JP2003098452A - 光書込装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主走査方向に２分割された走査領域を２ビー
ムにより走査する光書込装置及びそれを用いた画像形成
装置において、低コストでビーム位置の主走査及び副走
査方向の調整を高精度で行う。 【解決手段】 同期検知ユニット１０，３０による同期
検知から書込み開始までの間に制御手段６０の書込制御
回路により補正用ドットを異なる位置で点灯させてその
補正用ドットの位置を同期検知ユニット１０，３０に設
けられた位置センサにより検出し、検出した補正用ドッ
トの位置検出値から位置センサの補正係数を求め、求め
られた補正係数により、位置センサの位置検出値を補正
する手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、感光体表面上の
走査領域を主走査方向に２分割して、同一の偏向手段で
同時偏向される２ビームにより画像の書込みを行う光書
込装置及びそれを用いたデジタル複写機、レーザプリン
タ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザプリンタやデジタル複写機
等の画像形成装置は、画像形成を電子写真方式で行うも
のがある。これは、走査光学系からのレーザビームによ
り、予め帯電させた感光体表面上を走査して静電潜像を
形成し、その静電潜像をトナーにより現像し顕在化させ
た上で用紙に転写するというものである。この電子写真
方式の画像形成装置には、単一のレーザ発光素子からの
レーザビームを偏向手段であるポリゴンミラーにより周
期的に偏向させて感光体表面上を走査するシングルビー
ム方式のほかに、複数のレーザ発光素子からのレーザビ
ームを同一のポリゴンミラーにより周期的に偏向させて
感光体表面上の走査領域を主走査または副走査方向に２
分割して走査するマルチビーム方式がある（例えば、特
開２０００−１４７３９７号公報、特開２０００−２６
７０２７号公報、特開２０００−１８７１７１号公
報）。

【０００３】特開２０００−２６７０２７号公報に記載
された画像形成装置は、第１及び第２の２つの書込ユニ
ットを設けて、それぞれからのレーザビームを単一のポ
リゴンミラーにより偏向させて走査領域の概ね中央から
ビーム走査を開始し、各レーザビームを主走査方向に接
合するように構成されていて、低コストでコンパクトな
がら広幅の書込みが可能な光書込装置を構成している。
また、副走査方向のビーム通過位置の検出手段（１個の
１次元ＣＣＤ）を設け、温度変動により生じる走査線の
副走査方向へのずれ（ハウジングやレンズ系の熱膨張に
よって光路が微妙に変化する為に生じるずれ）を検出
し、レーザビームの走査位置（以下「ビーム位置」とい
う）を調整している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開２０００
−２６７０２７号公報に記載された画像形成装置では、
副走査方向へのずれを検出してビーム位置を調整するに
は、ビーム位置を正確に検出することが重要である。し
かし、上述の画像形成装置の場合、ビーム位置を調整す
る精度が位置センサ（含む周辺回路）の精度に左右され
るため、ビーム位置の検出を高精度で行うには、高精度
の位置センサが必要とされる。しかも、たとえ高精度の
位置センサを用いても、位置検出精度は副走査方向でし
か向上させることができない。

【０００５】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたものであり、主走査方向に２分割された走査
領域を同一の偏向手段で同時偏向される２ビームにより
走査する光書込装置及びそれを用いた画像形成装置にお
いて、高精度の位置センサを用いることなく低コストで
ビーム位置の主走査及び副走査方向の調整を高精度で行
うことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、感光体表面上の走査領域を主走査方向
に２分割して、同一の偏向手段で同時偏向される２つの
ビームにより画像の書込みを行う第１の書込ユニット及
び第２の書込ユニットを設けた光書込装置において、上
記各ビームの上記走査領域上の書込み開始位置を決定す
る第１及び第２の同期検知手段と、該各同期検知手段に
よる同期検知から書込み開始までの間に補正用ドットを
異なる位置で点灯させる点灯手段と、該点灯手段により
点灯された補正用ドットの位置を検出する第１の位置検
出手段及び第２の位置検出手段とを有し、上記第１及び
第２の位置検出手段がそれぞれ検出した前記補正用ドッ
トの位置検出値から該第１及び第２の位置検出手段の補
正係数を求める手段と、その求められた補正係数によ
り、上記第１及び第２の位置検出手段の位置検出値を補
正する手段とを設けたことを特徴とするものである。

