JP2006159560A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水平同期検知センサの数を減らし、低コストで、かつ、各色の画像レジスト位置精度が高い高品位な画像を得ることができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 複数の感光ドラムを走査するための光ビームを発生する複数の発光素子と、発生された光ビームを感光ドラム上に偏向させる単一の多面鏡と、光ビームのうちの少なくとも１つに対応して設けられ、多面鏡により走査される光ビームを受光し、画像を記録するための第１同期信号を生成する検知手段とを含む光学系とを備え、検知手段から出力される第１同期信号を、各面の誤差に関する情報に基づいて遅延させることによって、検知手段が設けられない光ビームによって画像を形成するための第２同期信号を生成する。この際に、単一のクロックをディレイさせて生成した複数の遅延クロックを用いて第２同期信号を生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に複数のレーザビームを用いて異なる色画像を形成するカラー画像形成装置に関するものである。

従来電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像信号によって変調されたレーザビームが回転する多面鏡（以後ポリゴンミラー、またはポリゴン）を有するスキャナによって反射され、感光体上を走査することによって画像形成を行っている。感光体はドラム状のものが多用され、感光ドラムと呼ばれている。この方式をカラーレーザプリンタに応用する場合は、色の異なる例えばイエロー（以下Ｙ）、マゼンタ（以下Ｍ）、シアン（以下Ｃ）、ブラック（以下Ｂｋ）の４色の画像を重ね合わせてカラー画像像をシート状媒体上に形成している。この重ね合わせ技術を達成するための構成には次のようなものがある。

１つの構成として第１の色画像信号を感光ドラム上に走査して潜像を作り、可視化するために着色剤を付着させ、これを記録紙に転写し、その後に感光ドラムをクリーニングし、再び第２の色画像信号を同一の感光ドラムに走査し潜像を作り、第１と同様の工程を行う。但し、着色剤は第２の色のものを使用する。これを第３の色画像信号、第４の色画像信号に対しても同じ工程を繰り返す。このようにして同一の記録紙に複数回現像した画像を重ねあわせることによって１つの画像記録を行うものである。

また、別の構成においては、複数の画像信号に対して同数の感光ドラムを具備し、それぞれの色画像信号に対して１対１に対応する感光ドラムに潜像をつくり、それぞれ異なる色の着色剤でもって可視化現像を行い、そして記録紙に順次転写する。この場合、１つの画像信号に対して１つのレーザ、１つのスキャナ、レーザの画像書き出しタイミングを検知するための１つのＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ）センサ、１つの感光ドラムを用意するのが一般的であり、従って重ねあわせるべき画像信号が複数ある場合は画像信号と同数のレーザ、スキャナ、感光ドラム及びＢＤセンサが必要である。

前記第１の構成は帯電−露光−現像−転写−クリーニングの一連の電子写真プロセスを第１の色画像信号に対して行い、次に第２の色画像信号に対して再び同じプロセスを行い、第３の色画像信号に対しても、第４の色画像信号に対してもそれぞれ時系列的に行わなければならない。従って１枚のプリント時間が非常に長いという欠点を持っている。

前記第２の構成は第１の構成に対して短時間でプリントできるというメリットがある。しかし前記した如く、レーザ、スキャナ、感光ドラム、ＢＤセンサをそれぞれの色画像信号の数と同数を用意しなければならず、装置が大型化し、高価になる欠点を持っている。

どちらの構成においても各色の画像を重ねあわせていくため、各色の画像位置が合わないことで発生する、いわゆる色ずれを起こしやすい。特に後者の構成においては、異なったスキャナ、感光ドラムを用いてそれぞれの色画像を形成するため、色毎のレジストレーションがあいにくいという問題点を有している。そのため、色毎のレジストレーション合わせを行っている。

例えば、中間転写ベルト（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｂｅｌｔ：ＩＴＢと略する）や静電転写ベルト（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｐｏｔａｔｉｏｎ Ｂｅｌｔ：ＥＴＢと略する）上に色ずれ検知用パターン画像を形成し、これを色ずれ検知センサで読み取って、画像の書き出し位置等にフィードバックすることによって補正を行う手段が用いられている。

色ずれ検知センサは、ＩＴＢまたはＥＴＢ上に形成された色ずれ検知用画像パターンを、光源で照射し、反射光を受光センサで読み取り、色ずれ検知用パターンが通過したときの受光センサの信号の時間的な強度変化を位置ずれ情報として、電気的に処理を行っている。

通常レーザプリンタのプリント時間を短縮するためにはスキャナの回転速度を上げることによって行われる。レーザプリンタの従来のスキャナ回転速度は２００００ｒｐｍ以上の高速回転が多い。

