JP4308495B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機等の光走査装置、これを備えた画像形成装置に関し、特に画素クロックの生成及びその位相制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置の従来技術について図43により説明する。図43において、半導体レーザユニット1001から発光されたレーザは、ポリゴンミラー1002が回転することにより一方向に走査され、走査レンズ1003を介して被走査媒体(感光体)1004上に光スポットを形成し、静電潜像画像を形成する。このとき、走査光は被走査媒体の延長上にある検出手段1005,1010により検出され、その両検出信号の検出タイミングが時間カウンタ1011、ルックアップテーブル1012を介して位相同期回路1009に入力される。位相同期回路1009は、クロック生成回路1008のクロックを入力し、ルックアップテーブル1012の出力信号に基づいて、1ライン毎、位相同期のとれた画像クロック(画素クロック)を生成して画像処理ユニット1006とレーザ駆動回路1007へ供給する。このようにして、半導体レーザユニット1001は、画像処理ユニット1006により生成された画像データと位相同期回路1009により1ライン毎に位相が設定された画像クロックに従い、半導体レーザの発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体1004上の静電潜像をコントロールする。
【0003】
従来、カラーレーザプリンタ等の各色の画像形成位置の書き出し位置を1クロック誤差以内で補正する例としては特許文献1がある。また、画像形成装置において主走査方向の画像形成位置のずれを主走査方向の書き出し位置と書き終わり位置とを調整する例としては特許文献2がある。さらに、多点同期方式を用いた光走査装置において、ドット位置ずれを補正する例としてある。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−238319号公報
【特許文献2】
特開2000−28925号公報
【特許文献3】
特開平6−59552号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
走査光学系において、走査速度ムラは画像の揺らぎとなり縦筋画像の発生などによる画像品質の劣化を招く。また結果として、主走査ドット位置ずれを発生し、これは特にカラー画像においては色ずれとしてあらわれ、色再現性の劣化、解像度の劣化を招く。高品位の画質を要求する場合は走査速度ムラの補正を行う必要がある。
【0006】
また多色画像形成装置に対応する複数の走査光学系において、相対的な走査線傾き、走査線曲がり、全幅の倍率誤差、部分倍率誤差を低減することは、非常に重要な課題である。ここで初期特性としては組み付け前に獲得性を計測することにより調整可能であるが、温度変動等の経時の変化に付いては機内で計測する必要がある。
【0007】
このとき、走査線傾きや全幅倍率誤差については有効書込み幅外の両側で計測可能であるが、走査線曲がり、部分倍率誤差については有効書込み幅内での計測が必要である。ところが、このとき有効書込み幅に導く光束と検出するための光束を分離する必要が生じるが、分離は非常に困難であり、ポリゴンミラー等の偏向器、走査光学素子が大きくなってしまう。また、有効書込みに向かう光束と同期検知用の光束が離れるので、同期検知精度が劣化する。
【0008】
現在、複数の走査光学系を主走査方向に配列して被走査面上を走査する方式が広く知られているが、走査光学系が主走査方向に並列して配備されているので、レイアウト上同期検知用の光束を分離するのが困難である。
【0009】
光走査光学系において、被走査面上(感光体上)の走査速度ムラは以下の理由により発生する。
1.走査レンズのfθ特性が十分補正されていない場合
2.光走査光学系の光学部品精度、ハウジング上への取付精度の劣化
3.機内の温度、湿度などの環境変動による光学部品への変形、屈折率変動により焦点距離が変化し、fθ特性が劣化
4.ポリゴンスキャナ等の偏向器の偏向反射面の回転軸からの距離のばらつきにより、被走査面上を走査する光スポット(走査ビーム)の走査速度ムラ発生
特に上記3の環境変動による主走査ドット位置ずれは、出荷時に光学調整または電気的な補正を実施したとしても避けることはできない。近年の高画質化の要求にこたえるためには、この課題を解決する必要がある。また、先にも述べたように、高品位の画質を要求する場合は走査速度ムラの補正を行う必要がある。
【0010】
特にマルチビーム光学系の場合、各発光源の発振波長に差がある場合に、走査レンズの色収差が補正されていない光学系の場合には露光ずれが発生し、各発光源に対応する光スポットが被走査媒体上を走査するときの走査幅は、各光源毎に差が生じてしまい、画像品質の劣化の要因になってしまうため、走査幅の補正を行う必要がある。
【0011】
しかしながら、上記補正を行う場合、光学系による走査ムラの発生には、光学系の特性により走査線上で異なる。また、走査ムラを補正するために全画像データの補正を行うことは、補正データ容量が膨大となり制御系へのコスト、回路規模等の負担が大きくなる。
【0012】
特許文献1及び特許文献2の両者とも、光学系や偏向器により生じる主走査ドット位置ずれの影響は補正できない。また、特許文献3は、ドット位置補正のためにPLLの周波数を変更する手法であるため、PLLのロックアップタイム中の周波数変動などの影響により、クロック信号が変動し、高精度にクロックを補正することができない。
【0013】
本発明の目的は、低コスト、省スペースで、なおかつ、簡単な構成で経時的なドット位置補正を可能にするための計測ができるようにし、なおかつ複数の検出部により計測された情報に基づき、高精度なドット位置補正が可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することである。
【0014】
また、本発明の目的は、低コスト、省スペースで、なおかつ、簡単な構成で経時的な主走査ドット位置補正を可能にするための計測ができるようにし、なおかつ複数の反射乃至透過部材と一つの検出部により計測された情報に基づき、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、前記被検出面における、前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を前記光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向にある検出位置を前記光束が走査する際に検出される第二の検出信号に基づいて、前記位相データを生成することを特徴とする。
【0016】
また、本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、前記被検出面における、前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向にある検出位置を前記光束が走査する際に検出される第二の検出信号と、前記有効書込開始位置と略同一位置にある検出位置を前記光束が走査した際に検出される第三の検出信号に基づいて、前記位相データを生成することを特徴とする。
【0017】
また、本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、前記被検出面における前記被走査面と略同一位置を走査する光束を、複数の反射乃至反射・透過部材を介して一つの検出部で検出する検出手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、前記複数の反射乃至反射・透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを生成することを特徴とする。
【0018】
さらに、本発明の光走査装置のある実施例においては、複数の反射乃至反射・透過部材から検出手段へ向かう光束が重複する領域を有することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
初めに、本発明の光走査装置、画像形成装置で使用される画素クロック生成装置について説明する。
図36に画素クロック生成装置の一実施例の構成図を示す。図36において、データ領域設定信号生成回路11は、データ領域中の画素クロックの数を決定するデータ領域設定値を入力し、画素クロック生成回路14が出力する画素クロックPCLKをカウントして、連続した複数の画素クロック信号つまりPCLKにより構成されるデータ領域を決定するタイミングであるデータ領域設定信号を生成する。位相データ記憶回路12は、あらかじめ1ライン分などの位相シフトデータを示す外部位相データを記憶しておき、データ領域設定信号生成回路11から出力されるデータ領域設定信号のタイミングにより該当データ領域で位相シフトデータを読み出す。位相データ生成回路13は、データ領域設定信号、画素クロックPCLKのタイミングにより、該当データ領域内の上記データ領域設定値の画素クロックをカウントする間に、位相データ記憶回路12から読み出される位相シフトデータに基づいた回数だけ位相を正又は負の方向にシフトさせることを示す位相データを生成する。位相データは1画素クロック単位に生成し、例えば、正の方向に1/8PCLKシフトさせる場合は「+」、負の方向に1/8PCLKシフトさせる場合は「−1」、シフトさせない場合には「0」を示す。画素クロック生成回路14は、後述するように、例えば、高波クロックVCLKの4分周に相当する画素クロックPCLKを生成し、位相データに基づいて、例えば、0、+1/8PCLK、−1/8PCLKシフトさせる。
【0020】
図37にクロック生成回路14の具体的構成例を示す。図37において、高周波クロック生成回路100は画素クロックPCLKの基準となる高周波クロックVCLKを生成する。カウンタ(1)1403はVCKLのクロックの立上がりで動作するカウンタである。比較回路(1)1404はカウンタ(1)1403の値とあらかじめ設定された値及び比較値生成回路1402が出力する比較値1と比較し結果にもとづき制御信号1を出力する。クロック1生成回路1405は制御信号1にもどづきクロック1を生成する。一方、カウンタ(2)1406はVCKLのクロックの立下がりで動作するカウンタである。比較回路(2)1407はカウンタ(2)1406の値とあらかじめ設定された値及び比較値生成回路1402が出力する比較値2と比較し、その結果にもとづき制御信号2を出力する。クロック2生成回路1408は制御信号2にもどづきクロック2を生成する。マルチプレクサ1409はセレクト信号に基づきクロック1、クロック2を選択し、画素クロックPCLKとして出力する。
【0021】
比較値生成回路1402は先の位相データ生成回路13から出力された位相データとステータス信号生成回路1401が出力するステータス信号に基づき比較値1、比較値2を出力する。ステータス信号生成回路1401は位相データのbit0が1のときにPCLKの立上がりのタイミングで信号をトグルさせてステータス信号として出力する。セレクト信号生成回路1410は位相データのbit0が1のときにPCLKの立下がりのタイミングで信号をトグルさせてセレクト信号として出力する。
【0022】
図37の動作概要について図38のタイミング図を用いて説明する。なお、これの動作については、本出願人が先に出願した特願2001−290469号に詳述されている。
【0023】
ここでは、高周波クロックVCLKの4分周に相当する画素クロックPCLKを生成し、位相シフトとして+1/8PCLK、−1/8PCLKシフトさせる場合について説明する。図39に位相シフト量と位相データの対応を示す。図38には位相シフト量とクロック1とクロック2の切替の様子について示す。
【0024】
始めにマルチプレクサ1409でクロック1が選択された状態からスタートする。PCLKに同期して位相データ「00」が与えられたとする(イ)。位相データbit0が0なので、セレクト信号は0のままでクロック1を選択したままPCLKとして出力する(ロ)。これによりPCLKは位相シフト量0のクロックとなる。
【0025】
次に、位相データとして「01」が与えられたとする(ハ)。この場合は位相データbit0が1なので、PCLK立下りでセレクト信号をトグルさせ1としてクロック2を選択するようにしてPCLKとして出力させる(ニ)。この時のクロック2は図38に示すように1VCLK分周期が長くなったクロックとなっている(ホ)。これにより+1/8PCLKだけ位相シフトしたPCLKが得られる。次に再び位相データとして「01」が与えられると(ホ)、位相データbit0が1なので、PCLKの立下りでセレクト信号をトグルさせ0としてクロック1を選択するようにしてPCLKとして出力させる(ヘ)。この時のクロック1は図112に示すように1VCLK分周期が長くなったクロックとなっている(ト)。これにより、同様に+1/8PCLKだけ位相シフトしたPCLKが得られる。
【0026】
次に位相データとして「11」が与えられたとする(ト)。位相データbit0が1なので、PCLKの立下りでセレクト信号をトグルさせ1としてクロック2を選択するようにしてPCLKとして出力させる(チ)。この時はクロック1は図38に示すように1VCLK分周期が短くなったクロックとなっている(リ)。これにより−1/8PCLKだけ位相シフトしたPCLKが得られる。
【0027】
以上のようにして位相データに応じてクロック1、クロック2の周期を変えてやり、クロック1、クロック2を切り替えてPCLKとして出力させて行くことにより、1/8PCLKステップで位相シフトされた画素クロックPCLKを得ることができる。
【0028】
図40に、図36、図38に示した画素クロック生成装置による位相シフト補正の原理を示す。先に説明したように、図37の画素クロック生成回路において、画素クロックPCLKに同期して位相データを与えることにより、画素クロックPCLKの位相を+1/8PCLK、−1/8PCLKシフトさせることが可能である。
【0029】
図40の理想状態は走査速度ムラや露光ずれが全く発生しない理想状態でのドット位置を示しており、1200dpi(ドット径約21.2μm)のとき連続した6ドットを走査した結果である。図40の補正前は最初の1ドット目のドット位置精度は一致しているが、走査速度ムラや露光ずれによるドット位置ずれが生じた状態であり、6ドット目には理想状態に対して1200dpiの1/2ドット相当である10.6μmのドット位置ずれが生じている。本状態において1ドット書込みに要する時間は1画素クロック相当=1PCLKであるので、位相シフトの分解能が1/8PCLKの場合は、すなわちドット位置を1/8ドット精度で補正できるのと同義である。図114の補正後は位相シフトの分解能が1/8ドットすなわち1/8PCLKのとき、理想状態から1/2ドット位置ずれを生じた補正前の状態から−1/8PCLKの位相シフトをデータ領域内で4回行う事により、理論上は6ドット目のドット位置を−1/8PCLK×4=−1/2PCLKシフトすることができ、理想状態に対して1/8PCLKの精度でドット位置を補正することができることを示している。
【0030】
図41に、データ領域設定値=30、外部位相データ=−3とした場合の動作例を示す。ここで、位相データシフト1,2が位相データを示しており、図39より2ビットの位相データが1となるタイミングのPCLK信号の位相を−1/8PCLKに補正するものである。
【0031】
図41では、データ領域30PCLK間に−1/8PCLKの位相シフトを3回行うことによってデータ領域内の主走査ドット位置ずれの補正を行っている。また、PCLK信号は、位相同期信号のタイミングによりクロックが出力され各信号生成回路に入力しているが、実際の画像領域は位相同期信号のタイミングからある一定数のPCLKクロック発振後になるため、各入力部には一定数のPCLKをカウントした後に始めてPCLK信号を入力させるカウンタを設ける。また、データ領域設定値をある特性の値に設定することにより、一定数のPCLK信号をデータ領域と定義することができる。
【0032】
図42に、画素クロック生成装置の別の実施例の構成図を示す。本実施例は、図36の画素クロック生成装置に、外部から設定するデータ領域設定値とPCLK信号のタイミングで前記データ領域設定値を呼び出すデータ領域設定値記憶回路15を設けたしたものである。予め主走査ドット位置ずれの特性データを取得し、そのデータに基づいて各像高におけるデータ領域のPCLK数をデータ領域設定値記憶回路15に記憶させておくことにより、後述する図6の(B)に示すようにPCLK数を一定数として分割数22とした場合と、図6の(C)に示すようにデータ領域内のデータ数を像高により変更して分割数10とした場合とでは、分割数が異なるにも関わらず、その主走査ドット位置ずれ量の最大値であるデータ領域間ずれ量はほとんど変わらない値を取ることが出来る。
【0033】
このようにして一定数の場合に比べて少ないデータ領域数で同等の主走査ドット位置ずれ量に補正することが可能となり、位相データに用いるデータ数やデータの保存に必要なメモリの削減が可能となる。
【0034】
ここで、あらかじめ測定した主走査ドット位置ずれデータに基づいて、のデータ領域設定値を与える場合について考える。主走査ドット位置ずれデータの取得方法としては、一定距離を有する2つのPDを像高方向に配置し、実際に光を走査した場合のセンサ2点間の時間差を測定してその時間差をドット位置ずれに換算し、本測定を全像高に対して行うことにより取得する。
【0035】
主走査ドット位置ずれデータにおいて、像高データX(n)が
X(−n),X(−n+1),・・・X(−1),X(1),X(2),・・・X(n−1),X(n)
また主走査ドット位置ずれデータY(n)が
Y(−n), Y(−n+1),・・・Y(−1),Y(1),Y(2),・・・Y(n−1),Y(n)
のとき像高X(a),X(a+b)間(a,bは整数)の主走査ドット位置ずれの絶対値|Y(a+b)−Y(a)|の値が、ある一定値以下となるように各像高の間隔を決める演算回路を設け、上記像高の間隔をPCLK信号に同期させることによりデータ領域設定値に相当するデータを取得できる。また上記データ領域設定値は主走査ドット位置ずれの変位が大きい像高間はデータ領域を狭くとり、変位が小さい像高間はデータ領域を広く取ることになるためPCLK数を一定数とした場合と比較してデータ領域内のデータ数を像高により変更する構成により、主走査ドット位置ずれ量を小さくすることが可能となる。
【0036】
また一定数の場合に比べて少ないデータ領域数で同等の主走査ドット位置ずれ量に補正することが可能となり、位相データに用いるデータ数やデータの保存に必要なメモリの削減が可能となる。
【0037】
図1に、本発明に係る光走査装置の一実施例の全体構成図を示す。半導体レーザ201からのレーザ光は、コリメータレンズ202、シリンダーレンズ203を通り、ポリゴンミラー204によりスキャン(走査)され、走査レンズ(fθレンズ)205を通り、透明部材206を介し、被走査媒体である感光体207に入射することにより、感光体207上に画像(静電潜像)を形成する。この走査レーザ光を、有効書込開始位置にて書込を開始するために、有効書込開始位置を光束が走査する前に検出器101により信号検出し、有効書き込み終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を検出器102より検出し、ドット位置ずれ検出・制御部110に入力する。ドット位置ずれ検出・制御部110では、検出部101,102間をレーザ光が走査される時間を測定し、理想的な走査が行われた場合における走査時間と比較するなどして走査時間のずれ量を求め、そのずれ量を補正するための位相データを生成し、外部位相データとして画素クロック生成部120へ出力する。なお、検出手段101の出力信号は、ライン同期信号として画像処理部130にも与える。
【0038】
画素クロック生成部120は、先に説明した図36、図37、図42などの構成をとるものである。ここで、画素クロック生成部120が位相データ記憶回路を具備していない場合には、ドット位置ずれ検出・制御部110ではライン毎に外部位相データを画素クロック生成部120へ出力するが、位相データ記憶回路を具備している場合には、前もって位相データを求めるなどして、あらかじめ画素クロック生成部120へ与えておくようにする。また、ドット位置ずれ検出・制御部110では走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正をするための位相データ(第1位相データ)だけでなく、ポリゴンミラーの回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応するための位相データ(第2位相データ)も生成し、画素クロック生成部120が位相データ合成回路を具備している場合には、その位相データも画素クロック生成部120へ出力するようにする。
【0039】
画素クロック生成部120では、高周波クロック生成部100の高周波クロックVCLKを入力し、ドット位置ずれ検出・制御部110からの外部位相データに基づいて位相制御された画素クロックPCLKを生成して画像処理部130とレーザ駆動信号生成部140に与える。画像処理部130は、画素クロックPCLKを基準に画像データを生成し、レーザ駆動信号生成部140は、この画像データを入力して、同様に画素クロックを基準にレーザ駆動信号(変調信号)を生成し、レーザ駆動部150を介して半導体レーザ201を駆動する。これにより感光体207には、位置ずれのない画像を形成することができる。
【0040】
ここで光走査光学系のドット位置ずれについて図2を用いて説明する。図2の横軸は理想像高(画像データに基づく理想ドット位置)、縦軸は実像高(光走査光学系を介した実際のドット位置)を表す。ここで理想的には傾きが1のリニア(光学的にはfθ特性が良好に補正されている)な特性が望ましいが、以下の理由から一般的にはリニア(等速度的な走査)ではなく、湾曲している(走査速度ムラが発生している)。
【0041】
言いかえると理想的な主走査ドット位置に対し、実際の主走査ドット位置はずれてしまう。その原因としては次の3つの要因が考えられる。
1.走査レンズのfθ特性が十分に補正されていない
2.光走査光学系の光学部品精度、ハウジング上への取付精度の劣化
3.機内の温度、湿度などの環境変動による光学部品の変形、屈折率変動により焦点距離が変化し、
fθ特性が劣化
特に環境変動による主走査ドット位置ずれは、出荷時に光学調整または電気的補正を実施したとしても避けることはできず、例えばファーストプリント時の特性が(a)であったとしても、連続してプリント出力した場合に機内の温度が上昇し、(b)の特性値に変化してしまうことが起こりうる。これにより、1枚目のプリントの色合いと、複数枚プリントした後の色合いが変わってしまう場合がある。
【0042】
そこで、本発明は使用される光走査光学系の理想像高に対する実像高の関係の特性値を、本発明は予備実験またはシミュレーションなどで予め把握しておき、その特性値からルックアップテーブルなどを作成する。ドット位置ずれ検出・制御部110では、実際にプリント駆動させたときの光走査時間を逐次計測し、その計測走査時間に基づき、ルックアップテーブルからドット位置補正量を求め、ドット位置が理想位置になるように位相シフト量を決定する。これにより、機内の環境変動によって生じる主走査方向のドット位置ずれを効果的に補正することが可能となる。
【0043】
図1の光走査装置におけるドット位置を任意の位置に補正する方法の第一の実施例を図3、図4に示す。図3において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する場合、実画像領域となる有効走査期間内では画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成する。このとき、画素クロックが一定周期であったとしても、感光体上の静電潜像は偏向器や光学系による主走査方向の静電潜像の位置ずれを生じ、静電潜像の位置ずれは最終的にドット位置ずれにつながる(図4)。このとき主走査方向における有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を0とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比1,−1と相対的に定義している。
【0044】
