端に設置されており、図３に示すようにレーザ光１４の光路に対し、θが４５°となるように設置されている。
【００３８】
次に、図４に基づきレーザーダイオード２４について説明する。図に示されるように、レーザーダイオード２４の内部には、レーザ光を発振するレーザーチップ２８と
レーザーダイオード２４に内蔵されている内蔵受光素子であるフォトダイオード２９を有している。レーザーチップ２８は、ポリゴンミラー２３にレーザ光を照射する一方で、ポリゴンミラー２３に対するレーザ光の照射方向とは逆方向にもレーザ光を出射する。そこで、ポリゴンミラー２３に照射するレーザ光の光量をモニターするために、フォトダイオード２９は、逆方向に出射されるレーザ光を受光し、受光したレーザ光の光量に応じた信号を出力する。そして、レーザーダイオード２４を制御する制御部は、フォトダイオード２９から得られた信号出力によりレーザーチップ２８から出射するレーザ光の光量を制御する。
【００３９】
ここで、図２に示すようにレーザーダイオード２４から出射されたレーザ光１４は、レーザ光１４の進行方向と、ポリゴンミラー２３の鏡面の一面とのなす角が９０°となったとき、鏡面により反射したレーザ光１４は、出射したレーザーダイオード２４に戻ってくる。この戻ってくる光を戻り光と呼び、この戻り光をレーザーダイオード２４内部のフォトダイオード２９で受光する。
【００４０】
図５に、戻り光を受光する前後におけるフォトダイオード２９の信号出力を示す。横軸が時間であり、縦軸が信号出力である。戻り光を受光する前後においては、レーザーチップ２８から出射されるレーザ光を受光することにより、一定の出力信号を得ている。しかし、フォトダイオード２９において受光した光の信号出力を示す。横軸が時間であり、縦軸が信号出力である。フォトダイオード２９では、一定の光を受光することにより、フォトダイオード２９における出力も一定であるが、戻り光がフォトダイオード２９に入射するとフォトダイオード２９からの信号出力が重畳され一時的に高くなる。ここで、閾値Ｓを設け、フォトダイオード２９からの出力が閾値Ｓを超えた時間Ｔ１と、その後に、閾値Ｓを下回った時間Ｔ２とを計測し、時間Ｔ１と時間Ｔ２との間の中間の時間Ｔｐを算出し同期検出信号として信号生成する。この同期検知信号を書き込み開始位置の基準信号として作像を行う。
【００４１】
フォトダイオード２９にて検出した同期検知信号の基準信号が検出されてからフォトダイオード２６でレーザ光１４を検出されるまでの時間の時間差を測定し、この時間差に基づき副走査方向の位置ズレ補正を行う。図３に示すように、副走査方向の位置ズレのない場合のレーザ光１４ａに対し、副走査方向の位置ズレが生じている場合のレーザ光１４ｂにおいては、フォトダイオード２６における検出時間に時間Ｔａｂだけズレが生じ、この時間Ｔａｂにより副走査方向の位置ズレを検出することができ、この時間Ｔａｂに基づき副走査方向の位置ズレを補正ずることが可能となる。また、副走査方向の位置ズレのない場合のレーザ光１４ａに対し、副走査方向の位置ズレが生じている場合のレーザ光１４ｃにおいては、フォトダイオード２６における検出時間に時間Ｔａｃだけズレが生じ、この時間Ｔａｃにより副走査方向の位置ズレを検出することができ、この時間Ｔａｃに基づき副走査方向の位置ズレを補正ずることが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態では、ポリゴンミラー２３の曇り等による光学系の異常を検知することも可能である。異常検知には、レーザーダイオード２４に内蔵されているフォトダイオード２９を用いる。
【００４３】
図６に、同期検知を行った際のフォトダイオード２９のアナログ出力信号を示す。図に示されるように、閾値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５と複数設け、同期検知信号の出力値のピークが、どの閾値の間にあるかにより、正常であるか異常であるか判断することが可能である。例えば、正常な場合における同期検知信号の出力値のピークはＳ２とＳ３の間であるとすると、これ以外、即ち、Ｓ２以上、又はＳ３以下の場合は異常であるものと判断され、光学系の異常を検知することができる。
【００４４】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。図７は本実施の形態のカラー画像形成装置の作像原理を説明するための画像プロセス部及び転写ベルトの正面図である。この図のカラー画像形成装置において、図１と同一の部分には図１と同一の符号を付した。
【００４５】
本実施の形態のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像は、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫと中間転写ベルト５とが接する位置（１次転写位置）で、転写器１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５ＢＫの働きにより中間転写ベルト５上に転写される。この転写により、中間転写ベルト５上に各色のトナーによる画像が重ね合わされたフルカラー画像が形成される。画像形成に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は最も上のものから順に送り出され、中間転写ベルト５上に搬送され、中間転写ベルト５と用紙４とが接する位置（２次転写位置２１）にて、フルカラーのトナー画像が転写される。２次転写位置２１には２次転写ローラ２２が配置されており、用紙４を中間転写ベルト５に押し当てることで転写効率を高めている。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙４は、中間転写ベルト５から剥離されて定着器１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００４６】