【０００７】上記光書込装置は、位置検出手段が出力す
る上記補正用ドットの位置検出値を複数入力してその平
均値を計算する平均値計算手段を設け、該平均値計算手
段の計算した平均値を上記第１及び第２の位置検出手段
の位置検出値として使用するように構成されているのが
よい。また、上記偏向手段がポリゴンミラーにより構成
され、かつ上記平均値計算手段が、該ポリゴンミラーの
ミラー面数の整数倍に対応した数の位置検出値を入力す
るように構成されているとよい。さらに、上記点灯手段
が、上記補正用ドットの点灯位置をビーム位置調整用ド
ットの点灯位置の近傍に配置するように構成されている
と一層よい。

【０００８】さらに、この発明は、感光体表面上の走査
領域を主走査方向に２分割して、同一の偏向手段で同時
偏向される２つのビームにより画像の書込みを行う第１
の書込ユニット及び第２の書込ユニットを設けた画像形
成装置であって、上記各ビームの上記走査領域上の書込
み開始位置を決定する第１及び第２の同期検知手段と、
該各同期検知手段による同期検知から書込み開始までの
間に補正用ドットを異なる位置で点灯させる点灯手段
と、該点灯手段により点灯された補正用ドットの位置を
検出する第１の位置検出手段及び第２の位置検出手段と
を有し、上記第１及び第２の位置検出手段がそれぞれ検
出した前記補正用ドットの位置検出値から該第１及び第
２の位置検出手段の補正係数を求める手段と、その求め
られた補正係数により、上記第１及び第２の位置検出手
段の位置検出値を補正する手段とを設けた光書込装置を
用いて、上記第１及び第２の書込ユニットによるビーム
を上記走査領域上で接合して電子写真プロセスにより画
像形成を行うように構成されている画像形成装置を提供
するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明による
画像形成装置の一例であるレーザプリンタに用いられる
光書込装置の概略の構成を示す斜視図である。図１に示
す光書込装置は、第１の書込ユニット１００と第２の書
込ユニット２００とを有し、感光体５０の表面上の走査
領域を主走査方向に２分割して、第１、第２の書込ユニ
ット１００，２００のそれぞれによる２ビームで走査し
て画像の書込みを行うように構成されている。この光書
込装置は、感光体５０、第１の書込ユニット１００及び
第２の書込ユニット２００のほか、偏向手段であるポリ
ゴンミラー４とマイクロコンピュータ等から構成される
制御手段６０を有しており、その第１の書込ユニット１
００と第２の書込ユニット２００とがポリゴンミラー４
を中心に１８０度回転した対称となる位置に配置されて
いる。なお、この光走査装置はほこり等の付着防止のた
め図示しない光学箱内部に密閉され、レーザプリンタの
内部に精度良く固定して配置されている。

【００１０】第１、第２の書込ユニット１００，２００
は、互いに光学的に等価であって、それぞれ光源である
半導体レーザ１，２１と、カップリングレンズ２，２２
と，シリンダレンズ３，２３と、結像手段としてのｆθ
レンズを構成するレンズ５及び６，２５及び２６と、ミ
ラー７及び８，２７及び２８と、折返しミラー９，２９
と、同期検知ユニット１０，３０とを有して構成されて
いる。そして、第１の書込ユニット１００では、制御手
段６０に設けられた書込制御回路の出力する画像信号に
応じて強度変調されたレーザ光のビーム（レーザビー
ム）を半導体レーザ１から射出して、その射出したレー
ザビームをカップリングレンズ２のコリメート作用によ
り平行ビームとし、シリンダレンズ３により副走査方向
にのみ収束傾向を与えてポリゴンミラー４の偏向反射面
近傍に主走査方向に長い線像として結像させる。そのレ
ーザビームはポリゴンミラー４の回転により等角速度的
に偏向されたのち、レンズ５及び６を透過しミラー７，
８及び折返しミラー９により順次反射され、感光体５０
の感光面（被走査面の実体をなす感光体表面）上にビー
ムスポットを形成してその第１走査領域Ｓ１を等速的に
走査する。

【００１１】第２の書込ユニット２００でも、第１の書
込ユニット１００と同様にして、感光体５０の感光面上
にビームスポットを形成して第２走査領域Ｓ２を等速的
に走査する。すなわち、半導体レーザ２１から画像信号
に応じて強度変調されたレーザビームを射出して、カッ
プリングレンズ２２により平行ビームとし、シリンダレ
ンズ２３により副走査方向にのみ収束傾向を与えてポリ
ゴンミラー４の別の偏向反射面近傍に主走査方向に長い
線像として結像させる。そのレーザビームはポリゴンミ
ラー４の回転により等角速度的に偏向されたのち、レン
ズ２５及び２６を透過してミラー２７，２８及び折返し
ミラー２９により順次反射され、感光体５０の第２走査
領域Ｓ２を等速的に走査する。以上のようにして、第
１、第２の書込ユニット１００，２００によりビームス
ポットの走査がなされるとき、レーザビームの画像領域
外に設けられた同期検知ユニット１０，３０が、第１，
第２の書込ユニット１００，２００によるそれぞれの１
走査毎に各レーザビームの走査を開始するタイミングを
決定し、それにより各レーザビームの書込み開始位置が
決定される。

