JP2001201703A - マルチビーム記録装置 - Google Patents

マルチビーム記録装置

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JP2001201703A
JP2001201703A JP2000013206A JP2000013206A JP2001201703A JP 2001201703 A JP2001201703 A JP 2001201703A JP 2000013206 A JP2000013206 A JP 2000013206A JP 2000013206 A JP2000013206 A JP 2000013206A JP 2001201703 A JP2001201703 A JP 2001201703A
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Satoru Ito
悟 伊藤
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】複数の光ビームを副走査方向に配列させた半導
体レーザアレイを用い、所定ピッチで複数ラインを一括
記録するマルチビーム記録装置において、1つのセンサ
ーにて副走査方向のビームピッチのずれを精度よく計測
し、適切なピッチ補正を行い、温度、振動等によるビー
ムピッチずれのない良好な画像を得ることを、さらには
ピッチのずれを迅速かつ高精度にて検出すること。 【解決手段】複数光ビームの位置を検出する光ビーム位
置検出手段と、前記光ビーム位置検出手段からのビーム
位置検出信号に基づいて副走査方向のピッチを検出する
副走査ピッチ検出手段と、前記副走査ピッチ検出手段で
検出したピッチが規定のピッチからずれていた場合に副
走査方向のピッチを制御して、規定のピッチに戻すピッ
チ制御手段を具備し、かつ前記光ビーム位置検出手段は
受光部が1つの光センサーからなるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数のレーザービームを
用いて記録を行う、マルチビーム記録装置に関するもの
であり、特にレーザープリンター、デジタル複写機等へ
の適用に有利なものである。
【0002】
【従来の技術】近年マルチビーム記録装置において、高
速記録の要求が非常に高まっている。高速に記録を行う
には、光走査装置の光偏向のためのポリゴンミラーを高
速に回転させる必要があるが、ポリゴンミラーを駆動す
るためのモータを高速で回転させると、振動や騒音が非
常に大きくなってしまうなどのために高速回転には限界
があった。
【0003】ポリゴンミラーの回転数を上げない代わり
に、複数個の光ビームを用いて、1回の走査で複数ライ
ンを一括して記録を行い高速に記録する方法は従来から
知られている。例えば複数の光ビームを副走査方向に配
列させた半導体レーザアレイ(LDA)を用い、射出さ
れた複数の光ビームをポリゴンミラーで偏向させ、感光
体上を走査させるようにするものがある。これによれば
所定ピッチにて複数ラインを一括記録することができ、
高速記録が可能となる。しかしながら、初期に光源ユニ
ットを所定の副走査ピッチが得られるように調整してあ
るとしても、振動、温度等の外的な要因により経時的に
所定ピッチのずれが生じるという問題があった。
【0004】そこで従来から、こうした外的要因にもと
づくビームのピッチずれを検出し補正する方法が種々提
案されてきた。例えば特開平7−72399号公報に記
載されたものがある。これは、光ビーム位置検知に光ビ
ーム検知領域の走査開始端の辺が互いに非平行なセンサ
ーを用い、ビームを個別に点灯させて複数センサーの開
始端をよぎる光ビームの時間間隔を計測して、その時間
間隔の差を各ビーム間の副走査ピッチに換算しずれを検
出するものである。しかしながら、このものによると副
走査方向のピッチを検出するためには、2つのセンサー
が必要となるためコストアップが避けられないという問
題があった。また、この方法によると各ビームを個別に
点灯させて光ビームの時間間隔を計測するので、計測に
時間がかかるという問題もあった。さらに、走査するポ
リゴンの面が各ビームごとに違うため、計測結果から得
られたビームピッチにどうしても誤差が生じてしまい精
度の悪化が避けられなかった。
【0005】光ビームを同時に点灯させてビームピッチ
の検知を行うものとして、例えば特開平10−9061
6号公報に記載されたものがある。これは、主走査方向
に一定の距離を持たせた複数個の光ビームを同時に点灯
走査させ、各々のビームを分離検知するものであり、副
走査方向に平行に置いたセンサーを横切るとき発生する
パルス間隔と、副走査方向に角度を持たせておいたセン
サーを横切るとき発生するパルス間隔との時間差を、副
走査ピッチに換算しずれの検知を行うものである。この
ものによれば、1回の走査で副走査ビームピッチを計測
することができ、またセンサーが1つでも計測可能では
あるが、センサーで分離、検出できる程度にそれぞれの
光ビームを主走査方向に距離を持たせる必要がある。そ
