JP3595413B2

JP3595413B2 - 光走査型画像形成装置

Info

Publication number: JP3595413B2
Application number: JP17818396A
Authority: JP
Inventors: 裕次安田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2016-07-08
Also published as: JPH1020221A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光走査型画像形成装置に関し、特にその走査ラインの副走査方向のピッチのバラツキを抑制する手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像データに応じて点滅するレーザダイオードから出力されるレーザビームを、ポリゴンモータに直結したポリゴンミラーによって主走査方向に偏向し、直交する副走査方向に移動する感光体上を主走査させて画像を書き込み、電子写真方式によって現像した画像を用紙上に転写して画像を形成する光走査型画像形成装置（以下「ＬＢＰ」という）は、その高い解像度による高画質と高速性とによって広く用いられている。
【０００３】
ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）が高解像度を維持するためには、画像の縦搖れ（主走査方向のジッタ）や、走査ラインの（副走査方向の）ピッチのバラツキがあってはならないから、その主原因となるポリゴンミラーのミラー面間の角度誤差や面倒れは極小に抑えられ、その軸受にも細心の注意がはらわれているが、角度誤差や面倒れの許容範囲をあまり厳しくするとその歩留りが低下して、コストが急激に上昇するという問題がある。
【０００４】
そのため、ミラー面間の角度誤差については、走査光が感光体上の書込領域に入射する直前に同期検知手段である同期センサを配置して、走査光を検出した時に同期信号を出力させ、その同期信号をタイミングの基準とした画像クロックに同期した画像データ（ビデオ信号）をレーザダイオードに出力することにより、ミラー面間の角度誤差が多少あってもジッタが生じないようにする技術が使われていた。
【０００５】
また、面倒れについては、例えばポリゴンミラーに入射するレーザビームの主走査方向と副走査方向のビーム径を独立に制御するものもあった。すなわち、主走査方向については平行光としてポリゴンミラーに入射させ、反射によって偏向された平行光はｆθレンズによって感光体上に結像させることにより主走査方向に走査する走査光が形成される。
【０００６】
一方、副走査方向についてはポリゴンミラーの各ミラー面上に結像する収斂光として入射させ、そのミラー面上の像の反射光をｆθレンズと副走査方向にのみパワーを有する凸のシリンダレンズとによって感光体上に再結像させる。したがって、ポリゴンミラーの各ミラー面による反射光の角度が、それぞれのミラー面の面倒れのバラツキによって副走査方向に多少狂いが生じても、ミラー面と感光体面とが共軛の関係にあるため、ピッチのバラツキとして現れないようになっていた。
【０００７】
しかしながら、より高画質の画像の要求に対してＬＢＰはより高解像化し、画素密度（ＤＰＩ）が高くなると共に走査ラインのピッチが細かくなってきている。また、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）にＫ（クロ）を加えた４色の画像を重ねて形成する画像のカラー化によって、走査ラインのピッチのバラツキ自体は気にならない程度であっても、副走査方向の色ズレ又は色ムラとして感知されるようになった。
【０００８】
したがって、走査ラインのピッチのバラツキに対する許容範囲はより厳しくなり、以前のようにミラー面と感光体面とを共軛関係に設定しても、残存する僅かな収差の影響が問題になるため、ポリゴンミラーの各ミラー面の面倒れの許容範囲を厳しくすることが重要になる。さらに、ポリゴンモータと一体に構成した回転偏向器について、その軸受を含めて静的又は動的な特性に注意する必要が生じてきた。
【０００９】
そのため、例えば実開昭５８−１１５７１４号公報に示されたように、ポリゴンミラーの各ミラー面を互いに独立して取付け、各ミラー面毎に差動ねじによって面倒れを調整するという提案があった。
【００１０】
あるいは、例えばポリゴンミラーの回転軸に直交する取付面を基準面上に載置して、ポリゴンミラーを手で回しながら各ミラー面の面倒れを測定するか、回転偏向器として組み上げたものを、軸受を含めた状態で同様に面倒れを測定する等の静的な検査によって、許容範囲を超えているポリゴンミラーを不合格とする選別検査を行なう方法もあった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開昭５８−１１５７１４号公報に示された提案は、ポリゴンミラーの構造が複雑になって重くなるのみならず、差動ねじの調整によって偏重心が発生し、調整後に偏重心の補正と所定の回転数におけるダイナミックバランスの調整が必要になるため、ＬＢＰに用いられるポリゴンミラーのように高速回転が必要とされるものには、実用上の問題点が多過ぎて不適当であった。
