JP6331676B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏光器に回転多面鏡を搭載し、かつアンダーフィルド方式で動作する露光部を備えた画像形成装置に関する。

回転多面鏡（ポリゴンミラー）の各反射面は、理想的には平面であることが望ましい。しかし、機械加工の精度誤差により、微細な凹凸（例えば、基準面からの高低差は数ｎｍ〜数十ｎｍ、幅はｍｍ程度）が主走査方向に沿って局部的に存在する場合がある。反射面における主走査方向は、反射面上を光ビームが移動する方向である。この反射面において光ビームが主走査方向に移動すると、反射面で反射した光ビームが感光体の主走査方向（用紙の幅方向に対応）に移動する。主走査方向に垂直な方向が副走査方向である。一般に、画像形成装置の露光部（プリントヘッド）では、偏向器に用いられる回転多面鏡の副走査方向の面倒れによる副走査方向の位置ずれを補正する目的で、露光部の光源から射出された光ビーム（光束）を一度、反射面上の副走査方向の所定位置に線像として結像させる。

図９は、一般的な回転多面鏡に照射された光ビームが反射する様子を示す図である。
図１０は、一般的な回転多面鏡の一の反射面に照射された光ビームによる線像を示す図である。図１０において、Ｘ軸方向は反射面に垂直な方向を示す。
図９に示すように、回転多面鏡２３０は、光源から射出された光ビームの光束２３１を反射面（走査面）で反射し、反射後の光ビームの光束２３２として偏向する。光ビームは回転多面鏡２３０の反射面の中央付近（一点鎖線部分）の主走査方向に長さ数ｍｍ程度の線像２３３として結像され、その後、線像２３３の位置が回転多面鏡２３０の回転に伴い走査面の主走査方向に移動する。これにより、感光体の主走査方向に光ビームが走査される。

例えば、特許文献１では、予め測定したポリゴンミラー各反射面の走査時間から、反射面の特定を行い、かつ予め測定したポリゴンミラーの副走査方向の面倒れの程度を示すデータから、感光体上に形成される光ビームのビームスポットの副走査方向の位置のバラつきを計算する。そして、計算結果に基づき露光部の光源が射出する光ビームの光量を調整することにより、ビームスポットの副走査方向の位置のバラつきに起因する濃度むら（ピッチむら）を補正する。

特開２０１１−１４８１４２号公報

ところで、回転多面鏡を用いた偏光器は、図１１に示すアンダーフィルド光学系と、図１２に示すオーバーフィルド光学系に分けられる。なお、図９に例示した回転多面鏡２３０はアンダーフィルド光学系である。
図１１に示すように、アンダーフィルド光学系では、入射光束２０１の幅は回転多面鏡２００における反射面の主走査方向の幅（長さ）よりも狭く（反射面幅＞光束幅）、感光体の像高により、同一反射面内で入射光束２０１の走査位置が異なる。ここで像高とは、感光体に照射された光ビームの、感光体の基準位置（例えば露光開始位置）から主走査方向に離れた距離である。図１１に示すように、偏向角が０°の時、入射光束２０１が反射面の中央付近に照射され、反射光束２０２は入射光束２０１と逆向きに反射する。偏向角が任意のθ°の時には、回転多面鏡２００がθ°回転し、その回転に伴い入射光束２０１が反射する位置は反射面の中央付近から離れた位置に移動する。すなわち、回転多面鏡２００は、像高に応じて反射面の一部を用いて光ビームの偏光を行うため、像高ごとに反射面の反射条件が異なる。

一方、オーバーフィルド光学系では、入射光束２１１の幅は回転多面鏡２１０における反射面の主走査方向の幅（長さ）よりも広く（反射面幅＜光束幅）、偏向角に応じた所定の反射面で反射した反射光束２１２の一部が感光体に照射される。すなわち、回転多面鏡２１０は、全像高において反射面の全面を用いて光ビームの偏光を行うため、像高ごとに反射面の反射条件が同じである。

上述したアンダーフィルド方式の露光部では、線像が回転多面鏡の回転とともに主走査方向に沿って移動する。そのため、線像が微細な凹凸と重なり反射すると、被走査面での特定位置で光ビームのビームスポット形状が変化し、本来露光しない箇所が露光及び現像されてしまう。それにより、凹凸がある反射面では、凹凸がない反射面と比較して、濃度むら（ピッチむら）等の画像劣化が生じる問題がある。

