JP3184170B2 - レーザ走査位置検出センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像形成体か
らなる感光体ドラムあるいは感光体ベルトを露光するレ
ーザユニットを備えたレーザプリンタにおいて用いら
れ、レーザユニットから走査されるレーザ光の走査位置
を検出するレーザ光走査位置検出センサに関する。
らなる感光体ドラムあるいは感光体ベルトを露光するレ
ーザユニットを備えたレーザプリンタにおいて用いら
れ、レーザユニットから走査されるレーザ光の走査位置
を検出するレーザ光走査位置検出センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、イエロー（Ｙ），マゼンタ
（Ｍ），シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４色の
印刷色に対応する露光光学系（レーザユニット）が、静
電潜像が形成される感光体ベルトの回転方向に対して互
いに平行に配置され、これらの露光光学系を感光体ベル
トの回転移動に同期して動作させることで、感光体上に
画像（静電潜像）を形成して行くタンデム型のレーザプ
リンタが知られている。
（Ｍ），シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４色の
印刷色に対応する露光光学系（レーザユニット）が、静
電潜像が形成される感光体ベルトの回転方向に対して互
いに平行に配置され、これらの露光光学系を感光体ベル
トの回転移動に同期して動作させることで、感光体上に
画像（静電潜像）を形成して行くタンデム型のレーザプ
リンタが知られている。
【０００３】図６は、感光体ベルトと４つのレーザユニ
ツトとを有する従来のタンデム型レーザプリンタの画像
形成部を示す概略構成図である。ただし、図６に示すプ
リンタでは、現像器の図示を省略している。
ツトとを有する従来のタンデム型レーザプリンタの画像
形成部を示す概略構成図である。ただし、図６に示すプ
リンタでは、現像器の図示を省略している。
【０００４】図６に示すタンデム型レーザプリンタは、
静電潜像が形成される感光体がベルト状に構成されてな
る感光体ベルト１５０１と、４色の印刷色に対応する４
つのレーザユニット（Ｙ色用レーザユニット１５０２，
Ｍ色用レーザユニット１５０３，Ｃ色用レーザユニット
１５０４およびＢｋ色用レーザユニット１５０５）とが
備えられている。４つのレーザユニットは、感光体ベル
ト１５０１の回転方向に沿って一列に配置されている。
静電潜像が形成される感光体がベルト状に構成されてな
る感光体ベルト１５０１と、４色の印刷色に対応する４
つのレーザユニット（Ｙ色用レーザユニット１５０２，
Ｍ色用レーザユニット１５０３，Ｃ色用レーザユニット
１５０４およびＢｋ色用レーザユニット１５０５）とが
備えられている。４つのレーザユニットは、感光体ベル
ト１５０１の回転方向に沿って一列に配置されている。
【０００５】感光体ベルト１５０１はドライブローラ１
５０７およびステアリングローラ１５０８に巻回されて
おり、モータ１５０６の回転駆動力が不図示のギヤ等の
伝達系を介してドライブローラ１５０７に伝達される
と、感光体ベルト１５０１が回転するように構成されて
いる。なお、ステアリングローラ１５０８は、感光体ベ
ルト１５０１の蛇行を防止するために備えられており、
これにより感光体ベルト１５０１の平衡状態が維持され
るようになっている。
５０７およびステアリングローラ１５０８に巻回されて
おり、モータ１５０６の回転駆動力が不図示のギヤ等の
伝達系を介してドライブローラ１５０７に伝達される
と、感光体ベルト１５０１が回転するように構成されて
いる。なお、ステアリングローラ１５０８は、感光体ベ
ルト１５０１の蛇行を防止するために備えられており、
これにより感光体ベルト１５０１の平衡状態が維持され
るようになっている。
【０００６】このように構成されたタンデム型プリンタ
では、各色の画像を形成するためのレーザユニットの取
り付け精度が重要である。そのため、タンデム型プリン
タには、各色用のレーザユニットを精度良く取り付ける
ための手段として、取り付け基準１５０９が備えられて
いる。以下に、取り付け基準１５０９を用いた各レーザ
ユニットの位置合わせ工程について説明する。
では、各色の画像を形成するためのレーザユニットの取
り付け精度が重要である。そのため、タンデム型プリン
タには、各色用のレーザユニットを精度良く取り付ける
ための手段として、取り付け基準１５０９が備えられて
いる。以下に、取り付け基準１５０９を用いた各レーザ
ユニットの位置合わせ工程について説明する。
【０００７】通常、レーザユニット内には、画像の書き
出し基準となる不図示のＳＯＳ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｓ
ｃａｎ）センサがあり、このＳＯＳセンサからの信号出
力を基準に画像形成のタイミングがとられる。各レーザ
ユニット内のＳＯＳセンサは、レーザユニットの取り付
け基準となる所定の基準位置における画像形成タイミン
グが同一となるように調整されている。そのため、各色
用のレーザユニットが同じ取り付け基準１５０９位置に
取り付けられるのであれば、取り付け基準１５０９側の
位置におけるレーザユニット同士の間隔と、基準側に対
して反対側の位置とにおける各レーザユニット同士の間
隔を測定しながら、調整機構によって各レーザユニット
の位置を調整することにより、各レーザユニットの取り
付け精度が確保され、各レーザユニットの位置合わせが
行われる。
出し基準となる不図示のＳＯＳ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｓ
ｃａｎ）センサがあり、このＳＯＳセンサからの信号出
力を基準に画像形成のタイミングがとられる。各レーザ
ユニット内のＳＯＳセンサは、レーザユニットの取り付
け基準となる所定の基準位置における画像形成タイミン
グが同一となるように調整されている。そのため、各色
用のレーザユニットが同じ取り付け基準１５０９位置に
