JP3471060B2 - 画像形成装置の同期信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置の同期信号
発生装置に関し、詳しくは、複数の光ビームを同時に走
査させて複数ラインを同時に記録させる構成の画像形成
装置において、前記複数の光ビームの走査方向における
ずれを検知し、これに基づいて各ビームに対応する同期
信号を発生させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号に基づいて変調されたレーザビ
ーム（光ビーム）を回転多面鏡などにより偏向して記録
媒体上に走査させることにより、画像情報の前記記録媒
体上への記録を行わせる画像形成装置においては、記録
の高速化を図るために、複数のレーザビームを用いて複
数ラインを同時に記録させることが行われている。

【０００３】ここで、上記のように複数のレーザビーム
を同時走査させる場合には、各レーザビーム間に走査方
向のずれが発生すると、各ライン間で画像記録位置のず
れが生じ、忠実な画像形成が安定的に行えないという問
題が生じる。そこで、各レーザビームの走査位置を検知
し、各ビーム毎に同期信号（水平同期信号）を発生させ
ることによって、たとえ走査方向におけるビーム位置の
ずれが環境条件や経時変化などによって生じても、忠実
な画像形成が行えるようにした装置が種々提案されてい
る（特開平２−１８８７１３号公報，特開昭５７−３９
６６９号公報参照）。

【０００４】例えば特開平２−１８８７１３号公報に開
示される画像形成装置では、複数ビームをスリット部材
を介して時系列に順次検出させることで、１つのセンサ
を用いて各ビームに対応する同期信号を発生させてい
る。また、特開昭５７−３９６６９号公報に開示される
同期信号発生装置では、ビーム検知手段の出力が、入射
ビーム数によって段階的に変化することを利用し、ビー
ム検知手段の出力変化に基づいて各レーザビームに対応
する同期信号を発生させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザに流す順方向の電流と、該電流に対する光出力との相
関は、半導体レーザの固体間で変動すると共に、温度環
境などによって大きく変動し、複数の半導体レーザ間に
おける光出力のばらつきは、ビーム径のばらつきを来す
ことになる。

【０００６】そして、ビーム径がレーザビーム間でばら
つくと、本来であればビーム中心位置のずれに応じて同
期信号を発生させたいのに、ビーム中心位置が同じでも
ビーム径のばらつきによってビームの検知タイミングが
早まったり遅くなったりするために、同期信号の発生タ
イミングに誤差を生じてしまうという問題があった。本
発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、複数の光
ビームを同時走査させて画像記録を行う画像形成装置に
おいて、ビーム径の変動を生じさせる環境条件の変化な
どがあっても、光ビーム間における走査方向における位
置ずれを高精度に検知でき、以て、各光ビームに対応す
る同期信号を高精度に発生させることができる同期信号
発生装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる装置は、複数の光ビームにより記録媒体上を同
時走査して複数ラインを同時に記録させる画像形成装置
の同期信号発生装置であり、走査領域内に走査方向に並
べて配設された前記複数の光ビームに一致する数のビー
ム検知手段を備え、ずれ検知手段は、前記複数のビーム
検知手段それぞれに同一かつ１つの光ビームのみを検知
させたときの各ビーム検知手段における検知信号の発生
間隔と、前記複数のビーム検知手段それぞれに相互に異
なる１つの光ビームのみを検知させたときの各ビーム検
知手段における検知信号の発生間隔との偏差として、前
記各ビーム間の走査方向におけるずれを検知する。そし
て、同期信号発生手段は前記検知された走査方向におけ
るずれに基づいて前記複数の光ビーム毎に画像記録用の
同期信号を発生させる。ここで、ビームパワー調整手段
は、前記ずれ検知手段の動作の直前に前記複数の光ビー
ムそれぞれのビームパワーが相互に等しくなるように調
整する。

【０００８】また、請求項２の発明にかかる画像形成装
置の同期信号発生装置では、前記複数の光ビームそれぞ
れが半導体レーザから出力されるレーザビームであり、
前記ビームパワー調整手段が、半導体レーザの光出力を
所定値とすべく半導体レーザに流す電流を設定するよう
構成される。

【０００９】更に、請求項３の発明にかかる画像形成装
置の同期信号発生装置では、前記同期信号発生手段が、
前記同期信号発生手段が、前記複数の光ビームのうち先
頭となって走査される光ビームが前記ビーム検知手段で
検出されて発生する検知信号を基準の同期信号とし、該
基準の同期信号を、前記先頭の光ビームに対する他の光
ビームの走査位置のずれに応じた時間だけ遅延処理し、
該遅延処理した同期信号を、前記他の光ビームの同期信
号として出力する構成とした。

【００１０】また、請求項４の発明にかかる画像形成装
置の同期信号発生装置では、前記同期信号発生手段が、
前記複数のビーム検知手段それぞれに相互に異なる１つ
の光ビームのみを検知させたときの各ビーム検知手段に
おける検知信号を、前記複数のビーム検知手段それぞれ
に同一かつ１つの光ビームのみを検知させたときの各ビ
ーム検知手段における検知信号の発生間隔に基づいて遅
延処理して、各光ビーム毎の同期信号を発生させる構成
とした。

【００１１】

【作用】請求項１の発明にかかる同期信号発生装置によ
ると、同時走査される複数の光ビームの走査方向におけ
る走査位置のずれが検知され、該検知されたずれに基づ
いて各光ビーム毎に画像記録用の同期信号を発生させる
が、前記ずれ検知の直前に、各光ビームそれぞれのビー
ムパワーが相互に等しくなるように調整され、ビームパ
ワーが等しく調整された状態でずれの検知が行われるよ
うにしてある。

