JP3363235B2

JP3363235B2 - 画像形成装置の光ビームずれ検出装置

Info

Publication number: JP3363235B2
Application number: JP01971094A
Authority: JP
Inventors: 俊博本井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2018-01-08
Also published as: US5539719A; EP0668522A3; JPH07228000A; EP0668522B1; EP0668522A2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置の光ビーム
ずれ検出装置に関し、詳しくは、複数の光ビームにより
記録媒体上を同時に主走査方向に平行に走査させて複数
ラインを同時に記録させる画像形成装置において、前記
複数の光ビームの副走査方向における走査位置のずれを
検出する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号に基づいて変調されたレーザビ
ーム（光ビーム）を回転多面鏡などにより偏向して記録
媒体上に走査させることにより画像情報の記録を行わせ
る画像形成装置において、画像記録の高速化を図るに
は、複数のレーザビームを用いて複数ラインを同時に記
録させる構成とすれば良いことが知られている（特開平
２−１８８７１３号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように、複数のレーザビームを同時に走査させる場合に
は、複数のレーザビームそれぞれの走査位置が副走査方
向にずれて、画像記録のライン間隔が変動し、画像形成
の忠実性が損なわれることがあった。このため、各レー
ザビームの副走査方向における間隔の所期値に対するず
れ量を簡易に検出できる装置の提供によって、レーザビ
ーム間隔の自動調整作業を可能にし、環境条件の変化や
経時劣化等があっても、各レーザビームの間隔を所期値
に維持できるようにすることが望まれる。

【０００４】

【０００５】また、前記副走査方向におけるビーム間隔
のずれ量検出においては、所期の分解能でずれ量を検出
し、以て、レーザビーム走査位置の調整により要求され
る画像記録精度を維持できるようにすることが要求され
る一方、過剰なずれ量検出精度の設定は、センサコスト
のアップなどを招くという問題があり、必要最低限の分
解能の確保が要求されるという問題もあった。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みなされたものであ
り、副走査方向における光ビーム間隔のずれ量検出にお
いて、画像形成の要求精度上から必要とされる必要最低
限の分解能を確保できるようにすることを目的とする。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる光ビームずれ検出装置は、複数の光ビームによ
り記録媒体上を同時に主走査方向に平行に走査させて複
数ラインを同時に記録する画像形成装置において、前記
主走査方向に直交する副走査方向において前記複数の光
ビームの走査ラインを包含する光ビーム検知領域を有
し、かつ、それぞれの光ビーム検知領域の主走査方向始
端側の端縁が相互に非平行である少なくとも２つの光ビ
ーム検知手段を前記主走査方向に並べて配設すると共
に、各光ビーム毎に前記光ビーム検知手段それぞれで検
知される時間間隔を計測し、該計測結果に基づいて前記
複数の光ビーム相互の前記副走査方向における間隔のず
れ量を算出する副走査方向ずれ量算出手段を含んで構成
される一方、前記光ビーム検知手段において相互に非平
行である光ビーム検知領域の主走査方向始端側の端縁が
なす挟角をθ、画素クロックの分解能をＣＢ、前記副走
査方向ずれ量算出手段における１画素幅における要求分
解能をＫとしたときに、前記挟角θが、 θ≧２・tan ^-1｛Ｋ／（２・ＣＢ）｝なる関係を満たすように前記光ビーム検知手段を配設し
た。

【００１１】ここで、請求項２の発明にかかる光ビーム
ずれ検出装置では、前記要求分解能Ｋを、前記画素クロ
ックの分解能ＣＢの１乃至４倍とした。また、請求項３
の発明にかかる装置では、前記光ビーム検知手段それぞ
れが前記記録媒体の結像面と等価な受光面を有するよう
構成した。更に、請求項４の発明にかかる装置では、前
記各光ビーム検知手段が一体的に構成されるようにし
た。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【作用】請求項１の発明にかかる画像形成装置の光ビー
ムずれ検出装置では、副走査方向において複数の光ビー
ムの走査ラインを包含する光ビーム検知領域を有し、か
つ、それぞれの光ビーム検知領域の主走査方向始端側の
端縁が相互に非平行である少なくとも２つの光ビーム検
知手段を備え、これらの検知手段によって各光ビームが
検知される時間間隔の偏差によって光ビーム相互の間隔
のずれ量を算出する構成において、前記光ビーム検知手
段において相互に非平行である光ビーム検知領域の主走
査方向始端側の端縁がなす挟角θを以下のように特定す
ることで、要求される分解能でずれ量を算出できるよう
にした。

【００１９】 θ≧２・tan ^-1｛Ｋ／（２・ＣＢ）｝ここで、ＣＢは画素クロックの分解能、Ｋは前記副走査
方向ずれ量算出手段における１画素幅における要求分解
能である。また、請求項２の発明にかかる装置では、前
記要求分解能Ｋを、前記画素クロックの分解能ＣＢの１
乃至４倍とし、画素クロックの分解能に対する適切な要
求分解能Ｋを設定する。

