JP2001066526A - マルチビーム画像形成装置 - Google Patents

マルチビーム画像形成装置

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JP2001066526A
JP2001066526A JP24036499A JP24036499A JP2001066526A JP 2001066526 A JP2001066526 A JP 2001066526A JP 24036499 A JP24036499 A JP 24036499A JP 24036499 A JP24036499 A JP 24036499A JP 2001066526 A JP2001066526 A JP 2001066526A
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beams
signal
image forming
synchronization
light
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Kenichi Ono
健一 小野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期検知位置における複数のビームの主走査
方向のタイミングのずれによるドット位置ずれを軽減し
て印刷画像品質を向上させる。 【解決手段】 CPU106は2つのビーム毎の同期検
知位置に対応する光量補正データAをレジスタ107に
格納し、セレクタ108−1、108−2は同期検知時
にこの光量補正データAを選択する。2つのビーム毎の
同期検知位置光量補正データAは同期検知器4が複数の
ビームを検出する信号の時間間隔ΔTが理想値になるよ
うに設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のビームを偏
向器により偏向して共通の同期検知器により順次受光し
て受光信号に基づいて各ビームの同期信号を生成し、各
ビームの同期信号に基づいて感光体上に露光することに
より複数ラインを同時に書き込むマルチビーム画像形成
装置に関し、例えばレーザープリンタ、デジタル複写
機、ファクシミリ装置等に好適なマルチビーム画像形成
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は一般的なマルチビーム画像形成装
置の一例として2ビーム方式を示す。LDユニット1、
2はそれぞれLD(半導体レーザ)変調部10、11の
各変調データに応じて変調されたレーザービームを発生
するLDが内蔵され、また、各レーザービームの光軸が
直交するように配置されている。この2つのレーザービ
ームは副走査方向に近接するようにビームスプリッタ8
により合成された後、シリンダレンズ9を透過し、次い
で図示しないモータにより一定回転数で回転するポリゴ
ンミラー3の同一面により主走査方向に偏向走査され
る。fθレンズ5はポリゴンミラー3によって偏向走査
されるレーザービームを感光体ドラム6上に副走査方向
に所定の間隔を隔てて集光して結像させ、且つ主走査方
向に等速走査させる。
【0003】また、第1のLDユニット1から出射され
たレーザービームは、第2のLDユニット2から出射さ
れたレーザービームより主走査方向に先に走査される。
集光された2本のレーザービームはともに、主走査方向
の直径が50から80μm程度、副走査方向の直径が7
0から100μm程度の楕円形である。2つのビームの
副走査方向の中心間距離は書込み密度に対応し、例えば
400dpiの時には63.5μmに調整されている。
集光されたレーザービームの主走査方向の中心間距離は
光学系により決まるが、副走査方向の調整により精度は
なく、この例では1±0.2mm程度とする。
【0004】光検知器4は主走査方向の有効書込領域の
前の位置に配置される。光検出器4は図4に示すよう
に、光ビームを光電変換するPINフォトダイオード4
−1と、その出力をロウ−アクティブのビーム検出信号
XDETPにデジタル化するデジタル信号化回路4−2を有
する。光検知器4の受光部4−3の形状は、図5に示す
ように副走査方向に離間した2つのビーム(LD1、L
D2)の両方を受光可能なように副走査方向に長く、か
つ主走査方向に離間した2つのビーム(LD1、LD
2)を同時ではなく1つのみを順次受光可能な長方形で