取り付けられるのであれば、取り付け基準１５０９側の
位置におけるレーザユニット同士の間隔と、基準側に対
して反対側の位置とにおける各レーザユニット同士の間
隔を測定しながら、調整機構によって各レーザユニット
の位置を調整することにより、各レーザユニットの取り
付け精度が確保され、各レーザユニットの位置合わせが
行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような手段で各レーザユニットの位置合わせを行うこ
とができるのは、図６に示したプリンタのように、各レ
ーザユニットが互いに平行となるように構成されている
場合に限られる。
たような手段で各レーザユニットの位置合わせを行うこ
とができるのは、図６に示したプリンタのように、各レ
ーザユニットが互いに平行となるように構成されている
場合に限られる。
【０００９】ところが、装置の小型化、現像器の構成上
の制約から、図７のように、感光体ベルト１６０１の露
光面をアーチ上に盛り上げるように構成する必要がある
ときには、各レーザユニット１６０２が互いに平行とな
るように取り付けることができない。この場合には、上
記のようにして各レーザユニット間の取り付け誤差を正
確に測定することは困難である。たとえ取り付け誤差の
測定ができたとしても、レーザユニットの取り付け角度
が異なると、各レーザユニット１６０２内に備えられた
ポリゴンミラー１６０２ａを支持する軸受け構造の関係
から、各レーザユニット１６０２毎に鉛直方向に関する
レーザ光のスキャンラインの位置が異なるため、各レー
ザユニツトの取り付け基準に対してスキャンラインが同
じ位置（高さ）とならなくなってしまう。
の制約から、図７のように、感光体ベルト１６０１の露
光面をアーチ上に盛り上げるように構成する必要がある
ときには、各レーザユニット１６０２が互いに平行とな
るように取り付けることができない。この場合には、上
記のようにして各レーザユニット間の取り付け誤差を正
確に測定することは困難である。たとえ取り付け誤差の
測定ができたとしても、レーザユニットの取り付け角度
が異なると、各レーザユニット１６０２内に備えられた
ポリゴンミラー１６０２ａを支持する軸受け構造の関係
から、各レーザユニット１６０２毎に鉛直方向に関する
レーザ光のスキャンラインの位置が異なるため、各レー
ザユニツトの取り付け基準に対してスキャンラインが同
じ位置（高さ）とならなくなってしまう。
【００１０】また、各レーザユニットを互いに平行に配
置する場合であっても、感光体表面で反射したレーザ光
がレーザユニットへ戻ることを防止するために、各レー
ザユニットのレーザ出射面を感光体表面に対して一律に
５度程度傾ける必要がある。この傾きを設ける必要があ
ることによっても、各レーザユニットの位置決め精度を
保つことが困難となる。
置する場合であっても、感光体表面で反射したレーザ光
がレーザユニットへ戻ることを防止するために、各レー
ザユニットのレーザ出射面を感光体表面に対して一律に
５度程度傾ける必要がある。この傾きを設ける必要があ
ることによっても、各レーザユニットの位置決め精度を
保つことが困難となる。
【００１１】このようなことから、感光体上を実際に走
査されるスキャンラインがどこを通るのかを検出できる
必要がある。しかし、高速で走査されるレーザ光の走査
位置を検出できるセンサは従来は存在していなかった。
そのため、スキャンラインの位置ずれ量を検出するテス
トパターンを感光体上に形成し、これを用紙に転写形成
して、その用紙上に得られた画像からスキャンラインの
位置ずれ量を読みとり、各レーザユニットの位置を調整
するという手法が用いられてきた。
査されるスキャンラインがどこを通るのかを検出できる
必要がある。しかし、高速で走査されるレーザ光の走査
位置を検出できるセンサは従来は存在していなかった。
そのため、スキャンラインの位置ずれ量を検出するテス
トパターンを感光体上に形成し、これを用紙に転写形成
して、その用紙上に得られた画像からスキャンラインの
位置ずれ量を読みとり、各レーザユニットの位置を調整
するという手法が用いられてきた。
【００１２】各レーザユニットの取り付け状態を検出す
る方法として上記の手法を用いる場合は、画像形成プロ
セスが全て完成に近い状態で組み込まれていなければな
らず、用紙に転写形成された画像から、この時に生じる
位置ずれ量を数値として出すことが必要である。また、
Ｙ色のコントラストが低いために、Ｙ色を基準にして各
色用のスキャンラインの位置ずれ量を読みとることは自
動化が困難であり、描かれるテストパターンのライン中
心を人が目視で判断し、この中心間の距離を位置ずれ量
の数値として読みとらねばならず、各レーザユニットの
位置調整に多大な労力を要するものであった。
る方法として上記の手法を用いる場合は、画像形成プロ
セスが全て完成に近い状態で組み込まれていなければな
らず、用紙に転写形成された画像から、この時に生じる
位置ずれ量を数値として出すことが必要である。また、
Ｙ色のコントラストが低いために、Ｙ色を基準にして各
色用のスキャンラインの位置ずれ量を読みとることは自
動化が困難であり、描かれるテストパターンのライン中
心を人が目視で判断し、この中心間の距離を位置ずれ量
の数値として読みとらねばならず、各レーザユニットの
位置調整に多大な労力を要するものであった。
【００１３】上記に鑑み、本発明は、高速で走査される
レーザ光の走査位置を検出することができるレーザ走査
位置検出センサを提供することを目的とする。
レーザ光の走査位置を検出することができるレーザ走査
位置検出センサを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
め、本発明のレーザ走査位置検出センサは、静電潜像が
形成される感光体を露光するためのレーザ光を走査する
レーザユニットを有するレーザプリンタに用いられ、前
記レーザ光の走査位置を検出するレーザ走査位置検出セ
ンサであって、前記レーザ光が前記レーザ走査位置検出
センサを走査する際に、前記レーザ走査位置検出センサ
の前記レーザ光が照射される位置を検出する照射位置検