【００１２】ビームパワーが光ビーム間で異なると、ビ
ーム径のばらつきを生じさせることになり、かかるビー
ム径のばらつきが走査位置のずれを検知するときの誤差
要因となる。そこで、ビームパワーを揃えて各光ビーム
の径のばらつきを小さくしておいてから、走査位置ずれ
の検知を行わせるようにして、ビーム径のばらつきによ
って前記ずれが誤って検知されることを確実に回避でき
るようにした。また、走査位置のずれを検知させるとき
に、前記複数の光ビームに一致する数の複数のビーム検
知手段を走査領域内に走査方向に並べて配設し、これら
のビーム検知手段それぞれに同一かつ１つの光ビームの
みを検知させる。このときの各ビーム検知手段からの検
知信号の発生間隔は、光ビームの走査速度と、各ビーム
検知手段の設置間隔とによってのみ決定される。一方、
前記複数のビーム検知手段それぞれに相互に異なる１つ
の光ビームのみを検知させたときの各ビーム検知手段に
おける検知信号の発生間隔は、前記光ビームの走査速
度，各ビーム検知手段の設置間隔の他、各光ビーム間に
おける走査位置ずれに影響されて変化することになる。
従って、前記発生間隔相互を比較することで、検知信号
の発生間隔の偏差を走査位置のずれによって変化した分
として捉えることができる。

【００１３】請求項２の発明においては、前記光ビーム
が半導体レーザから出力されるものであり、半導体レー
ザの光出力を所定値とすべく半導体レーザに流す電流を
設定することでビームパワーの調整を行う。前記半導体
レーザの光出力は、受光素子を用いてモニタ電流として
得ることができ、かかるモニタ電流と目標光出力に対応
する駆動電流との比較に基づいて電流値を調整すること
で、前記目標光出力が得られる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】更に、請求項３の発明においては、先頭と
なって走査される光ビームの検知信号を基準の同期信号
とし、かかる基準の同期信号を前記先頭の光ビームに対
する他のビームのずれ量だけ遅延処理することで、前記
先頭の光ビームに遅れて走査される他の光ビームの同期
信号を発生させる。

【００１７】また、請求項４の発明においては、各光ビ
ームに対応する同期信号を同じく遅延処理によって得る
が、ここでは、各ビーム検知手段に相互に異なる１つの
光ビームのみを検知させたときに発生する検知信号を、
同一かつ１つの光ビームを検知させたときに求めた基準
の発生間隔に基づいて遅延することで、基準の発生間隔
を除いて走査位置のずれによって生じる発生間隔のずれ
で同期信号が順次発生するようにした。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明にかかる画像形成装置の一実施例としてレーザプ
リンタの基本構成を示すブロック図であり、本実施例の
レーザプリンタは、画像データに応じて変調された２つ
のレーザビーム（光ビーム）を主走査方向に平行に走査
させ、２ラインを同時に記録させるタイプのものであ
る。

【００１９】この図１において、各ラインのディジタル
画像データＤＡＴＡはそれぞれ変調回路50ａ，50ｂに供
給され、該変調回路50ａ，50ｂで各画像データＤＡＴＡ
とデータクロックＤＣＫ１，ＤＣＫ２とに基づいた信号
が形成される。変調回路50ａ，50ｂからの信号は、レー
ザ駆動回路（レーザ駆動ＩＣ）32ａ，32ｂを介してそれ
ぞれ半導体レーザ31ａ，31ｂに供給され、これによって
画像記録が行われる。

【００２０】レーザ駆動回路32ａ，32ｂは、水平及び垂
直有効区間でのみ駆動状態となるようにタイミング回路
33からの制御信号で個別に制御される。尚、前記タイミ
ング回路33は、後述するインデックス信号Ｓ１，Ｓ２
（同期信号）の発生のために、レーザビームＬ１，Ｌ２
を選択的に点灯させる機能を有している。各レーザ駆動
回路32ａ，32ｂには、半導体レーザ31ａ，31ｂからレー
ザビーム光出力を示す信号（発光電圧）がフィードバッ
クされるようになっており、レーザ駆動回路32ａ，32ｂ
は、かかる信号に基づいて半導体レーザ31ａ，31ｂに流
す順方向の電流を調整することで、レーザパワーを自動
制御する機能を有している。

【００２１】半導体レーザ31ａ，31ｂからそれぞれ出力
される２つのレーザビームＬ１，Ｌ２は、ポリゴンミラ
ー（回転多面鏡）35に供給されて偏向され、図示しない
感光体（記録媒体）上に走査される。このポリゴンミラ
ー35によって偏向されたレーザビームＬ１，Ｌ２の走査
開始点は、走査領域の先端側に配設されたインデックス
センサ（ビーム検知手段）36によって検出される。そし
て、前記インデックスセンサ36の検出信号は、インデッ
クス信号（同期信号）発生回路37に供給されて、このイ
ンデックス信号発生回路37によって各レーザビームＬ
１，Ｌ２による記録開始をそれぞれに制御するためのイ
ンデックス信号（水平同期信号）Ｓ１，Ｓ２が形成され
る。

【００２２】前記インデックス信号Ｓ１，Ｓ２は、同期
回路60に供給される。同期回路60には、発振回路55より
所定の周波数を有する基本クロックＣＫが供給され、各
インデックス信号Ｓ１，Ｓ２に同期した分周出力ＤＣＫ
１，ＤＣＫ２を出力する。前記分周出力ＤＣＫ１，ＤＣ
Ｋ２は、それぞれ変調回路50ａ，50ｂに対してデータク
ロック（ドットクロック）として供給される。

【００２３】34はポリゴンミラー35を回転させるモータ
駆動回路であり、そのオン・オフ制御信号はタイミング
回路から供給される。図２は、前記レーザビームＬ１，
Ｌ２が結像する像露光系の一例を示す図である。この図
２において、光源ユニット１は、前記２つの半導体レー
ザ31ａ，31ｂを１列に配置してなり、該光源ユニット１
から発せられる２つの発散光は、集光レンズ２によって
平行な２つのレーザビームＬ１，Ｌ２になる。