のため、この方法を複数の光ビームが副走査方向に揃っ
ているものに適用しようとすると、同時点灯による走査
では各ビームを分離検知することができないという問題
があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数の光ビ
ームを副走査方向に配列させた半導体レーザアレイを用
い、所定ピッチで複数ラインを一括記録するマルチビー
ム記録装置において、1つのセンサーにて副走査方向の
ビームピッチのずれを精度よく計測し、適切なピッチ補
正を行い、温度、振動等によるビームピッチずれのない
良好な画像を得ることを、さらにはピッチのずれを迅速
かつ高精度にて検出することを、その課題とするもので
ある。
【0007】
【課題解決のために講じた手段】上記課題解決のために
講じた手段は、副走査線方向に対し揃えられた複数の光
ビームにより記録媒体上を一括走査して前記記録媒体上
に情報記録を行う記録装置であって、前記複数光ビーム
の位置を検出する光ビーム位置検出手段と、前記光ビー
ム位置検出手段からのビーム位置検出信号に基づいて副
走査方向のピッチを検出する副走査ピッチ検出手段と、
前記副走査ピッチ検出手段で検出したピッチが規定のピ
ッチからずれていた場合に副走査方向のピッチを制御し
て、規定のピッチに戻すピッチ制御手段を具備し、前記
光ビーム位置検出手段は受光部が1つの光センサーから
なるよう構成し、コストを上げることなくビームピッチ
を精度良く検出し、ピッチずれを適切に補正可能とした
ことである。また、副走査ピッチは、副走査方向に配置
された複数の光ビームの内、両端の2ビームで検出する
ようにした。また、前記光ビーム位置検出手段の受光部
の副捜査方向に角度を持たせた辺縁部で検出するように
した。また、光ビーム位置検出手段の受光部を光ビーム
の交差する2辺が互いに平行で、かつ、副走査方向と所
定の角度を成す開口部とした。また、副走査ピッチ検出
手段は、前記光ビーム位置検出手段からのビーム位置検
出信号のパルス幅を計数して得られたパルス数の差によ
って副走査方向のピッチを検知するようにした。また、
副走査ピッチ検出手段は、計数したパルス数と所定ピッ
チに相当するパルス数との差によって副走査方向の所定
ピッチからのピッチずれを検知するようにした。また、
副走査ピッチ検出手段は、前記光ビーム位置検出手段か
らのビーム位置検出信号を積分して、その積分した電圧
値の差によって副走査方向のピッチを検知するようにし
た。また、副走査ピッチ検出手段は、前記光ビーム位置
検出手段からのビーム位置検出信号を積分して、その積
分した電圧値と所定ピッチに相当する電圧値との差によ
って副走査方向の所定ピッチからのピッチずれを検知す
るようにした。
【0008】
【作用】上記構成によれば、コストを上げずに簡便なピ
ッチ検出を行うことができる。また、ビームピッチ検出
の精度が向上するため、適切なピッチずれ補正が可能と
なり、結果として温度、振動等に起因したずれのない良
好な画像を得ることができる。また複数の光ビームを同
時点灯させてずれ検出を行うため、迅速な計測が行える
とともに、偏向させるポリゴンミラー面が同一であるた
め高精度なビームピッチ検出が可能となる。
【0009】
【実施例】次に図面を参照しつつ実施例を説明する。図
1に4個の光レーザビームを有するLDA(半導体レー
ザーアレイ)を搭載したマルチビーム記録装置を示す。
LDAを搭載した光源ユニット1から照射された4個の
光ビームは、シリンダレンズ2を通り、ポリゴンミラー
3にて偏向走査されfθレンズ4、トロイダルレンズ6
により感光体5上に結像され、副走査方向に隣接した4
ラインの一括記録が行われる。これにより高速記録が可
能となる。
【0010】また、走査ビームは、記録領域外のミラー
71で折り返され、感光体結像位置と光学的同値な位置
に置かれた光ビーム位置検出器7上を走査する。この光
ビーム位置検出器7は1つの光センサーにより構成され
る。LDAの各LDからの感光体結像位置におけるビー
ムスポットの副走査方向の間隔は予め所定のピッチに合
わせられるが、温度、振動等環境の変化により各LDの
ビームスポットの間隔が経時的に変化してしまうことが
多々ある。そこで、光ビーム位置検出器7からの、LD
1およびLD4のビーム位置検出信号パルスに基づい
て、副走査ピッチ計測部8にて副走査方向のLD1及び
LD4のビームスポットの間隔を計測し、ピッチ間隔の
ずれが生じている場合、そのずれ量をピッチ制御部9に
入力して補正を行う。補正の方法は、例えば、ずれ量を
パルスに換算し、パルスモータにて光源ユニット1およ
び、シリンダレンズ2を移動させて行うものが考えられ
る。また点灯させるビームは上記以外の組み合わせでも
良いが、精度の面からピッチ距離は長い方が好ましい。
【0011】次にLD1およびLD4を同時点灯させて
ピッチずれ検出を行う際の光ビーム位置検出器7の出力
について説明する。図2(a)に示した光ビーム検出部
72の開口部は略二等辺三角形である。三角形の左側の
辺縁のなす角度は副走査方向に対してθ1であり、フォ
