JP2002258181A - ２次元ビーム書き出し位置検出装置ならびにそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
２次元ビーム書き出し位置検出装置ならびにそれを用いた画像形成装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２次元レーザダイオードのビームを１つのビ
ーム検出器にて各ビームの書き出し信号を分離し、感光
体上の書き出し位置を決定することが可能な２次元ビー
ム書き出し位置検出装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ６より出射されるレーザビ
ームにより感光体１２上を走査して静電潜像を形成する
光学系を備え、前記レーザビームが複数個２次元に配置
され、感光体１２上に静電潜像を形成するための各レー
ザビームが所定の角度（θ）をもって斜めに走査され
て、前記レーザビームを感光体１２上に最初の書き出し
位置決定するためのレーザビームを検出する２次元ビー
ム書き出し位置検出装置１であって、その検出装置１の
ビーム受光面の長手方向が、複数ビームの走査方向の垂
線に対して、前記斜め走査角度（θ）とほぼ同角度（θ
１）傾斜していることを特徴とする。
ーム検出器にて各ビームの書き出し信号を分離し、感光
体上の書き出し位置を決定することが可能な２次元ビー
ム書き出し位置検出装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ６より出射されるレーザビ
ームにより感光体１２上を走査して静電潜像を形成する
光学系を備え、前記レーザビームが複数個２次元に配置
され、感光体１２上に静電潜像を形成するための各レー
ザビームが所定の角度（θ）をもって斜めに走査され
て、前記レーザビームを感光体１２上に最初の書き出し
位置決定するためのレーザビームを検出する２次元ビー
ム書き出し位置検出装置１であって、その検出装置１の
ビーム受光面の長手方向が、複数ビームの走査方向の垂
線に対して、前記斜め走査角度（θ）とほぼ同角度（θ
１）傾斜していることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームの走
査光と電子写真プロセスにより印字するレーザビームプ
リンタ等の画像形成装置に係り、特にそれに用いられる
２次元ビーム書き出し位置検出装置に関する。
査光と電子写真プロセスにより印字するレーザビームプ
リンタ等の画像形成装置に係り、特にそれに用いられる
２次元ビーム書き出し位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザビームプリンタは、半導体
レーザの露光をオンとオフの２値で行い、感光ドラム上
に画像の静電潜像を形成している。このとき、ビーム検
出器は、感光体上の書き出し位置を決定するため、ビー
ム走査上で感光体の走査線上以外の位置に設けられてい
る。このビーム検出器は、高速応答が高く要求されるた
め、高速型ＰＩＮホトダイオードが用いられている。
レーザの露光をオンとオフの２値で行い、感光ドラム上
に画像の静電潜像を形成している。このとき、ビーム検
出器は、感光体上の書き出し位置を決定するため、ビー
ム走査上で感光体の走査線上以外の位置に設けられてい
る。このビーム検出器は、高速応答が高く要求されるた
め、高速型ＰＩＮホトダイオードが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、プリンタの印刷
速度の高速化が進み、半導体レーザの多ビーム化が図ら
れ、複数のラインで走査する方式が考えられているが、
半導体レーザの光源が、例えば３×３（９個）の２次元
で配列された場合、ビーム検出器には複数のビームが走
査されることになる。
速度の高速化が進み、半導体レーザの多ビーム化が図ら
れ、複数のラインで走査する方式が考えられているが、
半導体レーザの光源が、例えば３×３（９個）の２次元
で配列された場合、ビーム検出器には複数のビームが走
査されることになる。
【０００４】そこでビーム検出器の前面にスリットを設
け、各ビームの間隔がスリットの幅より十分広い間隔で
走査されるのであれば検出が可能であるが、光学系及び
感光体を走査するビームの間隔等の制約上、後述の図１
に示すように、第２列目以降のビームが第１列目のビー
ムと副走査方向に対して重なるような配置となり、スリ
ットを設けてもビーム検出器のホトディテクタ上には少
なくとも２つ以上のビームが副走査方向に重なってしま
う。
け、各ビームの間隔がスリットの幅より十分広い間隔で
走査されるのであれば検出が可能であるが、光学系及び
感光体を走査するビームの間隔等の制約上、後述の図１
に示すように、第２列目以降のビームが第１列目のビー
ムと副走査方向に対して重なるような配置となり、スリ
ットを設けてもビーム検出器のホトディテクタ上には少
なくとも２つ以上のビームが副走査方向に重なってしま
う。
【０００５】通常、ホトディテクタで検出された光信号
を電圧信号に変換し、この電圧の立上がり部とある基準
電圧とを比較することで、感光体上の書き出し位置を決
定するための信号を得るが、前述のように複数のビーム
がスリット内で時間差をおいて重なってしまうため、各
ビームを分離することができない。
を電圧信号に変換し、この電圧の立上がり部とある基準