【００２４】前記２つのレーザビームＬ１，Ｌ２はポリ
ゴンミラー35に照射され、該ポリゴンミラー35によって
偏向される２つのレーザビームＬ１，Ｌ２は、ｆθレン
ズ３を介して感光ドラム（記録媒体）４上に走査され
る。これによって画像データに対応した露光が２ライン
同時に行われて静電潜像が感光ドラム４（記録媒体）上
に形成される。そして、この静電潜像に対して逆極性に
帯電したトナーが付着されて現像が行われ、その後記録
紙がトナー像に重ねられ、記録紙の裏側からコロナ帯電
器でコロナ帯電極性とは逆極性の電荷が記録紙に与えら
れることにより、トナー像が記録紙に転写される。

【００２５】尚、図２で、反射鏡５は、走査ラインの先
端にレーザビームＬ１，Ｌ２が照射されたときに、該レ
ーザビームＬ１，Ｌ２をインデックスセンサ36に導くた
めのものである。ここで、各レーザビームＬ１，Ｌ２の
走査方向における位置ずれに対応して、各レーザビーム
Ｌ１，Ｌ２に対応するインデックス信号Ｓ１，Ｓ２を発
生させるには、各レーザビームＬ１，Ｌ２の走査位置の
相関、即ち、走査方向における位置ずれを検知する必要
があるが、本実施例は、図３のフローチャートに示すよ
うにして、前記ずれ検知及び前記インデックス信号Ｓ
１，Ｓ２の発生制御を行わせる。

【００２６】図３のフローチャートにおいて、まず、ス
テップＡ（ビームパワー調整手段）では、レーザビーム
Ｌ１，Ｌ２のビームパワーの自動設定を行わせ、各半導
体レーザ31ａ，31ｂの光出力（レーザパワー）を所定値
に揃える。次いで、ステップＢ（ずれ検知手段）では、
レーザビームＬ１，Ｌ２の走査方向における位置ずれ
を、前記インデックスセンサ36を用いて行う。そして、
次のステップＣ（同期信号発生手段）では、前記検知さ
れたずれに基づいて、前記ずれに対応する発生間隔を有
するインデックス信号Ｓ１，Ｓ２を発生させる。

【００２７】即ち、本実施例では、２つのレーザビーム
Ｌ１，Ｌ２の走査方向における位置ずれを検知する直前
毎に、各半導体レーザ31ａ，31ｂの光出力を所定値に揃
えるようにしてある。各半導体レーザ31ａ，31ｂの光出
力が不揃いであると、各レーザビームＬ１，Ｌ２のビー
ム径にばらつきを生じ、走査に伴ってインデックスセン
サ36に対してレーザビームＬ１，Ｌ２が入射して検知さ
れるタイミングが、ビーム中心の間隔とは無関係に変動
し、２つのレーザビームＬ１，Ｌ２の走査方向における
ずれ（ビーム中心の間隔）を精度良く検知することがで
きなくなってしまう。

【００２８】そこで、前記ずれを検知させる前に、各レ
ーザビームＬ１，Ｌ２の光出力を揃えてビーム径を一致
させ、ビーム径のばらつき影響を受けて走査位置のずれ
が誤って検知されることがないようにしている。従っ
て、各半導体レーザ31ａ，31ｂの周囲の温度変化に影響
された場合であっても、光出力は自動設定により所定値
に固定されているのでビーム径のばらつきを発生せず、
高い精度で２つのレーザビームＬ１，Ｌ２の走査方向に
おけるずれを検知でき、これによって、各インデックス
信号Ｓ１，Ｓ２を精度良く発生させて、２つのレーザビ
ームＬ１，Ｌ２の同時走査により忠実な画像形成が可能
となる。

【００２９】次に、前記ステップＡで行われる光出力
（ビームパワー）調整（ビームパワー調整手段）の具体
例を、以下に説明する。図４に示すブロック図は、前記
レーザ駆動回路（レーザ駆動ＩＣ）32ａ，32ｂの回路構
成の概略を示す。レーザ駆動回路（レーザ駆動ＩＣ）32
ａ，32ｂには、カウンタ（１）101 ，Ｄ／Ａ変換器
（１）102 ，トランジスタ103 からなる第１制御系と、
カウンタ（２）104 ，Ｄ／Ａ変換器（２）105 ，トラン
ジスタ106 からなる第２制御系があり、半導体レーザ31
ａ，31ｂには、前記第１制御系により設定される駆動電
流ＩＦ１と、前記第２制御系により設定される駆動電流
ＩＦ２と、ベース電流Ｉ_OSとの総和からなる駆動電流Ｉ
Ｆ_op（＝Ｉ_OS＋ＩＦ１＋ＩＦ２）が供給されるようにな
っている。

【００３０】尚、前記ベース電流Ｉ_OSは、電源Ｅ１とト
ランジスタ107 と抵抗Ｒ１とによって決定される定電流
である。ここで、前記駆動電流ＩＦ_opを目標とする光出
力に対応する値とするビームパワーの自動設定は、前記
第１，第２制御系を用いて以下のように行われる。前記
カウンタ（１）101 ，カウンタ（２）104 は、発信器10
8 の出力をカウントアップ又はカウントダウンするもの
であり、前記駆動電流ＩＦ１，ＩＦ２はカウントアップ
によって増大する。ここで、前記カウントアップ，カウ
ントダウンは、コンパレータ109 からの信号によって制
御され、コンパレータ109 出力がハイレベルのときには
カウントアップされ、ローレベルのときにはカウントダ
ウンされる。

【００３１】前記コンパレータ109 には、駆動電流ＩＦ
１，ＩＦ２のいずれを設定するかによって切り換えられ
る基準電圧がスイッチ110 を介して選択的に入力される
一方、受光素子111 によって検知された光出力に相当す
るモニタ電流が抵抗Ｒ２によって発光電圧として入力さ
れる。そして、まず、第２制御系のリセット状態で、実
際の光出力（発光電圧）が所定の目標（基準電圧）に一
致するように第１制御系による駆動電流ＩＦ２が調整さ
れ、次いで、駆動電流ＩＦ１を固定した状態で、駆動電
流ＩＦ２を調整して、最終目標（最終目標電圧）に光出
力（発光電圧）が一致するようにする。