【００１２】第１，第２の書込ユニット１００，２００
による書込みは、第１，第２走査領域Ｓ１，Ｓ２の接合
部、即ち、全走査領域の中央部Ｓ０を起点（書込開始位
置）として、互いに逆方向（走査領域の両端部側）へ向
かって行われ、その書込みは制御手段６０に設けられた
図示しない書込制御回路の決定したタイミングに従って
いる。このように、第１，第２の書込ユニット１００，
２００の各レーザビームの書込開始位置が中央部Ｓ０で
互いに共通であり、同期検知ユニット１０，３０により
良好に制御されることにより、各レーザビームの主走査
方向の接合部分（継ぎ目）を容易且つ良好に整合させる
ことができる。一方、第１，第２走査領域Ｓ１，Ｓ２
は、互いに１本の直線として接合されるべきもので、光
書込装置内に固定的に設定される。いずれも、２ビーム
により同時に走査される感光体５０の感光面（被走査
面）上の線であり、各レーザビームで走査される面の軸
（被走査面軸）Ｓ（図２参照）を構成し、中央部Ｓ０で
互いに接合すべきものである。

【００１３】図２は、ポリゴンミラー４の回転軸方向か
ら見た光書込装置の平面図である。ポリゴンミラー４に
より偏向されるレーザビームの形成する面（ビーム偏向
面）は、図２において図面に平行な面になっている。図
３は、感光体５０の軸方向右側から見た光書込装置の右
側面図である。１１，３１は図示しない光学箱に形成さ
れたビーム射出用の開口部をふさぐ防塵ガラスである。
図３に示すように、第１の書込ユニット１００における
ミラー７，８は副走査方向（図示の上下方向）に重なり
あう位置に配置されている。ミラー７，８のビーム偏向
面に対する傾斜角を図に示すようにα，β（ともにビー
ム偏向面から時計回りを正、反時計回りを負として計
測）とすると、傾斜角α，βは｜α−β｜＝９０度の関
係を満足している。すなわち、ミラー７，８は所謂ダハ
ミラーを構成し、ミラー７，８で順次反射された偏向レ
ーザビームが掃引する面はビーム偏向面と平行になる。
第２の書込ユニット２００のミラー２７，２８も同様に
構成されている。

【００１４】共通の走査線である被走査面軸を第１、第
２の書込ユニット１００，２００により等価に走査する
には、一般に第１，第２の書込ユニット１００，２００
の光軸が被走査面軸Ｓ（感光体５０の回転軸と平行）に
直角に設定され、各書込ユニットの結像手段（ｆθレン
ズを構成するレンズ５及び６，２５及び２６）の光路長
が等しい関係になければならない。その場合、ビームス
ポット径が均一で良好な走査を実現でき、良好な画像を
形成することができる。ここで、レンズ５，６で構成さ
れるｆθレンズの光軸は被走査面軸Ｓに対する傾斜角θ
１を有し、レンズ２５，２６で構成されるｆθレンズの
光軸は被走査面軸Ｓに対する傾斜角θ２を有している。
２枚のミラー（ミラー７，８、２７，２８）は、各ｆθ
レンズの光軸を被走査面軸Ｓに直交させるために設けら
れている。第１の書込ユニット１００において、ｆθレ
ンズの光軸ｔ１がビーム偏向面内でミラー７の法線に対
してなす角γ１と、その光軸ｔ１が被走査面軸Ｓに対し
てなす傾斜角θ１とは、｜θ１｜＋２｜γ１｜＝９０°
（式１）を満足している。

【００１５】同様に、第２の書込ユニット２００におい
て、ｆθレンズの光軸ｔ２がビーム偏向面内でミラー２
７の法線に対してなす角γ２と、その光軸ｔ２が被走査
面軸Ｓに対してなす傾斜角θ２とは、｜θ２｜＋２｜γ
２｜＝９０°（式２）を満足している。このようにし
て、各書込ユニットで射出されるレーザビームの各ｆθ
レンズの光軸に合致する光線（以下「主光線」という）
は、ミラー８あるいはミラー２８にて反射された後（ビ
ーム偏向面に射影すると）ビーム偏向面に射影された被
走査面軸に直交する。その反射された各ビームを折返し
ミラー９，２９で副走査方向に折返し、最終的に被走査
面軸Ｓに直交させる。