【００１２】
また、ポリゴンミラー単体での静的な検査に合格しても、回転偏向器として組み上げた場合の性能が保証される訳ではない。さらに、回転偏向器としての静的な検査は、軸受が高速回転に適する流体軸受や空気軸受であった場合には実施困難あるいは実施不能であるという問題があった。
【００１３】
回転偏向器を実際に使われる回転数で回転させながら、その反射ビームや走査スポットの副走査方向のバラツキを測定する動的な検査は、各ミラー面の面倒れや軸受を含めた総合的な性能検査であるが、すべての走査ラインが重複して観察されるため、測定出来る項目は走査ラインのバラツキの最大幅だけであり、個々のミラー面の面倒れや軸受の良，不良までは識別出来ない。
【００１４】
したがって、この動的な検査に合格した回転偏向器の性能は完全に保証することが出来る。しかしながら、不合格になった回転偏向器については、ポリゴンミラーの各ミラー面の面倒れが許容範囲を超えているのか、軸受の不良によって或る特定のミラー面による反射ビームや走査スポットでもバラツキがあるのかが不明であるから、原因除去の対策が困難であった。
【００１５】
さらに、ポリゴンミラーを回転偏向器としてＬＢＰに組み込んだ場合に、たとえ許容範囲内に収まっているとしても走査ラインのバラツキが残っていれば、形成された走査ラインが感光体上の副走査書込位置に一致するように調整する場合に、調整精度を十分に上げることが容易でないという問題もあった。
【００１６】
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、動的な状態で走査ラインを感光体上の副走査書込位置に一致させる調整を容易にすることを目的とする。
あるいは、ポリゴンミラーの各ミラー面毎の面倒れや回転軸受による走査ラインのバラツキを検出することにより選別検査や不良原因の解明が可能になるようにすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、画像データに応じてレーザダイオードの発光を制御するレーザダイオード制御手段と、ポリゴンモータにより回転されレーザダイオードが出力するレーザビームを主走査方向に偏向するポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーにより偏向されたレーザビームを主走査方向と直交する副走査方向に移動する感光体上に結像し、走査光として主走査させる書込光学系と、該書込光学系による走査光が感光体上の書込領域に入射する前に走査光を検出して、主走査方向の書込位置を制御するための同期信号を出力する同期検知手段とを備えた光走査型画像形成装置において、それぞれ次のようにしたものである。
【００１８】
すなわち、ポリゴンミラーの所定回転位置で１回転毎に１個の位相信号を出力する位相信号発生手段を設けると共に、レーザダイオード制御手段に、位相信号を検出したのち最初に同期信号を検出した時に、予め設定した期間だけレーザダイオードの発光を継続させるか、所定時間経過後に予め設定した時間だけレーザダイオードを発光させる手段を設けたものである。
【００１９】
あるいは、ポリゴンミラーの所定回転位置で１回転毎に１個の位相信号を出力する位相信号発生手段と、該位相信号発生手段が出力する位相信号によってリセットされたのち同期検知手段が出力する同期信号をカウントするカウント手段と、予め設定されたポリゴンミラーのミラー面指定値を格納する指定値格納手段とを設けると共に、レーザダイオード制御手段に、カウント手段がカウントしたカウント値と指定値格納手段に格納されたミラー面指定値とが一致した時に、予め設定した期間だけレーザダイオードの発光を継続させるか、所定時間経過後に予め設定した時間だけレーザダイオードを発光させる手段を設けたものである。
【００２０】
上記の光走査型画像形成装置において、指定値格納手段を、指示されたミラー面指定値を入力する指定値入力手段と、該入力手段によって入力されたミラー面指定値を記憶する指定値記憶手段とにより構成するとよい。
【００２１】
上記の各光走査型画像形成装置において、書込光学系による走査光が照射する範囲内であって同期検知手段より下流側に、予め設定した副走査書込位置を中心として走査光の副走査方向の位置を検出する副走査位置検知手段を設け、レーザダイオードの発光を継続させる予め設定した期間又はレーザダイオードを発光させる予め設定した時間を、少くとも走査光を副走査位置検知手段に入射させるための期間又は時間とするとよい。
【００２２】
上記の副走査位置検知手段を、副走査書込位置を中心として副走査方向に位置をずらして配置した少くとも２個の受光素子により構成するとよい。
また、副走査位置検知手段と同期検知手段とを同一の基板上に構成すればなおよい。
【００２３】
さらに、書込光学系のポリゴンミラー以降の光軸上に、該光軸に対して略直交し主走査方向に沿う軸に回動可能に支持された透明平行平面部材と、該透明平行平面部材を回動させる回動手段とを設け、該回動手段を駆動することにより透明平行平面板の傾きを変えて、副走査位置検知手段により検出される走査光の副走査方向の位置が副走査書込位置になるようにするとよい。
【００２４】