【００３２】このように、実際の光出力を検知して出力
されるモニタ電流に基づいて半導体レーザ31ａ，31ｂに
流す駆動電流を調整して光出力を揃える構成であれば、
簡便かつ高精度に光出力を揃えてビーム径を一定にでき
る。尚、図４において、外部から入力されるコントロー
ル信号ＣＯＮＴ１，ＣＯＮＴ２によって、前記第１，第
２制御系における駆動電流ＩＦ１，ＩＦ２のいずれかを
選択的に設定できるようになっている。また、画像デー
タによる半導体レーザ31ａ，31ｂのＯＮ，ＯＦＦ制御
は、ＯＲ回路112 を介して行われる。

【００３３】ここで、前記図４に示す回路構成によって
光出力調整を行い、各レーザビームＬ１，Ｌ２のビーム
径を揃えてから行われるビームずれの検知及びインデッ
クス信号Ｓ１，Ｓ２（同期信号）の発生制御の具体例
を、図５のフローチャートに示される手順に従い、図６
のタイムチャートを参照しつつ説明する。尚、本実施例
において、ずれ検知手段及び同期信号発生手段としての
機能は、前記図５のフローチャートに示されるようにし
てインデックス信号発生回路37等によって実現される。

【００３４】また、以下に説明するビームずれ検知のた
めに、本実施例において前記インデックスセンサ36は、
図７に示すように、２つに分割された受光部Ａ，Ｂを備
え、各受光部Ａ，Ｂ毎に光ビームの検知信号を出力する
センサとしてあり、各受光部Ａ，ＢがレーザビームＬ
１，Ｌ２の走査方向に並ぶように配置され、各受光部
Ａ，Ｂには、それぞれ２つのレーザビームＬ１，Ｌ２が
共に入射し得るようになっている。以下では、前記イン
デックスセンサ36における２つの受光部Ａ，Ｂにおける
出力を区別するためにセンサＡ，センサＢとして説明
し、インデックスセンサ36はビーム数に対応して２つの
ビーム検知手段を内在させたものとする。

【００３５】図５のフローチャートにおいて、まず、画
像の非記録時に、一方のレーザビームＬ１のみを点灯さ
せて通常の画像記録時と同様に走査させ、インデックス
センサ36のセンサＡ，センサＢ（２つのビーム検知手
段）にそれぞれレーザビームＬ１を入射させる（Ｓ
１）。そして、このときに走査開始側のセンサＡでレー
ザビームＬ１が検知されるタイミング（センサＡの検出
信号の立ち上がり）から、走査終端側のセンサＢでレー
ザビームＬ１が検知されるタイミング（センサＢの検出
信号の立ち上がり）までの時間Ｔφを計測する（Ｓ２：
図６参照）。

【００３６】前記時間Ｔφは、所定の走査速度の下でセ
ンサＡ，Ｂの間隔に相当する値であり、レーザビームＬ
１の代わりにレーザビームＬ２のみを点灯させて走査さ
せたときにも同じ時間として計測されるはずである。次
に、実際にインデックス信号Ｓ１，Ｓ２を発生させて画
像記録を行わせるに当たって、センサＡにはレーザビー
ムＬ１のみが入射し、また、センサＢにはレーザビーム
Ｌ２のみが入射されるように、２つの半導体レーザ31
ａ，31ｂの点灯を制御する（Ｓ４）。

【００３７】具体的には、走査を開始させるに当たって
まずレーザビームＬ１のみを点灯・走査させる。そし
て、レーザビームＬ１がセンサＡで検知されると、レー
ザビームＬ１を直ちに消灯させ、代わりにレーザビーム
Ｌ２を点灯・走査させ、レーザビームＬ２をセンサＢで
検出させる。センサＢでビーム検知がなされると、その
後は両方のレーザビームＬ１，Ｌ２を点灯可能状態にさ
せて、画像記録に備える（図６参照）。

【００３８】尚、上記のようにして、センサＡにレーザ
ビームＬ１が検知されたときに、レーザビームＬ１を直
ちに消灯させ、代わりにレーザビームＬ２を点灯させる
構成において、前記レーザビームＬ２の点灯時の走査点
がセンサＡ上にある場合には、センサＡからレーザビー
ムＬ２の検出信号が出力されることになってしまうの
で、センサＡでレーザビームＬ１を検知した後は、セン
サＡの出力を停止させる（マスク処理する）ことが好ま
しい。

【００３９】このようにして、センサＡではレーザビー
ムＬ１を検知させ、センサＢではレーザビームＬ２を検
知させると、仮に、レーザビームＬ１，Ｌ２に走査方向
のずれがないとすると、センサＡによるレーザビームＬ
１の検知タイミングからセンサＢによるレーザビームＬ
２の検知タイミングまでは、前記センサ間隔時間Ｔφに
一致するはずである。そして、前記時間Ｔφに対する偏
差は、そのまま２つのレーザビームＬ１，Ｌ２の走査方
向におけるずれに相当する。

【００４０】但し、上記のようにして行われるビームず
れの検知において、レーザビームＬ１，Ｌ２のビーム径
が不揃いであると、図８に示すように、各センサＡ，Ｂ
に相互に異なるレーザビームＬ１，Ｌ２を検知させると
きの検知間隔が、ビーム中心のずれの影響と共に、ビー
ム径の違いにも影響を受けて変化することになり、各レ
ーザビームＬ１，Ｌ２のインデックス信号Ｓ１，Ｓ２を
精度良く発生させることができなくなる。

【００４１】図８に示すように、一方のレーザビームＬ
１のみの走査によってセンサＡ，Ｂ間の距離に相当する
時間Ｔφを計測させる場合には、センサＡ，Ｂが同じビ
ーム径ｘ１のレーザビームを検知するから、ビーム径ｘ
１は時間Ｔφの計測に影響しない。また、センサＡでレ
ーザビームＬ１を検知させ、センサＢでレーザビームＬ
２を検知させる場合に、レーザビームＬ２のビーム径が
レーザビームＬ１のビーム径ｘ１と同じであるｙ１であ
れば、センサＢによるレーザビームＬ２の検知タイミン
グは、レーザビームＬ１とレーザビームＬ２とのビーム
中心位置のずれに相関することになる。