【００２０】更に、請求項３の発明にかかる装置では、
前記光ビーム検知手段それぞれが前記記録媒体の結像面
と等価な受光面を有することとし、記録面上における走
査位置のずれを精度良く捉えられるようにした。また、
請求項４の発明にかかる装置では、各光ビーム検知手段
を一体的に構成し、前記挟角θの誤差の発生を回避でき
るようにした。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明にかかる画像形成装置の一実施例としてレーザプ
リンタの像露光系を示す図であり、本実施例のレーザプ
リンタは、画像データに応じて内部変調された２つのレ
ーザビーム（光ビーム）Ｌ１，Ｌ２を主走査方向に平行
に走査させ、２ラインを同時に記録させるタイプのもの
である。

【００２２】図１において、光源ユニット１は、前記２
つの半導体レーザ１ａ，１ｂを１列に配置してなり、該
光源ユニット１から発せられる２つの発散光は、集光レ
ンズ２によって平行な２つのレーザビームＬ１，Ｌ２に
なる。前記２つのレーザビームＬ１，Ｌ２はポリゴンミ
ラー３に照射され、該ポリゴンミラー３によって偏向さ
れる２つのレーザビームＬ１，Ｌ２は、ｆθレンズ４を
介して感光ドラム（記録媒体）５上に走査される。

【００２３】前記感光ドラム５は、レーザビームＬ１，
Ｌ２の主走査に同期して回転駆動され、これにより、レ
ーザビームＬ１，Ｌ２と感光ドラム５とが相対的に副走
査方向（主走査方向に直交する方向）に移動して２次元
の画像記録が行われる。上記のようにして画像データに
対応した露光が２ライン同時に行われて静電潜像が感光
ドラム５（記録媒体）上に形成される。そして、この静
電潜像に対して逆極性に帯電したトナーが付着されて現
像が行われ、その後記録紙がトナー像に重ねられ、記録
紙の裏側からコロナ帯電器でコロナ帯電極性とは逆極性
の電荷が記録紙に与えられることにより、トナー像が記
録紙に転写される。

【００２４】前記ポリゴンミラー３によって偏向された
レーザビームＬ１，Ｌ２の走査開始点は、走査領域の先
端側に配設されたインデックスセンサ６によって検出さ
れる。反射鏡７は、走査ラインの先端にレーザビームＬ
１，Ｌ２が照射されたときに、該レーザビームＬ１，Ｌ
２を前記インデックスセンサ６に導くためのものであ
る。

【００２５】前記インデックスセンサ６は、図２に示す
ように、それぞれ個別に検知信号を出力する５つのセン
サＡ〜Ｅ（Ａ〜Ｄ：光ビーム検知手段を、Ｅ：基準光ビ
ーム検知手段）を１チップセンサとして一体に備えて構
成される。各センサＡ〜Ｅは主走査方向に並べて配設さ
れ、Ａ→Ｂ→Ｄ→Ｃ（→Ｅ）の順にレーザビームＬ１，
Ｌ２が走査されるようにしてある。

【００２６】各センサＡ〜Ｄの光ビーム検知領域（受光
領域）は、２つのレーザビームＬ１，Ｌ２の走査ライン
を余裕を以て包含する副走査方向（図２で上下方向）高
さを有する直角三角形に形成されている。そして、セン
サＡは、直角三角形の検知領域の直角挟角を構成する２
辺のうちの長辺が、主走査方向始端側（図２で左側）の
端縁となり、然も、前記長辺が主走査方向に直交する
（副走査方向に平行する）ように配置される。また、セ
ンサＢは、直角三角形の検知領域の斜辺が主走査方向始
端側の端縁となり、然も、該斜辺が前記長辺と斜辺とが
なす角度で主走査方向に斜めに交差するように配置され
る。また、センサＤは、副走査方向を上下としたとき
に、センサＡの検知領域の配置状態を上下反転させたよ
うに配置される。更に、センサＣは、センサＡと副走査
方向に沿った軸に対してその検知領域が軸対称となるよ
うに配置される。

【００２７】尚、図２に示すセンサＡ，Ｃは、直角挟角
を構成する２辺のうちの長辺が、主走査方向に直交する
ように配置されるが、該長辺が主走査方向と平行になる
ように配置する構成であっても良い。上記センサＡ〜Ｄ
の配列によって、各センサＡ〜Ｄの主走査方向始端側の
端縁は、センサＡ，Ｄが相互に副走査方向に沿って平行
で、また、センサＢ，Ｃは、相互に非平行であり、然
も、主走査方向に対する傾きの方向が逆になっている。
即ち、センサＢ，Ｃにおいては、光ビーム検知領域の主
走査方向始端側の端縁相互の間隔は、図２で下方にレー
ザビームＬ１，Ｌ２の走査位置がずれるほど大きくな
る。

【００２８】尚、図２では、センサＡによるレーザビー
ムＬ１の検知始端位置（ビーム検知信号が立ち上がる位
置）をａ１として示し、レーザビームＬ２の検知始端位
置をａ２として示してあり、以下同様に、センサＢ〜Ｄ
によるレーザビームＬ１，Ｌ２の検知始端位置をｂ１，
ｂ２，ｃ１，ｃ２，ｄ１，ｄ２として示してある。そし
て、センサＡ〜Ｄによるレーザビームの検知間隔とは、
前記検知始端位置でレーザビームが検知されるタイミン
グの間隔、換言すれば、センサＡ〜Ｄのビーム検知信号
の立ち上がり間隔を示すものとする。

