JP2004117557A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コスト、省スペースで、簡単な構成で高精度なドット位置補正が可能な光走査装置を提供する。
【解決手段】光源と、光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する生成手段と、高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える。前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に検出される第二の検出信号に基づいて、前記位相データを補正する。
【選択図】 図１
【解決手段】光源と、光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する生成手段と、高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える。前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に検出される第二の検出信号に基づいて、前記位相データを補正する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機等の光走査装置、これを備えた画像形成装置に関し、特に画素クロックの生成及びその位相制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の従来技術について図４３により説明する。図４３において、半導体レーザユニット１００１から発光されたレーザは、ポリゴンミラー１００２が回転することにより一方向に走査され、走査レンズ１００３を介して被走査媒体（感光体）１００４上に光スポットを形成し、静電潜像画像を形成する。このとき、走査光は被走査媒体の延長上にある検出手段１００５，１０１０により検出され、その両検出信号の検出タイミングが時間カウンタ１０１１、ルックアップテーブル１０１２を介して位相同期回路１００９に入力される。位相同期回路１００９は、クロック生成回路１００８のクロックを入力し、ルックアップテーブル１０１２の出力信号に基づいて、１ライン毎、位相同期のとれた画像クロック（画素クロック）を生成して画像処理ユニット１００６とレーザ駆動回路１００７へ供給する。このようにして、半導体レーザユニット１００１は、画像処理ユニット１００６により生成された画像データと位相同期回路１００９により１ライン毎に位相が設定された画像クロックに従い、半導体レーザの発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体１００４上の静電潜像をコントロールする。
【０００３】
従来、カラーレーザプリンタ等の各色の画像形成位置の書き出し位置を１クロック誤差以内で補正する例としては特許文献１がある。また、画像形成装置において主走査方向の画像形成位置のずれを主走査方向の書き出し位置と書き終わり位置とを調整する例としては特許文献２がある。さらに、多点同期方式を用いた光走査装置において、ドット位置ずれを補正する例としてある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２３８３１９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８９２５号公報
【特許文献３】
特開平６−５９５５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
走査光学系において、走査速度ムラは画像の揺らぎとなり縦筋画像の発生などによる画像品質の劣化を招く。また結果として、主走査ドット位置ずれを発生し、これは特にカラー画像においては色ずれとしてあらわれ、色再現性の劣化、解像度の劣化を招く。高品位の画質を要求する場合は走査速度ムラの補正を行う必要がある。
【０００６】
また多色画像形成装置に対応する複数の走査光学系において、相対的な走査線傾き、走査線曲がり、全幅の倍率誤差、部分倍率誤差を低減することは、非常に重要な課題である。ここで初期特性としては組み付け前に獲得性を計測することにより調整可能であるが、温度変動等の経時の変化に付いては機内で計測する必要がある。
【０００７】
このとき、走査線傾きや全幅倍率誤差については有効書込み幅外の両側で計測可能であるが、走査線曲がり、部分倍率誤差については有効書込み幅内での計測が必要である。ところが、このとき有効書込み幅に導く光束と検出するための光束を分離する必要が生じるが、分離は非常に困難であり、ポリゴンミラー等の偏向器、走査光学素子が大きくなってしまう。また、有効書込みに向かう光束と同期検知用の光束が離れるので、同期検知精度が劣化する。
【０００８】
現在、複数の走査光学系を主走査方向に配列して被走査面上を走査する方式が広く知られているが、走査光学系が主走査方向に並列して配備されているので、レイアウト上同期検知用の光束を分離するのが困難である。
【０００９】
光走査光学系において、被走査面上（感光体上）の走査速度ムラは以下の理由により発生する。
１．走査レンズのｆθ特性が十分補正されていない場合
２．光走査光学系の光学部品精度、ハウジング上への取付精度の劣化
３．機内の温度、湿度などの環境変動による光学部品への変形、屈折率変動により焦点距離が変化し、ｆθ特性が劣化
４．ポリゴンスキャナ等の偏向器の偏向反射面の回転軸からの距離のばらつきにより、被走査面上を走査する光スポット（走査ビーム）の走査速度ムラ発生
特に上記３の環境変動による主走査ドット位置ずれは、出荷時に光学調整または電気的な補正を実施したとしても避けることはできない。近年の高画質化の要求にこたえるためには、この課題を解決する必要がある。また、先にも述べたように、高品位の画質を要求する場合は走査速度ムラの補正を行う必要がある。
【００１０】
特にマルチビーム光学系の場合、各発光源の発振波長に差がある場合に、走査レンズの色収差が補正されていない光学系の場合には露光ずれが発生し、各発光源に対応する光スポットが被走査媒体上を走査するときの走査幅は、各光源毎に差が生じてしまい、画像品質の劣化の要因になってしまうため、走査幅の補正を行う必要がある。
【００１１】
しかしながら、上記補正を行う場合、光学系による走査ムラの発生には、光学系の特性により走査線上で異なる。また、走査ムラを補正するために全画像データの補正を行うことは、補正データ容量が膨大となり制御系へのコスト、回路規模等の負担が大きくなる。
【００１２】
特許文献１及び特許文献２の両者とも、光学系や偏向器により生じる主走査ドット位置ずれの影響は補正できない。また、特許文献３は、ドット位置補正のためにＰＬＬの周波数を変更する手法であるため、ＰＬＬのロックアップタイム中の周波数変動などの影響により、クロック信号が変動し、高精度にクロックを補正することができない。
【００１３】
本発明の目的は、低コスト、省スペースで、なおかつ、簡単な構成で経時的なドット位置補正を可能にするための計測ができるようにし、なおかつ複数の検出部により計測された情報に基づき、高精度なドット位置補正が可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１４】
また、本発明の目的は、低コスト、省スペースで、なおかつ、簡単な構成で経時的な主走査ドット位置補正を可能にするための計測ができるようにし、なおかつ複数の反射乃至透過部材と一つの検出部により計測された情報に基づき、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に検出される第二の検出信号に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に検出される第二の検出信号と、有効書込開始位置と略同一位置を光束が走査した際に検出される第三の検出信号に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、前記被走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の反射乃至は反射・透過部材を介して一つの検出部で検出する検出手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、前記複数の反射乃至透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の光走査装置のある実施例においては、複数の反射乃至反射・透過部材から検出手段へ向かう光束が重複する領域を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
初めに、本発明の光走査装置、画像形成装置で使用される画素クロック生成装置について説明する。
図３６に画素クロック生成装置の一実施例の構成図を示す。図３６において、データ領域設定信号生成回路１０は、データ領域中の画素クロックの数を決定するデータ領域設定値を入力し、画素クロック生成回路１４が出力する画素クロックＰＣＬＫをカウントして、連続した複数の画素クロック信号つまりＰＣＬＫにより構成されるデータ領域を決定するタイミングであるデータ領域設定信号を生成する。位相データ記憶回路１２は、あらかじめ１ライン分などの位相シフトデータを示す外部位相データを記憶しておき、データ領域設定信号生成回路１１から出力されるデータ領域設定信号のタイミングにより該当データ領域で位相シフトデータを読み出す。位相データ生成回路１３は、データ領域設定信号、画素クロックＰＣＬＫのタイミングにより、該当データ領域内の上記データ領域設定値の画素クロックをカウトトする間に、位相データ記憶回路１２から読み出される位相シフトデータに基づいた回数だけ位相を正又は負の方向にシフトさせることを示す位相データを生成する。位相データは１画素クロック単位に生成し、例えば、正の方向に１／８ＰＣＬＫシフトさせる場合は「＋」、負の方向に１／８ＰＣＬＫシフトさせる場合は「−１」、シフトさせない場合には「０」を示す。画素クロック生成回路１４は、後述するように、例えば、高波クロックＶＣＬＫの４分周に相当する画素クロックＰＣＬＫを生成し、位相データに基づいて、例えば、０、＋１／８ＰＣＬＫ、−１／８ＰＣＬＫシフトさせる。
【００２０】
図３７にクロック生成回路１４の具体的構成例を示す。図３７において、高周波クロック生成回路１００は画素クロックＰＣＬＫの基準となる高周波クロックＶＣＬＫを生成する。カウンタ（１）１４０３はＶＣＫＬのクロックの立上がりで動作するカウンタである。比較回路（１）１４０４はカウンタ（１）１４０３の値とあらかじめ設定された値及び比較値生成回路１４０２が出力する比較値１と比較し結果にもとづき制御信号１を出力する。クロック１生成回路１４０５は制御信号１にもどづきクロック１を生成する。一方、カウンタ（２）１４０６はＶＣＫＬのクロックの立下がりで動作するカウンタである。比較回路（２）１４０７はカウンタ（２）１４０６の値とあらかじめ設定された値及び比較値生成回路１４０２が出力する比較値２と比較し、その結果にもとづき制御信号２を出力する。クロック２生成回路１４０８は制御信号２にもどづきクロック２を生成する。マルチプレクサ１４０９はセレクト信号に基づきクロック１、クロック２を選択し、画素クロックＰＣＬＫとして出力する。
【００２１】
比較値生成回路１４０２は先の位相データ生成回路１３から出力された位相データとステータス信号生成回路１４０１が出力するステータス信号に基づき比較値１、比較値２を出力する。ステータス信号生成回路１４０１は位相データのｂｉｔ０が１のときにＰＣＬＫの立上がりのタイミングで信号をトグルさせてステータス信号として出力する。セレクト信号生成回路１４１０は位相データのｂｉｔ０が１のときにＰＣＬＫの立下がりのタイミングで信号をトグルさせてセレクト信号として出力する。
【００２２】
図３７の動作概要について図３８のタイミング図を用いて説明する。なお、これの動作については、本出願人が先に出願した特願２００１−２９０４６９号に詳述されている。
【００２３】
ここでは、高周波クロックＶＣＬＫの４分周に相当する画素クロックＰＣＬＫを生成し、位相シフトとして＋１／８ＰＣＬＫ、−１／８ＰＣＬＫシフトさせる場合について説明する。図３９に位相シフト量と位相データの対応を示す。図３８には位相シフト量とクロック１とクロック２の切替の様子について示す。
【００２４】
始めにマルチプレクサ１４０９でクロック１が選択された状態からスタートする。ＰＣＬＫに同期して位相データ「００」が与えられたとする（イ）。位相データｂｉｔ０が０なので、セレクト信号は０のままでクロック１を選択したままＰＣＬＫとして出力する（ロ）。これによりＰＣＬＫは位相シフト量０のクロックとなる。
【００２５】
次に、位相データとして「０１」が与えられたとする（ハ）。この場合は位相データｂｉｔ０が１なので、ＰＣＬＫ立下りでセレクト信号をトグルさせ１としてクロック２を選択するようにしてＰＣＬＫとして出力させる（ニ）。この時のクロック２は図３８に示すように１ＶＣＬＫ分周期が長くなったクロックとなっている（ホ）。これにより＋１／８ＰＣＬＫだけ位相シフトしたＰＣＬＫが得られる。次に再び位相データとして「０１」が与えられると（ホ）、位相データｂｉｔ０が１なので、ＰＣＬＫの立下りでセレクト信号をトグルさせ０としてクロック１を選択するようにしてＰＣＬＫとして出力させる（ヘ）。この時のクロック１は図１１２に示すように１ＶＣＬＫ分周期が長くなったクロックとなっている（ト）。これにより、同様に＋１／８ＰＣＬＫだけ位相シフトしたＰＣＬＫが得られる。
【００２６】
次に位相データとして「１１」が与えられたとする（ト）。位相データｂｉｔ０が１なので、ＰＣＬＫの立下りでセレクト信号をトグルさせ１としてクロック２を選択するようにしてＰＣＬＫとして出力させる（チ）。この時はクロック１は図３８に示すように１ＶＣＬＫ分周期が短くなったクロックとなっている（リ）。これにより−１／８ＰＣＬＫだけ位相シフトしたＰＣＬＫが得られる。
【００２７】
以上のようにして位相データに応じてクロック１、クロック２の周期を変えてやり、クロック１、クロック２を切り替えてＰＣＬＫとして出力させて行くことにより、１／８ＰＣＬＫステップで位相シフトされた画素クロックＰＣＬＫを得ることができる。
【００２８】
図４０に、図３６、図３８に示した画素クロック生成装置による位相シフト補正の原理を示す。先に説明したように、図３７の画素クロック生成回路において、画素クロックＰＣＬＫに同期して位相データを与えることにより、画素クロックＰＣＬＫの位相を＋１／８ＰＣＬＫ、−１／８ＰＣＬＫシフトさせることが可能である。
【００２９】
図４０の理想状態は走査速度ムラや露光ずれが全く発生しない理想状態でのドット位置を示しており、１２００ｄｐｉ（ドット径約２１．２μｍ）のとき連続した６ドットを走査した結果である。図４０の補正前は最初の１ドット目のドット位置精度は一致しているが、走査速度ムラや露光ずれによるドット位置ずれが生じた状態であり、６ドット目には理想状態に対して１２００ｄｐｉの１／２ドット相当である１０．６μｍのドット位置ずれが生じている。本状態において１ドット書込みに要する時間は１画素クロック相当＝１ＰＣＬＫであるので、位相シフトの分解能が１／８ＰＣＬＫの場合は、すなわちドット位置を１／８ドット精度で補正できるのと同義である。図１１４の補正後は位相シフトの分解能が１／８ドットすなわち１／８ＰＣＬＫのとき、理想状態から１／２ドット位置ずれを生じた補正前の状態から−１／８ＰＣＬＫの位相シフトをデータ領域内で４回行う事により、理論上は６ドット目のドット位置を−１／８ＰＣＬＫ×４＝−１／２ＰＣＬＫシフトすることができ、理想状態に対して１／８ＰＣＬＫの精度でドット位置を補正することができることを示している。
【００３０】
図４１に、データ領域設定値＝３０、外部位相データ＝−３とした場合の動作例を示す。ここで、位相データシフト１，２が位相データを示しており、図３９より２ビットの位相データが１となるタイミングのＰＣＬＫ信号の位相を−１／８ＰＣＬＫに補正するものである。
【００３１】
図４１では、データ領域３０ＰＣＬＫ間に−１／８ＰＣＬＫの位相シフトを３回行うことによってデータ領域内の主走査ドット位置ずれの補正を行っている。また、ＰＣＬＫ信号は、位相同期信号のタイミングによりクロックが出力され各信号生成回路に入力しているが、実際の画像領域は位相同期信号のタイミングからある一定数のＰＣＬＫクロック発振後になるため、各入力部には一定数のＰＣＬＫをカウントした後に始めてＰＣＬＫ信号を入力させるカウンタを設ける。また、データ領域設定値をある特性の値に設定することにより、一定数のＰＣＬＫ信号をデータ領域と定義することができる。
【００３２】
図４２に、画素クロック生成装置の別の実施例の構成図を示す。本実施例は、図３６の画素クロック生成装置に、外部から設定するデータ領域設定値とＰＣＬＫ信号のタイミングで前記データ領域設定値を呼び出すデータ領域設定値記憶回路１５を設けたしたものである。予め主走査ドット位置ずれの特性データを取得し、そのデータに基づいて各像高におけるデータ領域のＰＣＬＫ数をデータ領域設定値記憶回路１５に記憶させておくことにより、後述する図６の（Ｂ）に示すようにＰＣＬＫ数を一定数として分割数２２とした場合と、図６の（Ｃ）に示すようにデータ領域内のデータ数を像高により変更して分割数１０とした場合とでは、分割数が異なるにも関わらず、その主走査ドット位置ずれ量の最大値であるデータ領域間ずれ量はほとんど変わらない値を取ることが出来る。
【００３３】
このようにして一定数の場合に比べて少ないデータ領域数で同等の主走査ドット位置ずれ量に補正することが可能となり、位相データに用いるデータ数やデータの保存に必要なメモリの削減が可能となる。
【００３４】
ここで、あらかじめ測定した主走査ドット位置ずれデータに基づいて、のデータ領域設定値を与える場合について考える。主走査ドット位置ずれデータの取得方法としては、一定距離を有する２つのＰＤを像高方向に配置し、実際に光を走査した場合のセンサ２点間の時間差を測定してその時間差をドット位置ずれに換算し、本測定を全像高に対して行うことにより取得する。
【００３５】
主走査ドット位置ずれデータにおいて、像高データＸ（ｎ）が
Ｘ（−ｎ），Ｘ（−ｎ＋１），・・・Ｘ（−１），Ｘ（１），Ｘ（２），・・・Ｘ（ｎ−１），Ｘ（ｎ）
また主走査ドット位置ずれデータＹ（ｎ）が
Ｙ（−ｎ）， Ｙ（−ｎ＋１），・・・Ｙ（−１），Ｙ（１），Ｙ（２），・・・Ｙ（ｎ−１），Ｙ（ｎ）
のとき像高Ｘ（ａ），Ｘ（ａ＋ｂ）間（ａ，ｂは整数）の主走査ドット位置ずれの絶対値｜Ｙ（ａ＋ｂ）−Ｙ（ａ）｜の値が、ある一定値以下となるように各像高の間隔を決める演算回路を設け、上記像高の間隔をＰＣＬＫ信号に同期させることによりデータ領域設定値に相当するデータを取得できる。また上記データ領域設定値は主走査ドット位置ずれの変位が大きい像高間はデータ領域を狭くとり、変位が小さい像高間はデータ領域を広く取ることになるためＰＣＬＫ数を一定数とした場合と比較してデータ領域内のデータ数を像高により変更する構成により、主走査ドット位置ずれ量を小さくすることが可能となる。
【００３６】
また一定数の場合に比べて少ないデータ領域数で同等の主走査ドット位置ずれ量に補正することが可能となり、位相データに用いるデータ数やデータの保存に必要なメモリの削減が可能となる。
【００３７】
図１に、本発明に係る光走査装置の一実施例の全体構成図を示す。半導体レーザ２０１からのレーザ光は、コリメータレンズ２０２、シリンダーレンズ２０３を通り、ポリゴンミラー２０４によりスキャン（走査）され、走査レンズ（ｆθレンズ）２０５を通り、透明部材２０６を介し、被走査媒体である感光体２０７に入射することにより、感光体２０７上に画像（静電潜像）を形成する。この走査レーザ光を、有効書込開始位置にて書込を開始するために、有効書込開始位置を光束が走査する前に検出器１０１により信号検出し、有効書き込み終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を検出器１０２より検出し、ドット位置ずれ検出・制御部１１０に入力する。ドット位置ずれ検出・制御部１１０では、検出部１０１，１０２間をレーザ光が走査される時間を測定し、理想的な走査が行われた場合における走査時間と比較するなどして走査時間のずれ量を求め、そのずれ量を補正するための位相データを生成し、外部位相データとして画素クロック生成部１２０へ出力する。なお、検出手段１０１の出力信号は、ライン同期信号として画像処理部１３０にも与える。
【００３８】
画素クロック生成部１２０は、先に説明した図３６、図３７、図４２などの構成をとるものである。ここで、画素クロック生成部１２０が位相データ記憶回路を具備していない場合には、ドット位置ずれ検出・制御部１１０ではライン毎に外部位相データを画素クロック生成部１２０へ出力するが、位相データ記憶回路を具備している場合には、前もって位相データを求めるなどして、あらかじめ画素クロック生成部１２０へ与えておくようにする。また、ドット位置ずれ検出・制御部１１０では走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正をするための位相データ（第１位相データ）だけでなく、ポリゴンミラーの回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応するための位相データ（第２位相データ）も生成し、画素クロック生成部１２０が位相データ合成回路を具備している場合には、その位相データも画素クロック生成部１２０へ出力するようにする。
【００３９】
画素クロック生成部１２０では、高周波クロック生成部１００の高周波クロックＶＣＬＫを入力し、ドット位置ずれ検出・制御部１１０からの外部位相データに基づいて位相制御された画素クロックＰＣＬＫを生成して画像処理部１３０とレーザ駆動信号生成部１４０に与える。画像処理部１３０は、画素クロックＰＣＬＫを基準に画像データを生成し、レーザ駆動信号生成部１４０は、この画像データを入力して、同様に画素クロックを基準にレーザ駆動信号（変調信号）を生成し、レーザ駆動部１５０を介して半導体レーザ２０１を駆動する。これにより感光体２０７には、位置ずれのない画像を形成することができる。
【００４０】
ここで光走査光学系のドット位置ずれについて図２を用いて説明する。図２の横軸は理想像高（画像データに基づく理想ドット位置）、縦軸は実像高（光走査光学系を介した実際のドット位置）を表す。ここで理想的には傾きが１のリニア（光学的にはｆθ特性が良好に補正されている）な特性が望ましいが、以下の理由から一般的にはリニア（等速度的な走査）ではなく、湾曲している（走査速度ムラが発生している）。
【００４１】
言いかえると理想的な主走査ドット位置に対し、実際の主走査ドット位置はずれてしまう。その原因としては次の３つの要因が考えられる。
１．走査レンズのｆθ特性が十分に補正されていない
２．光走査光学系の光学部品精度、ハウジング上への取付精度の劣化
３．機内の温度、湿度などの環境変動による光学部品の変形、屈折率変動により焦点距離が変化し、
ｆθ特性が劣化
特に環境変動による主走査ドット位置ずれは、出荷時に光学調整または電気的補正を実施したとしても避けることはできず、例えばファーストプリント時の特性が（ａ）であったとしても、連続してプリント出力した場合に機内の温度が上昇し、（ｂ）の特性値に変化してしまうことが起こりうる。これにより、１枚目のプリントの色合いと、複数枚プリントした後の色合いが変わってしまう場合がある。