【００４２】ところが、例えばレーザビームＬ２のビー
ム径がレーザビームＬ１のビーム径ｘ１よりも大きなｙ
２であるときには、センサＢによるレーザビームＬ２の
検知タイミングが早まることになるから、２つのレーザ
ビームＬ１，Ｌ２の中心位置の検出に誤差Ｔｅを生じる
ことになってしまい、２つのレーザビームＬ１，Ｌ２の
走査方向におけるずれを誤検出することになってしま
う。

【００４３】しかしながら、本実施例では、上記のビー
ムずれ検知の直前に光出力（ビーム径）を揃える調整を
行っているから、ビームずれを本来のビーム中心位置の
ずれとして精度良く検知することが可能である。ここ
で、センサＡでレーザビームＬ１を検知したときの検知
信号を前記時間Ｔφだけ遅延させると、該遅延させた検
知信号と、センサＢでレーザビームＬ２を検知したとき
の検知信号の位相差は、レーザビームＬ１，Ｌ２の走査
方向のずれ分に相当し、見掛け上は走査方向の同一位置
で各レーザビームＬ１，Ｌ２を個別に検知させて得られ
る信号と同じになる。

【００４４】そこで、前記１つのレーザビームＬ１のみ
の点灯・走査によって予め得た時間Ｔφを、センサＡの
検知信号の遅延時間として設定しておき（Ｓ３）、前述
のように、走査先端側での選択的な点灯によってセンサ
Ａ，ＢでレーザビームＬ１，Ｌ２を個別に検知させたと
きに得られるセンサＡの検知信号（Ｓ５）を前記遅延時
間Ｔφに応じて遅延させる（Ｓ６）。

【００４５】そして、センサＡの検知信号を遅延させた
信号をレーザビームＬ１のインデックス信号（同期信
号）Ｓ１として出力し（Ｓ７）、また、センサＢの検知
信号（Ｓ８）をそのままレーザビームＬ２のインデック
ス信号（同期信号）Ｓ２として出力させるようにする
（Ｓ９）。そして、前記インデックス信号Ｓ１，Ｓ２に
基づいて各レーザビームＬ１，Ｌ２の記録開始を制御し
て、実際の画像記録を行わせる（Ｓ10）。

【００４６】上記のようにして各レーザビームＬ１，Ｌ
２のインデックス信号Ｓ１，Ｓ２を発生させる構成とす
れば、レーザビームＬ１，Ｌ２の走査方向でのずれが一
定でなくても、そのときのずれに高精度に対応したイン
デックス信号Ｓ１，Ｓ２を発生させることができ、以
て、インデックス信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて正確な記録
開始指令が行える。

【００４７】然も、直前の光出力の調整によって、ビー
ム径のばらつき影響を受けてインデックス信号Ｓ１，Ｓ
２の発生タイミングに誤差を生じることが回避できる。
また、ビームの走査方向におけるずれを、ビーム検知の
間隔を時間計測することで検知する構成であるから、ビ
ームをＯＮ・ＯＦＦ的に検知できれば良く、高い分解能
のビーム検知を必要とせず、更に、ずれ検知の基準とな
る前記時間Ｔφをその都度実際に計測することで、レー
ザビームＬ１，Ｌ２の走査速度の変化にも対応できる。

【００４８】また、最終的にずれに相当する時間を演算
することなく、ずれに対応する発生間隔のインデックス
信号Ｓ１，Ｓ２を得ることができ、同期信号発生制御を
簡略化できる。更に、図６に示す例では、たまたまレー
ザビームＬ１の方が先頭となって走査されるようにずれ
が生じているものについて示したが、この関係が逆であ
っても良く、この場合には、センサＡの検知信号を時間
Ｔφだけ遅延させることで、センサＢの検知信号よりも
立ち上がりが遅れる信号が得られることになる。従っ
て、いずれのレーザビームＬ１，Ｌ２が先頭になってい
るかを判別する必要なく、単純な処理でそのときのずれ
に見合ったインデックス信号Ｓ１，Ｓ２（同期信号）が
得られる。

【００４９】尚、上記実施例では、２つのレーザビーム
Ｌ１，Ｌ２を用いる画像形成装置を示したが、３つ以上
のレーザビームを同時に走査する構成の装置であっても
良い。例えば３つのレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を用
いる場合には、かかるレーザビーム数に合わせて、イン
デックスセンサ39として走査方向に並ぶ３つの受光部
Ａ，Ｂ，Ｃを備えるものを用意し、まず、いずれか１つ
のレーザビームのみを点灯・走査させて、センサＡ，
Ｂ，Ｃの間隔時間Ｔφ１，Ｔφ２を検出する。

【００５０】次いで、センサＡにはレーザビームＬ１
を、センサＢにはレーザビームＬ２を、センサＣにはレ
ーザビームＬ３をそれぞれ選択的に入射させ、各センサ
Ａ，Ｂ，Ｃから検知信号を得る。このときに、センサＡ
の検知信号についてはＴφ１，Ｔφ２だけ遅延させて、
該遅延信号をレーザビームＬ１用のインデックス信号Ｓ
１として出力する一方、センサＢの検知信号については
Ｔφ２だけ遅延させて、該遅延信号をレーザビームＬ２
用のインデックス信号Ｓ２として出力させ、更に、セン
サＣの検知信号についはそのままレーザビームＬ３用の
インデックス信号Ｓ３として出力させれば良い。

【００５１】即ち、同一のレーザビームの点灯・走査に
よってセンサの間隔時間が得られれば、後は、各センサ
に個別にレーザビームを入射させて検知信号を出力さ
せ、走査終端側のセンサの検知タイミングに合わせるよ
うに、前記センサの間隔時間だけ手前側のセンサの検知
信号を遅延させれば良い。ここで、各センサＡ，Ｂから
の検知信号の出力時間差は、例えば図９に示すようにし
て測定させることができる。