さらにスキャナに使用されるミラーは多面鏡である、ポリゴンミラーであり、偏向角度の誤差がレーザビームの光路長によって感光ドラム上での位置変動を生ずるため、スキャナは各面の倒れ誤差が非常に少ないことが必要であり、又高速回転による振動が少ないことも必要である。従ってポリゴンミラーの安定した高速回転を得るためにモータが大型になり、またミラー各面に倒れ誤差の制限が必要なことから高度な精密加工技術がスキャナ製造工程に要求される。このため、高価なものになっている。

以上の様なスキャナを複数個用意した装置は大型になり、高価なものとなってしまう。

そこでコストダウンを図るために、複数色に対して共通のスキャナを用いるようにしたもの（特許文献１）、さらには、スキャナを共通にし、複数の光源のうち、１つの光源に対してのみＢＤセンサを設けるようにしたもの（特許文献２）が考案されている。特許文献２について簡単に説明すると、複数の光源は、ポリゴンの異なる面によって同時に感光体の走査される構成にしてあり、ＢＤセンサを設けた光源以外の他の光源は、ポリゴンの回転位相差（角度差）が予め分かっていることから、ＢＤセンサを設けた光源のＢＤ信号から、推測できるというものである。

上記提案のうち、特許文献１においては、ポリゴンミラー、スキャナモータについては１つに共通化している。しかしながら、ＢＤセンサについてはそれぞれの色ごとに用意しなければならないので、その分のコストアップは避けられない。

また、特許文献２においては、ＢＤセンサを１つにしているためコストダウンは実現できる。しかしながら、ＢＤセンサのない光源のＢＤに関しては、ポリゴンの回転位相差すなわち面分割精度が正確であることを前提にしている。すなわち、回転位相差はあらかじめ分かっているため、ＢＤセンサのあるレーザのＢＤ信号で、ＢＤセンサのない方のレーザの走査位置は分かるという考え方である。実際にはポリゴンミラーの面ごとの誤差が存在するために、走査方向の書き出し位置にずれが生じる。あるいは、ポリゴンミラーを非常に精密に加工する必要があり、歩留まりが悪くなり、高価なミラーとなる。

この問題を解決したのが特許文献３に示されている構成である。特許文献３では、ＢＤセンサがないステーションにおいて、面ごとのずれを求め、そのずれを元に擬似ＢＤを面ごとに生成している。
特公平４−５１８２９号公報 特開平４−３１３７７６号公報 特開２００４−１０２２７６号公報

しかしながら、特許文献３に述べたような方法であると、次のような問題点があった。

色ずれを小さくするために高精度にＢＤ信号を生成しようとすると、高い周波数のクロックが必要となる。例えば、１／１０ドット単位で書き出し位置を合わせようとすると、画像クロック周波数が３０ＭＨｚである場合、３００ＭＨｚのクロックが必要となる。

一方、プリンタの画像処理以外の駆動等の制御にはそのような周波数の高いクロックは不要である。つまり、擬似ＢＤ生成のために高い周波数のクロックが必要となる。高い周波数のクロックを用いると、不要輻射ノイズが増大したり、ＩＣに微細プロセスの導入が必要となり開発費・ＩＣ単価が高くなったり、開発期間が長くなったり、消費電力が増えたりするといった問題が生じる。

本発明の目的は、これらの問題を解決しつつ、ポリゴンミラーの面分割精度を考慮して高精度に擬似ＢＤ信号を生成することで高精度な画像形成を可能とする画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本出願に係る第１の発明は、ビームを発生する複数のビーム発生手段と、複数の像担持体と、前記ビーム発生手段より発生したビームを同時に前記像担持体表面に偏向走査させる回転多面鏡と、複数の像担持体のうちいずれか１つの像担持体上を走査するビーム発生手段に対して設けられ、かつ前記ビームの走査路上にあって、ビームの入射により像担持体の画像書き出しタイミングの基準となる第一の水平同期信号を発生するビーム検出手段と、前記第一の水平同期信号から前記回転多面鏡の面ごとの水平同期信号遅延量を算出する遅延量算出手段と、前記水平同期信号と前記遅延量から、対応するビーム検出手段を有さないビーム発生に対する水平同期信号を生成する水平同期信号生成手段を有する画像形成装置において、クロックを遅延させ、異なる遅延量の複数の遅延クロックを生成する遅延クロック生成手段を有し、前記水平同期信号生成手段では、前記遅延クロックから第二の水平同期信号を生成することを特徴とする。

本出願に係る第２の発明は、前記水平同期信号生成手段は、複数の前記遅延クロックから特定の遅延クロックを選択するクロック選択手段と、前記第一の水平同期信号と複数の前記遅延クロックから前記第一の水平同期信号の遅延時間を測定するディレイ測定手段とを有することを特徴とする。