【００４２】
そこで、本発明は使用される光走査光学系の理想像高に対する実像高の関係の特性値を、本発明は予備実験またはシミュレーションなどで予め把握しておき、その特性値からルックアップテーブルなどを作成する。ドット位置ずれ検出・制御部１１０では、実際にプリント駆動させたときの光走査時間を逐次計測し、その計測走査時間に基づき、ルックアップテーブルからドット位置補正量を求め、ドット位置が理想位置になるように位相シフト量を決定する。これにより、機内の環境変動によって生じる主走査方向のドット位置ずれを効果的に補正することが可能となる。
【００４３】
図１の光走査装置におけるドット位置を任意の位置に補正する方法の第一の実施例を図３、図４に示す。図３において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する場合、実画像領域となる有効走査期間内では画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成する。このとき、画素クロックが一定周期であったとしても、感光体上の静電潜像は偏向器や光学系による主走査方向の静電潜像の位置ずれを生じ、静電潜像の位置ずれは最終的にドット位置ずれにつながる（図４）。このとき主走査方向における有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と相対的に定義している。
【００４４】
図４に、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示した主走査位置ずれ量の図を示す。図４（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。また、画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路（例えば３６）により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【００４５】
本実施例は、有効書込開始位置より前の走査のタイミングで信号検出することにより、非同期のクロックを検出信号に同期させ、有効書込開始位置でのクロックの位置精度を向上させると共に、有効書込終了位置と略同一位置またはより走査方向を光束が走査した際に信号検出することにより、前記書込開始位置前の検出信号と書き込み終了位置後の検出信号に基づいて、有効書込領域内におけるドット位置ずれなどの変動成分を検出し、位相データとして与えることにより、有効走査期間内のドット位置ずれを高精度に補正するものである。
【００４６】
図５、図６に、有効書込終了位置を光束が走査する際に信号検出し、位相データを補正する実施例を示す。ここで、図５は図３に、図６は図４にそれぞれ対応しており、有効書込終了位置と略同一位置を光束が走査した際の検出信号に基づいて、画素クロックの遷移タイミングを生成する位相データを与えることにより、図３、図４に示す実施例に対してより高精度に主走査ドット位置ずれを低減することが可能となる。
【００４７】
図１の実施例における検出手段（検出器）は、図７（ｂ）に示すように、三角形状の光検出器（ＰＤ）または、ＰＤの直前に配備された三角形状のスリットと、図７（ａ）に示す四角状のＰＤなどの組み合わせにより構成される。このとき、ＰＤがビームを検知する時間（図中のｔ１，ｔ２）を検知することにより、副走査方向の位置を計測でき、ビームがＰＤに入ることによる立ち上がりを検出することにより、各検知手段によるビームの検出の時間差を計測できる。計測された時間差（ｔ３，ｔ４）により倍率誤差の測定が可能になる。
【００４８】
なお、以下の各実施例については、図５に示すように、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に信号検出する第二の検出信号について、有効書込終了位置と略同一位置を光束が走査する際の信号検出を行う実施例とする。
【００４９】
図８に本発明の光走査装置における別の実施例を示す。本実施例は平板ガラス２０６の第一面における反射光を被検出面に配置された検出器１０１，１０２，１０３で検出するものである。図８において、半導体レーザ２０１から発光されたレーザは、ポリゴンミラー２０４が回転することにより偏向走査され、走査レンズ２０５を介して被走査媒体（感光体上）２０７に光ビームスポットを形成し、静電潜像画像を形成する。
【００５０】
本実施例では、検出手段として、書込開始位置側と終了位置側の２ヶ所と、書込領域内の１ヶ所（有効書き込開始位置と略同一位置）に光検出器１０１，１０２，１０３を設け、偏向器のポリゴンミラー２０４にて偏向走査されるビームが各光検出器１０１，１０２，１０３を横切る走査時間を計測し、この計測された走査時間の変動量に基づき、予め記録されたルックアップテーブル等から主走査のドット位置の補正量を設定する。この補正量データに基づき画素クロック生成部１２０により位相シフトされた画像クロックを生成し、該画素クロックにより、画像処理部１３０より生成された画像データに従い半導体レーザの発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体上のドット位置を任意位置に制御することができる。
【００５１】
なお、本実施例において、検出手段に向かう光束は透明部材２０６の第１面で反射される。このため、以下の効果が得られる。これは他の実施例でも同様である。
１．透過する面が少なくなり、検出用の光束の波面の劣化が少なくなり、正確なビーム位置の検出が可能となる。
２．検出用のビームが材料による吸収による影響を受けない、透過する面が少なくなるので光量損失が少なくなり、正確なビーム検出が可能となる。
３．検出用のビームが材料による吸収による影響を受けにくいように、透明部材の反射率が大きい透材料を用いることにより、反射光のレベル低減が少なくなるので光量損失が少なくなり、正確なビーム検出が可能となる。
【００５２】
図８の光走査装置におけるドット位置を任意の位置に補正する方法の実施例を図９、図１０に示す。図９は先の図３や図５に対応する。図１０は、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示した主走査位置ずれ量の図を示す。図１０（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。
【００５３】
画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成部１２０により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また、１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【００５４】
図８の光走査装置における光学系の一実施例を図１１に示す。図１１の実施例は、ビームスプリッタ２０６′により被走査面に向かう光束と、検出手段に向かう光束を異なる方向の光束に分離して検出するものである。ビームスプリッタ２０６′は一対の直角三角形のプリズムを２個接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタ２０６′に入射した光は、ハーフミラー面においてその一部が透過し、透過光はそのまま直進して被走査媒体２０７上を走査する。一方、ハーフミラー面で反射された光は、図１１（ｂ）に示すように下方へ屈曲して反射光を形成する。被走査媒体２０７上を走査する光束と検出器１０１，１０２，１０３で検出される光束をビームスプリッタ２０６′で光束分離することで、同時にかつ異なる方向の光束が検出可能となる。
【００５５】
本構成により、ポリゴンミラー２０４の回転によるレーザ光の被走査媒体２０７上での第１の走査と共に、ビームスプリッタ２０６′のハーフミラー面での反射光により、被走査媒体面とは異なる方向、位置において第２の走査が行われるので、その第２の走査ライン上に検出器１０１，１０３，１０２を配置することにより、ポリゴンモータの回転速度に伴い、位相同期信号を得ることができる。
【００５６】
図８、図１１の実施例は、被走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の検出器１０１，１０２，１０３により検出する検出手段において、検出することを特徴とするものであり、本実施例によれば、有効書込領域の開始、終端のタイミングで、リアルタイムに光束を検出可能な構成であるので、位相同期制御やドット書込位置補正をリアルタイムに高精度に行う事が可能となる。
【００５７】
図１２は、図８、図１１の実施例において、３個の検出器１０１，１０２，１０３を略同一の支持体１０４上に配置したものである。こうすることにより、温度変動や環境変動による、反射部材、検出手段の位置、向きの変動を低減することが可能となり、より高精度な主走査ドット位置検出及び主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【００５８】
図１３に本発明の光走査装置における更に別の実施例を示す。図１３の実施例は、平板ガラスなどの透明部材２０６の第一面における反射光を走査方向に配置された反射部材２０９、２１０、２１１で更に反射させ、一つの検出器１０５で検出するものである。図１３において、半導体レーザ２０１から発光されたレーザは、ポリゴンミラー２０４が回転することにより偏向走査され、走査レンズ２０５を介して被走査媒体（感光体上）に光ビームスポットを形成し、静電潜像画像を形成する。
【００５９】
本実施例では、１つの検出器１０５に対して、書込開始位置側と終了位置側の２ヶ所と、書込領域内の１ヶ所に反射部材２０９，２１０，２１１を設け、ポリゴンミラー２０４、走査レンズ２０５にて偏向走査されるビームが反射部材２０９，２１１，２１０を横切り、その反射光が一つの検出器１０５で信号検出される走査時間間隔を計測し、この計測された走査時間の変動量に基づき、予め記録されたルックアップテーブル等から主走査のドット位置の補正量を設定する。この補正量データに基づき、画素クロック生成部１２０により位相シフトされた画像クロックを生成し、該画素クロックを利用し、画像処理部１３０より生成された画像データに従い半導体レーザ２０１の発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体２０７上のドット位置を任意位置に制御することができる。
【００６０】
図１４に図１３の構成における光学系の一実施例を示す。本実施例は、ビームスプリッタ２０６′により被走査面に向かう光束と、検出手段に向かう光束を異なる方向の光束に分離して検出するものである。
【００６１】
ビームスプリッタ２０６′は一対の直角三角形のプリズムを２個接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタ２０６′に入射した光は、ハーフミラー面においてその一部が透過し、透過光はそのまま直進して被走査媒体２０７上を走査する。一方、ビームスプリッタ２０６′のハーフミラー面で反射された光は、図１４（ｂ）に示すように下方へ屈曲して反射光を形成する。被走査媒体２０６上を走査する光束と検出器１０５で検出される光束をビームスプリッタで光束分離することで、同時にかつ異なる方向の光束が検出可能となる。
【００６２】
本構成により、ポリゴンミラー２０４の回転によるレーザ光の被走査媒体上での第１の走査と共に、ビームスプリッタ２０６′のハーフミラー面での反射光により、被走査媒体面とは異なる方向、位置において第２の走査が行われるので、その第２の走査ライン上に反射及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１を構成し、反射及び透過光束を一つの検出器１０５により検出することによりポリゴンモータの回転速度に伴い、同期検知信号を得ることができる。
【００６３】
図１５は、検出走査光学系の他の実施例を示したものである。本実施例では、反射・透過部材２０６で反射された反射光は、複数の反射部材及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１にて更に反射乃び透過された後、一つの検出器１０５へ導かれている。本実施例の特徴は、光束が複数の反射乃び反射・透過部材２０９，２１０，２１１を反射、透過した後に検出１０５に導かれる構成をなす点、また、各反射・透過部材２０９，２１０，２１１、検出器１０５を支持体１０６に配置した点であり、本構成により反射・透過部材２０９，２１０，２１１と検出器１０５により構成される検出系のレイアウトをコンパクトに構成することが可能となり、光走査装置の小型化につながる。
【００６４】
次に、図６、図１０により、画素クロック１周期を１単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相を与えることで、主走査位置ずれを補正する実施例を説明する。
【００６５】
図６において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する場合、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上の静電潜像には偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と定義している。
【００６６】
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。図６（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成部により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また、１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【００６７】
このとき、位相シフトを行う位相シフトデータを与えるために、連続した複数の画素クロックをデータ領域として、有効走査期間内のデータを複数の領域に分割し、各領域毎に位相シフトデータを設定することにより、各画素毎に位相シフトデータを与えて主走査位置ずれを補正する場合に比べ、データ量を減らすことが可能となる。
【００６８】
図１０は、図６に対して、有効書込開始位置の検出信号を加えたものであり、有効書込領域開始位置の前と有効書込開始位置の両方で同期を取ることにより、図６の実施例に比べて有効書込領域内を高精度にドット位置補正が可能となる。
【００６９】
図４１に本発明におけるデータ領域へのデータ設定方法の具体例を示す。
先に述たように、図４１の例は画素クロック３０ＰＣＬＫ分を一データ領域と定義した実施例であり、本データ領域内で−３／８ＰＣＬＫの位相シフトを行う場合の実施例を示したものである。画素クロックの位相シフト分解能が±１／８ＰＣＬＫの場合、データ領域内の３つの画素クロックについて−１／８ＰＣＬＫの位相シフトを行う事により、データを与えない初期状態のデータ領域に対して、−３／８ＰＣＬＫの主走査ドット位置補正が可能となる。図１１５の補正１の実施例ではデータ領域の最初のドットから１０ＰＣＬＫ毎に−１／８ＰＣＬＫの位相シフトを行うタイミングを計る位相シフトデータにより−１／８ＰＣＬＫのドット位置補正を行っている。補正２の実施例では、データ領域の最初のドットから数えて５ドット目から補正後１と同じく１０ＰＣＬＫ毎に−１／８ＰＣＬＫの位相シフトを行うタイミングを計る位相シフトデータにより−１／８ＰＣＬＫのドット位置補正を行っている。
【００７０】
位相シフトデータの生成方法としては、外部信号からシリアルデータとして直接直接入力する方法や、カウンタを設けて一定間隔で位相シフトを行う方法がある。前者はデータ領域の所望の位置に位相シフトを発生させることが可能であり、位相シフトのパターンが画像に影響を及ぼさないように設定変更することが容易である。後者の場合、図４１の補正１、補正２に示すようにカウンタの初期値をずらすことで、連続したラインを書き込む場合に位相シフトした部分が縦筋画像となって現れることを防ぐことが可能となる。
【００７１】
また、例えば主走査ドット位置ずれを全画像データに対して補正を行う事は、メモリ容量が膨大となり、制御系へのコスト、回路規模等の負担が大きくなる。また、補正処理に費やす時間も無視できない。本発明では、検知手段間を複数のデータ領域に分割し、各々のデータ領域単位で位相データの補正値を設定することにより、上記課題を解決することができる。 先に述べたように、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。例えば、プリント動作中に計測された２点間の走査時間を基にルックアップテーブル上の主走査ドット位置ずれが図６（Ａ）で表されるような場合、図６（Ｂ）〜（Ｃ）で示すように、全画像データを複数の領域に分割し、各々のデータ領域の主走査ドット位置ずれ量の代表値（平均値など）を補正値とすることにより、メモリ容量を増やすことなくドット位置ずれを良好に補正することが可能である。ここで、例えば画素クロックの位相を±１／８ドットシフト単位でシフトした場合は、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となり、１２００ｄｐｉ書込みの場合、有効書込み幅内の主走査位置ずれは２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。分割数が多いほど良好な補正が可能であるが、メモリ容量と補正処理時間の制約から、最適分割数を決定することが望ましい。
【００７２】
また本発明はデータ領域毎に位相データを設定する構成とすることにより、
例えば画素クロック毎に位相データを位相シフトを行う場合に比べてデータ量を低減することができる。これについて、図６の実施例で説明する。
【００７３】
図６（Ｂ）は有効走査期間を２２のデータ領域に分割し、分割したデータ領域の中央値におけるリニアリティが０になるように位相データを設定している。位相シフト量が±１／８ＰＣＬＫでシフト可能であり、各画素クロック毎に位相シフトデータを与える場合、位相シフト量の３パターン（−１／８クロック、０、＋１／８クロック）設定するためには２ビットのデータが必要となる。今１２００ｄｐｉ書込み時にで有効走査期間を３００ｍｍとした場合、１ドットは約２１．２μｍ相当となり有効走査期間内のドット数は３００／０．０２１２＝１４１５０ドットとなり、各データ領域におけるドット数は１４１５０／１０＝１４１５ドットとなる。
【００７４】
走査レンズの特性による走査ムラのような静特性の補正を行う場合、各画素クロック毎に位相データを設定すると２ビット×１４１５０ドット＝２８３５０ビットのデータを与える必要がある。
【００７５】
一方、１４１５ドットからなるデータ領域毎に位相データを設定した場合、１４１５ドットのうち何ドットを位相シフトすればよいか分かればよいので、１２ビットあれば位相シフトを行うドット数を定義できる。このとき位相シフト量の３パターン設定するのに２ビット必要なので、１２ビット×２ビット＝２４ビットあればデータ領域の位相データを設定できる。またデータ領域は１０あるので２４ビット×１０＝２４０ビットあれば１ライン分の位相シフトデータを設定できるため、画素クロック毎に位相データを設定する場合に比べて約８％のメモリ量でドット位置ずれの補正が可能となる。
【００７６】
本発明により、画素クロック生成装置をＩＣ化、ＩＰ化する際には、位相データ用メモリの大幅な削減につながり、チップサイズの小型化、しいてはコストダウンにつながる。
【００７７】
次に、図５、図９により、被走査媒体上の有効なデータ書込み期間である有効走査領域に対して、有効走査範囲開始位置を決定する有効走査開始決定位置、有効走査開始決定位置で画素クロックを出力するための同期信号を検出する同期用信号検出位置の間を有効書込開始決定領域として１データ領域に設定する実施例を説明する。
【００７８】
図５おいて、光源から出力される光束が、水平方向の矢印方向に走査光として繰り返し走査する場合を考える。走査光は周期的に走査しており、走査開始後は第一に図中、被走査媒体左にある検出手段１を通過する。このとき検出手段としてＰＤ等の光検出素子（図１の検出器１０１）を用いることで、検出手段を走査光通過時にＰＤ検出信号が得られる。走査光は検出手段１通過後は、被走査媒体上を走査し、その後検出手段２を通過し、検出手段１と同様の光検出素子（図１の検出器１０２）を用いることでＰＤ検出信号が得られる。
【００７９】
通常画像形成装置においては、上記ＰＤ検出信号は信号反転して同期センサ入力直後に信号が立ち下がる位相同期検知信号が用いられる。ここで、位相同期検知信号の検出手段１から検出手段２までの立下り期間にＨＩ（ハイ）となる信号をＷＥ１、被走査媒体上の画像を形成する領域を有効走査範囲として検出手段１側を書込開始位置、検出手段２側を書込終了位置としたとき、両位置間でＨＩとなる信号をＷＥ２とする。このとき書込開始位置を精度良く決定するため、ＷＥ１信号の立ち上がりから２０００ドット分を書込開始位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、光学系や偏向器によるドット位置ずれを補正して高精度な書込開始位置設定が可能となる。同様にして書込終了位置を精度良く決定するため、ＷＥ１信号の立下りから２０００ドット前までを書込終了位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、書込開始位置同様に高精度な書込終了位置設定が可能となる。また、書込開始位置−書込終了位置間となる有効走査期間内ではデータ領域を設定して位相シフトデータを与えることにより、データ量やメモリの削減が可能となる。
【００８０】
図９の実施例は、図６の実施例において有効書込開始位置に検出手段（図８の検出器１０３、図１３の反射部材２１１）を追加した例であり、より高精度に書込開始位置補正領域及び有効書込範囲補正領域を設定することが可能となり、しいてはドット位置補正を高精度に行うことが可能となる。
【００８１】
次に、図６、図１０により、データ領域中のクロック数を略一定数としてデータ領域毎に位相データを設定して、主走査位置ずれを補正する実施例を説明する。これは、位相データを与える画素クロックを一定数の連続したデータ領域として定義し、位相データを与えるものである。データ領域を構成する画素クロックを一定数とすることにより、各データ領域における位相シフト量の最大、最小値が等しくなる。
【００８２】
先に述べたように、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の主走査ドット位置ずれ特性を有する光学系において、データ領域を有効走査期間で２２等分割したものである。像高を±１５０ｍｍ、１２００ｄｐｉ書込みと仮定したとき、データ領域は３００ｍｍ／１５＝２０ｍｍとなり１ドットあたり２１．２μｍより各データ領域は２０／０．０２１２＝９４３ドット程度となり、位相シフトの分解能を±１／８ＰＣＬＫとしたとき、各データ領域では全画素クロックに位相シフトを行った場合±２．５ｍｍ程度の位相シフトが可能となる。また、位相データは各データ領域の画素クロック数を等しく定義するため、各データ領域ともに設定データの大きさが等しくなるため、容易なメモリ及び回路構成で位相データを生成することができる。
