JP3649581B2

JP3649581B2 - マルチビーム書込装置

Info

Publication number: JP3649581B2
Application number: JP9208798A
Authority: JP
Inventors: 崎修一山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2018-04-03
Also published as: JPH11287964A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体表面を複数のビ−ム光で露光するマルチビ−ム書き込み装置に関する。これは例えば、レーザプリンタに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
複数ビームを主走査方向にずらして配置して、レーザ光路上の書き込み領域外の主走査開始側に設けられた同期検知センサーからの各ビーム毎の同期検知信号によって各ビーム毎に主走査方向の書き込み開始位置を決定するマルチビーム書き込み装置が知られている（例えば特開昭６４−７０７２２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スキャナにて、副走査方向ｙには位置差がある複数のレーザビームを主走査し、感光体表面の主走査幅を外れる主走査始点側レ−ザ光路に設けられた同期検知センサが各ビ−ム光を検知すると各同期検知信号を発生して、各同期検知信号を基準に、各レ−ザビ−ムによる主走査方向ｘの書き込み開始位置のそれぞれを決定するマルチビ−ム書き込み装置においては、従来は、複数のビームの同期検知センサへの発光光量は最大値に固定とされていた。ところが各ビームのビーム形状にはばらつきがあり各ビームの、同期検知センサが検出する走査位置にばらつきが生じ、その結果、各ビ−ムの主走査方向ｘの書き込み開始位置が、各開始基準位置からずれて、出力画像に主走査方向の揺らぎが現われる。
【０００４】
本発明は、各ビームの主走査方向ｘの書き込み開始位置のずれを抑制し出力画像の主走査方向の揺らぎを防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、複数の光源(LD1,LD2)，各光源を発光付勢するドライバ(LDD1,LDD2)，前記複数の光源からの複数のビーム光(B1,B2)を感光体面上を主走査方向ｘに走査するスキャナ(2〜9)，感光体面に対する主走査幅の外のビーム光を検知するセンサ(11)、および、該センサのビーム光検知信号に従って主走査方向ｘの各光源が発する各ビーム光による書き込み開始位置を規定するための前記センサ (11) の光検知信号をしきい値にて２値化した各同期信号(DP1,DP2)を生成する同期信号発生器(11,15)、を備えるマルチビーム書込装置において、
前記各光源を発光付勢するドライバ (LDD1,LDD2) を介して、前記各ビ−ム光に対応する各同期信号 (DP1,DP2) を同一のパルス幅とするように、各ビーム光(B1,B2)の、前記センサ(11)にビーム光検知信号を発生させるための光量を各々調整する光量設定手段(12-1〜14-2,OR1,OR2,MPU)を備えることを特徴とする。
【０００６】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の記号を、参考までに付記した。
【０００７】