出素子と、前記レーザ光が前記レーザ走査位置検出セン
サを走査する際に、前記レーザ光を所定の時間だけ前記
照射位置検出素子の一点に集中させるように構成された
レンズと、前記レーザ光が前記レーザ走査位置検出セン
サに入射するタイミングを検出する受光素子とが備えら
れていることを特徴とする。
め、本発明のレーザ走査位置検出センサは、静電潜像が
形成される感光体を露光するためのレーザ光を走査する
レーザユニットを有するレーザプリンタに用いられ、前
記レーザ光の走査位置を検出するレーザ走査位置検出セ
ンサであって、前記レーザ光が前記レーザ走査位置検出
センサを走査する際に、前記レーザ走査位置検出センサ
の前記レーザ光が照射される位置を検出する照射位置検
出素子と、前記レーザ光が前記レーザ走査位置検出セン
サを走査する際に、前記レーザ光を所定の時間だけ前記
照射位置検出素子の一点に集中させるように構成された
レンズと、前記レーザ光が前記レーザ走査位置検出セン
サに入射するタイミングを検出する受光素子とが備えら
れていることを特徴とする。
【００１５】上記のように構成された本発明のレーザ走
査位置検出センサによれば、レーザ光が高速で走査され
る場合であっても、レーザユニットから走査されてレー
ザ走査位置検出センサを通過するレーザ光が照射位置検
出素子に一時的に静止されたような状態になる。そのた
め、照射位置検出素子から出力される検出信号を安定状
態となったときに取り込むことが可能となり、レーザ走
査位置検出センサを走査するレーザ光のレーザ走査位置
検出センサにおける走査位置が正確に検出される。その
結果、レーザユニットから走査されるレーザ光の走査位
置が正確に検出され、レーザユニットの所定位置からの
ずれや、レーザユニットから走査されるレーザ光の主走
査方向のずれを、高精度で補正することが可能となる。
査位置検出センサによれば、レーザ光が高速で走査され
る場合であっても、レーザユニットから走査されてレー
ザ走査位置検出センサを通過するレーザ光が照射位置検
出素子に一時的に静止されたような状態になる。そのた
め、照射位置検出素子から出力される検出信号を安定状
態となったときに取り込むことが可能となり、レーザ走
査位置検出センサを走査するレーザ光のレーザ走査位置
検出センサにおける走査位置が正確に検出される。その
結果、レーザユニットから走査されるレーザ光の走査位
置が正確に検出され、レーザユニットの所定位置からの
ずれや、レーザユニットから走査されるレーザ光の主走
査方向のずれを、高精度で補正することが可能となる。
【００１６】さらに、前記レーザ光が前記レーザ走査位
置検出センサに入射するタイミングを検出する受光素子
が備えられている構成とすることにより、照射位置検出
素子から出力される検出信号が安定状態となる時点で、
その検出信号をサンプルホールドすることが可能とな
る。
置検出センサに入射するタイミングを検出する受光素子
が備えられている構成とすることにより、照射位置検出
素子から出力される検出信号が安定状態となる時点で、
その検出信号をサンプルホールドすることが可能とな
る。
【００１７】また、前記レーザ光が前記レーザ走査位置
検出センサを走査する際に前記レーザ光を瞬間的に前記
受光素子に入射させるように構成されたレンズが備えら
れている構成とすることにより、レーザ光がレーザ走査
位置検出センサに入射するタイミングをより鋭敏に検出
することが可能となる。
検出センサを走査する際に前記レーザ光を瞬間的に前記
受光素子に入射させるように構成されたレンズが備えら
れている構成とすることにより、レーザ光がレーザ走査
位置検出センサに入射するタイミングをより鋭敏に検出
することが可能となる。
【００１８】さらに、前記受光素子に入射される前記レ
ーザ光の光路中にスリットが設けられている構成として
もよい。
ーザ光の光路中にスリットが設けられている構成として
もよい。
【００１９】また、前記照射位置検出素子は、前記レー
ザ光が入射される受光面に、前記レンズを通って多方向
から扇状に入射角の振れ幅を持って前記照射位置検出素
子に集光される前記レーザ光のうちの、前記受光面に対
する入射角の振れ幅の中心にあるレーザ光が垂直に入射
するように配置されている構成としてもよい。
ザ光が入射される受光面に、前記レンズを通って多方向
から扇状に入射角の振れ幅を持って前記照射位置検出素
子に集光される前記レーザ光のうちの、前記受光面に対
する入射角の振れ幅の中心にあるレーザ光が垂直に入射
するように配置されている構成としてもよい。
【００２０】また、前記レーザユニットから走査される
前記レーザ光の走査開始位置および走査終了位置に配置
される構成とすることにより、レーザ光の走査位置をよ
り正確に検出することが可能となる。
前記レーザ光の走査開始位置および走査終了位置に配置
される構成とすることにより、レーザ光の走査位置をよ
り正確に検出することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００２２】図１は、本発明のレーザ走査位置検出セン
サの一実施形態を、一部を破断した状態で示す斜視図で
ある。
サの一実施形態を、一部を破断した状態で示す斜視図で
ある。
【００２３】本実施形態のレーザ走査位置検出センサ
は、レーザ光走査方向に対して直交する方向に均一なレ
ンズ１０１と、このレンズ１０１を透過したレーザ走査
光の一部が入射される照射位置検出素子としてのＰＳＤ
（位置検出素子）１０２および受光素子としてのＰＤ
（フォトダイオード）１０３とが備えられている。
は、レーザ光走査方向に対して直交する方向に均一なレ
ンズ１０１と、このレンズ１０１を透過したレーザ走査
光の一部が入射される照射位置検出素子としてのＰＳＤ
（位置検出素子）１０２および受光素子としてのＰＤ
（フォトダイオード）１０３とが備えられている。
【００２４】レンズ１０１は、レーザ走査光がレンズ１
０１の開始点１０１ａに入射した時にレーザ走査光がＰ
Ｄ１０３に瞬間的に入射し、その後にある所定の走査時
間だけレーザ走査光がＰＳＤ１０２の１点に集光される
ように光学設計されている。また、レンズ１０１、ＰＳ
Ｄ１０２およびＰＤ１０３の位置精度を確保できるよう