ここで、図１３及び図１４を参照して、回転多面鏡の反射面の違いによる画像品質への影響について説明する。
図１３は、回転多面鏡の反射面が理想的な平面である場合の説明図であり、図１３Ａは反射面の主走査方向の中心を原点とした位置［ｍｍ］と反射面の基準平面位置を原点とした高さ方向（Ｘ軸方向）の誤差［ｎｍ］との関係例を示すグラフを示し、図１３Ｂは感光体の被走査面に形成されるビームスポット形状を示し、図１３Ｃは出力画像の例を示す。
図１４は、回転多面鏡の反射面に凹凸がある場合の説明図であり、図１４Ａは反射面の主走査方向の位置［ｍｍ］と高さ方向（Ｘ軸方向）の誤差［ｎｍ］との関係例を示すグラフを示し、図１４Ｂは被走査面でのビームスポット形状を示し、図１４Ｃは出力画像の例を示す。

図１３Ａにおいて誤差特性２４０で示すように、反射面が理想的な平面である場合には、任意の線像領域２４１において、反射面の高さ方向の誤差はほぼ０である。このときの反射面（被走査面）でのビームスポット２４２は、上下左右にほぼ均等な円に近い形状である（図１３Ｂ）。ここで、ビームスポット２４２は、所定の現像しきい値以上の強度を持つ光ビームにより発生するビームスポット。その結果、用紙に形成される出力画像２４３には濃度むらが発生しない（図１３Ｃ）。

一方、図１４Ａにおいて誤差特性２５０で示すように、反射面に微細な凹凸が存在する場合には、任意の線像領域２５１において、反射面の高さ方向に誤差が存在する。このときの反射面（被走査面）でのビームスポット２５２は、形状が変化し、上下左右に均等な形状とならない（図１４Ｂ）。図１４Ｂでは、もっとも濃度が濃い主たるビームスポット２５２（第１のビームスポット）の右側に小さく、やや濃度が濃いビームスポット２５２ａ（第２のビームスポット）が存在している。その結果、用紙に形成される出力画像２５３に濃度むら２５４（ピッチむら）が発生するという問題がある（図１４Ｃ）。

特許文献１に記載された技術は、ビームスポットの感光体の副走査方向の位置変動（面倒れ）に起因する濃度むらの補正に関するものである。特許文献１では、回転多面鏡における反射面の主走査方向の面形状（微細な凹凸）に起因する濃度むらには言及されておらず、このような濃度むらを十分に補正することはできない。

上記の状況から、回転多面鏡の各反射面の主走査方向における表面の状態（微細な凹凸の形状）に起因する濃度むらを低減する手法が望まれていた。

本発明の一態様に係る画像形成装置は、感光体を露光するための光ビームを射出する光源と、その光源から射出された光ビームが移動する主走査方向の長さが、光ビームにより形成される光束幅よりも長い反射面を複数有し、回転しながら、光源から射出された光ビームを反射面によって反射させて感光体を走査する回転多面鏡と、を備える。
また、回転多面鏡の光ビームを反射している反射面を特定する反射面特定部と、回転多面鏡の各反射面の主走査方向における表面の状態に応じて求められた、各反射面の主走査方向の位置と対応する感光体の像高と各反射面に射出される光ビームの光量を補正する光量補正値とを対応づけた光量補正データを記憶する記憶部と、を備える。
さらに、記憶部から光量補正データを読み出し、読み出された光量補正データに基づいて、像高ごとに光源から射出される光ビームの光量を調整する制御部を備える。

上記構成では、回転多面鏡の各反射面の主走査方向の位置と対応する感光体の像高と各反射面に射出される光ビームの光量を補正する光量補正値が対応づけられた光量補正データを用いて、露光時の光ビームの光量が調整される。

本発明によれば、回転多面鏡における反射面の主走査方向の面形状（微細な凹凸）に起因する濃度むらを低減し、画像品質が向上する。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。 画像形成装置における露光部の光学系を示す構成図である。 露光部が備える回転多面鏡の説明に供する図であり、図３Ａは回転多面鏡の反射面を特定する方法の説明図を示し、図３Ｂは回転多面鏡の斜視図を示す。 画像形成装置の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。 回転多面鏡の反射面及び像高ごとの光量補正値を、メモリに格納する処理を示すフローチャートである。 反射面における光ビーム強度の説明に供する図であり、図６Ａは回転多面鏡の反射面に凹凸がある場合における光ビームの反射面の主走査方向の位置と光ビーム強度との関係を示すグラフを示し、図６Ｂは回転多面鏡の反射面が理想的な平面である場合における光ビームの反射面の主走査方向の位置と光ビーム強度との関係を示すグラフを示す。 画像形成装置による画像形成処理を示すフローチャートである。 光量補正後の反射面における光ビーム強度の説明に供する図であり、光ビームの光量を補正する前と後における光ビームの反射面の主走査方向の位置と光ビーム強度との関係を示すグラフを示す。 一般的な回転多面鏡に照射された光ビームが反射する様子を示す図である。 一般的な回転多面鏡の一の反射面に照射された光ビームによる線像を示す図である。 アンダーフィルド光学系を示す概略図である。 オーバーフィルド光学系を示す概略図である。 回転多面鏡の反射面が理想的な平面である場合の説明図であり、図１３Ａは反射面の主走査方向の中心を原点とした位置と反射面の基準平面位置を原点とした高さ方向の誤差との関係例を示すグラフを示し、図１３Ｂは感光体の被走査面に形成されるビームスポット形状を示し、図１３Ｃは出力画像の例を示す。 回転多面鏡の反射面に凹凸がある場合の説明図であり、図１４Ａは反射面の主走査方向の位置と高さ方向の誤差との関係例を示すグラフを示し、図１４Ｂは被走査面でのビームスポット形状を示し、図１４Ｃは出力画像の例を示す。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明や各図において、同一要素または同一機能を有する要素には同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。