これによれば、各同期信号 (DP1,DP2) の立上り点又は立下り点を起点に各ビ−ムの主走査方向ｘの書き込み開始位置を定めることにより、各ビ−ムの主走査方向ｘの書き込み開始位置が、各開始基準位置に合致し、出力画像に主走査方向ｘのゆらぎを生じない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（２）前記光量設定手段(12-1〜14-2,OR1,OR2,MPU)は、前記センサ(11)にて検知する各ビーム光を発生するための各点灯信号(OUT1,OUT2)を発生する手段(12-1〜13-2)，各点灯信号を各ドライバに与える出力手段(OR1,OR2)、および、各点灯信号を出力するとき、各ビ−ム光(B1,B2)に対応する同期信号(DP1,DP2)を同一のパルス幅とする光量に各光源を発光付勢する各制御信号を各ドライバに与える光量制御手段(MPU,14-1,14-2)、を含む。
【０００９】
これによれば、各点灯信号(OUT1,OUT2)の期間だけ各ビ−ム光(B1,B2)の光量を同期信号(DP1,DP2)発生用のレベルとし、画像信号に対応して各ビ−ムを変調して画像露光を行なう期間は、画像露光に適したレベルにすることができる。
【００１０】
（３）前記光量設定手段 (12-1 〜 14-2,OR1,OR2,MPU) は、前記各ビ−ム光に対応する各同期信号 (DP1,DP2) を同一のパルス幅とする各同期信号生成用の各光量指示データをメモリに保持し、前記各光量指示データを前記各制御信号に変換して前記各点灯信号を出力するとき前記各ドライバに与える。
【００１１】
（４）前記光量設定手段(12-1〜14-2,OR1,OR2,MPU)は、前記センサ(11)にビーム光検知信号を発生させるための光量を、各ビームのプロファイルに応じて予め設定された値とする。
【００１２】
各ビームのプロファイル（横断面形状）によって、センサ(11)の光検知信号の時系列レベル変化(波形)が異なり、それをしきい値で２値化したパルス信号のパルス幅が各ビームのプロファイルによってばらつく。同一のパルス幅のパルス信号となるように、該ばらつきすなわちプロファイルに対応して光量を設定することにより、各ビ−ムの主走査方向ｘの書き込み開始位置が、各開始基準位置に合致し、出力画像に主走査方向ｘのゆらぎを生じない。
【００１３】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１４】
【実施例】
図１に、本発明の一実施例のスキャナ部を示す。発光ダイオ−ドアレイ（以下ＬＤアレイ）１は２本のレ−ザビ−ムを発射し、これら２本のレ−ザビ−ムは、コリメ−トレンズ２，アパ−チャ８およびシリンドリカルレンズ３にて細径のレ−ザビ−ムに整形されてポリゴンミラ−４に照射される。ポリゴンミラ−４が定速度で連続回転しているので、ポンゴンミラ−４に当ったレ−ザビ−ムは、ミラ−９に向かって反射するが、主走査方向ｘに繰返し移動する。
【００１５】
ポンゴンミラ−４で反射したレ−ザビ−ムは、ｆθレンズ５および面倒れ補正用レンズ６を通ってミラ−９で反射されて、感光体ドラム７上の感光体面に当る。ＬＤアレイ１には、２個のレ−ザダイオ−ドＬＤ１，ＬＤ２（図４）がｚ方向に分布しているので、この分布により、感光体ドラム７の表面には、副走査方向ｙに位置差がある２本のレ−ザビ−ム照射軌跡が描かれる。
【００１６】
図２には、ＬＤアレイ１の外観を示す。ＬＤアレイ１のヘテロダイン接合面１ａには、２個のレ−ザダイオ−ドが形成され、それらが発生するレ−ザ光は、ＬＤアレイの表面に設けられたマスクの図示しない微孔を通して出てレ−ザビ−ムＢ１，Ｂ２となる。なお、本実施例では２本のレ−ザビ−ムを用いるが、３本以上でもよい。本書において「マルチビ−ム」は、２本以上の複数ビ−ムを意味する。
【００１７】
再度図１を参照する。感光体ドラム７上の所要主走査幅の外、しかも主走査ｘの始端側にレ−ザビ−ムがあるときそれを受光する位置に同期ミラ−１０があり、その反射光を同期検知センサ１１が受光する。図１に示すミラ−９の裏面側から同期ミラ−１０および同期検知センサ１１を透視して見た正面図を図３に示す。同期検知センサ１１は、２本のレ−ザビ−ムＢ１，Ｂ２の同期ミラ−１０の反射光を受光するが、レ−ザビ−ムＢ１，Ｂ２は主走査方向ｘにも相対的にずらしてあるので、時間軸上で、最初はレ−ザビ−ムＢ１の受光信号を発生し、次にレ−ザビ−ムＢ２の受光信号を発生する。