図4に、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示した主走査位置ずれ量の図を示す。図4(A)の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が0近傍では変化量が小さい特性がある。また、画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の1ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路(例えば36)により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±1/8ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は0%から12.5%まで調整可能となる。また1200dpi書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、2.6μm(21.2μm/8)にまで低減できる。
【0045】
本実施例は、有効書込開始位置より前の走査のタイミングで信号検出することにより、非同期のクロックを検出信号に同期させ、有効書込開始位置でのクロックの位置精度を向上させると共に、有効書込終了位置と略同一位置またはより走査方向を光束が走査した際に信号検出することにより、前記書込開始位置前の検出信号と書き込み終了位置後の検出信号に基づいて、有効書込領域内におけるドット位置ずれなどの変動成分を検出し、位相データとして与えることにより、有効走査期間内のドット位置ずれを高精度に補正するものである。
【0046】
図5、図6に、有効書込終了位置を光束が走査する際に信号検出し、位相データを補正する実施例を示す。ここで、図5は図3に、図6は図4にそれぞれ対応しており、有効書込終了位置と略同一位置を光束が走査した際の検出信号に基づいて、画素クロックの遷移タイミングを生成する位相データを与えることにより、図3、図4に示す実施例に対してより高精度に主走査ドット位置ずれを低減することが可能となる。
【0047】
図1の実施例における検出手段(検出器)は、図7(b)に示すように、三角形状の光検出器(PD)または、PDの直前に配備された三角形状のスリットと、図7(a)に示す四角状のPDなどの組み合わせにより構成される。このとき、PDがビームを検知する時間(図中のt1,t2)を検知することにより、副走査方向の位置を計測でき、ビームがPDに入ることによる立ち上がりを検出することにより、各検知手段によるビームの検出の時間差を計測できる。計測された時間差(t3,t4)により倍率誤差の測定が可能になる。
【0048】
なお、以下の各実施例については、図5に示すように、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向の位置を光束が走査する際に信号検出する第二の検出信号について、有効書込終了位置と略同一位置を光束が走査する際の信号検出を行う実施例とする。
【0049】
図8に本発明の光走査装置における別の実施例を示す。本実施例は平板ガラス206の第一面における反射光を被検出面に配置された検出器101,102,103で検出するものである。図8において、半導体レーザ201から発光されたレーザは、ポリゴンミラー204が回転することにより偏向走査され、走査レンズ205を介して被走査媒体(感光体上)207に光ビームスポットを形成し、静電潜像画像を形成する。
【0050】
本実施例では、検出手段として、書込開始位置側と終了位置側の2ヶ所と、書込領域内の1ヶ所(有効書き込開始位置と略同一位置)に光検出器101,102,103を設け、偏向器のポリゴンミラー204にて偏向走査されるビームが各光検出器101,102,103を横切る走査時間を計測し、この計測された走査時間の変動量に基づき、予め記録されたルックアップテーブル等から主走査のドット位置の補正量を設定する。この補正量データに基づき画素クロック生成部120により位相シフトされた画像クロックを生成し、該画素クロックにより、画像処理部130より生成された画像データに従い半導体レーザの発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体上のドット位置を任意位置に制御することができる。
【0051】
なお、本実施例において、検出手段に向かう光束は透明部材206の第1面で反射される。このため、以下の効果が得られる。これは他の実施例でも同様である。
1.透過する面が少なくなり、検出用の光束の波面の劣化が少なくなり、正確なビーム位置の検出が可能となる。
2.検出用のビームが材料による吸収による影響を受けない、透過する面が少なくなるので光量損失が少なくなり、正確なビーム検出が可能となる。
3.検出用のビームが材料による吸収による影響を受けにくいように、透明部材の反射率が大きい透材料を用いることにより、反射光のレベル低減が少なくなるので光量損失が少なくなり、正確なビーム検出が可能となる。
【0052】
図8の光走査装置におけるドット位置を任意の位置に補正する方法の実施例を図9、図10に示す。図9は先の図3や図5に対応する。図10は、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示した主走査位置ずれ量の図を示す。図10(A)の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が0近傍では変化量が小さい特性がある。
【0053】
画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の1ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成部120により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±1/8ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は0%から12.5%まで調整可能となる。また、1200dpi書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、2.6μm(21.2μm/8)にまで低減できる。
【0054】
図8の光走査装置における光学系の一実施例を図11に示す。図11の実施例は、ビームスプリッタ206′により被走査面に向かう光束と、検出手段に向かう光束を異なる方向の光束に分離して検出するものである。ビームスプリッタ206′は一対の直角三角形のプリズムを2個接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタ206′に入射した光は、ハーフミラー面においてその一部が透過し、透過光はそのまま直進して被走査媒体207上を走査する。一方、ハーフミラー面で反射された光は、図11(b)に示すように下方へ屈曲して反射光を形成する。被走査媒体207上を走査する光束と検出器101,102,103で検出される光束をビームスプリッタ206′で光束分離することで、同時にかつ異なる方向の光束が検出可能となる。
【0055】
本構成により、ポリゴンミラー204の回転によるレーザ光の被走査媒体207上での第1の走査と共に、ビームスプリッタ206′のハーフミラー面での反射光により、被走査媒体面とは異なる方向、位置において第2の走査が行われるので、その第2の走査ライン上に検出器101,103,102を配置することにより、ポリゴンモータの回転速度に伴い、位相同期信号を得ることができる。
【0056】
図8、図11の実施例は、被走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の検出器101,102,103により検出する検出手段において、検出することを特徴とするものであり、本実施例によれば、有効書込領域の開始、終端のタイミングで、リアルタイムに光束を検出可能な構成であるので、位相同期制御やドット書込位置補正をリアルタイムに高精度に行う事が可能となる。
【0057】
図12は、図8、図11の実施例において、3個の検出器101,102,103を略同一の支持体104上に配置したものである。こうすることにより、温度変動や環境変動による、反射部材、検出手段の位置、向きの変動を低減することが可能となり、より高精度な主走査ドット位置検出及び主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【0058】
図13に本発明の光走査装置における更に別の実施例を示す。図13の実施例は、平板ガラスなどの透明部材206の第一面における反射光を走査方向に配置された反射部材209、210、211で更に反射させ、一つの検出器105で検出するものである。図13において、半導体レーザ201から発光されたレーザは、ポリゴンミラー204が回転することにより偏向走査され、走査レンズ205を介して被走査媒体(感光体上)に光ビームスポットを形成し、静電潜像画像を形成する。
【0059】
本実施例では、1つの検出器105に対して、書込開始位置側と終了位置側の2ヶ所と、書込領域内の1ヶ所に反射部材209,210,211を設け、ポリゴンミラー204、走査レンズ205にて偏向走査されるビームが反射部材209,211,210を横切り、その反射光が一つの検出器105で信号検出される走査時間間隔を計測し、この計測された走査時間の変動量に基づき、予め記録されたルックアップテーブル等から主走査のドット位置の補正量を設定する。この補正量データに基づき、画素クロック生成部120により位相シフトされた画像クロックを生成し、該画素クロックを利用し、画像処理部130より生成された画像データに従い半導体レーザ201の発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体207上のドット位置を任意位置に制御することができる。
【0060】
図14に図13の構成における光学系の一実施例を示す。本実施例は、ビームスプリッタ206′により被走査面に向かう光束と、検出手段に向かう光束を異なる方向の光束に分離して検出するものである。
【0061】
ビームスプリッタ206′は一対の直角三角形のプリズムを2個接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタ206′に入射した光は、ハーフミラー面においてその一部が透過し、透過光はそのまま直進して被走査媒体207上を走査する。一方、ビームスプリッタ206′のハーフミラー面で反射された光は、図14(b)に示すように下方へ屈曲して反射光を形成する。被走査媒体206上を走査する光束と検出器105で検出される光束をビームスプリッタで光束分離することで、同時にかつ異なる方向の光束が検出可能となる。
【0062】
本構成により、ポリゴンミラー204の回転によるレーザ光の被走査媒体上での第1の走査と共に、ビームスプリッタ206′のハーフミラー面での反射光により、被走査媒体面とは異なる方向、位置において第2の走査が行われるので、その第2の走査ライン上に反射及び反射・透過部材209,210,211を構成し、反射及び透過光束を一つの検出器105により検出することによりポリゴンモータの回転速度に伴い、同期検知信号を得ることができる。
【0063】
図15は、検出走査光学系の他の実施例を示したものである。本実施例では、反射・透過部材206で反射された反射光は、複数の反射部材及び反射・透過部材209,210,211にて更に反射乃び透過された後、一つの検出器105へ導かれている。本実施例の特徴は、光束が複数の反射乃び反射・透過部材209,210,211を反射、透過した後に検出105に導かれる構成をなす点、また、各反射・透過部材209,210,211、検出器105を支持体106に配置した点であり、本構成により反射・透過部材209,210,211と検出器105により構成される検出系のレイアウトをコンパクトに構成することが可能となり、光走査装置の小型化につながる。
【0064】
次に、図6、図10により、画素クロック1周期を1単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相を与えることで、主走査位置ずれを補正する実施例を説明する。
【0065】
図6において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する場合、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上の静電潜像には偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を0とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比1,−1と定義している。
【0066】
図6(A)〜(C)に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。図6(A)の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が0近傍では変化量が小さい特性がある。画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の1ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成部により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±1/8ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は0%から12.5%まで調整可能となる。また、1200dpi書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、2.6μm(21.2μm/8)にまで低減できる。
【0067】
このとき、位相シフトを行う位相シフトデータを与えるために、連続した複数の画素クロックをデータ領域として、有効走査期間内のデータを複数の領域に分割し、各領域毎に位相シフトデータを設定することにより、各画素毎に位相シフトデータを与えて主走査位置ずれを補正する場合に比べ、データ量を減らすことが可能となる。
【0068】
図10は、図6に対して、有効書込開始位置の検出信号を加えたものであり、有効書込領域開始位置の前と有効書込開始位置の両方で同期を取ることにより、図6の実施例に比べて有効書込領域内を高精度にドット位置補正が可能となる。
【0069】
図41に本発明におけるデータ領域へのデータ設定方法の具体例を示す。
先に述たように、図41の例は画素クロック30PCLK分を一データ領域と定義した実施例であり、本データ領域内で−3/8PCLKの位相シフトを行う場合の実施例を示したものである。画素クロックの位相シフト分解能が±1/8PCLKの場合、データ領域内の3つの画素クロックについて−1/8PCLKの位相シフトを行う事により、データを与えない初期状態のデータ領域に対して、−3/8PCLKの主走査ドット位置補正が可能となる。図115の補正1の実施例ではデータ領域の最初のドットから10PCLK毎に−1/8PCLKの位相シフトを行うタイミングを計る位相シフトデータにより−1/8PCLKのドット位置補正を行っている。補正2の実施例では、データ領域の最初のドットから数えて5ドット目から補正後1と同じく10PCLK毎に−1/8PCLKの位相シフトを行うタイミングを計る位相シフトデータにより−1/8PCLKのドット位置補正を行っている。
【0070】
位相シフトデータの生成方法としては、外部信号からシリアルデータとして直接直接入力する方法や、カウンタを設けて一定間隔で位相シフトを行う方法がある。前者はデータ領域の所望の位置に位相シフトを発生させることが可能であり、位相シフトのパターンが画像に影響を及ぼさないように設定変更することが容易である。後者の場合、図41の補正1、補正2に示すようにカウンタの初期値をずらすことで、連続したラインを書き込む場合に位相シフトした部分が縦筋画像となって現れることを防ぐことが可能となる。
【0071】
また、例えば主走査ドット位置ずれを全画像データに対して補正を行う事は、メモリ容量が膨大となり、制御系へのコスト、回路規模等の負担が大きくなる。また、補正処理に費やす時間も無視できない。本発明では、検知手段間を複数のデータ領域に分割し、各々のデータ領域単位で位相データの補正値を設定することにより、上記課題を解決することができる。 先に述べたように、図6(A)〜(C)に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。例えば、プリント動作中に計測された2点間の走査時間を基にルックアップテーブル上の主走査ドット位置ずれが図6(A)で表されるような場合、図6(B)〜(C)で示すように、全画像データを複数の領域に分割し、各々のデータ領域の主走査ドット位置ずれ量の代表値(平均値など)を補正値とすることにより、メモリ容量を増やすことなくドット位置ずれを良好に補正することが可能である。ここで、例えば画素クロックの位相を±1/8ドットシフト単位でシフトした場合は、リニアリティの補正量は0%から12.5%まで調整可能となり、1200dpi書込みの場合、有効書込み幅内の主走査位置ずれは2.6μm(21.2μm/8)にまで低減できる。分割数が多いほど良好な補正が可能であるが、メモリ容量と補正処理時間の制約から、最適分割数を決定することが望ましい。
【0072】
また本発明はデータ領域毎に位相データを設定する構成とすることにより、
例えば画素クロック毎に位相データを位相シフトを行う場合に比べてデータ量を低減することができる。これについて、図6の実施例で説明する。
【0073】
図6(B)は有効走査期間を22のデータ領域に分割し、分割したデータ領域の中央値におけるリニアリティが0になるように位相データを設定している。位相シフト量が±1/8PCLKでシフト可能であり、各画素クロック毎に位相シフトデータを与える場合、位相シフト量の3パターン(−1/8クロック、0、+1/8クロック)設定するためには2ビットのデータが必要となる。今1200dpi書込み時にで有効走査期間を300mmとした場合、1ドットは約21.2μm相当となり有効走査期間内のドット数は300/0.0212=14150ドットとなり、各データ領域におけるドット数は14150/10=1415ドットとなる。
【0074】
走査レンズの特性による走査ムラのような静特性の補正を行う場合、各画素クロック毎に位相データを設定すると2ビット×14150ドット=28350ビットのデータを与える必要がある。
【0075】
一方、1415ドットからなるデータ領域毎に位相データを設定した場合、1415ドットのうち何ドットを位相シフトすればよいか分かればよいので、12ビットあれば位相シフトを行うドット数を定義できる。このとき位相シフト量の3パターン設定するのに2ビット必要なので、12ビット×2ビット=24ビットあればデータ領域の位相データを設定できる。またデータ領域は10あるので24ビット×10=240ビットあれば1ライン分の位相シフトデータを設定できるため、画素クロック毎に位相データを設定する場合に比べて約8%のメモリ量でドット位置ずれの補正が可能となる。
【0076】
本発明により、画素クロック生成装置をIC化、IP化する際には、位相データ用メモリの大幅な削減につながり、チップサイズの小型化、しいてはコストダウンにつながる。
【0077】
次に、図5、図9により、被走査媒体上の有効なデータ書込み期間である有効走査領域に対して、有効走査範囲開始位置を決定する有効走査開始決定位置、有効走査開始決定位置で画素クロックを出力するための同期信号を検出する同期用信号検出位置の間を有効書込開始決定領域として1データ領域に設定する実施例を説明する。
【0078】
図5おいて、光源から出力される光束が、水平方向の矢印方向に走査光として繰り返し走査する場合を考える。走査光は周期的に走査しており、走査開始後は第一に図中、被走査媒体左にある検出手段1を通過する。このとき検出手段としてPD等の光検出素子(図1の検出器101)を用いることで、検出手段を走査光通過時にPD検出信号が得られる。走査光は検出手段1通過後は、被走査媒体上を走査し、その後検出手段2を通過し、検出手段1と同様の光検出素子(図1の検出器102)を用いることでPD検出信号が得られる。
【0079】
通常画像形成装置においては、上記PD検出信号は信号反転して同期センサ入力直後に信号が立ち下がる位相同期検知信号が用いられる。ここで、位相同期検知信号の検出手段1から検出手段2までの立下り期間にHI(ハイ)となる信号をWE1、被走査媒体上の画像を形成する領域を有効走査範囲として検出手段1側を書込開始位置、検出手段2側を書込終了位置としたとき、両位置間でHIとなる信号をWE2とする。このとき書込開始位置を精度良く決定するため、WE1信号の立ち上がりから2000ドット分を書込開始位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、光学系や偏向器によるドット位置ずれを補正して高精度な書込開始位置設定が可能となる。同様にして書込終了位置を精度良く決定するため、WE1信号の立下りから2000ドット前までを書込終了位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、書込開始位置同様に高精度な書込終了位置設定が可能となる。また、書込開始位置−書込終了位置間となる有効走査期間内ではデータ領域を設定して位相シフトデータを与えることにより、データ量やメモリの削減が可能となる。
【0080】
図9の実施例は、図6の実施例において有効書込開始位置に検出手段(図8の検出器103、図13の反射部材211)を追加した例であり、より高精度に書込開始位置補正領域及び有効書込範囲補正領域を設定することが可能となり、しいてはドット位置補正を高精度に行うことが可能となる。
【0081】
次に、図6、図10により、データ領域中のクロック数を略一定数としてデータ領域毎に位相データを設定して、主走査位置ずれを補正する実施例を説明する。これは、位相データを与える画素クロックを一定数の連続したデータ領域として定義し、位相データを与えるものである。データ領域を構成する画素クロックを一定数とすることにより、各データ領域における位相シフト量の最大、最小値が等しくなる。
【0082】
先に述べたように、図6(B)は図6(A)の主走査ドット位置ずれ特性を有する光学系において、データ領域を有効走査期間で22等分割したものである。像高を±150mm、1200dpi書込みと仮定したとき、データ領域は300mm/15=20mmとなり1ドットあたり21.2μmより各データ領域は20/0.0212=943ドット程度となり、位相シフトの分解能を±1/8PCLKとしたとき、各データ領域では全画素クロックに位相シフトを行った場合±2.5mm程度の位相シフトが可能となる。また、位相データは各データ領域の画素クロック数を等しく定義するため、各データ領域ともに設定データの大きさが等しくなるため、容易なメモリ及び回路構成で位相データを生成することができる。
【0083】
また、図10に示すように、有効書込開始位置に検出手段を設けた場合には、上記と同様の効果と共に、より高精度な書込開始位置のドット位置補正が可能となる。
【0084】
次に、同様に図6、図10により、主走査ドット位置ずれ量の変化量が大きい像高ではデータ領域を狭く、変化量の小さい像高ではデータ領域を広くする実施例について説明する。
【0085】
図6(C)が、実施例を示す。図6(C)に示すように、あらかじめ画像形成装置における被走査媒体上にセンサ等を設けて主走査ドット位置ずれ量を測定しておき、測定データである図6(A)において、主走査ドット位置ずれ量の変化量が大きい像高である像高比±1近傍でのデータ領域の画素クロック数を少なく、変化量が小さい像高である像高比0近傍でのデータ領域の画素クロック数を多く設定することにより、データ領域の分割数が等分割の場合に比べて同等かより少ない数でデータ領域間ずれ量が小さくなるように設定できる。
【0086】
また、図10(C)に示すように、有効書込開始位置に検出手段を設けた場合には、上記と同様の効果と共に、より高精度な書込開始位置のドット位置補正が可能となる。
【0087】
次に、有効書込領域の長さが複数パターンに変更される機能を有する光走査装置において、紙サイズによらず有効書込開始位置が複数パターンに共通して略同一位置にあるとき、データ領域の最終データが有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定する実施例を図16に示す。
【0088】