また、副走査位置検知手段により検出された走査光の副走査方向の位置の副走査書込位置に対する差又は偏位の方向に応じて回動手段の駆動を制御する回動制御手段を設ければなおよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。
図２及び図３は、この発明の一実施形態であるＬＢＰ（光走査型画像形成装置）の光書込ユニットの書込光学系を主とした構成を示す図であり、図２は光書込ユニットの平面図、図３は同じくその側面図をそれぞれ示している。なお、図を簡単にするため、構成部材のうち図２又は図３のいずれか一方に表示し、他方では省略しているものがある。
【００２６】
それぞれ図示しないＬＤ（レーザダイオード）と、ＬＤの出力光量を検出するフォトダイオードと、ＬＤを発光させている時にフォトダイオードの出力信号に応じてＬＤの出力光量が所定の光量になるように制御するＬＤドライバ、及びコリメータレンズとからなるＬＤユニット１は、図示しないＬＤ制御回路からの信号に応じて、レーザビームを平行光としてポリゴンミラー２に出力する。
【００２７】
ポリゴンミラー２は、一般にパルスモータからなるポリゴンモータ３と直結し、一体となって回転偏向器４を構成している。図２に矢示したように、ポリゴンミラー２がポリゴンモータ３に駆動されて時計方向に回転すると、ポリゴンミラー２のミラー面２ａに入射したレーザビームは同じく時計方向に偏向され、２個のレンズからなる書込光学系であるｆθレンズ５によって、その２点鎖線で示した焦点位置６にスポットとして結像し、焦点位置６を上から下に向う主走査ベクトルに沿って走査する。
【００２８】
実際には、図３に示したようにｆθレンズ５から焦点位置６に向う収斂ビームは、光軸上の途中に設けたミラー７により斜め下方に反射され、矢示したように時計方向に回転する感光体ドラム８上の副走査書込位置に結像して走査ライン９を形成する。すなわち、焦点位置６と感光体ドラム８上の副走査書込位置とは、互いにミラー７に対して共軛関係になっている。なお、感光体ドラム８の面上での副走査ベクトルは、矢示と反対に反時計方向になっている。
【００２９】
図２において、焦点位置６の長さは、感光体ドラム８の面上の（最大）書込領域に対応しているが、収斂ビームが焦点位置６の上端に入射する前に、ミラー７の上端を外れて同期ミラー１１に入射し、同期ミラー１１で反射されて、ｆθレンズ５の結像点に設けた同期検知手段である同期センサ１２に入射する。応答速度が極めて速いフォトダイオード，フォトトランジスタからなる同期センサ１２は、結像されたレーザビームのスポットが入射すると、同期信号を出力する。
【００３０】
さらに、図２に示したように、ポリゴンミラー２の上面に白又は黒のマーク２ｂを設け、図３に示したようにポリゴンミラー２の上面に対向して、発光ダイオードとフォトセンサとを一体に構成した位相信号発生手段であるフォトリフレクタ１４を配置することにより、該フォトリフレクタ１４の発光ダイオードからの射出光のポリゴンミラー２の上面及びマーク２ｂによる反射光をフォトセンサにより受光する。
【００３１】
フォトリフレクタ１４は、ポリゴンミラー２の上面又はマーク２ｂによる反射光のレベルの変化を検知して、マーク２ｂを検出した時に位相信号を出力する。したがって、位相信号は、ポリゴンミラー２の１回転毎にその所定回転位置で出力される。マーク２ｂの位相位置は円周上のどこにあってもよいが、ノイズによる誤動作を防ぐために、ポリゴンミラー２のいずれかのミラー面２ａによるレーザビームが同期センサ１２に入射する直前に位相信号が出力される位置が望ましい。
【００３２】
図２及び図３に示した透明平行平面部材であるガラスからなる平行平面板１６及びその作用については後述する。また、図３に示した窓ガラス１７は、光書込ユニットの図示しないケースの一部を構成し、感光体ドラム８の周辺で発生するトナーの浮遊粉末が光書込ユニットに侵入して、その内部を汚染することを防止するためのものである。
【００３３】
図４は、６個のミラー面からなるポリゴンミラー２を使用した場合において、フォトリフレクタ１４（図３）及び同期センサ１２（図２）がそれぞれ出力する位相信号及び同期信号の相対的な関係の一例を示す波形図であり、図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ位相信号及び同期信号を示している。
図４の（Ｃ）以降については、後でその都度詳しく説明する。
【００３４】
ポリゴンミラー２のミラー面は６面あるから、１回転毎に１個出力される位相信号の１周期の間に、６個の同期信号が出力される。位相信号を検出した後、最初に検出される同期信号及びその時に同期センサ１２に入射するレーザビームを反射しているミラー面２ａの番号をそれぞれ＃１とし、以下順に同期信号及びミラー面の番号を＃２〜＃６とする。
【００３５】
図１は、図２に示したＬＤユニット１に信号を出力してレーザビームのオン・オフを制御するレーザダイオード制御手段の第１の実施形態であるＬＤ制御回路の作用の一例を説明するためのブロック図である。
図１に示したＬＤ制御回路２０は、図示しない画像処理回路から画像クロックに同期したビデオ信号を、フォトリフレクタ１４からは位相信号を、同期センサ１２からは同期信号を、それぞれ入力してＬＤユニット１にＬＤのオン・オフを制御する発光信号を出力する。
