JP4134999B2 - 発光タイミング調整方法、レーザ走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

発光タイミング調整方法、レーザ走査装置及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、画像形成装置が有するレーザ光源の発光タイミング調整方法と、レーザ走査装置と、当該レーザ走査装置を備える画像形成装置に関する。
近年、プリンタ、複写機等の画像形成装置では、高速化及び高解像度を実現するために、複数のレーザ光源を有する半導体レーザアレイから複数のビームを出力させ、複数の走査ラインを同時に走査して書き込みを行うマルチビーム方式のレーザ走査装置が利用されている。
２つのレーザ光源を有するレーザ走査装置を用いる場合、これらのレーザ光源から射出された光束の干渉によって、引っ掻き傷がついたような不良画像が印刷出力されることがある。このような干渉を低減させる対策として、２つのレーザ光源（第１レーザ光源、第２レーザ光源）を副走査方向に対してある角度をもって傾けて配置する方法がある。この場合、図１に示すように、第１レーザ光源と第２レーザ光源のビームスポットが主走査方向にずれるため、これらのレーザ光源の発光タイミングを制御して、主走査方向におけるズレ量を補正する必要がある。この主走査方向におけるズレ量は、レーザ光源の取り付け角度の誤差によって傾斜して配置されてしまった場合にも生じる。ここで、例えば、レーザ光源の取り付け角度特性を１°＝４．７μｍとすると、画像を１画素分シフトさせるためには６００ｄｐｉで９°＝４２．２１μｍとなる。
このような複数のレーザ光源を有するレーザ走査装置（マルチビーム装置）として、特許文献１には、感光体ドラム上の画像又は印刷出力された画像をセンサで読み取ることによって、各レーザ光源のビームスポットの主走査方向におけるズレ量を検出し、このズレ量を調整する技術が開示されている。
特開平１０−２２１６１８号公報
しかしながら、特許文献１のように、感光体ドラム上の画像又は印刷出力された画像をセンサで読み取ることによって主走査方向におけるズレ量を検出する方法では、読み取りセンサ等のハード構成が必要となるため、生産コストが高くなるとともに、画像形成を行った後にこの画像を読み取るため、検出処理の手間がかかり、処理効率が悪いという問題があった。
本発明の課題は、画像形成装置が有する複数のレーザ光源のビームスポットの主走査方向におけるズレを電気的に正確に検出して補正することである。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、第１レーザ光源と、当該第１レーザ光源に対して主走査方向に所定画素分ずれて配置された第２レーザ光源と、を含む複数のレーザ光源と、これら複数のレーザ光源からのレーザ光を主走査方向に走査する走査器と、前記走査器によって偏向走査されたレーザ光を受光する受光センサと、を備えた画像形成装置における、前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源の発光タイミング調整方法であって、
前記走査器による第１走査期間中に前記第１レーザ光源を発光し、前記第１走査期間中に得られる前記受光センサの出力から前記所定画素分の画素クロック分遅延したタイミングで、前記第２レーザ光源用の画素クロックに同期した第１信号を生成する第１生成工程と、
前記第１走査期間より後の第２走査期間中に、前記第１信号に基づいて前記第２レーザ光源を発光し、前記第２走査期間中に得られる前記受光センサからの出力に基づいて前記第１レーザ光源用の画素クロックに同期した第２信号を生成する第２生成工程と、
前記第２走査期間より後の第３走査期間中に、前記第２信号に基づいて前記第１レーザ光源を発光し、前記第３走査期間中に得られる前記受光センサの出力から前記所定画素分の画素クロック分遅延したタイミングで、前記第２レーザ光源用の画素クロックに同期した第３信号を生成する第３生成工程と、
前記第１信号と前記第２信号との時間間隔及び前記第２信号と前記第３信号との時間間隔に基づいて、前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源の相対的発光タイミングの調整を行う調整工程と、