【００１６】図２では、上述の場合の、θ１＝θ２、γ
１＝γ２の場合を示している。第１及び第２の書込ユニ
ット１００，２００の配置は図２の場合には限定される
ものではなく、図５に示すように、θ１≠θ２、γ１≠
γ２（図５はθ１＜θ２、γ１＞γ２）としてもよい。
図５の場合は第１の書込ユニット１００と第２の書込ユ
ニット２００の走査する長さは同一にならない。上述の
式１，２より、傾斜角θ１，θ２に応じて角γ１，γ２
がそれぞれ一義的に定まり、第１、第２の書込ユニット
１００，２００により走査する長さが定まる。従って、
傾斜角θ１，θ２を最適な値に設定することにより、有
効走査幅を最も広く取ることが出来る。被走査面上の走
査領域を主走査方向に２分割して２ビームにより走査す
る光書込装置では、２つの書込ユニットのレーザビーム
を精度良く接合して１つの走査線の走査を行う。すなわ
ち、第１，第２の書込ユニット１００，２００のレーザ
ビームの走査線は被走査面軸Ｓに合致すべきものであ
る。

【００１７】第１，第２の書込ユニット１００，２００
の光学配置は、組立て後、各書込ユニットのレーザビー
ムが被走査面軸Ｓに合致した状態となるように調整さ
れ、光書込装置は、使用の初期にはこの状態が保たれて
いる。しかし、このような光書込装置をレーザプリンタ
に搭載して画像形成を行っていると、そのレーザプリン
タ内の温度上昇や偏向手段の発熱等により、光学系ハウ
ジングの熱膨張やそれに伴うミラー、他の光学素子の姿
勢変化等が生じ、各書込ユニットのレーザビームの走査
位置（ビーム位置）が副走査方向にずれる現象が発生す
ることがある。そこで、このようなビーム位置のずれ量
を検出し、自動的に補正することが必要となってくる。
この発明は、このような各書込ユニットのビーム位置を
調整する技術に関するもので、後述のようにして位置セ
ンサの位置検出値を補正し、その補正後の位置検出値を
用いてビーム位置を調整する技術に関するものである。
以下の説明では、まず、補正後の位置センサによりビー
ム位置を検出して調整する点について説明し、続いて位
置センサの位置検出値の補正について説明する。

【００１８】（ビーム位置の調整）第１の書込ユニット
１００によるレーザビームは、ポリゴンミラー４の回転
によって偏向されると、まず同期検知ユニット１０に入
射する。この時、レーザビームは図７（ａ）に示すＬＤ
点灯信号のように連続点灯の状態で同期検知ユニット１
０に入射する。同期検知ユニット１０に連続点灯のレー
ザビームが入射すると、同期検知ユニット１０からレー
ザビームの水平同期をとるための同期検知信号が出力さ
れて（同図（ｂ）参照）制御手段６０の書込制御回路に
入力し、ＬＤ点灯信号が一旦ＯＦＦになり半導体レーザ
１が消灯する。一方、図６に示すように、同期検知ユニ
ット１０（同期検知ユニット３０）には、同期検知のた
めの領域１０ａ（３０ａ）と、２次元の位置センサ１０
ｃ（３０ｃ）が配置されている。位置センサ１０ｃ（３
０ｃ）は、後述する補正用ドットの位置を検出する位置
検出手段であって、２次元位置検出素子の２次元ＰＳＤ
を用いて構成され、領域１０ａ（３０ａ）から画像書込
み開始のドット（先頭ドットｄ2，ｄ1）までの間に配置
されている（同期検知が行われてから書込み開始までの
間にドットが位置センサ１０ｃ（３０ｃ）に入力するよ
うに配置されている）。この実施の形態ではその双方が
同一基板上に配置されているが、上記のように構成され
ていれば同一基板上でなくても良い。同期検知ユニット
１０（３０）をこのように構成することにより、同期検
知ユニット１０（３０）の領域１０ａ（３０ａ）による
同期検知から書込み開始までの間に異なる位置で点灯す
る補正用ドットの位置を検出できるようになる。図６は
同期検知ユニット１０、位置センサ、レーザビームのド
ットと各信号の関係を模式的に示す説明図で、第１の書
込ユニット１００によるドットと第２の書込ユニット２
００によるドットとが中央部Ｓ０で接合している。第１
の書込ユニット１００と第２の書込ユニット２００の同
期検知ユニット１０，３０が示されているが、以下では
第１の書込ユニット１００の同期検知ユニット１０を例
にとって説明する。