ある。この光検出器4の受光部4−3を、点灯している
2つのレーザービームが走査して横切ると光検知器4の
出力として、図2に示すように2つのパルスが時間ΔT
だけずれたビーム検出信号XDETPが得られる。
【0005】ここで、光検出器4のPINフォトダイオ
ード4−1は、入射する光を電流に変換するが、入射光
量が大きいほど出力電流が大きくなる特性を持ってい
る。後段のデジタル信号化回路4−2はコンパレータで
あり、PINフォトダイオード4−1の出力電流をある
スレッショルドレベルでスライスしてデジタル信号に変
換するので、入射光量が大きいほど出力パルスの遅延時
間が小さくなる。
【0006】図2(a)は理想的な波形を示し、主走査
方向に先行するレーザービーム(LD1)が受光部4−
3に達すると、PINフォトダイオード4−1に電流が
流れ、ビーム検出信号XDETPはロウ−アクティブにな
る。次にそのビームが受光部4−3を通り過ぎると P
INフォトダイオード4−1に電流が流れなくなり、ビ
ーム検出信号XDETPはハイになる。さらに主走査方向に
後続のレーザービーム(LD2)が受光部4−3に達す
ると、PINフォトダイオード4−1に電流が流れ、ビ
ーム検出信号XDETPはロウ−アクティブになる。次にそ
のビームが受光部4−3を通り過ぎると、PINフォト
ダイオード4−1に電流が流れなくなり、ビーム検出信
号XDETPはハイになる。
【0007】PINフォトダイオード4−1の出力電流
は、デジタル信号化回路4−2によりあるスレッショル
ドレベルでスライスされてビーム検出信号XDETPとして
出力されるので、LD1とLD2の光量が同じ場合、各
パルスの遅延量も同じになり、パルス間隔ΔTはLD1
とLD2の通過時間、すなわちLD1とLD2の距離Δ
Yを走査速度で割った時間と一致する。
【0008】ビーム検出信号XDETPは印刷制御部12に
印加され、印刷制御部12では、図示しない画像入力部
からの画像データと、同期検知信号を得るための各LD
の強制点灯信号とを合わせて、2つのLDの変調データ
として各LD変調部10、11に出力する。ビーム検出
信号XDETPの2つのパルスの立ち下がりを基点として、
2つのLDの点灯タイミングが制御され、これにより奇
数ラインと偶数ラインの画像が同時に感光体6上に書き
込まれる。
【0009】なお、マルチビーム画像形成装置の従来例
として、特開平6−233074号公報には、同期用受
光素子の受光面が複数のレーザ光を同時に受光する大き
さを有し、受光レベルをレーザ光の数に応じた数の閾値
と比較することにより各ラインの同期信号を生成するた
めに、同期用受光素子に入射する各ビームの光量を記録
媒体対応の記録領域に対する光書き込み時の光量より小
さく設定し、かつ各走査で最初に同期用受光素子に入射
する先頭ビームの光量を後続の他のビームより大きくす
る方法が提案されている。
【0010】また、マルチビーム方式でない他の従来例
としては、特開平6−297759号公報には、光源、
感光体、同期検出器などを有するレーザ光学系が複数の
カラー画像形成装置において、同期検知部のレーザ光強
度を制御することにより、異なるレーザ光学系の画像ず
れを補正する装置が記載されている。また、他の従来例
として、特開平5−336330号公報には、1つのレ
ーザ光学系により面順次で多色印刷を行うカラー画像形
成装置において、各色の書き出し位置を制御する方法が
記載されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、複数
のビームを共通の同期検知器により順次受光して各ビー
ムの同期信号を生成する構成では、ビーム検出信号XDET
Pの2つのパルスの立ち下がりを基点として、2つのL
Dの点灯タイミングが制御されて画像が感光体上に書き
込まれるので、光検知器4を2つのビームが通過する時
間間隔と、2つのパルスの立ち下がりの時間間隔ΔTが
一致していないと、2つのビームによる画像にずれが生
じることになる。
【0012】ここで、被走査面におけるレーザービーム
の走査速度は略一定になるが、被走査面上でのビーム強
度は、像高によって強弱が生じる。すなわち、感光体6
の中央で2つのビームの光量をそれぞれ同じ値に調整し
ても、光検知器4の位置での2つのビームの光量が異な
る。図2(b)はLD2の光量がLD1の光量より小さ
い場合の波形を示し、この場合のパルス間隔ΔTは、理
想的な場合に比べて大きくなる。