＜１．一実施の形態＞
［画像形成装置の構成例］
まず、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概要について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置１は、原稿搬送部１０と、用紙収納部２０と、画像読取部３０と、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０と、２次転写部７０と、定着部８０とを有する。

原稿搬送部１０は、原稿Ｇがセットされる原稿給紙台１１と、複数のローラ１２と、搬送ドラム１３と、搬送ガイド１４と、原稿排出ローラ１５と、原稿排出トレイ１６とを有している。原稿給紙台１１にセットされた原稿Ｇは、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３によって、画像読取部３０の読取位置に１枚ずつ搬送される。搬送ガイド１４及び原稿排出ローラ１５は、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３により搬送された原稿Ｇを原稿排出トレイ１６に排出する。

画像読取部３０は、原稿搬送部１０により搬送された原稿Ｇ又は原稿台３１に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。具体的には、原稿Ｇの画像がランプＬによって照射される。原稿Ｇからの反射光は、第１ミラーユニット３２、第２ミラーユニット３３、レンズユニット３４の順に導かれて、撮像素子３５の受光面に結像する。撮像素子３５は、入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換されることにより画像データとして作成される。

また、画像読取部３０は、画像読取制御部３６を有している。画像読取制御部３６は、Ａ／Ｄ変換によって作成された画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施して、ＲＡＭ１０３（図２参照）に格納する。なお、画像データは、画像読取部３０から出力されるデータに限定されず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したものであってもよい。

用紙収納部２０は、装置本体の下部に配置されており、用紙のサイズや種類に応じて複数設けられている。この用紙は、給紙部２１により給紙されて搬送部２３に送られ、搬送部２３によって転写位置を有する２次転写部７０に搬送される。つまり、搬送部２３は、給紙部２１から給紙された用紙を２次転写部７０へ搬送する機能を果たし、用紙を搬送する搬送経路を形成している。また、用紙収納部２０の近傍には、手差部２２が設けられている。この手差部２２からは、用紙収納部２０に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、ＯＨＰシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。図１においては、給紙部２１により給紙される用紙にＳの符号を付している。

画像読取部３０と用紙収納部２０との間には、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０が配置されている。画像形成部４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー画像を形成するために、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、イエローのトナー画像を形成し、第２の画像形成ユニット４０Ｍは、マゼンタのトナー画像を形成する。また、第３の画像形成ユニット４０Ｃは、シアンのトナー画像を形成し、第４の画像形成ユニット４０Ｋは、ブラックのトナー画像を形成する。これら４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第１の画像形成ユニット４０Ｙについて説明する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、ドラム状の感光体４１と、感光体４１の周囲に配置された帯電部４２と、露光部４３と、現像部４４と、クリーニング部４５を有している。感光体４１は、不図示の駆動モータによって回転する。帯電部４２は、感光体４１に電荷を与え感光体４１の表面を一様に帯電する。露光部４３は、画像読取部３０により生成された画像データ又は外部装置から送信された画像データ等に基づいて、感光体４１の表面に対して露光走査を行うことにより、感光体４１上にスポット形状の静電潜像を形成する。

ここで、図２及び図３を参照して露光部４３について説明する。
図２は、露光部４３の光学系を示す構成図である。
図３は、露光部４３が備える回転多面鏡の説明に供する図であり、図３Ａは回転多面鏡の反射面を特定する方法の説明図を示し、図３Ｂは回転多面鏡の斜視図を示す。

露光部４３は、図２に示すように、主に光源６１と、入射光学系６２と、回転多面鏡６３（偏光器の一例）と、走査光学系６４と、反射ミラー６５と、書き始め同期センサ６６と、面検知センサ６７と、を備える。

光源６１は、画像データに基づいてパルス発生部（不図示）から入力されたパルス電流に応じて、光ビームを射出する。光源６１として、例えばレーザ光発生器が用いられる。
入射光学系６２は、例えば光源６１から射出された光ビームを平行光に変換するコリメータレンズ、光ビームを線状に集光するシリンダレンズ等により構成される。
回転多面鏡６３は、回転中心軸に垂直な断面の形状が正多角形であり、正多角形の辺に垂直であって、同一形状の複数の反射面を有するいわゆるポリゴンミラーである。図２の例では、一例として６つの反射面を有するポリゴンミラーを例示しているが、反射面の数はこの例に限られない。光ビームは回転多面鏡６３の反射面で反射される。回転多面鏡６３が等速回転することによって光ビームが偏向走査される。露光部４３は、アンダーフィルド方式で動作する。すなわち、回転多面鏡６３における反射面の主走査方向の幅が、該反射面に入射する光束幅よりも広い。