中間転写ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトであり、本実施形態によれば、中間転写ベルト５上に位置ずれ補正用パターンが形成され、それがセンサ１７、１８、１９にて読み取られる。位置ずれ補正用パターンの具体的構成、並びにそれの作成及び検出を行うと共に位置ずれ量を求めるための構成は第１の実施の形態と同じである。
【００４７】
また、光学系の異常検知の方法についても第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
なお、図７を用いて中間転写方式のカラー画像形成装置の作像原理を説明したが、中間転写方式に限らず、直接転写方式のカラー画像形成装置であってもよい。
【００４９】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、第２の実施の形態におけるカラー画像形成装置と同様の構成もののである。
【００５０】
図８に、本実施の形態におけるカラー画像形成装置の露光器１１の内部構造を示す。本実施の形態における露光器１１は、第１の実施の形態と異なる構成のものである。
【００５１】
この露光器１１は、各画像色の露光ビームであるレーザ光１４は、光源となるレーザーダイオード２４から出射される。出射されたレーザ光１４は、反射鏡であるポリゴンミラー２３により反射され、光学系２５を介し光路調整等された後、感光体ドラム９の表面に照射される。反射鏡であるポリゴンミラー２３は６面体のミラーであり、回転することにより、ポリゴンミラー２３の一面で反射したレーザ光１４が、感光体ドラム９の主走査方向に走査されるように構成されている。
【００５２】
尚、カラー印刷を行う場合には、各色、即ち、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫに対応した４つのレーザーダイオードを用い、各々のレーザーダイオードから出射される光を２色ずつの露光ビームに分けてポリゴンミラー２３の対向する反射面を用いることにより、各々の色に対応した異なる４つの感光体ドラムにレーザ光を照射し、露光することにより可能となる。
【００５３】
また、光学系２５は、通常ポリゴンミラー２３において反射したレーザ光１４を等間隔に揃える、ｆ−θレンズと、レーザ光を偏向する偏向ミラーにより構成されている。フォトダイオード３３は感光体ドラム９の主走査方向の終端に設置されており、図９に示すようにレーザ光１４の光路に対し、θが９０°となるように設置されている。
【００５４】
図１０に露光器１１を水平方向からみた図を示す。反射鏡であるポリゴンミラー２３は６面体のミラーが２段により構成されており、上段のポリゴンミラー２３ａはＢＫ（ブラック）に対応する光を走査するためのものであり、下段のポリゴンミラー２３ｂはＹ（イエロー）に対応する光を走査するためのものである。同期検知を実施する場合、ＢＫとＹは同じ方向の面を用いているため、上段又は下段のポリゴンミラーのうち一方のみ同期検知を実施すれば、その結果はもう一方のポリゴンミラーにおいても用いることができる。
【００５５】
このような構成の露光器１１において、レーザーダイオード２４ＢＫより出射したレーザ光はコリメートレンズ３４ＢＫにより光収束され、ハーフミラー又はビームスプリッタ等の分光器３５により分光され、分光された光のうち一方のレーザ光は直進しポリゴンミラー２３ａを照射し、他方の光はコリメートレンズ３４Ｙにより光収束され、レーザーダイオード２４Ｙの内部におけるフォトダイオード２９Ｙに入射する。この際、レーザーダイオード２４Ｙは発光していないため、レーザ光同士が干渉することなくフォトダイオード２９Ｙにおいてレーザ光の光信号を検出することができる。
【００５６】
このようにして検出した信号を第１の実施の形態において説明した方法と同様の方法により同期検知信号を生成する。尚、本実施の形態におけるコリメートレンズ３４Ｙはレーザーダイオード２４Ｙから分光器３５により分光されたレーザ光についても光収束させる特性を有している。
【００５７】
このような構成のカラー画像形成装置において、開始端となる位置に設けられるフォトダイオードとしてフォトダイオード２９Ｙを用い、終端となる位置に設けられているフォトダイオード３３とにより、フォトダイオード２９Ｙにより受光検出した時間からフォトダイオード３３により受光検出した時間の時間差を算出し、この時間差に基づき主走査倍率補正を行う。
【００５８】
本実施の形態では、二つのフォトダイオードのうち一方のフォトダイオードをレーザーダイオードに内蔵されているフォトダイオードを用いることにより、使用するフォトダイオードの数を１つ減らすことができ、カラー画像形成装置のコストを低下させることができる。
【００５９】
尚、光学系の異常検知の方法は第１の実施の形態と同様の方法により行う。
【００６０】