電圧とを比較することで、感光体上の書き出し位置を決
定するための信号を得るが、前述のように複数のビーム
がスリット内で時間差をおいて重なってしまうため、各
ビームを分離することができない。
【０００６】図８に、副走査方向の僅かな距離（ビーム
の半径分の距離）をおいて走査したときにビーム検出器
からの出力を電圧変換したときの波形を示す。図に示す
よう光信号の立上がり電圧に歪み（階段状の波形）が発
生するため、基準電圧１のレベル（基準レベル１）で
は、ビームＢ１の検出信号は得られるが、基準電圧２，
３のレベル（基準レベル２，３）では、ビームＢ１，Ｂ
４，Ｂ７の光が重なってしまい、本来のビームＢ４，Ｂ
７の位置が検出できないため、ビームの書き出し位置が
不安定となる等の問題が発生した。
の半径分の距離）をおいて走査したときにビーム検出器
からの出力を電圧変換したときの波形を示す。図に示す
よう光信号の立上がり電圧に歪み（階段状の波形）が発
生するため、基準電圧１のレベル（基準レベル１）で
は、ビームＢ１の検出信号は得られるが、基準電圧２，
３のレベル（基準レベル２，３）では、ビームＢ１，Ｂ
４，Ｂ７の光が重なってしまい、本来のビームＢ４，Ｂ
７の位置が検出できないため、ビームの書き出し位置が
不安定となる等の問題が発生した。
【０００７】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、多ビーム走査を行なうための２次元レーザ
ダイオードのビームを、１つのビーム検出器にて各ビー
ムの書き出し信号を分離し、感光体上の書き出し位置を
決定することが可能な２次元ビーム書き出し位置検出装
置ならびにそれを用いた画像形成装置を提供することに
ある。
点を解消し、多ビーム走査を行なうための２次元レーザ
ダイオードのビームを、１つのビーム検出器にて各ビー
ムの書き出し信号を分離し、感光体上の書き出し位置を
決定することが可能な２次元ビーム書き出し位置検出装
置ならびにそれを用いた画像形成装置を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の手段は、半導体レーザより出射されるレーザ
ビームにより感光体上を走査して静電潜像を形成する光
学系を備え、前記レーザビームが複数個２次元に配置さ
れ、感光体上に静電潜像を形成するための各レーザビー
ムが所定の角度（θ）をもって斜めに走査されて、前記
レーザビームを感光体上に最初の書き出し位置決定する
ためのレーザビームを検出する例えば後述のビーム検出
器などの２次元ビーム書き出し位置検出装置であって、
その検出装置のビーム受光面の長手方向が、複数ビーム
の走査方向の垂線に対して、前記斜め走査角度（θ）と
ほぼ同角度（θ１）傾斜していることを特徴とするもの
である。
に、第１の手段は、半導体レーザより出射されるレーザ
ビームにより感光体上を走査して静電潜像を形成する光
学系を備え、前記レーザビームが複数個２次元に配置さ
れ、感光体上に静電潜像を形成するための各レーザビー
ムが所定の角度（θ）をもって斜めに走査されて、前記
レーザビームを感光体上に最初の書き出し位置決定する
ためのレーザビームを検出する例えば後述のビーム検出
器などの２次元ビーム書き出し位置検出装置であって、
その検出装置のビーム受光面の長手方向が、複数ビーム
の走査方向の垂線に対して、前記斜め走査角度（θ）と
ほぼ同角度（θ１）傾斜していることを特徴とするもの
である。
【０００９】本発明の第２の手段は前記第１の手段にお
いて、前記検出装置のビーム受光面での長手方向の傾斜
角度（θ１）が下式で現せる範囲内にあることを特徴と
するものである。
いて、前記検出装置のビーム受光面での長手方向の傾斜
角度（θ１）が下式で現せる範囲内にあることを特徴と
するものである。
【００１０】θ１＝θ±ｔａｎ-1〔ビーム半径／（Ｐ２
×主走査方向のビーム本数）〕 式中のＰ２は副走査方向のビームピッチ 本発明の第３の手段は前記第１の手段または第２の手段
において、検出装置のビーム受光面のレーザビーム副走
査方向の長さＳ１が、副走査方向のビームピッチＰ２に
〔（副走査方向のビーム本数）−１〕を乗じた値とビー
ム径を加えた値と同等かそれより広く、ビーム受光面の
レーザビーム走査方向の長さＳ２が、〔（走査方向のビ
ームピッチＰ１）−（ビーム直径）〕よりも小さいこと
を特徴とするものである。
×主走査方向のビーム本数）〕 式中のＰ２は副走査方向のビームピッチ 本発明の第３の手段は前記第１の手段または第２の手段
において、検出装置のビーム受光面のレーザビーム副走
査方向の長さＳ１が、副走査方向のビームピッチＰ２に
〔（副走査方向のビーム本数）−１〕を乗じた値とビー
ム径を加えた値と同等かそれより広く、ビーム受光面の
レーザビーム走査方向の長さＳ２が、〔（走査方向のビ
ームピッチＰ１）−（ビーム直径）〕よりも小さいこと
を特徴とするものである。
【００１１】本発明の第４の手段は前記第１の手段ない
し第３の手段のいずれかにおいて、前記検出装置のビー
ム受光面がスリットで区画形成されていることを特徴と
するものである。
し第３の手段のいずれかにおいて、前記検出装置のビー
ム受光面がスリットで区画形成されていることを特徴と
するものである。
【００１２】本発明の第５の手段は前記第１の手段ない
し第３の手段のいずれかにおいて、前記検出装置のビー
ム受光面がフォトディテクタで形成されていることを特