【００２９】また、前記センサＥ（基準光ビーム検知手
段）は、２つのレーザビームＬ１，２のうちの基準光ビ
ームであるレーザビームＬ１が、副走査方向における所
期走査位置を通過したか否かを判別するためのセンサで
あり、前記所期走査位置を中心として配設されると共
に、レーザビームＬ１の副走査方向への走査位置ずれの
許容範囲内でのみ検知信号を出力するようにしてある。
ここで、センサＥが前記許容範囲内でのみ検知信号を出
力するように、その光ビーム検知領域の副走査方向の高
さを走査位置ずれの許容範囲に対応して設定するか、或
いは、前記許容範囲に対応する幅のスリットが形成され
た遮光部材をセンサＥの受光面に介装させるようにす
る。

【００３０】本実施例では、上記構成のセンサＡ〜Ｄを
用いて、前記レーザビームＬ１，Ｌ２の副走査方向にお
ける間隔のずれ量を、図３のフローチャートに示すよう
にして計測する。図３のフローチャートに示すプログラ
ム（副走査方向ずれ量算出手段）は、レーザプリンタに
電源が投入される毎に実行されるものであり、まず、レ
ーザビームＬ１のみを点灯させ、通常の画像記録時と同
様に走査させる（Ｓ１）。

【００３１】そして、レーザビームＬ１が前記センサＡ
〜Ｄ上を走査したときに、センサＢのビーム検知の立ち
上がり（ｂ１）から、センサＣのビーム検知の立ち上が
り（ｃ１）までの時間（検知時間差）Ｔ１（図４参照）
を計測する（Ｓ２）。次いで、レーザビームＬ１に代え
てレーザビームＬ２のみを点灯させ、通常の画像記録時
と同様に走査させる（Ｓ３）。

【００３２】そして、同様に、かかるレーザビームＬ２
が前記センサＡ〜Ｄ上を走査したときに、センサＢのビ
ーム検知の立ち上がり（ｂ２）から、センサＣのビーム
検知の立ち上がり（ｃ２）までの時間Ｔ２（図４参照）
を計測する（Ｓ４）。上記の時間Ｔ１，Ｔ２の計測を終
了すると、前記時間Ｔ１と時間Ｔ２の偏差の絶対値Ｔ３
を演算する。

【００３３】更に、レーザビームＬ１，Ｌ２の副走査方
向における間隔が正規の状態であるときに対応する前記
偏差Ｔ３の基準値と、上記処理で実際に求められた偏差
Ｔ３との差を、前記間隔のずれ量に相当する値として求
める（Ｓ５）。尚、前記基準値は、レーザプリンタの操
作部を介して任意に変更設定できるようにすると良い。

【００３４】即ち、レーザビームＬ１がセンサＢ，Ｃで
検知される副走査方向における位置ｂ１，ｃ１を基準位
置として想定したときに、例えばレーザビームＬ２の走
査位置が副走査方向に図４で下側にずれたとする。この
場合、レーザビームＬ２がセンサＢ，Ｃで検知される副
走査方向における位置ｂ２，ｃ２は、センサＢ，Ｃの検
知始端側端縁の間隔が、図４において下方に行くに従っ
て主走査方向の両側に広がるよう構成されていることに
よって、位置ｂ２は走査の始端側にずれ、逆に、位置ｃ
２は走査の終端側にずれることになり、以て、時間Ｔ２
が長くなり、時間Ｔ３が基準に対してより長くなる。

【００３５】従って、時間Ｔ３と基準値との偏差を求め
れば、走査速度と前記センサＢ，Ｃにおける斜辺の角度
との情報に基づいて、レーザビームＬ１，Ｌ２の間隔の
ずれ量を算出することができるものである。ここで、例
えばレーザビームＬ１（基準光ビーム）の走査位置を固
定として、特開昭６３−５０８０９号公報に開示される
ように副走査方向における走査位置を調整し得る機構
（副走査方向ずれ調整手段）をレーザビームＬ２側に備
える場合には、前記算出されたずれ量の情報に基づいて
レーザビームＬ２の副走査方向における走査位置を、レ
ーザビームＬ１の走査位置を固定として調整すること
で、レーザビームＬ１，Ｌ２の副走査方向における間隔
を所期値に修正することが可能となる。

【００３６】前記特開昭６３−５０８０９号公報に開示
される装置では、レーザビームを通過させるプリズムを
保持する保持板をプリズム面に平行な軸回りに回動可能
に支持し、かかる保持板の回動先端部に当接し保持板の
角度を決定する調整ねじの進退によってプリズム角度を
調整し、以て、副走査方向のピッチ（間隔）を調整する
構成である。

【００３７】上記のようにしてレーザビームＬ１，Ｌ２
の副走査方向における間隔ずれを検出させる場合には、
センサＢ，Ｃそれぞれの主走査方向始端側の検知領域端
縁がなす角度（挟角）θ（図５参照）によって、ずれに
よって生じる時間差が変動し、角度θが大きい方が単位
ずれ量に対する時間差の発生量を大きくすることができ
るが、他方で、前記角度θを大きくすることはセンサＡ
〜センサＤが一体形成されるセンサチップの大型化を招
くなどの不具合が発生する。