本出願に係る第３の発明は、少なくとも１つの前記像担持体に対応する前記ビーム発生手段が複数あることを特徴とする。

本出願に係る第４の発明は、前記遅延量算出手段において、複数の前記遅延クロックを用いて前記回転多面鏡の面ごとの水平同期信号遅延量を算出することを特徴とする。

本発明によれば、第二の水平同期信号が遅延クロックを用いて生成されるため、高周波を用いる必要がなく、不要輻射ノイズなどの問題が出にくい。また、複数ビームで走査することで画像形成を高スピード化可能となり、その場合の面分割精度を補正したす異平同期信号を出力できる。さらに、第２の水平同期信号を生成するのに用いるのと同じ遅延クロックを用いてポリゴンのＢＤ周期を測定するため、遅延クロックを生成するのに用いる遅延素子の製造ばらつきや温度変化による遅延量の変化に対応して補正値を変更することができる。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

実施例１では、１ビームの系において、ディレイクロックを用いて擬似ＢＤを生成する構成について説明する。

図１は、本実施例に関わる画像形成装置であるカラーレーザプリンタ（以下レーザプリンタと記す）の構成を示す断面図である。２０１はレーザプリンタ、２０２はホストコンピュータである。本実施例は４ドラム方式のカラーレーザプリンタの例である。本カラーレーザプリンタはイエロー（以下Ｙ）、マゼンダ（以下Ｍ）、シアン（以下Ｃ）、ブラック（以下Ｂｋ）の４色の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために４色分の画像形成部（以下、ステーションとも表記する）を備えている。

画像形成部は、像担持体としての感光ドラム３０１〜３０４を有するトナーカートリッジ２０７〜２１０と、画像露光用光源としてのレーザビームを発生させるレーザダイオードを有するスキャナユニット２０５、２０６とからなる。このうち、トナーカートリッジを４色それぞれ１つずつ有する。

また、スキャナユニット２０５はＹステーションとＭステーション用のスキャナユニットである。スキャナユニット２０６はＣステーションとＢｋステーション用のスキャナユニットである。

ホストコンピュータ２０２からの画像データを受け取ると、レーザプリンタ２０１内のビデオコントローラ２０３で前記画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用のビデオ信号を生成する。ビデオコントローラ２０３とエンジンコントローラ２０４はシリアル通信を行い、情報の送受信を行っている。ビデオ信号はエンジンコントローラ２０４に送信され、エンジンコントローラ２０４は前記ビデオ信号に応じてスキャナユニット２０５と２０６内のレーザダイオード（不図示）を駆動し、トナーカートリッジ２０７〜２１０内の感光ドラム３０１〜３０４上にそれぞれ画像を形成する。感光ドラム３０１〜３０４は、それぞれ３０１はＢｋ、３０２はＣ、３０３はＭ、３０４はＹの画像の形成に利用される。

前記感光ドラムは、中間転写ベルト２１１に接しており、各色の感光ドラム上に形成された画像が中間転写ベルト２１１上に転写され順次重ね合わされていくことにより、カラー画像が形成される。

各色画像は、まずＹの画像が中間転写ベルト２１１に転写され、その上に、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順に転写され、カラー画像が形成される。

一方、感光ドラム３０１は図示しないドラムモータによって一定速度で回転する。感光ドラム３０１は帯電ローラ３０５によって表面を一様に帯電され、この表面をビデオコントローラで作成されたビデオ信号で変調されたレーザビームが走査することで、目には見えない静電潜像が形成される。静電潜像は現像器３０９によってトナー像として可視化される。

また、カセット３１４内の記録紙は給紙ローラ３１６によって、レジストローラ３１９まで給紙され、該レジストローラ３１９の駆動タイミングによって、中間転写ベルト２１１上の画像に同期して記録紙が搬送される。そして、カラー画像は転写ローラ３１８によって中間転写ベルトＩＴＢ２１１から記録紙に転写される。（２次転写）画像が転写された記録紙は定着器３１３で、熱と圧力によって、画像が定着された後、プリンタの上部、排紙トレイ３１７に排出される。

また、中間転写ベルト２１１上の画像のレジスト位置をモニタするレジスト検知センサ２１２がある。このセンサは、中間転写ベルト２１１上に形成された各色の画像の位置を読み取り、ビデオコントローラ２０３あるいはエンジンコントローラ２０４にそのデータをフィードバックすることにより各色の画像レジスト位置を調整し、色ずれを防止するためのものである。

図２は、図１におけるスキャナユニット２０５、２０６の詳細を示した図である。

スキャナユニット２０５と２０６は同一構成であるため、一方のスキャナユニット２０５の構成について説明する。

図２において、１０１および１０２はレーザダイオードであり、エンジンコントローラ２０４で生成されたビデオ信号によって、感光ドラム３０１、３０２上を走査していく。便宜上、１０１を第１のレーザダイオード（ＬＤ１）、１０２を第２のレーザダイオード（ＬＤ２）と称する。１０３はポリゴンミラー（請求項の偏向走査手段に相当）であり、図示しないモータで図中の矢印の方向に一定速度で回転し、レーザダイオードＬＤ１及びＬＤ２からのビームを反射しながら走査する。前記のモータはエンジンコントローラ２０４から速度制御信号の加速信号と減速信号で一定速度になるように制御され回転する。