【００８３】
また、図１０に示すように、有効書込開始位置に検出手段を設けた場合には、上記と同様の効果と共に、より高精度な書込開始位置のドット位置補正が可能となる。
【００８４】
次に、同様に図６、図１０により、主走査ドット位置ずれ量の変化量が大きい像高ではデータ領域を狭く、変化量の小さい像高ではデータ領域を広くする実施例について説明する。
【００８５】
図６（Ｃ）が、実施例を示す。図６（Ｃ）に示すように、あらかじめ画像形成装置における被走査媒体上にセンサ等を設けて主走査ドット位置ずれ量を測定しておき、測定データである図６（Ａ）において、主走査ドット位置ずれ量の変化量が大きい像高である像高比±１近傍でのデータ領域の画素クロック数を少なく、変化量が小さい像高である像高比０近傍でのデータ領域の画素クロック数を多く設定することにより、データ領域の分割数が等分割の場合に比べて同等かより少ない数でデータ領域間ずれ量が小さくなるように設定できる。
【００８６】
また、図１０（Ｃ）に示すように、有効書込開始位置に検出手段を設けた場合には、上記と同様の効果と共に、より高精度な書込開始位置のドット位置補正が可能となる。
【００８７】
次に、有効書込領域の長さが複数パターンに変更される機能を有する光走査装置において、紙サイズによらず有効書込開始位置が複数パターンに共通して略同一位置にあるとき、データ領域の最終データが有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定する実施例を図１６に示す。
【００８８】
図１６のパターン１は、有効書込領域を一データ領域とした場合の実施例を示しており、紙サイズＢ５，Ａ４，Ｂ４，Ａ３のそれぞれの場合に、データ領域開始位置は有効書込開始位置と略同一位置にあり、各紙サイズ共通であるが、データ領域終了位置は各紙サイズに合わせた位置と略同一位置となるように設定する。
【００８９】
このとき、例えば紙サイズが異なる場合にも、データ領域による分割位置と紙サイズの位置とが略同一位置となるため、データ領域毎に位相データを与えてドット位置ずれ補正を行うことにより、紙サイズに合わせた高精度な補正が可能となる。これにより、各紙サイズにおける有効書込開始位置及び有効書込終了位置を、光学系や偏向器によるドット位置ずれ補正により高精度に設定可能となる。
【００９０】
また、図１６のパターン２には、有効書込領域をさらに複数の領域に分割した場合の実施例を示す。本実施例では、図に示すように有効書込領域を９つの領域に分割しており、なおかつ紙サイズと略同一位置にてデータ領域が切り替わる設定となっている。これにより、有効書込領域内を複数の領域に分割し、なおかつ紙サイズとの一致をはかることにより、少ないデータ量で本発明により各紙サイズにおける有効書込開始位置及び有効書込終了位置を、光学系や偏向器によるドット位置ずれ補正により高精度に設定可能となる。
【００９１】
次に、紙サイズによらずに書込開始位置が有効書込開始位置と略同一位置にあるとき、紙サイズ情報に基づいて使用するデータ領域の終了位置を変更する実施例を図１７に示す。
【００９２】
本実施例では、図１７に示すように、有効書込領域を複数の領域に分割しており、なおかつ紙サイズと略同一位置にてデータ領域が切り替わる設定となっている。これにより、有効書込領域内を複数の領域に分割し、なおかつ紙サイズとの一致をはかることにより、少ないデータ量で本発明により各紙サイズにおける有効書込開始位置及び有効書込終了位置を、光学系や偏向器によるドット位置ずれ補正により高精度に設定可能となる。
【００９３】
次に、紙サイズによらずに有効書込領域の中央位置が有効書込領域の中点と略と略同一位置にあるとき、データ領域開始位置及び終了位置を紙サイズに合わせて設定する実施例を図１８に示す。
【００９４】
本実施例によれば、有効書込領域の中点が複数パターンに共通して一定位置となる場合にデータ領域の初期データ及び最終データがそれぞれ有効書込開始位置及び有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定することにより、紙サイズに合わせて高精度に有効書込開始位置及び有効書込終了位置及び主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【００９５】
図１８において、紙サイズによらず、有効書込領域の中心位置は略同一位置となるため、検出手段１から有効書込領域までの間隔は紙サイズにより異なる長さとなる。例えばＡ３の紙サイズの場合の有効書込開始位置を基準有効書込開始位置とした場合、Ｂ４，Ａ４，Ｂ５の各紙サイズにおける有効書込開始位置は基準有効書込開始位置より走査方向にずれた位置となる。このとき紙サイズ毎に基準有効書込開始位置から有効書込開始位置までを１データ領域として、前記１データ領域にドット位置ずれ補正をかけることによって、紙サイズによる有効書込開始位置を少ないデータ量で高精度に設定可能となる。
【００９６】
また、各紙サイズにおける有効書込領域内を複数のデータ領域に分割することによって紙サイズ毎に最小限の位相データ量で高精度なドット位置ずれ補正が可能となる。図１８では、各紙サイズ（Ｂ５，Ａ４，Ｂ４，Ａ３）毎に、有効書込領域内のデータ領域を変更しており紙サイズに合わせた最小限の位相データによるドット位置ずれ補正が可能となる。
【００９７】
次に、図１８により、紙サイズによらずに有効書込領域の中心位置が、有効書込領域の中点と略同一位置にあるとき、データ領域を、有効書込開始位置と、最大有効書込開始前領域と、有効書込領域に分割する実施例を説明する。
【００９８】
本実施例は、光源から出力される光束を、偏向器により走査方向に沿って被走査媒体上を走査させるとき、被走査媒体上の有効なデータ書込み期間である有効書込領域と、有効書込領域を決める書込開始位置、書込終了位置を決定する領域を、書込開始側の検出手段１から書込開始位置までの領域を書込開始位置補正領域、書込終了側の検出手段２から書込終了位置までの領域を書込終了位置補正領域と定義したときに各３種類の領域毎に位相データを与える領域を更に分割するものである。
【００９９】
図１８において、光源から出力される光束が、水平方向の矢印向きに走査光として繰り返し走査する場合を考える。
走査光は周期的に走査しているが、走査開始後は第一に図中、被走査媒体左にある検出手段１を通過し、走査光通過時に検出手段１よりＰＤ検出信号が得られる。その後走査光は被走査媒体上を走査し、検出手段２を通過し、同様にＰＤ検出信号が得られる。通常画像形成装置においては上記ＰＤ検出信号は信号反転して検出手段の信号入力直後に信号が立ち下がる位相同期検知信号として用いられる。このとき位相同期検知信号の検出手段１から検出手段２までの立下り期間にＨＩとなる信号をＷＥ１、被走査媒体上の画像を形成する領域を有効書込領域として検出手段１側を書込開始位置、検出手段２側を書込終了位置としたとき、両位置間でＨＩとなる信号をＷＥ２とする。このとき書込開始位置を精度良く決定するため、例えばＷＥ１信号の立ち上がりから２０００ドット分を書込開始位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、光学系や偏向器によるドット位置ずれを補正して高精度な書込開始位置設定が可能となる。同様にして書込終了位置を精度良く決定するため、同様にＷＥ１信号の立下りから２０００ドット前までを書込終了位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、書込開始位置同様に高精度な書込終了位置設定が可能となる。
【０１００】
また、書込開始位置−書込終了位置間となる有効書込領域では上記２領域とは別にデータ領域を設定して位相データを与えることにより、装置全体としては書込開始位置補正領域、書込終了位置補正領域ではデータ領域数を少なく、有効書込領域ではデータ領域数を少なくする構成によりデータ量やメモリを削減した構成が可能となる。
【０１０１】
次に、本発明の光走査装置における更に別の実施例を図１９に示す。本実施例は、先の図１３と同様に、平板ガラスなどの透明部材２０６の第一面における反射光を走査方向に配置された反射部材２０９、２１０、２１１で更に反射させ、一つの検出器１０５で検出するものである。図１９において、半導体レーザ２０１から発光されたレーザは、ポリゴンミラー２０４が回転することにより偏向走査され、走査レンズを介して被走査媒体（感光体）２０７上に光ビームスポットを形成し、静電潜像画像を形成する。
【０１０２】
図１９では、検出手段として、書込開始位置側と終了位置側の２ヶ所と、書込領域内の略中央の１ヶ所に反射部材２０９，２１０，２１１を設け、及び、これら反射部材２０９，２１０，２１１で反射されるビームを受光する一つの検出器１０５で構成し、ポリゴンミラー２０４の偏向器にて偏向走査されるビームが光検出手段を横切る走査時間を計測し、ドット位置ずれ検出・制御部１１０において、この計測された走査時間の変動量に基づき、予め記録されたルックアップテーブル等から主走査のドット位置の補正量を設定する。この補正量データに基づき画素クロック生成部１２０により位相シフトされた画像クロックを生成し、該画素クロックに基づき、画像処理部１３０より生成された画像データに従い、ＬＤ駆動信号生成部１４０、ＬＤ駆動部１５０を介し半導体レーザ２０１の発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体上のドット位置を任意位置に制御することができる。
【０１０３】
先に述へたように、画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックの周期を変化させる画素クロック生成手段を構成することにより、位相データにより特定の画素クロックの周期を変化させることが可能となり、主走査ドット位置ずれを高精度に補正することができる。
【０１０４】
図１９の光走査装置における主走査ドット位置を任意の位置に補正する方法の実施例を図２０、図２１に示す。
図２０、図２１において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する機能を有する画素クロック生成装置において、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上での画素クロックは偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と定義している。
【０１０５】
図２０（Ａ）〜（Ｃ）に、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示した主走査位置ずれ量の図を示す。図３（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【０１０６】
図１９やその他の実施例における検出器は、例えば、図２２（ｂ）に示すように三角形状のＰＤまたは、ＰＤの直前に配備された三角形状のスリットと、図２２（ａ）に示す四角状のＰＤなどの組み合わせにより構成される。このとき、ＰＤがビームを検知する時間（図中のｔ１，ｔ２）を検知することにより、副走査方向の位置を計測でき、ビームがＰＤに入ることによる立ち上がりを検出することにより、各反射部材によるビームの検出の時間差を計測できる。
【０１０７】
例えば、図１９の実施例において、反射部材１−反射部材３を介した反射光による検出手段（検出器１０５）における検出時間差をｔ３、反射部材３−反射部材２を介した反射光による検出手段における検出時間差をｔ４としたとき、計測された時間差（ｔ３，ｔ４）と、各検出開始時間から高周波クロックをカウントするカウント手段の出力カウント数を比較するなどの方法によって、同期検知時間を高精度に測定でき、同期検知時間に基づいて主走査方向の倍率誤差の補正が可能になる。
【０１０８】
なお、同期検知の精度は主走査方向に配置された反射乃至は反射・透過部材の数が多いほど、検知手段の個所におけるドット位置を高精度に補正することができるが、信号処理が複雑になったり、データが多くなり処理が重くなることもあり最適な数に設定することが望ましい。
【０１０９】
図２３に、その一実施例を示す。図２３は、図１９における３個の反射部材２０９、２１０、２１１を６個に増やした場合の実施例を示しており、２２１〜２２６に示す反射部材１〜６のそれぞれによる反射光が検出手段（検出器１０５）に集光され、偏向器により偏向走査された光束の走査に伴い、各反射部材による反射光が検出手段で検出される。また、本実施例においては、複数の反射部材２２１〜２２６と一つの検出器１０５とを略同一の支持体２３０上に配置することにより、温度変動や環境変動による、反射部材、検出手段の位置、向きの変動を低減することが可能となり、より高精度な主走査ドット位置検出及び主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１１０】
また、図１９やその他の実施例における光束を反射する機能を有する反射部材としては、ガラス、プラスチック等の透明部材の一面に反射材を構成したものやミラーなどがあり、光束を反射及び透過の両方の機能を有する反射・透過部材としては、ガラス、プラスチック等の透明部材などがある。これら部材の形状としては、平行平板形状とすることにより光束の反射および透過方向を容易に制御できる。また、反射部材のみで構成する場合には、反射率の高い部材で構成し、反射・透過部材も用いた構成の場合には、反射率が高く、透過率も高い部材を用いることが望ましい。
【０１１１】
本発明の光走査装置における更に別の実施例を図２４に示す。本実施例は、複数の反射部材、もしくは反射・透過部材からの反射乃至は透過光束が、重複する領域を有することを特徴とする光走査装置である。
【０１１２】
図２４に示すように、反射・透過部材２０６で反射された反射光は、複数の反射部材及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１にて更に反射及び透過された後、一つの検出器１０５へ導かれている。本実施例の特徴は、光束が複数の反射及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１を反射、透過した後に検出１０５に導かれる構成をなす点であり、本構成により反射及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１と検出器１０５により構成される検出系のレイアウトをコンパクトに構成することが可能となり、光走査装置の小型化につながる。
【０１１３】
なお、図２４の構成において、透過光束が重複する領域を有する構成により、透過光束により反射・透過部材を光束が透過する回数が異なり、その結果反射・透過部材の透過率による検出器における検出信号の振幅値が異なってしまう。そこで反射・透過部材の透過率を考慮して、透過する回数の多い反射・透過部材による反射光より得られる検出信号は、透過による光量減衰分だけ、信号振幅を大きく補正することにより、各像高における同期検知信号を高精度に検出するものである。
【０１１４】
次に、図２５により、複数の反射・透過部材から検出器へ向かう光束が重複する領域を有する場合に、光束毎に検出信号の振幅補正を行う必要があることを説明する。図２５の構成は、先の図１５と同様に、走査光束を反射部材１、反射・透過部材２、３で反射する位置の３ヶ所で検出するものである。ここで、２０９，２１０，２１１、各部材を介して検出器１０５に入射する光束の光路長をそれぞれ光路長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とする。このとき光路長Ｌ２の光束は２１０の反射・透過部材２の反射光が直接検出器１０５に入射しているが、光路長Ｌ３の光束は、２１１の反射・透過部材３で反射された後、２１０の反射・透過部材２を透過した後、検出器１０５に入射される。同様に、光路長Ｌ１の光束は、２０９の反射部材１で反射された後、２１１，２１０の反射・透過部材３，２を透過した後検出手段に入射される。よって、反射・透過部材２，３の透過率をそれぞれＴ２，Ｔ３（Ｔ２，Ｔ３＜１）としたとき、光路長Ｌ３の光束はＴ２倍、光路長Ｌ１の光束はＴ２×Ｔ３倍の光量になり、検出手段で信号検出される際に本来信号検出される信号の振幅値は一定であるはずが、透過率の分低下してしまう。
【０１１５】
そのため、振幅低下による同期検知信号の立ち上がり、立下り特性の低下、同期検知時間ずれなどが引き起こされると考えられる。本発明では、上記不具合を改善するため反射・透過部材を透過することによる信号の振幅低下を補正することにより、高精度な同期検知を行い、同期検知信号に基づいて高精度な主走査ドット位置ずれ補正を行うものである。
【０１１６】
なお、図１９の実施例においては、各反射部材２０９，２１０，２１１を介して検出器１０５に入射するまでの光束の光路長を略同一となるように、反射部材２０９，２１０，２１１及び検出器１０５を配置する構成により、各反射部材を経由する際に生じる時間差等の誤差を生じることなく、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１１７】
また、図１９や図２４の構成において、複数の反射部材又は反射・透過部材から検出器へ向かう光束により得られる検出信号の検出タイミングを、各反射部材又は反射・透過部材を走査光が走査した際に得られる検出信号毎に補正を行うことができる。例えば、図１９の構成の場合、２０９〜２１１の反射部材１、２、３を介して検出器１０５へ導かれる光束の光路長が、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３とするとき、光路長の差分だけ、検出器１０５により検知される同期検知信号のタイミングをずらすことにより、高精度な同期検知信号を得ることが可能となる。また、図２４の構成の場合は、図２５において光路長がＬ１＞Ｌ２＞Ｌ３の場合、Ｌ３を基準信号として、Ｌ１、Ｌ２のタイミングをＬ３との光路差だけ補正することにより、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１１８】
次に、図１９や図２４の光走査装置において、検出タイミングの補正を光路長が最も長い像高での検出タイミングを基準として行う方法を図２５、図２６により説明する。
【０１１９】
図２５において、光路長の長い順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係が成り立つ。また、反射及び反射・透過部材１、２、３をそれぞれ光が走査したときに検出手段にて得られる検出信号をそれぞれ検出信号１、２、３とする。このとき、図２６に示すように、Ｌ１における検出信号を基準信号としたとき、Ｌ２、Ｌ３の光束は光路長の差分だけそれぞれｔｄ２，ｔｄ３だけ検出信号が早まる。よってＬ１による検出信号に対して、Ｌ２及びＬ３による検出信号を遅延させることにより光路長による時間差の影響を低減した同期検知信号を、高精度に得ることが可能となる。また、その結果、高精度な同期検知信号に基づいて、主走査ドット位置ずれ量を高精度に補正することが可能となる。
【０１２０】
図２４の光走査装置における走査光学系の一実施例を図２８に示す。本実施例は、ビームスプリッタ２０６′により被走査面２０９に向かう光束と、検出手段に向かう光束を異なる方向の光束に分離して検出するものである。また、本実施例では、反射又は反射・透過部材２０８，２１２が追加された構成となっている。
【０１２１】
ビームスプリッタ２０６′は一対の直角三角形のプリズムを２個接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタに入射した光は、ハーフミラー面においてその一部が透過し、透過光はそのまま直進して被走査媒体上を走査する。一方、ハーフミラー面で反射された光は、図２４（ｂ）に示すように下方へ屈曲して反射光を形成する。被走査媒体２０７上を走査する光束と検出器１０５で検出される光束をビームスプリッタ２０６′で光束分離することで、同時にかつ異なる方向の光束が検出可能となる。
【０１２２】
本構成により、ポリゴンミラー２０４の回転によるレーザ光の被走査媒体２０７上での第１の走査と共に、ビームスプリッタ２０６′のハーフミラー面での反射光により、被走査媒体面とは異なる方向、位置において第２の走査が行われるので、その第２の走査ライン上に２０８〜２１２の反射及び反射・透過手段１、２、３、４、５を構成し、反射及び透過光束を検出器１０５により検出することにより、ポリゴンモータの回転速度に伴い、同期検知信号を得ることができる。
【０１２３】
次に図１９の光走査装置における走査光学系の一実施例を図２８に示す。本実施例は、図２８に示すように被走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の反射または反射・透過部材２０９，２１０，２１１で反射し検出器１０５により検出する構成において、前記複数の反射または反射・透過部材２０９，２１０，２１１が主走査方向に配置されているとき、２０９，２１０の最端部にある前記反射または反射・透過部材同士の間隔を、被走査面の有効書込開始位置及び終了位置に走査した際の信号検出間隔と略同一に構成することを特徴とするものである。
【０１２４】
本実施例によれば、図２９に示すように、有効書込領域の開始及び終端のタイミングで、リアルタイムに光束を検出可能であり、検出信号１、検出信号２間が有効書込領域をなし、位相同期検知や主走査ドット位置補正をリアルタイムに高精度に行う事が可能となる。
【０１２５】
また、他の実施例との大きな相違点は、有効書込領域内を正確に同期検知で検出する構成により、同期検知から有効書込領域までの時間差が生じてその間に発生する主走査ドット位置ずれなどの影響を受けることなく、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１２６】
次に、図１９、図２４の光走査装置において、画素クロック１周期を１単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相データを与えて、主走査ドット位置を補正する方法を図２１により詳述する。
【０１２７】
先に述べたように、図２１において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する機能を有する画素クロック生成装置において、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上の静電潜像には偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と定義している。
【０１２８】
図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。図２１（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。また、画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【０１２９】