【００５２】図９において、dl０は基準クロックｃｌｋ
であり、この基準クロックｃｌｋの１／16周期だけ相互
に位相差を有するクロックdl１〜dl15を発生させてい
る。尚、図９においては、クロックdl０，dl１，dl２，
dl10，dl12のみを示し、後のクロックについては図示を
省略してある。そして、例えばセンサＡの検知信号の立
ち上がりに同期したクロック（検知信号の立ち上がり直
後に最初に立ち上がるクロック）がクロックdl10であっ
たとすると、続いてこのクロックdl10の立ち上がりをカ
ウントさせる。

【００５３】かかるカウント中に、センサＢの検知信号
が立ち上がり、この検知信号の立ち上がりに同期するク
ロックがクロックdl12であったとすると、それまでのク
ロックdl10の立ち上がりをカウントした数（センサＡの
検知信号に同期したクロックdl10の立ち上がりを含む）
から１を減算した値にクロック周期を乗算した時間に、
クロックdl10とクロッククロックdl12との位相差を加算
した値が、前記センサＡ，Ｂの検知信号の出力時間差に
なる。

【００５４】また、上記のようにして時間が測定された
場合には、該測定結果を用いて図10に示すような回路構
成でセンサの検知信号を遅延させることができる。図10
において、複数段のシフトレジタ71が直列に接続されて
設けられており、各シフトレジスタ71には、前記クロッ
クdl０〜dl15が選択的に与えられるようになっている。
更に、各シフトレジスタ71による複数段のシフト出力
は、全てセレクタ72に出力され、該セレクタ72において
いずれか１つのシフト出力が選択的に遅延信号して出力
されるようになっている。

【００５５】ここで、例えば図10に示すようにして、セ
ンサＡの検知信号の立ち上がりがクロックdl10に同期し
ていて、センサＢの検知信号の立ち上がりがクロックdl
12に同期していた場合であって、センサＡの検知信号を
前記測定された時間だけ遅延させる場合には、各シフト
レジスタ71にそれぞれクロック信号としてクロックdl12
を与える。即ち、各シフトレジスタ71にクロックdl12を
与えることで、クロック周期で表すことができない端数
分を遅延させてシフトレジスタ71を動作させる。

【００５６】一方、各シフトレジスタ71の出力として
は、クロックdl10のカウント数から１を減算したカウン
ト数に対応するシフトがなされた信号をセレクタ72で選
択して出力させれば良く、例えばクロックのカウント数
が３であった場合には、２周期分の遅れとなる２段目の
シフトレジスタの出力をセレクタ72で選択させれば良
い。

【００５７】ところで、上記実施例では、センサ間隔時
間Ｔφの遅延処理を施すことで、結果的にレーザビーム
Ｌ１，Ｌ２の走査方向におけるずれ分だけ位相差を有す
るインデックス信号Ｓ１，Ｓ２を得るようにしたが、実
際にレーザビームＬ１，Ｌ２間における走査方向でのず
れ時間を演算させ、このずれ時間に基づいて検知信号を
遅延させることで、各レーザビームＬ１，Ｌ２に対応す
るインデックス信号Ｓ１，Ｓ２を得る構成としても良
い。

【００５８】かかる実施例を、図11のフローチャートに
示される手順に従い、図12のタイムチャートを参照しつ
つ説明する。尚、ずれ検知の手順が異なっても、直前に
光出力（ビーム径）の調整を行うことに変わりはない。
まず、前記実施例と同様に、レーザビームＬ１のみの点
灯・走査によってセンサＡ，Ｂ間の間隔時間Ｔφを測定
させる（Ｓ11，Ｓ12）。

【００５９】次いで、各センサＡ，Ｂに対してレーザビ
ームＬ１，Ｌ２を選択的に入射させて、センサＡからの
レーザビームＬ１の検知信号、センサＢからはレーザビ
ームＬ２の検知信号を得る（Ｓ13）。そして、このとき
の検知信号の発生時間差Ｔ２を計測させる（Ｓ14）。こ
こで、レーザビームＬ１，Ｌ２に走査方向のずれがない
場合には、ＴφとＴ２とは同一時間となるはずであり、
両者の差Ｔ１（←Ｔ２−Ｔφ）はレーザビームＬ１，Ｌ
２の走査方向でのずれに相当することになり、図12に示
す場合には、レーザビームＬ２側に遅れて走査されるこ
とを示す（Ｓ15）。

【００６０】そこで、センサＡの検知信号（Ｓ17）はレ
ーザビームＬ１に対応するインデックス信号Ｓ１として
そのまま出力させる一方（Ｓ20）、センサＡの検知信号
（Ｓ17）を前記ずれ時間Ｔ１だけ遅延させた信号を発生
させ（Ｓ16，Ｓ18）、この遅延信号をレーザビームＬ２
に対応するインデックス信号Ｓ２として出力させる（Ｓ
19）。

【００６１】即ち、レーザビームＬ１に対してレーザビ
ームＬ２が時間Ｔ１だけ遅れて走査され、センサＡの検
知信号はレーザビームＬ１に対応して出力されるから、
このセンサＡの検知信号を前記時間Ｔ１だけ遅延させれ
ば、この遅延信号はレーザビームＬ２の走査位置に対応
して出力されることになる。そして、各インデックス信
号Ｓ１，Ｓ２に基づき記録開始位置を制御してレーザビ
ームＬ１，Ｌ２による画像記録を行わせる（Ｓ21）。上
記実施例においても、実際にレーザビームＬ１，Ｌ２の
走査方向でのずれを求めて、このずれに見合った遅延処
理を行わせることで、各レーザビームＬ１，Ｌ２に対応
するインデックス信号Ｓ１，Ｓ２を発生させるから、前
記ずれが一定でなくても高精度なインデックス信号Ｓ
１，Ｓ２が得られる。然も、直前に光出力の調整を行う
から、光出力のばらつきによってインデックス信号Ｓ
１，Ｓ２の発生タイミングに誤差を生じることがない。