を含むことを特徴としている。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発光タイミング調整方法において、前記第１生成工程から第３生成工程は、それぞれ複数回行われ、
前記調整工程においては、複数得られた前記第１信号と前記第２信号との時間間隔及び複数得られた前記第２信号と前記第３信号との時間間隔に基づいて、前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源の相対的発光タイミングの調整を行うことを特徴としている。
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発光タイミング調整方法において、前記調整工程において、前記画素クロックよりも低いクロック周波数のクロック信号に基づいて、複数の前記第１信号と前記第２信号との時間間隔及び複数の前記第２信号と前記第３信号との時間間隔を取得することを特徴としている。
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発光タイミング調整方法において、前記調整工程において、前記第１レーザ光源用の画素クロックと、前記第２レーザ光源用の画素クロックのうち、少なくとも一方の画素クロックの位相を調整することを特徴としている。
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発光タイミング調整方法において、前記調整工程において、前記第１レーザ光源用の画像書出開始用の遅延クロック数と、前記第２レーザ光源用の画像書出位置開始用の遅延クロック数のうち、少なくとも一方の遅延クロック数を調整することを特徴としている。
請求項６に記載の発明は、第１レーザ光源と、当該第１レーザ光源に対して主走査方向に所定画素分ずれて配置された第２レーザ光源と、を含む複数のレーザ光源と、
これら複数のレーザ光源からのレーザ光を主走査方向に走査する走査器と、
前記走査器によって偏向走査されたレーザ光を受光する受光センサと、
前記第１レーザ光源からのレーザ光から得られた前記受光センサの出力から前記所定画素分の画素クロック分遅延したタイミングで、前記第２レーザ光源用の画素クロックに同期した第１信号を生成し、前記第１信号に基づいて発光された前記第２レーザ光源からのレーザ光から得られた前記受光センサの出力に基づいて前記第１レーザ光源用の画素クロックに同期した第２信号を生成する信号生成部と、を備えることを特徴としている。
請求項７に記載の発明は、請求項６記載のレーザ走査装置において、前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源の相対的発光タイミングの調整を行う制御部を備えることを特徴としている。
請求項８に記載の発明は、請求項６記載のレーザ走査装置において、前記信号生成部は、
前記走査器による第１走査期間中に前記第１レーザ光源を発光して得られた、前記受光センサの出力に基づいて前記第１信号を生成し、
前記第１走査期間より後の第２走査期間中に前記第２レーザ光源を発光して得られた、前記受光センサの出力に基づいて前記第２信号を生成することを特徴としている。
請求項９に記載の発明は、請求項８記載のレーザ走査装置において、前記第１信号と前記第２信号との時間間隔を計測する計測部を更に備えることを特徴としている。
請求項１０に記載の発明は、請求項６に記載のレーザ走査装置を備えることを特徴としている。
本発明の発光タイミング調整方法によれば、第１レーザ光源と第２レーザ光源の物理的な設置関係に合致した発光タイミングを調整することができ、画像品位の向上が実現できる。
また、第１信号と第２信号との時間間隔及び第２信号と第３信号との時間間隔を得るためのサンプリング数を多くすることによって、精度の高い発光タイミング調整が可能となる。
また、第１信号と第２信号との時間間隔及び第２信号と第３信号との時間間隔を得るためのサンプリング数を多くすることによって、精度の低い低周波数のクロック信号が採用でき、クロック信号を生成する回路の省電力化が可能となる。
また、発光タイミングにおける１画素分未満の微調整が可能となり、更に画像品位の向上が実現できる。
また、発光タイミングにおける１画素分以上の調整が容易にでき、広い調整範囲を実現できる。
本発明のレーザ走査装置によれば、第１レーザ光源と第２レーザ光源の設置位置関係を、実際の画像書き込みタイミングの元となる、第１レーザ光源用画素クロック及び第２レーザ光源用画素クロックの影響分を鑑みて測定可能となる。