このとき位相シフトを行う位相シフトデータを与えるために、連続した複数の画素クロックをデータ領域として、有効走査期間内のデータを複数の領域に分割し、各領域毎に位相シフトデータを設定することにより、各画素毎に位相シフトデータを与えて主走査位置ずれを補正する場合に比べ、データ量を減らすことが可能となる。
【０１３０】
図４１に本実施例におけるデータ領域へのデータ設定方法の一具体例を示すが、その説明はここでは省略する。
【０１３１】
例えばプリント動作中に計測された２点間の走査時間を基にルックアップテーブル上の主走査ドット位置ずれが図２１（Ａ）で表されるような場合、図２１（Ｂ）〜（Ｃ）で示すように、全画像データを複数の領域に分割し、各々のデータ領域の主走査ドット位置ずれ量の代表値（平均値など）を補正値とすることにより、メモリ容量を増やすことなくドット位置ずれを良好に補正することが可能である。
【０１３２】
ここで例えば画素クロックの位相を±１／８ドットシフト単位でシフトした場合は、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となり、１２００ｄｐｉ書込みの場合、有効書込み幅内の主走査位置ずれは２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【０１３３】
次に、図２１、図２８により、データ領域が、複数の反射・透過部材、検出器による検出タイミングに連動して設定する実施例について説明する。
先に述べたように、図２８は図２４の光走査装置において、透明部材２０６からの反射光を２０９，２１０，２１１の反射または反射・透過部材１，２，３で反射し、その反射光を検出する検出器１０５で構成される。また、２０９，２１０の反射または反射・透過部材１，２からの反射光を検出手段で検出するタイミングは、感光帯上の有効書込領域の書込開始及び終了位置を走査するタイミングと略同一タイミングとなるように反射または反射・透過部材が配置されている。
【０１３４】
反射または反射・透過部材１，３からの反射光を検出器で検出するタイミングを書込開始位置側補正領域、反射または反射・透過部材３，２からの反射光を検出器で検出するタイミングを書込終了位置側補正領域として、各々の領域は８０００ドットで構成されている場合を考える。このとき各領域の走査開始位置のドット位置は検出器からの検出信号により高精度に同期が取れているが、検出信号間は光学系や偏向器等のバラツキによりクロックに変動が生じる。そこで各領域毎に位相シフトデータを与えることにより、本実施例では例えば８０００ドットのうち任意の１０ドットについて−１／１６ドットずつ位相シフトを行う位相シフトデータを与えて位相シフトを行うことにより、検出手段間の領域毎に高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１３５】
本実施例は、検出器へ光束を導く反射または反射・透過手段が３つの場合であるが、反射または反射・透過部材の数を増やすにつれて、前記部材位置におけるドットを高精度に書込むことが可能となる。
【０１３６】
例えば、図２１において、図２１（Ｂ）は検出手段１，３間及び３，２間をそれぞれ１５分割した例、図２１（Ｃ）は検出手段１，３間及び３，２間をそれぞれ９分割した例である。図２１（Ｂ）のようにデータ領域の分割数を大きくすることにより、データ領域間のずれ量が小さくなり、高精度なドット位置ずれ補正が可能となる。また、図２１（Ｃ）のようにデータ領域の分割幅を変えて領域数を少なくした場合にも同様に高精度なドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１３７】
次に、図２１により、複数の検出器、反射・透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、位相データを補正する実施例を説明する。
図２１において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する機能を有する画素クロック生成装置において、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上の静電潜像には偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と定義している。
【０１３８】
図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。図２１（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【０１３９】
図３０に、本発明の光走査装置における更に別の実施例の構成図を示す。本実施例は、図１の光走査装置の光源として、複数の半導体レーザを光学的に合成、またはモノシリックな半導体レーザアレイで構成されたマルチビーム光源を使用したマルチビーム走査装置の構成例を示す。
【０１４０】
図３０では、半導体レーザをｎ＝２個用いコリメートレンズの光軸Ｃを対称として副走査方向に配置される。半導体レーザ３０１、３０２はコリメートレンズ３０３、３０４との光軸を一致させ主走査方向に対称に射出角度を持たせ、ポリゴンミラー３０７の反射点で射出軸が交差するようレイアウトされている。各半導体レーザ３０１，３０２より射出した複数のビームはシリンダレンズ３０８を介してポリゴンミラー３０７で一括して走査され、ｆθレンズ３１０、トロイダルレンズ３１１により感光体上に結像される。画像処理部１３０のバッファメモリには各発光源ごとに１ライン分の印字データが蓄えられ、ポリゴンミラー１面毎に読み出されて、２ラインずつ同時に記録がおこなわれる。
【０１４１】
図３１はマルチビーム光源ユニットの一実施例の構成図を示す。半導体レーザ４０３、４０４は各々主走査方向に所定角度、実施例では約１．５°微小に傾斜したベース部材４０５の裏側に形成した図示しないかん合穴４０５−１、４０５−２に個別に円筒状ヒートシンク部４０３−１、４０４−１をかん合し、押え部材４０６、４０７の突起４０６−１、４０７−１をヒートシンク部の切り欠き部に合わせて発光源の配列方向を合わせ、背面側からネジ４１２で固定される。また、コリメートレンズ４０８、４０９は各々その外周をベース部材４０５の半円状の取付ガイド面４０５−４、４０５−５に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着される。実施例では、上記したように各々の半導体レーザからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線に沿ってかん合穴４０５−１、４０５−２および半円状の取付ガイド面４０５−４、４０５−５を傾けて形成している。ベース部材４０５はホルダ部材４１０に円筒状係合部４０５−３を係合し、ネジ４１３を貫通穴４１０−２を介してネジ穴４０５−６、４０５−７に螺合して固定され光源ユニットを構成する。
【０１４２】
上記した光源ユニットは、光学ハウジングの取付壁４１１に設けた基準穴４１１−１にホルダ部材の円筒部４１０−１をかん合し、表側よりスプリング６１１を挿入してストッパ部材６１２を円筒部突起４１０−３に係合することでホルダ部材４１０は取付壁４１１の裏側に密着して保持される。この時、スプリングの一端を突起４１１−２に引っかけることで円筒部中心を回転軸とした回転力を発生し、回転力を係止するように設けた調節ネジ６１３により、光軸の周りθにユニット全体を回転しピッチを調節する。アパーチャ４１５は各半導体レーザ毎にスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定する。
【０１４３】
図３２はマルチビーム光源ユニットの第２の実施例を示し、４個の発光源を持つ半導体レーザアレイ８０１からの光ビームをビーム合成手段を用いて合成した例を示す。基本的な構成要素は図３１と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１４４】
図３３に、本発明の光走査装置における更に別の実施例の構成図を示す。本実施例は、図１９の光走査装置の光源として、複数の半導体レーザを光学的に合成、またはモノシリックな半導レーザアレイで構成されたマルチビーム光源を使用したマルチビーム走査装置の構成例を示す。図３３の構成は先の図３０と同様であり、また、マルチビーム光源ユニットも図３１、図３２と同様であるまで、説明は省略する。
【０１４５】
ここでは、図３３のマルチビーム走査装置により、２光源より出射される一方の光束を走査光とし、他方の光束を参照として、同じ偏光器により偏光された光束を、走査光は被走査面へ、参照光は被走査光とは異なる被検出面にそれぞれ導びき、参照光を使用して位相補正する実施例について説明する。
【０１４６】
図３３においては、書込用の光源となる走査光源用半導体レーザ３０２から出射された光束は、コリメータレンズ３０４、シリンダーレンズ３０６などを介してポリゴンミラー３０７で偏向され、ｆθレンズ３０８を通った後、反射部材３０９を介して、感光体３１０に入射される。ここで、書込用光源３０２とは別個に、走査信号の位相同期検知を行う参照用光源用レーザ３０１用光源が設けられている。
【０１４７】
この参照光源用ＬＤ３０１は、走査光源用ＬＤと主走査方向には同一方向に向けて光束を出射させるものであり、ポリゴンミラー３０７の同一反射面において上下方向（副走査方向）にある間隔で入射するように配置されている。よって参照光源用ＬＤ３０１からの光束もポリゴンミラー３０７により偏向走査され、ｆθレンズ３０８を通った後、透明部材３０９を介し感光体３１０と等価位置である被検出面上に配置された３１１，３１２，３１３反射部材１、２、３で反射した光が検出器３１４を走査する。検出器３１４を走査した光束により検出信号及び同期検知信号が得られ、同期検知信号の時間幅に基づいて、主走査ドット位置ずれ量を高精度に補正することができる。
【０１４８】
書込用光源３０１からの出射光における光源から被走査媒体までの光路長をＬ１，Ｌ２，Ｌ３、参照用光源３０２からの出射光における光源から反射部材１，２，３を介して検出器３１４に至るまでの光路長をＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’としたとき、両者の光路長をそれぞれ略同一光路長になるように配置することにより、光路差による走査時間誤差などの変動を受けることなく、参照光源及び検出手段より得られる位相同期信号に基づいて、高精度なドット位置補正が可能となる。 また、走査光を出射する走査光源と、参照光を出射する参照光源に略同一波長の光源を構成することにより光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１４９】
走査光を出射する走査光源と、参照光を出射する参照光源として、例えば光源に半導体レーザを用いた場合等に同一ロットのもので光源を構成することにより、光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１５０】
また、上記構成において同一ロット中の近接配置にあるもの同士を構成することにより、より波長差の小さい光源を構成することが可能となり、光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１５１】
なお、走査光を出射する走査光源と、参照光を出射する参照光源として略同一波長の光源を有する半導体レーザアレイを構成する場合の実施例を図３４に示す。本実施例では走査光源をＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４、参照光源をＬＤ５としたとき、走査光源の各ＬＤ同士の間隔に対して参照光源との間隔を大きくすることにより、参照光源の光束分離を容易にする構成をなすものである。本構成により、光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１５２】
図３５に、これまで説明してきた光走査装置及び画像形成装置を、複数の感光体を有する多色対応の画像形成装置であるタンデムカラー機に適用した実施例を示す。ただし、図３５では本発明に関係する副走査断面の構成例のみを示している。図３５中、５０１はポリゴンミラー、５０２は走査レンズ１，５０３，５０４は折返しミラー、５０５は走査レンズ２、５０６は折返しレンズ、５０７は半透明部材、５０８は感光体、５０９は検出器である。他の光学系も同様である。また、５１０は中間転写ベルトである。
【０１５３】
図３５では、ポリゴンミラー５０１を２段として走査光学系を上下に配備し、さらに走査光学系を偏向手段を中心とし、対向させて配備することにより、４つの被走査面に対応させた各走査光学系を配備している。このとき、有効画角の外の両側に配備されたミラーによりビームを各検出器に導光する。また、中間転写レベル５１０上に計測用のパターン像を形成し、各走査光学系毎に複数個配備されたセンサを用いて各色毎のドット位置を計測する。このとき、これまで説明したような補正を行うことにより高精度かつ経時変化に対応したドット位置補正が可能になる。
【０１５４】
タンデムカラー機はシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの各色に対応した別々の感光体が必要であり、光走査光学系はそれぞれの感光体に対応して、別の光路を経て潜像を形成する。したがって、各感光体上で発生する主走査ドット位置ずれは異なる特性を有する場合が多い。そこで、これまで説明したような光走査装置を、タンデムカラー機に展開することにより、主走査ドット位置ずれが良好に補正された高画質な画像を得ることができる。特に画質の面では各ステーション間の色ずれを効果的に低減した、色再現性の良い画像が得られる。
【０１５５】
例えばタンデムカラー機において、ステーション間の色ズレが数１０μｍ程度発生している場合、主走査位置ずれ量が１／８ドットを越えた画素クロックにおいて位相シフトをかけ主走査位置ずれの補正を行うことで、１２００ｄｐｉであれば１／８ドット相当である約２．６μｍ（２１．２μｍ／８）までドット位置ずれ量を低減できる。
【０１５６】
本発明では、各ドット毎にずらし量を画素データに与えると、画素データのビット数が増え、データ転送上重くなるため位相シフトによりドットをずらすパターンを、データ領域毎に位相データを与える形式によって複雑なデータの与え方をせずとも高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、低コスト、省スペースで、なおかつ、簡単な構成で経時的なドット位置補正を可能にするための計測ができ、高精度なドット位置補正が可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光走査装置の一実施例の全体構成図である。
【図２】光走査光学系のドット位置ずれを説明する図である。
【図３】本発明によるタイミング図の実施例を示す図である。
【図４】本発明による主走査ドット位置ずれを説明する図である。
【図５】本発明によるタイミング図の別の実施例でを示す図である。
【図６】本発明による主走査ドット位置ずれを説明する図である。
【図７】光検出器の構成例を示す図である。
【図８】本発明の光走査装置の別の実施例を示す全体構成図である。
【図９】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図１０】本発明による主走査ドット位置ずれを説明する図である。
【図１１】本発明による光走査光学系の実施例を示す図である。
【図１２】検出器の配列の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の光走査装置の別の実施例の全体構成図である。
【図１４】本発明による光走査光学系の別の実施例を示す図である。
【図１５】反射・透過部材及び検出器の配置の構成例を示す図である。
【図１６】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図１７】本発明によるデータ領域分割の実施例を示す図である。
【図１８】本発明によるデータ領域分割の別の実施例を示す図である。
【図１９】本発明の光走査装置の別の実施例の全体構成図である。
【図２０】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図２１】本発明による主走査ドット位置ずれ補正を説明する図である。
【図２２】検出器の構成例を示す図である。
【図２３】複数の反射部材と検出器の配置の構成例を示す図である。
【図２４】本発明の光走査装置の別の実施例を示す全体構成図である。
【図２５】複数の反射・透過部材と検出器の配置の別の構成例を示す図である。
【図２６】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図２７】本発明による光走査光学系の別の実施例を示す図である。
【図２８】本発明による光走査光学系の更に別の実施例を示す図である。
【図２９】本発明による主走査ドット位置ずれ補正を説明する図である。
【図３０】本発明による光走査装置の別の実施例を示す全体構成図である。
【図３１】マルチビーム光源ユニットの実施例を示す図である。
【図３２】マルチビーム光源ユニットの別の実施例を示す図である。
【図３３】本発明による光走査装置の別の実施例の全体構成図である。
【図３４】マルチレーザヘッドの構成例を示す図である。
【図３５】本発明の光走査装置を適用したタンデムカラー機の主要部の構成例を示す図である。
【図３６】本発明で用いられる画素クロック生成装置の実施例のブロック図である。
【図３７】図３６中の画素クロック生成回路の一実施例の詳細構成図である。
【図３８】図３７の動作タイミング図である。
【図３９】位相シフト量と位相データの対応表を示す図である。
【図４０】画素クロック生成装置における位相シフト補正方法を説明する図である。
【図４１】画素クロック生成装置の動作例を示す図である。
【図４２】本発明で用いられる画素クロック生成装置の他の実施例のブロック図である。
【図４３】従来の光査装置、画像形成装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１００ 高周波クロック生成部
１０１，１０２ 検出器
１１０ ドット位置ずれ検出・制御部
１２０ 画素クロック生成部
１３０ 画像処理部
１４０ ＬＤ駆動信号生成部
１５０ ＬＤ駆動部
２００ 光走査光学系
２０１ 半導体レーザ
２０２ コリメータレンズ
２０３ シリンダーレンズ
２０４ ポリゴンミラー
２０５ 走査レンズ
２０６ 透過部材
２０７ 感光体
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機等の光走査装置、これを備えた画像形成装置に関し、特に画素クロックの生成及びその位相制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の従来技術について図４３により説明する。図４３において、半導体レーザユニット１００１から発光されたレーザは、ポリゴンミラー１００２が回転することにより一方向に走査され、走査レンズ１００３を介して被走査媒体（感光体）１００４上に光スポットを形成し、静電潜像画像を形成する。このとき、走査光は被走査媒体の延長上にある検出手段１００５，１０１０により検出され、その両検出信号の検出タイミングが時間カウンタ１０１１、ルックアップテーブル１０１２を介して位相同期回路１００９に入力される。位相同期回路１００９は、クロック生成回路１００８のクロックを入力し、ルックアップテーブル１０１２の出力信号に基づいて、１ライン毎、位相同期のとれた画像クロック（画素クロック）を生成して画像処理ユニット１００６とレーザ駆動回路１００７へ供給する。このようにして、半導体レーザユニット１００１は、画像処理ユニット１００６により生成された画像データと位相同期回路１００９により１ライン毎に位相が設定された画像クロックに従い、半導体レーザの発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体１００４上の静電潜像をコントロールする。
【０００３】
従来、カラーレーザプリンタ等の各色の画像形成位置の書き出し位置を１クロック誤差以内で補正する例としては特許文献１がある。また、画像形成装置において主走査方向の画像形成位置のずれを主走査方向の書き出し位置と書き終わり位置とを調整する例としては特許文献２がある。さらに、多点同期方式を用いた光走査装置において、ドット位置ずれを補正する例としてある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２３８３１９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８９２５号公報
【特許文献３】
特開平６−５９５５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
走査光学系において、走査速度ムラは画像の揺らぎとなり縦筋画像の発生などによる画像品質の劣化を招く。また結果として、主走査ドット位置ずれを発生し、これは特にカラー画像においては色ずれとしてあらわれ、色再現性の劣化、解像度の劣化を招く。高品位の画質を要求する場合は走査速度ムラの補正を行う必要がある。
【０００６】
また多色画像形成装置に対応する複数の走査光学系において、相対的な走査線傾き、走査線曲がり、全幅の倍率誤差、部分倍率誤差を低減することは、非常に重要な課題である。ここで初期特性としては組み付け前に獲得性を計測することにより調整可能であるが、温度変動等の経時の変化に付いては機内で計測する必要がある。
【０００７】
このとき、走査線傾きや全幅倍率誤差については有効書込み幅外の両側で計測可能であるが、走査線曲がり、部分倍率誤差については有効書込み幅内での計測が必要である。ところが、このとき有効書込み幅に導く光束と検出するための光束を分離する必要が生じるが、分離は非常に困難であり、ポリゴンミラー等の偏向器、走査光学素子が大きくなってしまう。また、有効書込みに向かう光束と同期検知用の光束が離れるので、同期検知精度が劣化する。
【０００８】
現在、複数の走査光学系を主走査方向に配列して被走査面上を走査する方式が広く知られているが、走査光学系が主走査方向に並列して配備されているので、レイアウト上同期検知用の光束を分離するのが困難である。
【０００９】
光走査光学系において、被走査面上（感光体上）の走査速度ムラは以下の理由により発生する。
１．走査レンズのｆθ特性が十分補正されていない場合
２．光走査光学系の光学部品精度、ハウジング上への取付精度の劣化
３．機内の温度、湿度などの環境変動による光学部品への変形、屈折率変動により焦点距離が変化し、ｆθ特性が劣化
４．ポリゴンスキャナ等の偏向器の偏向反射面の回転軸からの距離のばらつきにより、被走査面上を走査する光スポット（走査ビーム）の走査速度ムラ発生
特に上記３の環境変動による主走査ドット位置ずれは、出荷時に光学調整または電気的な補正を実施したとしても避けることはできない。近年の高画質化の要求にこたえるためには、この課題を解決する必要がある。また、先にも述べたように、高品位の画質を要求する場合は走査速度ムラの補正を行う必要がある。
【００１０】
特にマルチビーム光学系の場合、各発光源の発振波長に差がある場合に、走査レンズの色収差が補正されていない光学系の場合には露光ずれが発生し、各発光源に対応する光スポットが被走査媒体上を走査するときの走査幅は、各光源毎に差が生じてしまい、画像品質の劣化の要因になってしまうため、走査幅の補正を行う必要がある。