【００１９】図７に示したように、半導体レーザ１が一
旦消灯した後、同期検知ユニット１０が同期検知信号を
出力してから所定の画素クロック数（図７ではＮ０クロ
ック）後にパルスＰを出力して再度半導体レーザ１を点
灯させることにより、位置センサ１０ｃ上で１ドットが
生成される。このことにより、位置センサ１０ｃを基準
にみると、レーザビームは位置センサ１０ｃ上での静止
状態を等価的に形成し、このことで主走査及び副走査の
ビーム位置を同時に検出することが可能となる。また、
同期検知信号を基準として画素クロックが発生していて
（図７（ｃ）参照）、その同期検知信号の出力から所定
クロック数（図７ではＮｇクロック）の後に画像データ
に基づく変調が開始され書込みが開始されることにな
る。位置センサ１０ｃはドットを入力すると、Ｘ方向
（主走査）位置及びＹ方向（副走査）位置に基づいた電
圧Ｘ１，Ｙ１を発生させ、それぞれ図示しないＡＤコン
バーターや制御演算部等によって位置（座標）を表す情
報（位置情報）に変換される。第２の書込ユニット２０
０も、走査方向が逆になるだけで第１の書込ユニット１
００と同じ動作が行われ、位置検出が行われる。次に、
図８〜図１０は、同期検知ユニット１０の温度上昇によ
る信号の遅延が発生した場合及び各書込ユニットの温度
上昇により主走査及び副走査方向にドットがずれた場合
を模式的に示す説明図である。

【００２０】まず、主走査方向のずれについて説明す
る。レーザビームは同期検知ユニット１０に入射するま
では連続して点灯している。温度上昇のない常温の場合
は、図６、７（図９のｂ）に示したように、レーザビー
ムが同期検知ユニット１０に入射したのとほぼ同時に同
時検知信号が発生したとすると（厳密には若干のタイム
ラグがある）、温度上昇がある場合は、図９に示すよう
に同期検知信号の発生が遅延時間Δｔ（対応する距離は
ΔＸ１）だけ遅延してしまう現象が発生し得る。この場
合は、レンズ系の温度上昇によりレンズの倍率が変化し
て主走査方向にドットがずれてしまう現象も重なってい
る。上述のように、同期検知信号から所定クロック数
（Ｎｇクロック）後に画像の書込みを開始するため、そ
の同期検知信号が遅延すると、画像の書込み開始位置も
距離ΔＸ１だけずれてしまい、位置センサ１０ｃ上のビ
ーム位置も距離ΔＸ１だけずれることになる（図８参
照）。なお、光学系の倍率誤差の影響を考慮すると、位
置センサ１０ｃ上のずれの量と、書込み開始位置でのず
れの量は一致しないことになるが、簡略化のためそれら
のずれについては省略している。

【００２１】ここで、この発明による光書込装置におけ
るビーム位置（ドット位置）を調整する手順について、
ビーム位置が主走査方向に距離ΔＸ１だけずれた場合の
主走査方向の調整について説明する。図１０（ａ）はず
れが無い場合の正規のドット位置、同図（ｂ）はドット
位置が距離ΔＸ１だけずれた場合を示している。そし
て、ドットが位置センサ１０ｃ上で距離ΔＸ１だけずれ
たとすると、まず、書込制御回路により画素クロックの
位相を Ｎ×Ｐ−ΔＸ１ の距離に相当する分だけ遅延させる（同図（ｃ）参
照）。ここで、ＮはＮ×Ｐ＞ΔＸ１を満たす最小の整数
（図の場合はＮ＝３）、Ｐはビームピッチである。この
遅延を行うことで、正規のドット位置の４番目の画素ｄ
４と図１０の（ｃ）に示す遅延後の１番目のドットｎｄ
４の主走査方向の位置が一致することになる。続いて、
同図（ｄ）に示すように、遅延後の先頭ドットｎｄ４の
前にＮドット（図の場合は３ドット）を追加して画像デ
ータをＮドット前にずらす。実際には、同期検知信号か
ら書込み開始までのクロック数（Ｎｇ）をＮｇ−Ｎとす
ることと同じになる。以上の処理を第２の書込ユニット
２００においても同様に行う。以上の手順により、主走
査方向の接合部分を所定の位置に合わせることができ
る。