【0013】また、実際の光検知器4のPINフォトダ
イオード4−1の出力特性は、図2(c)に示すように
立ち上り速度と立ち下がり速度に差があり、2つのビー
ムの入射する時間間隔が短く過ぎると、最初に入射した
ビームの影響により、次に入射するビームによる出力パ
ルスのタイミングが影響を受ける場合がある。例えば、
最初に入射したビームによるPINフォトダイオード4
−1の内部回路の電荷の影響により、次に入射するビー
ムによる出力パルスのタイミングが早くなる場合があ
る。
【0014】本発明は上記従来例の問題点に鑑み、複数
のビームを共通の同期検知器により順次受光して同期検
知器の受光信号に基づいて各ビームの同期信号を生成す
る場合に、同期検知位置における複数のビームの主走査
方向のタイミングのずれによるドット位置ずれを軽減す
ることができ、ひいては印刷画像品質を向上させること
ができるマルチビーム画像形成装置を提供することを目
的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、複数のビームを共通の同期検知器により
順次受光して前記同期検知器の受光信号に基づいて各ビ
ームの同期信号を生成するマルチビーム画像形成装置に
おいて、前記同期検知器が複数のビームを順次検出する
信号の時間間隔が理想値になるように、前記同期検知器
が複数のビームを受光する時に前記複数のビームの少な
くとも1つの強度を制御する手段を備えた構成とした。
【0016】この場合、ビームが入射した後にビーム検
知信号を出力するまでの遅延時間が入射ビームの強度に
応じて変化する前記同期検知器の特性に応じ、前記複数
のビームの少なくとも1つの強度を制御する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は本発明に係るマルチビーム
画像形成装置の一実施形態の要部を示すブロック図、図
2はビーム検知信号を示す波形図、図3は本発明に係る
マルチビーム画像形成装置を示すブロック図、図4は図
3の同期検知器を示すブロック図、図5は図4のPIN
フォトダイオードの受光面と2つのビームの関係を示す
説明図である。
【0018】図1は本発明に係るマルチビーム画像形成
装置の一実施形態の要部として、図3に示す印刷制御部
12(及びLDユニット1、2、LD変調部10、1
1)を示している。なお、印刷制御部12の機能はこれ
だけではないが、ここでは、本発明に関連する部分だけ
に説明をとどめる。まず、クロック発生回路101は水
晶発振器やPLL周波数シンセサイザで構成されてお
り、印刷画素クロックLDCLKを発生してこれを第1のク
ロック同期回路102−1および第2のクロック同期回
路102−2に出力する。パルス分離回路103は共通
の同期検出器4により検出された同期検知信号XDETPを
第1のレーザビーム用の同期検知パルス信号XDETP1およ
び第2のレーザビーム用の同期検知パルス信号XDETP2に
分離し、これらをそれぞれクロック同期回路102−
1、102−2に出力する。
【0019】印刷画素クロックLDCLKはクロック同期回
路102−1、102−2によりそれぞれ同期検知パル
ス信号XDETP1、XDETP2のタイミングに位相が同期され、
第1のレーザービーム用変調クロックLDCLK1および第2
のレーザービーム用変調クロックLDCLK2が生成される。
また、同期検知パルス信号XDETP1、XDETP2はそれぞれク
ロック同期回路102−1、102−2により、変調ク
ロックLDCLK1およびLDCLK2と同期されて所定のパルス幅
の主走査同期信号LDSYNC1およびLDSYNC2が生成される。
これらの変調クロックLDCLK1、LDCLK2および主走査同期
信号LDSYNC1、LDSYNC2は、図示しない画像入力部に印加
され、画像入力部からの画像データを画像書込みに同期
させるためのクロックおよび同期信号として使われる。
【0020】さらに、第1の変調クロックLDCLK1と主走
査同期信号LDSYNC1信号は、それぞれカウンタ104
(図のCount)のクロック端子とリセット端子にも印加
される。カウンタ104はいわゆる主走査カウンタであ
って、主走査同期信号LDSYNC1信号でリセットされて変
調クロックLDCLK1でインクリメントするバイナリーカウ
ンタであり、そのカウント値により第1レーザビームの
主走査方向の位置が判るようになっている。このカウン
タ104はまた、一ラインの走査中にオーバーフローし