トダイオード上に三角形の開口部を有する遮光板を配置
させることで光ビーム検出部72が構成されている。
【0012】図2(b)に光ビーム位置検出器7の出力
波形を示す。光ビーム検出部72の開口部には、まずL
D4から射出されたビームが入光し、これに応じて光ビ
ーム位置検出器7は所定の電圧値を出力する。その後L
D1のビームが入光し、LD4及びLD1からのビーム
が同時に入光するので、光ビーム位置検出器7は先ほど
より高い電圧値を出力する。その後、LD1のビームが
検出されなくなり、LD4のみの電圧出力値となり、L
D4のビームが検出されなくなると出力は零となる。
【0013】副走査方向のLD1のビームスポットとL
D4のビームスポットのピッチ距離を演算するために
は、LD4ビームが受光されLD1ビームが受光されて
いない期間T1を検出する必要がある。期間T1を計測
するための副走査ピッチ計測ブロック図を図3に示す。
光ビーム位置検出器7から得られた波形は増幅器81に
より増幅され図2(b)に示す波形が得られる。そして
この波形を微分器82により微分することで図2(c)
の波形が得られる。この波形はコンパレータ83により
図2(d)の如く整形され、最終的にカウンター84に
より期間T1が計測される。光ビーム検出部上のビーム
速度がvであるとき、LD1のビームスポットとLD4
のビームスポットとの副走査方向のビームピッチP1
は、以下の式から求めることができる。 P1=v・T1・cotΘ1 … (1)
【0014】図2の例では光ビーム検出部72の開口部
は二等辺三角形であるが、一般の三角形でもよく、ま
た、ビームを検知する辺縁の1辺が副走査方向と平行で
ある直角三角形でもよい。
【0015】別の実施例を図4および図5に示す。この
例では光ビーム検出部73の開口部は略長方形であり、
ビームが交差する2辺は互いに平行である。光ビーム検
出部73は副走査方向にθ2だけ傾けて配置される。
【0016】次にビームピッチ計測方法について説明す
る。まず、LD1だけ点灯させT0を計測する。つぎ
に、LD1とLD4を同時点灯させT2を計測する。図
5は副走査ピッチ計測のブロック図である。光ビーム位
置検出器7から得られた波形を増幅器81により増幅
し、コンパレータ83により図4(b)の如く波形を整
形し、カウンター84によりコンパレータ83が高出力
である期間を計測する。T2−T0がLD1とLD4の
ピッチ距離に相当(前記期間T1に相当)するので、L
D1、LD4間の副走査方向ピッチP2は以下の式から
求めることができる。vはビーム速度である。 P2=v・(T2−T0)・cotΘ2 … (2)
【0017】上記略長方形の開口部を持つ光ビーム検出
部73の一方の辺縁部を使えば図3のブロック図によ
り、LD1,LD4の同時点灯による一回の走査のみで
T1の期間を計測することができる。
【0018】別の実施例を図6に示す。これは、カウン
ターに代え積分器を用いてピッチ距離を求めるものであ
る。まず光ビーム位置検出信号をコンパレータ81によ
り整形し、さらにこの出力を積分器で積分する。図3
(c)にこの積分波形を示す。この波形によると、LD
1のみを点灯させたとき得られる電圧値がV0であり、
LD1およびLD4を点灯させたときに得られる電圧値
がV2である。従ってLD1のビームスポットとLD4
のビームスポット副走査方向のビームピッチP2は、以
下の式から求めることができる。 P2=k・(V2−V0) … (3) ここで、kはビームピッチに換算するための比例係数で
ある。
【0019】図6のブロック図にもどると、まずLD1
のみの点灯走査で得られた電圧値V0をホールドアンプ
85にてホールドしておく。次にLD1とLD4の同時
点灯走査により得られた電圧値V2と、先ほどの電圧値
V0とを差動アンプ87にて比較するようにする。この
ようにすればV2−V0が求められ、上記式(3)によ
り副走査方向ピッチP2が計測できる。
【0020】また上記式により実際のピッチ距離に換算
しなくても、LD1とLD4の所定ピッチから換算した
電圧を予め基準電圧として設定し、この基準電圧と上記
V2−V0の値とを比較し、この電圧差に基づきピッチ
ずれの補正を行っても良い。
【0021】また図7に示すように、LD1とLD4の
同時点灯走査により得られた積分値V2と、基準電圧と
して設定された所定ピッチ換算電圧とを差動アンプ87
により比較し、それらの電圧の差をずれ信号として出力
する構成としても良い。これによると通常の光センサー
を用いた場合でも、LD1とLD4の同時点灯による1
回の走査にてピッチ計測が可能となる。
【0022】
【発明の効果】請求項1に係る発明は、副走査線方向に
対し揃えられた複数の光ビームを用いて一括走査する記
録装置でも、ビームピッチ距離が精度よく計測でき、温
度、振動等によるビームピッチずれを適切に補正するこ
とが可能となり、むらのない良好な画像を得ることがで
きる。また光センサーは1つであって簡便な構成であ
り、コストがかさむこともない。請求項2に係る発明
は、複数の光ビームを同時点灯させ一度の走査にて計測
