JP2005088551A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体ドラムの偏心により、感光体ドラム上の各ビームに対応した画像開始間隔が変動するのを防止することにより、２本の光ビームの書き込み開始各画素間隔（繋ぎ目）を確実、容易に調整すること。
【解決手段】 感光体ドラム１０がドラムの偏心等により上下動し、主走査方向の書き込み開始位置が変動する（図６）。検出用ライン画像１６ｎを作成するに当たり、同一タイミングでＬＤを制御し作成しても、上下動で書き込み開始位置が変動し、その変動量と同じだけ主走査方向のライン間隔が変動する。その様子と補正の関係を図９に示してある。間隔検出用ライン１６ｎをライン間隔センサ１５により検知することにより、そのライン間隔変動を検出する。各ライン間隔：補正前はドラム信号を基点にドラム一周分検出される。補正値とはライン間隔を適正値にするためにライン間隔をどれだけ変更すればよいかを示す値である。
【選択図】 図６

Description

本発明は、複数の光ビームを繋ぎ合わせて使用する画像形成装置の光ビ−ム位置調整に関する。

デジタル複写機やファクシミリ装置において、光ビームを用いた走査装置が広く用いられている。この光ビーム走査装置では、ビームにより被走査面の走査を行うため、ビームの走査領域をある程度以上に広くするには光学的な限界がある。そこで、光ビームの利点を生かしつつ、その限界を克服する技術が種々提案されている。
特許第３２８７２８９号 特開平１０−２０２２１号 特開２０００−２３５１５５ 特開２０００−２６７０２７

特許文献１に記載の技術は、画像形成装置及び分割光走査装置の制御に関し、光ビームの主走査方向に複数の部分露光範囲を持ち、各部分露光範囲は別の光ビームが露光する（分割走査）。さらに、隣り合う部分露光範囲が重なりあっている重複露光範囲を持ち、その重複部分の現像後の濃度を検出することにより、光ビームの位置関係を判断し、所望の位置関係となるよう制御している。
特許文献２から特許文献４に記載の発明は３件ともに同期センサ、光ビーム位置センサを持ち、主走査ライン方向に複数の光ビームを繋ぐにあたり、光ビーム位置センサの信号に応じて光ビームの点灯位置を変更する技術が開示されている。

ところで、特許文献４の発明では、副走査方向の光ビ−ムの通過位置検出手段（１次元ＣＣＤ）を設け、温度変動によって生じる、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ために生じる）を検出し、２本の繋ぎ目のずれを補正することが提案されている。
このように、光ビームの繋ぎ目のずれを調整するに当たり、２本の光ビームの位置（書き込み開始位置）を正確に検出し、容易に調整できることが光ビームを走査装置を用いた画像形成には重要なことである。

そこで、本発明の第１の目的は、光ビームを分割走査して画像を形成するにあたり、感光体ドラムの偏心により、感光体ドラム上の各ビームに対応した画像開始間隔が変動するのを防止することにより、２本の光ビームの書き込み開始各画素間隔（繋ぎ目）を確実、容易に調整することが可能な光ビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、感光体ドラム上の主、副画像開始位置を同時に精度よく、検出することが可能な光ビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、感光体ドラム上の主、副画像開始位置を検出するに当たり，トナー消費量を極力少なくすることが可能な光ビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供することである。
本発明の第４の目的は、装置の損耗、トナー消費を抑えて、高精度で利便性の高い書き込み開始位置調整が可能な光ビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供することである。

請求項１記載の発明では、感光体上で２本の光ビームの走査ラインを繋げて主走査方向に分割して走査する光ビーム走査装置を用いて画像形成を行う画像形成装置において、各光ビ−ムに対応して光ビームの走査ライン基準位置を検出する同期検出手段と、この同期検出手段により検出された同期検出位置から画像開始位置までの主走査方向の距離を変更する変更手段と、感光体上に主、副走査方向各々に複数の潜像ラインを形成する潜像ライン形成手段と、感光体上に形成された潜像を顕像化する顕像化手段と、この顕像化手段による顕像ラインを検出する顕像ライン検出手段と、この顕像ライン検出手段の出力信号の特定信号間隔を算出することにより主、副走査方向各々のライン画像間隔を検出するライン画像間隔検出手段と、周期的な動作をする感光体を含む部材の動作周期内の回転動作における基準位置を検出する基準位置検出手段と、光ビームの画像書き込み開始位置を前記変更手段で変更することにより、複数本のライン画像間隔を予め定め設定された値にする制御手段とを備え、前記顕像化手段による顕像ラインの形成位置を基準位置検出手段で検出した感光体を含む部材の基準位置と関連付けて形成することにより、前記第１の目的を達成する。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、顕像ライン検出手段により検出する顕像ラインの画像は、主走査方向の平行２本ラインと副走査方向の平行２本ラインを１組とする間隔検知用ラインの複数組により構成されていること特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記ライン画像間隔検出手段において、同一素子で主、副走査方向のライン間隔を同時に検出することにより、前記第２の目的を達成する。