ないビット数を具備し、このビット数は297mmの印
刷用紙に800dpiで画像を印刷する場合には14ビッ
トが必要である。カウンタ104はリセットされるとカ
ウントを再開するので、このカウントはポリゴンミラー
3の面毎に繰り返される。
【0021】カウンタ104の出力端子はコンパレータ
(Comp)105の入力端子Aに接続され、コンパレータ
105はハイの期間が有効書込み領域を示す有効書込領
域信号LGATEを生成する。このためにコンパレータ10
5には、これに数値を可変自在に設定する数値設定手段
であるCPU106がレジスタ107を介して接続され
ており、カウンタ104のカウント値AとCPU106
により可変自在に予め設定された数値C、Dとを比較
し、カウント値Aが設定値C以上、設定値D以下の期間
に出力LGATEがアクティブになる。
【0022】ここで、あらかじめCPU106は設定値
C、Dとしてそれぞれ、光検知器4から有効書込領域の
始まるまでの距離と、有効書込領域が終るまでの距離を
クロック数に換算してレジスタ107に書込んでいるの
で、有効書込領域信号LGATE信号は、レーザビームの走
査位置が有効書込領域にあることを示す。有効書込領域
信号LGATE信号はセレクタ(SEL)108−1、108−
2の各セレクト端子に共通に印加される。CPU106
はまた、あらかじめ2つのビームの各有効書込領域に対
応する光量補正データBと、各同期検知位置に対応する
光量補正データAをレジスタ107に格納する。
【0023】各ビーム毎に異なるレジスタの出力A、B
はセレクタ108−1、108−2に印加され、セレク
タ108−1、108−2は、有効書込領域信号LGATE
信号が有効書込領域を示す時と有効書込領域外を示す時
で異なる光量補正データA、Bを選択して、それぞれデ
ジタルアナログ変換器(DAC)109−1、109−
2に出力する。DAC109−1、109−2は入力デ
ータに対応したアナログ電圧を出力し、光量補正信号と
してLD変調部10、11に出力する。
【0024】LD変調部10、11はそれぞれ、奇数ラ
イン、偶数ラインの入力変調データによりLD1、2を
変調駆動する。LD1、2の変調は、入力変調データに
応じて、1ドットのパルス幅を制御するパルス幅変調
や、1ドットの光量を制御するパワー変調と呼ばれるも
の、あるいは本出願人による特開平2−243363号
公報に示されているようなパルス幅変調とパワー変調を
組み合わせたものでよい。LD1、LD2の光量制御
は、LDの光量をモニタするためにLDのパッケージに
内蔵されたモニタフォトダイオード(PD1、PD2)
の出力によりLD1、LD2の駆動電流を制御すること
により行われる。また、光量補正信号により基準光量が
制御される。
【0025】ここで、前述したように光検出器4は、P
INフォトダイオード4−1等を用いた光電変換器であ
り、精度の良いタイミングのビーム検知パルスを発生さ
せるには適正な光量があり、画像形成を行うために感光
体6に照射するビームパワーとは必ずしも一致しない。
光検出器4に照射するビームパワーを感光体6に照射す
るビームパワーとは独立にすることにより、適正なビー
ム検知信号を得ることができる。なお、電源投入時や、
LD1、2をいったん消灯して再度点灯する時など、最
初にビーム検知信号を得るまでは、走査位置がどこにあ
るか分からないので、その場合にはカウンタ104のカ
ウント開始値を設定値Dより大きい値にしておけば、有
効書込領域信号LGATEがアクティブにならないので、光
量補正信号はRAMのアドレス「0」のデータによるレ
ベルになり、このため最初に光検出器4に入射するレー
ザービームの光量を適正にすることができる。
【0026】図2(b)に示すように光検知器4におけ
る2つのビームの光量が異なり、ビーム検知信号XDETP
のパルス間隔ΔTが理想値と食い違う場合は、各ビーム
の同期検知位置光量補正データAを調整することにより
光検出器4の遅延時間を調整してパルス間隔ΔTを理想
値に合わせ込むことができる。また、図2(c)に示す
ように先に入射したビームの影響により、次に入射する
ビームによる出力パルスのタイミングが影響を受ける場
合にも、各ビームの同期検知位置光量補正データAを調
整することにより光検出器4の遅延時間を調整してパル
ス間隔ΔTを理想値に合わせ込むことができる。図2
(d)は、後に入射するビームの光量を下げてパルス間