【００３６】
予め指定された画素密度（ＤＰＩ）に応じた回転数でポリゴンモータ３が駆動され、その回転数が安定すると、最初はＬＤ制御回路２０が発光信号を出力してＬＤユニット１を連続発光させる。同期センサ１２が偏向されたレーザビームを検出して最初の同期信号を出力すると、それ以降は出力された同期信号から同期信号の平均周期（ポリゴンミラー２及びポリゴンモータ３の回転周期の１／６）経過した時点、すなわち次のレーザビームが入射する予定時点を中心として、同期信号周期のバラツキを十分カバーする時間幅で、ＬＤ制御回路２０は発光信号をＬＤユニット１に出力する。
【００３７】
待機モード時には、ＬＤ制御回路２０は上記の同期信号検出のための発光信号を出力することだけを繰返しているが、その発光の終端部でレーザビームが感光体ドラム８の面上の書込領域に入射することがないようになっている。
【００３８】
通常のプリントモード時には、同期センサ１２が出力する同期信号は図示しない画像処理回路にも出力され、画像処理回路は書込領域内の所定の位置から書き始めるように同期信号からの遅れを設けて、同期信号に位相同期した画像クロックにのせた画像データすなわちビデオ信号をＬＤ制御回路２０に出力する。
ＬＤ制御回路２０は、互いに時間的にオーバラップしない同期信号検出のための発光信号とビデオ信号とを合成して、ＬＤユニット１に出力する。
【００３９】
図５は、ＬＤ制御回路２０の位相発光モード時の作用の一例を示すフロー図である。
図５に示した位相発光モードのルーチンがスタートすると、ステップ１でフォトリフレクタ１４から入力する位相信号を待機する。位相信号が入力すると、ステップ２で同期センサ１２から入力する同期信号を待機する。同期信号が入力すると、ステップ３に進んで予め設定した期間又は時間だけ発光信号をＬＤユニット１に出力してステップ４に進み、位相発光モードが終了したか否かを判定して否ならばステップ１に戻り、終了ならばエンドになる。
【００４０】
図６は、同期信号検出のための発光信号とステップ３において設定した期間又は時間だけ出力される発光信号との関係の一例を示す波形図である。
図６の（Ａ）は同期信号検出のための発光信号Ｐ１、同図の（Ｂ）は発光信号Ｐ１によってＬＤユニット１がレーザビームを出力している間に検出された同期信号をそれぞれ示している。
【００４１】
図６の（Ｃ）は、同図の（Ｂ）に示した同期信号を検出した時に、設定した期間だけＬＤの発光を継続させるための発光信号Ｐ２ａを示す波形図である。
また、図６の（Ｄ）は、同図の（Ｂ）に示した同期信号を検出した時から所定時間経過後に、設定した時間だけＬＤを発光させるための発光信号Ｐ２ｂを示す波形図である。
【００４２】
図６の（Ｅ）又は（Ｆ）は、図６の（Ａ）に示した発光信号Ｐ１と、同図の（Ｃ）又は（Ｄ）にそれぞれ示した発光信号Ｐ２ａ又はＰ２ｂとが、ＬＤ制御回路２０からＬＤユニット１に出力されることにより、ＬＤユニット１のＬＤから出力されるレーザビームのオン・オフを示す出力波形図であり、図６の（Ｅ）に示した出力波形はレーザビームの発光の継続を、同図の（Ｆ）に示した出力波形は途中にオフの期間を置いて２回の発光が行なわれていることをそれぞれ示している。
【００４３】
図４の（Ｃ）又は（Ｄ）は、ＬＤ制御回路２０による位相発光モード時のレーザビームの出力波形の一例をそれぞれ示す。
すなわち、発光信号がＰ２ａ又はＰ２ｂのいずれの場合であっても、図５に示したフロー図から明らかなように同期信号＃１の時だけ、すなわちミラー面＃１により偏向されたレーザビームの時だけ、発光信号Ｐ１とＰ２ａ又はＰ１とＰ２ｂとによる発光が行なわれ、その他のミラー面＃２〜＃６では発光信号Ｐ１による発光だけになる。
【００４４】
図７は、レーザダイオード制御手段の第２の実施形態であるＬＤ制御回路の作用の一例を説明するためのブロック図である。
図７に示したＬＤ制御回路２１は、図示しない画像処理回路からビデオ信号を、指定値格納手段である指定値格納部２３からミラー面指定値（＃１〜＃６）を、フォトリフレクタ１４から入力する位相信号によりリセットされて同期センサ１２から入力する同期信号をカウントするカウント手段であるカウンタ２６からはその内容を、それぞれ入力する。
【００４５】
指定値格納部２３は、例えばテンキーからなる指定値入力手段である指定値入力部２４と、指定値入力部２４に入力されたミラー面指定値（以下単に「指定値」ともいう）＃１〜＃６を記憶する指定値記憶手段であるメモリ２５とにより構成され、メモリ２５に記憶された内容をＬＤ制御回路２１に出力する。
【００４６】
また、指定値格納部２３は例えばディップスイッチでもよい。ディップスイッチは、指定値入力手段と指定値格納手段とを兼ねているから、１個の部品で指定値格納手段を構成することが出来、コストが安くなる。ディップスイッチを用いた場合に、指定値を２進数でセットすれば、その内容をそのままＬＤ制御回路２１に出力すればよい。もし、ディップスイッチの各要素を順に指定値に対応させた場合は、２進数変換のダイオードマトリクスを設ければよい。
【００４７】
カウンタ２６は、ポリゴンミラー２が６個のミラー面からなっていれば３ビットの簡単なカウンタで済み、同期センサ１２から入力する同期信号はカウントパルスの入力端子（ＩＮ）に、フォトリフレクタ１４から入力する位相信号はリセット端子（ＲＳ）に、それぞれ入力させる。カウントしたカウンタ２６の内容は、常にＬＤ制御回路２１に出力している。