走査光学系６４は、例えば回転多面鏡６３で反射された光ビームの走査速度を補正するｆθレンズ、感光体４１に入射する光ビームの副走査方向の角度を補正する偏平レンズ等により構成される。回転多面鏡６３により偏向された光ビームは、走査光学系６４を介して感光体４１の表面に入射される。
反射ミラー６５は、走査光学系６４と感光体４１の間であって、感光体４１の主走査方向への露光走査の開始位置に近い側と回転多面鏡６３を結ぶ直線上又はその近傍に配置されている。反射ミラー６５は、走査光学系６４を介して回転多面鏡６３により偏向された光ビームを、書き始め同期センサ６６へ向けて反射する。

書き始め同期センサ６６は、主走査方向同期検出部の一例であり、反射ミラー６５による反射光ビームを検出したときに検出信号を出力する。この検出信号は、回転多面鏡６３の回転と画像データに基づく感光体４１への露光走査（書き込み）との同期をとるために用いられる。書き始め同期センサ６６が検出信号を出力してから所定時間が経過した後に、感光体４１への露光走査が開始される。

露光部４３は、後述するＣＰＵ１０１の指示に従って、光源６１から射出された光ビームを回転多面鏡６３により偏向して、偏向した光ビームを感光体４１の主走査方向に移動させて周期的に走査する。露光部４３は、感光体４１の副走査方向のある位置において主走査方向への走査が終了すると、終了時点での副走査方向の位置を所定ピッチ移動させ、移動後の副走査方向の位置において主走査方向への走査を行い、この処理を繰り返す。

面検知センサ６７は、図２及び図３Ａに示すように、回転多面鏡６３の近傍であって回転多面鏡６３の反射面と対向するように配置されている。面検知センサ６７は、回転多面鏡６３が安定した等速回転状態となり、反射面を特定する処理が開始されると、回転多面鏡６３の特定の反射面を検出し、検出信号を出力する。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、回転体６８の周囲に６個の反射面６３ａ〜６３ｆが形成されている。また、反射面６３ａ〜６３ｆと干渉しない回転体６８の任意の位置に、面検知用マークである面検知用部材６３Ｍが設けられている。面検知センサ６７は、面検知用部材６３Ｍを検知すると、検出信号を出力する。図３の例では、面検知センサ６７と反射面６３ｄが対向したときに面検知センサ６７から検出信号が出力される。一例として、面検知センサ６７には光検出器が用いられ、面検知センサ６７は面検知用部材６３Ｍに用いられる反射板に対して光を射出し、面検知用部材６３Ｍの反射光を受光する。なお、面検知センサ６７に磁気検出器を用い、面検知用部材６３Ｍに磁性体を用いてもよい。

面検知センサ６７は、面検知センサ６７の近くを回転多面鏡６３の反射面が６回通るごとに、すなわち回転多面鏡６３が１回転するごとに、検出信号を出力する。現在、回転多面鏡６３による偏向走査が行われている反射面（以下、「現在の反射面」と表記する）は、面検知センサ６７が検出信号を出力した時間からの経過時間、及び、回転多面鏡６３の回転周期から算出することができる。

図１の画像形成装置１の説明に戻る。現像部４４は、例えばトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて、感光体４１に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体４１の表面は、イエローのトナー画像が形成される。

なお、第２の画像形成ユニット４０Ｍの現像部４４は、感光体４１にマゼンタのトナーを付着させ、第３の画像形成ユニット４０Ｃの現像部４４は、感光体４１にシアンのトナーを付着させる。そして、第４の画像形成ユニット４０Ｋの現像部４４は、感光体４１にブラックのトナーを付着させる。

感光体４１上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト５０に転写される。中間転写ベルト５０は、無端状に形成されており、複数のローラに掛け渡されている。この中間転写ベルト５０は、不図示の駆動モータで感光体４１の回転（移動）方向とは逆方向に回転駆動する。
クリーニング部４５は、トナー画像が中間転写ベルト５０に転写された後に、感光体４１の表面に残留しているトナーを除去する。

中間転写ベルト５０における各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの感光体４１と対向する位置には、１次転写部５１が設けられている。この１次転写部５１は、中間転写ベルト５０にトナーと反対の極性の電圧を印加することで、感光体４１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト５０に１次転写する。

そして、中間転写ベルト５０が回転駆動することで、中間転写ベルト５０の表面には、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋで形成されたトナー画像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト５０上には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー画像が重なり合いカラーのトナー画像が形成される。