請求項４記載の発明では、請求項１記載の発明において、顕像ライン検出手段が検出する顕像ラインの長さを、前記顕像ライン検出手段が必要とする長さに限定することにより、前記第３の目的を達成する。

請求項５記載の発明では、感光体上で２本の光ビームの走査ラインを繋げて主走査方向に分割して走査する光ビーム走査装置を用いて画像形成を行う画像形成装置において、各光ビ−ムに対応して光ビームの走査ライン基準位置を検出する同期検出手段と、この同期検出手段により検出された同期検出位置から画像開始位置までの主走査方向の距離を変更する変更手段と、感光体上に主、副走査方向各々に複数の潜像ラインを形成する潜像ライン形成手段と、感光体上に形成された潜像を顕像化する顕像化手段と、この顕像化手段による顕像ラインを検出する顕像ライン検出手段と、この顕像ライン検出手段の出力信号の特定信号間隔を算出することにより主、副走査方向各々のライン画像間隔を検出するライン画像間隔検出手段と、周期的な動作をする感光体を含む部材の動作周期内の回転動作における基準位置を検出する基準位置検出手段と、光ビームの画像書き込み開始位置を変更する開始位置変更手段と、この開始位置変更手段で画像書き込み開始位置を変更するための複数の制御値を記憶する記憶手段とを備え、前記記憶手段に記憶される複数の制御値は、前記感光体を含む部材の周期的な回転動作に伴い順次、前記開始位置変更手段による画像書き込み開始位置変更をするために周期ごとに繰り返し使用され、かつその複数の制御値は前記ライン画像間隔検出手段の検出値に応じて更新されることにより、前記第４の目的を達成する。

請求項１記載の発明では、感光体ドラムの回転に応じて書き込み開始位置のドット間隔を検知、調整しているので、感光体の回転によるドット間隔のズレも防止できる。
請求項２記載の発明では、主副各２本計４本のラインの組をドラム周方向に複数設けているので、ドラム周方向で開始位置のドット間隔が変動しても、ドット間隔（主走査方向書き込み開始位置）を精度よく補正できる。
請求項３記載の発明では、ラインの１組を利用して、主副方向のライン間隔を同時に検出できるのでドット間隔（主走査方向書き込み開始位置）補正に必要な補正値を効率的に得ることができる。

請求項４記載の発明では、ラインの各組を作成するに当たり、必要最小限のライン長にしているので、トナー消費や装置の損耗を抑えたドット間隔（主走査方向書き込み開始位置）補正が実施できる。
請求項５記載の発明では、ドット間隔（主走査方向書き込み開始位置）補正に必要な補正値を不揮発メモリに保持しておいてドラムの回転に応じて繰り返し使用し、補正値を得る工程の数を少なくしているので、トナー消費や装置の損耗を抑制でき、画像形成の利便性を高めることができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を、図１ないし図１０を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る光ビーム走査装置の概略構成を示す斜視図であり、デジタル複写機等の画像形成装置の光書き込み装置に用いた例を示している。図１に示す光ビーム走査装置（光書き込み装置）は、光ビームを出射する光源として半導体レーザー（ＬＤ）光源１−１、１−２を２つ備え、各半導体レーザー光源１−１、１−２の出射ビームに対してそれぞれコリメートレンズ２−１、２−２と、シリンドリカルレンズ３−１、３−２が配設されている。
そして、コリメートレンズ２−１、２−２と、シリンドリカルレンズ３−１、３−２を介してそれぞれ導光された２つの光ビームを偏向する複数の偏向面を有する偏向手段として単一のポリゴンミラー４が設けられている。このポリゴンミラー４で偏向された２つの光ビームを被走査面である感光体ドラム１０上にそれぞれ結像する結像手段としては、第１のＦθレンズ５−１、５−２と第２のＦθレンズ６−１、６−２がそれぞれ設けられてている。
さらに、走査方向変更手段として、２系統の光路のそれぞれに２枚のミラー、すなわち第１のミラー７−１、７−２と第２のミラー８−１、８−２が配設されている。

さらにまた、結像光学系の光路上には、第１、第２のミラーにより走査方向を変更された走査光を被走査面である感光体ドラム１０に導くための第３のミラー９−１、９−２が配設されている。
このように図１に示す光ビーム走査装置（光書き込み装置）においては、２系統の光書き込み系を備えており、ポリゴンミラー４は２系統の光書き込み系で共用される構成である。
尚、ここでは偏向手段であるポリゴンミラー４より左側半分の光書き込み系を第１書き込み系Ｉ、右側半分の光書き込み系を第２書き込み系ＩＩと呼ぶものとする。

第１書き込み系Ｉにおいて、図示されない駆動装置に制御されて半導体レーザー（ＬＤ）光源１−１は、画像信号に応じて変調されたレーザー光を発光し、このレーザー光はコリメートレンズ２−１で平行光とされ、コリメートレンズ２−１で平行光とされたレーザービームはシリンドリカルレンズ３−１を経てポリゴンミラー４に入射する。
ポリゴンミラー４は、図示しないモータにより回転されており、ポリゴンミラー４に入射したレーザービームは偏向面で反射され偏向走査される。
そして、ポリゴンミラー４で偏向走査された光ビームは第１、第２のＦθレンズ５−１、６−１によってそれぞれ等角速度偏向から等速偏向に変更され、第１、第２のミラー７−１、８−１により走査方向を変更された後、第３のミラー９−１によって反射されて、被走査面である感光体ドラム１０の方向に導かれ、感光体ドラム１０上の所定の走査位置の中央から一方側の端部に向かって走査する。