【００３８】従って、前記角度θは、ずれ量検出の要求
分解能に応じて必要最小限に設定することが望ましく、
以下に、前記角度θの最適値の設定について説明する。
ここで、レーザビームＬ１，Ｌ２の走査速度をｖ、１画
素幅をｄ、画素クロック周期をＴ、画素クロック分解能
をＣＢとすると、１画素幅だけ副走査方向に走査位置が
ずれたときのセンサＢ，Ｃ間におけるビーム検知間隔の
変動Δｔは、前記１画素幅のずれによって生じるセンサ
Ｂ，Ｃ間の距離（センサＢの主走査方向始端からセンサ
Ｃの主走査方向始端までの距離）の変化をｙ（図６参
照）とすると、 Δｔ＝ｙ／ｖとなり、また、前記ｙは、ｙ＝ｄ・tan(θ／２) ・２として表されるから、 Δｔ＝ｄ・tan(θ／２) ・２／ｖとなる。

【００３９】一方、１画素幅での検出要求分解能がＫ以
上であるとすると、以下の不等式が成り立つことにな
る。Ｋ≦Δｔ／（Ｔ／ＣＢ）＝Δｔ・（ＣＢ／Ｔ）ここで、Ｔ＝ｄ／ｖであるから、

【００４０】

【数１】

【００４１】となり、角度θについて求めると、 θ≧２・tan ^-1（Ｋ／２ＣＢ）となる。即ち、前記角度θは、画素クロック分解能をＣ
Ｂ、検出要求分解能Ｋとしたときに上式を満足する値で
あれば、前記検出要求分解能Ｋの確保が可能である。

【００４２】前記検出要求分解能Ｋは、一般的には、画
素クロック分解能ＣＢの１乃至４倍が適切であり、この
場合には、１／２≦Ｋ／（２ＣＢ）≦２となるから、角
度θは、53.13 °≦θ≦126.86°の範囲内とすれば良
い。本実施例では、基準クロックにより複数の遅延クロ
ックを発生させ（図７参照）、センサからの検知信号に
同期したクロックを画素クロックとする構成であり、前
記基準クロックにより発生させた遅延クロックの総数を
画素クロックの分解能ＣＢとして定義する。

【００４３】尚、上記のようにして要求分解能を確保で
きる角度θを決定しても、実際の角度θがずれている
と、副走査方向のずれ量と検知時間間隔との相関がず
れ、副走査間隔のずれ量を誤って検出することになって
しまう。そこで、センサＡ〜Ｄ（光ビーム検知手段）に
ついては、個別にセンサを設けるのではなく、センサ
Ａ，Ｄが一体化された１チップセンサを配設する構成と
し、前記角度θの誤差を極力少なくすることが望まし
い。

【００４４】また、本来的には、感光ドラム５（記録媒
体）上におけるレーザビームＬ１，Ｌ２の副走査方向の
間隔を検出したいから、センサＡ〜Ｄの受光面を感光ド
ラム５（記録媒体）の結像面と等価な面とし、感光ドラ
ム５上で検知させる場合と同条件でレーザビームＬ１，
Ｌ２が検知されるようにして、センサの受光面の傾きや
位置などに影響されて検出精度が悪化することを防止す
ることが好ましい。

【００４５】また、前記時間Ｔ１，Ｔ２の計測結果や、
最終的に演算されたずれ量などの情報を、レーザプリン
タに設けられた表示部に表示させるようにしても良い。
ところで、前記時間Ｔ１，Ｔ２の計測は、本実施例で
は、図７に示すようにして行われる。尚、図７では、セ
ンサＡ，ＤによってレーザビームＬ１が検知される時間
差（ａ１とｄ１との間の時間）を計測させる場合を示し
てあるが、センサＡ〜Ｄの他の組み合わせであっても同
様にして行われる。

【００４６】図７において、基準クロックｃｌｋを１／
16周期ずつ順次遅らせて16種類のディレイクロックdl０
（基準クロック）〜dl15をディジタルディレイラインを
用いて発生させている。尚、図７においては、クロック
ｃｌｋ，dl１，dl２，dl８，dl12，dl15のみを示し、他
のディレイクロックについては図示を省略してある。そ
して、例えばセンサＡの検知信号の立ち上がりａ１に同
期したクロック（検知信号の立ち上がり直後に最初に立
ち上がるクロック）がクロックdl８であったとすると、
該同期時の立ち上がりを最初のカウントとし、続いてこ
のクロックdl８の立ち上がりを順次カウントさせる。

【００４７】かかるカウント中に、センサＤの検知信号
が立ち上がり、この検知信号の立ち上がり（ｄ１）に同
期するクロックがクロックdl12であったとすると、それ
までのクロックdl８の立ち上がりをカウントした数（セ
ンサＡの検知信号（ａ１）に同期したクロックdl８の立
ち上がりを含む）から１を減算した値にクロック周期を
乗算した時間に、クロックdl８とクロックdl12との位相
差（４／16周期であり、ディレイクロック番号＝dl４と
して表すことができる。）を加算した値が、前記センサ
Ａ，Ｄの検知信号の出力時間差（ａ１とｄ１との間隔）
になる。

【００４８】そして、前述の副走査方向のずれ検出にお
いては、各時間Ｔ１，Ｔ２を、上記のようにしてクロッ
クカウント数とディレイクロック番号として求める一
方、間隔の規定値に相当する基準時間をやはりクロック
カウント数とディレイクロック番号として与えるように
して、時間差の演算においては、カウント数とディレイ
クロック番号とをそれぞれに演算させるようにすれば良
い。