に、レンズ１０１はケース１０５に固定され、ＰＳＤ１
０２およびＰＤ１０３はケース１０５内の所定の位置に
収容された基板１０４上に実装されている。また、レー
ザ走査位置検出センサは、図示しない制御回路と接続す
るためのコネクタピン１０６で構成されたコネクタ１０
７が設けられている。
０１の開始点１０１ａに入射した時にレーザ走査光がＰ
Ｄ１０３に瞬間的に入射し、その後にある所定の走査時
間だけレーザ走査光がＰＳＤ１０２の１点に集光される
ように光学設計されている。また、レンズ１０１、ＰＳ
Ｄ１０２およびＰＤ１０３の位置精度を確保できるよう
に、レンズ１０１はケース１０５に固定され、ＰＳＤ１
０２およびＰＤ１０３はケース１０５内の所定の位置に
収容された基板１０４上に実装されている。また、レー
ザ走査位置検出センサは、図示しない制御回路と接続す
るためのコネクタピン１０６で構成されたコネクタ１０
７が設けられている。
【００２５】図２は、図１に示したレーザ走査位置検出
センサをレーザ走査方向に沿って切断した状態で示す断
面図である。
センサをレーザ走査方向に沿って切断した状態で示す断
面図である。
【００２６】走査されたレーザ光がレンズ１０１の開始
点１０１ａに入射すると、レンズ１０１によって、まず
ＰＤ１０３にレーザ光が照射される。レンズ１０１の開
始点１０１ａの光学設計は、ＰＤ１０３に対してレーザ
光が瞬間的に通過するようになっているため、レンズ１
０１にレーザ光が入射した次の瞬間にはＰＳＤ１０２に
レーザ光が照射されることになる。
点１０１ａに入射すると、レンズ１０１によって、まず
ＰＤ１０３にレーザ光が照射される。レンズ１０１の開
始点１０１ａの光学設計は、ＰＤ１０３に対してレーザ
光が瞬間的に通過するようになっているため、レンズ１
０１にレーザ光が入射した次の瞬間にはＰＳＤ１０２に
レーザ光が照射されることになる。
【００２７】また、レンズ１０１は、ＰＤ１０３にレー
ザ光を瞬間的に通過させるための部分（開始点１０１
ａ）と、所定の走査時間だけＰＳＤ１０２の１点にレー
ザ光を集光させるＰＳＤ集光部１０１ｂとの２段構成を
有するように光学設計されているため、ＰＳＤ１０２に
は、ある一定の時間、レーザ光が静止した状態が作ら
れ、ＰＳＤ１０２がそのレーザ光の位置を検出するだけ
の十分なエネルギーがＰＳＤ１０２に供給されることに
なる。
ザ光を瞬間的に通過させるための部分（開始点１０１
ａ）と、所定の走査時間だけＰＳＤ１０２の１点にレー
ザ光を集光させるＰＳＤ集光部１０１ｂとの２段構成を
有するように光学設計されているため、ＰＳＤ１０２に
は、ある一定の時間、レーザ光が静止した状態が作ら
れ、ＰＳＤ１０２がそのレーザ光の位置を検出するだけ
の十分なエネルギーがＰＳＤ１０２に供給されることに
なる。
【００２８】図３は、図２に示したレーザ走査位置検出
センサの平面図である。
センサの平面図である。
【００２９】図３に示すように、レーザ光はＰＤ１０３
を瞬間的に通過し、レーザ光がＰＳＤ１０２を通過する
際には、ある一定の時間だけＰＳＤ１０２の幅方向の中
心付近にビームスポットが静止する。
を瞬間的に通過し、レーザ光がＰＳＤ１０２を通過する
際には、ある一定の時間だけＰＳＤ１０２の幅方向の中
心付近にビームスポットが静止する。
【００３０】図４は図１等に示した走査位置検出センサ
の出力特性を示すグラフであり、同図（ａ）はＰＤ（フ
ォトダイオード）によって得られる出力Ａを示すグラ
フ、同図（ｂ）はＰＳＤ（位置検出素子）によって得ら
れる出力Ｂを示すグラフである。
の出力特性を示すグラフであり、同図（ａ）はＰＤ（フ
ォトダイオード）によって得られる出力Ａを示すグラ
フ、同図（ｂ）はＰＳＤ（位置検出素子）によって得ら
れる出力Ｂを示すグラフである。
【００３１】これらの出力Ａおよび出力Ｂは、図１に示
したレーザ走査位置検出センサを構成する基板１０４に
設けられたオペアンプおよびコンパレータ等からなる不
図示の信号処理回路により得られるものである。
したレーザ走査位置検出センサを構成する基板１０４に
設けられたオペアンプおよびコンパレータ等からなる不
図示の信号処理回路により得られるものである。
【００３２】上記の不図示の信号処理回路は、ＰＤ１０
３にレーザ光が照射されることによって流れる光電流に
よって動作するように構成されており、出力Ａは、出力
がハイレベルからローレベルに落ちる時の「立ち下がり
エッジ」を得られるようになっている。この出力Ａは、
不図示の制御回路で画像形成のタイミングをとるために
用いられる。
３にレーザ光が照射されることによって流れる光電流に
よって動作するように構成されており、出力Ａは、出力
がハイレベルからローレベルに落ちる時の「立ち下がり
エッジ」を得られるようになっている。この出力Ａは、
不図示の制御回路で画像形成のタイミングをとるために
用いられる。
【００３３】また、出力Ｂは、光スポットの位置によっ
て得られる２つの電流Ｉ1とＩ2との関係が、 （Ｉ2−Ｉ1）／（Ｉ1＋Ｉ2）＝２・ｘ／Ｌ となる公知の一次元ＰＳＤ素子の特性から得られるもの
であり、出力Ｂは、オペアンプを含む演算回路により、
光スポット位置によって変化する電圧として得られる。
て得られる２つの電流Ｉ1とＩ2との関係が、 （Ｉ2−Ｉ1）／（Ｉ1＋Ｉ2）＝２・ｘ／Ｌ となる公知の一次元ＰＳＤ素子の特性から得られるもの
であり、出力Ｂは、オペアンプを含む演算回路により、
光スポット位置によって変化する電圧として得られる。
【００３４】また、演算回路は、図４（ｂ）に示す出力
Ｂのほぼ中間の安定部分の電圧をホールドするように構
成されており、制御回路内では、走査位置に応じて変化
する連続した直流電圧として得られるようになってい
る。
Ｂのほぼ中間の安定部分の電圧をホールドするように構
成されており、制御回路内では、走査位置に応じて変化
する連続した直流電圧として得られるようになってい
る。
【００３５】出力Ａおよび出力Ｂは、このような信号処
理回路および演算回路によって、図４（ａ）および
（ｂ）に示した波形としてレーザ光の走査に同期して出
力される。これらの出力のうちの出力Ｂの電圧振幅はレ
ーザ走査位置に対応するので、この出力Ｂを出力Ａのフ