また、第１レーザ光源と第２レーザ光源の設置位置関係を、実際の画像書き込みタイミングの元となる、第１レーザ光源用画素クロック及び第２レーザ光源用画素クロックの影響分を鑑みて測定できるので、精度の高い発光タイミング調整が可能となる。
本発明の画像形成装置によれば、第１レーザ光源と第２レーザ光源の物理的な設置関係に合致した発光タイミングを調整することができ、出力される画像品位の向上が実現できる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
まず、本実施形態における構成について説明する。
図２に、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成を示す。画像形成装置１００は、例えば、複写機、プリンタ等であり、レーザ光を感光体ドラム１上に走査して静電潜像を形成する露光部１０と、感光体ドラム１と、感光体ドラム１を帯電させる帯電部２と、感光体ドラム１上にトナーを付着させる現像部３と、転写部４と、感光体ドラム１の周面上に残ったトナーをクリーニングするクリーナ５と、感光体ドラム１の表面を除電する除電部６により構成される。転写部４は、転写紙Ｐを帯電させてトナー像を吸着させて転写させる転写電極４Ａと、転写紙Ｐを除電して感光体ドラム１から分離させる分離電極４Ｂを備える。本実施形態では、感光体ドラム１の回転方向を副走査方向とし、感光体ドラム１の軸方向（長手方向）を主走査方向とする。
画像形成を行うには、まず、帯電部２により感光体ドラム１の表面が一様に帯電される。そして、スキャナ等により原稿から読み取られた画像データに基づいて露光部１０のレーザ光が射出され、感光体ドラム１の表面に潜像が形成される。そして、現像部３により、潜像が反転現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。そして、用紙収納部（図示略）から給紙された転写紙Ｐが転写位置へと搬送される。
そして、転写電極４Ａにより、転写紙Ｐが感光体ドラム１の現像面に圧接した形で帯電され、感光体ドラム１のトナー像が転写紙Ｐに吸着されて転写される。そして、分離電極４Ｂにより、帯電した転写紙Ｐが除電され、感光体ドラム１から転写紙Ｐが分離される。その後、定着部（図示略）により、加熱及び加圧によってトナー像が転写紙Ｐ上に定着され、排紙ローラから排出される。そして、クリーナ５により、感光体ドラム１の表面に残留しているトナーが除去され、更に、除電部６による感光体ドラム１の除電によって、感光体ドラム１の表面が均一化されて、一連の画像形成が終了する。
図３に、露光部１０の概略構成を示す。この露光部１０は、本発明のレーザ走査装置に対応し、図３に示すように、光源部１１、コリメータレンズ１２、スリット１３、シリンドリカルレンズ１４、ポリゴンミラー１５、ｆθレンズ１６、シリンドリカルレンズ１７、ミラー１８、受光センサ１９を備えて構成される。光源部１１は、第１レーザ光源１１Ａ及び第２レーザ光源１１Ｂを有する半導体レーザユニットであり、これら２つのレーザ光源は、副走査方向に対して角度θをなして配列されている。ミラー１８及び受光センサ１９は、感光体ドラム１の画像形成領域から外れた位置に設けられている。
なお、図１では、第２レーザ光源１１Ｂが、第１レーザ光源１１Ａに対して主走査方向に１画素分ずれて配置されている場合（θ＝９°）を示したが、本実施形態において、第２レーザ光源１１Ｂの主走査方向における配置位置（或いは、傾斜角θの値）は特に限定されない。また、光源部１１は、１つのレーザ光源を有する半導体レーザユニットを２つ設ける構成としてもよい。
第１レーザ光源１１Ａ及び第２レーザ光源１１Ｂの各々から射出された２つの光束は、コリメータレンズ１２により平行光束とされ、感光体ドラム１上のビームスポットを整形するためのスリット１３により、コリメータレンズ１２から射出された２つの光束の透過が制限される。スリット１３を透過した２つの光束は、シリンドリカルレンズ１４により、回転中のポリゴンミラー１５の鏡面に結像され、その鏡面で反射されることにより偏向される。ポリゴンミラー１５の反射鏡面は、仮想光源とみなすことができる。仮想光源から感光体ドラム１表面までの距離が、反射鏡面の向きによって異なるため、ｆθレンズ１６により、仮想光源から射出された光束の主走査速度への影響が補正される。