【００４９】この場合、副走査方向におけるずれ量の情
報は、クロックカウント数とディレイクロック番号とし
てレーザビームＬ２の副走査方向における走査位置を調
整する副走査方向ずれ調整手段（例えばステッピングモ
ータ）に出力されることになる（図８参照）。次に、上
記のようにして時間を計測し、該計測結果に基づいてず
れ検出を行う具体的な回路例（副走査方向ずれ量算出手
段）を図９に従って説明する。

【００５０】図９において、センサＢ，Ｃの出力は、フ
ェイズ・ディテクター(1) 11とフェイズ・ディテクター
(2)12 とにそれぞれ出力される。一方、ディジタル・デ
ィレイライン13には基準クロックclk が入力され、該デ
ィジタル・ディレイライン13から前記クロックdl０〜dl
15が出力される。そして、前記フェイズ・ディテクター
(1)11,(2)12 では、センサＢ，Ｃの検知信号の立ち上が
りと同期するディレイクロックdl０〜dl15をそれぞれに
検出し（図７参照）、該検出結果を位相差演算部14に出
力する。

【００５１】該位相差演算部14では、センサＢの検知タ
イミング（ｂ１又はｂ２）に同期するクロックと、セン
サＣの検知タイミング（ｃ１又はｃ２）に同期するクロ
ックの位相差（１／16周期単位）、即ち、センサＢ，Ｃ
の検知間隔のクロック周期内の端数分を求め、その結果
を、センサＣの検知信号からワンショット回路31で生成
されるワンショットパルスに応じてラッチ回路18にラッ
チさせる。

【００５２】また、前記フェイズ・ディテクター(1)11
の検出結果はクロックセレクタ15にも出力され、該クロ
ックセレクタ15からは、センサＢの検知信号に同期する
ディレイクロックを選択的にカウンタ16に出力する。カ
ウンタ16では、センサＢ，Ｃの出力の立ち上がりｂ１
（ｂ２），ｃ１（ｃ２）間隔時間を、前記クロックセレ
クタ15から出力されるクロックをカウントして計測す
る。尚、前記カウンタ16のカウント区間は、センサＢ，
Ｃの出力が入力されるフリップ・フロップ17によって制
御されるようになっている。

【００５３】前記カウンタ16によるカウント値は、セン
サＣの検知信号から生成させたワンショットパルスでラ
ッチ回路18にラッチさせる。このようにして、例えばレ
ーザビームＬ１のみを点灯させたときのセンサＢ，Ｃの
検知間隔である時間Ｔ１を計測しラッチ回路18に記憶さ
せ、続いて、同様にしてレーザビームＬ２のみを点灯さ
せたときの時間Ｔ２を計測しラッチ回路18に記憶させ
る。

【００５４】クロックカウント数及びクロック位相差と
して前記時間Ｔ１，Ｔ２が得られると、時間差演算部19
では時間Ｔ１，Ｔ２の偏差を、カウント数とクロック位
相差とで個別に演算し、その結果を、ラッチ回路20に一
旦記憶させる。そして、ずれ演算部21では、操作部を介
して与えられる基準値と、前記ラッチ回路20に記憶され
たデータとを比較して、レーザビームＬ１，Ｌ２の副走
査方向におけるずれ（間隔の変化量）を演算し、かかる
演算結果を表示部に出力する一方、レーザビームＬ２の
副走査方向における走査位置を調整する調整機構（副走
査方向ずれ調整手段）に与えて、副走査方向におけるず
れの修正をレーザビームＬ１の走査位置を基準として行
わせる。

【００５５】上記のように、センサＢ，Ｃでレーザビー
ムが検知される間隔時間の計測によってレーザビームＬ
１，Ｌ２の副走査方向における間隔のずれ量を算出し、
かかるずれ量に応じてレーザビームＬ２の走査位置を固
定されたレーザビームＬ１（基準光ビーム）の走査位置
に対して副走査方向に調整することで、レーザビームＬ
１，Ｌ２の副走査方向における間隔を所期値に調整でき
ることになる。

【００５６】しかしながら、走査間隔の基準となるレー
ザビームＬ１の走査位置が副走査方向にずれていると、
たとえビームの間隔が所期値に調整されているとして
も、走査ライン間隔の変動を招くことになってしまう。
そこで、本実施例では、図10のフローチャートに示すよ
うに前記センサＥ（基準光ビーム検知手段）を用いてレ
ーザビームＬ１（基準光ビーム）が副走査方向における
所期の走査位置を走査しているか否かを簡便に判別す
る。

【００５７】図10のフローチャート（基準光ビームずれ
検出手段）において、まず、レーザビームＬ１の走査が
行われているか否かを判別し（Ｓ21）、走査中であると
きには、センサＥの出力を読み込む（Ｓ22）。そして、
センサＥでレーザビームＬ１が検知されなかった場合に
は（Ｓ23）、ＬＥＤ（基準光ビームずれ警告手段）の点
灯によってレーザビームＬ１の走査位置ずれを警告する
（Ｓ24）。

【００５８】即ち、前記センサＥは、レーザビームＬ１
が所期の走査位置を中心とする副走査方向の許容範囲内
で走査された場合にのみ、レーザビームＬ１を検知する
ように設定されているから、レーザビームＬ１の走査中
であるにも関わらず、センサＥで検知されなかった場合
には、前記許容範囲を越えて副走査方向にずれているも
のと推定できる。