また、第１から第３の実施の形態におけるカラー画像形成装置において、各々の形態における方法を組み合わせることが可能である。
【００６１】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１及び第２の実施の形態におけるカラー画像形成装置における副走査方向の位置ズレ及び補正を行うための方法に関するものである。
【００６２】
本実施の形態について、図１１に基づき説明する。
【００６３】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、ポリゴンミラー２３を回転させるためのポリゴンモーターを回転させる。
【００６４】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、レーザーダイオード２４を点灯させる。
【００６５】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、レーザーダイオード２４に内蔵されているフォトダイオード２９にレーザ光が入射したか否かが判断される。フォトダイオード２９にレーザ光が入射した場合にはステップ１０８に移行する。一方、フォトダイオード２９にレーザ光が入射していない場合にはステップ１０６に移行する。
【００６６】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、フォトダイオード２９にレーザ光が入射してからフォトダイオード２６に光が入射するまでの時間がカウントされる。これにより、フォトダイオード２９にレーザ光が入射してからフォトダイオード２６に光が入射するまでの時間差を計測する。
【００６７】
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、画像書き込み位置の算出が行われる。
【００６８】
次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、画像書き込み位置の設定が行われる。
【００６９】
次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、フォトダイオード２６にレーザ光が入射したか否かが判断される。フォトダイオード２６にレーザ光が入射した場合にはステップ１１６に移行する。一方、フォトダイオード２６にレーザ光が入射していない場合にはステップ１１４に移行する。
【００７０】
次に、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、副走査方向の位置ズレ補正量の算出が行われる。
【００７１】
次に、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、副走査方向の位置ズレ補正が行われる。
【００７２】
以上により副走査方向の位置ズレ検出及び補正が終了する。
【００７３】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は第３の実施の形態におけるカラー画像形成装置において、主走査倍率補正量の算出と補正を行うための方法に関するものである。
【００７４】
本実施の形態について、図１２に基づき説明する。
【００７５】
最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）において、ポリゴンミラー２３を回転させるためのポリゴンモーターを回転させる。
【００７６】
次に、ステップ２０４（Ｓ２０４）において、レーザーダイオード２４ＢＫを点灯させる。
【００７７】
次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）において、レーザーダイオード２４Ｙに内蔵されているフォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射したか否かが判断される。フォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射した場合にはステップ２０８に移行する。一方、フォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射していない場合にはステップ２０６に移行する。
【００７８】
次に、ステップ２０８（Ｓ２０８）において、フォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射してからフォトダイオード３３に光が入射するまでの時間がカウントされる。これにより、フォトダイオード２９Ｙにレーザ光が入射してからフォトダイオード３３に光が入射するまでの時間差を計測する。
【００７９】
次に、ステップ２１０（Ｓ２１０）において、画像書き込み位置の算出が行われる。
【００８０】
次に、ステップ２１２（Ｓ２１２）において、画像書き込み位置の設定が行われる。
【００８１】
次に、ステップ２１４（Ｓ２１４）において、フォトダイオード３３にレーザ光が入射したか否かが判断される。フォトダイオード３３にレーザ光が入射した場合にはステップ２１６に移行する。一方、フォトダイオード３３にレーザ光が入射していない場合にはステップ２１４に移行する。
【００８２】
次に、ステップ２１６（Ｓ２１６）において、副走査方向の位置ズレ補正量の算出が行われる。
【００８３】
次に、ステップ２１８（Ｓ２１８）において、副走査方向の位置ズレ補正が行われる。
【００８４】