が可能となるため、計測時間の短縮につながり迅速な修
正が可能となる。また計測時のポリゴンミラーの走査面
が同じであるため、高精度な検出が可能となり、より良
好な画像が得られる。請求項3に係る発明は、精度の面
でより有利な検出が可能となる。請求項4、請求項5に
係る発明は、簡便な検出が可能になるとともに、ピッチ
距離を精度良く計測できる。請求項6、請求項7、請求
項8に係る発明は、光ビーム検出器からの出力値から簡
便にピッチずれを計測でき、高精度かつ迅速なピッチず
れ補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明のマルチビーム記録装置の概略構成図
である。
【図2】は光ビーム検出部の開口部と出力波形の関係を
示す図である。
【図3】はパルス幅計測装置のブロック図である。
【図4】は光ビーム検出部の開口部と出力波形の関係を
示す図である。
【図5】はパルス幅計測装置のブロック図である。
【図6】は積分器を用いたパルス幅計測装置のブロック
図である。
【図7】は積分器を用いてピッチ距離ずれを計測するた
めの装置のブロック図である。 図1〜図7における符号の説明 1・・・・・・・光源ユニット 2・・・・・・・シリンダレンズ 3・・・・・・・ポリゴンミラー 4・・・・・・・fθレンズ 5・・・・・・・感光体 6・・・・・・・トロイダルレンズ 7・・・・・・・光ビーム位置検出器 71・・・・・・ミラー 72,73・・・光ビーム検出部 8・・・・・・・副走査ピッチ計測部 81・・・・・・増幅器 82・・・・・・微分器 83・・・・・・コンパレータ 84・・・・・・カウンター 85・・・・・・ホールドアンプ 86・・・・・・積分器 87・・・・・・差動アンプ 9・・・・・・・ピッチ制御部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】副走査線方向に対し揃えられた複数の光ビ
    ームにより記録媒体上を一括走査して前記記録媒体上に
    情報記録を行う記録装置であって、前記複数光ビームの
    位置を検出する光ビーム位置検出手段と、前記光ビーム
    位置検出手段からのビーム位置検出信号に基づいて副走
    査方向のピッチを検出する副走査ピッチ検出手段と、前
    記副走査ピッチ検出手段で検出したピッチが規定のピッ
    チからずれていた場合に副走査方向のピッチを制御し
    て、規定のピッチに戻すピッチ制御手段を具備し、前記
    光ビーム位置検出手段は受光部が1つの光センサーから
    なることを特徴とする、マルチビーム記録装置。
  2. 【請求項2】副走査ピッチは、副走査方向に配置された
    光ビームのうち両端の2ビームで検出することを特徴と
    する、請求項1のマルチビーム記録装置。
  3. 【請求項3】前記光ビーム位置検出手段の受光部の副捜
    査方向に角度を持たせた辺縁部で検出することを特徴と
    する、請求項1または請求項2のマルチビーム記録装
    置。
  4. 【請求項4】前記光ビーム位置検出手段は受光部の光ビ
    ームの交差する2辺が互いに平行で、かつ、副走査方向
    と所定の角度を成す開口部を具備したことを特徴とす
    る、請求項1、請求項2または請求項3のマルチビーム
    記録装置。
  5. 【請求項5】前記副走査ピッチ検出手段は、前記光ビー
    ム位置検出手段からのビーム位置検出信号のパルス幅を
    計数して得られたパルス幅の差によって副走査方向のピ
    ッチを検知することを特徴とする、請求項1、請求項
    2、請求項3または請求項4のマルチビーム記録装置。
  6. 【請求項6】前記副走査ピッチ検出手段は、前記光ビー
    ム位置検出手段からのビーム位置検出信号を積分して、
    その積分した電圧値の差によって副走査方向のピッチを
    検知することを特徴とする、請求項1、請求項2、請求
    項3または請求項4のマルチビーム記録装置。
  7. 【請求項7】前記副走査ピッチ検出手段は、前記光ビー
    ム位置検出手段からのビーム位置検出信号を積分して、
    その積分した電圧値と所定ピッチに相当する電圧値との
    差によって副走査方向の所定ピッチからのピッチずれを
    検知することを特徴とする、請求項6のマルチビーム記
    録装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008216276A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Ricoh Co Ltd 光走査装置及び画像形成装置
CN102403207A (zh) * 2011-10-26 2012-04-04 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种用于薄膜晶体管的多晶硅激光退火方法

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