また、中間転写ベルト５０には、ベルトクリーニング装置５３が対向している。このベルトクリーニング装置５３は、用紙へのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト５０の表面を清掃する。

中間転写ベルト５０の近傍で、かつ搬送部２３の用紙搬送方向下流には、２次転写部７０が配置されている。２次転写部７０は、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙に２次転写する。

２次転写部７０は、２次転写ローラ７１を有している。２次転写ローラ７１は、中間転写ベルト５０を挟んで対向ローラ５２に圧接されている。２次転写ローラ７１と中間転写ベルト５０が接触する部分は、２次転写ニップ部７２となる。この２次転写ニップ部７２が、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙Ｓに転写する転写位置である。

２次転写部７０における用紙の排出側には、定着部８０が設けられている。この定着部８０は、用紙を加圧及び加熱して、転写されたトナー画像を用紙に定着させる。定着部８０は、例えば、一対の定着部材である定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２で構成されている。定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２は、互いに圧接した状態で配置されており、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２とが接する位置には、圧接部として定着ニップ部が形成される。

定着上ローラ８１の内部には、加熱部が設けられている。この加熱部からの輻射熱により定着上ローラ８１の外周部が温められる。そして、定着上ローラ８１の熱が用紙へ伝達されることにより、用紙上のトナー画像が熱定着される。

用紙は、２次転写部７０によりトナー画像が転写された面（定着対象面）が定着上ローラ８１と向き合うように搬送され、定着ニップ部を通過する。したがって、定着ニップ部を通過する用紙には、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２とによる加圧と、定着上ローラ８１の熱による加熱が行われる。

定着部８０の用紙搬送方向下流には、切換ゲート２４が配置されている。切換ゲート２４は、定着部８０を通過した用紙の搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を上方に向けて排紙するフェースアップ排紙を行う場合に、用紙を直進させる。これにより、用紙は、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。また、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を下方に向けて排紙するフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙を下方に案内する。

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙を下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転して上方に搬送する。これにより、表裏が反転されて画像形成面が下方に向いた用紙は、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。
両面画像形成を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙を下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転し、再給紙路２７により再び２次転写部７０の転写位置へ送られる。

一対の排紙ローラ２５の下流側に、用紙を折ったり、用紙に対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。

［画像形成装置の制御系の構成］
次に、画像形成装置１の制御系について、図４を参照して説明する。
図４は、画像形成装置１の制御系を示すブロック図である。

画像形成装置１は、図４に示すように、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、を有する。さらに、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０４と、操作表示部１０５を有する。なお、記憶部の一例であるＲＯＭ１０２としては、例えば、電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭが用いられる。

ＣＰＵ１０１は、制御部の一例であり、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ１０４及び操作表示部１０５にそれぞれシステムバス１０７を介して接続され、装置全体を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、画像読取部３０、画像処理部１０６、画像形成部４０、給紙部２１、搬送部２３にシステムバス１０７を介して接続されている。

ＣＰＵ１０１は、内部にクロック信号を発生するクロック発生部１０１ａを有している。ＣＰＵ１０１は、クロック発生部１０１ａが発生するクロック信号をカウントすることにより、任意の基準時からの経過時間を算出することができる。

ＨＤＤ１０４（記憶部の一例）は、画像読取部３０で読み取って得た原稿の画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部１０５は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部１０５は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて、入力信号をＣＰＵ１０１に出力する。

画像読取部３０によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続された外部装置の一例であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０から送信される画像データは、画像処理部１０６に送られ、画像処理される。画像処理部１０６は、受信した画像データに対し、必要に応じて、シェーディング補正、画像濃度調整、画像圧縮等の画像処理を行う。

画像形成部４０は、画像処理部１０６によって画像処理された画像データを受け取り、画像データに基づいて露光部４３による感光体４１への露光及び現像部４４による現像等を行い、用紙Ｓ上に画像を形成する。なお、画像形成部４０内の露光部４３は、不揮発性のメモリ４３ｍ（記憶部の一例）を有している。メモリ４３ｍには、回転多面鏡６３の各反射面６３ａ〜６３ｆの面形状に対応する光量補正値のデータ（以下「光量補正データ」と表記する）が格納されている。光量補正データは、後述するように予め測定した回転多面鏡６３の各反射面６３ａ〜６３ｆの主走査方向の面形状から求められた、光ビームのビームスポットの強度分布に基づいて算出される。なお、ＲＯＭ１０２又はＨＤＤ１０４に、光量補正値のデータを格納してもよい。