【００２２】次に、副走査方向の調整について説明す
る。図８に示すように、位置センサ１０ｃ、３０ｃにお
いて、第１の書込ユニット１００、第２の書込ユニット
２００でそれぞれ副走査方向にΔＹ１、ΔＹ２のずれが
検出されているとすると、この副走査方向のずれに対応
して書込み開始位置においてもそれぞれΔＹ１、ΔＹ２
のずれが発生し、相対的にレーザビームが副走査方向に
ΔＹ（＝ΔＹ１＋ΔＹ２）離れてしまう。この副走査方
向の相対的なずれが検出されると、そのずれの量が制御
手段６０に入力され、制御手段６０が折返しミラー９，
２９の回転角度の大きさに変換する。そして、制御手段
６０が折返しミラー９，２９をその回転角度の大きさに
対応した量だけ長手方向軸を中心に回転させるように、
スッテッピングモ−タ６４を制御して折返しミラー９，
２９の角度を変位させる。それによって、副走査方向の
ずれを補正し、ビーム位置を調整することができる。な
お、このような副走査方向へのずれを生じさせる主な要
因としては、光書込装置を収納するハウジングの熱膨張
等により、ミラー等の光学部品の位置が微妙に変位して
しまうことが考えられる。

【００２３】（位置センサの補正）次に、位置センサの
位置検出値を補正する手順について説明する。ここで
は、レーザビームの既知のドット間隔（ビームピッチ）
を利用して位置センサ１０ｃの位置検出値を補正する。
図１１はＬＤ点灯信号Ａ，Ｂによる補正用ドットｄＡ，
ｄＢが位置センサ１０ｃ上の２個所に点灯された状態を
示す説明図である。ＬＤ点灯信号は、制御手段６０の書
込制御回路から出力され、主走査方向（矢印方向）１２
本毎に図１３（ａ），（ｂ）に示すＬＤ点灯信号ＡとＢ
が交互に切り替わるようになっている。なお、位置セン
サ１０ｃがその出力信号を処理する速度が速い場合に
は、同図（ａ）の破線の点灯信号Ｃも使用して（第１、
第２の書込ユニットそれぞれに有る）ＬＤ点灯信号Ａの
みを使用して、１主走査ライン内で２ドット分点灯する
ようにしても良い。図１１、図１３の場合は３画素（ク
ロック）分離れて点灯されている。位置センサ１０ｃは
センサ中央からの距離に比例した電圧を発生するため、
位置センサ１０ｃの出力電圧により、ドット位置中央か
らのずれ（距離）を求めることができる。図１４はセン
サ中央からの距離と出力電圧との関係を示すグラフであ
る。図示されている出力信号は距離Ｌ１、Ｌ２に対応す
る電圧Ｖ１、Ｖ２を代表して示していてどちらの電圧で
も当てはまる。

【００２４】図１４において、ラインａは位置センサ１
０ｃに誤差がない理想の状態を示している。これに対
し、ラインｂは実際の値を示しており、誤差のためライ
ンａと比べると距離が同じでも出力電圧が小さくなって
いる。図に示すように、中央から横軸方向に距離Ｌだけ
離れているドットに対しては出力電圧がＶ_Ｌになるべき
ところ、グラフでは誤差のためＶ_ＬＥになっている。こ
のような位置センサ１０ｃの誤差によるビーム位置のず
れを補正するため、次の手順で位置センサ１０ｃの補正
係数を求めＶ_ＬＥからＶ_Ｌを求める。まず、書込制御回
路から点灯信号を出力して、位置センサ１０ｃの中央か
らそれぞれＬ１，Ｌ２だけ離れた位置において異なる補
正用ドットｄＡ，ｄＢを点灯させ、それぞれに対応した
出力電圧Ｖ_Ｌ１，Ｖ_Ｌ２（直線ａではＶ１，Ｖ２）を位
置センサ１０ｃから出力させ、制御手段６０に入力す
る。制御手段６０は、入力した出力電圧Ｖ_Ｌ１，Ｖ_Ｌ２
と、以下の式に従い補正係数を求めて正常時の出力電圧
を算出する。ここで、ラインｂは極短い区間では直線と
みなせるので、それぞれの傾斜から以下の式が成り立
つ。 （Ｖ_Ｌ２−Ｖ_Ｌ１）／（Ｌ２−Ｌ１）＝Ｖ_ＬＥ／Ｌ 式３ （Ｖ２−Ｖ１）／（Ｌ２−Ｌ１）＝Ｖ_Ｌ／Ｌ 式４ 式３，４より、以下の式が成り立つ。 Ｖ_Ｌ＝Ｖ_ＬＥ×（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｖ_Ｌ２−Ｖ_Ｌ１） 式５