以上により、主走査倍率補正量の算出と補正が終了する。
【００８５】
尚、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００８６】
１ 用紙トレイ
２ 給紙ローラ
３ 分離ローラ
４ 用紙（記録紙）
５ 搬送ベルト
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫ 画像形成部
７ 駆動ローラ
８ 従動ローラ
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫ 感光体ドラム
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ 帯電器
１１ 露光器
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ 現像器
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫ 除電器
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫ レーザ光
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５ＢＫ 転写器
１６ 定着器
１７、１８、１９ センサ
２１ ２次転写位置
２２ ２次転写ローラ
２３ ポリゴンミラー
２４ レーザーダイオード
２５ 光学系
２６ フォトダイオード
２８ レーザーチップ
２９ フォトダイオード
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特開２００８−４０２３８号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７７７４号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーダイオードと、
前記レーザーダイオードから発せられたレーザ光を反射し走査するために回転するポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を受光する受光素子と、
を有し、
前記レーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子と、前記受光素子とにより前記レーザ光を受光し、
前記像坦持体に照射されるレーザ光による色ずれ量の補正を行うため前記内蔵受光素子と前記受光素子の受光時間の時間差を計測することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記受光素子は、前記受光素子に入射するレーザ光に対し傾いて設置されており、
前記受光時間の時間差に基づき、前記像担持体における副走査方向の位置ズレの検出及び補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記受光素子は、前記受光素子に入射するレーザ光に対し垂直に設置されており、
前記受光時間の時間差に基づき、前記像担持体における主走査倍率補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記受光素子は、前記像担持体の走査方向の延長線上に設けられていることを特徴とする請求項１から３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記レーザーダイオードは複数設けられており、
第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光を、第２のレーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子により受光することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光は、分光器を介しポリゴンミラーを照射し、前記ポリゴンミラーからの反射光を前記分光器により分光され、前記分光された反射光は、前記他のレーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子に入射することを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記他のレーザーダイオードの光路上に設けられたレーザ光用光学素子であって、
前記レーザ光用光学素子は、前記他のレーザーダイオードより発せられたレーザ光を収束させ、前記ポリゴンミラーに照射するとともに、前記第１のレーザーダイオードより発せられた後、前記分光器により分光されたレーザ光を収束させ、前記他のレーザーダイオードにおける内蔵受光素子に入射させるものであることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記内蔵受光素子は、受光信号出力が所定の閾値レベルを超えた第１の時間と、前記閾値レベルを超えた後、前記所定の閾値レベル満たなくなる第２の時間とに基づき、前記第１の時間と前記第２の時間の中間の時間を同期検知信号とし、前記同期検知信号に基づき書き込み開始位置を算出することを特徴とする請求項１から７に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を円筒状の像担持体に照射し走査することにより潜像を形成するための光学素子を有するものであって、