ロントエッジで作り出すホールドタイミング信号によて
サンプルホールドすれば、連続した直流電圧となってレ
ーザ走査位置が得られる。
理回路および演算回路によって、図４（ａ）および
（ｂ）に示した波形としてレーザ光の走査に同期して出
力される。これらの出力のうちの出力Ｂの電圧振幅はレ
ーザ走査位置に対応するので、この出力Ｂを出力Ａのフ
ロントエッジで作り出すホールドタイミング信号によて
サンプルホールドすれば、連続した直流電圧となってレ
ーザ走査位置が得られる。
【００３６】なお、上記に説明したオペアンプあるいは
コンパレータ等を用いて構成した信号処理回路は、当業
者にとってよく知られており、また本発明の本質的な構
成要素ではないので、その詳細な構成の説明は省略す
る。また、本発明の走査位置検出センサを構成するＰＳ
ＤとＰＤとを互いに精度良く配置するための位置合わせ
構造、およびこれらを基板上に正確に実装し、ケース内
に精度良く取り付けるための位置合わせ構造について
も、当業者にとってよく知られており、また本発明の本
質的な構成要素ではないので、その詳細な説明は省略す
る。
コンパレータ等を用いて構成した信号処理回路は、当業
者にとってよく知られており、また本発明の本質的な構
成要素ではないので、その詳細な構成の説明は省略す
る。また、本発明の走査位置検出センサを構成するＰＳ
ＤとＰＤとを互いに精度良く配置するための位置合わせ
構造、およびこれらを基板上に正確に実装し、ケース内
に精度良く取り付けるための位置合わせ構造について
も、当業者にとってよく知られており、また本発明の本
質的な構成要素ではないので、その詳細な説明は省略す
る。
【００３７】上記のようにして本実施形態のレーザ走査
位置検出センサにより得られた出力信号を処理すること
によって、これらの出力信号をレーザ走査位置に対応し
た直流電圧としてマイクロコンピュータのＡ／Ｄ変換器
に与えれば、各レーザユニットのレーザ走査位置を容易
に判定することができる。そのため、本実施形態のレー
ザ走査位置検出センサを各レーザユニットの走査開始位
置および走査終了位置の２箇所に配置すれば、レーザ走
査位置のずれに対応してこれらの２つのセンサ間に生じ
る電圧差によって、レーザ光の実際の走査位置を正確に
得ることができる。
位置検出センサにより得られた出力信号を処理すること
によって、これらの出力信号をレーザ走査位置に対応し
た直流電圧としてマイクロコンピュータのＡ／Ｄ変換器
に与えれば、各レーザユニットのレーザ走査位置を容易
に判定することができる。そのため、本実施形態のレー
ザ走査位置検出センサを各レーザユニットの走査開始位
置および走査終了位置の２箇所に配置すれば、レーザ走
査位置のずれに対応してこれらの２つのセンサ間に生じ
る電圧差によって、レーザ光の実際の走査位置を正確に
得ることができる。
【００３８】図５は、図１等に示したレーザ走査位置検
出センサが取り付けられた４色のタンデム型カラーレー
ザプリンタを示す概略構成図である。ここで、図５に示
すプリンタの感光体ベルト５０１、各レーザユニット５
０２，５０３，５０４，５０５、モータ５０６、ドライ
ブローラ５０７、ステアリングローラ５０８および取り
付け基準５０９の各構成は、図６に示した従来のプリン
タと同様であるので、詳しい説明は省略する。
出センサが取り付けられた４色のタンデム型カラーレー
ザプリンタを示す概略構成図である。ここで、図５に示
すプリンタの感光体ベルト５０１、各レーザユニット５
０２，５０３，５０４，５０５、モータ５０６、ドライ
ブローラ５０７、ステアリングローラ５０８および取り
付け基準５０９の各構成は、図６に示した従来のプリン
タと同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００３９】前述したように、本実施形態のレーザ走査
位置検出センサ４０１は、各レーザユニットのレーザ光
の走査開始位置と走査終了位置とにおいて、それぞれの
レーザ光走査位置に応じた電圧を得ることができるよう
にプリンタ内に配置されている。そのため、各レーザユ
ニットが所定の位置からずれた状態でプリンタに取り付
けられていると、そのずれ量に応じた２つのセンサ間の
電圧差が、これらの信号を処理している不図示のマイク
ロコンピュータによって得られる。そして、この電圧差
に基づいて、各レーザユニットの取り付け位置誤差が知
得される。
位置検出センサ４０１は、各レーザユニットのレーザ光
の走査開始位置と走査終了位置とにおいて、それぞれの
レーザ光走査位置に応じた電圧を得ることができるよう
にプリンタ内に配置されている。そのため、各レーザユ
ニットが所定の位置からずれた状態でプリンタに取り付
けられていると、そのずれ量に応じた２つのセンサ間の
電圧差が、これらの信号を処理している不図示のマイク
ロコンピュータによって得られる。そして、この電圧差
に基づいて、各レーザユニットの取り付け位置誤差が知
得される。
【００４０】このようにして得られた電圧差を、プリン
タの「レーザユニット取り付け状態調整モード」として
の動作下で、実際のレーザ取り付け位置ずれ量として出
力できるように前記のマイクロコンピュータのプログラ
ムを構成しておけば、この出力をモニタしながら、モー
タ等のアクチュータを用いた自動調整等を行うことによ
り、レーザユニットの取り付け状態の調整を行うことが
できる。
タの「レーザユニット取り付け状態調整モード」として
の動作下で、実際のレーザ取り付け位置ずれ量として出
力できるように前記のマイクロコンピュータのプログラ
ムを構成しておけば、この出力をモニタしながら、モー
タ等のアクチュータを用いた自動調整等を行うことによ
り、レーザユニットの取り付け状態の調整を行うことが
できる。
【００４１】さらに、Ｙ色用レーザユニット５０２を基
準に各レーザユニット同士の位置関係を調整してゆけ
ば、副走査方向（ベルト回転方向）に発生する色ずれ
は、単に各レーザユニット同士の取り付け間隔の誤差分
だけとなる。各レーザ走査位置検出センサ４０１はプリ
ンタ内の所定の位置に配置されているので、上記のよう
にして発生する色ずれは画像書き出し時の画像タイミン