【００２５】そして、正常時の出力電圧を求める式５の
右辺におけるＶ_ＬＥの係数、すなわち、（Ｖ２−Ｖ１）
／（Ｖ_Ｌ２−Ｖ_Ｌ１）が補正係数となる。ここでＶ２−
Ｖ１は距離Ｌ２−Ｌ１に対応しており、正常時の電圧か
ら求まる予め決められた値である。例えば、１ｍｍの距
離で２Ｖ（ボルト）の出力電圧を発生させる位置センサ
１０ｃで６００ＤＰＩ、３画素間隔（Ｌ２−Ｌ１＝０．
１２７ｍｍ）を想定した場合 Ｖ２−Ｖ１＝（２５．４／６００）×３×２ ＝０．２５４（Ｖ） 式６ である。Ｖ_Ｌ２−Ｖ_Ｌ１は上述の手順で求められる。上述の補正係数を Ｋ１＝（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｖ_Ｌ２−Ｖ_Ｌ１） 式７ とおき、電圧距離変換係数をＫ２とすると、位置センサ
１０ｃの出力電圧Ｖ_ＬＥが補正され、正常時におけるビ
ーム位置までの正確な距離Ｌが次のようにして求められ
る。 Ｌ＝Ｋ２×Ｖ_Ｌ＝Ｋ１×Ｋ２×Ｖ_ＬＥ 式８

【００２６】この距離Ｌを用いて上述の要領でビーム位
置を調整すれば、主走査及び副走査いずれの方向につい
てもビーム位置の調整が極めて高精度で行われる。そし
て、そのようにしてビーム位置を調整した光書込装置を
用いて画像の書込みを行えば、接合部分のビーム位置の
調整も精度よく行われる。上述のようにして、制御手段
６０によりドットを点灯させて補正係数を求める場合、
制御手段６０は、そのために使用する補正用ドットｄ
Ａ，ｄＢを位置センサ１０ｃ上において、実際にビーム
位置を検出して調整する時に使用するビーム位置調整用
ドットの近傍に配置するのが望ましい。位置センサ１０
ｃは、ドットの位置により位置検出精度が異なるため、
補正用ドットｄＡ，ｄＢを位置調整用ドットの近傍に配
置することにより、位置センサ１０ｃ内で精度のばらつ
きがあってもビーム位置検出が精度よく行えるからであ
る。位置センサ１０ｃは、端部の検出誤差が大きいこと
が多く、例えば、図１４のＡ’，Ｂ’を補正係数を求め
るのに使用した場合には、ラインｂの延長線ｃ（図の破
線部分）からのずれが大きくなり補正係数が正しく求め
られない。

【００２７】以上の説明は位置センサ１０ｃの主に主走
査方向の補正について述べたが、副走査方向の補正も同
様に行える。図１２はポリゴンミラー４のミラー角度の
バラツキ等により、同期検知から同一のクロック数でド
ットを点灯しても位置センサ１０ｃの出力電圧にΔＶ_０
幅のばらつきがあることを示すグラフである。このばら
つきがあることを考慮すると、制御手段６０に主走査毎
の出力電圧値を複数入力して制御手段６０によりその平
均値Ｖ_０を計算し、計算して求めた平均値Ｖ_０を出力電
圧として使用するのがよい。このようにして平均値Ｖ_０
を計算し、それを位置センサ１０ｃの出力電圧に使用し
た場合は、位置センサ１０ｃの生の出力電圧を使用する
場合に比べて位置検出誤差の幅を低減でき、約１／２に
することが出来る。この場合の入力数は、例えばポリゴ
ンミラー４のミラー面数の整数倍にするとよく、こうす
ると、ポリゴンミラー４の回転によるビーム位置の誤差
幅を低減できる。逐次の（平均値化しない）信号を使用
した場合、最大又は最小値でビーム位置を調整する可能
性があるため、最大誤差がΔＶ_０となる。なお距離測定
のための出力電圧の取り込み回数をポリゴンミラー４の
ミラー面数より十分大きく取れる場合は、整数倍にする
必要は少ない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、光書込装置及びそれを用いた画像形成装置におい
て、位置センサの位置検出値が補正され、その補正後の
位置センサの位置検出値を用いてビーム位置の調整が行
われるので、ビーム位置の主走査及び副走査方向の高精
度の調整が高精度の位置センサを用いることなく低コス
トで行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による画像形成装置の一例であるレー
ザプリンタに用いられる光書込装置の概略の構成を示す
斜視図である。

【図２】図１に示した光書込装置のポリゴンミラーの回
転軸方向から見た平面図である。

【図３】同じく、感光体の軸方向右側から見た右側面図
である。

【図４】図３に示した光書込装置の第１の書込ユニット
に対応する部分のみを示した右側面図である。

【図５】θ１≠θ２、γ１≠γ２の場合の、光書込装置
のポリゴンミラーの回転軸方向から見た平面図である。

【図６】同期検知ユニット、位置センサ、レーザビーム
のドットと各信号の関係を模式的に示す説明図である。

【図７】ＬＤ点灯信号、同期検知信号及び画素クロック
の関係を説明するためのタイミングチャートである。

【図８】同期検知ユニットの温度上昇による信号の遅延
が発生した場合及び各書込ユニットの温度上昇により主
走査及び副走査方向にドットがずれた場合を模式的に示
す説明図である。