ＣＰＵ１０１は、現在の反射面を特定する反射面特定部の一例である。ＣＰＵ１０１は、面検知センサ６７から検出信号を受信した時間と、その検出信号を受信してからクロック発生部１０１ａが発生したクロック信号のカウント値に基づき、面検知センサ６７から検出信号を受信してからの経過時間を算出する。そして、面検知センサ６７から検出信号を受信してからの経過時間と、回転多面鏡６３の回転周期に基づいて、現在回転多面鏡６３が偏向走査している反射面（現在の反射面）を特定する。
また、ＣＰＵ１０１は、書き始め同期センサ６６から検出信号を受信した時間と、その検出信号を受信してからクロック発生部１０１ａが発生したクロック信号のカウント値に基づき、書き始め同期センサ６６から検出信号を受信してからの経過時間を算出する。そして、書き始め同期センサ６６から検出信号を受信してからの経過時間と、露光部４３の主走査方向への走査速度に基づいて、現在の反射面における光ビームの主走査方向の位置（像高）を特定する。

ＣＰＵ１０１は、特定した回転多面鏡６３の現在の反射面に対応する光量補正データをメモリ４３ｍから読み出し、読み出した光量補正データに基づいて、像高ごとに光源６１から出射する光ビームの光量を調整する。例えば、光ビームの強度もしくは射出時間、又はその両方を変更することで光ビームの光量を調整することができる。

通信部１０８は、例えば外部の情報処理装置であるＰＣ１２０から送信されるジョブ情報を、通信回線を介して受け取る。そして、受け取ったジョブ情報を、システムバス１０７を介してＣＰＵ１０１に送る。

なお、本実施の形態では、外部装置としてパーソナルコンピュータを適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置としては、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を適用することができる。

［記憶部に光量補正値を格納する処理］
図５は、回転多面鏡６３の反射面及び像高ごとの光量補正値を、メモリ４３ｍに格納する処理を示すフローチャートである。以下の処理は、一例として画像形成装置１の製造段階で行われる。

まず、回転多面鏡６３の反射面６３ａ〜６３ｆのうち一の反射面の面形状を不図示の干渉計で測定する（ステップＳ１）。すなわち、ＣＰＵ１０１は、図１４に示したような反射面の主走査方向の位置とＸ軸方向（高さ方向）の誤差（凹凸）を対応づけたデータを、干渉計から取得し、ＲＡＭ１０３又はＨＤＤ１０４等に保存する。なお、干渉計は、光の干渉を利用して波長、光路長、屈折率などを測定する装置であり、物体の微細構造を測定するのに広く用いられている。

次に、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１で測定した回転多面鏡６３の反射面の面形状に基づいて、感光体４１の像高ごとに、ビームスポットの強度分布を算出する（ステップＳ２）。例えば理想的な平面の反射面に、所定光量の光ビームを照射した場合におけるビームスポットの強度を参照して、回転多面鏡６３の反射面の面形状に対応するビームスポットの強度分布を算出する。

次に、ＣＰＵ１０１は、現在の反射面について像高に応じて光量補正値を算出する（ステップＳ３）。

ここで、反射面における光ビーム強度について説明する。
図６は、反射面における光ビーム強度の説明に供する図である。図６Ａは回転多面鏡の反射面に凹凸（高低差）がある場合における光ビームの反射面の主走査方向の位置と光ビーム強度との関係を示すグラフを示し、図６Ｂは回転多面鏡の反射面が理想的な平面である場合における光ビームの反射面の主走査方向の位置と光ビーム強度との関係を示すグラフを示す。なお、図６Ａ，図６Ｂにおいて、横軸は主走査方向の位置、縦軸は光ビームの強度を示す。また図６Ａ，図６Ｂでは、横軸と縦軸のそれぞれの数値を正規化して表している。

図６Ａの例は、図１４Ｂに示した意図しない小さなビームスポット２５２ａが生じてしまう場合に対応する。反射面に微細な凹凸がある場合には、例えば図６Ａに示すように、ビームスポット形状が崩れて、光ビームの強度分布９０に現像しきい値９２を超える２か所のピーク部９０ａ，９０ｂが発生してしまう。現像しきい値９２は、光ビームの強度がその値を超えると現像が行われるように設定された値である。主走査方向の“０”付近に現れた第１のピーク部９０ａは目的とするものであるが、主走査方向の“２０”付近に現れた第２のピーク部９０ｂは意図しないものである。このような光ビームの強度が意図せず現像しきい値９２を超えたビームスポットが、現像されて濃度むらとなって現れる。