【００１８】
図４に、同期検知センサ１１に、レ−ザビ−ムＢ１用の同期信号ＤＰ１およびレ−ザビ−ムＢ２用の同期信号ＤＰ２を発生させるための電気回路を示す。２本のレ−ザビ−ムＢ１，Ｂ２の内いずれかのビームが同期検知センサ１１のフォトダイオ−ドに当ると、センサ１１内の検出回路が、センサ１１の光検知信号をしきい値ＴＨで２値化して、２値信号すなわち同期検知信号ＤＰ（ＤＰ１，ＤＰ２のいずれか）を発生する。同期検知信号分離回路１５が、最初に発生した同期検知信号ＤＰすなわちレ−ザビ−ムＢ１検知信号を、レ−ザビ−ムＢ１用の第１同期信号ラインに、同期信号ＤＰ１として送出し、次に発生した同期検知信号ＤＰすなわちレ−ザビ−ムＢ２検知信号を、レ−ザビ−ムＢ２用の第２同期信号ラインに、同期信号ＤＰ２として送出する。
【００１９】
第１主走査カウンタ１２−１には、ポリゴンミラ−４を回転駆動するモ−タを回転駆動する位相同期モ−タドライバの速度同期パルスに基づいて生成された第１主走査同期クロックＷＣＬＫ１が与えられ、第１主走査カウンタ１２−１はこの走査同期クロックＷＣＬＫ１をカウントする。カウント値が、主走査繰返しピッチ相当の設定値に達したときに第１コンパレ−タ１３−１の出力ＯＵＴ１が低（Ｌ）から高（Ｈ）に立上り、オアゲ−トＯＲ１を通して、第１のＬＤドライバＬＤＤ１に発光を指示するＨを与える。このＨの出力ＯＵＴ１が、レ−ザビ−ムＢ１用の同期検知信号を生成するための点灯信号である。
【００２０】
ここで図６を参照すると、ＬＤドライバＬＤＤ１には、レ−ザダイオ−ドＬＤ１の通電をオン，オフするスイッチング回路および通電電流値を定める定電流回路があり、オアゲ−トＯＲ１からの通電を指示するＨにてスイッチング回路がオンに、Ｌでオフになる。定電流回路は、オンになったスイッチング回路を通してレ−ザダイオ−ドＬＤ１に流れる電流の値を、Ｄ／Ａコンバ−タ１４−１の出力信号レベルに対応した値の電流に制御する。
【００２１】
再度図４を参照すると、点灯信号ＯＵＴ１がＨになるとＬＤアレイ１の１つのレ−ザダイオ−ドＬＤ１が点灯する。レ−ザビ−ムＢ１の主走査位置が同期検知センサ１１の検出領域に入ると同期検知センサ１１がＨレベルの同期検知信号ＤＰを発生し、同期検知信号分離回路１５が同期信号ＤＰ１を発生し、検出領域を出て、主走査領域（感光体上）に向かうときに、同期検知信号ＤＰ１がＬに復帰する。この立下りで第１主走査カウンタ１２−１およびコンパレ−タ１３−１がリセット（初期化）されて、主走査カウンタ１２−１はまた初期値（０）からカウントアップを開始し、コンパレ−タ１３−１の出力（点灯信号）がＬ（非点灯指示）に復帰する。
【００２２】
なお、ポリゴンミラ−４を定速回転駆動し、画像露光時期になったとき、画像デ−タ出力（露光）を制御するマイクロコンピユ−タＭＰＵは、ＬＤ１宛ての画像信号を点灯指示レベルＨとして同期検知信号ＤＰ１が発生するのを待ち、発生すると、非点灯指示レベルＬに戻す。これにより、同期信号ＤＰ１が発生するタイミングで、主走査カウンタ１２−１の最初のリセットが行なわれ、その後は、上述のカウンタ１２−１およびコンパレ−タ１３−１の動作により、一主走査ピッチで、点灯信号ＯＵＴ１が発生する。
【００２３】
上述の、レ−ザビ−ムＢ１生成用の、主走査カウンタ１２−１〜ドライバＬＤＤ１までの回路と同一構成のもう１組の回路が、レ−ザビ−ムＢ２生成用に備わっており、上述の点灯信号ＯＵＴ１と同期信号ＤＰ１の生成動作と同様にして、レ−ザビ−ムＢ２用の同期信号ＤＰ２が生成される。
【００２４】