図16のパターン1は、有効書込領域を一データ領域とした場合の実施例を示しており、紙サイズB5,A4,B4,A3のそれぞれの場合に、データ領域開始位置は有効書込開始位置と略同一位置にあり、各紙サイズ共通であるが、データ領域終了位置は各紙サイズに合わせた位置と略同一位置となるように設定する。
【0089】
このとき、例えば紙サイズが異なる場合にも、データ領域による分割位置と紙サイズの位置とが略同一位置となるため、データ領域毎に位相データを与えてドット位置ずれ補正を行うことにより、紙サイズに合わせた高精度な補正が可能となる。これにより、各紙サイズにおける有効書込開始位置及び有効書込終了位置を、光学系や偏向器によるドット位置ずれ補正により高精度に設定可能となる。
【0090】
また、図16のパターン2には、有効書込領域をさらに複数の領域に分割した場合の実施例を示す。本実施例では、図に示すように有効書込領域を9つの領域に分割しており、なおかつ紙サイズと略同一位置にてデータ領域が切り替わる設定となっている。これにより、有効書込領域内を複数の領域に分割し、なおかつ紙サイズとの一致をはかることにより、少ないデータ量で本発明により各紙サイズにおける有効書込開始位置及び有効書込終了位置を、光学系や偏向器によるドット位置ずれ補正により高精度に設定可能となる。
【0091】
次に、紙サイズによらずに書込開始位置が有効書込開始位置と略同一位置にあるとき、紙サイズ情報に基づいて使用するデータ領域の終了位置を変更する実施例を図17に示す。
【0092】
本実施例では、図17に示すように、有効書込領域を複数の領域に分割しており、なおかつ紙サイズと略同一位置にてデータ領域が切り替わる設定となっている。これにより、有効書込領域内を複数の領域に分割し、なおかつ紙サイズとの一致をはかることにより、少ないデータ量で本発明により各紙サイズにおける有効書込開始位置及び有効書込終了位置を、光学系や偏向器によるドット位置ずれ補正により高精度に設定可能となる。
【0093】
次に、紙サイズによらずに有効書込領域の中央位置が有効書込領域の中点と略と略同一位置にあるとき、データ領域開始位置及び終了位置を紙サイズに合わせて設定する実施例を図18に示す。
【0094】
本実施例によれば、有効書込領域の中点が複数パターンに共通して一定位置となる場合にデータ領域の初期データ及び最終データがそれぞれ有効書込開始位置及び有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定することにより、紙サイズに合わせて高精度に有効書込開始位置及び有効書込終了位置及び主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【0095】
図18において、紙サイズによらず、有効書込領域の中心位置は略同一位置となるため、検出手段1から有効書込領域までの間隔は紙サイズにより異なる長さとなる。例えばA3の紙サイズの場合の有効書込開始位置を基準有効書込開始位置とした場合、B4,A4,B5の各紙サイズにおける有効書込開始位置は基準有効書込開始位置より走査方向にずれた位置となる。このとき紙サイズ毎に基準有効書込開始位置から有効書込開始位置までを1データ領域として、前記1データ領域にドット位置ずれ補正をかけることによって、紙サイズによる有効書込開始位置を少ないデータ量で高精度に設定可能となる。
【0096】
また、各紙サイズにおける有効書込領域内を複数のデータ領域に分割することによって紙サイズ毎に最小限の位相データ量で高精度なドット位置ずれ補正が可能となる。図18では、各紙サイズ(B5,A4,B4,A3)毎に、有効書込領域内のデータ領域を変更しており紙サイズに合わせた最小限の位相データによるドット位置ずれ補正が可能となる。
【0097】
次に、図18により、紙サイズによらずに有効書込領域の中心位置が、有効書込領域の中点と略同一位置にあるとき、データ領域を、有効書込開始位置と、最大有効書込開始前領域と、有効書込領域に分割する実施例を説明する。
【0098】
本実施例は、光源から出力される光束を、偏向器により走査方向に沿って被走査媒体上を走査させるとき、被走査媒体上の有効なデータ書込み期間である有効書込領域と、有効書込領域を決める書込開始位置、書込終了位置を決定する領域を、書込開始側の検出手段1から書込開始位置までの領域を書込開始位置補正領域、書込終了側の検出手段2から書込終了位置までの領域を書込終了位置補正領域と定義したときに各3種類の領域毎に位相データを与える領域を更に分割するものである。
【0099】
図18において、光源から出力される光束が、水平方向の矢印向きに走査光として繰り返し走査する場合を考える。
走査光は周期的に走査しているが、走査開始後は第一に図中、被走査媒体左にある検出手段1を通過し、走査光通過時に検出手段1よりPD検出信号が得られる。その後走査光は被走査媒体上を走査し、検出手段2を通過し、同様にPD検出信号が得られる。通常画像形成装置においては上記PD検出信号は信号反転して検出手段の信号入力直後に信号が立ち下がる位相同期検知信号として用いられる。このとき位相同期検知信号の検出手段1から検出手段2までの立下り期間にHIとなる信号をWE1、被走査媒体上の画像を形成する領域を有効書込領域として検出手段1側を書込開始位置、検出手段2側を書込終了位置としたとき、両位置間でHIとなる信号をWE2とする。このとき書込開始位置を精度良く決定するため、例えばWE1信号の立ち上がりから2000ドット分を書込開始位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、光学系や偏向器によるドット位置ずれを補正して高精度な書込開始位置設定が可能となる。同様にして書込終了位置を精度良く決定するため、同様にWE1信号の立下りから2000ドット前までを書込終了位置補正領域として設定し、位相データを与えることにより、書込開始位置同様に高精度な書込終了位置設定が可能となる。
【0100】
また、書込開始位置−書込終了位置間となる有効書込領域では上記2領域とは別にデータ領域を設定して位相データを与えることにより、装置全体としては書込開始位置補正領域、書込終了位置補正領域ではデータ領域数を少なく、有効書込領域ではデータ領域数を少なくする構成によりデータ量やメモリを削減した構成が可能となる。
【0101】
次に、本発明の光走査装置における更に別の実施例を図19に示す。本実施例は、先の図13と同様に、平板ガラスなどの透明部材206の第一面における反射光を走査方向に配置された反射部材209、210、211で更に反射させ、一つの検出器105で検出するものである。図19において、半導体レーザ201から発光されたレーザは、ポリゴンミラー204が回転することにより偏向走査され、走査レンズを介して被走査媒体(感光体)207上に光ビームスポットを形成し、静電潜像画像を形成する。
【0102】
図19では、検出手段として、書込開始位置側と終了位置側の2ヶ所と、書込領域内の略中央の1ヶ所に反射部材209,210,211を設け、及び、これら反射部材209,210,211で反射されるビームを受光する一つの検出器105で構成し、ポリゴンミラー204の偏向器にて偏向走査されるビームが光検出手段を横切る走査時間を計測し、ドット位置ずれ検出・制御部110において、この計測された走査時間の変動量に基づき、予め記録されたルックアップテーブル等から主走査のドット位置の補正量を設定する。この補正量データに基づき画素クロック生成部120により位相シフトされた画像クロックを生成し、該画素クロックに基づき、画像処理部130より生成された画像データに従い、LD駆動信号生成部140、LD駆動部150を介し半導体レーザ201の発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体上のドット位置を任意位置に制御することができる。
【0103】
先に述へたように、画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックの周期を変化させる画素クロック生成手段を構成することにより、位相データにより特定の画素クロックの周期を変化させることが可能となり、主走査ドット位置ずれを高精度に補正することができる。
【0104】
図19の光走査装置における主走査ドット位置を任意の位置に補正する方法の実施例を図20、図21に示す。
図20、図21において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する機能を有する画素クロック生成装置において、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上での画素クロックは偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を0とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比1,−1と定義している。
【0105】
図20(A)〜(C)に、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示した主走査位置ずれ量の図を示す。図3(A)の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が0近傍では変化量が小さい特性がある。画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の1ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±1/8ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は0%から12.5%まで調整可能となる。また1200dpi書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、2.6μm(21.2μm/8)にまで低減できる。
【0106】
図19やその他の実施例における検出器は、例えば、図22(b)に示すように三角形状のPDまたは、PDの直前に配備された三角形状のスリットと、図22(a)に示す四角状のPDなどの組み合わせにより構成される。このとき、PDがビームを検知する時間(図中のt1,t2)を検知することにより、副走査方向の位置を計測でき、ビームがPDに入ることによる立ち上がりを検出することにより、各反射部材によるビームの検出の時間差を計測できる。
【0107】
例えば、図19の実施例において、反射部材1−反射部材3を介した反射光による検出手段(検出器105)における検出時間差をt3、反射部材3−反射部材2を介した反射光による検出手段における検出時間差をt4としたとき、計測された時間差(t3,t4)と、各検出開始時間から高周波クロックをカウントするカウント手段の出力カウント数を比較するなどの方法によって、同期検知時間を高精度に測定でき、同期検知時間に基づいて主走査方向の倍率誤差の補正が可能になる。
【0108】
なお、同期検知の精度は主走査方向に配置された反射乃至は反射・透過部材の数が多いほど、検知手段の個所におけるドット位置を高精度に補正することができるが、信号処理が複雑になったり、データが多くなり処理が重くなることもあり最適な数に設定することが望ましい。
【0109】
図23に、その一実施例を示す。図23は、図19における3個の反射部材209、210、211を6個に増やした場合の実施例を示しており、221〜226に示す反射部材1〜6のそれぞれによる反射光が検出手段(検出器105)に集光され、偏向器により偏向走査された光束の走査に伴い、各反射部材による反射光が検出手段で検出される。また、本実施例においては、複数の反射部材221〜226と一つの検出器105とを略同一の支持体230上に配置することにより、温度変動や環境変動による、反射部材、検出手段の位置、向きの変動を低減することが可能となり、より高精度な主走査ドット位置検出及び主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【0110】
また、図19やその他の実施例における光束を反射する機能を有する反射部材としては、ガラス、プラスチック等の透明部材の一面に反射材を構成したものやミラーなどがあり、光束を反射及び透過の両方の機能を有する反射・透過部材としては、ガラス、プラスチック等の透明部材などがある。これら部材の形状としては、平行平板形状とすることにより光束の反射および透過方向を容易に制御できる。また、反射部材のみで構成する場合には、反射率の高い部材で構成し、反射・透過部材も用いた構成の場合には、反射率が高く、透過率も高い部材を用いることが望ましい。
【0111】
本発明の光走査装置における更に別の実施例を図24に示す。本実施例は、複数の反射部材、もしくは反射・透過部材からの反射乃至は透過光束が、重複する領域を有することを特徴とする光走査装置である。
【0112】
図24に示すように、反射・透過部材206で反射された反射光は、複数の反射部材及び反射・透過部材209,210,211にて更に反射及び透過された後、一つの検出器105へ導かれている。本実施例の特徴は、光束が複数の反射及び反射・透過部材209,210,211を反射、透過した後に検出105に導かれる構成をなす点であり、本構成により反射及び反射・透過部材209,210,211と検出器105により構成される検出系のレイアウトをコンパクトに構成することが可能となり、光走査装置の小型化につながる。
【0113】
なお、図24の構成において、透過光束が重複する領域を有する構成により、透過光束により反射・透過部材を光束が透過する回数が異なり、その結果反射・透過部材の透過率による検出器における検出信号の振幅値が異なってしまう。そこで反射・透過部材の透過率を考慮して、透過する回数の多い反射・透過部材による反射光より得られる検出信号は、透過による光量減衰分だけ、信号振幅を大きく補正することにより、各像高における同期検知信号を高精度に検出するものである。
【0114】
次に、図25により、複数の反射・透過部材から検出器へ向かう光束が重複する領域を有する場合に、光束毎に検出信号の振幅補正を行う必要があることを説明する。図25の構成は、先の図15と同様に、走査光束を反射部材1、反射・透過部材2、3で反射する位置の3ヶ所で検出するものである。ここで、209,210,211、各部材を介して検出器105に入射する光束の光路長をそれぞれ光路長L1,L2,L3とする。このとき光路長L2の光束は210の反射・透過部材2の反射光が直接検出器105に入射しているが、光路長L3の光束は、211の反射・透過部材3で反射された後、210の反射・透過部材2を透過した後、検出器105に入射される。同様に、光路長L1の光束は、209の反射部材1で反射された後、211,210の反射・透過部材3,2を透過した後検出手段に入射される。よって、反射・透過部材2,3の透過率をそれぞれT2,T3(T2,T3<1)としたとき、光路長L3の光束はT2倍、光路長L1の光束はT2×T3倍の光量になり、検出手段で信号検出される際に本来信号検出される信号の振幅値は一定であるはずが、透過率の分低下してしまう。
【0115】
そのため、振幅低下による同期検知信号の立ち上がり、立下り特性の低下、同期検知時間ずれなどが引き起こされると考えられる。本発明では、上記不具合を改善するため反射・透過部材を透過することによる信号の振幅低下を補正することにより、高精度な同期検知を行い、同期検知信号に基づいて高精度な主走査ドット位置ずれ補正を行うものである。
【0116】
なお、図19の実施例においては、各反射部材209,210,211を介して検出器105に入射するまでの光束の光路長を略同一となるように、反射部材209,210,211及び検出器105を配置する構成により、各反射部材を経由する際に生じる時間差等の誤差を生じることなく、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【0117】
また、図19や図24の構成において、複数の反射部材又は反射・透過部材から検出器へ向かう光束により得られる検出信号の検出タイミングを、各反射部材又は反射・透過部材を走査光が走査した際に得られる検出信号毎に補正を行うことができる。例えば、図19の構成の場合、209〜211の反射部材1、2、3を介して検出器105へ導かれる光束の光路長が、L1、L2、L3とするとき、光路長の差分だけ、検出器105により検知される同期検知信号のタイミングをずらすことにより、高精度な同期検知信号を得ることが可能となる。また、図24の構成の場合は、図25において光路長がL1>L2>L3の場合、L3を基準信号として、L1、L2のタイミングをL3との光路差だけ補正することにより、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【0118】
次に、図19や図24の光走査装置において、検出タイミングの補正を光路長が最も長い像高での検出タイミングを基準として行う方法を図25、図26により説明する。
【0119】
図25において、光路長の長い順にL1、L2、L3としたとき、L1>L2>L3の関係が成り立つ。また、反射及び反射・透過部材1、2、3をそれぞれ光が走査したときに検出手段にて得られる検出信号をそれぞれ検出信号1、2、3とする。このとき、図26に示すように、L1における検出信号を基準信号としたとき、L2、L3の光束は光路長の差分だけそれぞれtd2,td3だけ検出信号が早まる。よってL1による検出信号に対して、L2及びL3による検出信号を遅延させることにより光路長による時間差の影響を低減した同期検知信号を、高精度に得ることが可能となる。また、その結果、高精度な同期検知信号に基づいて、主走査ドット位置ずれ量を高精度に補正することが可能となる。
【0120】
図24の光走査装置における走査光学系の一実施例を図28に示す。本実施例は、ビームスプリッタ206′により被走査面209に向かう光束と、検出手段に向かう光束を異なる方向の光束に分離して検出するものである。また、本実施例では、反射又は反射・透過部材208,212が追加された構成となっている。
【0121】
ビームスプリッタ206′は一対の直角三角形のプリズムを2個接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタに入射した光は、ハーフミラー面においてその一部が透過し、透過光はそのまま直進して被走査媒体上を走査する。一方、ハーフミラー面で反射された光は、図24(b)に示すように下方へ屈曲して反射光を形成する。被走査媒体207上を走査する光束と検出器105で検出される光束をビームスプリッタ206′で光束分離することで、同時にかつ異なる方向の光束が検出可能となる。
【0122】
本構成により、ポリゴンミラー204の回転によるレーザ光の被走査媒体207上での第1の走査と共に、ビームスプリッタ206′のハーフミラー面での反射光により、被走査媒体面とは異なる方向、位置において第2の走査が行われるので、その第2の走査ライン上に208〜212の反射及び反射・透過手段1、2、3、4、5を構成し、反射及び透過光束を検出器105により検出することにより、ポリゴンモータの回転速度に伴い、同期検知信号を得ることができる。
【0123】
次に図19の光走査装置における走査光学系の一実施例を図28に示す。本実施例は、図28に示すように被走査面と略同一位置に走査した光束を、複数の反射または反射・透過部材209,210,211で反射し検出器105により検出する構成において、前記複数の反射または反射・透過部材209,210,211が主走査方向に配置されているとき、209,210の最端部にある前記反射または反射・透過部材同士の間隔を、被走査面の有効書込開始位置及び終了位置に走査した際の信号検出間隔と略同一に構成することを特徴とするものである。
【0124】
本実施例によれば、図29に示すように、有効書込領域の開始及び終端のタイミングで、リアルタイムに光束を検出可能であり、検出信号1、検出信号2間が有効書込領域をなし、位相同期検知や主走査ドット位置補正をリアルタイムに高精度に行う事が可能となる。
【0125】
また、他の実施例との大きな相違点は、有効書込領域内を正確に同期検知で検出する構成により、同期検知から有効書込領域までの時間差が生じてその間に発生する主走査ドット位置ずれなどの影響を受けることなく、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【0126】
次に、図19、図24の光走査装置において、画素クロック1周期を1単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相データを与えて、主走査ドット位置を補正する方法を図21により詳述する。
【0127】
先に述べたように、図21において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する機能を有する画素クロック生成装置において、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上の静電潜像には偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を0とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比1,−1と定義している。
【0128】
図21(A)〜(C)に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。図21(A)の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が0近傍では変化量が小さい特性がある。また、画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の1ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±1/8ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は0%から12.5%まで調整可能となる。また1200dpi書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、2.6μm(21.2μm/8)にまで低減できる。
【0129】
このとき位相シフトを行う位相シフトデータを与えるために、連続した複数の画素クロックをデータ領域として、有効走査期間内のデータを複数の領域に分割し、各領域毎に位相シフトデータを設定することにより、各画素毎に位相シフトデータを与えて主走査位置ずれを補正する場合に比べ、データ量を減らすことが可能となる。
【0130】
図41に本実施例におけるデータ領域へのデータ設定方法の一具体例を示すが、その説明はここでは省略する。
【0131】
例えばプリント動作中に計測された2点間の走査時間を基にルックアップテーブル上の主走査ドット位置ずれが図21(A)で表されるような場合、図21(B)〜(C)で示すように、全画像データを複数の領域に分割し、各々のデータ領域の主走査ドット位置ずれ量の代表値(平均値など)を補正値とすることにより、メモリ容量を増やすことなくドット位置ずれを良好に補正することが可能である。
【0132】
ここで例えば画素クロックの位相を±1/8ドットシフト単位でシフトした場合は、リニアリティの補正量は0%から12.5%まで調整可能となり、1200dpi書込みの場合、有効書込み幅内の主走査位置ずれは2.6μm(21.2μm/8)にまで低減できる。
【0133】
次に、図21、図28により、データ領域が、複数の反射・透過部材、検出器による検出タイミングに連動して設定する実施例について説明する。
先に述べたように、図28は図24の光走査装置において、透明部材206からの反射光を209,210,211の反射または反射・透過部材1,2,3で反射し、その反射光を検出する検出器105で構成される。また、209,210の反射または反射・透過部材1,2からの反射光を検出手段で検出するタイミングは、感光帯上の有効書込領域の書込開始及び終了位置を走査するタイミングと略同一タイミングとなるように反射または反射・透過部材が配置されている。
【0134】
反射または反射・透過部材1,3からの反射光を検出器で検出するタイミングを書込開始位置側補正領域、反射または反射・透過部材3,2からの反射光を検出器で検出するタイミングを書込終了位置側補正領域として、各々の領域は8000ドットで構成されている場合を考える。このとき各領域の走査開始位置のドット位置は検出器からの検出信号により高精度に同期が取れているが、検出信号間は光学系や偏向器等のバラツキによりクロックに変動が生じる。そこで各領域毎に位相シフトデータを与えることにより、本実施例では例えば8000ドットのうち任意の10ドットについて−1/16ドットずつ位相シフトを行う位相シフトデータを与えて位相シフトを行うことにより、検出手段間の領域毎に高精度なドット位置補正が可能となる。