１０６は、レーザダイオードＬＤ１の走査路上にあって、水平同期信号を生成するための、レーザビームが入射されると信号を発生する光センサであり、ＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ）センサと呼ぶ。なお、ＢＤセンサはレーザダイオードＬＤ１の走査路上にのみあり、他方のレーザダイオードＬＤ２の走査路上には存在しない。

レーザダイオードＬＤ１から発せられたレーザビームはポリゴンミラー１０３により反射されながら走査され、折り返しミラー１０４でさらに反射され、感光ドラム３０１上を右から左方向に走査する。

なお、実際にはレーザビームは感光ドラム上に焦点をあわせるため、あるいはレーザビームを拡散光から平行光に変換するため、不図示の各種レンズ群を経由する。

通常、ビデオコントローラはＢＤセンサ１０６の出力信号を検知してから所定時間後に、ビデオ信号をエンジンコントローラに対して送信する。このことにより、感光ドラム上のレーザビームによる画像の主走査の書き出し位置が常に一致する。

一方、レーザダイオードＬＤ２についても、レーザダイオードＬＤ１と同様に感光ドラム３０２上に静電潜像を形成する。

なお、ＢＤの検知に関して、レーザダイオード１０２の走査路上にＢＤセンサは存在しないので、レーザダイオードＬＤ２用のＢＤ信号はエンジンコントローラ２０４が生成する。以下の説明では、このＢＤセンサを有していないレーザ側の水平同期信号を擬似ＢＤ信号と呼ぶことにする。生成方法の詳細については後で説明する。

このようにして、ＢＤセンサ１０６を有している側のレーザダイオードＬＤ１によるＢｋの色画像が感光ドラム３０１上に、また、ＢＤセンサ１０６を有していない側のレーザダイオードＬＤ２によるＣの色画像が感光ドラム３０２上に形成される。Ｂｋ側はＢＤセンサを有していて、Ｃ側はＢＤセンサを有していない。逆に、Ｃ側のみにＢＤセンサを有していてもよい。

スキャナユニット２０６の構成は２０５と同様である。

次に、擬似ＢＤ生成方法の構成について、図３のブロック図を用いて説明する。

エンジンコントローラ２０４内部には、ＡＳＩＣ４０２とＣＰＵ４０３が備えられている。ＡＳＩＣ４０２とＣＰＵ４０３はアドレスデータバス接続されている。このＡＳＩＣ４０２は、擬似ＢＤ信号を生成する回路を備え、主走査書き出し位置タイミングを検知するためにレーザ発光を制御するためのレーザ制御信号Ａ（２０６）、レーザ制御信号Ｂ（２０７）を生成している。レーザ制御信号Ａ（２０６）はＬＤ１（１０１）を駆動するための制御信号であり、レーザ制御信号Ｂ（２０７）はＬＤ２（１０２）を駆動するための制御信号である。

まず、ＢＤセンサからの水平同期信号であるＢＤ信号４０１は、エンジンコントローラ２０４に備えられているＡＳＩＣ４０２とビデオコントローラ２０３に接続されている。ＡＳＩＣ４０２は／ＢＤ４０１を受け取り、ＢＤ周期を算出し、そのＢＤ周期からＣＰＵ４０３は擬似ＢＤ信号の補正値を計算し、アドレスデータバスを通して、ＡＳＩＣにその補正値を入力する。

そして、ＡＳＩＣ４０２は擬似ＢＤ４０４を生成する。ビデオコントローラ２０３は、ＢＤセンサ１０６からの出力の／ＢＤ４０１とＡＳＩＣ４０２で生成された擬似ＢＤ信号４０４を受け取る。

また、ＢＤセンサ１０６が検知してからある所定タイミングでビデオコントローラ２０３から画像データＶＤＯ１・ＶＤＯ２が、スキャナ２０５のＬＤ１（１０１）とＬＤ２（１０２）へ出力される。その画像データＶＤＯ１・ＶＤＯ２によって、中間転写ベルト２１１に画像が形成され、記録紙に印字される。