徴とするものである。
し第３の手段のいずれかにおいて、前記検出装置のビー
ム受光面がフォトディテクタで形成されていることを特
徴とするものである。
【００１３】本発明の第６の手段は、検出装置のビーム
受光面で第１列目または複数列目の走査方向ビームによ
り検出した信号を、第１列目の走査方向ビームの感光体
上書き出し位置信号とし、第２列目以降の走査方向ビー
ムの感光体上書き出し位置信号は、前記で得られた信号
に対して、感光体上の走査方向書き出し位置が第１列目
のビームと合致するように、ある特定の遅れまたは進み
を持たせた信号とすることを特徴とするものである。
受光面で第１列目または複数列目の走査方向ビームによ
り検出した信号を、第１列目の走査方向ビームの感光体
上書き出し位置信号とし、第２列目以降の走査方向ビー
ムの感光体上書き出し位置信号は、前記で得られた信号
に対して、感光体上の走査方向書き出し位置が第１列目
のビームと合致するように、ある特定の遅れまたは進み
を持たせた信号とすることを特徴とするものである。
【００１４】本発明の第７の手段は、半導体レーザより
出射されるレーザビームにより感光体上を走査して静電
潜像を形成する光学系を備え、前記半導体レーザビーム
が複数個２次元に配置され、感光体上に静電潜像を形成
するための各レーザビームが所定の角度（θ）をもって
斜めに走査されて、前記レーザビームを感光体上に最初
の書き出し位置決定するためのレーザビームを検出する
２次元ビーム書き出し位置検出装置であって、その検出
装置のビーム受光面で第１列目または複数列目の走査方
向ビームにより検出した信号を、第１列目の走査方向ビ
ームの感光体上書き出し位置信号とし、第２列目以降の
走査方向ビームの感光体上書き出し位置信号は、前記で
得られた信号に対して、感光体上の走査方向書き出し位
置が第１列目のビームと合致するように、ある特定の遅
れまたは進みを持たせた信号とすることを特徴とするも
のである。
出射されるレーザビームにより感光体上を走査して静電
潜像を形成する光学系を備え、前記半導体レーザビーム
が複数個２次元に配置され、感光体上に静電潜像を形成
するための各レーザビームが所定の角度（θ）をもって
斜めに走査されて、前記レーザビームを感光体上に最初
の書き出し位置決定するためのレーザビームを検出する
２次元ビーム書き出し位置検出装置であって、その検出
装置のビーム受光面で第１列目または複数列目の走査方
向ビームにより検出した信号を、第１列目の走査方向ビ
ームの感光体上書き出し位置信号とし、第２列目以降の
走査方向ビームの感光体上書き出し位置信号は、前記で
得られた信号に対して、感光体上の走査方向書き出し位
置が第１列目のビームと合致するように、ある特定の遅
れまたは進みを持たせた信号とすることを特徴とするも
のである。
【００１５】本発明の第８の手段は、前記第１の手段な
いし第７の手段のいずれかの２次元ビーム書き出し位置
検出装置を、ビーム走査上でかつ前記感光体の走査線上
以外の位置に設置したことを特徴とするものである。
いし第７の手段のいずれかの２次元ビーム書き出し位置
検出装置を、ビーム走査上でかつ前記感光体の走査線上
以外の位置に設置したことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図６は実施形態に係るレーザプリン
タにおける光学系の構成図である。半導体レーザアレイ
６はレーザダイオードが３個×３個の２次元配列にて９
個で構成され、９本のビームが出射される。９本のビー
ムはコリメータレンズ１１を通り、ポリゴンミラー１４
に達する。ポリゴンミラー１４は、駆動モータ１５によ
り回転変動の少ない高速回転で駆動される。
基づいて説明する。図６は実施形態に係るレーザプリン
タにおける光学系の構成図である。半導体レーザアレイ
６はレーザダイオードが３個×３個の２次元配列にて９
個で構成され、９本のビームが出射される。９本のビー
ムはコリメータレンズ１１を通り、ポリゴンミラー１４
に達する。ポリゴンミラー１４は、駆動モータ１５によ
り回転変動の少ない高速回転で駆動される。
【００１７】ポリゴンミラー１４と駆動モータ１５で構
成されたスキャナモータ１６は、９本のビームを偏向し
て走査する。走査された９本のビームは、非球面レンズ
１３を通りドラム状あるいはベルト状の感光体１２上に
達し、感光体１２を主走査方向に走査する。このとき９
本のビームが感光体１２上に斜めに、ある特定のピッチ
（６００ｄｐｉのときは約４２μｍ）で配置するよう
に、半導体レーザアレイ６が角度を持って固定されてい
る。
成されたスキャナモータ１６は、９本のビームを偏向し
て走査する。走査された９本のビームは、非球面レンズ
１３を通りドラム状あるいはベルト状の感光体１２上に
達し、感光体１２を主走査方向に走査する。このとき９
本のビームが感光体１２上に斜めに、ある特定のピッチ
（６００ｄｐｉのときは約４２μｍ）で配置するよう
に、半導体レーザアレイ６が角度を持って固定されてい
る。
【００１８】半導体レーザアレイ６を印字データに基づ
いてオンオフ制御し、感光体１２が副走査方向に回転す
ることにより、図のように感光体１２上に静電潜像を形
成する。コリメータレンズ１１と非球面レンズ１３は、
感光体１２上のビームを一定に絞るために用いられてい
る。
いてオンオフ制御し、感光体１２が副走査方向に回転す
ることにより、図のように感光体１２上に静電潜像を形