【００６２】但し、レーザビームＬ２が先頭となって走
査され、レーザビームＬ１が遅れて走査される場合に、
センサＡにレーザビームＬ１を入射させ、センサＢにレ
ーザビームＬ２を入射させる構成であると、前記Ｔ１は
マイナスの値に演算されて、実質的にレーザビームＬ２
に対応するインデックス信号Ｓ２をセンサＡの検知信号
に基づいて発生させることができなくなる。

【００６３】このため、前記時間Ｔ１がマイナスの値と
して算出された場合には、前記Ｓ13でセンサＡ，Ｂに選
択的に入射させるレーザビームＬ１，Ｌ２の関係を逆転
させて、センサＡ側に最も先頭となって走査されるレー
ザビームを入射させるようにするか、レーザビームＬ２
によるセンサＢの出力を基準にして、センサＢ出力をレ
ーザビームＬ２の同期信号とし、センサＢ出力をＴ１だ
け遅延させた信号をレーザビームＬ１の同期信号とす
る。

【００６４】また、上記実施例では、一旦ずれ時間Ｔ１
が求められれば、先頭となって走査されるビームの検知
信号と前記ずれ時間Ｔ１とによって後から走査されるビ
ームに対するインデックス信号を発生させることができ
るので、画像記録中にセンサＡ，Ｂに対して選択的にビ
ームを検知させる必要がなく、記録中の制御が簡略化さ
れる。

【００６５】尚、上記実施例では、２つのレーザビーム
Ｌ１，Ｌ２の走査方向におけるずれが時間として算出さ
れるから、ずれ時間の情報を他の制御に与えることがで
き、例えばずれ時間Ｔ１が所定値以上のときには、メン
テナンスを促す警告を発生させるようにしても良く、ま
た、ずれ時間が得られることから、別途設けたセンサに
よる光検知タイミングで各ビーム毎の同期信号を発生さ
せることも可能である。

【００６６】上記のようにして実際にずれ時間を演算さ
せて遅延処理を行わせる構成においても、レーザビーム
の数は３つ以上であっても良い。例えば３つのレーザビ
ームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を用いる場合には、かかるレーザ
ビーム数に合わせて、インデックスセンサ39として走査
方向に並ぶ３つの受光部Ａ，Ｂ，Ｃを備えるものを用意
し、まず、いずれか１つのレーザビームのみを点灯・走
査させて、センサＡ，Ｂ，Ｃの間隔時間Ｔφ１（Ａ，Ｂ
間），Ｔφ２（Ｂ，Ｃ間）を検出する。

【００６７】次いで、センサＡにはレーザビームＬ１
を、センサＢにはレーザビームＬ２を、センサＣにはレ
ーザビームＬ３をそれぞれ選択的に入射させ、各センサ
Ａ，Ｂ，Ｃから検知信号を得て、このときの検知信号間
隔Ｔ2-1 （Ａ，Ｂ間） ,Ｔ2-2（Ｂ，Ｃ間）を計測す
る。そして、Ｔ2-1 とＴφ１との偏差としてレーザビー
ムＬ１に対するレーザビームＬ２の遅れ時間Ｔ１Ｌ２を
演算し、また、Ｔ2-2 とＴφ２との偏差としてレーザビ
ームＬ２に対するレーザビームＬ３の遅れ時間Ｔ１Ｌ３
を演算する。

【００６８】ここで、センサＡでレーザビームＬ１を検
知した信号をレーザビームＬ１用のインデックス信号Ｓ
１として出力させる一方、該インデックス信号Ｓ１を前
記Ｔ１Ｌ２だけ遅延させた信号をレーザビームＬ２用の
インデックス信号Ｓ２として出力させ、更に、インデッ
クス信号Ｓ１を前記Ｔ１Ｌ２＋Ｔ１Ｌ３だけ遅延させた
信号をレーザビームＬ３用のインデックス信号Ｓ３とし
て出力させれば良い。

【００６９】尚、３つ以上のレーザビームを用いるとき
でも、走査開始端のセンサＡに入射させるレーザビーム
は、最も先頭に走査されるレーザビームである必要があ
るが、センサＢ以降のセンサに入射させるレーザビーム
については、必ずしも走査順にする必要はない。上記の
ように、実際のずれ時間を演算させて、検知信号に遅延
処理を施す場合においても、図10に示すような回路によ
って遅延処理が行える。

【００７０】例えば、１つのレーザビームを用いてセン
サＡ，Ｂの間隔時間Ｔφを求めるときに、図９に示した
ように、クロックdl10とクロックdl12とが各検知信号に
同期し、然も、クロック（周期）のカウント数が10であ
ったとする。一方、各センサＡ，ＢにレーザビームＬ
１，Ｌ２を選択的に入射させたときに、図13に示すよう
に、クロックdl10とクロックdl14とが各検知信号に同期
し、然も、クロックのカウント数が12であったとする。

【００７１】この場合、図９で測定される時間は（10＋
２／16）×周期であり、図13で測定される時間は（12＋
４／16）×周期となるから、クロック（周期）のカウン
ト値の違いは２であり、また、クロックのカウント数で
表すことができない端数の偏差は２／16周期になる。そ
こで、図13に示す特性で計測された時間Ｔ２と、図９に
示す特性で計測された時間Ｔφとの偏差分だけ、センサ
Ａの検知信号を遅延させる場合には、センサＡの検知信
号が同期するクロックdl10よりも２段遅れたクロックで
あるクロックdl10をシフトレジスタ71に与えることで、
前記２／16周期に相当する遅延を設定し、また、シフト
レジスタ71の出力として２周期分遅れたものをセレクタ
72で選択して出力させることで２周期分の遅延が行われ
るようにすれば良い。