一方、図６Ｂの例は、図１３Ｂに示した上下左右にほぼ均等な円に近い形状のビームスポット２４２に対応する。反射面が理想的な平面である場合には、例えば図６Ｂに示すように、光ビームの強度分布９１に現像しきい値９２を超えるピーク部は１箇所（主走査方向の“０”付近）だけである。そこで、上記ステップＳ３における光量補正値は、光ビームの強度分布における意図しない第２のピーク部９０ｂの強度が現像しきい値９２に近づく又は現像しきい値９２未満となるように決定される。一例としては、図６Ａの意図しない第２のピーク部９０ｂを含む光ビームの強度分布９０の強度が全体的に減少するように、光量補正値を決定する。あるいは、例えば反射面が理想的な平面とした場合の光ビームの強度分布９１を参照し、反射面に照射される光ビームの強度分布のうち強度が現像しきい値９２を超える領域の面積が、光ビームの強度分布９１の場合と同等となるような光量補正値を決定する。この光量補正値は、補正前の光量に対してどの程度光量を補正するかを示した値であり、例えば補正前の光量と比較したときの大きさ（百分率）や補正前の光量を増減する割合で定義される。

次に、ＣＰＵ１０１は、回転多面鏡６３のすべての反射面の光量補正値の算出が完了したか否かを判定する（ステップＳ４）。すべての反射面の光量補正値の算出が完了した場合にはステップＳ５に進み、完了していない場合にはステップＳ１に進み、次の反射面の面形状を測定する。

ステップＳ４においてすべての反射面の光量補正値の算出が完了した場合（ステップＳ４のＹＥＳ）には、ＣＰＵ１０１は、露光部４３内のメモリ４３ｍに、回転多面鏡６３の各反射面６３ａ〜６３ｆと光量補正値のデータ（光量補正データ）を対応づけて格納する（ステップＳ５）。このステップＳ５の処理が終了した後、図５の一連の処理を終了する。

[画像形成装置の動作]
以下、画像形成装置１が画像を形成する際の動作を説明する。
図７は、画像形成装置１による画像形成処理を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記録されたプログラムを実行することで、図７に示す処理を実現する。

まず、画像形成装置１のＣＰＵ１０１は、操作表示部１０５から入力される操作信号又は通信部１０８を介してＰＣ１２０から送信されるジョブ情報に基づき、画像形成に係るジョブ開始を検知する。ＣＰＵ１０１は、画像形成に係るジョブ開始を検知すると、ジョブに対応した画像データをＲＡＭ１０３に設定する。そして、ＣＰＵ１０１は、画像データに基づいて画像形成部４０の露光部４３を制御する。ＣＰＵ１０１は、面検知センサ６７から検出信号を受信した時間からの経過時間と、回転多面鏡６３の回転周期に基づいて、回転多面鏡６３の現在の反射面を特定する（ステップＳ１１）。

次に、ＣＰＵ１０１は、現在の反射面に対応する光量補正値を露光部４３のメモリ４３ｍから読み出す（ステップＳ１２）。

次に、ＣＰＵ１０１は、書き始め同期センサ６６から検出信号を受信してからの経過時間と、露光部４３の主走査方向への走査速度に基づいて、現在の反射面における光ビームの主走査方向の位置を特定する。そして、ＣＰＵ１０１は、現在の反射面の主走査方向の位置（感光体４１の像高）ごとに光量補正値を適用する（ステップＳ１３）。即ち、ＣＰＵ１０１は、現在の反射面の主走査方向の位置（感光体４１の像高）ごとに光量補正値をＲＡＭ１０３に格納する。

次に、ＣＰＵ１０１は、回転多面鏡６３のすべての反射面に対する光量補正値の適用が完了したか否かを判定する（ステップＳ１４）。すべての反射面に対する光量補正値の適用が完了した場合にはステップＳ１５に進み、完了していない場合にはステップＳ１１に進み、次の反射面を特定してステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を繰り返す。

次に、ＣＰＵ１０１は、ジョブに対応した画像データと、ＲＡＭ１０３に格納された回転多面鏡６３の各反射面６３ａ〜６３ｆに対して光量補正値が適用された後の光量に基づいて、画像形成を行う（ステップＳ１５）。すなわち、ＣＰＵ１０１は、回転多面鏡６３を等速回転させながら現在の反射面を特定し、画像データと回転多面鏡６３の各反射面６３ａ〜６３ｆに対する補正後の光量に基づいて、反射面６３ａ〜６３ｆの主走査方向の位置（感光体４１の像高）ごとに感光体４１の走査面に照射する光ビームの光量を調整する。

このような露光部４３による露光が行われた後、現像部４４による現像が行われ、感光体４１の表面にトナー画像が形成される。そして、感光体４１に形成されたトナー画像は中間転写ベルト５０に転写された後、２次転写部７０において用紙Ｓに転写され、定着部８０で定着されて排出される。