成する。コリメータレンズ１１と非球面レンズ１３は、
感光体１２上のビームを一定に絞るために用いられてい
る。
【００１９】ビーム検出器１は、感光体１２上のビーム
書き出し位置を決定するため、ビーム走査上でかつ感光
体１２の走査幅以外の位置に設けられ、高速応答が高く
要求されるので高速型ＰＩＮホトダイオードが用いられ
ている。
書き出し位置を決定するため、ビーム走査上でかつ感光
体１２の走査幅以外の位置に設けられ、高速応答が高く
要求されるので高速型ＰＩＮホトダイオードが用いられ
ている。
【００２０】図７は半導体レーザアレイ６の３×３のビ
ーム配置の一例を示す図で、同図に示すように第１列目
にビームＢ１〜Ｂ３が、第２列目にビームＢ４〜Ｂ６
が、第３列目にビームＢ７〜Ｂ９が、それぞれ出射され
る。
ーム配置の一例を示す図で、同図に示すように第１列目
にビームＢ１〜Ｂ３が、第２列目にビームＢ４〜Ｂ６
が、第３列目にビームＢ７〜Ｂ９が、それぞれ出射され
る。
【００２１】図１は、感光体１２とビーム検出器１上を
走査するビーム位置配列とビーム検出器１の一例を示す
図である。図に示すように、第１列目の走査方向（Ｘ方
向）のビームＢ１〜Ｂ３は、各ビームの副走査方向の間
隔Ｐ２が所定の間隔（６００ｄｐｉの場合は約４２μｍ
となる）になるように、θ〔＝ｔａｎ-1（Ｐ２／Ｐ
１）〕の傾きを持って走査する。また第２列目以降の副
走査方向（Ｙ方向）のビームも図のようなθの角度を持
って走査する。傾斜角θは、光学系の倍率および半導体
レーザアレイの配置によって様々であるが、本例の場合
は０．５度〜１０度程度である。
走査するビーム位置配列とビーム検出器１の一例を示す
図である。図に示すように、第１列目の走査方向（Ｘ方
向）のビームＢ１〜Ｂ３は、各ビームの副走査方向の間
隔Ｐ２が所定の間隔（６００ｄｐｉの場合は約４２μｍ
となる）になるように、θ〔＝ｔａｎ-1（Ｐ２／Ｐ
１）〕の傾きを持って走査する。また第２列目以降の副
走査方向（Ｙ方向）のビームも図のようなθの角度を持
って走査する。傾斜角θは、光学系の倍率および半導体
レーザアレイの配置によって様々であるが、本例の場合
は０．５度〜１０度程度である。
【００２２】図２はレーザプリンタ制御部の一部ブロッ
ク図で、ビーム検出器１、半導体レーザアレイ６、レー
ザ変調回路６Ｄ、印字データ書込み制御回路８、ＣＰＵ
９、インターフェース回路１０などを有する。前記印字
データ書込み制御回路８は、イメージデータ書込み用の
半導体レーザ６の光変調を行うレーザ変調回路６Ｄを駆
動制御して、ホスト（図示せず）から転送してきたビデ
オイメージの印字データを感光体１２上の所定位置に書
き込むように制御している。
ク図で、ビーム検出器１、半導体レーザアレイ６、レー
ザ変調回路６Ｄ、印字データ書込み制御回路８、ＣＰＵ
９、インターフェース回路１０などを有する。前記印字
データ書込み制御回路８は、イメージデータ書込み用の
半導体レーザ６の光変調を行うレーザ変調回路６Ｄを駆
動制御して、ホスト（図示せず）から転送してきたビデ
オイメージの印字データを感光体１２上の所定位置に書
き込むように制御している。
【００２３】ビーム検出器１で得られた水平同期信号
は、印字データ書込み制御回路８に送出している。イン
ターフェース回路１０は、ホストへのステータスデータ
の出力、ホストからのコマンドデータ及び印字データの
受け取り等の制御を行う。
は、印字データ書込み制御回路８に送出している。イン
ターフェース回路１０は、ホストへのステータスデータ
の出力、ホストからのコマンドデータ及び印字データの
受け取り等の制御を行う。
【００２４】図１に示すようにビーム検出器１に高速の
ＰＩＮホトダイオードからなるホトディテクタ２が内蔵
され、その前面にスリット３が設けられて、スリット３
から露呈しているホトディテクタ２の部分がビームの受
光面（白色の領域）となっている。スリット３は、前記
斜め走査角度（θ）とほぼ同角度（θ１）傾斜してい
る。スリット３の傾斜角θ１は走査角度θと等しいこと
が望ましいが、若干ずれても構わない（詳細は後述す
る）。
ＰＩＮホトダイオードからなるホトディテクタ２が内蔵
され、その前面にスリット３が設けられて、スリット３
から露呈しているホトディテクタ２の部分がビームの受
光面（白色の領域）となっている。スリット３は、前記
斜め走査角度（θ）とほぼ同角度（θ１）傾斜してい
る。スリット３の傾斜角θ１は走査角度θと等しいこと
が望ましいが、若干ずれても構わない（詳細は後述す
る）。
【００２５】ホトディテクタ２に、図１に示す如く例え
ば９本のレーザビームＢ１〜Ｂ９がθの角度で走査して
きた場合、このスリット３はθ１≒θの角度を持って傾
いて取り付けてあるため、レーザビームＢ１、Ｂ４、Ｂ
７はスリット３内に同時に入射し、ホトディテクタ２か
ら３ビーム分の光強度を持った光信号を得て、電圧に変
換される。この電圧波形は非常に歪みの少ない信号で、
この信号と１つの基準レベルを比較し、書き出し位置の
ための制御信号を得る。書き出し位置を決定するための
制御方法については後述する。
ば９本のレーザビームＢ１〜Ｂ９がθの角度で走査して
きた場合、このスリット３はθ１≒θの角度を持って傾
いて取り付けてあるため、レーザビームＢ１、Ｂ４、Ｂ
７はスリット３内に同時に入射し、ホトディテクタ２か
ら３ビーム分の光強度を持った光信号を得て、電圧に変