【００５９】ここで、レーザビームＬ１の副走査方向へ
の位置ずれが検出されたときに、前述のようにＬＥＤを
点灯させる構成とすれば、レーザビームＬ１の走査位置
の適正を目視で容易に判断することができ、また、ビー
ムの初期調整時には、かかるＬＥＤ表示を目視しながら
レーザビームＬ１の位置合わせ作業が容易に行えること
になる。

【００６０】上記では、センサＥによりレーザビームＬ
１の走査位置ずれが検出されたときにこれを警告する構
成としたが、前記レーザビームＬ２の走査位置を調整で
きる機構と同様な調整機構をレーザビームＬ１側にも設
け、センサＥにより検知される位置にレーザビームＬ１
の走査位置を自動的に調整させた後、ビーム間隔の検出
及び該検出結果に基づくレーザビームＬ２の走査位置の
調整を行わせるようにしても良い。

【００６１】また、上記実施例では、センサＥを別途設
けることで、レーザビームＬ１の走査位置を検知できる
ようにしたが、図11のフローチャート（基準光ビームず
れ検出手段）に示すように、前記センサＢ，Ｃによって
レーザビームＬ１（基準光ビーム）が検知される時間間
隔と所期値とを比較することによっても、レーザビーム
Ｌ１の副走査方向における走査位置の検出が行える。か
かる構成の場合、前記センサＥは不要となり、センサ構
成が簡略化される。

【００６２】即ち、レーザビームＬ１を走査させたとき
に、センサＢ，ＣでレーザビームＬ１が検知される間隔
は、走査速度とレーザビームＬ１の副走査方向における
走査位置とで決定されることになる。そこで、レーザビ
ームＬ１を点灯・走査させ（Ｓ31）、このときにレーザ
ビームＬ１がセンサＢ，Ｃそれぞれで検知されることに
よって発生する各センサＢ，Ｃの検知信号の立ち上がり
の間隔時間Ｔφを計測する（Ｓ32）。

【００６３】一方、レーザビームＬ１を基準の走査位置
で走査させたときの検知間隔を予め求めておき、かかる
基準検知間隔に基づいて前記間隔時間Ｔφの許容範囲
（Ｔφmin ≦Ｔφ≦Ｔφmax ）を設定しておく。そし
て、実際に計測した間隔時間Ｔφが、前記許容範囲内で
あるか否かを判別し（Ｓ33）、実測値が許容範囲内でな
いときには、レーザビームＬ１の副走査方向における位
置ずれを判別し、ＬＥＤ点灯（基準光ビームずれ警告手
段）によってかかる位置ずれを警告する（Ｓ34）。

【００６４】上記のようにして、間隔時間Ｔφに基づい
てレーザビームＬ１の位置ずれを検出する構成において
も、前記ＬＥＤの点灯に基づいてレーザビームＬ１の走
査位置の調整作業が容易に行え、また、判別結果に基づ
いてレーザビームＬ１の走査位置の自動調整も可能であ
る。尚、センサＥを用いたレーザビームＬ１の走査位置
の自動調整においては、センサＥで位置ずれが検出され
たときに、まず、副走査方向のいずれか一方にレーザビ
ームＬ１の走査位置を徐々に変化させていき、所定移動
距離内でセンサＥによるビーム検知がなされたときに
は、その位置で固定させるか所定距離だけ逆に戻してそ
の位置を基準位置として固定させる。一方、前記所定移
動距離だけ移動させてもセンサＥでビーム検知がなされ
なかったときには逆方向に移動させて、センサＥでビー
ム検知される位置を探る。そして、前記所定移動距離だ
け上下に移動させてもセンサＥでビームＬ１が検知され
なかったときには、調整不能であることを警告させるよ
うにすると良い。

【００６５】また、前記間隔時間ＴφでレーザビームＬ
１の走査位置を判別する構成の場合には、許容範囲に対
していずれの方向に間隔時間Ｔφがずれているかによっ
て、ずれの方向を判別できるから、判別結果の方向にレ
ーザビームＬ１の走査位置を調整させるようにすれば良
い。ところで、上記では、センサＡ〜Ｄのうちのセンサ
Ｂ，Ｃのみを用いて、レーザビームＬ１，Ｌ２の副走査
方向におけるずれ量を検出し、該ずれを調整する処理を
説明したが、かかる処理に続けてレーザビームＬ１，Ｌ
２の主走査方向における走査位置関係（主走査方向にお
けるずれ）を検出し、該検出結果に基づいて各レーザビ
ームＬ１，Ｌ２による書出し位置を制御することが好ま
しく、そのために、センサＡ，Ｄが設けられている。

【００６６】前記主走査方向におけるずれを検出するた
めの処理内容を、図３のフローチャートにおいて、副走
査方向のずれ検出に続けて示してある。まず、レーザビ
ームＬ１のみを点灯させて（Ｓ６）、センサＡでレーザ
ビームＬ１が検知される立ち上がり（ａ１）と、センサ
ＤでレーザビームＬ１が検知される立ち上がり（ｄ１）
との時間差Ｔ５（図12参照）を測定させる（Ｓ７）。