【0135】
本実施例は、検出器へ光束を導く反射または反射・透過手段が3つの場合であるが、反射または反射・透過部材の数を増やすにつれて、前記部材位置におけるドットを高精度に書込むことが可能となる。
【0136】
例えば、図21において、図21(B)は検出手段1,3間及び3,2間をそれぞれ15分割した例、図21(C)は検出手段1,3間及び3,2間をそれぞれ9分割した例である。図21(B)のようにデータ領域の分割数を大きくすることにより、データ領域間のずれ量が小さくなり、高精度なドット位置ずれ補正が可能となる。また、図21(C)のようにデータ領域の分割幅を変えて領域数を少なくした場合にも同様に高精度なドット位置ずれ補正が可能となる。
【0137】
次に、図21により、複数の検出器、反射・透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、位相データを補正する実施例を説明する。
図21において、書込み開始のタイミングを設定する位相同期信号の立下りからある一定期間後に画素クロックを生成する機能を有する画素クロック生成装置において、実画像領域となる有効走査期間内において画素クロック信号に基づき半導体レーザを変調させ、前記半導体レーザの出射光が光学系を経て感光体上に静電潜像を形成するとき、感光体上の静電潜像には偏向器や光学系による主走査方向のドット位置ずれが生じる。このとき主走査方向を示す有効走査期間は光学系により長さが異なるが、本例では像高中央を0とした場合、像高の最大、最小値をそれぞれ像高比1,−1と定義している。
【0138】
図21(A)〜(C)に示す主走査位置ずれ量の図は縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高比を示している。図21(A)の光学系特性は像高の高い場所で変化量が大きく、像高が0近傍では変化量が小さい特性がある。画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の1ドット刻みでシフト可能な位相シフト機能を有する画素クロック生成回路により、各画素の主走査位置を±数分の一ドット単位でシフトできるため、原理的には±1/8ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は0%から12.5%まで調整可能となる。また1200dpi書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ズレは、2.6μm(21.2μm/8)にまで低減できる。
【0139】
図30に、本発明の光走査装置における更に別の実施例の構成図を示す。本実施例は、図1の光走査装置の光源として、複数の半導体レーザを光学的に合成、またはモノシリックな半導体レーザアレイで構成されたマルチビーム光源を使用したマルチビーム走査装置の構成例を示す。
【0140】
図30では、半導体レーザをn=2個用いコリメートレンズの光軸Cを対称として副走査方向に配置される。半導体レーザ301、302はコリメートレンズ303、304との光軸を一致させ主走査方向に対称に射出角度を持たせ、ポリゴンミラー307の反射点で射出軸が交差するようレイアウトされている。各半導体レーザ301,302より射出した複数のビームはシリンダレンズ308を介してポリゴンミラー307で一括して走査され、fθレンズ310、トロイダルレンズ311により感光体上に結像される。画像処理部130のバッファメモリには各発光源ごとに1ライン分の印字データが蓄えられ、ポリゴンミラー1面毎に読み出されて、2ラインずつ同時に記録がおこなわれる。
【0141】
図31はマルチビーム光源ユニットの一実施例の構成図を示す。半導体レーザ403、404は各々主走査方向に所定角度、実施例では約1.5°微小に傾斜したベース部材405の裏側に形成した図示しないかん合穴405−1、405−2に個別に円筒状ヒートシンク部403−1、404−1をかん合し、押え部材406、407の突起406−1、407−1をヒートシンク部の切り欠き部に合わせて発光源の配列方向を合わせ、背面側からネジ412で固定される。また、コリメートレンズ408、409は各々その外周をベース部材405の半円状の取付ガイド面405−4、405−5に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着される。実施例では、上記したように各々の半導体レーザからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線に沿ってかん合穴405−1、405−2および半円状の取付ガイド面405−4、405−5を傾けて形成している。ベース部材405はホルダ部材410に円筒状係合部405−3を係合し、ネジ413を貫通穴410−2を介してネジ穴405−6、405−7に螺合して固定され光源ユニットを構成する。
【0142】
上記した光源ユニットは、光学ハウジングの取付壁411に設けた基準穴411−1にホルダ部材の円筒部410−1をかん合し、表側よりスプリング611を挿入してストッパ部材612を円筒部突起410−3に係合することでホルダ部材410は取付壁411の裏側に密着して保持される。この時、スプリングの一端を突起411−2に引っかけることで円筒部中心を回転軸とした回転力を発生し、回転力を係止するように設けた調節ネジ613により、光軸の周りθにユニット全体を回転しピッチを調節する。アパーチャ415は各半導体レーザ毎にスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定する。
【0143】
図32はマルチビーム光源ユニットの第2の実施例を示し、4個の発光源を持つ半導体レーザアレイ801からの光ビームをビーム合成手段を用いて合成した例を示す。基本的な構成要素は図31と同様であり、ここでは説明を省略する。
【0144】
図33に、本発明の光走査装置における更に別の実施例の構成図を示す。本実施例は、図19の光走査装置の光源として、複数の半導体レーザを光学的に合成、またはモノシリックな半導レーザアレイで構成されたマルチビーム光源を使用したマルチビーム走査装置の構成例を示す。図33の構成は先の図30と同様であり、また、マルチビーム光源ユニットも図31、図32と同様であるまで、説明は省略する。
【0145】
ここでは、図33のマルチビーム走査装置により、2光源より出射される一方の光束を走査光とし、他方の光束を参照として、同じ偏光器により偏光された光束を、走査光は被走査面へ、参照光は被走査光とは異なる被検出面にそれぞれ導びき、参照光を使用して位相補正する実施例について説明する。
【0146】
図33においては、書込用の光源となる走査光源用半導体レーザ302から出射された光束は、コリメータレンズ304、シリンダーレンズ306などを介してポリゴンミラー307で偏向され、fθレンズ308を通った後、反射部材309を介して、感光体310に入射される。ここで、書込用光源302とは別個に、走査信号の位相同期検知を行う参照用光源用レーザ301用光源が設けられている。
【0147】
この参照光源用LD301は、走査光源用LDと主走査方向には同一方向に向けて光束を出射させるものであり、ポリゴンミラー307の同一反射面において上下方向(副走査方向)にある間隔で入射するように配置されている。よって参照光源用LD301からの光束もポリゴンミラー307により偏向走査され、fθレンズ308を通った後、透明部材309を介し感光体310と等価位置である被検出面上に配置された311,312,313反射部材1、2、3で反射した光が検出器314を走査する。検出器314を走査した光束により検出信号及び同期検知信号が得られ、同期検知信号の時間幅に基づいて、主走査ドット位置ずれ量を高精度に補正することができる。
【0148】
書込用光源301からの出射光における光源から被走査媒体までの光路長をL1,L2,L3、参照用光源302からの出射光における光源から反射部材1,2,3を介して検出器314に至るまでの光路長をL1’,L2’,L3’としたとき、両者の光路長をそれぞれ略同一光路長になるように配置することにより、光路差による走査時間誤差などの変動を受けることなく、参照光源及び検出手段より得られる位相同期信号に基づいて、高精度なドット位置補正が可能となる。 また、走査光を出射する走査光源と、参照光を出射する参照光源に略同一波長の光源を構成することにより光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【0149】
走査光を出射する走査光源と、参照光を出射する参照光源として、例えば光源に半導体レーザを用いた場合等に同一ロットのもので光源を構成することにより、光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【0150】
また、上記構成において同一ロット中の近接配置にあるもの同士を構成することにより、より波長差の小さい光源を構成することが可能となり、光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【0151】
なお、走査光を出射する走査光源と、参照光を出射する参照光源として略同一波長の光源を有する半導体レーザアレイを構成する場合の実施例を図34に示す。本実施例では走査光源をLD1,LD2,LD3,LD4、参照光源をLD5としたとき、走査光源の各LD同士の間隔に対して参照光源との間隔を大きくすることにより、参照光源の光束分離を容易にする構成をなすものである。本構成により、光源の波長差により生じる走査位置の誤差及び変動成分を低減し、高精度なドット位置補正が可能となる。
【0152】
図35に、これまで説明してきた光走査装置及び画像形成装置を、複数の感光体を有する多色対応の画像形成装置であるタンデムカラー機に適用した実施例を示す。ただし、図35では本発明に関係する副走査断面の構成例のみを示している。図35中、501はポリゴンミラー、502は走査レンズ1,503,504は折返しミラー、505は走査レンズ2、506は折返しレンズ、507は半透明部材、508は感光体、509は検出器である。他の光学系も同様である。また、510は中間転写ベルトである。
【0153】
図35では、ポリゴンミラー501を2段として走査光学系を上下に配備し、さらに走査光学系を偏向手段を中心とし、対向させて配備することにより、4つの被走査面に対応させた各走査光学系を配備している。このとき、有効画角の外の両側に配備されたミラーによりビームを各検出器に導光する。また、中間転写レベル510上に計測用のパターン像を形成し、各走査光学系毎に複数個配備されたセンサを用いて各色毎のドット位置を計測する。このとき、これまで説明したような補正を行うことにより高精度かつ経時変化に対応したドット位置補正が可能になる。
【0154】
タンデムカラー機はシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの各色に対応した別々の感光体が必要であり、光走査光学系はそれぞれの感光体に対応して、別の光路を経て潜像を形成する。したがって、各感光体上で発生する主走査ドット位置ずれは異なる特性を有する場合が多い。そこで、これまで説明したような光走査装置を、タンデムカラー機に展開することにより、主走査ドット位置ずれが良好に補正された高画質な画像を得ることができる。特に画質の面では各ステーション間の色ずれを効果的に低減した、色再現性の良い画像が得られる。
【0155】
例えばタンデムカラー機において、ステーション間の色ズレが数10μm程度発生している場合、主走査位置ずれ量が1/8ドットを越えた画素クロックにおいて位相シフトをかけ主走査位置ずれの補正を行うことで、1200dpiであれば1/8ドット相当である約2.6μm(21.2μm/8)までドット位置ずれ量を低減できる。
【0156】
本発明では、各ドット毎にずらし量を画素データに与えると、画素データのビット数が増え、データ転送上重くなるため位相シフトによりドットをずらすパターンを、データ領域毎に位相データを与える形式によって複雑なデータの与え方をせずとも高精度なドット位置補正が可能となる。
【0157】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、低コスト、省スペースで、なおかつ、簡単な構成で経時的なドット位置補正を可能にするための計測ができ、高精度なドット位置補正が可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光走査装置の一実施例の全体構成図である。
【図2】光走査光学系のドット位置ずれを説明する図である。
【図3】本発明によるタイミング図の実施例を示す図である。
【図4】本発明による主走査ドット位置ずれを説明する図である。
【図5】本発明によるタイミング図の別の実施例でを示す図である。
【図6】本発明による主走査ドット位置ずれを説明する図である。
【図7】光検出器の構成例を示す図である。
【図8】本発明の光走査装置の別の実施例を示す全体構成図である。
【図9】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図10】本発明による主走査ドット位置ずれを説明する図である。
【図11】本発明による光走査光学系の実施例を示す図である。
【図12】検出器の配列の構成例を示す図である。
【図13】本発明の光走査装置の別の実施例の全体構成図である。
【図14】本発明による光走査光学系の別の実施例を示す図である。
【図15】反射・透過部材及び検出器の配置の構成例を示す図である。
【図16】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図17】本発明によるデータ領域分割の実施例を示す図である。
【図18】本発明によるデータ領域分割の別の実施例を示す図である。
【図19】本発明の光走査装置の別の実施例の全体構成図である。
【図20】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図21】本発明による主走査ドット位置ずれ補正を説明する図である。
【図22】検出器の構成例を示す図である。
【図23】複数の反射部材と検出器の配置の構成例を示す図である。
【図24】本発明の光走査装置の別の実施例を示す全体構成図である。
【図25】複数の反射・透過部材と検出器の配置の別の構成例を示す図である。
【図26】本発明によるタイミング図の別の実施例を示す図である。
【図27】本発明による光走査光学系の別の実施例を示す図である。
【図28】本発明による光走査光学系の更に別の実施例を示す図である。
【図29】本発明による主走査ドット位置ずれ補正を説明する図である。
【図30】本発明による光走査装置の別の実施例を示す全体構成図である。
【図31】マルチビーム光源ユニットの実施例を示す図である。
【図32】マルチビーム光源ユニットの別の実施例を示す図である。
【図33】本発明による光走査装置の別の実施例の全体構成図である。
【図34】マルチレーザヘッドの構成例を示す図である。
【図35】本発明の光走査装置を適用したタンデムカラー機の主要部の構成例を示す図である。
【図36】本発明で用いられる画素クロック生成装置の実施例のブロック図である。
【図37】図36中の画素クロック生成回路の一実施例の詳細構成図である。
【図38】図37の動作タイミング図である。
【図39】位相シフト量と位相データの対応表を示す図である。
【図40】画素クロック生成装置における位相シフト補正方法を説明する図である。
【図41】画素クロック生成装置の動作例を示す図である。
【図42】本発明で用いられる画素クロック生成装置の他の実施例のブロック図である。
【図43】従来の光査装置、画像形成装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
100 高周波クロック生成部
101,102 検出器
110 ドット位置ずれ検出・制御部
120 画素クロック生成部
130 画像処理部
140 LD駆動信号生成部
150 LD駆動部
200 光走査光学系
201 半導体レーザ
202 コリメータレンズ
203 シリンダーレンズ
204 ポリゴンミラー
205 走査レンズ
206 透過部材
207 感光体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device such as a laser printer or a digital copying machine, and an image forming apparatus including the optical scanning device, and more particularly to generation of a pixel clock and phase control thereof.
[0002]
[Prior art]
The prior art of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 43, the laser emitted from the semiconductor laser unit 1001 is scanned in one direction as the polygon mirror 1002 rotates, and forms a light spot on the scanned medium (photoconductor) 1004 via the scanning lens 1003. Then, an electrostatic latent image is formed. At this time, the scanning light is detected by detection means 1005 and 1010 on the extension of the scanned medium, and the detection timings of both detection signals are input to the phase synchronization circuit 1009 via the time counter 1011 and the lookup table 1012. . The phase synchronization circuit 1009 receives the clock of the clock generation circuit 1008, generates an image clock (pixel clock) that is phase-synchronized for each line based on the output signal of the lookup table 1012, and the image processing unit 1006. And supplied to the laser driving circuit 1007. In this way, the semiconductor laser unit 1001 controls the emission time of the semiconductor laser according to the image data generated by the image processing unit 1006 and the image clock whose phase is set for each line by the phase synchronization circuit 1009. The electrostatic latent image on the scanned medium 1004 is controlled.
[0003]
Conventionally, Patent Document 1 discloses an example of correcting the writing position of the image forming position of each color in a color laser printer or the like within one clock error. In addition, as an example of adjusting the writing position in the main scanning direction and the writing end position with respect to the shift of the image forming position in the main scanning direction in the image forming apparatus, there is Patent Document 2. Furthermore, in the optical scanning device using the multipoint synchronization method, the dot position deviation is corrected as an example.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-238319 A
[Patent Document 2]
JP 2000-28925 A
[Patent Document 3]
JP-A-6-59552
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the scanning optical system, the scanning speed unevenness causes image fluctuation and causes deterioration of image quality due to generation of a vertical stripe image. As a result, a main scanning dot position shift occurs, and this appears as a color shift particularly in a color image, resulting in deterioration of color reproducibility and resolution. When high quality image quality is required, it is necessary to correct the scanning speed unevenness.
[0006]
In a plurality of scanning optical systems corresponding to a multicolor image forming apparatus, it is a very important issue to reduce relative scanning line inclination, scanning line bending, full width magnification error, and partial magnification error. Here, the initial characteristics can be adjusted by measuring the obtainability before assembly, but changes over time such as temperature fluctuations need to be measured in the machine.
[0007]
At this time, the scanning line inclination and the full width magnification error can be measured on both sides outside the effective writing width, but the scanning line bend and the partial magnification error need to be measured within the effective writing width. However, at this time, it is necessary to separate the light beam guided to the effective writing width from the light beam for detection, but separation is very difficult, and a deflector such as a polygon mirror and a scanning optical element become large. In addition, since the light beam toward effective writing is separated from the light beam for synchronization detection, the synchronization detection accuracy is deteriorated.