換される。この電圧波形は非常に歪みの少ない信号で、
この信号と１つの基準レベルを比較し、書き出し位置の
ための制御信号を得る。書き出し位置を決定するための
制御方法については後述する。
【００２６】本実施形態ではθ１＝θとして説明した
が、基準レベルを１つで行なうため、例えばレーザビー
ムＢ１、Ｂ４、Ｂ７のうちの１つのビームが検出できれ
ばよいので、受光面に入射したときに３つのビームの重
ね合わせた光量が、１つのビームのピーク光量より下が
らなければ１つのビームの検出が可能なので、θ１の角
度が少なくともビーム半径以上にビームが遅れなければ
良いことになる。また、逆に進む場合も同じことであ
る。つまり、θ１の角度の範囲として下記の関係式が成
り立つ。
が、基準レベルを１つで行なうため、例えばレーザビー
ムＢ１、Ｂ４、Ｂ７のうちの１つのビームが検出できれ
ばよいので、受光面に入射したときに３つのビームの重
ね合わせた光量が、１つのビームのピーク光量より下が
らなければ１つのビームの検出が可能なので、θ１の角
度が少なくともビーム半径以上にビームが遅れなければ
良いことになる。また、逆に進む場合も同じことであ
る。つまり、θ１の角度の範囲として下記の関係式が成
り立つ。
【００２７】θ１＝θ±ｔａｎ-1〔ビーム半径／（Ｐ２
×主走査方向のビーム本数）〕 式中のＰ２は、図１に示すよう副走査方向（Ｙ方向）に
おけるビームのピッチである。
×主走査方向のビーム本数）〕 式中のＰ２は、図１に示すよう副走査方向（Ｙ方向）に
おけるビームのピッチである。
【００２８】副走査方向のスリット長さＳ１は、副走査
方向（Ｙ方向）のビーム間隔、例えばＢ１とＢ４の間隔
に〔（副走査方向のビーム本数）−１〕を乗じた値とビ
ーム直径を加えた値と同等か、広くする。これによりビ
ームＢ１、Ｂ４、Ｂ７を全てスリット３内で同時に受光
することが可能となる。
方向（Ｙ方向）のビーム間隔、例えばＢ１とＢ４の間隔
に〔（副走査方向のビーム本数）−１〕を乗じた値とビ
ーム直径を加えた値と同等か、広くする。これによりビ
ームＢ１、Ｂ４、Ｂ７を全てスリット３内で同時に受光
することが可能となる。
【００２９】それ以降の走査方向のビームＢ２、Ｂ５、
Ｂ８及びビームＢ３、Ｂ６、Ｂ９のビームの分離は、主
走査方向のスリット幅Ｓ２が、走査方向のビームピッチ
Ｐ１からビーム直径を引いた値より狭くすることで分離
可能である。
Ｂ８及びビームＢ３、Ｂ６、Ｂ９のビームの分離は、主
走査方向のスリット幅Ｓ２が、走査方向のビームピッチ
Ｐ１からビーム直径を引いた値より狭くすることで分離
可能である。
【００３０】なお、ホトディテクタ２の形状がスリット
３と同じ形状であれば、スリット３を設ける必要はな
く、直接ホトディテクタ２でビームを検出することも可
能である。この実施形態ではスリットなしの場合につい
ては説明を省くが、スリット３なしの場合のホトディテ
クタ２は図１に示すＳ１×Ｓ２の形状をしており、ホト
ディテクタ２を取り付けたビーム検出器１を直接θ１だ
け傾けてもよい。
３と同じ形状であれば、スリット３を設ける必要はな
く、直接ホトディテクタ２でビームを検出することも可
能である。この実施形態ではスリットなしの場合につい
ては説明を省くが、スリット３なしの場合のホトディテ
クタ２は図１に示すＳ１×Ｓ２の形状をしており、ホト
ディテクタ２を取り付けたビーム検出器１を直接θ１だ
け傾けてもよい。
【００３１】本実施形態では副走査方向（Ｙ方向）のビ
ーム３個を受光面に入射した例を示したが、この他に図
１に示すビームの第１列目あるいは他の列のみを受光面
に入射することでも同様の効果が得られる。
ーム３個を受光面に入射した例を示したが、この他に図
１に示すビームの第１列目あるいは他の列のみを受光面
に入射することでも同様の効果が得られる。
【００３２】図３は印字データ書込み制御回路８のブロ
ック図、図４は図３に示す各信号Ａ〜Ｇのタイミングチ
ャートである。図３、図４を用いて以下、各ビーム書き
出し位置決定方法について説明する。半導体レーザアレ
イ６から９本のビームが出射され、このビームが走査さ
れることによりビーム検出器１に光出力が得られる。こ
の光出力は電圧変換部１７を介して比較器１９に入力さ
れ、予め設定されている基準レベル１８と比較されてＡ
信号を得る。
ック図、図４は図３に示す各信号Ａ〜Ｇのタイミングチ
ャートである。図３、図４を用いて以下、各ビーム書き
出し位置決定方法について説明する。半導体レーザアレ
イ６から９本のビームが出射され、このビームが走査さ
れることによりビーム検出器１に光出力が得られる。こ
の光出力は電圧変換部１７を介して比較器１９に入力さ
れ、予め設定されている基準レベル１８と比較されてＡ
信号を得る。
【００３３】Ａ信号は、ビームＢ１、Ｂ４、Ｂ７にて最
初の矩形波信号を、ビームＢ２、Ｂ５、Ｂ８にて次の矩
形波信号を、ビームＢ３、Ｂ６、Ｂ９にてさらに次の矩
形波信号を順次出力する。次に分離回路７によりこれら
３つの矩形波は分離され、ビームＢ１、Ｂ４、Ｂ７によ
る最初の矩形波としてＢ信号を得る。このＢ信号は先頭
ビームであるビームＢ１の書き出し信号として用いら
れ、この信号を得て書き出し制御部５、レーザ変調回路
６Ｄは時間Ｔ後、感光体１２上に印字データの信号Ｃに
てビームＢ１のレーザの変調をかける（レーザ変調信号
出力）。
初の矩形波信号を、ビームＢ２、Ｂ５、Ｂ８にて次の矩
形波信号を、ビームＢ３、Ｂ６、Ｂ９にてさらに次の矩