また、第２書き込み系ＩＩは、第１書き込み系Ｉと同様の構成であり、第１書き込み系をポリゴンミラー４を中心に１８０°回転させた位置に配置されている。そして、ＬＤ光源１−２から出射したレーザー光はコリメートレンズ２−２で平行光とされた後、シリンドリカルレンズ３−２を経てポリゴンミラー４に入射し、ポリゴンミラー４で偏向走査され、第１、第２のＦθレンズ５−２、６−２、第１、第２、第３のミラー７−２、８−２、９−２を経て感光体ドラム１０に至る。
そして、感光体ドラム１０上の所定の走査位置の中央から、第１書き込み系Ｉとは逆方向の端部に向かって走査される。

尚、図１中の符号１１−１、１１−２はそれぞれ、第１、第２書き込み系Ｉ、ＩＩの同期検知ユニットで、各同期検知ユニット１１−１、１１−２は、レーザービームの走査領域外に設けられ、レーザービームの１走査毎にレーザービームの走査タイミングを検知する。
また、図示しない書き込み制御回路は、同期検知ユニット１１−１、１１−２で検知したタイミングに応じて第１、第２書き込み系Ｉ、ＩＩのレーザービームの走査タイミングと書き込み開始位置との同期を取るように構成されている。

図２は、図１に示す光ビーム走査装置を上方から見た概略平面図であり、図中のＭの２点鎖線は走査光が第１、第２のミラー７−１、８−１、（７−２、８−２）で反射される位置（第１、第２のミラーの反射面）を、Ｍ’の２点鎖線は走査光が、第３のミラー９−１（９−２）で反射される位置（第３のミラーの反射面）をそれぞれ示しており、Ｑの１点鎖線は感光体ドラム１０の中心線を、Ｒの１点鎖線は走査面上での結像光学系の光軸（走査ビームの光軸）をそれぞれ示している。
また、図中の矢印１３はポリゴンミラー４の回転方向を、矢印１４は感光体ドラム１０上で走査線が走査される方向（ビーム走査方向）を示している。
さらに、図３、図４は図２の光ビーム走査装置をＡ方向から見たときの光路の概略を示す図であり、図３は第１書き込み系Ｉだけの光路の概略を、図４は第１書き込み系Ｉと第２書き込み系ＩＩの両方の光路の概略を示している。

尚、上記の構成の光ビーム走査装置は、通常、埃等の付着を嫌うため、図示しない光学箱内部に密閉され、精度良く固定、配置されている。ただしレーザーの出射口は開放する必要があるため、光学箱にはレーザー出射口を設け、その出射口には図４に示すように防塵ガラス１２−１、１２−２等を配置して、埃等の侵入を防いでいる。

以上、本実施の形態に係る光ビーム走査装置の一構成例を示したが、この光ビーム走査装置では、同一の感光体ドラム（被走査面）１０上で分割走査される２つの走査線が１つのポリゴンミラー４により偏向走査されているため、ポリゴンミラー等の偏向器を複数使用した場合に比較して、偏向器自体の同期を取る必要がない。このため、副走査方向で二つの走査線の書き出しのタイミングを容易に揃えることができ、副走査方向の走査線の位置ズレを防止することができる。

次に、ライン間隔センサを使用した光ビーム（レーザービーム）位置調整を説明する。
図１に示すように、ドラム１０上には複数の間隔検出用ライン１６−ｎ（ｎ＝１、２、３、・・・ｎ）がドラムの周方向に作成される。
図２は、図１における第２ミラー８−１、８−２、第３ミラー９−１、９−２、同期検知ユニット１１−１、１１−２、同期検知センサ：後１３−１、１３−２（環境変動による書き込み倍率変動を検出するために使用するが、ここでは動作説明は省略する）、ライン間隔センサ１５、感光体ドラム１０、ドラム上の間隔検知用ライン１６−ｎ（トナー顕像、複数ｎ＝１、２、３、ｎ）、第１、第２作像ビームの各部の相対位置を示している（形状の大小関係等は考慮されていない）。
また、図２は、同期検知ユニット１１−１、１１−２に至る光ビームの光路ａ、ｃとドラム１０に至る画像形成のための光路ｂ、ｄが描かれている。黒丸は、各ミラー８−１、８−２、９−１、９−２上の光ビーム反射位置を示している。
なお、光ビームはドラム上でドットを形成しその直径（主、副方向の幅）は４０〜１０００μｍである。