【００６７】ここで、センサＡ，Ｄの光ビーム検知領域
の主走査方向始端側の端縁が、副走査方向に平行（主走
査方向に直交）であるから、前記時間差Ｔ５は、副走査
方向における走査位置に影響されずに、センサＡ，Ｄの
主走査方向始端側の端縁の間隔と走査速度とによっての
み決定されることになる。次に、センサＡにはレーザビ
ームＬ１のみが入射し、センサＤにはレーザビームＬ２
のみが入射するように、各レーザビームＬ１，Ｌ２のマ
スク制御を行いながら走査させ（Ｓ８）、センサＡでレ
ーザビームＬ１が検知される立ち上がり（ａ１）と、セ
ンサＤでレーザビームＬ２が検知される立ち上がり（ｄ
２）との時間差Ｔ６（図12参照）を測定させる（Ｓ
９）。

【００６８】前記マスク制御は、各レーザビームＬ１，
Ｌ２の点灯・消灯制御で行っても良いし、また、偏光素
子などの利用によってレーザビームＬ１，Ｌ２が選択的
にセンサＡ，Ｄに入射するようにしても良い。ここで、
各レーザビームＬ１，Ｌ２が、主走査方向にずれること
なく走査される場合には、前記時間差Ｔ５，Ｔ６は同一
時間となるはずであり、例えばレーザビームＬ１の走査
に遅れてレーザビームＬ２が走査される場合には、その
遅れが、Ｔ６−Ｔ５（＝Ｔ７）として求められることに
なる（Ｓ10：図12参照）。

【００６９】従って、上記の場合、レーザビームＬ１に
よる書出しに対してレーザビームＬ２に書出しを前記時
間Ｔ７だけ遅らせれば、主走査方向にずれて走査される
２つのレーザビームＬ１，Ｌ２によって主走査方向にず
れることなく、画像記録が行えることになる。前記書出
し位置の制御は、レーザビームＬ１に対応する水平同期
信号の発生に対して、レーザビームＬ２に対応する水平
同期信号の発生を前記時間Ｔ７だけ遅らせるようにすれ
ば良い。

【００７０】また、前記時間Ｔ５，Ｔ６が、前記副走査
方向におけるずれ検出で説明したように、ディレイクロ
ックのカウント数及びクロック位相差として求められる
場合には、クロックのカウント数に基づいて水平同期信
号を調整し、クロック位相差として求められるずれ分
は、ディレイクロックdl０〜dl15からの各レーザビーム
Ｌ１，Ｌ２に対応させるドットクロックの選択によって
調整するようにしても良い。

【００７１】ところで、上記の副走査方向及び主走査方
向におけるずれ検出のために用いたセンサＡ〜Ｄの各検
知領域の形状や組み合わせは、図２に示したものに限定
されるものではなく、例えば図13〜図16に示すようなセ
ンサＡ〜Ｄの構成であっても良い。即ち、副走査方向に
おけるずれを検出するためには、光ビーム検知領域の主
走査方向始端側の端縁が相互に非平行となるセンサの組
み合わせが存在すれば良く、また、主走査方向における
ずれを検出するためには、光ビーム検知領域の主走査方
向始端側の端縁が共に主走査方向に直交して平行である
センサの組み合わせが存在すれば良く、更に、光ビーム
検知領域の主走査方向始端側の端縁が規定されれば、検
知領域の形状は三角であっても四角であっても良い。

【００７２】更に、上記では、副走査方向のずれ検出に
用いるセンサ対と、主走査方向のずれ検出に用いるセン
サ対とからなる４つのセンサＡ〜Ｄで構成したが、図17
に示すように、３つのセンサＡ〜Ｃで同様の機能を果た
すことが可能である。即ち、図17に示す構成では、四角
な光ビーム検知領域に形成された２つのセンサＡ，Ｂ
を、その検知領域の主走査方向始端側の端縁が主走査方
向に直交するように配設する一方、光ビーム検知領域が
三角形に形成されたセンサＣをその主走査始端側となる
斜辺が主走査方向に斜めに交差するように配設してあ
る。

【００７３】そして、前記図17に示すセンサ構成で、副
走査方向におけるずれを検出させる場合には、例えばセ
ンサＢとセンサＣとの組み合わせを用いる（図18参
照）。ここで、センサＢの検知領域の主走査方向始端側
の端縁が主走査方向に直交するが、センサＣの検知領域
の主走査方向始端側の端縁は主走査方向に斜めに交差す
るので、副走査方向におけるずれが発生すれば、それが
各センサＢ，Ｃによって検出される時間差の変化として
表れることになり、以て、副走査方向のずれを検出でき
る（図18参照）。

【００７４】また、図17に示すようなセンサＡ〜Ｃによ
って、主走査方向におけるずれを検出する場合には、図
19に示すように、センサＡ，Ｂの組み合わせを用いて前
述と同様にして検出できる。即ち、図17に示すような３
つのセンサＡ〜Ｃで構成される場合であっても、光ビー
ム検知領域の主走査方向始端側の端縁が、相互に非平行
となる組み合わせと副走査方向に沿って平行となる組み
合わせとの両方を有すれば、換言すると、副走査方向に
沿って平行なセンサ対と、主走査方向に斜めに交差する
１つのセンサとがあれば、副走査方向及び主走査方向の
ずれを両方検出できることになる。

【００７５】従って、３つのセンサＡ〜Ｃによる組み合
わせにおいても、図17の構成に限定されるものではな
く、例えば図20〜図23に示すような種々の態様が容易に
想定される。尚、主走査方向におけるずれ検出を行う必
要がない場合には、光ビーム検知領域の主走査方向始端
側の端縁が相互に非平行であるセンサ対のみを備えれば
良いことになる。