次に、４面毎の補正値の計算方法と擬似ＢＤ生成方法を図４のタイミングチャートと図５のポリゴンとレーザとＢＤセンサの関係図を用いて説明する。

ＡＳＩＣ４０２が測定したポリゴン１０３の面ごとの／ＢＤ信号４０１のＡ面の周期はｘａ、Ｂ面の周期はｘｂ、Ｃ面の周期はｘｃ、Ｄ面の周期はｘｄとなる。その面ごとのＢＤ周期から、この４つの周期の中で一番小さい周期を引き、その値を補正値とする。なぜなら、／ＢＤ信号側がＡ面を使用している時は、擬似ＢＤ信号側はＢ面を使用し、／ＢＤ信号側がＢ面を使用している時は、擬似ＢＤ信号側はＣ面を使用し、／ＢＤ信号側がＣ面を使用している時は、擬似ＢＤ信号側はＤ面を使用し、／ＢＤ信号側がＤ面を使用している時は、擬似ＢＤ信号側はＡ面を使用し、この／ＢＤ信号側と擬似ＢＤ信号側の対応から、補正値が決定されるからである。

また、補正値はポリゴンに依存し経時変化はほとんどないので、／ＢＤ信号からの書き出しは一定である。また、ＢＤ周期が最小値であるポリゴン面を補正値０と決めることで、基準面が決定される。

よって、一番短いＢＤ周期をｘｂとすると、補正値はｘａ−ｘｂである。

／ＢＤ信号側のＡ面に対応する擬似ＢＤ信号のＢ面の補正値は、
（ＢＤ信号のＡ面の周期）−（一番短いＢＤ周期）
＝ｘａ−ｘｂ

／ＢＤ信号側のＢ面に対応する擬似ＢＤ信号のＣ面の補正値は、０である。
（ＢＤ信号のＢ面の周期）−（一番短いＢＤ周期）
＝ｘｂ−ｘｂ

／ＢＤ信号側のＣ面に対応する擬似ＢＤ信号のＤ面の補正値は、ｘｃ−ｘｂである。
（ＢＤ信号のＣ面の周期）−（一番短いＢＤ周期）
＝ｘｃ−ｘｂ

／ＢＤ信号側のＤ面に対応する擬似ＢＤ信号のＡ面の補正値は、ｘｄ−ｘａである。
（ＢＤ信号のＤ面の周期）−（一番短いＢＤ周期）
＝ｘｄ−ｘａ

Ａ面の／ＢＤ信号（Ｂ面の擬似ＢＤ信号）の擬似ＢＤ信号は、補正値がｘａ−ｘｂなので、／ＢＤ信号から（ｘａ−ｘｂ）クロック遅らせた擬似ＢＤ信号を生成し、出力する。

Ｂ面の／ＢＤ信号（Ｃ面の擬似ＢＤ信号）の擬似ＢＤ信号は、補正値が０なので、／ＢＤ信号そのものを擬似ＢＤとして出力する。

Ｃ面の／ＢＤ信号（Ｄ面の擬似ＢＤ信号）の擬似ＢＤ信号は、補正値がｘｃ−ｘｂなので、／ＢＤ信号から（ｘｃ−ｘｂ）クロック遅らせた擬似ＢＤ信号を生成し、出力する。

Ｄ面の／ＢＤ信号（Ａ面の擬似ＢＤ信号）の擬似ＢＤ信号は、補正値がｘｄ−ｘａなので、／ＢＤ信号から（ｘｄ−ｘａ）クロック遅らせた擬似ＢＤ信号を生成し、出力する。

／ＢＤ信号４０１の場合は、図４のような擬似ＢＤ信号４０４になる。

なお、説明を簡単にするため、図４では一番短いＢＤ周期の面の擬似ＢＤ信号遅延時間を０とした場合について説明した。実際には、０ではなく、全ての面の擬似ＢＤ信号遅延時間に同一の時間（オフセット時間）を足してもよい。

面分割誤差の測定は、製品出荷前にジグを使って行い製品の不揮発メモリに記録しておく方法が考えられる。

次に、図６を用いてＡＳＩＣ４０２の内部にある擬似ＢＤ生成部を説明する。

クロックＣＫ１０１はディレイ回路５０２と制御部５０１に入る。ディレイ回路５０２ではＣＫ１０１をディレイさせたクロックＤＣＫ１〜ＤＣＫ６を生成する。

ディレイ回路５０２は、例えば、図７のように構成されている。ディレイ素子５０２１０〜５０２５が直列に接続されており、ディレイ素子５０２１〜５０２５からクロックＤＣＫ２〜ＤＣＫ６を引き出す。クロックＤＣＫ１はクロックＣＫ１０１そのままである。このような構成により、クロックＤＣＫ１〜ＤＣＫ６はクロックＣＫ１０１からのディレイが少しずつ異なるクロックとなる。

図８にＣＫ１０１とＤＣＫ１〜ＤＣＫ６のタイミングを示す。ＣＫ１０１から１／６クロック単位でディレイをつけている例を示す。ＣＫ１０１とＤＣＫ１は同じ位相である。ＤＣＫ２は、ＣＫ１０１から１／６クロックディレイしている。ＤＣＫ３は、ＣＫ１０１から２／６クロックディレイしている。ＤＣＫ３からＤＣＫ６も同様であり、ＤＣＫ６はＣＫ１０１から５／６クロックディレイしている。