図３は、第１書込み系の同期検知ユニット１１−１、同期検知センサ：後１３−１、第１、第２書込み系の先頭ドット（書き込み開始位置）を示している。第２書込み系の同期検知ユニット、同期検知センサ：後１３−２は省略してある。第１、第２作像ビームが交差しているため、同期検知ユニット１１−１、１１−２は、対応する第１第２のビームドットと（中央を基準として）左右逆になっている。

図４は、第１書込み系のＬＤ点灯信号ＬＤ、同期信号：前ＤＥＴ、遅延同期信号ＤＤＥＴ、同期信号：後ＤＥＴ−２、画素クロックＣＬＫの関係を示すタイミングチャートであり、第１、第２書込み系がそれぞれ独立で有している（代表して各一つの記号としてある）。
ＤＤＥＴは、遅延手段（図１０遅延１）によりＤＥＴをＴＤ１時間遅延させた信号である。同期検知信号：前と同期検知信号：後の間隔ＴＬ１（クロック数に換算される）は倍率（変動）を検出する。

第１書込み系による光ビ−ムは、ポリゴンミラ−４の回転によって偏向され、まず仮想感光体面（ミラー９−１、９−２が長手方向に十分長いと仮定して、ミラー９−１、９−２を反射し、感光体ドラム１０の面に達した場合の感光体面を、実際上のミラー８−１、８−２を反射した光ビームの延長線上に設けた面）上に配置された同期検知センサ：前１１に入射する。この時、ＬＤは、図４（ａ）のＬＤ信号ＬＤＳ（第１書き込み系はＬＤＳ１、第２書き込み系はＬＤＳ２であるが２つを代表してＬＤＳとした。以降他の信号も第１、第２と同様な場合は、同様な表記を用いる）によって、連続点灯の状態となっていて光ビ−ムが同期検知ユニット１１−１に入射する。
同期検知ユニット１１−１に光ビ−ムが入射すると、光ビ−ムの水平同期をとるための同期信号：前ＤＥＴが、アサートされ主走査方向の基準位置（時刻）を確定するために使用される。ＤＤＥＴがアサートされた後、ＬＤは一時消灯する。時間ＴＤ１を変更することにより書き込み開始位置を変更する。

回転可能な第３ミラー９−１、９−２、ステッピングモータ１４−１、１４−２は、走査ラインを（したがって書き込み開始位置も）副走査方向に移動させるように副走査方向書き込み開始位置移動手段を構成している。図１には図示していない（図１０には図示）各第３ミラー基準位置を検出するＨＰセンサが有り、そのＨＰセンサは、第３ミラーの回転（走査ラインの位置変更）時、各第３ミラー９−１、９−２の回転する時の基準信号を発生する。その基準信号（したがって基準位置）とステッピングモータ駆動用パルスの数（制御部３０の内部で発生）により、各ミラー位置（回転角度）を調整できる。調整量はライン間隔センサ１５の信号から得られる制御値によって決められる。
なお、ステッピングモータ１４−１、１４−２と第３ミラー９−１、９−２間には（図示していないが）減速機構がもうけられていて、折り返しミラーの回転角度は微小ピッチで設定できように構成されている。

ライン間隔センサ１５は、本例では、２次元のＰＳＤ（Ｐｏｓｉｓｈｏｎ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた構成となっている。ＰＳＤは行２５６×列２５６画素（計６５５３６画素）構成である。各画素間隔（ピッチ）は約８μｍである。
このライン間隔センサ１５用のＬＥＤ光源（図１０）からの光は、感光体ドラム１０上で反射され、エリアセンサであるライン間隔センサ１５の受光部に入射される。ＰＳＤ（位置センサ）はクロックＣＬＫ、スタート信号（蓄積開始、位置センサ走査時間間隔を決める）ＳＴを入力し、アナログ出力信号Ｖｘ１（主走査方向に対応した信号）、Ｖｙ１（副走査方向に対応した信号）、トリガ信号Ｔｒｉｇ１を出力する。

図７は、ライン間隔センサ１５の入力信号であるクロック信号ＣＬＫ、スタート信号ＳＴと出力信号Ｖｏ（主、副方向の出力信号を代表）、Ｔｒｉｇの関係を示した図である。
スタート信号ＳＴ（ＬでＯＮ）がＯＮ後、アナログ出力信号Ｖｏとトリガ信号ＴｒｉｇがＣＫＬに同期して出力される。トリガ信号Ｔｒｉｇは、アナログ出力信号Ｖｏとも同期されていて、図１０に示す後段の増幅器、ＡＤ変換器を経て、制御部３０に入力される。クロックＣＬＫ、スタート信号ＳＴはＸ方向（主走査方向）、Ｙ方向（副走査方向）に独立して入力させることも可能であるが、説明の図を簡略化するため各１信号で示してある。
出力信号もＸ方向（主走査方向）、Ｙ方向（副走査方向）に独立して出力されているが簡略化するため各１信号で示す。