【００７６】また、３つのレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ
３を用いて３ラインを同時記録させる構成においても、
例えば２つのレーザビームＬ１，Ｌ２について前記同様
に副走査方向のずれ量を一対のセンサを用いて検出し、
更に、２つのレーザビームＬ１，Ｌ３についてずれ量を
検出すれることで、レーザビームＬ１の走査位置を基準
としたときの各レーザビームＬ２，Ｌ３の副走査方向の
ずれ量を検出できるので、２つのレーザビームＬ１，Ｌ
２を用いる構成に限定されない。

【００７７】

【００７８】

【００７９】

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる装置では、副走査方向における光ビームのずれを
検出させるに当たって、要求される必要最低限の分解能
を確実に得ることができるようになるという効果があ
る。また、請求項２の発明にかかる装置では、前記要求
分解能を、画素クロックの分解能を基準として規定する
ことで、要求分解能を適正に設定させることが可能とな
る。

【００８１】更に、請求項３の発明にかかる装置では、
光ビーム検知手段の受光面を記録媒体の結像面と等価な
面とすることで、光ビーム検知手段によって記録媒体上
における光ビームの副走査方向における走査位置ずれを
精度良く検出することができる。また、請求項４の発明
にかかる装置では、各光ビーム検知手段を一体に構成さ
せることで、光ビーム検知手段に要求される検出精度の
確保が容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の像露光系を示す斜視図。

【図２】インデックスセンサの詳細を示す図。

【図３】主，副走査方向における光軸ずれ検出を示すフ
ローチャート。

【図４】副走査方向におけるずれ検出を説明するための
図。

【図５】センサ角度θを示す図。

【図６】センサ角度θと１画素幅ｄとセンサ間隔ｙとの
相関を示す図。

【図７】クロックを用いた時間計測を説明するためのタ
イムチャート。

【図８】ずれの検出結果による光軸調整を示すブロック
図。

【図９】副走査方向の光軸ずれ検出を行う回路構成を示
すブロック図。

【図10】センサＥを用いたレーザビームＬ１の走査位置
ずれ検出を示すフローチャート。

【図11】センサＢ，Ｃを用いたレーザビームＬ１の走査
位置ずれ検出を示すフローチャート。

【図12】主走査方向におけるずれ検出の特性を説明する
ための図。

【図13】センサ構成の他の実施例を示す図。

【図14】センサ構成の他の実施例を示す図。

【図15】センサ構成の他の実施例を示す図。

【図16】センサ構成の他の実施例を示す図。

【図17】３つのセンサによるセンサを構成を示す図。

【図18】３つのセンサによる副走査方向におけるずれ検
出を示す図。

【図19】３つのセンサによる主走査方向におけるずれ検
出を示す図。

【図20】センサ構成の他の実施例を示す図。

【図21】センサ構成の他の実施例を示す図。

【図22】センサ構成の他の実施例を示す図。

【図23】センサ構成の他の実施例を示す図。

【符号の説明】

１光源ユニット１ａ，１ｂ半導体レーザ２集光レンズ３ポリゴンミラー４ｆθレンズ５感光ドラム６インデックスセンサ７反射鏡 11，12 フェイズ・ディテクター 13 ディジタル・ディレイライン 14 位相差演算部 15 クロックセレクタ 16 カウンタ 18，20 ラッチ回路 19 時間差演算部 20 ずれ演算部 31 ワンショット回路Ａ〜Ｅセンサ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/44 G02B 26/10 H04N 1/113

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光ビームにより記録媒体上を同時に
主走査方向に平行に走査させて複数ラインを同時に記録
する画像形成装置において、前記主走査方向に直交する副走査方向において前記複数
の光ビームの走査ラインを包含する光ビーム検知領域を
有し、かつ、それぞれの光ビーム検知領域の主走査方向
始端側の端縁が相互に非平行である少なくとも２つの光
ビーム検知手段を前記主走査方向に並べて配設すると共
に、各光ビーム毎に前記光ビーム検知手段それぞれで検知さ
れる時間間隔を計測し、該計測結果に基づいて前記複数
の光ビーム相互の前記副走査方向における間隔のずれ量
を算出する副走査方向ずれ量算出手段を含んで構成され
る一方、前記光ビーム検知手段において相互に非平行である光ビ
ーム検知領域の主走査方向始端側の端縁がなす挟角を
θ、画素クロックの分解能をＣＢ、前記副走査方向ずれ
量算出手段における１画素幅における要求分解能をＫと
したときに、前記挟角θが、 θ≧２・tan ^-1 ｛Ｋ／（２・ＣＢ）｝なる関係を満たすように前記光ビーム検知手段を配設し
たことを特徴とする画像形成装置の光ビームずれ検出装
置。
【請求項２】前記要求分解能Ｋが、前記画素クロックの
分解能ＣＢの１乃至４倍であることを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置の光ビームずれ検出装置。
【請求項３】前記光ビーム検知手段それぞれが前記記録
媒体の結像面と等価な受光面を有することを特徴とする
請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置の光ビ
ームずれ検出装置。
【請求項４】前記各光ビーム検知手段が一体的に構成さ
れることを特徴とする請求項１，２又は３のいずれかに
記載の画像形成装置の光ビームずれ検出装置。