ｆθレンズ１６から射出された２つの光束は、シリンドリカルレンズ１７により、感光体ドラム１上に結像される。感光体ドラム１上に結像された２つの光束の走査ラインは、図３のＬＡ、ＬＢのようになる。また、図３に示すように、ポリゴンミラー１５から反射された２つの光束の一部はミラー１８により反射される。ミラー１８で反射された２つの光束は、受光センサ１９で検出され、その検出結果に基づいて、２つの光束の露光開始位置が決定される。図３の露光部１０を備える画像形成装置１００では、ポリゴンミラー１５の回転により走査露光（主走査）を行い、感光体ドラム１の回転により副走査を行うことにより、画像が形成される。
なお、図３では、スリット１３を透過した２つの光束を主走査方向に走査する走査器として、８つの鏡面を有するポリゴンミラー１５を用いる場合を示しているが、走査器を構成する鏡面の数は特に限定されない。
図４に、図３のレーザ走査装置における制御回路の構成を示す。この制御回路は、図４に示すように、光源部１１と、受光センサ１９と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２０と、画素クロックＰＸＬＣＬＫを生成するクロック生成部４０と、ＡＳＩＣ２０内のカウンタ３０（後述）に供給するカウントクロックＬＤＣＬＫを生成するクロック生成部５０と、ＡＳＩＣ２０に対して制御指示を行う制御部６０により構成される。
第１レーザ光源１１Ａは、入力されたインデックスサーチ信号ＬＤ１ＳＲＨ、画像データに基づく駆動信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御され、光信号ＩＮＤＥＸ１を出力する。第２レーザ光源１１Ｂは、入力されたインデックスサーチ信号ＬＤ２ＳＲＨ、画像データに基づく駆動信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御され、光信号ＩＮＤＥＸ２を出力する。本実施形態では、第１レーザ光源１１Ａを基準光源として、第２レーザ光源１１Ｂの発光タイミングを調整することとする。
受光センサ１９は、ＩＮＤＥＸセンサ、ＳＯＳ（Start Of Scan）センサと称されるフォトセンサであり、光信号ＩＮＤＥＸ１或いはＩＮＤＥＸ２を受光して、受光強度が閾値を超えた期間中、インデックス信号ＩＮＤＥＸを生成して出力する。このインデックス信号ＩＮＤＥＸは、受光センサ１９の生出力であり、後述する画素クロックＰＸＬＣＬＫ１、ＰＸＬＣＬＫ２とは非同期である。
ＡＳＩＣ２０は、ディレイライン２１、２２と、ＩＮＤＥＸ信号生成部２３、２４と、Ｈ−ＶＡＬＩＤ生成部２５、２６と、ＩＮＤＥＸ ＳＥＡＲＣＨ生成部２７、２８と、合成部２９と、カウンタ３０により構成される。
ディレイライン２１は、制御部６０から入力された制御信号に基づいて、クロック生成部４０から入力された画素クロックＰＸＬＣＬＫの位相を調整し、位相調整された画素クロックＰＸＬＣＬＫ１を出力する。ディレイライン２２は、制御部６０から入力された制御信号に基づいて、クロック生成部４０から入力された画素クロックＰＸＬＣＬＫの位相を調整し、位相調整された画素クロックＰＸＬＣＬＫ２を出力する。ディレイライン２１及び２２は、例えば、１／３２画素分の精度で遅延制御するものが使用可能であるが、遅延の分解能については適宜設定可能である。なお、ディレイライン２１及び２２は、ＡＳＩＣ２０の外部に設けられていてもよい。
ＩＮＤＥＸ信号生成部２３は、受光センサ１９から入力された信号ＩＮＤＥＸを受け、画素クロックＰＸＬＣＬＫ１に同期したインデックス信号ＳＩＮＤ１を出力する。ＩＮＤＥＸ信号生成部２４は、受光センサ１９から入力された信号ＩＮＤＥＸを受け、画素クロックＰＸＬＣＬＫ２に同期したインデックス信号ＳＩＮＤ２を出力する。ＳＩＮＤ１とＳＩＮＤ２の出力タイミングは、制御部６０により調整される。図１に示すように、第１レーザ光源１１Ａと１１Ｂが主走査方向に１画素分ずれて配置されている場合、インデックス信号ＳＩＮＤ２はＳＩＮＤ１より１画素分の遅延したクロックタイミングで出力される。本実施形態では、ＩＮＤＥＸ信号生成部２３を基準とし、ＩＮＤＥＸ信号生成部２４をタイミング調整の対象として位置付けている。