ライン間隔センサ１５の各画素はスタート信号ＳＴの１周期間ＴＳＳ（ほぼ蓄積時間に等しい。実際は電荷転送、リセット時間を必要とするので蓄積時間はＴＳＳより小となる）の受光により電荷を発生させる。その電荷は行、列ごとに蓄えられ、電圧に変換され出力される。よって１周期間ＴＳＳのアナログ出力信号は位置センサ１個あたり、行方向２５６個の値で構成されるシリアル信号ＶＸと列方向２５６個の値で構成されるシリアル信号Ｖｙの計５１２個のアナログ値によりなる。
出力信号は２次元画像の行、列方向への射影に対応した信号となっている。なお、出力信号Ｖｏの値は、出力時より１つ前の１周期間ＴＳ（蓄積時間）に対応したものである。

図１０は、信号関連の構成を示したブロック図である。
ライン間隔センサ１５には制御部３０からクロックＣＬＫ、スタート信号ＳＴが与えられ、主走査方向（行）に対応した出力信号Ｖｘ１、副走査方向（列）に対応した出力信号ｖｙ１とトリガ信号Ｔｒｉｇ１が出力される。出力信号Ｖｘ１はオペアンプＯＰ１、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、可変抵抗ＶＲ１からなる増幅器に入力される。その増幅器の出力は、ＡＤ変喚器ＡＤＣ１によりデジタル信号Ｄｘ１に変換後、制御部３０に入力される。ＡＤ変喚器ＡＤＣ１の入力信号の取り込みは、Ｔｒｉｇ１の立ち下りタイミングで開始され、立ち上がりまでにＡＤ変換される。ＡＤ変換されたデジタル信号は、次の立ち下りタイミングまで保持され、保持されている間に制御部３０に取り込まれる。

同様に出力信号Ｖｙ１は、オペアンプＯＰ２、抵抗器Ｒ４４、Ｒ５、Ｒ６、可変抵抗ＶＲ２からなる増幅器に入力される。その増幅器の出力は、ＡＤ変喚器ＡＤＣ２によりデジタル信号Ｄｙ１に変換後、制御部３０に入力される。ＡＤ変換、制御部３０への取り込みもＶｘ１で行った処理と同様に行う。

同期検知ユニット１１−１の信号ＤＥＴ１−１は、遅延１で遅延され、遅延同期信号ＤＤＥＴ１となり制御部３０へ入力する。遅延１は制御部３０からの制御信号Ｓ１により１ｎＳ間隔で０〜２５６ｎＳ範囲で遅延時間を変更する。同期センサ：後の信号ＤＥＴ２−１は、制御部３０へ入力する。
同様に同期検知ユニット１１−２の信号ＤＥＴ２−１は、遅延２で遅延され、遅延同期信号ＤＤＥＴ２となり、制御部３０へ入力する。遅延２は、制御部３０からの制御信号Ｓ１により１ｎＳ間隔（１例としてドラム１０上の主走査方向１μｍ）で０〜２５６ｎＳ範囲で遅延時間を変更する。同期センサ：後の信号ＤＥＴ２−２は、制御部３０へ入力する。

図４は、ＬＤ信号ＬＤＳ、同期信号：前ＤＥＴ、遅延同期検知信号ＤＤＥＴ、同期信号：後ＤＥＴ−２、画素クロックＣＬＫの関係を示している。
ＤＤＥＴは、遅延１の出力信号であり、ＤＥＴに対してＴＤ１遅延している。遅延時間ＴＤ１を増減させると、画像領域（したがって書き込み開始位置、後述するＤＯＴ１）が主走査方向に移動する。遅延時間ＴＤ１を増加させると、ＤＯＴ１は、中央（繋ぎ目）から遠ざかる。したがって、２本ラインの間隔は増加する。遅延時間はＴＤ１（後述する）制御信号Ｓ１により変更される。制御信号Ｓ１はライン間隔センサ１５の信号Ｖｘ１を使用し制御部３０で算出された値に基づいて、制御部３０から出力される。２本ラインの間隔は、第１、第２書き込み系の遅延時間の合計ＴＤ（＝ＴＤ１＋ＴＤ２）の合計により決まる。ＴＤ２に関しては、図示していないがＴＤ１と同様に決められている。
各遅延時間ＴＤ１、ＴＤ２の設定は、２ビームの繋ぎ目画素間隔が適正な値となっているとき（６００ＤＰＩでは４２．３±１０μｍ）、遅延手段の調整範囲（例０〜２５６ｎＳ）の中央付近に来ているのが望ましい。

画素クロックＣＬＫは、遅延された遅延同期検知信号ＤＤＥＴを基準として発生し、ＬＤ点灯信号は、遅延同期知信号ＤＤＥＴから所定のクロック数後（本例ではＮｇ１クロック）に書き込み開始タイミングとなり画像デ−タに基づいた変調を開始する。主走査方向ビーム調整用２本ライン描画のための第１書き込み系の画像データはＮｓ１後にドット点灯（ＤＯＴ１に対応）させる値となっている。
第２書き込み系の画像データは（図示していない）Ｎｓ２後にドット点灯（ＤＯＴ２に対応）させる値となっている。主走査毎にＤＯＴ１、ＤＯＴ２を発生させることにより、主走査方向調整用の副走査方向２本ライン（潜像）を感光体ドラム１０上に形成させる。
ＤＯＴ１、ＤＯＴ２のドット数によりライン長は決まるが、ライン長、数ｍｍに対応したドット数にする。
副走査方向調整用の主走査方向の２本ラインを作成するため、１主走査ライン上で（画像領域に含まれる）書き込み開始位置から数ｍｍＬＤを連続点灯、消灯する走査をし、その後画像領域のＬＤを消灯した走査を（ドラム上で０．５ｍｍ分）繰り返し、再度書き込み開始位置から数ｍｍＬＤを連続点灯、消灯する走査を行う。
各潜像ラインは図示していない静電写真プロセスによりトナーのついた顕像ラインとなる。
上記主副ライン作成は、図５のような主副各２本ライン計４本の検出用ライン画像１６となるようにタイミングが設定されている。