点灯信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２および同期信号ＤＰ１，ＤＰ２は、画像デ−タ出力（露光）を制御するマイクロコンピユ−タＭＰＵに与えられ、該ＭＰＵは、点灯信号ＯＵＴ１のＬからＨへの立上りに応答して、Ｄ／Ａコンバ−タ１４−１に、第１の、同期信号生成用の光量指示デ−タを与え、点灯信号ＯＵＴ１のＨからＬへの立下りに応答して、Ｄ／Ａコンバ−タ１４−１に、第１の、画像露光用の光量指示デ−タを与える。また、点灯信号ＯＵＴ２のＬからＨへの立上りに応答して、Ｄ／Ａコンバ−タ１４−２に、第２の、同期信号生成用の光量指示デ−タを与え、点灯信号ＯＵＴ２のＨからＬへの立下りに応答して、Ｄ／Ａコンバ−タ１４−２に、第２の、画像露光用の光量指示デ−タを与える。
【００２５】
更にＭＰＵは、第１の同期信号ＤＰ１のＬからＨへの立上り点から画像デ−タ出力タイミングを定めて、レ−ザビ−ムＢ１の書込み開始位置で、レ−ザダイオ−ドＬＤ１宛ての画像デ−タの、オアゲ−トＯＲ１への出力を開始する。また、第２の同期信号ＤＰ２のＬからＨへの立上り点から画像デ−タ出力タイミングを定めて、レ−ザビ−ムＢ２の書込み開始位置で、レ−ザダイオ−ドＬＤ２宛ての画像デ−タの、オアゲ−トＯＲ２への出力を開始する。
【００２６】
このように画像領域の書き込み開始位置はＤＰ１，ＤＰ２の立ち上りタイミングにより決定される。図５に、同期信号ＤＰ１，ＤＰ２と書込み開始タイミングＲの関係を示す。
【００２７】
以上に説明した同期信号ＤＰ１，ＤＰ２の生成において、仮に従来のように、レ−ザダイオ−ドＬＤ１，ＬＤ２の発光光量を最大値に固定していると、レ−ザビ−ムＢ１，Ｂ２のプロファイル（横断面形状）が異なると、図９に示すように、センサ１１の光検知信号を２値化して得られる同期信号のパルス幅Ｐｗがプロファイル対応の値となり、主走査方向ｘにおいて、光検知信号のピ−ク位置（ドット中心）に対するパルス（ＤＰ１，ＤＰ２）の立上り点，立下り点（ピ−ク位置からＰｗ／２）の位置が、プロファイル対応のものとなる。したがって、レ−ザビ−ムＢ１とＢ２のプロファイルが異なると、ドット中心に対する同期信号ＤＰ１，ＤＰ２の基準点（立上り点又は立下り点）の位置が異って、レ−ザビ−ムＢ１とＢ２では、各書込み開始位置に対する主走査方向ｘのドットずれが異なり、出力画像に主走査方向ｘのゆらぎを生ずる。
【００２８】
これを回避するために上述の実施例では、前記第１および第２の同期信号生成用の光量指示デ−タにて、レ−ザダイオ−ドＬＤ１およびＬＤ２それぞれの通電電流値を、ドットずれを生じないものに定めている。すなわち、レ−ザダイオ−ドＬＤ１（ＬＤ２も同様）の発光光量は、図７に示すように印加電圧により変化する。定電流回路（図６）にて通電電流値を制御することにより、図７に示すようにダイオ−ド印加電圧を変えることができる。
【００２９】
そして、図８に示すように、レ−ザビ−ムＢ１，Ｂ２のプロフィルの何如にかかわらず、センサ１１の光検知信号がしきい値Ｔｈを横切る位置がドット中心（ピ−ク値）より所定距離となるように、すなわち同期信号ＤＰ１，ＤＰ２のパルス幅Ｐｗが設定値（固定値）となるように、Ｄ／Ａコンバ−タ１４−１，１４−２に与える光量指示デ−タ（通電電流値）を調整することができる。
【００３０】
上記実施例の前記の、第１および第２の同期信号生成用の光量指示デ−タは、同期信号ＤＰ１，ＤＰ２のパルス幅Ｐｗが同一となるように調整した値であり、ＭＰＵの内部メモリに記憶しているものである。
【００３１】
ＭＰＵの内部メモリにはまた、前記第１および第２の、画像露光用の光量指示デ−タも記憶されており、これらの光量指示デ−タはそれぞれ、レ−ザダイオ−ドＬＤ１およびＬＤ２を、レ−ザビ−ムＢ１およびＢ２のそれぞれで画像露光するに最適の発光光量とするものである。
【００３２】