形波信号を順次出力する。次に分離回路７によりこれら
３つの矩形波は分離され、ビームＢ１、Ｂ４、Ｂ７によ
る最初の矩形波としてＢ信号を得る。このＢ信号は先頭
ビームであるビームＢ１の書き出し信号として用いら
れ、この信号を得て書き出し制御部５、レーザ変調回路
６Ｄは時間Ｔ後、感光体１２上に印字データの信号Ｃに
てビームＢ１のレーザの変調をかける（レーザ変調信号
出力）。
【００３４】次にビームＢ４の書き出し信号はビームＢ
１に対して遅れた距離分を時間τ１に換算し、ディレー
回路４でＢ信号に対してτ１遅らせた信号Ｄを得る。こ
の信号Ｄを得て、時間Ｔ後、感光体１２上に印字データ
の信号ＥにてビームＢ４のレーザの変調をかける（レー
ザ変調信号出力）。次にビームＢ７の書き出し信号はビ
ームＢ１に対して遅れた距離分を時間τ２に換算し、デ
ィレー回路４でＢ信号に対してτ２遅らせた信号Ｆを得
る。この信号Ｆを得て、時間Ｔ後、感光体１２上に印字
データの信号ＧにてビームＢ７のレーザの変調をかける
（レーザ変調信号出力）。
１に対して遅れた距離分を時間τ１に換算し、ディレー
回路４でＢ信号に対してτ１遅らせた信号Ｄを得る。こ
の信号Ｄを得て、時間Ｔ後、感光体１２上に印字データ
の信号ＥにてビームＢ４のレーザの変調をかける（レー
ザ変調信号出力）。次にビームＢ７の書き出し信号はビ
ームＢ１に対して遅れた距離分を時間τ２に換算し、デ
ィレー回路４でＢ信号に対してτ２遅らせた信号Ｆを得
る。この信号Ｆを得て、時間Ｔ後、感光体１２上に印字
データの信号ＧにてビームＢ７のレーザの変調をかける
（レーザ変調信号出力）。
【００３５】これにより感光体１２上では３つのビーム
Ｂ１、Ｂ４、Ｂ７の位置を副走査方向に揃えることがで
きる。ここで、書き出し位置を決める時間Ｔは、図４で
Ｂ、Ｄ、Ｆ信号の立上がり信号からの時間としたが、立
下がりでも構わない。他のビームも前記と同様の動作を
繰り返すことにより、最終的にビームＢ１からＢ９は感
光体１２上で副走査方向に揃えることができる。
Ｂ１、Ｂ４、Ｂ７の位置を副走査方向に揃えることがで
きる。ここで、書き出し位置を決める時間Ｔは、図４で
Ｂ、Ｄ、Ｆ信号の立上がり信号からの時間としたが、立
下がりでも構わない。他のビームも前記と同様の動作を
繰り返すことにより、最終的にビームＢ１からＢ９は感
光体１２上で副走査方向に揃えることができる。
【００３６】ディレー回路４の一例を図５（ａ），
（ｂ）に示す。同図（ａ）の例はＩＣのゲート２０によ
る遅れを利用した回路で、１つのゲート２０の遅れは数
ｎｓ〜数十ｎｓとなり、必要な遅れ時間分だけゲート２
０の数を増やすことになる。同図（ｂ）の例はインダク
タ２１により遅延させるもので、インダクタ２１の容量
や数を変えることで信号の出力を必要時間遅らせること
ができる。
（ｂ）に示す。同図（ａ）の例はＩＣのゲート２０によ
る遅れを利用した回路で、１つのゲート２０の遅れは数
ｎｓ〜数十ｎｓとなり、必要な遅れ時間分だけゲート２
０の数を増やすことになる。同図（ｂ）の例はインダク
タ２１により遅延させるもので、インダクタ２１の容量
や数を変えることで信号の出力を必要時間遅らせること
ができる。
【００３７】前記実施形態ではビームＢ１の信号を基準
にして他のビームを遅らせたが、他のビームを基準にし
て遅らせても構わない。このとき先頭のビームがＢ１で
あるから、基準のビーム信号に対しては必要時間進んだ
信号となる。
にして他のビームを遅らせたが、他のビームを基準にし
て遅らせても構わない。このとき先頭のビームがＢ１で
あるから、基準のビーム信号に対しては必要時間進んだ
信号となる。
【００３８】前記実施形態では副走査方向のビームを同
時に検出したが、多少ビームがずれて検出しても問題は
ない。また、ある特定の列のビームを基準ビームとする
ことも可能である。
時に検出したが、多少ビームがずれて検出しても問題は
ない。また、ある特定の列のビームを基準ビームとする
ことも可能である。
【００３９】前記実施形態ではビーム本数は３×３の２
次元ビームの構成としたが、２次元のビーム構成であれ
ばビーム本数の組み合わせは任意である。
次元ビームの構成としたが、２次元のビーム構成であれ
ばビーム本数の組み合わせは任意である。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、多ビーム走査を行うた
めの２次元半導体レーザのビームを、１つのビーム検出
器で各ビームの書き出し信号を分離することができ、感
光体上の書き出し位置を決定することが可能となる。こ
の構成は非常に簡単なため、安価に製作できるなどの特
長を有している。
めの２次元半導体レーザのビームを、１つのビーム検出
器で各ビームの書き出し信号を分離することができ、感
光体上の書き出し位置を決定することが可能となる。こ
の構成は非常に簡単なため、安価に製作できるなどの特
長を有している。
【図１】本発明の実施形態に係る感光体とビーム検出器
上を走査するビーム位置配列とビーム検出器の一例を示
す図である。
上を走査するビーム位置配列とビーム検出器の一例を示
す図である。
【図２】レーザプリンタ制御部の一部ブロック図であ
る。
る。
【図３】印字データ書込み制御回路のブロック図であ
る。
る。
【図４】図３に示す各信号Ａ〜Ｇのタイミングチャート
である。
である。