図８は、ライン間隔センサ１５の出力Ｖｏ（Ｖｘ１、Ｖｙ１を代表）を示した図である。ラインがあるところを＋方向にしてある。図５の検出用ライン画像を検知したときのライン間隔センサ１５の出力信号Ｖｘ（Ｖｙも同様。ただしライン長さが約半分のためレベルはＶｘのレベルの約５０％）を示している。なお、図５の１５ａは、ライン間隔センサ１５の検知領域を示すものであり、主副各ラインを同時に検知することが出来ることを示している。

信号ＶｘはＡＤ変換され処理されるが、ここではＡＤ変換前の信号で説明する。
図８−ａの極大値を求め、その極大値間隔（画素間隔数に換算した値としてはＮｘ）を求めることにより、Ｌｘを求める。
Ｌｘ＝８ ＮＸ（μｍ） −（１） ８（μｍ）：ライン間隔センサの主走査方向画素間隔、ライン間隔センサとドラムの倍率は１／１
Ｌｙも同様に求められる。
ＬＹ＝８ ＮＹ（μｍ）

図６は、感光体ドラム１０がドラムの偏心等により上下動し、主走査方向の書き込み開始位置が変動することを示した図である。なお、上下動による副走査方向の書き込み開始位置の変動は（光ビームの延長線がドラムの回転中心に近接している場合）無視出来るレベルである。
図中ｂは、第１書き込み系の光ビーム、ｄは、第２書き込み系の光ビームを示している。そして、感光体ドラム１０が上下方向のＨ２において、繋ぎ目が適正、すなわち第１、第２書き込み系の書き込み開始ドット（位置）間のドット間隔が４２．３±１０μｍ（６００ＤＰＩの場合）となっているところを示している。感光体ドラム１０がＨ２の位置から上方向Ｈ１、下方向Ｈ２間で上下動した場合、繋ぎ目にある各書き込み開始位置のドット間隔はＬｘ２０（適正値）からＬｘ１０、Ｌｘ３０間で変動することを示している。

検出用ライン画像１６ｎを作成するに当たり、（同期信号ＤＥＴ基準の時間で管理した）同一（ＴＤ１一定）タイミングでＬＤを制御し作成しても、図６で説明したように上下動で書き込み開始位置が変動し、したがってその変動量と同じだけ主走査方向のライン間隔が変動する。その様子と補正の関係を図９に示してある。
間隔検出用ライン１６ｎをライン間隔センサ１５により検知することにより、そのライン間隔変動を検出する（図９のライン間隔：補正前）。各ライン間隔：補正前はドラム信号を基点にドラム一周分検出される。
補正値とはライン間隔を適正値にするため（したがって書き込み開始位置のドット間隔を適正値Ｌｘ２にする）ためにライン間隔をどれだけ変更すればよいかを示す値である。

図９において、縦軸は主走査方向のライン間隔Ｌｘ、横軸はドラム位置（ドラム信号を起点とした走査ライン数に置き換えられている値）、サイン波状実線はライン間隔：補正前を示す。間隔検知センサ１５を使用して求めたライン間隔Ｌｘは適正値Ｌｘ２を挟んで最小値Ｌｘ１、最大値Ｌｘ３の値を示している。
適正値Ｌｘ２になっているとき、図６の繋ぎ目にある各書き込み開始位置のドット間隔Ｌｘ２０は、４２．３±１０μｍ（６００ＤＰＩの場合）となっている。以下に図６と図９の間隔値の関係を示す（厳密には＝記号とはならないが実用上＝としても問題ない）。
Ｌｘ１＝Ｌｘ１０＋一定値（設定値）
Ｌｘ２＝Ｌｘ２０＋一定値（設定値）
Ｌｘ３＝Ｌｘ３０＋一定値（設定値）
上記一定値は、０．２〜１．０ｍｍの任意の設定値である。ライン間隔センサ１５の検知範囲、ラインの太さ等を考慮して設定する。
ライン間隔Ｌｘは、感光体ドラム１０の位置によって変化するので、繋ぎ目にある各書き込み開始位置のドット間隔も変化する。ライン間隔Ｌｘの適正値Ｌｘ２からの偏差ΔＬｘｍは、感光体ドラム１０の位置によって変化する。