【００１１】
しかしながら、上記補正を行う場合、光学系による走査ムラの発生には、光学系の特性により走査線上で異なる。また、走査ムラを補正するために全画像データの補正を行うことは、補正データ容量が膨大となり制御系へのコスト、回路規模等の負担が大きくなる。
【００１２】
特許文献１及び特許文献２の両者とも、光学系や偏向器により生じる主走査ドット位置ずれの影響は補正できない。また、特許文献３は、ドット位置補正のためにＰＬＬの周波数を変更する手法であるため、ＰＬＬのロックアップタイム中の周波数変動などの影響により、クロック信号が変動し、高精度にクロックを補正することができない。
【００１３】
本発明の目的は、低コスト、省スペースで、なおかつ、簡単な構成で経時的なドット位置補正を可能にするための計測ができるようにし、なおかつ複数の検出部により計測された情報に基づき、高精度なドット位置補正が可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１４】
また、本発明の目的は、低コスト、省スペースで、なおかつ、簡単な構成で経時的な主走査ドット位置補正を可能にするための計測ができるようにし、なおかつ複数の反射乃至透過部材と一つの検出部により計測された情報に基づき、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に検出される第二の検出信号に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に検出される第二の検出信号と、有効書込開始位置と略同一位置を光束が走査した際に検出される第三の検出信号に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、前記被走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の反射乃至は反射・透過部材を介して一つの検出部で検出する検出手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、前記複数の反射乃至透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の光走査装置のある実施例においては、複数の反射乃至反射・透過部材から検出手段へ向かう光束が重複する領域を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
初めに、本発明の光走査装置、画像形成装置で使用される画素クロック生成装置について説明する。
図３６に画素クロック生成装置の一実施例の構成図を示す。図３６において、データ領域設定信号生成回路１０は、データ領域中の画素クロックの数を決定するデータ領域設定値を入力し、画素クロック生成回路１４が出力する画素クロックＰＣＬＫをカウントして、連続した複数の画素クロック信号つまりＰＣＬＫにより構成されるデータ領域を決定するタイミングであるデータ領域設定信号を生成する。位相データ記憶回路１２は、あらかじめ１ライン分などの位相シフトデータを示す外部位相データを記憶しておき、データ領域設定信号生成回路１１から出力されるデータ領域設定信号のタイミングにより該当データ領域で位相シフトデータを読み出す。位相データ生成回路１３は、データ領域設定信号、画素クロックＰＣＬＫのタイミングにより、該当データ領域内の上記データ領域設定値の画素クロックをカウトトする間に、位相データ記憶回路１２から読み出される位相シフトデータに基づいた回数だけ位相を正又は負の方向にシフトさせることを示す位相データを生成する。位相データは１画素クロック単位に生成し、例えば、正の方向に１／８ＰＣＬＫシフトさせる場合は「＋」、負の方向に１／８ＰＣＬＫシフトさせる場合は「−１」、シフトさせない場合には「０」を示す。画素クロック生成回路１４は、後述するように、例えば、高波クロックＶＣＬＫの４分周に相当する画素クロックＰＣＬＫを生成し、位相データに基づいて、例えば、０、＋１／８ＰＣＬＫ、−１／８ＰＣＬＫシフトさせる。
【００２０】
図３７にクロック生成回路１４の具体的構成例を示す。図３７において、高周波クロック生成回路１００は画素クロックＰＣＬＫの基準となる高周波クロックＶＣＬＫを生成する。カウンタ（１）１４０３はＶＣＫＬのクロックの立上がりで動作するカウンタである。比較回路（１）１４０４はカウンタ（１）１４０３の値とあらかじめ設定された値及び比較値生成回路１４０２が出力する比較値１と比較し結果にもとづき制御信号１を出力する。クロック１生成回路１４０５は制御信号１にもどづきクロック１を生成する。一方、カウンタ（２）１４０６はＶＣＫＬのクロックの立下がりで動作するカウンタである。比較回路（２）１４０７はカウンタ（２）１４０６の値とあらかじめ設定された値及び比較値生成回路１４０２が出力する比較値２と比較し、その結果にもとづき制御信号２を出力する。クロック２生成回路１４０８は制御信号２にもどづきクロック２を生成する。マルチプレクサ１４０９はセレクト信号に基づきクロック１、クロック２を選択し、画素クロックＰＣＬＫとして出力する。
【００２１】
比較値生成回路１４０２は先の位相データ生成回路１３から出力された位相データとステータス信号生成回路１４０１が出力するステータス信号に基づき比較値１、比較値２を出力する。ステータス信号生成回路１４０１は位相データのｂｉｔ０が１のときにＰＣＬＫの立上がりのタイミングで信号をトグルさせてステータス信号として出力する。セレクト信号生成回路１４１０は位相データのｂｉｔ０が１のときにＰＣＬＫの立下がりのタイミングで信号をトグルさせてセレクト信号として出力する。
【００２２】
図３７の動作概要について図３８のタイミング図を用いて説明する。なお、これの動作については、本出願人が先に出願した特願２００１−２９０４６９号に詳述されている。
【００２３】
ここでは、高周波クロックＶＣＬＫの４分周に相当する画素クロックＰＣＬＫを生成し、位相シフトとして＋１／８ＰＣＬＫ、−１／８ＰＣＬＫシフトさせる場合について説明する。図３９に位相シフト量と位相データの対応を示す。図３８には位相シフト量とクロック１とクロック２の切替の様子について示す。
【００２４】
始めにマルチプレクサ１４０９でクロック１が選択された状態からスタートする。ＰＣＬＫに同期して位相データ「００」が与えられたとする（イ）。位相データｂｉｔ０が０なので、セレクト信号は０のままでクロック１を選択したままＰＣＬＫとして出力する（ロ）。これによりＰＣＬＫは位相シフト量０のクロックとなる。
【００２５】
次に、位相データとして「０１」が与えられたとする（ハ）。この場合は位相データｂｉｔ０が１なので、ＰＣＬＫ立下りでセレクト信号をトグルさせ１としてクロック２を選択するようにしてＰＣＬＫとして出力させる（ニ）。この時のクロック２は図３８に示すように１ＶＣＬＫ分周期が長くなったクロックとなっている（ホ）。これにより＋１／８ＰＣＬＫだけ位相シフトしたＰＣＬＫが得られる。次に再び位相データとして「０１」が与えられると（ホ）、位相データｂｉｔ０が１なので、ＰＣＬＫの立下りでセレクト信号をトグルさせ０としてクロック１を選択するようにしてＰＣＬＫとして出力させる（ヘ）。この時のクロック１は図１１２に示すように１ＶＣＬＫ分周期が長くなったクロックとなっている（ト）。これにより、同様に＋１／８ＰＣＬＫだけ位相シフトしたＰＣＬＫが得られる。
【００２６】
次に位相データとして「１１」が与えられたとする（ト）。位相データｂｉｔ０が１なので、ＰＣＬＫの立下りでセレクト信号をトグルさせ１としてクロック２を選択するようにしてＰＣＬＫとして出力させる（チ）。この時はクロック１は図３８に示すように１ＶＣＬＫ分周期が短くなったクロックとなっている（リ）。これにより−１／８ＰＣＬＫだけ位相シフトしたＰＣＬＫが得られる。
【００２７】
以上のようにして位相データに応じてクロック１、クロック２の周期を変えてやり、クロック１、クロック２を切り替えてＰＣＬＫとして出力させて行くことにより、１／８ＰＣＬＫステップで位相シフトされた画素クロックＰＣＬＫを得ることができる。
【００２８】
図４０に、図３６、図３８に示した画素クロック生成装置による位相シフト補正の原理を示す。先に説明したように、図３７の画素クロック生成回路において、画素クロックＰＣＬＫに同期して位相データを与えることにより、画素クロックＰＣＬＫの位相を＋１／８ＰＣＬＫ、−１／８ＰＣＬＫシフトさせることが可能である。
【００２９】
図４０の理想状態は走査速度ムラや露光ずれが全く発生しない理想状態でのドット位置を示しており、１２００ｄｐｉ（ドット径約２１．２μｍ）のとき連続した６ドットを走査した結果である。図４０の補正前は最初の１ドット目のドット位置精度は一致しているが、走査速度ムラや露光ずれによるドット位置ずれが生じた状態であり、６ドット目には理想状態に対して１２００ｄｐｉの１／２ドット相当である１０．６μｍのドット位置ずれが生じている。本状態において１ドット書込みに要する時間は１画素クロック相当＝１ＰＣＬＫであるので、位相シフトの分解能が１／８ＰＣＬＫの場合は、すなわちドット位置を１／８ドット精度で補正できるのと同義である。図１１４の補正後は位相シフトの分解能が１／８ドットすなわち１／８ＰＣＬＫのとき、理想状態から１／２ドット位置ずれを生じた補正前の状態から−１／８ＰＣＬＫの位相シフトをデータ領域内で４回行う事により、理論上は６ドット目のドット位置を−１／８ＰＣＬＫ×４＝−１／２ＰＣＬＫシフトすることができ、理想状態に対して１／８ＰＣＬＫの精度でドット位置を補正することができることを示している。
【００３０】
図４１に、データ領域設定値＝３０、外部位相データ＝−３とした場合の動作例を示す。ここで、位相データシフト１，２が位相データを示しており、図３９より２ビットの位相データが１となるタイミングのＰＣＬＫ信号の位相を−１／８ＰＣＬＫに補正するものである。
【００３１】
図４１では、データ領域３０ＰＣＬＫ間に−１／８ＰＣＬＫの位相シフトを３回行うことによってデータ領域内の主走査ドット位置ずれの補正を行っている。また、ＰＣＬＫ信号は、位相同期信号のタイミングによりクロックが出力され各信号生成回路に入力しているが、実際の画像領域は位相同期信号のタイミングからある一定数のＰＣＬＫクロック発振後になるため、各入力部には一定数のＰＣＬＫをカウントした後に始めてＰＣＬＫ信号を入力させるカウンタを設ける。また、データ領域設定値をある特性の値に設定することにより、一定数のＰＣＬＫ信号をデータ領域と定義することができる。
【００３２】
図４２に、画素クロック生成装置の別の実施例の構成図を示す。本実施例は、図３６の画素クロック生成装置に、外部から設定するデータ領域設定値とＰＣＬＫ信号のタイミングで前記データ領域設定値を呼び出すデータ領域設定値記憶回路１５を設けたしたものである。予め主走査ドット位置ずれの特性データを取得し、そのデータに基づいて各像高におけるデータ領域のＰＣＬＫ数をデータ領域設定値記憶回路１５に記憶させておくことにより、後述する図６の（Ｂ）に示すようにＰＣＬＫ数を一定数として分割数２２とした場合と、図６の（Ｃ）に示すようにデータ領域内のデータ数を像高により変更して分割数１０とした場合とでは、分割数が異なるにも関わらず、その主走査ドット位置ずれ量の最大値であるデータ領域間ずれ量はほとんど変わらない値を取ることが出来る。
【００３３】
このようにして一定数の場合に比べて少ないデータ領域数で同等の主走査ドット位置ずれ量に補正することが可能となり、位相データに用いるデータ数やデータの保存に必要なメモリの削減が可能となる。
【００３４】
ここで、あらかじめ測定した主走査ドット位置ずれデータに基づいて、のデータ領域設定値を与える場合について考える。主走査ドット位置ずれデータの取得方法としては、一定距離を有する２つのＰＤを像高方向に配置し、実際に光を走査した場合のセンサ２点間の時間差を測定してその時間差をドット位置ずれに換算し、本測定を全像高に対して行うことにより取得する。
【００３５】
主走査ドット位置ずれデータにおいて、像高データＸ（ｎ）が
Ｘ（−ｎ），Ｘ（−ｎ＋１），・・・Ｘ（−１），Ｘ（１），Ｘ（２），・・・Ｘ（ｎ−１），Ｘ（ｎ）
また主走査ドット位置ずれデータＹ（ｎ）が
Ｙ（−ｎ）， Ｙ（−ｎ＋１），・・・Ｙ（−１），Ｙ（１），Ｙ（２），・・・Ｙ（ｎ−１），Ｙ（ｎ）
のとき像高Ｘ（ａ），Ｘ（ａ＋ｂ）間（ａ，ｂは整数）の主走査ドット位置ずれの絶対値｜Ｙ（ａ＋ｂ）−Ｙ（ａ）｜の値が、ある一定値以下となるように各像高の間隔を決める演算回路を設け、上記像高の間隔をＰＣＬＫ信号に同期させることによりデータ領域設定値に相当するデータを取得できる。また上記データ領域設定値は主走査ドット位置ずれの変位が大きい像高間はデータ領域を狭くとり、変位が小さい像高間はデータ領域を広く取ることになるためＰＣＬＫ数を一定数とした場合と比較してデータ領域内のデータ数を像高により変更する構成により、主走査ドット位置ずれ量を小さくすることが可能となる。
【００３６】
また一定数の場合に比べて少ないデータ領域数で同等の主走査ドット位置ずれ量に補正することが可能となり、位相データに用いるデータ数やデータの保存に必要なメモリの削減が可能となる。
【００３７】
図１に、本発明に係る光走査装置の一実施例の全体構成図を示す。半導体レーザ２０１からのレーザ光は、コリメータレンズ２０２、シリンダーレンズ２０３を通り、ポリゴンミラー２０４によりスキャン（走査）され、走査レンズ（ｆθレンズ）２０５を通り、透明部材２０６を介し、被走査媒体である感光体２０７に入射することにより、感光体２０７上に画像（静電潜像）を形成する。この走査レーザ光を、有効書込開始位置にて書込を開始するために、有効書込開始位置を光束が走査する前に検出器１０１により信号検出し、有効書き込み終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を検出器１０２より検出し、ドット位置ずれ検出・制御部１１０に入力する。ドット位置ずれ検出・制御部１１０では、検出部１０１，１０２間をレーザ光が走査される時間を測定し、理想的な走査が行われた場合における走査時間と比較するなどして走査時間のずれ量を求め、そのずれ量を補正するための位相データを生成し、外部位相データとして画素クロック生成部１２０へ出力する。なお、検出手段１０１の出力信号は、ライン同期信号として画像処理部１３０にも与える。
【００３８】
画素クロック生成部１２０は、先に説明した図３６、図３７、図４２などの構成をとるものである。ここで、画素クロック生成部１２０が位相データ記憶回路を具備していない場合には、ドット位置ずれ検出・制御部１１０ではライン毎に外部位相データを画素クロック生成部１２０へ出力するが、位相データ記憶回路を具備している場合には、前もって位相データを求めるなどして、あらかじめ画素クロック生成部１２０へ与えておくようにする。また、ドット位置ずれ検出・制御部１１０では走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正をするための位相データ（第１位相データ）だけでなく、ポリゴンミラーの回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応するための位相データ（第２位相データ）も生成し、画素クロック生成部１２０が位相データ合成回路を具備している場合には、その位相データも画素クロック生成部１２０へ出力するようにする。
【００３９】
画素クロック生成部１２０では、高周波クロック生成部１００の高周波クロックＶＣＬＫを入力し、ドット位置ずれ検出・制御部１１０からの外部位相データに基づいて位相制御された画素クロックＰＣＬＫを生成して画像処理部１３０とレーザ駆動信号生成部１４０に与える。画像処理部１３０は、画素クロックＰＣＬＫを基準に画像データを生成し、レーザ駆動信号生成部１４０は、この画像データを入力して、同様に画素クロックを基準にレーザ駆動信号（変調信号）を生成し、レーザ駆動部１５０を介して半導体レーザ２０１を駆動する。これにより感光体２０７には、位置ずれのない画像を形成することができる。
【００４０】
ここで光走査光学系のドット位置ずれについて図２を用いて説明する。図２の横軸は理想像高（画像データに基づく理想ドット位置）、縦軸は実像高（光走査光学系を介した実際のドット位置）を表す。ここで理想的には傾きが１のリニア（光学的にはｆθ特性が良好に補正されている）な特性が望ましいが、以下の理由から一般的にはリニア（等速度的な走査）ではなく、湾曲している（走査速度ムラが発生している）。
【００４１】
言いかえると理想的な主走査ドット位置に対し、実際の主走査ドット位置はずれてしまう。その原因としては次の３つの要因が考えられる。
１．走査レンズのｆθ特性が十分に補正されていない
２．光走査光学系の光学部品精度、ハウジング上への取付精度の劣化
３．機内の温度、湿度などの環境変動による光学部品の変形、屈折率変動により焦点距離が変化し、
ｆθ特性が劣化
特に環境変動による主走査ドット位置ずれは、出荷時に光学調整または電気的補正を実施したとしても避けることはできず、例えばファーストプリント時の特性が（ａ）であったとしても、連続してプリント出力した場合に機内の温度が上昇し、（ｂ）の特性値に変化してしまうことが起こりうる。これにより、１枚目のプリントの色合いと、複数枚プリントした後の色合いが変わってしまう場合がある。
【００４２】
そこで、本発明は使用される光走査光学系の理想像高に対する実像高の関係の特性値を、本発明は予備実験またはシミュレーションなどで予め把握しておき、その特性値からルックアップテーブルなどを作成する。ドット位置ずれ検出・制御部１１０では、実際にプリント駆動させたときの光走査時間を逐次計測し、その計測走査時間に基づき、ルックアップテーブルからドット位置補正量を求め、ドット位置が理想位置になるように位相シフト量を決定する。これにより、機内の環境変動によって生じる主走査方向のドット位置ずれを効果的に補正することが可能となる。
【００４３】
図１の光走査装置におけるドット位置を任意の位置に補正する方法の第一の実施例を図３、図４に示す。図３において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する場合、実画像領域となる有効走査期間内では画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成する。このとき、画素クロックが一定周期であったとしても、感光体上の静電潜像は偏向器や光学系による主走査方向の静電潜像の位置ずれを生じ、静電潜像の位置ずれは最終的にドット位置ずれにつながる（図４）。このとき主走査方向における有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と相対的に定義している。
【００４４】
図４に、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示した主走査位置ずれ量の図を示す。図４（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。また、画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路（例えば３６）により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【００４５】
本実施例は、有効書込開始位置より前の走査のタイミングで信号検出することにより、非同期のクロックを検出信号に同期させ、有効書込開始位置でのクロックの位置精度を向上させると共に、有効書込終了位置と略同一位置またはより走査方向を光束が走査した際に信号検出することにより、前記書込開始位置前の検出信号と書き込み終了位置後の検出信号に基づいて、有効書込領域内におけるドット位置ずれなどの変動成分を検出し、位相データとして与えることにより、有効走査期間内のドット位置ずれを高精度に補正するものである。
【００４６】
図５、図６に、有効書込終了位置を光束が走査する際に信号検出し、位相データを補正する実施例を示す。ここで、図５は図３に、図６は図４にそれぞれ対応しており、有効書込終了位置と略同一位置を光束が走査した際の検出信号に基づいて、画素クロックの遷移タイミングを生成する位相データを与えることにより、図３、図４に示す実施例に対してより高精度に主走査ドット位置ずれを低減することが可能となる。
【００４７】
図１の実施例における検出手段（検出器）は、図７（ｂ）に示すように、三角形状の光検出器（ＰＤ）または、ＰＤの直前に配備された三角形状のスリットと、図７（ａ）に示す四角状のＰＤなどの組み合わせにより構成される。このとき、ＰＤがビームを検知する時間（図中のｔ１，ｔ２）を検知することにより、副走査方向の位置を計測でき、ビームがＰＤに入ることによる立ち上がりを検出することにより、各検知手段によるビームの検出の時間差を計測できる。計測された時間差（ｔ３，ｔ４）により倍率誤差の測定が可能になる。
【００４８】
なお、以下の各実施例については、図５に示すように、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に信号検出する第二の検出信号について、有効書込終了位置と略同一位置を光束が走査する際の信号検出を行う実施例とする。
【００４９】
図８に本発明の光走査装置における別の実施例を示す。本実施例は平板ガラス２０６の第一面における反射光を被検出面に配置された検出器１０１，１０２，１０３で検出するものである。図８において、半導体レーザ２０１から発光されたレーザは、ポリゴンミラー２０４が回転することにより偏向走査され、走査レンズ２０５を介して被走査媒体（感光体上）２０７に光ビームスポットを形成し、静電潜像画像を形成する。
【００５０】
本実施例では、検出手段として、書込開始位置側と終了位置側の２ヶ所と、書込領域内の１ヶ所（有効書き込開始位置と略同一位置）に光検出器１０１，１０２，１０３を設け、偏向器のポリゴンミラー２０４にて偏向走査されるビームが各光検出器１０１，１０２，１０３を横切る走査時間を計測し、この計測された走査時間の変動量に基づき、予め記録されたルックアップテーブル等から主走査のドット位置の補正量を設定する。この補正量データに基づき画素クロック生成部１２０により位相シフトされた画像クロックを生成し、該画素クロックにより、画像処理部１３０より生成された画像データに従い半導体レーザの発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体上のドット位置を任意位置に制御することができる。
【００５１】
なお、本実施例において、検出手段に向かう光束は透明部材２０６の第１面で反射される。このため、以下の効果が得られる。これは他の実施例でも同様である。
１．透過する面が少なくなり、検出用の光束の波面の劣化が少なくなり、正確なビーム位置の検出が可能となる。
２．検出用のビームが材料による吸収による影響を受けない、透過する面が少なくなるので光量損失が少なくなり、正確なビーム検出が可能となる。
３．検出用のビームが材料による吸収による影響を受けにくいように、透明部材の反射率が大きい透材料を用いることにより、反射光のレベル低減が少なくなるので光量損失が少なくなり、正確なビーム検出が可能となる。
【００５２】