グの制御で完全に補正することができ、各レーザユニッ
ト同士の取り付け間隔に誤差がある場合であっても、副
走査方向に色ずれが生じることが防止される。
準に各レーザユニット同士の位置関係を調整してゆけ
ば、副走査方向（ベルト回転方向）に発生する色ずれ
は、単に各レーザユニット同士の取り付け間隔の誤差分
だけとなる。各レーザ走査位置検出センサ４０１はプリ
ンタ内の所定の位置に配置されているので、上記のよう
にして発生する色ずれは画像書き出し時の画像タイミン
グの制御で完全に補正することができ、各レーザユニッ
ト同士の取り付け間隔に誤差がある場合であっても、副
走査方向に色ずれが生じることが防止される。
【００４２】次に、主走査方向（レーザ光走査方向）に
生じ得る色ずれの補正について説明する。
生じ得る色ずれの補正について説明する。
【００４３】各レーザユニットが図５に示したように、
取り付け基準５０９に対して突き当てられた状態でプリ
ンタ内に取り付けられている場合であっても、レーザユ
ニット内のＳＯＳセンサ（不図示）と所定のレーザユニ
ット取り付け位置との間には、数十μｍの誤差が発生す
る。
取り付け基準５０９に対して突き当てられた状態でプリ
ンタ内に取り付けられている場合であっても、レーザユ
ニット内のＳＯＳセンサ（不図示）と所定のレーザユニ
ット取り付け位置との間には、数十μｍの誤差が発生す
る。
【００４４】本実施形態のレーザ走査位置検出センサ
は、画像形成タイミングを得るフォトダイオードからの
出力により、走査開始位置については、レーザユニット
内に備えられているＳＯＳセンサからの出力と、走査開
始位置に取り付けられた本実施形態のレーザ走査位置検
出センサの前述した出力Ａとにより求められる。また、
レーザの振り幅は、走査開始位置および走査終了位置の
レーザ走査位置検出センサからの２つの出力Ａの時間差
によって判る。この関係から、走査開始位置の調整およ
び画像形成幅の調整と、画像形成のドットクロックの調
整とを自動的に制御することが可能となり、その結果、
主走査方向に色ずれが生じることも防止される。
は、画像形成タイミングを得るフォトダイオードからの
出力により、走査開始位置については、レーザユニット
内に備えられているＳＯＳセンサからの出力と、走査開
始位置に取り付けられた本実施形態のレーザ走査位置検
出センサの前述した出力Ａとにより求められる。また、
レーザの振り幅は、走査開始位置および走査終了位置の
レーザ走査位置検出センサからの２つの出力Ａの時間差
によって判る。この関係から、走査開始位置の調整およ
び画像形成幅の調整と、画像形成のドットクロックの調
整とを自動的に制御することが可能となり、その結果、
主走査方向に色ずれが生じることも防止される。
【００４５】このように、本実施形態では、ＰＳＤ１０
２には、レンズ１０１によってある走査時間だけ同一ポ
イントにレーザビームが集光されるため、レーザの走査
速度が高速である場合でも、レーザ光がＰＳＤ１０２に
静止した状態となる時間が発生するので、ＰＳＤ１０２
からの出力信号を安定した状態でレーザ走査位置の信号
として取り込むことができる。また、ＰＤ１０３が備え
られているので、ＰＳＤ１０２の出力信号が安定状態に
なる点でのホールド動作が可能であり、レーザ走査位置
を直流電圧の変化によって知得することができる。
２には、レンズ１０１によってある走査時間だけ同一ポ
イントにレーザビームが集光されるため、レーザの走査
速度が高速である場合でも、レーザ光がＰＳＤ１０２に
静止した状態となる時間が発生するので、ＰＳＤ１０２
からの出力信号を安定した状態でレーザ走査位置の信号
として取り込むことができる。また、ＰＤ１０３が備え
られているので、ＰＳＤ１０２の出力信号が安定状態に
なる点でのホールド動作が可能であり、レーザ走査位置
を直流電圧の変化によって知得することができる。
【００４６】さらに、ＰＤ１０３の出力は、各レーザユ
ニット内に備えられているＳＯＳセンサからの時間差と
して得られるので、図示していない制御回路内にてこの
時間差を計数すれば、レーザユニットの主走査方向の位
置ずれ量が得られることになる。このように、本実施形
態によれば、レーザユニットのレーザ走査位置および主
走査方向の位置ずれ量の２つの取り付け状態を、電気的
信号として検出することができる。
ニット内に備えられているＳＯＳセンサからの時間差と
して得られるので、図示していない制御回路内にてこの
時間差を計数すれば、レーザユニットの主走査方向の位
置ずれ量が得られることになる。このように、本実施形
態によれば、レーザユニットのレーザ走査位置および主
走査方向の位置ずれ量の２つの取り付け状態を、電気的
信号として検出することができる。
【００４７】本実施形態のレーザ走査位置検出センサ
は、上記のようにして各レーザユニットの取り付け状態
を検出しているので、制御回路内で得られる電気信号を
処理することにより、各レーザユニット同士の平行状態
のずれに関しては、各レーザユニットの取り付け基準５
０９側とは反対側に設けられる位置調整機構（不図示）
によって調整することができる。また、主走査方向のず
れに関しては、走査開始位置までのクロック数と、あら
かじめ設定した画像ピッチ毎のドットクロック（画像形
成の主走査方向の送りピツチ）を変化させるように補正
すれば、主走査方向の画像ずれを自動的に補正すること
ができる。
は、上記のようにして各レーザユニットの取り付け状態
を検出しているので、制御回路内で得られる電気信号を
処理することにより、各レーザユニット同士の平行状態
のずれに関しては、各レーザユニットの取り付け基準５
０９側とは反対側に設けられる位置調整機構（不図示）
によって調整することができる。また、主走査方向のず
れに関しては、走査開始位置までのクロック数と、あら
かじめ設定した画像ピッチ毎のドットクロック（画像形
成の主走査方向の送りピツチ）を変化させるように補正
すれば、主走査方向の画像ずれを自動的に補正すること
ができる。
【００４８】なお、上記に説明したレーザ走査位置検出
センサは、水平に配置されたＰＤ１０３とＰＳＤ１０２
をレーザ光が通過するようにレンズ１０１が光学設計さ