前記光学素子及び前記ポリゴンミラーにおける異常を検知するため前記内蔵受光素子の受光信号に対し２以上の閾値レベルを設け、
前記内蔵受光素子が受光する受光信号のピークの値が、前記２以上の閾値レベルのうち一方の閾値レベル以下である場合、または、前記内蔵受光素子が受光する受光信号のピークの値が、前記一方の閾値レベルよりも高い他の閾値レベル以上である場合には、前記光学素子及び前記ポリゴンミラーの異常を検出することを特徴とする請求項１から８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１から９に記載された光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
レーザーダイオードと、
前記レーザーダイオードから発せられたレーザ光を反射し走査するために回転するポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を受光する受光素子と、
を有し、
前記レーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子と、前記受光素子とにより前記レーザ光を受光し、
前記像坦持体に照射されるレーザ光による色ずれ量の補正を行うため前記内蔵受光素子と前記受光素子の受光時間の時間差を計測することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記受光素子は、前記受光素子に入射するレーザ光に対し傾いて設置されており、
前記受光時間の時間差に基づき、前記像担持体における副走査方向の位置ズレの検出及び補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記受光素子は、前記受光素子に入射するレーザ光に対し垂直に設置されており、
前記受光時間の時間差に基づき、前記像担持体における主走査倍率補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記受光素子は、前記像担持体の走査方向の延長線上に設けられていることを特徴とする請求項１から３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記レーザーダイオードは複数設けられており、
第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光を、第２のレーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子により受光することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第１のレーザーダイオードにより発せられたレーザ光は、分光器を介しポリゴンミラーを照射し、前記ポリゴンミラーからの反射光を前記分光器により分光され、前記分光された反射光は、前記他のレーザーダイオードに内蔵されている内蔵受光素子に入射することを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記他のレーザーダイオードの光路上に設けられたレーザ光用光学素子であって、
前記レーザ光用光学素子は、前記他のレーザーダイオードより発せられたレーザ光を収束させ、前記ポリゴンミラーに照射するとともに、前記第１のレーザーダイオードより発せられた後、前記分光器により分光されたレーザ光を収束させ、前記他のレーザーダイオードにおける内蔵受光素子に入射させるものであることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記内蔵受光素子は、受光信号出力が所定の閾値レベルを超えた第１の時間と、前記閾値レベルを超えた後、前記所定の閾値レベル満たなくなる第２の時間とに基づき、前記第１の時間と前記第２の時間の中間の時間を同期検知信号とし、前記同期検知信号に基づき書き込み開始位置を算出することを特徴とする請求項１から７に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザ光を円筒状の像担持体に照射し走査することにより潜像を形成するための光学素子を有するものであって、
前記光学素子及び前記ポリゴンミラーにおける異常を検知するため前記内蔵受光素子の受光信号に対し２以上の閾値レベルを設け、
前記内蔵受光素子が受光する受光信号のピークの値が、前記２以上の閾値レベルのうち一方の閾値レベル以下である場合、または、前記内蔵受光素子が受光する受光信号のピークの値が、前記一方の閾値レベルよりも高い他の閾値レベル以上である場合には、前記光学素子及び前記ポリゴンミラーの異常を検出することを特徴とする請求項１から８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１から９に記載された光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２１７７２８（Ｐ２０１０−２１７７２８Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６４５１（Ｐ２００９−６６４５１）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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