図９においては、ドラム信号がアサート（Ｌ→Ｈ）になってからドラム周方向距離ｌｍ（主走査本数、すなわち同期信号の数ｍ）の位置における偏差をΔＬｘｍで示してある（場所が異なった補正値例ΔＬｘｍ’も示されている）。
偏差ΔＬｘｍは、ドラム回転によって周期的に変化する成分ΔＬｘｍ１とドラム回転によっては変化しない（他の原因によって変動する）成分ΔＬｘ２で構成されている。
ΔＬｘｍ＝ΔＬｘｍ１＋ΔＬｘ２
この式の各値ΔＬｘｍ、ΔＬｘｍ１、ΔＬｘ２は極性を持つ。
偏差ΔＬｘｍの極性は、＋においては間隔が適正値より広すぎることを示し、−は狭すぎることを示している。ΔＬｘｍ１は、サイン波状実線（ライン間隔：補正前）がドラム上下動中心（一点破線）より上（＋）の場合＋とし、下の場合を−とする。ΔＬｘ２は適正間隔が（二点破線）より上（＋）の場合＋とし、下の場合を−とする。右辺の極性説明は式の解釈をするためであり、ΔＬｘｍを右辺の２つの成分に分解する必要はない。
実際はΔＬｘｍの極性はライン間隔ＬＸが、ＬＸ２より上（＋）の場合＋とし、下の場合を−とすればよい。

感光体ドラム１０上の位置Ｐｍ（ドラム信号立ち上がりＬ→Ｈから主走査ラインｍ本目の位置）ではライン間隔の偏差ΔＬｘｍ間隔だけラインを小にすればよいことがわかる。ライン間隔センサ１５によるライン間隔の検出は主走査ライン毎には行われない。ドラム周（副走査）方向において数十ｍｍ間隔で検知が行われる。
そこで、ライン間隔の検出が行われていない区間の偏差ΔＬｘｍは実際にセンサで検出された値から補間によって求められる。ライン間隔センサ１５により求められた偏差と補間により求められた偏差の偏差集合ΔＬｘｎ（１、２、３、・・・ｎ）はドラム一周分の各主走査ラインに対応させることが出来る。

偏差集合ΔＬｘｎ（１、２、３、・・・ｎ）は、遅延１、２（図１０）により書き込み開始位置を補正するための補正値ΔＬｘｎｃを作成するために使用される。遅延１、２が１ｎＳ遅延で１μｍ書き込み開始位置が移動する場合（遅延時間と移動量の関係ははシステムにより異なる。換算式のみで対応できる）は、ΔＬｘｎの１μｍ以下に相当する部分を四捨五入し極性（＋においては間隔がが適正値より広すぎることを示し、−は狭すぎる）を考慮すればよい。
補正値ΔＬｘｎｃは、ドラム位置（したがってドラム信号Ｌ→Ｈからの主走査ライン数。ここではｎにより示されている）との関係がわかるような方式で、不揮発メモリに保持される。その各ライン間隔の補正値ΔＬｘｍｃは必要に応じて、画像形成がなされていないタイミングで更新される。更新は間隔検知用ライン１６ｎを作成し、ドラム一周分のΔＬｘｎを検知し、その値を元にした補正値ΔＬｘｎｃを不揮発メモリに上書きすることにより行う。

Ｐｆは、ドラム上の画像開始位置を示している。装置の画像形成タイミングによりＰｆは（ドラム信号を基準に見た場合）移動する。Ｐｓはライン間隔が適正になっている位置を示している。
コピー、プリントするときの画像形成にあたっては主走査書き込み開始位置を、補正値ΔＬｘｎをドラム信号に同期させて使用することにより、ドラム上で適正にする（ライン間隔が適正値ＬＸ２となっている）。なお、主走査書き込み開始位置の変更は遅延１，２を使用して行うため、補正値ΔＬｘｎｃは遅延用信号Ｓ１、Ｓ２として制御部３０から出力されている。遅延用信号Ｓ１、Ｓ２２を補正値ΔＬｘｎから作成するに当たっては、第１、第２書き込み系各書き込み位置移動の合計が前記偏差ΔＬｘｍを０にするように考慮されている。
ドラム信号からの位置（同期信号：前がアサートされた数ｍ）に対応した補正値ΔＬｘｍｃが用意されているので、感光体ドラム１０上のどの位置でも補正ができ、設定値からの偏差の少ない書き込み開始位置調整ができる。補正後は、図９の偏差を持ったサイン波状のライン間隔：補正前の曲線は、（Ｌｘ２の値を示している）２点鎖線（直線状）となる。

間隔検出用ライン１６−ｎの間隔は今まで説明してきた調整を（画像書き込み工程中は除く）常時行えば、間隔の偏差ΔＬｘｍはより少なくなるが、常時制御する方法はトナー消費、電力消費、機械の損耗を伴うため得策ではない。
ΔＬｘｍ≦±１０μｍ −（６）
を保持できれば十分である。
ライン間隔センサ１５の検知領域は２×２ｍｍほどであり、図５の間隔検知ラインのライン長はその検知領域の縦横長さほどの長さでよい。
ライン間隔センサ１５による間隔検知ライン（トナー像）の検出タイミングは、書き込み系の温度変化、画像形成数、経時、メインスイッチのＯＮ／ＯＦＦタイミング、ドラム等の組み付け、交換等のいずれか、またはその組み合わせで行い、画像形成時に実施しなくてすむので、極力回数を少なくすることができ、トナー消費減少化、省エネ、装置寿命アップを図ることができる。