Ｈ−ＶＡＬＩＤ生成部２５は、インデックス信号ＳＩＮＤ１の入力を受け、主走査方向における画像有効領域を示す画像領域信号Ｈ−ＶＡＬＩＤ１を光源部１１の駆動回路に出力する。Ｈ−ＶＡＬＩＤ生成部２６は、インデックス信号ＳＩＮＤ２の入力を受け、主走査方向における画像有効領域を示す画像領域信号Ｈ−ＶＡＬＩＤ２を光源部１１の駆動回路に出力する。画像領域信号Ｈ−ＶＡＬＩＤ１、Ｈ−ＶＡＬＩＤ２は、それぞれ、インデックス信号ＳＩＮＤ１、ＳＩＮＤ２の入力後、所定画素分のクロック経過後に出力が開始される（図６（Ｆ）〜（Ｉ）参照）。ここで、「所定画素」の設定値は、第１レーザ光源１１Ａと第２レーザ光源１１Ｂとで互いに異なっていてもよい。
ＩＮＤＥＸ ＳＥＡＲＣＨ生成部２７は、スタート時は制御部６０からの入力をトリガとして、その後は、インデックス信号ＳＩＮＤ１の入力をトリガとして、強制発光信号であるインデックスサーチ信号ＬＤ１ＳＲＨを光源部１１の駆動回路に出力する。ＩＮＤＥＸ ＳＥＡＲＣＨ生成部２８は、スタート時は制御部６０からの入力をトリガとして、その後は、インデックス信号ＳＩＮＤ２の入力をトリガとして、強制発光信号であるインデックスサーチ信号ＬＤ２ＳＲＨを光源部１１の駆動回路に出力する。
合成部２９は、ＯＲ回路から構成され、インデックス信号ＳＩＮＤ１及びＳＩＮＤ２の入力を受け、合成インデックス信号ＬＤＩＮＤをカウンタ３０に出力する。
カウンタ３０は、クロック生成部５０から入力されたカウントクロックＬＤＣＬＫに基づいて、合成インデックス信号ＬＤＩＮＤの立ち上がりエッジ間の時間間隔t1, t1', t2, t2',…（図５（Ｈ）参照）を測定（カウント）し、カウント値を制御部６０に出力する。このカウント値は、制御部６０内のＲＡＭ（Random Access Memory）に順次格納される。
制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。このＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って動作し、ＡＳＩＣ２０に対し、測定モード（ＳＩＮＤ１とＳＩＮＤ２の誤差を検出するモード）や画像書き込みモードの開始を指示する。
また、ＣＰＵは、ＲＡＭに格納されたカウント値を読み出して、式（１）に示すように、インデックス信号ＳＩＮＤ１とＳＩＮＤ２の間の誤差Δ12を算出する。
Figure 0004134999
そして、ＣＰＵは、誤差Δ12を解消するための補正量を、１画素クロック分以上の成分と、１画素クロック未満の成分に分ける。１画素クロック分以上の成分については、ＣＰＵが、ＩＮＤＥＸ信号生成部２３、２４におけるＳＩＮＤ１、ＳＩＮＤ２の出力タイミングを調整するか、或いは、Ｈ−ＶＡＬＩＤ生成部２５、２６における画像領域信号Ｈ−ＶＡＬＩＤ１、Ｈ−ＶＡＬＩＤ２の出力タイミングを調整することで解消する。１画素クロック分未満の成分については、ＣＰＵが、ディレイライン２１、２２における画素クロックＰＸＬＣＬＫ１、ＰＸＬＣＬＫ２の位相を制御（遅延量を制御）することによって解消する。
次に、本実施形態における動作について説明する。
まず、図５のタイミングチャートを参照して、測定モードにおける制御回路の動作について説明する。
まず、制御部６０のＣＰＵからのトリガにより、ある走査ラインの期間中にＩＮＤＥＸ ＳＥＡＲＣＨ生成部２７からインデックスサーチ信号ＬＤ１ＳＲＨ（図５（Ａ））が生成され、ＬＤ１ＳＲＨにより、基準光源である第１レーザ光源１１Ａが点灯され、光信号ＩＮＤＥＸ１（図５（Ｂ））が生成される。受光センサ１９では光信号ＩＮＤＥＸ１が受光され、インデックス信号ＩＮＤＥＸ（図５（Ｅ））が生成される。
ＩＮＤＥＸ信号生成部２４では、画素クロックＰＸＬＣＬＫ２に基づいて、第１レーザ光源１１Ａ及び第２レーザ光源１１Ｂの副走査方向に対する傾斜角θに相当する画素分の画素クロック分遅延したタイミング（電気的な補正）で同期済インデックス信号ＳＩＮＤ２（図５（Ｇ））が生成される。
インデックス信号ＳＩＮＤ２は、合成部２９を経て合成インデックス信号ＬＤＩＮＤ（図５（Ｈ））とされ、カウンタ３０に入力され、カウンタ３０では、カウント動作が開始される。これにより、基準光源である第１レーザ光源１１Ａを元にして、タイミング調整対象である同期後のインデックス信号ＳＩＮＤ２のタイミングを得たことになる。一方で、インデックス信号ＳＩＮＤ２はＩＮＤＥＸ ＳＥＡＲＣＨ生成部２８に入力され、次の走査ラインにおけるインデックスサーチ信号ＬＤ２ＳＲＨの生成に利用される。