【図９】同じく、ＬＤ点灯信号、同期検知信号及び画素
クロックの関係を説明するためのタイミングチャートで
ある

【図１０】主走査方向にずれたドットの位置を調整する
手順の説明図である。

【図１１】補正用ドットを位置センサ上の２個所に点灯
された状態を示す説明図である。

【図１２】ポリゴンミラーのミラー角度のバラツキ等に
より、同期検知から同一のクロック数でドットを点灯し
ても位置センサの出力電圧にばらつきがあることを示す
グラフである。

【図１３】補正用ドットの点灯信号、同期検知信号及び
画素クロックの関係を説明するためのタイミングチャー
トである。

【図１４】位置センサの中央からの距離と出力電圧との
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１，２１：半導体レーザ ２，２２：カップリングレンズ ３，２３：シリンダレンズ ４：ポリゴンミラー ５，６，２５，２６：レンズ ７，８，２７，２８：ミラー ９，２９：折返しミラー １０，３０：同期検知ユニット １０ａ，３０ａ：位置センサ ５０：感光体 ６０：制御手段 ６４：ステッピングモータ １００：第１の書込ユニット ２００：第２の書込ユニット Ｓ１：第１の走査領域 Ｓ２：第２の走査領域

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA07 AA10 BA04 BA49 BA70 BA71 BB30 BB38 2H045 AA01 BA22 BA36 CA98 CA99 CB65 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB22 DB24 DB30 DC02 DC04 DC05 DE02 FA01 5C072 AA03 BA02 BA04 HA02 HA06 HA09 HA13 HB08 XA01 XA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体表面上の走査領域を主走査方向に
   ２分割して、同一の偏向手段で同時偏向される２つのビ
   ームにより画像の書込みを行う第１の書込ユニット及び
   第２の書込ユニットを設けた光書込装置において、 前記各ビームの前記走査領域上の書込み開始位置を決定
   する第１及び第２の同期検知手段と、 該各同期検知手段による同期検知から書込み開始までの
   間に補正用ドットを異なる位置で点灯させる点灯手段
   と、 該点灯手段により点灯された補正用ドットの位置を検出
   する第１の位置検出手段及び第２の位置検出手段とを有
   し、 前記第１及び第２の位置検出手段がそれぞれ検出した前
   記補正用ドットの位置検出値から該第１及び第２の位置
   検出手段の補正係数を求める手段と、 その求められた補正係数により、前記第１及び第２の位
   置検出手段の位置検出値を補正する手段とを設けたこと
   を特徴とする光書込装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光書込装置において、 前記位置検出手段が出力する前記補正用ドットの位置検
   出値を複数入力してその平均値を計算する平均値計算手
   段を設け、 該平均値計算手段の計算した平均値を前記第１及び第２
   の位置検出手段の位置検出値として使用するように構成
   されていることを特徴とする光書込装置。
3. 【請求項３】 前記偏向手段がポリゴンミラーにより構
   成され、かつ前記平均値計算手段が、該ポリゴンミラー
   のミラー面数の整数倍に対応した数の位置検出値を入力
   するように構成されていることを特徴とする請求項２記
   載の光書込装置。
4. 【請求項４】 前記点灯手段が、前記補正用ドットの点
   灯位置をビーム位置調整用ドットの点灯位置の近傍に配
   置するように構成されていることを特徴とする請求項１
   乃至３のいずれか一項に記載の光書込装置。
5. 【請求項５】 感光体表面上の走査領域を主走査方向に
   ２分割して、同一の偏向手段で同時偏向される２つのビ
   ームにより画像の書込みを行う第１の書込ユニット及び
   第２の書込ユニットを設けた画像形成装置であって、 前記各ビームの前記走査領域上の書込み開始位置を決定
   する第１及び第２の同期検知手段と、 該各同期検知手段による同期検知から書込み開始までの
   間に補正用ドットを異なる位置で点灯させる点灯手段
   と、 該点灯手段により点灯された補正用ドットの位置を検出
   する第１の位置検出手段及び第２の位置検出手段とを有
   し、 前記第１及び第２の位置検出手段がそれぞれ検出した前
   記補正用ドットの位置検出値から該第１及び第２の位置
   検出手段の補正係数を求める手段と、 その求められた補正係数により、前記第１及び第２の位
   置検出手段の位置検出値を補正する手段とを設けた光書
   込装置を用いて、前記第１及び第２の書込ユニットによ
   るビームを前記走査領域上で接合して電子写真プロセス
   により画像形成を行うように構成されていることを特徴
   とする画像形成装置。