[0008]
Currently, a method of scanning a surface to be scanned by arranging a plurality of scanning optical systems in the main scanning direction is widely known. However, since the scanning optical systems are arranged in parallel in the main scanning direction, It is difficult to separate the light beam for synchronization detection.
[0009]
In the optical scanning optical system, uneven scanning speed on the surface to be scanned (on the photosensitive member) occurs for the following reason.
1. When the fθ characteristic of the scanning lens is not sufficiently corrected
2. Deterioration of optical component accuracy of optical scanning optical system and mounting accuracy on housing
3. Deformation to optical components due to environmental fluctuations such as temperature and humidity inside the machine, and focal length changes due to refractive index fluctuations, and fθ characteristics deteriorate.
4). Variation in scanning speed of the light spot (scanning beam) that scans the surface to be scanned due to variations in the distance from the rotation axis of the deflecting and reflecting surface of a deflector such as a polygon scanner
In particular, the main scanning dot position shift due to the environmental change described in 3 above cannot be avoided even if optical adjustment or electrical correction is performed at the time of shipment. In order to meet the recent demand for higher image quality, it is necessary to solve this problem. Further, as described above, when high-quality image quality is required, it is necessary to correct the scanning speed unevenness.
[0010]
In particular, in the case of a multi-beam optical system, when there is a difference in the oscillation wavelength of each light source, in the case of an optical system in which the chromatic aberration of the scanning lens is not corrected, an exposure shift occurs, and a light spot corresponding to each light source. However, the scanning width when scanning the scanned medium causes a difference for each light source and causes deterioration in image quality. Therefore, it is necessary to correct the scanning width.
[0011]
However, when the above correction is performed, the occurrence of scanning unevenness by the optical system differs on the scanning line due to the characteristics of the optical system. In addition, correcting all image data to correct scanning unevenness increases the amount of correction data and increases the cost to the control system, the circuit scale, and the like.
[0012]
Neither Patent Document 1 nor Patent Document 2 can correct the influence of the main scanning dot position shift caused by the optical system or the deflector. Patent Document 3 is a method of changing the PLL frequency for dot position correction. Therefore, the clock signal fluctuates due to the influence of frequency fluctuation during the PLL lockup time, and the clock is corrected with high accuracy. Can not do it.
[0013]
An object of the present invention is to enable measurement for enabling dot position correction over time with a simple configuration at low cost, space saving, and based on information measured by a plurality of detection units, To provide an optical scanning device and an image forming apparatus capable of highly accurate dot position correction.
[0014]
In addition, an object of the present invention is to make it possible to perform measurement for enabling main scanning dot position correction over time with a simple configuration at a low cost and in a space-saving manner, and also with a plurality of reflecting or transmitting members. It is an object to provide an optical scanning apparatus and an image forming apparatus capable of highly accurate main-scanning dot position deviation correction based on information measured by two detection units.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a light source, a deflecting unit that deflects a light beam emitted from the light source, and a light guide unit that guides the light beam deflected by the deflecting unit to a surface to be scanned and a surface to be detected different from the surface to be scanned. A high frequency clock generating means for generating a high frequency clock, and a high frequency clock and a pixel clock output from the high frequency clock generating means. Phase data indicating the amount of phase shift and In an optical scanning device comprising pixel clock generation means for generating a pixel clock based on In the detected surface, A detection position in the reverse direction of scanning from the effective writing start position on the scanned surface. Above Including a first detection signal detected when the light beam scans, and an effective writing end position; The Scanning direction from effective write end position The detection position at Based on the second detection signal detected when the light beam scans, the phase data is Generation It is characterized by doing.
[0016]
The present invention also provides a light source, deflecting means for deflecting the light beam emitted from the light source, and guiding the light beam deflected by the deflecting means to a surface to be scanned and a surface to be detected different from the surface to be scanned. Optical means, high-frequency clock generating means for generating a high-frequency clock, high-frequency clock and pixel clock output from the high-frequency clock generating means Phase data indicating the amount of phase shift and In an optical scanning device comprising pixel clock generation means for generating a pixel clock based on In the detected surface, An effective writing end position, which includes a first detection signal detected when a light beam scans a detection position in the opposite direction of scanning from the effective writing start position on the surface to be scanned, and an effective writing end position; More scanning direction The detection position at A second detection signal detected when the light beam scans; Above Approximately the same position as the effective write start position The detection position at Based on the third detection signal detected when the light beam scans, the phase data is Generation It is characterized by doing.
[0017]
The present invention also provides a light source, deflecting means for deflecting the light beam emitted from the light source, and guiding the light beam deflected by the deflecting means to a surface to be scanned and a surface to be detected different from the surface to be scanned. Light means; In the detected surface Substantially the same position as the scanned surface Scan Multiple reflections of luminous flux Thru Detection means for detecting by one detection unit via a reflection / transmission member, high-frequency clock generation means for generating a high-frequency clock, high-frequency clock and pixel clock output from the high-frequency clock generation means Phase data indicating the amount of phase shift and And a pixel clock generating means for generating a pixel clock based on the plurality of reflections through the plurality of reflections. Reflection Based on the scanning time that the light beam traverses the transmissive member, the phase data is Generation It is characterized by doing.
[0018]
Furthermore, an embodiment of the optical scanning device of the present invention is characterized in that it has a region where light beams directed from a plurality of reflecting or reflecting / transmitting members to the detecting means overlap.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, a pixel clock generating device used in the optical scanning device and the image forming apparatus of the present invention will be described.
FIG. 36 shows a configuration diagram of an embodiment of the pixel clock generation apparatus. In FIG. 36, a data area setting signal generation circuit 11 Is configured by inputting a data area setting value that determines the number of pixel clocks in the data area, counting the pixel clock PCLK output from the pixel clock generation circuit 14, and including a plurality of continuous pixel clock signals, that is, PCLK. A data area setting signal that is a timing for determining the data area is generated. The phase data storage circuit 12 stores in advance external phase data indicating phase shift data such as one line, and the phase in the corresponding data area is determined by the timing of the data area setting signal output from the data area setting signal generation circuit 11. Read shift data. The phase data generation circuit 13 generates the pixel clock of the data area setting value in the corresponding data area according to the timing of the data area setting signal and the pixel clock PCLK. count In the meantime, phase data indicating that the phase is shifted in the positive or negative direction by the number of times based on the phase shift data read from the phase data storage circuit 12 is generated. The phase data is generated in units of one pixel clock. For example, “+” is used to shift 1/8 PCLK in the positive direction, “−1” is used to shift 1/8 PCLK in the negative direction, “ 0 ". As will be described later, the pixel clock generation circuit 14 generates, for example, a pixel clock PCLK corresponding to a quarter of the high-frequency clock VCLK, and shifts, for example, 0, +1/8 PCLK, −1/8 PCLK based on the phase data. Let
[0020]
FIG. 37 shows a specific configuration example of the clock generation circuit 14. In FIG. 37, the high-frequency clock generation circuit 100 generates a high-frequency clock VCLK serving as a reference for the pixel clock PCLK. Counter (1) 1403 is a counter that operates at the rising edge of the clock of VCKL. The comparison circuit (1) 1404 compares the value of the counter (1) 1403 with a preset value and the comparison value 1 output from the comparison value generation circuit 1402, and outputs a control signal 1 based on the result. The clock 1 generation circuit 1405 generates the clock 1 based on the control signal 1. On the other hand, the counter (2) 1406 is a counter that operates at the falling edge of the clock of VCKL. The comparison circuit (2) 1407 compares the value of the counter (2) 1406 with a preset value and the comparison value 2 output from the comparison value generation circuit 1402, and outputs a control signal 2 based on the result. The clock 2 generation circuit 1408 generates the clock 2 based on the control signal 2. The multiplexer 1409 selects clocks 1 and 2 based on the select signal, and outputs them as the pixel clock PCLK.