次の走査ラインでは、まず、ＩＮＤＥＸ ＳＥＡＲＣＨ２８において、インデックス信号ＳＩＮＤ２の入力により、インデックスサーチ信号ＬＤ２ＳＲＨ（図５（Ｃ））が生成され、これによりタイミング調整対象の発光源である第２レーザ光源１１Ｂが点灯され、光信号ＩＮＤＥＸ２（図５（Ｄ））が生成される。光信号ＩＮＤＥＸ２は受光センサ１９で受光され、インデックス信号ＩＮＤＥＸ（図５（Ｅ））が生成される。受光センサ１９において光信号ＩＮＤＥＸ２を受光するタイミングは、先の走査ラインにおいてＩＮＤＥＸ１を受光したタイミングに比べて、実際の傾斜角θに相当する分だけ遅れている。従って、インデックス信号ＩＮＤＥＸの生成タイミングも実際の傾斜角θに相当する分だけ遅れている。
インデックス信号ＩＮＤＥＸは、基準側であるＩＮＤＥＸ信号生成部２３に入力され、ＩＮＤＥＸ信号生成部２３では、画素クロックＰＸＬＣＬＫ１に同期したタイミングでインデックス信号ＳＩＮＤ１（図５（Ｆ））が生成される。インデックス信号ＳＩＮＤ１は、合成部２９を経て合成インデックス信号ＬＤＩＮＤ（図５（Ｈ））とされ、カウンタ３０に入力される。これにより、調整対象の発光源である第２レーザ光源１１Ｂを元にして、基準側であるＩＮＤＥＸ信号生成部２３から同期後のインデックス信号ＳＩＮＤ１のタイミングを得たことになる。
カウンタ３０では、先の走査ラインで開始したカウントが終了するとともに、新たにカウントが開始される。一方で、インデックス信号ＳＩＮＤ１は、ＩＮＤＥＸ ＳＥＡＲＣＨ生成部２７に入力され、次の走査ラインにおけるインデックスサーチ信号ＬＤ１ＳＲＨの生成に利用される。
このような動作を繰り返すことにより、カウンタ３０では、合成インデックス信号ＬＤＩＮＤの立ち上がりエッジ間の時間間隔t1, t1', t2, t2',…が測定（カウント）され、これらカウント値は順次、制御部６０内のＲＡＭに格納される。
なお、上記の繰り返し処理は、モジュール機能としてＡＳＩＣ２０内にプログラムされており、処理を繰り返す毎にＣＰＵからのトリガを必要とするものではない。また、例えば、走査器として偶数面を有するポリゴンミラーを使用する場合、単純に上記の繰り返し処理を行うと、第１レーザ光源１１Ａは奇数面、第２レーザ光源１１Ｂは偶数面でしか走査されないことになるが、第１レーザ光源１１Ａを２度続けて使用してインデックスサーチすることもある。このような変則処理もモジュール機能としてＡＳＩＣ２０内にプログラムされている。ＡＳＩＣ２０のモジュール機能として、このようは変則処理を含めることにより、各レーザ光源が全てのポリゴン面にて走査されることになり、ポリゴン面自体の誤差も含めて調整することができる。
カウンタ３０からのカウント値が、ＲＡＭの容量分格納された時点で、上記の繰り返し処理は終了する。ＣＰＵにより、これらのカウント値がＲＡＭから読み出され、ＳＩＮＤ１とＳＩＮＤ２の間の誤差Δ12が算出される。ここで、実際の傾斜角θに相当する遅延量と、ＳＩＮＤ２のＳＩＮＤ１に対する遅延量（遅延時間）が完全に一致していれば、誤差Δ12はゼロとなる。
なお、カウンタ３０に供給されるカウントクロックＬＤＣＬＫは、クロック周波数の低いもの、例えば、画素クロックの周波数よりも低いものでも適用可能であり、消費電力の観点ではこのように低い周波数のものを採用することが好ましい。この場合、カウント値のサンプル数を増やすことによって、即ち、上記の例ではＲＡＭの容量を大きく設定することによって、誤差調整を所望の精度で達成することができる。但し、この場合、誤差調整に要する時間が長くなる。短時間での誤差調整を完了する必要がある場合は、高周波数のカウントクロックＬＤＣＬＫを採用することが好ましい。
ＣＰＵにより、ＳＩＮＤ１とＳＩＮＤ２の間の誤差Δ12が算出されると、この誤差を解消するための補正量が、1画素クロック分以上の成分と、1画素クロック分未満の成分とに分けて算出される。1画素分クロック分以上の成分については、ＩＮＤＥＸ信号生成部２４におけるインデックス信号ＳＩＮＤ２の出力タイミングを調整するか、或いはＨ−ＶＡＬＩＤ生成部２６における画像領域信号Ｈ−ＶＡＬＩＤ２の出力タイミングを調整することにより解消される。他方、1画素クロック分未満の成分については、ディレイライン２１、２２における遅延量の制御により、画素クロックＰＸＬＣＬＫ１とＰＸＬＣＬＫ２の位相を調整することによって解消される。
図５に示す測定モードの動作は、画像形成装置１００の工場出荷時や電源投入時に行われる。また、画像形成装置１００の電源投入後、印刷毎、ページ毎、ライン毎に行うようにしてもよい。