【００４８】
ＬＤ制御回路２１がＬＤユニット１に同期信号検出のための発光信号Ｐ１を出力する作用、あるいは待機モード時に発光信号Ｐ１のみを出力し、プリントモード時には発光信号Ｐ１及びビデオ信号を合成して出力する作用は、図１に示したＬＤ制御回路２０と全く同様であるから、説明を省略する。
【００４９】
図８は、ＬＤ制御回路２１の指定面発光モード時の作用の一例を示すフロー図である。
図８に示した指定面発光モードのルーチンがスタートすると、ステップ１０で指定値入力部２４から入力する指定値Ｎ（１〜６）を待機する。指定値Ｎが入力すると、ステップ１１でメモリ２５に記憶させてその内容ｎをＮにする。
【００５０】
次に、ステップ１２でフォトリフレクタ１４から入力する位相信号を待機し、位相信号が入力するとステップ１３に進んで、カウンタ２６の内容ｍを０にクリア（カウンタリセット）する。ステップ１４で同期センサ１２から入力する同期信号を待機し、同期信号が入力するとステップ１３に進んで、カウンタ２６の内容ｍをインクリメントしてステップ１６に進む。ステップ１６でインクリメントされたカウンタ２６の内容ｍをメモリ２５の内容ｎと比較して、同じでなければステップ１４に戻り、同じになったらステップ１７に進む。
【００５１】
ステップ１７では、位相発光モード（図５）のステップ３と全く同様に、予め設定した期間又は時間だけ発光信号をＬＤユニットに出力してステップ１８に進む。既にステップ３については別に詳しく説明しているから、ステップ１７についての詳しい説明は省略する。
ステップ１８で指定面発光モードが終了したか否かを判定して、終了ならばエンドになり、否であればステップ１９に進んでミラー面指定値Ｎが変更されたか否かを判定し、否であればステップ１２に戻り、変更されていればステップ１０に戻る。
【００５２】
したがって、一度ステップ１０，１１でミラー指定面が指定されてメモリ２５に記憶されると、その指定値Ｎが変更されるまでは、位相信号が入力する毎にステップ１２〜ステップ１９のルーチンが繰返えされるが、そのうち同期信号がＮ個入力するまでステップ１４〜ステップ１６のループが実行された後、ステップ１７による発光信号が出力され、ステップ１２に戻って次の位相信号を待機する。
【００５３】
例えばミラー面＃３を指定してＮ＝３を入力すると、ミラー面＃３による同期信号＃３が入力した時にのみ、図４の（Ｅ）に示すように発光信号Ｐ１と発光信号Ｐ２ａとが継続した同図の（Ｃ）に対応する発光信号が出力されるか、あるいは図４の（Ｆ）に示すように発光信号Ｐ１と発光信号Ｐ２ｂとが離れた同図の（Ｄ）に対応する発光信号が出力される。
【００５４】
すなわち、図１に示したＬＤ制御回路２０を用いたＬＢＰは、ポリゴンミラー２のミラー面＃１の反射による走査ラインの時に、発光信号Ｐ２ａ又はＰ２ｂによってレーザダイオードが発光するのに対して、図７に示したＬＤ制御回路２１を用いたＬＢＰは、指定されたミラー面＃Ｎの反射による走査ラインの時に、発光信号Ｐ２ａ又はＰ２ｂによってレーザダイオードが発光する。しかも、指定値Ｎは１〜６の間で任意に選択することが出来るから、選択されたミラー面の反射による走査ラインの時だけ、レーザダイオードを発光させることが出来る。
【００５５】
このように、第１及び第２の実施形態であるＬＤ制御回路２０又は２１を用いたＬＢＰは、例えば冶具として着脱自在に構成するか、後述するように固設的に設けた副走査位置検知手段である副走査位置センサと組み合わせることにより、走査ラインを副走査書込位置と一致させる調整を容易に行うことが出来る。
あるいは、走査ラインのバラツキを検出することにより選別検査や不良原因の解明が可能になるという効果が得られる。
【００５６】
一般に、検査冶具としてＬＢＰに対して着脱自在に構成する場合は、或る程度コストをかけても精度のよい測定が望まれるから、副走査位置センサとしてＣＣＤラインセンサを用いてデジタル的に、あるいはＰＳＤ（ポジション・センシティブ・ダイオード；位置検出ダイオード）を用いてアナログ的に、それぞれ予め設定した副走査書込位置に対して走査ラインの副走査方向の位置を高い精度で測定することが出来る。
【００５７】
検査冶具の場合は、光路途中にミラーを設けてレーザビームを取り出すとしても、副走査位置センサは感光体ドラム８上の書込領域内の一点と共軛な位置に設けられることが多いから、走査ライン上で同期センサ１２とは離れた位置になる。したがって、レーザビームが副走査位置センサに入射するための発光信号は、図６の（Ｄ）に示したように、同期信号検出から所定時間経過後に予め設定した時間発光させる発光信号Ｐ２ｂである。
【００５８】
一方、ＬＢＰの光書込ユニット内に固設的に設ける副走査位置センサは、精度よりも低コストが優先し、スペース的にも制約されるから、小型に構成した副走査位置センサを同期センサ１２の下流に近接して設けることが望ましい。したがって、図６の（Ｃ）に示したように、同期信号検出から予め設定した期間、すなわち発光信号Ｐ１に継続して発光させる発光信号Ｐ２ａを採用する。
【００５９】