れている例を示したが、レンズの設計およびＰＤとＰＳ
Ｄの配置は何ら上記の構成に限定されるものでなく、レ
ーザ光がＰＤおよびＰＳＤの表面に垂直に入射するよう
に、ＰＤおよびＰＳＤを水平から傾きを与えた状態でケ
ース内に実装しても何ら問題はない。さらに、このよう
にＰＤおよびＰＳＤを水平から傾きを与えてケース内に
実装した場合の方が、レンズ設計は容易になる。ただ
し、ＰＤおよびＰＳＤの実装態様は、本レーザ走査位置
検出センサを構成するケースの構成に依存する。
センサは、水平に配置されたＰＤ１０３とＰＳＤ１０２
をレーザ光が通過するようにレンズ１０１が光学設計さ
れている例を示したが、レンズの設計およびＰＤとＰＳ
Ｄの配置は何ら上記の構成に限定されるものでなく、レ
ーザ光がＰＤおよびＰＳＤの表面に垂直に入射するよう
に、ＰＤおよびＰＳＤを水平から傾きを与えた状態でケ
ース内に実装しても何ら問題はない。さらに、このよう
にＰＤおよびＰＳＤを水平から傾きを与えてケース内に
実装した場合の方が、レンズ設計は容易になる。ただ
し、ＰＤおよびＰＳＤの実装態様は、本レーザ走査位置
検出センサを構成するケースの構成に依存する。
【００４９】また、上記の説明では、レンズがＰＤとＰ
ＳＤの両方に対してレーザ光を集光するように構成され
ている例を示したが、ＰＤはレンズを介さずに直接にレ
ーザ光が入射される構成とし、ＰＳＤの方だけにレンズ
によってレーザ光が集光されるようにしてもよい。
ＳＤの両方に対してレーザ光を集光するように構成され
ている例を示したが、ＰＤはレンズを介さずに直接にレ
ーザ光が入射される構成とし、ＰＳＤの方だけにレンズ
によってレーザ光が集光されるようにしてもよい。
【００５０】さらに、ＰＤに入射されるレーザ光の時間
精度を高めるために、ＰＤに入射されるレーザ光の光路
中にレーザ光の透過スリットを備える構成としてもよ
く、この透過スリットによってより正確な時間検出を行
うことができるエッジが形成される。
精度を高めるために、ＰＤに入射されるレーザ光の光路
中にレーザ光の透過スリットを備える構成としてもよ
く、この透過スリットによってより正確な時間検出を行
うことができるエッジが形成される。
【００５１】また、上記の説明ではＰＤとＰＳＤとをそ
れぞれ別素子として基板上に実装した例を示したが、Ｐ
ＤおよびＰＳＤはどちらも同一の半導体基板から構成す
ることができるので、半導体基板の状態から一体となっ
ている構成とすることもできる。
れぞれ別素子として基板上に実装した例を示したが、Ｐ
ＤおよびＰＳＤはどちらも同一の半導体基板から構成す
ることができるので、半導体基板の状態から一体となっ
ている構成とすることもできる。
【００５２】さらに、上記の説明ではＰＤおよびＰＳＤ
が実装される基板に、オペアンプやコンパレータからな
る信号処理回路が構成されている例を示したが、この信
号処理回路をレーザ走査位置検出センサ内の基板に設け
なければならないという制限は特になく、このレーザ走
査位置検出センサを利用する側（例えばレーザプリンタ
の制御基板）に信号処理回路が設けられていても、上記
に説明した効果を何ら変わりなく得られることは明らか
である。
が実装される基板に、オペアンプやコンパレータからな
る信号処理回路が構成されている例を示したが、この信
号処理回路をレーザ走査位置検出センサ内の基板に設け
なければならないという制限は特になく、このレーザ走
査位置検出センサを利用する側（例えばレーザプリンタ
の制御基板）に信号処理回路が設けられていても、上記
に説明した効果を何ら変わりなく得られることは明らか
である。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の走査位置
検出センサは、レーザ走査位置検出センサを走査するレ
ーザ光の走査位置を検出する照射位置検出素子と、レー
ザ光がレーザ走査位置検出センサを走査する際にレーザ
光を所定の時間だけ照射位置検出素子の一点に集中させ
るように構成されたレンズとが備えられているので、レ
ーザ光が高速で走査される場合であっても、レーザ光の
走査位置を正確に検出することができる。
検出センサは、レーザ走査位置検出センサを走査するレ
ーザ光の走査位置を検出する照射位置検出素子と、レー
ザ光がレーザ走査位置検出センサを走査する際にレーザ
光を所定の時間だけ照射位置検出素子の一点に集中させ
るように構成されたレンズとが備えられているので、レ
ーザ光が高速で走査される場合であっても、レーザ光の
走査位置を正確に検出することができる。
【図１】本発明のレーザ走査位置検出センサの一実施形
態を、一部を破断した状態で示す斜視図である。
態を、一部を破断した状態で示す斜視図である。
【図２】図１に示したレーザ走査位置検出センサをレー
ザ走査方向に沿って切断した断面図である。
ザ走査方向に沿って切断した断面図である。
【図３】図２に示したレーザ走査位置検出センサの平面
図である。
図である。
【図４】図１等に示した走査位置検出センサの出力特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】図１等に示したレーザ走査位置検出センサが取
り付けられた４色のタンデム型カラーレーザプリンタを
示す概略構成図である。
り付けられた４色のタンデム型カラーレーザプリンタを
示す概略構成図である。
【図６】感光体ベルトと４つのレーザユニツトとを有す
る従来のタンデム型プリンタの画像形成部を示す概略構
成図である。
る従来のタンデム型プリンタの画像形成部を示す概略構
成図である。
【図７】感光体ベルトと４つのレーザユニツトとを有す
る従来の他のタンデム型プリンタの画像形成部を示す概
略構成図である。
る従来の他のタンデム型プリンタの画像形成部を示す概
略構成図である。
１０１ レンズ １０１ａ 開始点 １０１ｂ ＰＳＤ集光部 １０２ ＰＳＤ（位置検出素子） １０３ ＰＤ（フォトダイオード） １０４ 基板 １０５ ケース １０６ コネクタピン １０７ コネクタ ４０１ レーザ走査位置検出センサ ５０１ 感光体ベルト ５０２ Ｙ色用レーザユニット ５０３ Ｍ色用レーザユニット ５０４ Ｃ色用レーザユニット ５０５ Ｂｋ色用レーザユニット ５０６ モータ ５０７ ドライブローラ ５０８ ステアリングローラ ５０９ 取り付け基準