【図５】ディレー回路の一例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態に係るレーザプリンタの光学
系の構成図である。
系の構成図である。
【図７】半導体レーザアレイによるビーム配置例を示す
図である。
図である。
【図８】副走査方向の僅かな距離をおいて走査したとき
にビーム検出器からの出力を電圧変換したときの波形図
である。
にビーム検出器からの出力を電圧変換したときの波形図
である。
１ ビーム検出器 ２ ホトディテクタ ３ スリット ４ ディレー回路 ５ 書き出し制御部 ６ 半導体レーザアレイ ６Ｄ レーザ変調回路 ７ 分離回路 ８ 印字データ書込み制御回路 １１ コリメータレンズ １２ 感光体 １３ 非球面レンズ １４ ポリゴンミラー １５ 駆動モータ １６ スキャナモータ １７ 電圧変換部 １８ 基準レベル １９ 比較器 ２０ ゲート ２１ インダクタ Ｂ１〜Ｂ９ ビーム Ｓ１ スリット長さ Ｓ２ スリット幅 θ 斜め走査角度 θ１ スリットの傾斜角度 Ｘ 主走査方向 Ｙ 副走査方向
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体レーザより出射されるレーザビー
ムにより感光体上を走査して静電潜像を形成する光学系
を備え、前記レーザビームが複数個２次元に配置され、
感光体上に静電潜像を形成するための各レーザビームが
所定の角度（θ）をもって斜めに走査されて、前記レー
ザビームを感光体上に最初の書き出し位置決定するため
のレーザビームを検出する２次元ビーム書き出し位置検
出装置であって、その検出装置のビーム受光面の長手方
向が、複数ビームの走査方向の垂線に対して、前記斜め
走査角度（θ）とほぼ同角度（θ１）傾斜していること
を特徴とする２次元ビーム書き出し位置検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の２次元ビーム書き出し位
置検出装置において、前記検出装置のビーム受光面での
長手方向の傾斜角度（θ１）が下式で現せる範囲内にあ
ることを特徴とする２次元ビーム書き出し位置検出装
置。 θ１＝θ±ｔａｎ-1〔ビーム半径／（Ｐ２×主走査方向
のビーム本数）〕 式中のＰ２は副走査方向のビームピッチ。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の２次元ビ
ーム書き出し位置検出装置において、前記検出装置のビ
ーム受光面のレーザビーム副走査方向の長さＳ１が、副
走査方向のビームピッチＰ２に〔（副走査方向のビーム
本数）−１〕を乗じた値とビーム径を加えた値と同等か
それより広く、ビーム受光面のレーザビーム走査方向の
長さＳ２が、〔（走査方向のビームピッチＰ１）−（ビ
ーム直径）〕よりも小さいことを特徴とする２次元ビー
ム書き出し位置検出装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか記載
の２次元ビーム書き出し位置検出装置において、前記検
出装置のビーム受光面がスリットで区画形成されている
ことを特徴とする２次元ビーム書き出し位置検出装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項３のいずれか記載
の２次元ビーム書き出し位置検出装置において、前記検
出装置のビーム受光面がフォトディテクタで形成されて
いることを特徴とする２次元ビーム書き出し位置検出装
置。 - 【請求項６】 検出装置のビーム受光面で第１列目また
は複数列目の走査方向ビームにより検出した信号を、第
１列目の走査方向ビームの感光体上書き出し位置信号と
し、第２列目以降の走査方向ビームの感光体上書き出し
位置信号は、前記で得られた信号に対して、感光体上の
走査方向書き出し位置が第１列目のビームと合致するよ
うに、ある特定の遅れまたは進みを持たせた信号とする
ことを特徴とする２次元ビーム書き出し位置検出装置。 - 【請求項７】 半導体レーザより出射されるレーザビー
ムにより感光体上を走査して静電潜像を形成する光学系
を備え、前記半導体レーザビームが複数個２次元に配置
され、感光体上に静電潜像を形成するための各レーザビ
ームが所定の角度（θ）をもって斜めに走査されて、前
記レーザビームを感光体上に最初の書き出し位置決定す
るためのレーザビームを検出する２次元ビーム書き出し
位置検出装置であって、 そのビーム受光面で第１列目または複数列目の走査方向
ビームにより検出した信号を、第１列目の走査方向ビー
ムの感光体上書き出し位置信号とし、第２列目以降の走
査方向ビームの感光体上書き出し位置信号は、前記で得
られた信号に対して、感光体上の走査方向書き出し位置
が第１列目のビームと合致するように、ある特定の遅れ
または進みを持たせた信号とすることを特徴とする２次
元ビーム書き出し位置検出装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれか記載
の２次元ビーム書き出し位置検出装置を、ビーム走査上
でかつ前記感光体の走査線上以外の位置に設置したこと
を特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058525A JP2002258181A (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | ２次元ビーム書き出し位置検出装置ならびにそれを用いた画像形成装置 |