図６のタイミングチャートは、誤差補正後の実際の画像記録時における制御回路の動作の一例を示す。図６では、ＩＮＤＥＸ１（図６（Ｂ））を利用して第１レーザ光源１１Ａ、第２レーザ光源１１Ｂのインデックス制御を行う形態を示し、１画素以上の誤差成分については、ＩＮＤＥＸ信号生成部２４におけるインデックス信号ＳＩＮＤ２（図６（Ｈ））の出力タイミングを調整することによって解消されている例を示している。１画素未満の誤差成分については、画素クロックＰＸＬＣＬＫ１とＰＸＬＣＬＫ２の位相制御によって解消されている。
以上のように、本実施形態によれば、第１レーザ光源１１Ａと第２レーザ光源１１Ｂの物理的な設置関係に合致した発光タイミングを調整することにより、画像品位の向上が実現できる。また、第１レーザ光源１１Ａと第２レーザ光源１１Ｂのビームスポットの主走査方向におけるズレを電気的に容易に検出することができ、検出処理の処理効率を向上させることができる。
また、ＡＳＩＣ２０内の繰り返し処理の回数が多くなるほど、インデックス信号ＳＩＮＤ１とＳＩＮＤ２の間の誤差Δ12を算出するためのカウント値のサンプル数が多くなるため、光源部１１の発光タイミングを高精度に調整可能となる。また、サンプル数が多いと、カウントクロックＬＤＣＬＫとして、精度の低い周波数のクロックが採用できるため、クロック生成部５０の省電力化が可能となる。
また、ディレイライン２１、２２における遅延量の制御により、１画素分未満の誤差成分の微調整が可能となるため、出力される画像の品位を一層向上させることが可能となる。更に、ＩＮＤＥＸ信号生成部２３、２４、又はＨ−ＶＡＬＩＤ生成部２５、２６における信号の出力タイミングを制御することにより、１画素以上の誤差成分を容易に調整することができ、広範囲の調整を実現することができる。
また、本実施形態によれば、通常のレーザ走査光学装置に設けられているフォトセンサを使用して第１レーザ光源１１Ａと第２レーザ光源１１Ｂとの相対的発光タイミングを調整しているので、特別なセンサを別途設ける必要がなく、生産コスト上有利である。
なお、本実施形態では、２ビームタイプの光源部１１を例にとって説明したが、４ビーム、８ビームタイプの光源を用いるようにしてもよい。この場合、光源部１１の直線性は確保されているものとし、両端に設置されたレーザ光源同士で実際のサンプリングを行えばよい。
また、インデックス信号ＳＩＮＤ１とＳＩＮＤ２の間の誤差Δ12を解消するためのフィードバックとして、光源部１１を構成する半導体レーザユニットの傾き自体を調整することも可能である。例えば、光源部１１そのものを回動可能に設け、ステッピングモータ等によって光源部１１の設置角度を調整する構成とし、ＣＰＵからの信号によりステッピングモータを制御するようにしてもよい。
第１レーザ光源と第２レーザ光源のビームスポットを示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 本実施形態の画像形成装置の露光部（レーザ走査装置）の概略構成を示す図である。 露光部（レーザ走査装置）における制御回路の構成を示すブロック図である。 測定モードにおける制御回路のタイミングチャートを示す図である。 画像記録時における制御回路のタイミングチャートを示す図である。
符号の説明
１ 感光体ドラム
２ 帯電部
３ 現像部
４ 転写部
４Ａ 転写電極
４Ｂ 分離電極
５ クリーナ
６ 除電部
１０ 露光部（レーザ走査装置）
１１ 光源部
１１Ａ 第１レーザ光源
１１Ｂ 第２レーザ光源
１２ コリメータレンズ
１３ スリット
１４ シリンドリカルレンズ
１５ ポリゴンミラー（走査器）
１６ ｆθレンズ
１７ シリンドリカルレンズ
１８ ミラー
１９ 受光センサ
２０ ＡＳＩＣ
２１、２２ ディレイライン
２３、２４ ＩＮＤＥＸ信号生成部
２５、２６ Ｈ−ＶＡＬＩＤ生成部
２７、２８ ＩＮＤＥＸ ＳＥＡＲＣＨ生成部
２９ 合成部
３０ カウンタ
４０、５０ クロック生成部
６０ 制御部
１００ 画像形成装置
Ｐ 転写紙

Claims (10)

  1. 第１レーザ光源と、当該第１レーザ光源に対して主走査方向に所定画素分ずれて配置された第２レーザ光源と、を含む複数のレーザ光源と、これら複数のレーザ光源からのレーザ光を主走査方向に走査する走査器と、前記走査器によって偏向走査されたレーザ光を受光する受光センサと、を備えた画像形成装置における、前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源の発光タイミング調整方法であって、