本実施の形態に係る光ビーム走査装置の概略構成を示す斜視図である。 光ビーム走査装置を上方から見た概略平面図である。 図２の光ビーム走査装置をＡ方向から見たときの光路の概略を示す図であり、第１書き込み系Ｉだけの光路の概略を示した図である。 図２の光ビーム走査装置をＡ方向から見たときの光路の概略を示す図であり、第１書き込み系Ｉと第２書き込み系ＩＩの両方の光路の概略を示した図である。 第１書き込み系画像領域と第２の書き込み系画像領域との繋ぎ目を説明する図である。 ドラムがドラムの偏心等により上下動し、主走査方向の書き込み開始位置が変動することを示した図である。 ライン間隔センサの入力信号であるクロック信号ＣＬＫ、スタート信号ＳＴと出力信号Ｖｏ（主、副方向の出力信号を代表）、Ｔｒｉｇの関係を示した図である。 ライン間隔センサの出力Ｖｏ（Ｖｘ１、Ｖｙ１を代表）を示した図である。 ドラムの上下動で書き込み開始位置が変動した場合、その変動量に対応して主走査方向のライン間隔が変動する様子と補正の関係を示した図である。 信号関連の構成を示したブロック図である。

符号の説明

１−１、１−２ 光源
２−１、２−２ コリメートレンズ
３−１、３−２ シリンドリカルレンズ
４ ポリゴンミラー
５−１、５−２ 第１のＦθレンズ
６−１、６−２ 第２のＦθレンズ
７−１、７−２ 第１のミラー
８−１、８−２ 第２のミラー
９−１、９−２ 第３のミラー
１０ 感光体ドラム
１５ ライン間隔センサ
３０ 制御部

Claims (5)

1. 感光体上で２本の光ビームの走査ラインを繋げて主走査方向に分割して走査する光ビーム走査装置を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
   各光ビ−ムに対応して光ビームの走査ライン基準位置を検出する同期検出手段と、
   この同期検出手段により検出された同期検出位置から画像開始位置までの主走査方向の距離を変更する変更手段と、
   感光体上に主、副走査方向各々に複数の潜像ラインを形成する潜像ライン形成手段と、
   感光体上に形成された潜像を顕像化する顕像化手段と、
   この顕像化手段による顕像ラインを検出する顕像ライン検出手段と、
   この顕像ライン検出手段の出力信号の特定信号間隔を算出することにより主、副走査方向各々のライン画像間隔を検出するライン画像間隔検出手段と、
   周期的な動作をする感光体を含む部材の動作周期内の回転動作における基準位置を検出する基準位置検出手段と、
   光ビームの画像書き込み開始位置を前記変更手段で変更することにより、複数本のライン画像間隔を予め定め設定された値にする制御手段とを備え、
   前記顕像化手段による顕像ラインの形成位置を基準位置検出手段で検出した感光体を含む部材の基準位置と関連付けて形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 顕像ライン検出手段により検出する顕像ラインの画像は、主走査方向の平行２本ラインと副走査方向の平行２本ラインを１組とする間隔検知用ラインの複数組により構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ライン画像間隔検出手段において、同一素子で主、副走査方向のライン間隔を同時に検出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 顕像ライン検出手段が検出する顕像ラインの長さを、前記顕像ライン検出手段が必要とする長さに限定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 感光体上で２本の光ビームの走査ラインを繋げて主走査方向に分割して走査する光ビーム走査装置を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
   各光ビ−ムに対応して光ビームの走査ライン基準位置を検出する同期検出手段と、
   この同期検出手段により検出された同期検出位置から画像開始位置までの主走査方向の距離を変更する変更手段と、
   感光体上に主、副走査方向各々に複数の潜像ラインを形成する潜像ライン形成手段と、
   感光体上に形成された潜像を顕像化する顕像化手段と、
   この顕像化手段による顕像ラインを検出する顕像ライン検出手段と、
   この顕像ライン検出手段の出力信号の特定信号間隔を算出することにより主、副走査方向各々のライン画像間隔を検出するライン画像間隔検出手段と、
   周期的な動作をする感光体を含む部材の動作周期内の回転動作における基準位置を検出する基準位置検出手段と、
   光ビームの画像書き込み開始位置を変更する開始位置変更手段と、
   この開始位置変更手段で画像書き込み開始位置を変更するための複数の制御値を記憶する記憶手段とを備え、
   前記記憶手段に記憶される複数の制御値は、前記感光体を含む部材の周期的な回転動作に伴い順次、前記開始位置変更手段による画像書き込み開始位置変更をするために周期ごとに繰り返し使用され、かつその複数の制御値は前記ライン画像間隔検出手段の検出値に応じて更新されることを特徴とする画像形成装置。

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