| EP02004335A EP1237351A1 (en) | 2001-03-02 | 2002-03-01 | Two-dimensional beam writing position detecting device and image forming apparatus using the detecting device |
| US10/085,583 US6825457B2 (en) | 2001-03-02 | 2002-03-01 | Two-dimensional beam writing position detecting device and image forming apparatus using the detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058525A JP2002258181A (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | ２次元ビーム書き出し位置検出装置ならびにそれを用いた画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002258181A true JP2002258181A (ja) | 2002-09-11 |
Family
ID=18918234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001058525A Pending JP2002258181A (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | ２次元ビーム書き出し位置検出装置ならびにそれを用いた画像形成装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6825457B2 (ja) |
| EP (1) | EP1237351A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002258181A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006272653A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Fuji Xerox Co Ltd | 光走査装置および画像形成装置 |
| JP2006327139A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像処理装置 |
| JP2007156366A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-21 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
| JP2010048884A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Ricoh Co Ltd | 光ビーム走査装置と画像形成装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US7479973B2 (en) * | 2005-12-23 | 2009-01-20 | Dell Products L.P. | Method and apparatus for producing an image |
| KR100754216B1 (ko) * | 2006-04-18 | 2007-09-03 | 삼성전자주식회사 | 멀티 빔 주사장치 및 이를 채용한 화상형성장치 |
| US7903134B2 (en) * | 2007-02-28 | 2011-03-08 | Ricoh Company, Ltd. | Laser scanning apparatus having a photodetector having first and second light receiving units |
| JP5915049B2 (ja) * | 2011-09-16 | 2016-05-11 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
| JP6390174B2 (ja) * | 2014-06-03 | 2018-09-19 | ブラザー工業株式会社 | 露光装置および画像形成装置 |
| JP6424548B2 (ja) | 2014-09-30 | 2018-11-21 | ブラザー工業株式会社 | 露光装置および画像形成装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH059704Y2 (ja) * | 1987-12-11 | 1993-03-10 | ||
| US5576852A (en) * | 1994-01-14 | 1996-11-19 | Konica Corporation | Synchronization signal generating unit of an image forming apparatus |
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