以上のように本実施例では、Ｄ／Ａコンバ−タ１４−１，１４−２に与える第１および第２の同期信号生成用の光量指示デ−タにて、同期検知時のレ−ザダイオ−ドの発光光量を変えることが可能であり、各ビームの同期検知位置が制御可能であり、各ビームの書き込み位置の補正が可能である。また、レ−ザビ−ムＢ１およびＢ２のプロファイルに対応して、センサ１１の光検知信号をしきい値ＴＨで２値化したパルス信号（ＤＰ１，ＤＰ２）のパルス幅Ｐｗが同一となるように、レ−ザダイオ−ドＬＤ１，ＬＤ２の発光光量（をもたらす第１および第２の同期信号生成用の光量指示デ−タ）を設定している。したがって、出力画像に主走査方向ｘのゆらぎを生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のスキャナ部を示す斜視図である。
【図２】図１に示すＬＤアレイ１の外観を示す拡大斜視図である。
【図３】図１に示すミラ−９の裏面側から同期ミラ−１０および同期検知センサ１１を透視して見た拡大正面図である。
【図４】図１に示す同期検知センサ１１に接続した、同期信号生成のための点灯信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２を発生する回路を示すブロック図である。
【図５】図４に示すレ−ザダイオ−ドＬＤ１，ＬＤ２の発光タイミングと同期信号ＤＰ１，ＤＰ２の発生タイミングを示すタイムチャ−トである。
【図６】図４に示すドライバＬＤＤ１の構成を示すブロック図である。
【図７】図４に示すレ−ザダイオ−ドＬＤ１の印加電圧と発光強度の関係を示すグラフである。
【図８】図４に示すレ−ザダイオ−ドＬＤ１のレ−ザビ−ムをセンサ１１が受光したときの光検知信号とそれを２値化するためのしきい値ＴＨを示すグラフである。
【図９】従来の、同期検知センサの光検知信号とそれを２値化するためのしきい値ＴＨを示すグラフである。
【符号の説明】
１：ＬＤアレイ２：コリメ−トレンズ
３：シリンドリカルレンズ４：ポリゴンミラ−
５：ｆθレンズ６：面倒れ補正用レンズ
７：感光体ドラム８：アパ−チャ
９：ミラ−

Claims

複数の光源，各光源を発光付勢するドライバ，前記複数の光源からの複数のビーム光を感光体面上を主走査方向ｘに走査するスキャナ，感光体面に対する主走査幅の外のビーム光を検知するセンサ、および、該センサのビーム光検知信号に従って主走査方向ｘの各光源が発する各ビーム光による書き込み開始位置を規定するための前記センサの光検知信号をしきい値にて２値化した各同期信号を生成する同期信号発生器、を備えるマルチビーム書込装置において、
前記各光源を発光付勢するドライバを介して、前記各ビ−ム光に対応する各同期信号を同一のパルス幅とするように、各ビーム光の、前記センサにビーム光検知信号を発生させるための光量を各々調整する光量設定手段を備えることを特徴とする、マルチビーム書き込み装置。
前記光量設定手段は、前記センサにて検知する各ビーム光を発生するための各点灯信号を発生する手段，各点灯信号を各ドライバに与える出力手段、および、各点灯信号を出力するとき、各ビ−ム光に対応する同期信号を同一のパルス幅とする光量に各光源を発光付勢する各制御信号を各ドライバに与える光量制御手段、を含む請求項１に記載のマルチビーム書き込み装置。
前記光量設定手段は、前記各ビ−ム光に対応する各同期信号を同一のパルス幅とする各同期信号生成用の各光量指示データをメモリに保持し、前記各光量指示データを前記各制御信号に変換して前記各点灯信号を出力するとき前記各ドライバに与える、請求項２に記載のマルチビーム書き込み装置。
前記光量設定手段は、前記センサにビーム光検知信号を発生させるための光量を、各ビームのプロファイルに応じて予め設定された値とする、請求項１，請求項２又は請求項３に記載のマルチビーム書き込み装置。