クロック選択回路５０３は、クロックＤＣＫ１〜ＤＣＫ６のうち、１つのクロックを選択してＣＬＫ２に出力する回路である。クロックの選択は、制御部５０１から出力される信号で行われる。

擬似ＢＤ生成部５０４は、クロックＣＫ２をクロックとして、擬似ＢＤを発生するワンショットパルス出力等からなる。例えば、図９のような回路である。制御部５０１は、擬似ＢＤ４０４を出力するタイミングでリセット７０１をＨにすると共に、制御信号７０２をＨにし、クロックＣＫ２を出力させる。この動作で、クロックＣＫ２の１クロック幅のＬのパルスが出力される。

ディレイ測定部５０５は、ＢＤ信号４０１の立ち下がりからＤＣＫ１までの時間（ディレイ）を測定する回路からなる。例えば、図１０のような回路からなる。ＢＤ４０１がＨからＬになると、フリップフロップ６０１〜６０６がクロックＤＣＫ１〜６を取り込む。

図１１が波形を説明する図である。ＢＤ４０１の立ち下がりエッジＴ１で取り込んだ値Ｄ１〜Ｄ６は、Ｄ１とＤ２がＬ、Ｄ３〜Ｄ５がＨ、Ｄ６がＬである。ＬからＨに値が変化するのはＤ２とＤ３の間であることから、Ｄ３がＢＤ４０１に一番近いクロックと判断できる。この判断は制御部で行う。

また、この判断は、図１１のＴ２で行うとよい。Ｔ２は、Ｔ１からＣＫ１０１の２つ目の立ち上がりである。１つ目の立ち上がりであると、フリップフロップ６０１〜６０６がメタステーブル状態である可能性があるため、メタステーブル状態が収まるのを待つために２つ目の立ち上がりＴ２で判断する。また、ＢＤ４０１が次にＬになる前に、制御部がフリップフロップ６０１〜６０６をリセットする（不図示）。

制御部５０１はクロック選択回路５０３や擬似ＢＤ発生部５０４を制御する。

以上の構成で擬似ＢＤ発生の動作を説明する。

擬似ＢＤ４０４の、元となるＢＤ４０１からのディレイをＡ＋Ｂ／６（クロック）とする。この値は、前述のように、ＢＤ周期を面ごとに測定することで得られる値である。

まず、ディレイ測定部５０５で、ＢＤ４０１の立ち下がり（ＨからＬになるポイント）に一番近いディレイクロックＤＣＫ１〜ＤＣＫ６を選択する。ＤＣＫ１が一番ＢＤ４０１に近ければ、ディレイは０／６（クロック）となる。ＤＣＫ２が一番ＢＤ４０１に近ければ、ディレイは１／６（クロック）となる。ＤＣＫ３〜６も同様にディレイが２／６〜５／６（クロック）になる。

制御部は、要求されているディレイＡ＋Ｂ／６からＣ／６を引いた値を求める。結果がＤ＋Ｅ／６であるとする。制御部はクロックＣＫ１０１でＤクロックカウントした後、Ｅに応じたディレイクロックＤＣＫ１〜６に切り替える。例えば、Ｅ＝０であればＤＣＫ１、１であればＤＣＫ２、２〜５であればそれぞれＤＣＫ３〜６に切り替える。切り替え後にＣＫ２を出力し、擬似ＢＤ４０４を生成する。

具体的な数値を用いて、図１１でタイミングを説明する。

擬似ＢＤ４０４のＢＤ４０１からのディレイを４＋３／６とする。ＢＤ４０１がＨからＬになったタイミングＴ１でＤ１〜Ｄ６をフリップフロップで取り込み、Ｔ２のタイミングでディレイ量を検知する。その結果、ＣＫ１０１からＢＤ４０１の立ち下がりまでは約４／６クロックディレイしていると制御部５０１で判断する。制御部５０１では、必要なディレイ量４＋３／６クロックから４／６クロックを引いた値を求める。この値は３＋５／６となる。

制御部５０１は、ＤＣＫ１〜６の中からディレイが５／６クロックであるＤＣＫ６をクロック選択回路を用いて選択し、Ｔ３のタイミング（ＣＫ１０１でＴ１から４個目の立ち上がり（図で「３」と示された立ち上がりクロック）の後に来る最初のＤＣＫ６の立ち上がりクロック）でＤＣＫ６をＣＫ２に出力する。制御部５０１はＢＤ４０１が立ち下がるまでに擬似ＢＤ生成部５０４の回路をリセットしておく。擬似ＢＤ生成部５０４は、クロックＣＫ２が来ると１発だけ１クロック幅のＬを出力する。これが擬似ＢＤとなる。