図９及び図１１は、それぞれ光書込ユニット内に固設的に設けた副走査位置センサの一例を同期センサと共に示す平面図であり、それぞれ３個又は２個のフォトセンサからなる副走査位置センサの構成の一例を示している。
図１０は、図９に示した副走査位置センサを構成する３個のフォトセンサの出力を、同期信号を時間軸の原点として示す波形図である。
【００６０】
図９に示した同期センサと副走査位置センサは、それぞれ矩形又は円形のスリット１２ｓ，３１ｓ，３２ｓ，３３ｓを設けたスリット板３０と、各スリット１２ｓ，３１ｓ，３２ｓ，３３ｓの後方にそれぞれ接して設けた同期センサ１２及び副走査位置センサを構成する３個のフォトセンサ３１，３２，３３からなり、スリット３１ｓ〜３３ｓは、１点鎖線で示した副走査書込位置であるセンタライン２８を中心として、互いに副走査ベクトルの方向に順にずらして配置する。
【００６１】
センタライン２８を主走査ベクトルに沿ってスキャンするスポットは、先ずスリット１２ｓを通って同期センサ１２に入射し、同期信号を出力させた後、スリット３２ｓを通ってフォトセンサ３２に入射し、副走査位置信号を出力させるが、スリット３１ｓと３３ｓに対してはその中間を通過するから、フォトセンサ３１及び３３からは信号が出力されない。
【００６２】
スポットがセンタライン２８より上方（副走査ベクトルで負）又は下方（副走査ベクトルで正）にずれてスキャンすれば、同期センサ１２に入射して同期信号を出力させた後、スリット３２ｓには入射せずにスリット３１ｓ又は３３ｓを通り、フォトセンサ３１又は３３に入射して副走査位置信号を出力させる。
【００６３】
図１０の（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれスポットがセンタライン２８より上方（負）、センタライン２８上（０）、センタライン２８より下方（正）をスキャンした場合の、各フォトセンサ（ＰＳ）３１，３２，３３の出力の一例を示す波形図である。したがって、同期センサ１２から同期信号が出力された後それぞれ副走査位置信号が、フォトセンサ３１から出力されれば走査ラインの位置は負（上方に偏位）、フォトセンサ３２から出力されれば０（良）、フォトセンサ３３から出力されれば正（下方に偏位）であることが容易に判別出来る。
【００６４】
図１１に示した同期センサと副走査位置センサは、スリット板３５上の矩形のスリット１２ｓと３６ｓの後方にそれぞれ接して設けた同期センサ１２と副走査位置センサ３６とにより構成されている。副走査位置センサ３６は、１枚のシリコン基板上に極めて狭いセパレータ３６ｃを介して対向する互いに独立した２個のフォトセンサ３６ａ，３６ｂからなるツインセンサであり、セパレータ３６ｃがスリット３６ｓの中央すなわちセンサライン２８と一致するように設けられている。
【００６５】
図１２は、センタライン２８に対する走査ラインの位置を横軸にとった線図であり、図１２の（Ａ）及び（Ｂ）はフォトセンサ３６ａ及び３６ｂの出力の変化を、同図の（Ｃ）はその両者の出力の差信号の変化をそれぞれ示している。
したがって、図１２の（Ｃ）に示した差信号が負であれば走査ラインの位置が負（上方に偏位）、正であれば位置が正（上方に偏位）であり、差信号が０であれば走査ラインがセンタライン２８と一致していることが判別出来る。
【００６６】
図９及び図１１に示したように、同期センサ１２と副走査位置センサとを同一の基板、例えばスリット板３０，３５上に構成することにより小型でコンパクトになるから、狭いスペースにも容易に配設することが出来る。このように簡単な構成の副走査位置センサは、治具として用いられるＣＣＤラインセンサやＰＳＤのように走査ラインのセンタライン２８に対する誤差を量的に測定することは出来ないが、経時的な変化のチェック及び再調整は十分可能である。
【００６７】
図１３は、平行平面板１６を回動させる回動手段の構成の一例を示す斜視図である。
平行平面板１６が取付けられる取付枠４０には窓４０ａが設けられ、レーザビームは窓４０ａを通って平行平面板１６を透過する。取付枠４０はアーム４１と一体に固定され、主走査方向に沿った軸４２を中心として回動可能であり、アーム４１の他端は軸４２を中心とする歯車４１ａになっている。
【００６８】
歯車４１ａは、モータ４５の軸に固設されたウォームギヤ４６と噛み合っていて、アーム４１を下方に付勢するばね４３によって、バックラッシュが防止されている。したがって、モータ４５を正逆両方向に回転させることによって、取付枠４０に取付けられた平行平面板１６を、軸４２の回りに時計方向，反時計方向に自在に回動させることが出来る。
【００６９】
一般に、光軸に直交して置かれた平行平面板を、光軸に直交する回転軸の回りに回転させると、光軸は光軸を含み回転軸に直交する面内で上下に平行移動し、その移動量は回転角が小さい間は回転角に比例することが知られている。光軸に沿ったビームが収斂光又は発散光であれば、その焦点面上で像は上下にシフトすることになる。したがって、モータ４５を正逆両方向に回転させることによって、感光体ドラム８上の走査ライン９を副走査方向に移動させることが出来る。
【００７０】