[0021]
The comparison value generation circuit 1402 outputs the comparison value 1 and the comparison value 2 based on the phase data output from the previous phase data generation circuit 13 and the status signal output from the status signal generation circuit 1401. When the bit 0 of the phase data is 1, the status signal generation circuit 1401 toggles the signal at the rising timing of PCLK and outputs it as a status signal. When the bit 0 of the phase data is 1, the select signal generation circuit 1410 toggles the signal at the falling timing of PCLK and outputs it as a select signal.
[0022]
The operation outline of FIG. 37 will be described with reference to the timing chart of FIG. This operation is described in detail in Japanese Patent Application No. 2001-290469 filed earlier by the present applicant.
[0023]
Here, a case will be described in which the pixel clock PCLK corresponding to the four-frequency division of the high-frequency clock VCLK is generated and shifted by +1/8 PCLK and -1/8 PCLK as the phase shift. FIG. 39 shows the correspondence between the phase shift amount and the phase data. FIG. 38 shows the phase shift amount and how the clock 1 and clock 2 are switched.
[0024]
First, the operation starts from the state where the clock 1 is selected by the multiplexer 1409. Assume that phase data “00” is given in synchronization with PCLK (A). Since the phase data bit0 is 0, the select signal remains 0 and the clock 1 is selected and output as PCLK (b). As a result, PCLK becomes a clock having a phase shift amount of zero.
[0025]
Next, it is assumed that “01” is given as the phase data (C). In this case, since the phase data bit0 is 1, the select signal is toggled at the falling edge of PCLK, and the clock 2 is selected as 1 and output as PCLK (d). As shown in FIG. 38, the clock 2 at this time is a clock whose period is increased by 1 VCLK (e). As a result, PCLK shifted by +1/8 PCLK is obtained. Next, when "01" is given again as the phase data (e), since the phase data bit0 is 1, the select signal is toggled at the falling edge of PCLK, and the clock 1 is selected as 0 and output as PCLK (he) ). As shown in FIG. 112, the clock 1 at this time is a clock whose period is increased by 1 VCLK (G). As a result, similarly, PCLK shifted in phase by +1/8 PCLK is obtained.
[0026]
Next, it is assumed that “11” is given as the phase data (g). Since the phase data bit0 is 1, the select signal is toggled at the falling edge of PCLK, and the clock 2 is selected as 1 and output as PCLK (H). At this time, the clock 1 is a clock whose period is shortened by 1 VCLK as shown in FIG. As a result, PCLK shifted by −1/8 PCLK is obtained.
[0027]
The pixel clock shifted in phase by 1/8 PCLK step by changing the period of clock 1 and clock 2 according to the phase data as described above, switching clock 1 and clock 2 and outputting them as PCLK. PCLK can be obtained.
[0028]
FIG. 40 shows the principle of phase shift correction by the pixel clock generator shown in FIGS. As described above, in the pixel clock generation circuit of FIG. 37, the phase of the pixel clock PCLK can be shifted by +1/8 PCLK and −1/8 PCLK by providing phase data in synchronization with the pixel clock PCLK. is there.
[0029]
The ideal state in FIG. 40 shows the dot position in the ideal state where no scanning speed unevenness or exposure deviation occurs, and is the result of scanning 6 consecutive dots at 1200 dpi (dot diameter of about 21.2 μm). Before the correction in FIG. 40, the dot position accuracy of the first dot is the same, but the dot position shift is caused by uneven scanning speed or exposure shift, and the sixth dot is 1200 dpi relative to the ideal state. A dot position deviation of 10.6 μm, which is equivalent to 1/2 dot, is generated. Since the time required for writing one dot in this state is equivalent to one pixel clock = 1PCLK, this means that when the phase shift resolution is 1/8 PCLK, that is, the dot position can be corrected with 1/8 dot accuracy. After the correction of FIG. 114, when the phase shift resolution is 1/8 dot, that is, 1/8 PCLK, the phase shift of -1/8 PCLK from the state before the correction, which has caused the ½ dot position shift from the ideal state, is within the data area. In theory, the dot position of the sixth dot can be shifted by 1/8 PCLK × 4 = −1 / 2 PCLK, and the dot position is corrected with an accuracy of 1/8 PCLK with respect to the ideal state. It shows that you can.
[0030]
FIG. 41 shows an operation example when the data area setting value = 30 and the external phase data = −3. Here, the phase data shifts 1 and 2 indicate the phase data, and the phase of the PCLK signal at the timing when the 2-bit phase data becomes 1 is corrected to −1/8 PCLK from FIG.
[0031]
In FIG. 41, the main scanning dot position deviation in the data area is corrected by performing a phase shift of −1/8 PCLK three times between the data areas 30PCLK. In addition, the PCLK signal is output at the timing of the phase synchronization signal and is input to each signal generation circuit. However, since the actual image area is after a certain number of PCLK clock oscillations from the timing of the phase synchronization signal, The input unit is provided with a counter for inputting a PCLK signal only after counting a certain number of PCLKs. Also, a certain number of PCLK signals can be defined as a data area by setting the data area set value to a value of a certain characteristic.
[0032]
FIG. 42 shows a configuration diagram of another embodiment of the pixel clock generator. In the present embodiment, the pixel clock generation device of FIG. 36 is provided with a data area setting value storage circuit 15 for calling the data area setting value at the timing of the data area setting value and the PCLK signal set from the outside. The characteristic data of the main scanning dot position deviation is acquired in advance, and the number of PCLKs in the data area at each image height is stored in the data area setting value storage circuit 15 based on the data, whereby FIG. ) When the number of PCLK is a constant number and the number of divisions is 22, and when the number of data in the data area is changed according to the image height and the number of divisions is 10 as shown in FIG. In spite of the difference in the number of divisions, the amount of deviation between the data areas, which is the maximum value of the main scanning dot position deviation amount, can take a value that is almost unchanged.
[0033]
In this way, it is possible to correct to the same main scanning dot position shift amount with a smaller number of data areas than in the case of a fixed number, and it is possible to reduce the number of data used for phase data and the memory required for data storage It becomes.
[0034]
Here, consider a case where the data area setting value is given based on the main scanning dot position deviation data measured in advance. As the main scanning dot position deviation data acquisition method, two PDs having a fixed distance are arranged in the image height direction, the time difference between two sensors when actually scanning light is measured, and the time difference is determined as the dot position. This is obtained by converting to a shift and performing this measurement on the total image height.
[0035]
In the main scanning dot position deviation data, the image height data X (n) is
X (-n), X (-n + 1), ... X (-1), X (1), X (2), ... X (n-1), X (n)
The main scanning dot position deviation data Y (n)
Y (-n), Y (-n + 1), ... Y (-1), Y (1), Y (2), ... Y (n-1), Y (n)
In this case, the absolute value | Y (a + b) −Y (a) | of the main scanning dot position deviation between the image heights X (a) and X (a + b) (a and b are integers) is less than a certain value. Thus, an arithmetic circuit for determining the interval between the image heights is provided, and data corresponding to the data area set value can be acquired by synchronizing the interval between the image heights with the PCLK signal. The above data area setting value is such that the data area is narrowed between image heights where the displacement of the main scanning dot position deviation is large, and the data area is widened between image heights where the displacement is small. Compared to the above, the configuration in which the number of data in the data area is changed according to the image height makes it possible to reduce the amount of main scanning dot position deviation.
[0036]
Further, it is possible to correct the amount of main scanning dot position deviation with the same number of data areas as compared with the case of a fixed number, and it is possible to reduce the number of data used for phase data and the memory required for storing the data.
[0037]
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an embodiment of an optical scanning device according to the present invention. Laser light from the semiconductor laser 201 passes through a collimator lens 202 and a cylinder lens 203, is scanned (scanned) by a polygon mirror 204, passes through a scanning lens (fθ lens) 205, and is a scanned medium via a transparent member 206. By entering the photoconductor 207, an image (electrostatic latent image) is formed on the photoconductor 207. In order to start writing the scanning laser beam at the effective writing start position, the detector 101 detects a signal before the light beam scans the effective writing start position, and includes the effective writing end position. A position in the scanning direction is detected from the insertion end position by the detector 102 and input to the dot position deviation detection / control unit 110. The dot position deviation detection / control unit 110 measures the time during which the laser beam is scanned between the detection units 101 and 102 and compares it with the scanning time when ideal scanning is performed. The amount is obtained, phase data for correcting the shift amount is generated, and output to the pixel clock generation unit 120 as external phase data. Note that the output signal of the detection unit 101 is also provided to the image processing unit 130 as a line synchronization signal.
[0038]
The pixel clock generation unit 120 has the configuration described above with reference to FIGS. 36, 37, 42, and the like. Here, when the pixel clock generation unit 120 does not include a phase data storage circuit, the dot position deviation detection / control unit 110 outputs external phase data to the pixel clock generation unit 120 for each line. In the case where a storage circuit is provided, the phase data is obtained in advance, for example, by obtaining the phase data in advance. In addition, the dot position deviation detection / control unit 110 rotates not only the phase data (first phase data) for always making the same correction for each line so as to correct the scanning unevenness caused by the characteristics of the scanning lens, but also the rotation of the polygon mirror. When phase data (second phase data) corresponding to correction such as unevenness that changes for each line is also generated and the pixel clock generation unit 120 includes a phase data synthesis circuit, the phase data is generated. Are also output to the pixel clock generator 120.
[0039]
The pixel clock generation unit 120 receives the high frequency clock VCLK of the high frequency clock generation unit 100, generates a pixel clock PCLK whose phase is controlled based on external phase data from the dot position deviation detection / control unit 110, and an image processing unit. 130 and the laser drive signal generation unit 140. The image processing unit 130 generates image data based on the pixel clock PCLK, and the laser drive signal generation unit 140 receives the image data and similarly generates a laser drive signal (modulation signal) based on the pixel clock. Then, the semiconductor laser 201 is driven via the laser driving unit 150. As a result, an image having no positional deviation can be formed on the photosensitive member 207.
[0040]
Here, the dot position shift of the optical scanning optical system will be described with reference to FIG. The horizontal axis in FIG. 2 represents the ideal image height (ideal dot position based on image data), and the vertical axis represents the real image height (actual dot position via the optical scanning optical system). Ideally, a linear characteristic with an inclination of 1 (optically fθ characteristic is corrected well) is desirable, but in general, it is not linear (constant speed scanning) for the following reason. Is curved (uneven scanning speed occurs).
[0041]
In other words, the actual main scanning dot position deviates from the ideal main scanning dot position. The following three factors can be considered as the cause.
1. The fθ characteristic of the scanning lens is not sufficiently corrected
2. Deterioration of optical component accuracy of optical scanning optical system and mounting accuracy on housing
3. Deformation of optical components due to environmental changes such as temperature and humidity inside the machine, and focal length changes due to refractive index fluctuations.
fθ characteristics deteriorated
In particular, the main scanning dot misalignment due to environmental fluctuations cannot be avoided even if optical adjustment or electrical correction is performed at the time of shipment. For example, even if the characteristics at the time of first printing are (a), continuous printing is performed. When output, the temperature inside the machine rises and may change to the characteristic value of (b). As a result, the hue of the first print and the hue after printing a plurality of sheets may change.
[0042]
Therefore, the present invention grasps in advance the characteristic value of the relationship between the actual image height and the ideal image height of the optical scanning optical system to be used in the present invention by preliminary experiments or simulations, and uses a lookup table or the like from the characteristic value. create. The dot position deviation detection / control unit 110 sequentially measures the optical scanning time when the print is actually driven, obtains the dot position correction amount from the lookup table based on the measured scanning time, and sets the dot position to the ideal position. The phase shift amount is determined so that As a result, it is possible to effectively correct the dot position deviation in the main scanning direction caused by environmental fluctuations in the apparatus.
[0043]
FIG. 3 and FIG. 4 show a first embodiment of a method for correcting the dot position in the optical scanning device of FIG. 1 to an arbitrary position. In FIG. 3, when generating a pixel clock after a certain period from the fall of the phase synchronization signal that sets the timing for starting writing, the semiconductor laser is modulated based on the pixel clock signal within an effective scanning period that becomes an actual image region, Light emitted from the semiconductor laser passes through an optical system to form an electrostatic latent image on the photoreceptor. At this time, even if the pixel clock has a fixed period, the electrostatic latent image on the photosensitive member is displaced in the main scanning direction by the deflector or the optical system, and the electrostatic latent image is displaced. Will eventually lead to dot misalignment (FIG. 4). At this time, the effective scanning period in the main scanning direction varies depending on the optical system. In this example, when the center of the image height is 0, the maximum and minimum values of the image height are relative to the image height ratios 1 and -1, respectively. Is defined.
[0044]
FIG. 4 shows a main scanning position deviation amount with the vertical axis representing the main scanning position deviation amount and the horizontal axis representing the image height ratio. The optical system characteristic of FIG. 4A has a characteristic that the change amount is large at a place where the image height is high, and the change amount is small when the image height is near zero. In addition, the pixel clock generation circuit (for example, 36) having a phase shift function capable of shifting the phase of the pixel clock for each clock by a fraction of a dot of the clock allows the main scanning position of each pixel to be a fraction of ±. Since the shift can be performed in dot units, in principle, in the case of ± 1/8 dot shift, the linearity correction amount can be adjusted from 0% to 12.5%. In the case of 1200 dpi writing, the main scanning position deviation within the effective writing width can be reduced to 2.6 μm (21.2 μm / 8).
[0045]
In this embodiment, the signal is detected at the scanning timing before the effective write start position, thereby synchronizing the asynchronous clock with the detection signal, improving the clock position accuracy at the effective write start position, and effective. By detecting a signal when the light beam scans in the same position as the writing end position or in the scanning direction, an effective writing area is obtained based on the detection signal before the writing start position and the detection signal after the writing end position. By detecting a fluctuation component such as a dot position deviation in the inside and providing it as phase data, the dot position deviation within the effective scanning period is corrected with high accuracy.
[0046]
FIG. 5 and FIG. 6 show an embodiment in which a signal is detected and a phase data is corrected when a light beam scans an effective writing end position. Here, FIG. 5 corresponds to FIG. 3 and FIG. 6 corresponds to FIG. 4, and the transition timing of the pixel clock is determined based on the detection signal when the light beam scans the substantially same position as the effective writing end position. By providing the phase data to be generated, it is possible to reduce the main scanning dot position shift with higher accuracy than the embodiments shown in FIGS.
[0047]
As shown in FIG. 7B, the detection means (detector) in the embodiment of FIG. 1 includes a triangular photodetector (PD) or a triangular slit disposed just before the PD, and FIG. It is comprised by the combination of square-shaped PD etc. which are shown to (a). At this time, the position in the sub-scanning direction can be measured by detecting the time (t1, t2 in the figure) when the PD detects the beam, and each detection means can be detected by detecting the rise of the beam entering the PD. It is possible to measure the time difference of beam detection by. The magnification error can be measured by the measured time difference (t3, t4).
[0048]
In each of the following embodiments, as shown in FIG. 5, the second detection signal is detected when the light beam scans the position in the scanning direction from the effective writing end position, including the effective writing end position. In this embodiment, signal detection is performed when the light beam scans a position substantially the same as the effective writing end position.
[0049]
FIG. 8 shows another embodiment of the optical scanning device of the present invention. In this embodiment, the reflected light on the first surface of the flat glass 206 is detected by the detectors 101, 102, and 103 arranged on the detection surface. In FIG. 8, the laser emitted from the semiconductor laser 201 is deflected and scanned by the rotation of the polygon mirror 204, forms a light beam spot on the scanned medium (on the photosensitive member) 207 via the scanning lens 205, and is static. An electrostatic latent image is formed.