この動作をポリゴンミラーの面ごとに行うことで、面ごとに最適された擬似ＢＤ信号を生成できる。画像コントローラは擬似ＢＤ４０４をビーム走査方向の水平同期信号として画像を出力する。

本実施例では、１つのポリゴンミラーに対して２ステーションの画像形成部が存在する構成について説明した。ただし、１つのポリゴンミラーに対して３ステーション以上の画像形成部が存在する構成に対しても有効である。

以上の構成により、１ポリゴン２ステーションの走査光学系において、ポリゴンの面ごとのＢＤ周期を測定し、そのＢＤ周期からＢＤセンサがない側のＢＤ信号（擬似ＢＤ信号）を生成することによって、ポリゴンの面ごとの誤差を補正して、ビーム走査方向書き出し位置の揃った画像を形成することができる。

実施例１では、ビームは１ステーション当たり１個であった。実施例２では、１ステーション当たり２ビームの系について説明する。

全体の構成は実施例１と同様である。

２ビームの場合、１ビーム目と２ビーム目両方のＢＤ信号を画像コントローラに出力する方法と、１ビーム目のＢＤ信号のみを画像コントローラに出力する方法がある。本件では、前者の構成について説明する。

実施例１で図２に示したスキャナユニットの詳細においては、レーザ１０１とレーザ１０２がそれぞれ２ビームになる。ＢＤセンサ１０６は１個である。レーザ１０１に含まれる２個のレーザのＢＤセンサ１０６への入射タイミングをずらすことにより、ＢＤセンサを１個で２つのレーザの入射タイミングを検出できる。

図３の擬似ＢＤ生成のための構成は実施例１と同じである。本実施例では、２つのビームに相当するタイミングを１つのＢＤ信号４０１で画像コントローラに伝える。図１２のＴ１０１が１つ目のビームの走査方向書き出し位置を示すタイミングである。Ｔ２０２が２つ目のビームの走査方向書き出し位置を示すタイミングである。

図１３は、本実施例の擬似ＢＤ発生部を説明する図である。図６の実施例１の擬似ＢＤ発生部との違いは、クロック選択回路５０７と擬似ＢＤ発生部５０６が追加されていることである。これらは、２ビームのために追加された構成である。ディレイ測定部は１つ目のビームと２つ目のビームで共通に用いる。

２ビームの系では、図１２のように、２つのビームのタイミングが時系列にディ令息底部５０５に入力される。

制御部５０１は、まずＴ１０１のタイミングでディレイ測定部５０５でＣＫ１０１の立ち上がりからＢＤ４０１の立下りまでの時間を検出する。この値と、ＢＤ４０１の立下りから擬似ＢＢ４０４の立下りまでのディレイから、実施例１と同様に擬似ＢＤ生成部５０４で１ビーム目に対応する擬似ＢＤ５１０を生成する。

同様に、Ｔ１０２のタイミングでディレイ測定部５０５でＫ１０１の立ち上がりからＢＤ４０１の立下りまでの時間を検出し、１つ目のビームと同様にクロック選択回路５０７と擬似Ｂ生成部５０６で２ビーム目に対応する擬似ＢＤ５１１を生成する。

１ビーム目に対応する擬似ＢＤと５１０と２ビーム目に対応する擬似ＢＤ５１１をＡＮＤ素子５０９で演算し、２つのビームに対応したタイミングを含む擬似ＢＤ４０４を生成する。

本実施例では、１つのＢＤセンサで２つのレーザのＢＤ信号を出力する構成について説明した。これに限らず、１つのステーションにおいて、２つのビームのタイミングを検知するセンサが別々に２個ある場合でも、本構成は有効である。

本実施例では、２ビームの例を示した。同様の考え方で、２ビームよりも多いビーム数でも本構成は有効である。

以上の構成により、１ポリゴン２ステーションのマルチビームの走査光学系において、ポリゴンの面ごとのＢＤ周期を測定し、そのＢＤ周期からＢＤセンサがない側のＢＤ信号（擬似ＢＤ信号）を生成することによって、ポリゴンの面ごとの誤差を補正して、ビーム走査方向書き出し位置の揃った画像を形成することができる。

実施例３では、ＢＤ周期の測定を擬似ＢＤ生成に使うディレイクロックを用いて行う構成について説明する。

実施例１および実施例２では、ポリゴン面誤差の測定についてはあらかじめ測定しておく方法について説明した。本実施例では、擬似ＢＤ測定部と兼用して測定する方法について説明する。

擬似ＢＤ発生部の構成は、実施例１で図６を用いて説明したものと同じである。

図１４は、本実施例のタイミングを説明する図である。面誤差を測定するには、面ごとにＢＤ周期を測定する。そのときに、ディレイクロックＤＣＫ１〜６を用いる。測定の仕方は、実施例１で説明した、ＢＤ４０１からＣＫ１０１までの時間を測定する方法に近い。