図８は、光量補正後の反射面における光ビーム強度の説明に供する図であり、光ビームの光量を補正する前と後における光ビームの、反射面の主走査方向の位置と光ビーム強度との関係を示すグラフを示す。
図８に示す光ビームの強度分布９３は、図６Ａに例示した凹凸を有する反射面に照射する光ビームの光量を補正して得られた光ビームの強度分布である。光量補正後の光ビームの強度分布９３は、強度が現像しきい値９２を超える領域の面積が、理想的な平面の反射面における光ビームの強度分布９１（図６Ｂ）と同等となるように補正が行われた結果、第１のピーク部９３ａ及び第２のピーク部９３ｂの強度が減少している。また、濃度むらの原因であった光ビームの強度分布９０（図６Ａ）の第２のピーク部９０ｂに対応する第２のピーク部９３ｂは、強度が現像しきい値９２に近い値となり、この部分の現像後のトナー濃度が薄くなる。そして、光ビームの強度分布９１に対応するビームスポットでは、その強度が現像しきい値９２を超える領域の面積が、理想的な平面の反射面における光ビームの強度分布９１と同等であるため、濃度むらが低減される。

上述した構成の本実施の形態では、回転多面鏡６３の各反射面６３ａ〜６３ｆの面形状に応じて、回転多面鏡６３の各反射面６３ａ〜６３ｆの主走査方向の位置と対応する感光体４１の像高と各反射面６３ａ〜６３ｆに射出される光ビームの光量を補正する光量補正値を対応づけた光量補正データを生成する。そして、反射面６３ａ〜６３ｆごとに、反射面６３ａ〜６３ｆの面形状に応じた光量補正データに基づいて露光時の光ビームの光量が調整される。それゆえ、同一反射面内で入射光束の走査位置が異なるアンダーフィルド方式の回転多面鏡６３の反射面の表面の状態（微細な凹凸）に起因する濃度むらを低減することができる。それゆえ、画像品質が向上する。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明した。しかしながら、上記実施の形態による発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上述した実施の形態では、図６の処理をＣＰＵ１０１が実行する構成を説明したが、画像形成部４０が制御部としてマイクロコンピュータを備え、このマイクロコンピュータが図６の反射面の特定、光量補正値の読出しと適用の処理を実行するようにしてもよい。なお、光量補正データを露光部４３内のメモリ４３ｍに格納する例を説明したが、光量補正データをＲＯＭ１０２に格納してもよい。

また、画像形成装置１の露光部４３が、主走査方向及び副走査方向に一定の距離離れた複数の光源を備え、複数の光源のそれぞれから射出された光ビームを回転多面鏡６３の反射面で反射させて偏向する構成としてもよい。そして、回転多面鏡６３で偏向された複数の光ビームを、感光体４１の表面に対し副走査方向に所定のピッチを設けながら主走査方向へ走査する。

また、上述した一実施の形態では電子写真方式の画像形成装置１について説明したが、電子写真方式以外の画像形成装置にも適用可能である。

１…画像形成装置、 ４０…画像形成部、 ４１…感光体、 ４３…露光部、 ４３ｍ…メモリ、 ６３…回転多面鏡、 ６３Ｍ…面検知用部材、 ６６…書き込み同期センサ、 ６７…面検知センサ、 ９１…（理想的な）光ビームの強度分布、 １０１…ＣＰＵ、 １０１ａ…クロック発生部、 １０２…ＲＯＭ、 １０３…ＲＡＭ

Claims (3)

1. 感光体を露光するための光ビームを射出する光源と、
   前記光源から射出された光ビームが移動する主走査方向の長さが、前記光ビームにより形成される光束幅よりも長い反射面を複数有し、回転しながら、前記光源から射出された光ビームを前記反射面によって反射させて前記感光体を走査する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡の前記光ビームを反射している反射面を特定する反射面特定部と、
   前記回転多面鏡の各反射面の前記主走査方向における表面の状態に応じて求められた、各反射面の主走査方向の位置と対応する前記感光体の像高と各反射面に射出される前記光ビームの光量を補正する光量補正値とを対応づけた光量補正データを記憶する記憶部と、
   前記記憶部から前記光量補正データを読み出し、読み出された前記光量補正データに基づいて、前記像高ごとに前記光源から射出される前記光ビームの光量を調整する制御部と、を備え、
   前記光量補正値は、予め測定した前記回転多面鏡の各反射面の前記主走査方向における表面の状態から求められた、前記反射面ごとに、前記感光体の主走査方向に形成される光ビームのビームスポットの強度分布における現像しきい値以上である領域の面積が、前記反射面が理想的な平面である場合に前記感光体の主走査方向に形成される光ビームのビームスポットの強度分布における前記現像しきい値以上である領域の面積と同等となるように算出される
   画像形成装置。
2. 前記光量補正値は、前記反射面ごとに、前記感光体の主走査方向に形成される光ビームのビームスポットの強度分布の第１のピーク部、及び前記第１のピーク部よりも小さい第２のピーク部における前記現像しきい値以上である領域の面積が、前記反射面が理想的な平面である場合に前記感光体の主走査方向に形成される光ビームのビームスポットの強度分布における前記現像しきい値以上である領域の面積と同等となるように算出される
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記光源から射出される前記光ビームの強度もしくは射出時間を変更することで前記像高ごとの光量を調整する
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。