    前記走査器による第１走査期間中に前記第１レーザ光源を発光し、前記第１走査期間中に得られる前記受光センサの出力から前記所定画素分の画素クロック分遅延したタイミングで、前記第２レーザ光源用の画素クロックに同期した第１信号を生成する第１生成工程と、
    前記第１走査期間より後の第２走査期間中に、前記第１信号に基づいて前記第２レーザ光源を発光し、前記第２走査期間中に得られる前記受光センサからの出力に基づいて前記第１レーザ光源用の画素クロックに同期した第２信号を生成する第２生成工程と、
    前記第２走査期間より後の第３走査期間中に、前記第２信号に基づいて前記第１レーザ光源を発光し、前記第３走査期間中に得られる前記受光センサの出力から前記所定画素分の画素クロック分遅延したタイミングで、前記第２レーザ光源用の画素クロックに同期した第３信号を生成する第３生成工程と、
    前記第１信号と前記第２信号との時間間隔及び前記第２信号と前記第３信号との時間間隔に基づいて、前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源の相対的発光タイミングの調整を行う調整工程と、
    を含むことを特徴とする発光タイミング調整方法。
  2. 前記第１生成工程から第３生成工程は、それぞれ複数回行われ、
    前記調整工程においては、複数得られた前記第１信号と前記第２信号との時間間隔及び複数得られた前記第２信号と前記第３信号との時間間隔に基づいて、前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源の相対的発光タイミングの調整を行うことを特徴とする請求項１記載の発光タイミング調整方法。
  3. 前記調整工程において、前記画素クロックよりも低いクロック周波数のクロック信号に基づいて、複数の前記第１信号と前記第２信号との時間間隔及び複数の前記第２信号と前記第３信号との時間間隔を取得することを特徴とする請求項２記載の発光タイミング調整方法。
  4. 前記調整工程において、前記第１レーザ光源用の画素クロックと、前記第２レーザ光源用の画素クロックのうち、少なくとも一方の画素クロックの位相を調整することを特徴とする請求項１記載の発光タイミング調整方法。
  5. 前記調整工程において、前記第１レーザ光源用の画像書出開始用の遅延クロック数と、前記第２レーザ光源用の画像書出位置開始用の遅延クロック数のうち、少なくとも一方の遅延クロック数を調整することを特徴とする請求項１記載の発光タイミング調整方法。
  6. 第１レーザ光源と、当該第１レーザ光源に対して主走査方向に所定画素分ずれて配置された第２レーザ光源と、を含む複数のレーザ光源と、
    これら複数のレーザ光源からのレーザ光を主走査方向に走査する走査器と、
    前記走査器によって偏向走査されたレーザ光を受光する受光センサと、
    前記第１レーザ光源からのレーザ光から得られた前記受光センサの出力から前記所定画素分の画素クロック分遅延したタイミングで、前記第２レーザ光源用の画素クロックに同期した第１信号を生成し、前記第１信号に基づいて発光された前記第２レーザ光源からのレーザ光から得られた前記受光センサの出力に基づいて前記第１レーザ光源用の画素クロックに同期した第２信号を生成する信号生成部と、
    を備えることを特徴とするレーザ走査装置。
  7. 前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源の相対的発光タイミングの調整を行う制御部を備えることを特徴とする請求項６記載のレーザ走査装置。
  8. 前記信号生成部は、
    前記走査器による第１走査期間中に前記第１レーザ光源を発光して得られた、前記受光センサの出力に基づいて前記第１信号を生成し、
    前記第１走査期間より後の第２走査期間中に前記第２レーザ光源を発光して得られた、前記受光センサの出力に基づいて前記第２信号を生成することを特徴とする請求項６記載のレーザ走査装置。
  9. 前記第１信号と前記第２信号との時間間隔を計測する計測部を更に備えることを特徴とする請求項８記載のレーザ走査装置。
  10. 請求項６に記載のレーザ走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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