ＢＤ４０１がタイミングＴ３０１でＨからＬに変化する。このとき図１０で示したフリップフロップ６０１〜６０６の出力Ｄ１〜Ｄ６の出力を制御部５０１で検知する。図の例では、Ｔ３０１の後、Ｄ５がＨでＤ６がＬであることから、ＣＢＤ４０１の立下りから、ＣＫ１０１の立ち上がりまでは、１−５／６＝１／６クロックある。制御部はＤ１〜Ｄ６の検出後、フリップフロップ６０１〜６０６をリセットする（タイミングＴ３０２）。

次に、タイミングＴ３０３で次のポリゴン面のＢＤが検知される。図１４の例では、Ｄ３がＨであり、Ｄ４がＬであることからＢＤ４０１の立下りに一番近いのはＤ３であり、次のＣＫ１０１の立ち上がりまでは１−２／６＝４／６クロックであることがわかる。

一方、制御部５０１は、ＢＤ４０１がＬになってから（Ｔ３０４）、次にＬになる（Ｔ３０５）までのクロック数をＣＫ１０１でカウントする。このカウント数をＰとすると、ＢＤ周期はＰ＋１／６−４／６クロックとなる。

同様にそれぞれの面と面の間のＢＤ周期を求めることで、面誤差を求めることができる。

ＢＤ周期を求めた後は、実施例１のようにして、擬似ＢＤを発生する。

以上に示した方法であると、擬似ＢＤを生成するときに用いるディレイ素子と、面誤差を測定するために用いるディレイ素子が同一であることから、製造プロセスに起因するディレイ素子の遅延時間のばらつきや、周囲温度によるディレイ素子の遅延時間の変化に対して精度よく補正できるようになる。

以上に示した方法であると、出荷工程において面誤差を測定し、不揮発メモリに記録する必要がなくなり、工数やメモリコストの削減を行える。また、製品で測定できるため、市場でスキャナユニットを交換したときであっても、自動的に正しい補正を行うことができる。

本発明の実施例１における画像形成装置の構成を示す断面図 スキャナユニットの詳細を示した図 実施例１の擬似ＢＤの生成方法を説明する図 実施例１の動作を説明するためのタイミングチャート 実施例１のポリゴン・レーザ・ＢＤセンサの関係図 実施例１の擬似ＢＤ発生部を説明する図 ディレイ回路を説明する図 クロックのタイミングを説明する図 擬似ＢＤ生成部の回路を示す図 ディレイ測定部の構成を説明する図 実施例１のタイミングを説明する図 ２ビーム系のＢＤ信号を説明する図 実施例２の擬似ＢＤ発生部を説明する図 実施例３のタイミングを説明する図

符号の説明

１０１ レーザダイオード
１０２ レーザダイオード
１０３ ポリゴンミラー
１０６ ＢＤセンサ
２０３ ビデオコントローラ
２０４ エンジンコントローラ
４０１ ＢＤ信号
４０４ 擬似ＢＤ信号
５０１ 制御部
５０２ ディレイ回路
５０３ クロック選択回路
５０４ 擬似ＢＤ生成部
５０５ ディレイ測定部
５０６ 擬似ＢＤ生成部
５０７ クロック選択回路

Claims (4)

1. ビームを発生する複数のビーム発生手段と、
   複数の像担持体と、
   前記ビーム発生手段より発生したビームを同時に前記像担持体表面に偏向走査させる回転多面鏡と、
   複数の像担持体のうちいずれか１つの像担持体上を走査するビーム発生手段に対して設けられ、かつ前記ビームの走査路上にあって、ビームの入射により像担持体の画像書き出しタイミングの基準となる第一の水平同期信号を発生するビーム検出手段と、
   前記第一の水平同期信号から前記回転多面鏡の面ごとの水平同期信号遅延量を算出する遅延量算出手段と、
   前記水平同期信号と前記遅延量から、対応するビーム検出手段を有さないビーム発生に対する水平同期信号を生成する水平同期信号生成手段を有する画像形成装置において、
   クロックを遅延させ、異なる遅延量の複数の遅延クロックを生成する遅延クロック生成手段を有し、
   前記水平同期信号生成手段では、前記遅延クロックから第二の水平同期信号を生成することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記水平同期信号生成手段は、
   複数の前記遅延クロックから特定の遅延クロックを選択するクロック選択手段と
   前記第一の水平同期信号と複数の前記遅延クロックから前記第一の水平同期信号の遅延時間を測定するディレイ測定手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 少なくとも１つの前記像担持体に対応する前記ビーム発生手段が複数あることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記遅延量算出手段において、複数の前記遅延クロックを用いて前記回転多面鏡の面ごとの水平同期信号遅延量を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。

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