図８の光走査装置におけるドット位置を任意の位置に補正する方法の実施例を図９、図１０に示す。図９は先の図３や図５に対応する。図１０は、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示した主走査位置ずれ量の図を示す。図１０（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。
【００５３】
画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成部１２０により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また、１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【００５４】
図８の光走査装置における光学系の一実施例を図１１に示す。図１１の実施例は、ビームスプリッタ２０６′により被走査面に向かう光束と、検出手段に向かう光束を異なる方向の光束に分離して検出するものである。ビームスプリッタ２０６′は一対の直角三角形のプリズムを２個接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタ２０６′に入射した光は、ハーフミラー面においてその一部が透過し、透過光はそのまま直進して被走査媒体２０７上を走査する。一方、ハーフミラー面で反射された光は、図１１（ｂ）に示すように下方へ屈曲して反射光を形成する。被走査媒体２０７上を走査する光束と検出器１０１，１０２，１０３で検出される光束をビームスプリッタ２０６′で光束分離することで、同時にかつ異なる方向の光束が検出可能となる。
【００５５】
本構成により、ポリゴンミラー２０４の回転によるレーザ光の被走査媒体２０７上での第１の走査と共に、ビームスプリッタ２０６′のハーフミラー面での反射光により、被走査媒体面とは異なる方向、位置において第２の走査が行われるので、その第２の走査ライン上に検出器１０１，１０３，１０２を配置することにより、ポリゴンモータの回転速度に伴い、位相同期信号を得ることができる。
【００５６】
図８、図１１の実施例は、被走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の検出器１０１，１０２，１０３により検出する検出手段において、検出することを特徴とするものであり、本実施例によれば、有効書込領域の開始、終端のタイミングで、リアルタイムに光束を検出可能な構成であるので、位相同期制御やドット書込位置補正をリアルタイムに高精度に行う事が可能となる。
【００５７】
図１２は、図８、図１１の実施例において、３個の検出器１０１，１０２，１０３を略同一の支持体１０４上に配置したものである。こうすることにより、温度変動や環境変動による、反射部材、検出手段の位置、向きの変動を低減することが可能となり、より高精度な主走査ドット位置検出及び主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【００５８】
図１３に本発明の光走査装置における更に別の実施例を示す。図１３の実施例は、平板ガラスなどの透明部材２０６の第一面における反射光を走査方向に配置された反射部材２０９、２１０、２１１で更に反射させ、一つの検出器１０５で検出するものである。図１３において、半導体レーザ２０１から発光されたレーザは、ポリゴンミラー２０４が回転することにより偏向走査され、走査レンズ２０５を介して被走査媒体（感光体上）に光ビームスポットを形成し、静電潜像画像を形成する。
【００５９】
本実施例では、１つの検出器１０５に対して、書込開始位置側と終了位置側の２ヶ所と、書込領域内の１ヶ所に反射部材２０９，２１０，２１１を設け、ポリゴンミラー２０４、走査レンズ２０５にて偏向走査されるビームが反射部材２０９，２１１，２１０を横切り、その反射光が一つの検出器１０５で信号検出される走査時間間隔を計測し、この計測された走査時間の変動量に基づき、予め記録されたルックアップテーブル等から主走査のドット位置の補正量を設定する。この補正量データに基づき、画素クロック生成部１２０により位相シフトされた画像クロックを生成し、該画素クロックを利用し、画像処理部１３０より生成された画像データに従い半導体レーザ２０１の発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体２０７上のドット位置を任意位置に制御することができる。
【００６０】
図１４に図１３の構成における光学系の一実施例を示す。本実施例は、ビームスプリッタ２０６′により被走査面に向かう光束と、検出手段に向かう光束を異なる方向の光束に分離して検出するものである。
【００６１】
ビームスプリッタ２０６′は一対の直角三角形のプリズムを２個接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタ２０６′に入射した光は、ハーフミラー面においてその一部が透過し、透過光はそのまま直進して被走査媒体２０７上を走査する。一方、ビームスプリッタ２０６′のハーフミラー面で反射された光は、図１４（ｂ）に示すように下方へ屈曲して反射光を形成する。被走査媒体２０６上を走査する光束と検出器１０５で検出される光束をビームスプリッタで光束分離することで、同時にかつ異なる方向の光束が検出可能となる。
【００６２】
本構成により、ポリゴンミラー２０４の回転によるレーザ光の被走査媒体上での第１の走査と共に、ビームスプリッタ２０６′のハーフミラー面での反射光により、被走査媒体面とは異なる方向、位置において第２の走査が行われるので、その第２の走査ライン上に反射及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１を構成し、反射及び透過光束を一つの検出器１０５により検出することによりポリゴンモータの回転速度に伴い、同期検知信号を得ることができる。
【００６３】
図１５は、検出走査光学系の他の実施例を示したものである。本実施例では、反射・透過部材２０６で反射された反射光は、複数の反射部材及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１にて更に反射乃び透過された後、一つの検出器１０５へ導かれている。本実施例の特徴は、光束が複数の反射乃び反射・透過部材２０９，２１０，２１１を反射、透過した後に検出１０５に導かれる構成をなす点、また、各反射・透過部材２０９，２１０，２１１、検出器１０５を支持体１０６に配置した点であり、本構成により反射・透過部材２０９，２１０，２１１と検出器１０５により構成される検出系のレイアウトをコンパクトに構成することが可能となり、光走査装置の小型化につながる。
【００６４】
次に、図６、図１０により、画素クロック１周期を１単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相を与えることで、主走査位置ずれを補正する実施例を説明する。
【００６５】
図６において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する場合、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上の静電潜像には偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と定義している。
【００６６】
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。図６（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成部により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また、１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【００６７】
このとき、位相シフトを行う位相シフトデータを与えるために、連続した複数の画素クロックをデータ領域として、有効走査期間内のデータを複数の領域に分割し、各領域毎に位相シフトデータを設定することにより、各画素毎に位相シフトデータを与えて主走査位置ずれを補正する場合に比べ、データ量を減らすことが可能となる。
【００６８】
図１０は、図６に対して、有効書込開始位置の検出信号を加えたものであり、有効書込領域開始位置の前と有効書込開始位置の両方で同期を取ることにより、図６の実施例に比べて有効書込領域内を高精度にドット位置補正が可能となる。
【００６９】
図４１に本発明におけるデータ領域へのデータ設定方法の具体例を示す。
先に述たように、図４１の例は画素クロック３０ＰＣＬＫ分を一データ領域と定義した実施例であり、本データ領域内で−３／８ＰＣＬＫの位相シフトを行う場合の実施例を示したものである。画素クロックの位相シフト分解能が±１／８ＰＣＬＫの場合、データ領域内の３つの画素クロックについて−１／８ＰＣＬＫの位相シフトを行う事により、データを与えない初期状態のデータ領域に対して、−３／８ＰＣＬＫの主走査ドット位置補正が可能となる。図１１５の補正１の実施例ではデータ領域の最初のドットから１０ＰＣＬＫ毎に−１／８ＰＣＬＫの位相シフトを行うタイミングを計る位相シフトデータにより−１／８ＰＣＬＫのドット位置補正を行っている。補正２の実施例では、データ領域の最初のドットから数えて５ドット目から補正後１と同じく１０ＰＣＬＫ毎に−１／８ＰＣＬＫの位相シフトを行うタイミングを計る位相シフトデータにより−１／８ＰＣＬＫのドット位置補正を行っている。
【００７０】
位相シフトデータの生成方法としては、外部信号からシリアルデータとして直接直接入力する方法や、カウンタを設けて一定間隔で位相シフトを行う方法がある。前者はデータ領域の所望の位置に位相シフトを発生させることが可能であり、位相シフトのパターンが画像に影響を及ぼさないように設定変更することが容易である。後者の場合、図４１の補正１、補正２に示すようにカウンタの初期値をずらすことで、連続したラインを書き込む場合に位相シフトした部分が縦筋画像となって現れることを防ぐことが可能となる。
【００７１】
また、例えば主走査ドット位置ずれを全画像データに対して補正を行う事は、メモリ容量が膨大となり、制御系へのコスト、回路規模等の負担が大きくなる。また、補正処理に費やす時間も無視できない。本発明では、検知手段間を複数のデータ領域に分割し、各々のデータ領域単位で位相データの補正値を設定することにより、上記課題を解決することができる。 先に述べたように、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。例えば、プリント動作中に計測された２点間の走査時間を基にルックアップテーブル上の主走査ドット位置ずれが図６（Ａ）で表されるような場合、図６（Ｂ）〜（Ｃ）で示すように、全画像データを複数の領域に分割し、各々のデータ領域の主走査ドット位置ずれ量の代表値（平均値など）を補正値とすることにより、メモリ容量を増やすことなくドット位置ずれを良好に補正することが可能である。ここで、例えば画素クロックの位相を±１／８ドットシフト単位でシフトした場合は、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となり、１２００ｄｐｉ書込みの場合、有効書込み幅内の主走査位置ずれは２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。分割数が多いほど良好な補正が可能であるが、メモリ容量と補正処理時間の制約から、最適分割数を決定することが望ましい。
【００７２】
また本発明はデータ領域毎に位相データを設定する構成とすることにより、
例えば画素クロック毎に位相データを位相シフトを行う場合に比べてデータ量を低減することができる。これについて、図６の実施例で説明する。
【００７３】
図６（Ｂ）は有効走査期間を２２のデータ領域に分割し、分割したデータ領域の中央値におけるリニアリティが０になるように位相データを設定している。位相シフト量が±１／８ＰＣＬＫでシフト可能であり、各画素クロック毎に位相シフトデータを与える場合、位相シフト量の３パターン（−１／８クロック、０、＋１／８クロック）設定するためには２ビットのデータが必要となる。今１２００ｄｐｉ書込み時にで有効走査期間を３００ｍｍとした場合、１ドットは約２１．２μｍ相当となり有効走査期間内のドット数は３００／０．０２１２＝１４１５０ドットとなり、各データ領域におけるドット数は１４１５０／１０＝１４１５ドットとなる。
【００７４】
走査レンズの特性による走査ムラのような静特性の補正を行う場合、各画素クロック毎に位相データを設定すると２ビット×１４１５０ドット＝２８３５０ビットのデータを与える必要がある。
【００７５】
一方、１４１５ドットからなるデータ領域毎に位相データを設定した場合、１４１５ドットのうち何ドットを位相シフトすればよいか分かればよいので、１２ビットあれば位相シフトを行うドット数を定義できる。このとき位相シフト量の３パターン設定するのに２ビット必要なので、１２ビット×２ビット＝２４ビットあればデータ領域の位相データを設定できる。またデータ領域は１０あるので２４ビット×１０＝２４０ビットあれば１ライン分の位相シフトデータを設定できるため、画素クロック毎に位相データを設定する場合に比べて約８％のメモリ量でドット位置ずれの補正が可能となる。
【００７６】
本発明により、画素クロック生成装置をＩＣ化、ＩＰ化する際には、位相データ用メモリの大幅な削減につながり、チップサイズの小型化、しいてはコストダウンにつながる。
【００７７】
次に、図５、図９により、被走査媒体上の有効なデータ書込み期間である有効走査領域に対して、有効走査範囲開始位置を決定する有効走査開始決定位置、有効走査開始決定位置で画素クロックを出力するための同期信号を検出する同期用信号検出位置の間を有効書込開始決定領域として１データ領域に設定する実施例を説明する。
【００７８】
図５おいて、光源から出力される光束が、水平方向の矢印方向に走査光として繰り返し走査する場合を考える。走査光は周期的に走査しており、走査開始後は第一に図中、被走査媒体左にある検出手段１を通過する。このとき検出手段としてＰＤ等の光検出素子（図１の検出器１０１）を用いることで、検出手段を走査光通過時にＰＤ検出信号が得られる。走査光は検出手段１通過後は、被走査媒体上を走査し、その後検出手段２を通過し、検出手段１と同様の光検出素子（図１の検出器１０２）を用いることでＰＤ検出信号が得られる。
【００７９】
通常画像形成装置においては、上記ＰＤ検出信号は信号反転して同期センサ入力直後に信号が立ち下がる位相同期検知信号が用いられる。ここで、位相同期検知信号の検出手段１から検出手段２までの立下り期間にＨＩ（ハイ）となる信号をＷＥ１、被走査媒体上の画像を形成する領域を有効走査範囲として検出手段１側を書込開始位置、検出手段２側を書込終了位置としたとき、両位置間でＨＩとなる信号をＷＥ２とする。このとき書込開始位置を精度良く決定するため、ＷＥ１信号の立ち上がりから２０００ドット分を書込開始位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、光学系や偏向器によるドット位置ずれを補正して高精度な書込開始位置設定が可能となる。同様にして書込終了位置を精度良く決定するため、ＷＥ１信号の立下りから２０００ドット前までを書込終了位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、書込開始位置同様に高精度な書込終了位置設定が可能となる。また、書込開始位置−書込終了位置間となる有効走査期間内ではデータ領域を設定して位相シフトデータを与えることにより、データ量やメモリの削減が可能となる。
【００８０】
図９の実施例は、図６の実施例において有効書込開始位置に検出手段（図８の検出器１０３、図１３の反射部材２１１）を追加した例であり、より高精度に書込開始位置補正領域及び有効書込範囲補正領域を設定することが可能となり、しいてはドット位置補正を高精度に行うことが可能となる。
【００８１】
次に、図６、図１０により、データ領域中のクロック数を略一定数としてデータ領域毎に位相データを設定して、主走査位置ずれを補正する実施例を説明する。これは、位相データを与える画素クロックを一定数の連続したデータ領域として定義し、位相データを与えるものである。データ領域を構成する画素クロックを一定数とすることにより、各データ領域における位相シフト量の最大、最小値が等しくなる。
【００８２】
先に述べたように、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の主走査ドット位置ずれ特性を有する光学系において、データ領域を有効走査期間で２２等分割したものである。像高を±１５０ｍｍ、１２００ｄｐｉ書込みと仮定したとき、データ領域は３００ｍｍ／１５＝２０ｍｍとなり１ドットあたり２１．２μｍより各データ領域は２０／０．０２１２＝９４３ドット程度となり、位相シフトの分解能を±１／８ＰＣＬＫとしたとき、各データ領域では全画素クロックに位相シフトを行った場合±２．５ｍｍ程度の位相シフトが可能となる。また、位相データは各データ領域の画素クロック数を等しく定義するため、各データ領域ともに設定データの大きさが等しくなるため、容易なメモリ及び回路構成で位相データを生成することができる。
【００８３】
また、図１０に示すように、有効書込開始位置に検出手段を設けた場合には、上記と同様の効果と共に、より高精度な書込開始位置のドット位置補正が可能となる。
【００８４】
次に、同様に図６、図１０により、主走査ドット位置ずれ量の変化量が大きい像高ではデータ領域を狭く、変化量の小さい像高ではデータ領域を広くする実施例について説明する。
【００８５】
図６（Ｃ）が、実施例を示す。図６（Ｃ）に示すように、あらかじめ画像形成装置における被走査媒体上にセンサ等を設けて主走査ドット位置ずれ量を測定しておき、測定データである図６（Ａ）において、主走査ドット位置ずれ量の変化量が大きい像高である像高比±１近傍でのデータ領域の画素クロック数を少なく、変化量が小さい像高である像高比０近傍でのデータ領域の画素クロック数を多く設定することにより、データ領域の分割数が等分割の場合に比べて同等かより少ない数でデータ領域間ずれ量が小さくなるように設定できる。
【００８６】
また、図１０（Ｃ）に示すように、有効書込開始位置に検出手段を設けた場合には、上記と同様の効果と共に、より高精度な書込開始位置のドット位置補正が可能となる。
【００８７】
次に、有効書込領域の長さが複数パターンに変更される機能を有する光走査装置において、紙サイズによらず有効書込開始位置が複数パターンに共通して略同一位置にあるとき、データ領域の最終データが有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定する実施例を図１６に示す。
【００８８】
図１６のパターン１は、有効書込領域を一データ領域とした場合の実施例を示しており、紙サイズＢ５，Ａ４，Ｂ４，Ａ３のそれぞれの場合に、データ領域開始位置は有効書込開始位置と略同一位置にあり、各紙サイズ共通であるが、データ領域終了位置は各紙サイズに合わせた位置と略同一位置となるように設定する。
【００８９】
このとき、例えば紙サイズが異なる場合にも、データ領域による分割位置と紙サイズの位置とが略同一位置となるため、データ領域毎に位相データを与えてドット位置ずれ補正を行うことにより、紙サイズに合わせた高精度な補正が可能となる。これにより、各紙サイズにおける有効書込開始位置及び有効書込終了位置を、光学系や偏向器によるドット位置ずれ補正により高精度に設定可能となる。
【００９０】
また、図１６のパターン２には、有効書込領域をさらに複数の領域に分割した場合の実施例を示す。本実施例では、図に示すように有効書込領域を９つの領域に分割しており、なおかつ紙サイズと略同一位置にてデータ領域が切り替わる設定となっている。これにより、有効書込領域内を複数の領域に分割し、なおかつ紙サイズとの一致をはかることにより、少ないデータ量で本発明により各紙サイズにおける有効書込開始位置及び有効書込終了位置を、光学系や偏向器によるドット位置ずれ補正により高精度に設定可能となる。
【００９１】
次に、紙サイズによらずに書込開始位置が有効書込開始位置と略同一位置にあるとき、紙サイズ情報に基づいて使用するデータ領域の終了位置を変更する実施例を図１７に示す。
【００９２】
本実施例では、図１７に示すように、有効書込領域を複数の領域に分割しており、なおかつ紙サイズと略同一位置にてデータ領域が切り替わる設定となっている。これにより、有効書込領域内を複数の領域に分割し、なおかつ紙サイズとの一致をはかることにより、少ないデータ量で本発明により各紙サイズにおける有効書込開始位置及び有効書込終了位置を、光学系や偏向器によるドット位置ずれ補正により高精度に設定可能となる。
【００９３】
次に、紙サイズによらずに有効書込領域の中央位置が有効書込領域の中点と略と略同一位置にあるとき、データ領域開始位置及び終了位置を紙サイズに合わせて設定する実施例を図１８に示す。
【００９４】
本実施例によれば、有効書込領域の中点が複数パターンに共通して一定位置となる場合にデータ領域の初期データ及び最終データがそれぞれ有効書込開始位置及び有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定することにより、紙サイズに合わせて高精度に有効書込開始位置及び有効書込終了位置及び主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【００９５】
図１８において、紙サイズによらず、有効書込領域の中心位置は略同一位置となるため、検出手段１から有効書込領域までの間隔は紙サイズにより異なる長さとなる。例えばＡ３の紙サイズの場合の有効書込開始位置を基準有効書込開始位置とした場合、Ｂ４，Ａ４，Ｂ５の各紙サイズにおける有効書込開始位置は基準有効書込開始位置より走査方向にずれた位置となる。このとき紙サイズ毎に基準有効書込開始位置から有効書込開始位置までを１データ領域として、前記１データ領域にドット位置ずれ補正をかけることによって、紙サイズによる有効書込開始位置を少ないデータ量で高精度に設定可能となる。
【００９６】
また、各紙サイズにおける有効書込領域内を複数のデータ領域に分割することによって紙サイズ毎に最小限の位相データ量で高精度なドット位置ずれ補正が可能となる。図１８では、各紙サイズ（Ｂ５，Ａ４，Ｂ４，Ａ３）毎に、有効書込領域内のデータ領域を変更しており紙サイズに合わせた最小限の位相データによるドット位置ずれ補正が可能となる。
【００９７】
次に、図１８により、紙サイズによらずに有効書込領域の中心位置が、有効書込領域の中点と略同一位置にあるとき、データ領域を、有効書込開始位置と、最大有効書込開始前領域と、有効書込領域に分割する実施例を説明する。
【００９８】
本実施例は、光源から出力される光束を、偏向器により走査方向に沿って被走査媒体上を走査させるとき、被走査媒体上の有効なデータ書込み期間である有効書込領域と、有効書込領域を決める書込開始位置、書込終了位置を決定する領域を、書込開始側の検出手段１から書込開始位置までの領域を書込開始位置補正領域、書込終了側の検出手段２から書込終了位置までの領域を書込終了位置補正領域と定義したときに各３種類の領域毎に位相データを与える領域を更に分割するものである。