ポリゴンミラー２のミラー面＃１又は指定されたミラー面＃Ｎによる走査ライン９を、センタライン２８に一致させるための調整は、先ず位相発光モード又は指定面発光モードに設定してＬＤを発光させる。次に、治具を装着してＣＣＤラインセンサ又はＰＳＤにより走査ライン９のセンタライン２８からの偏位量を測定するか、副走査位置センサを構成するフォトセンサ３１〜３３（図９）又は副走査位置センサ３６の出力を判断して、マニュアル又は回転制御手段によってモータ４５を回転させ、走査ライン９をセンタライン２８に一致させる。
【００７１】
走査ライン９のセンタライン２８に対する差又は偏位の方向に応じてモータ４５の駆動を制御する回転制御手段については、各種の手段が知られているので特に図示はしないが、例えばＣＣＤラインセンサ又はＰＳＤにより測定された偏位量、あるいはフォトセンサ３１〜３３又は副走査位置センサ３６により検知された偏位の方向に応じて、モータ４５正又は逆方向に回転させ、偏位量がゼロになるかフォトセンサ３２が信号を出力した時に、モータ４５を停止させる。
【００７２】
図１に示したＬＤ制御回路２０を用いたＬＢＰの場合は、ポリゴンミラー２のミラー面＃１による走査ライン＃１について、副走査位置センサによってセンタライン２８からの偏位の方向を、ＣＣＤラインセンサ又はＰＳＤによってセンタライン２８からの偏位量を検出することが出来る。
したがって、ＬＢＰ製造時の検査，調整及び出荷後の調整をマニュアル又は回転制御手段を用いて容易に行なうことが出来る。
【００７３】
図７に示したＬＤ制御回路２１を用いたＬＢＰの場合は、ミラー面＃１のみならず任意に指定したミラー面＃Ｎによる走査ライン＃Ｎについてセンタライン２８からの偏位の方向又は偏位量を検出することが出来る。したがって、ＬＤ制御回路２０を用いたＬＢＰに比べて、遥かに多くの情報が得られるから、より広範囲で精密な検査，調整を行うことが出来るという効果がある。
【００７４】
すなわち、治具を装着してミラー面指定値を１から６まで変えることにより、すべてのミラー面による走査ライン＃１〜＃６のセンタライン２８に対する偏位量を測定することが出来る。したがって、従来極めて困難であった使用時の回転数における動的な状態でのすべての偏位量が得られるから、偏位量の最大幅，中心値及び平均値が計算で求められ、最大幅が許容範囲を超えている回転偏向器４であれば、製造時に良品と交換することが出来る。
【００７５】
また、中心値又は平均値が得られたことにより、それらの値に最も近い偏位量を示すミラー面を特定して、以後の調整は特定されたミラー面を指定して行なえば、すべての走査ラインが最も好ましい状態に調整することが出来る。したがって、製造時の最終調整又は出荷後の経時変化に対する再調整は、副走査位置センサのみで十分である。
【００７６】
さらに、ＬＤ制御回路２０を用いたＬＢＰについても同様であるが、或る任意の面を指定して（ミラー面＃１だけでもよい）ＬＤを発光させ、ＣＣＤラインセンサ又はＰＳＤによる偏位量のバラツキ、あるいは調整後の副走査位置センサによるゼロ位置の不安定性が認められれば、その原因はポリゴンミラーによるものではなく、モータ４５及び軸受を含めた駆動機構にあると確定することも可能になる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明による光走査型画像形成装置は、動的な状態で走査ラインを副走査書込位置と一致させる調整を容易にすることが出来る。
あるいは、ポリゴンミラーの選別検査や不良原因の解明が可能になるようにすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光走査型画像形成装置に用いるＬＤ制御回路の第１の実施形態の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態である光走査型画像形成装置の光書込ユニットの構成の一例を示す平面図である。
【図３】図２に示した光書込ユニットの構成を示す側面図である。
【図４】この発明における位相信号と同期信号との関係及び同期信号に応じた発光信号によるＬＤの出力の一例を示す波形図である。
【図５】図１に示したＬＤ制御回路による位相発光モードのルーチンの一例を示すフロー図である。
【図６】発光信号Ｐ１と同期信号との関係及び同期信号に応じた発光信号Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ、ならびにこれらの発光信号によるＬＤの出力の一例を示す波形図である。
【図７】ＬＤ制御回路の第２の実施形態の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図７に示したＬＤ制御回路による指定面発光モードのルーチンの一例を示すフロー図である。
【図９】副走査位置センサの構成の一例を同期センサと共に示す平面図である。
【図１０】図９に示した副走査位置センサを構成する各フォトセンサの出力の一例を示す波形図である。
【図１１】副走査位置センサの構成の他の一例を同期センサと共に示す平面図である。
【図１２】図１１に示した副走査位置センサを構成する各フォトセンサの出力の一例を走査ラインの偏位に応じて示す線図である。
【図１３】図３に示した平行平面板を回動させる回動手段の構成の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：ＬＤユニット２：ポリゴンミラー