隔ΔTを合わせ込んだ波形の例を示す。同期検知位置光
量補正データAの設定については、機械の特性に合わせ
て、また、あらかじめ決めた値でも機械毎にタイミング
がばらつく場合にはビーム検知信号XDETPを測定して機
械毎に調整してもよい。
【0027】この例では、2つのレーザビームの光量を
独立に制御できる例を示したが、どちらか片方のレーザ
ビームの光量を制御するだけでも同様の効果を得ること
ができる。また、ここでは、2つのレーザービームによ
るマルチビーム画像形成装置を例にあげて説明するが、
3つ以上のレーザービームによるマルチビーム画像形成
装置にも応用できる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、同期検知器が複数のビームを検出した信号の
時間間隔が理想値になるように、同期検知器が複数のビ
ームを受光する時に複数のビームの少なくとも1つの強
度を制御するようにしたので、複数のビームを共通の同
期検知器により順次受光して同期検知器の受光信号に基
づいて各ビームの同期信号を生成する場合に、同期検知
位置における複数のビームの主走査方向のタイミングの
ずれによるドット位置ずれを軽減することが可能とな
り、ひいては印刷画像品質を向上させることができる。
【0029】請求項2記載の発明によれば、ビームが入
射した後にビーム検知信号を出力するまでの遅延時間が
入射ビームの強度に応じて変化する同期検知器の特性に
応じて前記複数のビームの少なくとも1つのビームの強
度を制御するようにしたので、複数のビームを共通の同
期検知器により順次受光して同期検知器の受光信号に基
づいて各ビームの同期信号を生成する場合に、同期検知
位置における複数のビームの主走査方向のタイミングの
ずれによるドット位置ずれを軽減することが可能とな
り、ひいては印刷画像品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るマルチビーム画像形成装置の一実
施形態の要部を示すブロック図である。
【図2】ビーム検知信号を示す波形図である。
【図3】本発明に係るマルチビーム画像形成装置を示す
ブロック図である。
【図4】図3の同期検知器を示すブロック図である。
【図5】図4のPINフォトダイオードの受光面と2つ
のビームの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1,2 LDユニット 4 同期検知器 106 CPU 107 レジスタ 108−1、108ー2 セレクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C362 AA12 AA16 AA52 AA56 AA63 BA57 BA67 BA69 BB31 BB33 2H045 AA01 BA22 BA33 CA88 CA98 CB42 5C072 BA15 HA06 HA13 HB02 HB08 HB11 HB13 5C074 AA10 BB03 CC22 CC26 DD08 DD15 EE02 EE04 EE06 GG02 GG09 HH02 HH04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のビームを共通の同期検知器により
    順次受光して前記同期検知器の受光信号に基づいて各ビ
    ームの同期信号を生成するマルチビーム画像形成装置に
    おいて、 前記同期検知器が複数のビームを順次検出する信号の時
    間間隔が理想値になるように、前記同期検知器が複数の
    ビームを受光する時に前記複数のビームの少なくとも1
    つの強度を制御する手段を備えたことを特徴とするマル
    チビーム画像形成装置
  2. 【請求項2】 ビームが入射した後にビーム検知信号を
    出力するまでの遅延時間が入射ビームの強度に応じて変
    化する前記同期検知器の特性に応じて前記複数のビーム
    の少なくとも1つの強度を制御することを特徴とする請
    求項1記載のマルチビーム画像形成装置。
JP24036499A 1999-08-26 1999-08-26 マルチビーム画像形成装置 Pending JP2001066526A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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