【００７２】尚、上記実施例では、いずれもインデック
スセンサ36のセンサＡ，センサＢの検知信号を、インデ
ックス信号発生回路37において遅延処理することで、各
レーザビームＬ１，Ｌ２に対応するインデックス信号Ｓ
１，Ｓ２（同期信号）を発生させるようにしたが、セン
サＡにレーザビームＬ１のみを入射させ、センサＢにレ
ーザビームＬ２のみを入射させる条件のときに、各セン
サＡ，Ｂの検知信号に同期するインデックス信号Ｓ１，
Ｓ２を発生させる一方、前記実施例における検知信号の
遅延データと同じデータを同期回路60に与え、該同期回
路60で発生させるデータクロック（ドットクロック）Ｄ
ＣＫに所定の遅延処理を施すことで、各レーザビームＬ
１，Ｌ２の走査位置関係に見合ったデータクロックＤＣ
Ｋを発生させる構成としても良い。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明にか
かる画像形成装置の同期信号発生装置によると、ビーム
パワーを等しく調整してから光ビームの走査方向におけ
るずれを検知させるから、ビーム径のばらつきに影響さ
れて前記ずれが誤検知されることを回避でき、各レーザ
ビーム毎の同期信号を精度良く発生させることができる
と共に、光ビームの検知タイミングの計測によって走査
方向における複数光ビームのずれを検知するから、光ビ
ームをＯＮ・ＯＦＦ的に検知できれば良く、ずれ検知の
ために高い分解能を有するセンサを必要としないという
効果がある。

【００７４】また、請求項２にかかる発明では、ビーム
パワーの調整を半導体レーザに流す電流制御によって行
う構成としたので、簡便かつ高精度にビームバワー、即
ち、ビーム径を揃えることが可能であるという効果があ
る。

【００７５】また、請求項３にかかる発明では、走査方
向におけるずれを最終的に演算する必要がなく、結果的
にずれに対応する発生間隔の同期信号を得ることができ
るため演算を簡略化でき、また、光ビームの走査順を判
別する必要がなく制御を単純化できるという効果があ
る。また、請求項４にかかる発明では、走査方向におけ
るずれを時間として求めることができるから、ずれ時間
が検知された後は、先頭となって走査される光ビームの
検知信号のみが得られれば良く、画像記録中における制
御が簡略化されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図。

【図２】同上実施例における像露光系を示す斜視図。

【図３】実施例における基本的な制御ステップを示すフ
ローチャート。

【図４】実施例におけるビームパワーの調整回路を示す
回路図。

【図５】ビームずれ検知及び同期信号発生制御の第１実
施例を示すフローチャート。

【図６】上記第１実施例の信号特性を示すタイムチャー
ト。

【図７】実施例で用いるインデックスセンサの構成を示
す図。

【図８】走査位置ずれのビーム径による誤検出の様子を
説明するためのタイムチャート。

【図９】ビーム検知信号の発生間隔の測定法を示すタイ
ムチャート。

【図10】ビーム検知信号の遅延処理回路を示すブロック
図。

【図11】ビームずれ検知及び同期信号発生制御の第２実
施例を示すフローチャート。

【図12】上記第２実施例における信号特性を示すタイム
チャート。

【図13】ビーム検知信号の間隔時間を測定法を示すタイ
ムチャート。

【符号の説明】

１ 光源ユニット ２ 集光レンズ ３ ｆθレンズ ４ 感光ドラム ５ 反射鏡 31ａ，31ｂ 半導体レーザ 32ａ，32ｂ レーザ駆動回路 33 タイミング回路 35 ポリゴンミラー 36 インデックスセンサ 37 インデックス信号発生回路 50ａ，50ｂ 変調回路 55 発振回路 60 同期回路 Ｌ１，Ｌ２ レーザビーム Ｓ１，Ｓ２ インデックス信号 ＤＣＫ１，ＤＣＫ２ データクロック

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の光ビームにより記録媒体上を同時走
   査して複数ラインを同時に記録させる画像形成装置の同
   期信号発生装置であって、走査領域内に走査方向に並べて配設された前記複数の光
   ビームに一致する数の複数のビーム検知手段と、 該複数のビーム検知手段それぞれに同一かつ１つの光ビ
   ームのみを検知させたときの各ビーム検知手段における
   検知信号の発生間隔と、前記複数のビーム検知手段それ
   ぞれに相互に異なる１つの光ビームのみを検知させたと
   きの各ビーム検知手段における検知信号の発生間隔との
   偏差として、前記各ビーム間の走査方向におけるずれを
   検知するずれ検知手段と、 該ずれ検知手段で検知された走査方向におけるずれに基
   づいて前記複数の光ビーム毎に画像記録用の同期信号を
   発生させる同期信号発生手段と、 前記ずれ検知手段の動作の直前に前記複数の光ビームそ
   れぞれのビームパワーが相互に等しくなるように調整す
   るビームパワー調整手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする画像形成装置の同
   期信号発生装置。
2. 【請求項２】前記複数の光ビームそれぞれが半導体レー
   ザから出力されるレーザビームであり、前記ビームパワ
   ー調整手段が、半導体レーザの光出力を所定値とすべく
   半導体レーザに流す電流を設定することを特徴とする請
   求項１記載の画像形成装置の同期信号発生装置。
3. 【請求項３】前記同期信号発生手段が、 前記複数の光ビームのうち先頭となって走査される光ビ
   ームが前記ビーム検知手段で検出されて発生する検知信
   号を基準の同期信号とし、該基準の同期信号を、前記先頭の光ビームに対する他の
   光ビームの走査位置のずれに応じた時間だけ遅延処理
   し、 該遅延処理した同期信号を、前記他の光ビームの同期信
   号として出力する ことを特徴とする請求項１又は２記載
   の画像形成装置の同期信号発生装置。
4. 【請求項４】前記同期信号発生手段が、前記複数のビー
   ム検知手段それぞれに相互に異なる１つの光ビームのみ
   を検知させたときの各ビーム検知手段における検知信号
   を、前記複数のビーム検知手段それぞれに同一かつ１つ
   の光ビームのみを検知させたときの各ビーム検知手段に
   おける検知信号の発生間隔に基づいて遅延処理して、各
   光ビーム毎の同期信号を発生させることを特徴とする請
   求項１又は２記載の画像形成装置の同期信号発生装置。