[0050]
In this embodiment, as detection means, photodetectors 101, 102, 103 are provided at two positions on the writing start position side and end position side and one position in the writing area (substantially the same position as the effective writing start position). The scanning time when the beam deflected and scanned by the polygon mirror 204 of the deflector crosses each of the photodetectors 101, 102, and 103 is measured, and recorded in advance based on the variation of the measured scanning time. The correction amount of the main scanning dot position is set from a lookup table or the like. An image clock phase-shifted by the pixel clock generation unit 120 is generated based on the correction amount data, and the emission time of the semiconductor laser is controlled by the pixel clock according to the image data generated by the image processing unit 130. The dot position on the scanning medium can be controlled to an arbitrary position.
[0051]
In this embodiment, the light beam traveling toward the detection means is reflected by the first surface of the transparent member 206. For this reason, the following effects are acquired. The same applies to other embodiments.
1. The number of transmitting surfaces is reduced, the deterioration of the wavefront of the light beam for detection is reduced, and an accurate beam position can be detected.
2. Since the detection beam is not affected by absorption by the material and the number of transmitting surfaces is reduced, light loss is reduced, and accurate beam detection is possible.
3. By using a transparent material with a high reflectivity of the transparent member so that the detection beam is not easily affected by absorption by the material, the level of reflected light is reduced, resulting in less light loss and accurate beam detection. It becomes possible.
[0052]
An embodiment of a method for correcting the dot position to an arbitrary position in the optical scanning device of FIG. 8 is shown in FIGS. FIG. 9 corresponds to FIG. 3 and FIG. FIG. 10 shows a main scanning position deviation amount with the vertical axis representing the main scanning position deviation amount and the horizontal axis representing the image height ratio. The optical system characteristic of FIG. 10A has a characteristic that the change amount is large at a place where the image height is high, and the change amount is small when the image height is near zero.
[0053]
The pixel clock generation unit 120 having a phase shift function capable of shifting the phase of the pixel clock by a fraction of a dot of the clock for each clock can shift the main scanning position of each pixel in units of ± 1 / dot. Therefore, in principle, in the case of ± 1/8 dot shift, the linearity correction amount can be adjusted from 0% to 12.5%. In the case of 1200 dpi writing, the main scanning position deviation within the effective writing width can be reduced to 2.6 μm (21.2 μm / 8).
[0054]
FIG. 11 shows an embodiment of an optical system in the optical scanning device of FIG. In the embodiment of FIG. 11, the beam splitter 206 ′ separates and detects the light beam traveling toward the surface to be scanned and the light beam traveling toward the detecting means into light beams in different directions. The beam splitter 206 ′ is formed by joining two pairs of right-angled triangular prisms, and the joint surface is a half mirror surface. A part of the light incident on the beam splitter 206 ′ passes through the half mirror surface, and the transmitted light travels straight and scans the scanned medium 207. On the other hand, the light reflected by the half mirror surface is bent downward as shown in FIG. 11B to form reflected light. By separating the light beam scanned on the scanned medium 207 and the light beam detected by the detectors 101, 102, and 103 by the beam splitter 206 ', it is possible to detect light beams in different directions at the same time.
[0055]
With this configuration, the first scan of the laser beam on the scanned medium 207 by the rotation of the polygon mirror 204 and the reflected light from the half mirror surface of the beam splitter 206 ′ cause a different direction and position from the scanned medium surface. Since the second scanning is performed in FIG. 4, by arranging the detectors 101, 103, 102 on the second scanning line, a phase synchronization signal can be obtained along with the rotational speed of the polygon motor.
[0056]
The embodiments of FIGS. 8 and 11 are characterized in that a light beam scanned at substantially the same position as the surface to be scanned is detected by a detection means that detects a plurality of detectors 101, 102, and 103. According to this embodiment, since the luminous flux can be detected in real time at the start and end timing of the effective writing area, phase synchronization control and dot writing position correction can be performed in real time with high accuracy. It becomes.
[0057]
FIG. 12 shows a configuration in which three detectors 101, 102, and 103 are arranged on substantially the same support body 104 in the embodiment of FIGS. 8 and 11. By doing so, it becomes possible to reduce fluctuations in the position and orientation of the reflecting member and detection means due to temperature fluctuations and environmental fluctuations, and more accurate main scanning dot position detection and main scanning dot position deviation correction are possible. Become.
[0058]
FIG. 13 shows still another embodiment of the optical scanning device of the present invention. In the embodiment of FIG. 13, the reflected light on the first surface of the transparent member 206 such as flat glass is further reflected by the reflecting members 209, 210, and 211 arranged in the scanning direction and detected by one detector 105. is there. In FIG. 13, the laser emitted from the semiconductor laser 201 is deflected and scanned by rotating the polygon mirror 204, forms a light beam spot on the scanned medium (on the photosensitive member) via the scanning lens 205, and electrostatically A latent image is formed.
[0059]
In this embodiment, reflecting members 209, 210, and 211 are provided at two positions on the writing start position side and end position side and one position in the writing area with respect to one detector 105, the polygon mirror 204, A beam deflected and scanned by the scanning lens 205 traverses the reflecting members 209, 211, and 210, and a scanning time interval in which the reflected light is detected by one detector 105 is measured, and the variation in the measured scanning time is measured. Based on the amount, the correction amount of the dot position for main scanning is set from a pre-recorded lookup table or the like. Based on the correction amount data, an image clock phase-shifted by the pixel clock generation unit 120 is generated, and the emission time of the semiconductor laser 201 is controlled according to the image data generated by the image processing unit 130 using the pixel clock. Thus, the dot position on the scanned medium 207 can be controlled to an arbitrary position.
[0060]
FIG. 14 shows an embodiment of the optical system in the configuration of FIG. In this embodiment, a beam splitter 206 ′ separates and detects a light beam directed to the surface to be scanned and a light beam directed to the detection means into light beams in different directions.
[0061]
The beam splitter 206 ′ is formed by joining two pairs of right-angled triangular prisms, and the joint surface is a half mirror surface. A part of the light incident on the beam splitter 206 ′ passes through the half mirror surface, and the transmitted light travels straight and scans the scanned medium 207. On the other hand, the light reflected by the half mirror surface of the beam splitter 206 ′ is bent downward to form reflected light as shown in FIG. By separating the light beam scanned on the scanned medium 206 and the light beam detected by the detector 105 with a beam splitter, light beams in different directions can be detected simultaneously.
[0062]
With this configuration, in the direction and position different from the surface of the scanned medium due to the first scanning of the laser light on the scanned medium by the rotation of the polygon mirror 204 and the reflected light from the half mirror surface of the beam splitter 206 ′. Since the second scan is performed, reflection and reflection / transmission members 209, 210, and 211 are formed on the second scan line, and the reflected and transmitted light beams are detected by one detector 105, so that the polygon motor A synchronization detection signal can be obtained along with the rotation speed.
[0063]
FIG. 15 shows another embodiment of the detection scanning optical system. In this embodiment, the reflected light reflected by the reflection / transmission member 206 is further reflected and transmitted by a plurality of reflection members and reflection / transmission members 209, 210, 211, and then guided to one detector 105. It has been. The feature of this embodiment is that the light beam is reflected and transmitted through the plurality of reflection / reflection / transmission members 209, 210, 211, and then guided to the detection 105, and the reflection / transmission members 209, 210, 211, the detector 105 is disposed on the support 106, and with this configuration, the layout of the detection system including the reflection / transmission members 209, 210, 211 and the detector 105 can be configured in a compact manner. This leads to miniaturization of the optical scanning device.
[0064]
Next, referring to FIGS. 6 and 10, an embodiment will be described in which the main scanning position deviation is corrected by giving a phase to each data area composed of a plurality of units, with one period of the pixel clock as one unit.
[0065]
In FIG. 6, when generating a pixel clock after a certain period from the fall of the phase synchronization signal that sets the write start timing, the semiconductor laser is modulated based on the pixel clock signal within an effective scanning period that becomes an actual image region, When the light emitted from the semiconductor laser forms an electrostatic latent image on the photoconductor through the optical system, the electrostatic latent image on the photoconductor is displaced in the main scanning direction by a deflector or an optical system. At this time, the effective scanning period indicating the main scanning direction varies in length depending on the optical system. In this example, when the center of the image height is 0, the maximum and minimum values of the image height are defined as the image height ratio 1 and -1, respectively. is doing.
[0066]
6A to 6C, the main scanning position deviation amounts are shown on the vertical axis and the image height ratio on the horizontal axis. The optical system characteristic of FIG. 6A has a characteristic that the change amount is large at a place where the image height is high and the change amount is small when the image height is near zero. Since the pixel clock generation unit having a phase shift function capable of shifting the phase of the pixel clock in units of a fraction of the clock for each clock, the main scanning position of each pixel can be shifted in units of ± a few dots. In principle, in the case of ± 1/8 dot shift, the linearity correction amount can be adjusted from 0% to 12.5%. In the case of 1200 dpi writing, the main scanning position deviation within the effective writing width can be reduced to 2.6 μm (21.2 μm / 8).
[0067]
At this time, in order to provide phase shift data for performing phase shift, a plurality of continuous pixel clocks are used as a data area, data within an effective scanning period is divided into a plurality of areas, and phase shift data is set for each area. As a result, the amount of data can be reduced as compared with the case of correcting the main scanning position shift by providing phase shift data for each pixel.
[0068]
FIG. 10 is obtained by adding an effective write start position detection signal to FIG. 6. By synchronizing both before the effective write area start position and at the effective write start position, FIG. Compared with the first embodiment, the dot position can be corrected with high accuracy in the effective writing area.
[0069]
FIG. 41 shows a specific example of the data setting method for the data area in the present invention.
As described above, the example of FIG. 41 is an embodiment in which the pixel clock 30PCLK is defined as one data area, and shows an embodiment in the case where a phase shift of −3/8 PCLK is performed in this data area. It is. When the phase shift resolution of the pixel clock is ± 1/8 PCLK, by performing a phase shift of −1/8 PCLK with respect to the three pixel clocks in the data area, −3 with respect to the initial data area where no data is given. / 8PCLK main scanning dot position correction is possible. In the embodiment of correction 1 in FIG. 115, dot position correction of −1/8 PCLK is performed by phase shift data for measuring the timing of performing phase shift of −1/8 PCLK every 10 PCLK from the first dot in the data area. In the embodiment of correction 2, the dot of −1/8 PCLK is measured by the phase shift data that measures the timing of performing the phase shift of −1/8 PCLK every 10 PCLK from the fifth dot counting from the first dot of the data area as in the case of the corrected 1. Position correction is performed.
[0070]
As a method of generating phase shift data, there are a method of directly inputting as serial data from an external signal, and a method of providing a counter and performing phase shift at a constant interval. The former can generate a phase shift at a desired position in the data area, and it is easy to change the setting so that the phase shift pattern does not affect the image. In the latter case, by shifting the initial value of the counter as shown in correction 1 and correction 2 in FIG. 41, it is possible to prevent the phase-shifted portion from appearing as a vertical stripe image when writing continuous lines. It becomes.
[0071]
Further, for example, correcting the main scanning dot position shift for all image data increases the memory capacity, and increases the burden on the control system, such as cost and circuit scale. Also, the time spent for the correction process cannot be ignored. In the present invention, the above-mentioned problem can be solved by dividing the detection means into a plurality of data areas and setting the correction value of the phase data in each data area unit. As described above, the main scanning position deviation amounts shown in FIGS. 6A to 6C show the main scanning position deviation amount on the vertical axis and the image height ratio on the horizontal axis. For example, when the main scanning dot position deviation on the lookup table is represented in FIG. 6A based on the scanning time between two points measured during the printing operation, FIGS. ), The entire image data is divided into a plurality of areas, and the representative value (average value, etc.) of the main scanning dot position shift amount of each data area is used as a correction value, without increasing the memory capacity. It is possible to correct the dot position deviation satisfactorily. Here, for example, when the phase of the pixel clock is shifted in units of ± 1/8 dot shift, the linearity correction amount can be adjusted from 0% to 12.5%, and in the case of 1200 dpi writing, the main write within the effective writing width. The scanning position deviation can be reduced to 2.6 μm (21.2 μm / 8). The larger the number of divisions, the better the correction. However, it is desirable to determine the optimal number of divisions from the constraints of memory capacity and correction processing time.
[0072]
Further, the present invention is configured to set the phase data for each data area,
For example, the data amount can be reduced as compared with the case where phase data is phase-shifted for each pixel clock. This will be described with reference to the embodiment of FIG.
[0073]
In FIG. 6B, the effective scanning period is divided into 22 data areas, and the phase data is set so that the linearity at the median value of the divided data areas becomes zero. When the phase shift amount can be shifted by ± 1/8 PCLK and phase shift data is given for each pixel clock, three phase shift amount patterns (-1/8 clock, 0, +1/8 clock) are set. Requires 2 bits of data. If the effective scanning period is 300 mm at the time of 1200 dpi writing, one dot corresponds to about 21.2 μm, and the number of dots in the effective scanning period is 300 / 0.0212 = 14150 dots, and the number of dots in each data area is 14150 / 10 = 1415 dots.
[0074]
When correcting static characteristics such as scanning unevenness due to the characteristics of the scanning lens, it is necessary to provide data of 2 bits × 14150 dots = 28350 bits when phase data is set for each pixel clock.
[0075]
On the other hand, when phase data is set for each data area composed of 1415 dots, it is only necessary to know how many dots of 1415 dots should be phase-shifted, so the number of dots to be phase-shifted can be defined with 12 bits. At this time, since 2 bits are required to set three patterns of the phase shift amount, phase data in the data area can be set if 12 bits × 2 bits = 24 bits. Since there are 10 data areas, phase shift data for one line can be set with 24 bits × 10 = 240 bits, so the dot position is about 8% of the memory capacity compared to the case where phase data is set for each pixel clock. Deviation correction is possible.
[0076]
According to the present invention, when the pixel clock generation device is made into an IC or an IP, the phase data memory is greatly reduced, the chip size is reduced, and the cost is reduced.
[0077]
Next, referring to FIG. 5 and FIG. 9, the effective scanning start determination position for determining the effective scanning range start position and the effective scanning start determination position for the effective scanning area that is an effective data writing period on the scanned medium. A description will be given of an embodiment in which a portion between synchronization signal detection positions for detecting a synchronization signal for outputting a clock is set in one data region as an effective write start determination region.
[0078]
In FIG. 5, a case is considered in which a light beam output from a light source repeatedly scans as scanning light in a horizontal arrow direction. The scanning light is periodically scanned, and first passes through the detection means 1 on the left side of the scanned medium in the figure after the start of scanning. At this time, by using a light detection element such as a PD (detector 101 in FIG. 1) as the detection means, a PD detection signal can be obtained when the detection means passes through the scanning light. After the scanning light passes through the detection means 1, it scans the scanned medium, then passes through the detection means 2, and a PD detection signal is obtained by using the same light detection element (detector 102 in FIG. 1) as the detection means 1. Is obtained.
[0079]
In a normal image forming apparatus, a phase synchronization detection signal is used in which the PD detection signal is inverted and the signal falls immediately after the synchronization sensor is input. Here, the signal that becomes HI (high) in the falling period from the detection means 1 to the detection means 2 of the phase synchronization detection signal is set to WE1, and the area on the scanned medium as an effective scanning range is set as the effective scanning range. Is a write start position, and the detection means 2 side is a write end position, a signal that becomes HI between both positions is WE2. At this time, in order to accurately determine the writing start position, 2000 dots from the rising edge of the WE1 signal are set as a writing start position correction area, and phase data is given to correct dot position deviation due to the optical system and deflector. Thus, it is possible to set the writing start position with high accuracy. Similarly, in order to determine the writing end position with high accuracy, the writing end position correction area from the falling edge of the WE1 signal to 2000 dots before is set as the writing end position correction area, and the phase data is provided so that the writing end position is as accurate as It is possible to set the write end position. Further, by setting the data area and giving the phase shift data within the effective scanning period between the writing start position and the writing end position, the data amount and the memory can be reduced.
[0080]
The embodiment of FIG. 9 is an example in which detection means (detector 103 of FIG. 8, reflection member 211 of FIG. 13) is added to the effective writing start position in the embodiment of FIG. 6, and writing starts with higher accuracy. It is possible to set a position correction area and an effective writing range correction area, and it is possible to perform dot position correction with high accuracy.
[0081]
Next, referring to FIG. 6 and FIG. 10, an embodiment will be described in which phase data is set for each data area with the number of clocks in the data area being a substantially constant number to correct the main scanning position deviation. In this method, phase data is defined by defining a pixel clock that provides phase data as a fixed number of continuous data areas. By setting the number of pixel clocks constituting the data area to a fixed number, the maximum and minimum values of the phase shift amount in each data area become equal.