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/44 G02B 26/10 G03G 15/04
Claims (6)
- 【請求項１】 静電潜像が形成される感光体を露光する
ためのレーザ光を走査するレーザユニットを有するレー
ザプリンタに用いられ、前記レーザ光の走査位置を検出
するレーザ走査位置検出センサであって、 前記レーザ光が前記レーザ走査位置検出センサを走査す
る際に、前記レーザ走査位置検出センサの前記レーザ光
が照射される位置を検出する照射位置検出素子と、前記
レーザ光が前記レーザ走査位置検出センサを走査する際
に、前記レーザ光を所定の時間だけ前記照射位置検出素
子の一点に集中させるように構成されたレンズと、前記
レーザ光が前記レーザ走査位置検出センサに入射するタ
イミングを検出する受光素子とが備えられていることを
特徴とするレーザ走査位置検出センサ。 - 【請求項２】 前記レーザ光が前記レーザ走査位置検出
センサを走査する際に前記レーザ光を瞬間的に前記受光
素子に入射させるように構成されたレンズが備えられて
いる請求項１に記載のレーザ走査位置検出センサ。 - 【請求項３】 前記受光素子に入射される前記レーザ光
の光路中にスリットが設けられている請求項１から２の
いずれか１項に記載のレーザ走査位置検出センサ。 - 【請求項４】 静電潜像が形成される感光体を露光する
ためのレーザ光を走査するレーザユニットを有するレー
ザプリンタに用いられ、前記レーザ光の走査位置を検出
するレーザ走査位置検出センサであって、 前記レーザ光が前記レーザ走査位置検出センサを走査す
る際に、前記レーザ走査位置検出センサの前記レーザ光
が照射される位置を検出する照射位置検出素子と、前記
レーザ光が前記レーザ走査位置検出センサを走査する際
に、前記レーザ光を所定の時間だけ前記照射位置検出素
子の一点に集中させるように構成されたレンズとが備え
られ 前記照射位置検出素子は、前記レーザ光が入射され
る受光面に、前記レンズを通って多方向から扇状に入射
角の振れ幅を持って前記照射位置検出素子に集光される
前記レーザ光のうちの、前記受光面に対する入射角の振
れ幅の中心にあるレーザ光が垂直に入射するように配置
されていることを特徴とする レーザ走査位置検出セン
サ。 - 【請求項５】 前記照射位置検出素子は、前記レーザ光
が入射される受光面に、前記レンズを通って多方向から
扇状に入射角の振れ幅を持って前記照射位置検出素子に
集光される前記レーザ光のうちの、前記受光面に対する
入射角の振れ幅の中心にあるレーザ光が垂直に入射する
ように配置されている請求項１から３のいずれか１項に
記載のレーザ走査位置検出センサ。 - 【請求項６】 前記レーザユニットから走査される前記
レーザ光の走査開始位置および走査終了位置に配置され
る請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ走査位
置検出センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01193099A JP3184170B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | レーザ走査位置検出センサ |
| US09/487,001 US6512585B1 (en) | 1999-01-20 | 2000-01-19 | Laser scanning position detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01193099A JP3184170B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | レーザ走査位置検出センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000211183A JP2000211183A (ja) | 2000-08-02 |
| JP3184170B2 true JP3184170B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=11791407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01193099A Expired - Fee Related JP3184170B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | レーザ走査位置検出センサ |
Country Status (2)
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|---|---|
| US (1) | US6512585B1 (ja) |
| JP (1) | JP3184170B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW466873B (en) * | 2000-02-18 | 2001-12-01 | Mustek Systems Inc | Method to determine the occurrence of line-dropping in the scanned image of scanner |
| US6763199B2 (en) * | 2002-01-16 | 2004-07-13 | Xerox Corporation | Systems and methods for one-step setup for image on paper registration |
| JP4675709B2 (ja) * | 2005-08-03 | 2011-04-27 | 株式会社リコー | 光走査装置及び画像形成装置 |
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