【００９９】
図１８において、光源から出力される光束が、水平方向の矢印向きに走査光として繰り返し走査する場合を考える。
走査光は周期的に走査しているが、走査開始後は第一に図中、被走査媒体左にある検出手段１を通過し、走査光通過時に検出手段１よりＰＤ検出信号が得られる。その後走査光は被走査媒体上を走査し、検出手段２を通過し、同様にＰＤ検出信号が得られる。通常画像形成装置においては上記ＰＤ検出信号は信号反転して検出手段の信号入力直後に信号が立ち下がる位相同期検知信号として用いられる。このとき位相同期検知信号の検出手段１から検出手段２までの立下り期間にＨＩとなる信号をＷＥ１、被走査媒体上の画像を形成する領域を有効書込領域として検出手段１側を書込開始位置、検出手段２側を書込終了位置としたとき、両位置間でＨＩとなる信号をＷＥ２とする。このとき書込開始位置を精度良く決定するため、例えばＷＥ１信号の立ち上がりから２０００ドット分を書込開始位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、光学系や偏向器によるドット位置ずれを補正して高精度な書込開始位置設定が可能となる。同様にして書込終了位置を精度良く決定するため、同様にＷＥ１信号の立下りから２０００ドット前までを書込終了位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、書込開始位置同様に高精度な書込終了位置設定が可能となる。
【０１００】
また、書込開始位置−書込終了位置間となる有効書込領域では上記２領域とは別にデータ領域を設定して位相データを与えることにより、装置全体としては書込開始位置補正領域、書込終了位置補正領域ではデータ領域数を少なく、有効書込領域ではデータ領域数を少なくする構成によりデータ量やメモリを削減した構成が可能となる。
【０１０１】
次に、本発明の光走査装置における更に別の実施例を図１９に示す。本実施例は、先の図１３と同様に、平板ガラスなどの透明部材２０６の第一面における反射光を走査方向に配置された反射部材２０９、２１０、２１１で更に反射させ、一つの検出器１０５で検出するものである。図１９において、半導体レーザ２０１から発光されたレーザは、ポリゴンミラー２０４が回転することにより偏向走査され、走査レンズを介して被走査媒体（感光体）２０７上に光ビームスポットを形成し、静電潜像画像を形成する。
【０１０２】
図１９では、検出手段として、書込開始位置側と終了位置側の２ヶ所と、書込領域内の略中央の１ヶ所に反射部材２０９，２１０，２１１を設け、及び、これら反射部材２０９，２１０，２１１で反射されるビームを受光する一つの検出器１０５で構成し、ポリゴンミラー２０４の偏向器にて偏向走査されるビームが光検出手段を横切る走査時間を計測し、ドット位置ずれ検出・制御部１１０において、この計測された走査時間の変動量に基づき、予め記録されたルックアップテーブル等から主走査のドット位置の補正量を設定する。この補正量データに基づき画素クロック生成部１２０により位相シフトされた画像クロックを生成し、該画素クロックに基づき、画像処理部１３０より生成された画像データに従い、ＬＤ駆動信号生成部１４０、ＬＤ駆動部１５０を介し半導体レーザ２０１の発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体上のドット位置を任意位置に制御することができる。
【０１０３】
先に述へたように、画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックの周期を変化させる画素クロック生成手段を構成することにより、位相データにより特定の画素クロックの周期を変化させることが可能となり、主走査ドット位置ずれを高精度に補正することができる。
【０１０４】
図１９の光走査装置における主走査ドット位置を任意の位置に補正する方法の実施例を図２０、図２１に示す。
図２０、図２１において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する機能を有する画素クロック生成装置において、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上での画素クロックは偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と定義している。
【０１０５】
図２０（Ａ）〜（Ｃ）に、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示した主走査位置ずれ量の図を示す。図３（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【０１０６】
図１９やその他の実施例における検出器は、例えば、図２２（ｂ）に示すように三角形状のＰＤまたは、ＰＤの直前に配備された三角形状のスリットと、図２２（ａ）に示す四角状のＰＤなどの組み合わせにより構成される。このとき、ＰＤがビームを検知する時間（図中のｔ１，ｔ２）を検知することにより、副走査方向の位置を計測でき、ビームがＰＤに入ることによる立ち上がりを検出することにより、各反射部材によるビームの検出の時間差を計測できる。
【０１０７】
例えば、図１９の実施例において、反射部材１−反射部材３を介した反射光による検出手段（検出器１０５）における検出時間差をｔ３、反射部材３−反射部材２を介した反射光による検出手段における検出時間差をｔ４としたとき、計測された時間差（ｔ３，ｔ４）と、各検出開始時間から高周波クロックをカウントするカウント手段の出力カウント数を比較するなどの方法によって、同期検知時間を高精度に測定でき、同期検知時間に基づいて主走査方向の倍率誤差の補正が可能になる。
【０１０８】
なお、同期検知の精度は主走査方向に配置された反射乃至は反射・透過部材の数が多いほど、検知手段の個所におけるドット位置を高精度に補正することができるが、信号処理が複雑になったり、データが多くなり処理が重くなることもあり最適な数に設定することが望ましい。
【０１０９】
図２３に、その一実施例を示す。図２３は、図１９における３個の反射部材２０９、２１０、２１１を６個に増やした場合の実施例を示しており、２２１〜２２６に示す反射部材１〜６のそれぞれによる反射光が検出手段（検出器１０５）に集光され、偏向器により偏向走査された光束の走査に伴い、各反射部材による反射光が検出手段で検出される。また、本実施例においては、複数の反射部材２２１〜２２６と一つの検出器１０５とを略同一の支持体２３０上に配置することにより、温度変動や環境変動による、反射部材、検出手段の位置、向きの変動を低減することが可能となり、より高精度な主走査ドット位置検出及び主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１１０】
また、図１９やその他の実施例における光束を反射する機能を有する反射部材としては、ガラス、プラスチック等の透明部材の一面に反射材を構成したものやミラーなどがあり、光束を反射及び透過の両方の機能を有する反射・透過部材としては、ガラス、プラスチック等の透明部材などがある。これら部材の形状としては、平行平板形状とすることにより光束の反射および透過方向を容易に制御できる。また、反射部材のみで構成する場合には、反射率の高い部材で構成し、反射・透過部材も用いた構成の場合には、反射率が高く、透過率も高い部材を用いることが望ましい。
【０１１１】
本発明の光走査装置における更に別の実施例を図２４に示す。本実施例は、複数の反射部材、もしくは反射・透過部材からの反射乃至は透過光束が、重複する領域を有することを特徴とする光走査装置である。
【０１１２】
図２４に示すように、反射・透過部材２０６で反射された反射光は、複数の反射部材及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１にて更に反射及び透過された後、一つの検出器１０５へ導かれている。本実施例の特徴は、光束が複数の反射及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１を反射、透過した後に検出１０５に導かれる構成をなす点であり、本構成により反射及び反射・透過部材２０９，２１０，２１１と検出器１０５により構成される検出系のレイアウトをコンパクトに構成することが可能となり、光走査装置の小型化につながる。
【０１１３】
なお、図２４の構成において、透過光束が重複する領域を有する構成により、透過光束により反射・透過部材を光束が透過する回数が異なり、その結果反射・透過部材の透過率による検出器における検出信号の振幅値が異なってしまう。そこで反射・透過部材の透過率を考慮して、透過する回数の多い反射・透過部材による反射光より得られる検出信号は、透過による光量減衰分だけ、信号振幅を大きく補正することにより、各像高における同期検知信号を高精度に検出するものである。
【０１１４】
次に、図２５により、複数の反射・透過部材から検出器へ向かう光束が重複する領域を有する場合に、光束毎に検出信号の振幅補正を行う必要があることを説明する。図２５の構成は、先の図１５と同様に、走査光束を反射部材１、反射・透過部材２、３で反射する位置の３ヶ所で検出するものである。ここで、２０９，２１０，２１１、各部材を介して検出器１０５に入射する光束の光路長をそれぞれ光路長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とする。このとき光路長Ｌ２の光束は２１０の反射・透過部材２の反射光が直接検出器１０５に入射しているが、光路長Ｌ３の光束は、２１１の反射・透過部材３で反射された後、２１０の反射・透過部材２を透過した後、検出器１０５に入射される。同様に、光路長Ｌ１の光束は、２０９の反射部材１で反射された後、２１１，２１０の反射・透過部材３，２を透過した後検出手段に入射される。よって、反射・透過部材２，３の透過率をそれぞれＴ２，Ｔ３（Ｔ２，Ｔ３＜１）としたとき、光路長Ｌ３の光束はＴ２倍、光路長Ｌ１の光束はＴ２×Ｔ３倍の光量になり、検出手段で信号検出される際に本来信号検出される信号の振幅値は一定であるはずが、透過率の分低下してしまう。
【０１１５】
そのため、振幅低下による同期検知信号の立ち上がり、立下り特性の低下、同期検知時間ずれなどが引き起こされると考えられる。本発明では、上記不具合を改善するため反射・透過部材を透過することによる信号の振幅低下を補正することにより、高精度な同期検知を行い、同期検知信号に基づいて高精度な主走査ドット位置ずれ補正を行うものである。
【０１１６】
なお、図１９の実施例においては、各反射部材２０９，２１０，２１１を介して検出器１０５に入射するまでの光束の光路長を略同一となるように、反射部材２０９，２１０，２１１及び検出器１０５を配置する構成により、各反射部材を経由する際に生じる時間差等の誤差を生じることなく、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１１７】
また、図１９や図２４の構成において、複数の反射部材又は反射・透過部材から検出器へ向かう光束により得られる検出信号の検出タイミングを、各反射部材又は反射・透過部材を走査光が走査した際に得られる検出信号毎に補正を行うことができる。例えば、図１９の構成の場合、２０９〜２１１の反射部材１、２、３を介して検出器１０５へ導かれる光束の光路長が、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３とするとき、光路長の差分だけ、検出器１０５により検知される同期検知信号のタイミングをずらすことにより、高精度な同期検知信号を得ることが可能となる。また、図２４の構成の場合は、図２５において光路長がＬ１＞Ｌ２＞Ｌ３の場合、Ｌ３を基準信号として、Ｌ１、Ｌ２のタイミングをＬ３との光路差だけ補正することにより、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１１８】
次に、図１９や図２４の光走査装置において、検出タイミングの補正を光路長が最も長い像高での検出タイミングを基準として行う方法を図２５、図２６により説明する。
【０１１９】
図２５において、光路長の長い順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係が成り立つ。また、反射及び反射・透過部材１、２、３をそれぞれ光が走査したときに検出手段にて得られる検出信号をそれぞれ検出信号１、２、３とする。このとき、図２６に示すように、Ｌ１における検出信号を基準信号としたとき、Ｌ２、Ｌ３の光束は光路長の差分だけそれぞれｔｄ２，ｔｄ３だけ検出信号が早まる。よってＬ１による検出信号に対して、Ｌ２及びＬ３による検出信号を遅延させることにより光路長による時間差の影響を低減した同期検知信号を、高精度に得ることが可能となる。また、その結果、高精度な同期検知信号に基づいて、主走査ドット位置ずれ量を高精度に補正することが可能となる。
【０１２０】
図２４の光走査装置における走査光学系の一実施例を図２８に示す。本実施例は、ビームスプリッタ２０６′により被走査面２０９に向かう光束と、検出手段に向かう光束を異なる方向の光束に分離して検出するものである。また、本実施例では、反射又は反射・透過部材２０８，２１２が追加された構成となっている。
【０１２１】
ビームスプリッタ２０６′は一対の直角三角形のプリズムを２個接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタに入射した光は、ハーフミラー面においてその一部が透過し、透過光はそのまま直進して被走査媒体上を走査する。一方、ハーフミラー面で反射された光は、図２４（ｂ）に示すように下方へ屈曲して反射光を形成する。被走査媒体２０７上を走査する光束と検出器１０５で検出される光束をビームスプリッタ２０６′で光束分離することで、同時にかつ異なる方向の光束が検出可能となる。
【０１２２】
本構成により、ポリゴンミラー２０４の回転によるレーザ光の被走査媒体２０７上での第１の走査と共に、ビームスプリッタ２０６′のハーフミラー面での反射光により、被走査媒体面とは異なる方向、位置において第２の走査が行われるので、その第２の走査ライン上に２０８〜２１２の反射及び反射・透過手段１、２、３、４、５を構成し、反射及び透過光束を検出器１０５により検出することにより、ポリゴンモータの回転速度に伴い、同期検知信号を得ることができる。
【０１２３】
次に図１９の光走査装置における走査光学系の一実施例を図２８に示す。本実施例は、図２８に示すように被走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の反射または反射・透過部材２０９，２１０，２１１で反射し検出器１０５により検出する構成において、前記複数の反射または反射・透過部材２０９，２１０，２１１が主走査方向に配置されているとき、２０９，２１０の最端部にある前記反射または反射・透過部材同士の間隔を、被走査面の有効書込開始位置及び終了位置に走査した際の信号検出間隔と略同一に構成することを特徴とするものである。
【０１２４】
本実施例によれば、図２９に示すように、有効書込領域の開始及び終端のタイミングで、リアルタイムに光束を検出可能であり、検出信号１、検出信号２間が有効書込領域をなし、位相同期検知や主走査ドット位置補正をリアルタイムに高精度に行う事が可能となる。
【０１２５】
また、他の実施例との大きな相違点は、有効書込領域内を正確に同期検知で検出する構成により、同期検知から有効書込領域までの時間差が生じてその間に発生する主走査ドット位置ずれなどの影響を受けることなく、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１２６】
次に、図１９、図２４の光走査装置において、画素クロック１周期を１単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相データを与えて、主走査ドット位置を補正する方法を図２１により詳述する。
【０１２７】
先に述べたように、図２１において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する機能を有する画素クロック生成装置において、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上の静電潜像には偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と定義している。
【０１２８】
図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。図２１（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。また、画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【０１２９】
このとき位相シフトを行う位相シフトデータを与えるために、連続した複数の画素クロックをデータ領域として、有効走査期間内のデータを複数の領域に分割し、各領域毎に位相シフトデータを設定することにより、各画素毎に位相シフトデータを与えて主走査位置ずれを補正する場合に比べ、データ量を減らすことが可能となる。
【０１３０】
図４１に本実施例におけるデータ領域へのデータ設定方法の一具体例を示すが、その説明はここでは省略する。
【０１３１】
例えばプリント動作中に計測された２点間の走査時間を基にルックアップテーブル上の主走査ドット位置ずれが図２１（Ａ）で表されるような場合、図２１（Ｂ）〜（Ｃ）で示すように、全画像データを複数の領域に分割し、各々のデータ領域の主走査ドット位置ずれ量の代表値（平均値など）を補正値とすることにより、メモリ容量を増やすことなくドット位置ずれを良好に補正することが可能である。
【０１３２】
ここで例えば画素クロックの位相を±１／８ドットシフト単位でシフトした場合は、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となり、１２００ｄｐｉ書込みの場合、有効書込み幅内の主走査位置ずれは２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【０１３３】
次に、図２１、図２８により、データ領域が、複数の反射・透過部材、検出器による検出タイミングに連動して設定する実施例について説明する。
先に述べたように、図２８は図２４の光走査装置において、透明部材２０６からの反射光を２０９，２１０，２１１の反射または反射・透過部材１，２，３で反射し、その反射光を検出する検出器１０５で構成される。また、２０９，２１０の反射または反射・透過部材１，２からの反射光を検出手段で検出するタイミングは、感光帯上の有効書込領域の書込開始及び終了位置を走査するタイミングと略同一タイミングとなるように反射または反射・透過部材が配置されている。
【０１３４】
反射または反射・透過部材１，３からの反射光を検出器で検出するタイミングを書込開始位置側補正領域、反射または反射・透過部材３，２からの反射光を検出器で検出するタイミングを書込終了位置側補正領域として、各々の領域は８０００ドットで構成されている場合を考える。このとき各領域の走査開始位置のドット位置は検出器からの検出信号により高精度に同期が取れているが、検出信号間は光学系や偏向器等のバラツキによりクロックに変動が生じる。そこで各領域毎に位相シフトデータを与えることにより、本実施例では例えば８０００ドットのうち任意の１０ドットについて−１／１６ドットずつ位相シフトを行う位相シフトデータを与えて位相シフトを行うことにより、検出手段間の領域毎に高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１３５】
本実施例は、検出器へ光束を導く反射または反射・透過手段が３つの場合であるが、反射または反射・透過部材の数を増やすにつれて、前記部材位置におけるドットを高精度に書込むことが可能となる。
【０１３６】
例えば、図２１において、図２１（Ｂ）は検出手段１，３間及び３，２間をそれぞれ１５分割した例、図２１（Ｃ）は検出手段１，３間及び３，２間をそれぞれ９分割した例である。図２１（Ｂ）のようにデータ領域の分割数を大きくすることにより、データ領域間のずれ量が小さくなり、高精度なドット位置ずれ補正が可能となる。また、図２１（Ｃ）のようにデータ領域の分割幅を変えて領域数を少なくした場合にも同様に高精度なドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１３７】
次に、図２１により、複数の検出器、反射・透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、位相データを補正する実施例を説明する。
図２１において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する機能を有する画素クロック生成装置において、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上の静電潜像には偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を０とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比１，−１と定義している。
【０１３８】
図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。図２１（Ａ）の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が０近傍では変化量が小さい特性がある。画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±１／８ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。また１２００ｄｐｉ書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、２．６μｍ（２１．２μｍ／８）にまで低減できる。
【０１３９】
図３０に、本発明の光走査装置における更に別の実施例の構成図を示す。本実施例は、図１の光走査装置の光源として、複数の半導体レーザを光学的に合成、またはモノシリックな半導体レーザアレイで構成されたマルチビーム光源を使用したマルチビーム走査装置の構成例を示す。
【０１４０】
図３０では、半導体レーザをｎ＝２個用いコリメートレンズの光軸Ｃを対称として副走査方向に配置される。半導体レーザ３０１、３０２はコリメートレンズ３０３、３０４との光軸を一致させ主走査方向に対称に射出角度を持たせ、ポリゴンミラー３０７の反射点で射出軸が交差するようレイアウトされている。各半導体レーザ３０１，３０２より射出した複数のビームはシリンダレンズ３０８を介してポリゴンミラー３０７で一括して走査され、ｆθレンズ３１０、トロイダルレンズ３１１により感光体上に結像される。画像処理部１３０のバッファメモリには各発光源ごとに１ライン分の印字データが蓄えられ、ポリゴンミラー１面毎に読み出されて、２ラインずつ同時に記録がおこなわれる。
【０１４１】