３：ポリゴンモータ
５：ｆθレンズ（書込光学系）
８：感光体ドラム（感光体）
１２：同期センサ（同期検知手段）
１４：フォトリフレクタ（位相信号発生手段）
１６：平行平面板（透明平行平面部材）
２０，２１：ＬＤ制御回路（レーザダイオード制御手段）
２３：指定値格納部（指定値格納手段）
２４：指定値入力部（指定値入力手段）
２５：メモリ（指定値記憶手段）
２６：カウンタ（カウント手段）
２８：センタライン（副走査書込位置）
３１〜３３：フォトセンサ（副走査位置検知手段）
３６：副走査位置センサ（副走査位置検知手段）

Claims

画像データに応じてレーザダイオードの発光を制御するレーザダイオード制御手段と、
ポリゴンモータにより回転され、前記レーザダイオードが出力するレーザビームを主走査方向に偏向するポリゴンミラーと、
該ポリゴンミラーにより偏向されたレーザビームを、前記主走査方向と直交する副走査方向に移動する感光体上に結像し、走査光として主走査させる書込光学系と、
該書込光学系による走査光が前記感光体上の書込領域に入射する前に前記走査光を検出して、前記主走査方向の書込位置を制御するための同期信号を出力する同期検知手段とを備えた光走査型画像形成装置において、
前記ポリゴンミラーの所定回転位置で１回転毎に１個の位相信号を出力する位相信号発生手段を設けると共に、
前記レーザダイオード制御手段に、前記位相信号を検出した後、最初に前記同期信号を検出した時に、予め設定した期間だけ前記レーザダイオードの発光を継続させるか、所定時間経過後に予め設定した時間だけ前記レーザダイオードを発光させる手段を設けたことを特徴とする光走査型画像形成装置。
画像データに応じてレーザダイオードの発光を制御するレーザダイオード制御手段と、
ポリゴンモータにより回転され、前記レーザダイオードが出力するレーザビームを主走査方向に偏向するポリゴンミラーと、
該ポリゴンミラーにより偏向されたレーザビームを、前記主走査方向と直交する副走査方向に移動する感光体上に結像し、走査光として主走査させる書込光学系と、
該書込光学系による走査光が前記感光体上の書込領域に入射する前に前記走査光を検出して、前記主走査方向の書込位置を制御するための同期信号を出力する同期検知手段とを備えた光走査型画像形成装置において、
前記ポリゴンミラーの所定回転位置で１回転毎に１個の位相信号を出力する位相信号発生手段と、
該位相信号発生手段が出力する位相信号によってリセットされ、その後前記同期検知手段が出力する同期信号をカウントするカウント手段と、
予め設定された前記ポリゴンミラーのミラー面指定値を格納する指定値格納手段とを設けると共に、
前記レーザダイオード制御手段に、前記カウント手段がカウントしたカウント値と前記指定値格納手段に格納されたミラー面指定値とが一致した時に、予め設定した期間だけ前記レーザダイオードの発光を継続させるか、所定時間経過後に予め設定した時間だけ前記レーザダイオードを発光させる手段を設けたことを特徴とする光走査型画像形成装置。
請求項２記載の光走査型画像形成装置において、
前記指定値格納手段は、指示されたミラー面指定値を入力する指定値入力手段と、該入力手段によって入力されたミラー面指定値を記憶する指定値記憶手段とからなることを特徴とする光走査型画像形成装置。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査型画像形成装置において、
前記書込光学系による走査光が照射する範囲内であって前記同期検知手段より下流側に、予め設定した副走査書込位置を中心として前記走査光の前記副走査方向の位置を検出する副走査位置検知手段を設け、
前記レーザダイオードの発光を継続させる予め設定した期間、又は前記レーザダイオードを発光させる予め設定した時間を、少くとも前記走査光を前記副走査位置検知手段に入射させるための期間又は時間としたことを特徴とする光走査型画像形成装置。
請求項４記載の光走査型画像形成装置において、
前記副走査位置検知手段を、前記副走査書込位置を中心として前記副走査方向に位置をずらして配置した少くとも２個の受光素子により構成したことを特徴とする光走査型画像形成装置。
請求項５記載の光走査型画像形成装置において、
前記副走査位置検知手段と前記同期検知手段とを同一の基板上に構成したことを特徴とする光走査型画像形成装置。
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の光走査型画像形成装置において、
前記書込光学系の前記ポリゴンミラー以降の光軸上に、該光軸に対して略直交し前記主走査方向に沿う軸に回動可能に支持された透明平行平面部材と、
該透明平行平面部材を回動させる回動手段とを設け、
該回動手段を駆動することにより前記透明平行平面板の傾きを変えて、前記副走査位置検知手段により検出される前記走査光の副走査方向の位置が前記副走査書込位置になるようにしたことを特徴とする光走査型画像形成装置。
請求項７記載の光走査型画像形成装置において、
前記副走査位置検知手段により検出された前記走査光の副走査方向の位置の前記副走査書込位置に対する差又は偏位の方向に応じて、前記回動手段の駆動を制御する回動制御手段を設けたことを特徴とする光走査型画像形成装置。