図３１はマルチビーム光源ユニットの一実施例の構成図を示す。半導体レーザ４０３、４０４は各々主走査方向に所定角度、実施例では約１．５°微小に傾斜したベース部材４０５の裏側に形成した図示しないかん合穴４０５−１、４０５−２に個別に円筒状ヒートシンク部４０３−１、４０４−１をかん合し、押え部材４０６、４０７の突起４０６−１、４０７−１をヒートシンク部の切り欠き部に合わせて発光源の配列方向を合わせ、背面側からネジ４１２で固定される。また、コリメートレンズ４０８、４０９は各々その外周をベース部材４０５の半円状の取付ガイド面４０５−４、４０５−５に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着される。実施例では、上記したように各々の半導体レーザからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線に沿ってかん合穴４０５−１、４０５−２および半円状の取付ガイド面４０５−４、４０５−５を傾けて形成している。ベース部材４０５はホルダ部材４１０に円筒状係合部４０５−３を係合し、ネジ４１３を貫通穴４１０−２を介してネジ穴４０５−６、４０５−７に螺合して固定され光源ユニットを構成する。
【０１４２】
上記した光源ユニットは、光学ハウジングの取付壁４１１に設けた基準穴４１１−１にホルダ部材の円筒部４１０−１をかん合し、表側よりスプリング６１１を挿入してストッパ部材６１２を円筒部突起４１０−３に係合することでホルダ部材４１０は取付壁４１１の裏側に密着して保持される。この時、スプリングの一端を突起４１１−２に引っかけることで円筒部中心を回転軸とした回転力を発生し、回転力を係止するように設けた調節ネジ６１３により、光軸の周りθにユニット全体を回転しピッチを調節する。アパーチャ４１５は各半導体レーザ毎にスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定する。
【０１４３】
図３２はマルチビーム光源ユニットの第２の実施例を示し、４個の発光源を持つ半導体レーザアレイ８０１からの光ビームをビーム合成手段を用いて合成した例を示す。基本的な構成要素は図３１と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１４４】
図３３に、本発明の光走査装置における更に別の実施例の構成図を示す。本実施例は、図１９の光走査装置の光源として、複数の半導体レーザを光学的に合成、またはモノシリックな半導レーザアレイで構成されたマルチビーム光源を使用したマルチビーム走査装置の構成例を示す。図３３の構成は先の図３０と同様であり、また、マルチビーム光源ユニットも図３１、図３２と同様であるまで、説明は省略する。
【０１４５】
ここでは、図３３のマルチビーム走査装置により、２光源より出射される一方の光束を走査光とし、他方の光束を参照として、同じ偏光器により偏光された光束を、走査光は被走査面へ、参照光は被走査光とは異なる被検出面にそれぞれ導びき、参照光を使用して位相補正する実施例について説明する。
【０１４６】
図３３においては、書込用の光源となる走査光源用半導体レーザ３０２から出射された光束は、コリメータレンズ３０４、シリンダーレンズ３０６などを介してポリゴンミラー３０７で偏向され、ｆθレンズ３０８を通った後、反射部材３０９を介して、感光体３１０に入射される。ここで、書込用光源３０２とは別個に、走査信号の位相同期検知を行う参照用光源用レーザ３０１用光源が設けられている。
【０１４７】
この参照光源用ＬＤ３０１は、走査光源用ＬＤと主走査方向には同一方向に向けて光束を出射させるものであり、ポリゴンミラー３０７の同一反射面において上下方向（副走査方向）にある間隔で入射するように配置されている。よって参照光源用ＬＤ３０１からの光束もポリゴンミラー３０７により偏向走査され、ｆθレンズ３０８を通った後、透明部材３０９を介し感光体３１０と等価位置である被検出面上に配置された３１１，３１２，３１３反射部材１、２、３で反射した光が検出器３１４を走査する。検出器３１４を走査した光束により検出信号及び同期検知信号が得られ、同期検知信号の時間幅に基づいて、主走査ドット位置ずれ量を高精度に補正することができる。
【０１４８】
書込用光源３０１からの出射光における光源から被走査媒体までの光路長をＬ１，Ｌ２，Ｌ３、参照用光源３０２からの出射光における光源から反射部材１，２，３を介して検出器３１４に至るまでの光路長をＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’としたとき、両者の光路長をそれぞれ略同一光路長になるように配置することにより、光路差による走査時間誤差などの変動を受けることなく、参照光源及び検出手段より得られる位相同期信号に基づいて、高精度なドット位置補正が可能となる。 また、走査光を出射する走査光源と、参照光を出射する参照光源に略同一波長の光源を構成することにより光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１４９】
走査光を出射する走査光源と、参照光を出射する参照光源として、例えば光源に半導体レーザを用いた場合等に同一ロットのもので光源を構成することにより、光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１５０】
また、上記構成において同一ロット中の近接配置にあるもの同士を構成することにより、より波長差の小さい光源を構成することが可能となり、光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１５１】
なお、走査光を出射する走査光源と、参照光を出射する参照光源として略同一波長の光源を有する半導体レーザアレイを構成する場合の実施例を図３４に示す。本実施例では走査光源をＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４、参照光源をＬＤ５としたとき、走査光源の各ＬＤ同士の間隔に対して参照光源との間隔を大きくすることにより、参照光源の光束分離を容易にする構成をなすものである。本構成により、光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１５２】
図３５に、これまで説明してきた光走査装置及び画像形成装置を、複数の感光体を有する多色対応の画像形成装置であるタンデムカラー機に適用した実施例を示す。ただし、図３５では本発明に関係する副走査断面の構成例のみを示している。図３５中、５０１はポリゴンミラー、５０２は走査レンズ１，５０３，５０４は折返しミラー、５０５は走査レンズ２、５０６は折返しレンズ、５０７は半透明部材、５０８は感光体、５０９は検出器である。他の光学系も同様である。また、５１０は中間転写ベルトである。
【０１５３】
図３５では、ポリゴンミラー５０１を２段として走査光学系を上下に配備し、さらに走査光学系を偏向手段を中心とし、対向させて配備することにより、４つの被走査面に対応させた各走査光学系を配備している。このとき、有効画角の外の両側に配備されたミラーによりビームを各検出器に導光する。また、中間転写レベル５１０上に計測用のパターン像を形成し、各走査光学系毎に複数個配備されたセンサを用いて各色毎のドット位置を計測する。このとき、これまで説明したような補正を行うことにより高精度かつ経時変化に対応したドット位置補正が可能になる。
【０１５４】
タンデムカラー機はシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの各色に対応した別々の感光体が必要であり、光走査光学系はそれぞれの感光体に対応して、別の光路を経て潜像を形成する。したがって、各感光体上で発生する主走査ドット位置ずれは異なる特性を有する場合が多い。そこで、これまで説明したような光走査装置を、タンデムカラー機に展開することにより、主走査ドット位置ずれが良好に補正された高画質な画像を得ることができる。特に画質の面では各ステーション間の色ずれを効果的に低減した、色再現性の良い画像が得られる。
【０１５５】
例えばタンデムカラー機において、ステーション間の色ズレが数１０μｍ程度発生している場合、主走査位置ずれ量が１／８ドットを越えた画素クロックにおいて位相シフトをかけ主走査位置ずれの補正を行うことで、１２００ｄｐｉであれば１／８ドット相当である約２．６μｍ（２１．２μｍ／８）までドット位置ずれ量を低減できる。
【０１５６】
本発明では、各ドット毎にずらし量を画素データに与えると、画素データのビット数が増え、データ転送上重くなるため位相シフトによりドットをずらすパターンを、データ領域毎に位相データを与える形式によって複雑なデータの与え方をせずとも高精度なドット位置補正が可能となる。
【０１５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、低コスト、省スペースで、なおかつ、簡単な構成で経時的なドット位置補正を可能にするための計測ができ、高精度なドット位置補正が可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光走査装置の一実施例の全体構成図である。
【図２】光走査光学系のドット位置ずれを説明する図である。
【図３】本発明によるタイミング図の実施例を示す図である。
【図４】本発明による主走査ドット位置ずれを説明する図である。
【図５】本発明によるタイミング図の別の実施例でを示す図である。
【図６】本発明による主走査ドット位置ずれを説明する図である。
【図７】光検出器の構成例を示す図である。
【図８】本発明の光走査装置の別の実施例を示す全体構成図である。
【図９】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図１０】本発明による主走査ドット位置ずれを説明する図である。
【図１１】本発明による光走査光学系の実施例を示す図である。
【図１２】検出器の配列の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の光走査装置の別の実施例の全体構成図である。
【図１４】本発明による光走査光学系の別の実施例を示す図である。
【図１５】反射・透過部材及び検出器の配置の構成例を示す図である。
【図１６】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図１７】本発明によるデータ領域分割の実施例を示す図である。
【図１８】本発明によるデータ領域分割の別の実施例を示す図である。
【図１９】本発明の光走査装置の別の実施例の全体構成図である。
【図２０】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図２１】本発明による主走査ドット位置ずれ補正を説明する図である。
【図２２】検出器の構成例を示す図である。
【図２３】複数の反射部材と検出器の配置の構成例を示す図である。
【図２４】本発明の光走査装置の別の実施例を示す全体構成図である。
【図２５】複数の反射・透過部材と検出器の配置の別の構成例を示す図である。
【図２６】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図２７】本発明による光走査光学系の別の実施例を示す図である。
【図２８】本発明による光走査光学系の更に別の実施例を示す図である。
【図２９】本発明による主走査ドット位置ずれ補正を説明する図である。
【図３０】本発明による光走査装置の別の実施例を示す全体構成図である。
【図３１】マルチビーム光源ユニットの実施例を示す図である。
【図３２】マルチビーム光源ユニットの別の実施例を示す図である。
【図３３】本発明による光走査装置の別の実施例の全体構成図である。
【図３４】マルチレーザヘッドの構成例を示す図である。
【図３５】本発明の光走査装置を適用したタンデムカラー機の主要部の構成例を示す図である。
【図３６】本発明で用いられる画素クロック生成装置の実施例のブロック図である。
【図３７】図３６中の画素クロック生成回路の一実施例の詳細構成図である。
【図３８】図３７の動作タイミング図である。
【図３９】位相シフト量と位相データの対応表を示す図である。
【図４０】画素クロック生成装置における位相シフト補正方法を説明する図である。
【図４１】画素クロック生成装置の動作例を示す図である。
【図４２】本発明で用いられる画素クロック生成装置の他の実施例のブロック図である。
【図４３】従来の光査装置、画像形成装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１００ 高周波クロック生成部
１０１，１０２ 検出器
１１０ ドット位置ずれ検出・制御部
１２０ 画素クロック生成部
１３０ 画像処理部
１４０ ＬＤ駆動信号生成部
１５０ ＬＤ駆動部
２００ 光走査光学系
２０１ 半導体レーザ
２０２ コリメータレンズ
２０３ シリンダーレンズ
２０４ ポリゴンミラー
２０５ 走査レンズ
２０６ 透過部材
２０７ 感光体
Claims (30)
- 光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、
前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に検出される第二の検出信号に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする光走査装置。 - 光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、
前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に検出される第二の検出信号と、有効書込開始位置と略同一位置を光束が走査した際に検出される第三の検出信号に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１又は２記載の光走査装置において、
被走査面と略同一位置に走査した光束を、被検出面に配列した複数の検出部により検出する検出手段を有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１又は２記載の光走査装置において、
被走査面と略同一位置に走査した光束を、被検出面に配列した複数の反射乃至は反射・透過部材を介して一つの検出部で検出する検出手段を有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１又は２記載の光走査装置において、
画素クロック１周期を１単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相データを与えることを特徴とする光走査装置。 - 請求項５記載の光走査装置において、
被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際と、有効書込開始位置と略同一位置を光束が走査した際の検出位置間を有効書込開始位置決定領域として１データ領域とすることを特徴とする光走査装置。 - 請求項５記載の光走査装置において、
任意の一定数の連続した画素クロック信号から構成するデータ領域毎に位相データを設定することを特徴とする光走査装置。 - 請求項５記載の光走査装置において、
主走査ドット位置ずれの変化量が大きいときはデータ領域の分割幅を狭く、変化量が小さいときはデータ領域の分割幅を広くすることを特徴とする光走査装置。 - 請求項５記載の光走査装置において、
有効書込領域の長さが複数パターンに変更でき、有効書込開始位置が複数パターンに共通して一定位置となる場合に、データ領域の終端が有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定することを特徴とする光走査装置。 - 請求項９記載の光走査装置において、
紙サイズ情報に基づいて、データ領域の終端が有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定することを特徴とする光走査装置。 - 請求項５記載の光走査装置において、
有効書込領域の長さが複数パターンに変更でき、有効書込領域の中点が複数パターンに共通して一定位置となる場合に、データ領域の始端及び終端がそれぞれ有効書込開始位置及び有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１１記載の光走査装置において、
光源から出力される光束を、偏向器により走査方向に沿って被走査媒体上を走査させるとき、書込開始側、及び書込終了側で光束を検出する検出手段を設け、各検出手段から有効書込領域までの領域を夫々有効書込開始位置補正領域、有効書込終了位置補正領域とし、各領域を単一のデータ領域で構成することを特徴とする光走査装置。 - 請求項３又は４記載の光走査装置において、
複数の検出部、あるいは複数の反射乃至反射・透過部材と検出部を、略同一の支持体に保持することを特徴とする光走査装置。 - 光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、前記被走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の反射乃至は反射・透過部材を介して一つの検出部で検出する検出手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、
前記複数の反射乃至透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４記載の光走査装置において、
複数の反射乃至反射・透過部材から検出手段へ向かう光束が重複する領域を有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４又は１５記載の光走査装置において、
複数の反射乃至は反射・透過部材から検出部へ向かう光束が重複する領域を有し、光束毎に検出信号の振幅補正を行うことを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４記載の光走査装置において、
複数の反射乃至反射・透過部材から検出部へ向かう光束の光路長を略同一とすることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４記載の光走査装置において、
複数の反射乃至反射・透過部材から検出部へ向かう光束により得られる検出信号の検出タイミングを各反射乃至は反射・透過部材を走査光が走査した際に得られる検出信号毎に補正を行うことを特徴とする光走査装置。 - 請求項１８記載の光走査装置において、
検出タイミングの基準信号として、反射乃至反射・透過部材を介した光路長が最も長い光束を検出する信号検出タイミングを設定することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４乃至１９のいずれか１項記載の光走査装置において、
導光手段は、偏向器によって偏向された光束を分割することにより、被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く光束分割手段により構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４乃至１９のいずれか１項記載の光走査装置において、
導光手段は、２種類の光源より出射される走査光と参照光とからなり、同じ偏向手段により偏向された光束を、走査光は被走査面へ、参照光は前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、
走査面と略同一位置に走査した光束を反射または透過する複数の反射乃至反射・透過部材を介して検出部に入射する検出系と、
高周波クロック生成手段から生成される高周波クロックに基づき、画像形成を行う画素クロックの各ドットにおける信号の位相を、位相データに基づいてシフトする機能を有する画素クロック生成手段と、
を有し、前記検出部を光束が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４乃至２１のいずれか１項記載の光走査装置において、
被走査面と略同一位置に走査した光束を反射または透過する複数の反射乃至反射・透過部材を介して検出部に入射する検出系において、
前記検出手段の走査方向の最端部にある前記部材同士の間隔を、前記被走査面の有効書込開始位置及び終了位置に走査した際の信号検出間隔と略同一に構成することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４乃至２１のいずれか１項記載の光走査装置において、
画素クロック１周期を１単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相データを与えることを特徴とする光走査装置。 - 請求項２２又は２３記載の光走査装置において、
データ領域は、複数の検出タイミングに連動して設定することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４記載の光走査装置において、
複数の反射乃至反射・透過部材と検出部を、略同一の支持体に保持することを特徴とする光走査装置。 - 光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の反射乃至反射・透過部材を介して一つの検出手段で検出する検出部と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックの周期を変化させる画素クロック生成手段とから成る光走査装置において、
前記複数の反射乃至透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする光走査装置。 - 光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の反射乃至は反射・透過部材を介して一つの検出部で検出する検出手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックをカウントする計数手段と、前記計数手段の計数値と画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データを比較する比較手段と、前記比較手段の結果に基づいて画素クロックの遷移を行う画素クロック制御手段とから成る光走査装置において、
前記複数の反射乃至透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする光走査装置。 - 複数の光源と、前記複数の光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査媒体に導く導光手段を有することを特徴とする請求項１乃至２７のいずれか１項記載の光走査装置。
- 請求項１乃至２８のいずれか１項記載の光走査装置を具備し、被走査体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１乃至２８のいずれか１項記載の光走査装置を具備し、複数の被走査媒体を有するタンデムカラー機に対応することを特徴とする画像形成装置。
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