[0082]
As described above, FIG. 6B shows the data region divided into 22 equal parts in the effective scanning period in the optical system having the main scanning dot position shift characteristic shown in FIG. 6A. Assuming that the image height is ± 150 mm and 1200 dpi writing, the data area is 300 mm / 15 = 20 mm, and each data area is about 20 / 0.0212 = 943 dots from 21.2 μm per dot, and the phase shift resolution is ± When 1/8 PCLK is set, a phase shift of about ± 2.5 mm is possible in each data area when the phase shift is performed on all pixel clocks. Further, since the phase data defines the same number of pixel clocks in each data area, the size of the setting data is the same in each data area, so that the phase data can be generated with a simple memory and circuit configuration.
[0083]
Further, as shown in FIG. 10, when the detection means is provided at the effective writing start position, the dot position correction of the writing start position with higher accuracy can be performed with the same effect as described above.
[0084]
Next, similarly to FIGS. 6 and 10, an embodiment in which the data area is narrowed at an image height where the amount of change in the main scanning dot position deviation amount is large and the data area is widened at an image height where the amount of change is small will be described.
[0085]
FIG. 6C shows an example. As shown in FIG. 6C, a sensor or the like is provided on the scanned medium in the image forming apparatus in advance to measure the main scanning dot position deviation amount. In FIG. The pixel clock of the data area near the image height ratio 0 where the amount of change is small and the number of pixel clocks in the data area near the image height ratio ± 1 where the change amount of the dot displacement amount is large is small. By setting a large number, the number of data area divisions can be set so that the amount of deviation between the data areas can be reduced with the same or smaller number than in the case of equal division.
[0086]
In addition, as shown in FIG. 10C, when the detection means is provided at the effective writing start position, the dot position correction of the writing start position with higher accuracy can be performed with the same effect as described above. .
[0087]
Next, in the optical scanning device having a function of changing the length of the effective writing area into a plurality of patterns, the data is obtained when the effective writing start position is substantially the same position in common with the plurality of patterns regardless of the paper size. FIG. 16 shows an embodiment in which the data area is set so that the final data of the area is substantially the same position as the effective writing end position.
[0088]
Pattern 1 in FIG. 16 shows an example in which the effective writing area is one data area, and the data area start position is the effective writing start in each of the paper sizes B5, A4, B4, and A3. Although the position is substantially the same as the position and is common to each paper size, the data area end position is set to be substantially the same position as the position corresponding to each paper size.
[0089]
At this time, for example, even when the paper sizes are different, the division position by the data area and the position of the paper size are substantially the same position. Therefore, by correcting the dot position by giving phase data to each data area, High-precision correction according to the size is possible. As a result, the effective writing start position and the effective writing end position for each paper size can be set with high accuracy by correcting the dot position deviation by the optical system or the deflector.
[0090]
Further, pattern 2 in FIG. 16 shows an example in which the effective writing area is further divided into a plurality of areas. In this embodiment, as shown in the figure, the effective writing area is divided into nine areas, and the data area is switched at substantially the same position as the paper size. Thereby, the effective writing area is divided into a plurality of areas, and by matching the paper size, the effective writing start position and the effective writing end position in each paper size are reduced by the present invention with a small amount of data. It becomes possible to set with high accuracy by correcting the dot position deviation by an optical system or a deflector.
[0091]
Next, FIG. 17 shows an embodiment in which the end position of the data area to be used is changed based on the paper size information when the writing start position is substantially the same position as the effective writing start position regardless of the paper size. .
[0092]
In this embodiment, as shown in FIG. 17, the effective writing area is divided into a plurality of areas, and the data area is switched at substantially the same position as the paper size. Thereby, the effective writing area is divided into a plurality of areas, and by matching the paper size, the effective writing start position and the effective writing end position in each paper size are reduced by the present invention with a small amount of data. It becomes possible to set with high accuracy by correcting the dot position deviation by an optical system or a deflector.
[0093]
Next, when the center position of the effective writing area is substantially the same position as the midpoint of the effective writing area regardless of the paper size, the data area start position and end position are set according to the paper size. An example is shown in FIG.
[0094]
According to the present embodiment, when the middle point of the effective writing area is a fixed position common to a plurality of patterns, the initial data and the final data in the data area are abbreviated as the effective writing start position and the effective writing end position, respectively. By setting the data area so as to be the same position, it is possible to correct the effective writing start position, the effective writing end position, and the main scanning dot position deviation with high accuracy in accordance with the paper size.
[0095]
In FIG. 18, since the center position of the effective writing area is substantially the same regardless of the paper size, the distance from the detecting means 1 to the effective writing area varies depending on the paper size. For example, when the effective writing start position for the A3 paper size is set as the reference effective writing start position, the effective writing start position for each of the paper sizes B4, A4, and B5 is shifted in the scanning direction from the reference effective writing start position. It becomes the position. At this time, the data from the reference effective writing start position to the effective writing start position is set as one data area for each paper size, and dot position deviation correction is applied to the one data area, thereby reducing the effective writing start position depending on the paper size. The amount can be set with high accuracy.
[0096]
Further, by dividing the effective writing area for each paper size into a plurality of data areas, it is possible to perform highly accurate dot position deviation correction with a minimum amount of phase data for each paper size. In FIG. 18, the data area in the effective writing area is changed for each paper size (B5, A4, B4, A3), and dot position deviation correction can be performed with the minimum phase data according to the paper size. .
[0097]
Next, according to FIG. 18, when the center position of the effective writing area is substantially the same as the midpoint of the effective writing area regardless of the paper size, the data area is set to the effective writing start position and the maximum effective writing position. A description will be given of an embodiment in which a region before writing start and an effective writing region are divided.
[0098]
In this embodiment, when a light beam output from a light source is scanned on a scanned medium along a scanning direction by a deflector, an effective writing area which is an effective data writing period on the scanned medium, and an effective writing The write start position for determining the write area, the area for determining the write end position, the area from the write start side detection means 1 to the write start position, the write start position correction area, and the write end side detection means When the area from 2 to the write end position is defined as the write end position correction area, the area to which the phase data is given is further divided for each of the three types of areas.
[0099]
In FIG. 18, a case is considered in which a light beam output from a light source repeatedly scans as scanning light in a horizontal arrow direction.
Although the scanning light is periodically scanned, after the scanning is started, firstly, it passes through the detection means 1 on the left side of the scanned medium in the figure, and a PD detection signal is obtained from the detection means 1 when the scanning light passes. Thereafter, the scanning light scans the scanning medium, passes through the detection means 2, and similarly a PD detection signal is obtained. In an ordinary image forming apparatus, the PD detection signal is inverted and used as a phase synchronization detection signal in which the signal falls immediately after the signal input to the detection means. At this time, a signal that becomes HI in the falling period from the detection means 1 to the detection means 2 of the phase synchronization detection signal is written as WE1, and the area on the scanned medium as an effective writing area is written as the detection means 1 side. When the start position and the detection means 2 side are the write end position, a signal that becomes HI between both positions is WE2. At this time, in order to accurately determine the writing start position, for example, 2000 dots from the rising edge of the WE1 signal is set as a writing start position correction area, and phase data is provided to thereby prevent dot position deviation caused by the optical system or deflector. It is possible to correct and set the writing start position with high accuracy. Similarly, in order to accurately determine the writing end position, the writing end position correction area is set from the falling edge of the WE1 signal to 2000 dots before, and phase data is provided to provide the same as the writing start position. A highly accurate writing end position can be set.
[0100]
Further, in the effective writing area between the writing start position and the writing end position, a data area is set separately from the above two areas to give phase data, so that the entire apparatus has a writing start position correction area and a writing area. By reducing the number of data areas in the insertion end position correction area and reducing the number of data areas in the effective write area, a configuration in which the amount of data and memory are reduced can be achieved.
[0101]
Next, still another embodiment of the optical scanning device of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, similarly to FIG. 13, the reflected light on the first surface of the transparent member 206 such as flat glass is further reflected by the reflecting members 209, 210, and 211 arranged in the scanning direction, so that one detector is used. This is detected at 105. In FIG. 19, the laser emitted from the semiconductor laser 201 is deflected and scanned as the polygon mirror 204 rotates, forms a light beam spot on the scanned medium (photosensitive member) 207 via the scanning lens, and electrostatically A latent image is formed.
[0102]
In FIG. 19, as detection means, reflecting members 209, 210, and 211 are provided at two places on the writing start position side and the ending position side, and at one place substantially in the center of the writing area, and these reflecting members 209, It is composed of one detector 105 that receives the beams reflected by 210 and 211, and measures the scanning time that the beam deflected and scanned by the deflector of the polygon mirror 204 crosses the light detection means, thereby detecting the dot position deviation. In the control unit 110, based on the measured variation amount of the scanning time, the correction amount of the main scanning dot position is set from a pre-recorded lookup table or the like. An image clock phase-shifted by the pixel clock generation unit 120 is generated based on the correction amount data, and an LD drive signal generation unit 140, an LD drive unit are generated based on the image data generated by the image processing unit 130 based on the pixel clock. By controlling the light emission time of the semiconductor laser 201 via 150, the dot position on the scanned medium can be controlled to an arbitrary position.
[0103]
As described above, by configuring the pixel clock generation unit that changes the cycle of the pixel clock based on the phase data that indicates the transition timing of the pixel clock, the cycle of the specific pixel clock is changed by the phase data. Therefore, the main scanning dot position shift can be corrected with high accuracy.
[0104]
An embodiment of a method for correcting the main scanning dot position in the optical scanning device of FIG. 19 to an arbitrary position is shown in FIGS.
20 and 21, in a pixel clock generation device having a function of generating a pixel clock after a certain period from the fall of the phase synchronization signal that sets the write start timing, the pixels within the effective scanning period serving as the actual image region When the semiconductor laser is modulated based on the clock signal and the emitted light of the semiconductor laser forms an electrostatic latent image on the photoconductor through the optical system, the pixel clock on the photoconductor is the main scan by the deflector or the optical system. Directional dot position deviation occurs. At this time, the effective scanning period indicating the main scanning direction varies in length depending on the optical system. In this example, when the center of the image height is 0, the maximum and minimum values of the image height are defined as the image height ratio 1 and -1, respectively. is doing.
[0105]
FIGS. 20A to 20C are diagrams of the main scanning position deviation amount with the vertical axis representing the main scanning position deviation amount and the horizontal axis representing the image height ratio. The optical system characteristic of FIG. 3A has a characteristic that the change amount is large at a place where the image height is high, and the change amount is small when the image height is near zero. Since the pixel clock generation circuit having a phase shift function capable of shifting the phase of the pixel clock in units of a fraction of the clock for each clock, the main scanning position of each pixel can be shifted in units of ± 1 / dot. In principle, in the case of ± 1/8 dot shift, the linearity correction amount can be adjusted from 0% to 12.5%. In the case of 1200 dpi writing, the main scanning position deviation within the effective writing width can be reduced to 2.6 μm (21.2 μm / 8).
[0106]
The detector in FIG. 19 and other examples includes, for example, a triangular PD as shown in FIG. 22B, or a triangular slit arranged just before the PD, and a square shown in FIG. 22A. It is composed of a combination of PDs. At this time, the position in the sub-scanning direction can be measured by detecting the time (t1 and t2 in the figure) during which the PD detects the beam, and each reflection member can be detected by detecting the rising due to the beam entering the PD. It is possible to measure the time difference of beam detection by.
[0107]
For example, in the embodiment of FIG. 19, the detection time difference in the detection means (detector 105) by reflected light through the reflecting member 1-reflecting member 3 is t3, and the detecting means by reflected light through the reflecting member 3-reflecting member 2 When the detection time difference in t is t4, the synchronization detection time is highly accurate by comparing the measured time difference (t3, t4) with the output count number of the counting means that counts the high frequency clock from each detection start time. The magnification error in the main scanning direction can be corrected based on the synchronization detection time.
[0108]
Note that the accuracy of synchronization detection increases as the number of reflection or reflection / transmission members arranged in the main scanning direction increases, so that the dot position at the detection means can be corrected with higher accuracy. It is desirable to set the optimal number because the data may increase or the processing becomes heavy.
[0109]
FIG. 23 shows an example thereof. FIG. 23 shows an embodiment in which the number of the three reflecting members 209, 210, 211 in FIG. 19 is increased to 6, and the reflected light from each of the reflecting members 1 to 6 shown in 221 to 226 is detected. As the light beam collected by (detector 105) and deflected and scanned by the deflector is scanned, the reflected light from each reflecting member is detected by the detecting means. In this embodiment, the plurality of reflecting members 221 to 226 and one detector 105 are arranged on substantially the same support body 230, so that the positions of the reflecting member and the detecting means due to temperature fluctuations and environmental fluctuations. Thus, it is possible to reduce the variation of the orientation, and it is possible to detect the main scanning dot position and correct the main scanning dot position deviation with higher accuracy.
[0110]
Further, as the reflecting member having a function of reflecting the light beam in FIG. 19 and other examples, there is a mirror or the like which has a reflecting material on one surface of a transparent member such as glass or plastic, which reflects and transmits the light beam. Examples of the reflection / transmission member having both functions include transparent members such as glass and plastic. As the shape of these members, the reflection and transmission direction of the light beam can be easily controlled by adopting a parallel plate shape. In the case of using only a reflecting member, it is preferable to use a member having high reflectivity, and in the case of using a reflecting / transmitting member, it is desirable to use a member having high reflectivity and high transmittance.
[0111]
Another embodiment of the optical scanning device of the present invention is shown in FIG. The present embodiment is an optical scanning device characterized in that a plurality of reflecting members or reflected or transmitted light beams from the reflecting / transmitting members have overlapping regions.
[0112]
As shown in FIG. 24, the reflected light reflected by the reflection / transmission member 206 is further reflected and transmitted by a plurality of reflection members and reflection / transmission members 209, 210, 211, and then to one detector 105. Led. A feature of the present embodiment is that the light beam is guided to the detection 105 after being reflected and transmitted through the plurality of reflection / reflection / transmission members 209, 210, and 211. With this configuration, the reflection / reflection / transmission member 209 is configured. , 210, 211 and the detector 105 can be compactly configured, which leads to downsizing of the optical scanning device.
[0113]
In the configuration of FIG. 24, the number of times the luminous flux is transmitted through the reflection / transmission member by the transmitted luminous flux differs depending on the configuration having the region where the transmitted luminous flux overlaps, and as a result, the detection signal at the detector based on the transmittance of the reflection / transmission member. Will have different amplitude values. Therefore, taking into consideration the transmittance of the reflecting / transmitting member, the detection signal obtained from the reflected light from the reflecting / transmitting member having a large number of times of transmission is corrected for each image by greatly correcting the signal amplitude by the amount of attenuation of the light amount due to the transmission. This is to detect the synchronization detection signal at high accuracy.
[0114]
Next, with reference to FIG. 25, it will be described that it is necessary to correct the amplitude of the detection signal for each light beam when there are regions where the light beams traveling from the plurality of reflection / transmission members to the detector overlap. The configuration of FIG. 25 is to detect the scanning light beam at three positions where it is reflected by the reflecting member 1, the reflecting / transmitting members 2, 3 as in the case of FIG. Here, let 209, 210, 211 and the optical path length of the light beam incident on the detector 105 through each member be optical path lengths L1, L2, L3, respectively. At this time, the light beam having the optical path length L2 is reflected by the reflection / transmission member 2 of 210 directly into the detector 105, but the light beam having the optical path length L3 is reflected by the reflection / transmission member 3 of 211, After passing through the reflection / transmission member 2 210, the light enters the detector 105. Similarly, the light beam having the optical path length L1 is reflected by the reflection member 1 209, then passes through the reflection / transmission members 3 and 2 211 and 210, and then enters the detection means. Therefore, when the transmittance of the reflecting / transmitting members 2 and 3 is T2 and T3 (T2 and T3 <1), respectively, the light flux having the optical path length L3 is T2 times, and the light flux having the optical path length L1 is T2 × T3 times the light quantity. Thus, when the signal is detected by the detecting means, the amplitude value of the signal that is originally detected is supposed to be constant, but the transmittance is reduced.
[0115]
For this reason, it is considered that the rise of the synchronization detection signal, the fall of the fall characteristic, the synchronization detection time shift, and the like are caused by the decrease in amplitude. In the present invention, in order to improve the above-mentioned problem, a highly accurate synchronization detection is performed by correcting a decrease in the amplitude of the signal caused by transmission through the reflection / transmission member, and a highly accurate main scanning dot position is determined based on the synchronization detection signal. Deviation correction is performed.
[0116]
In the embodiment of FIG. 19, the reflecting members 209, 210, 211 and the detection are made so that the optical path lengths of the light beams until they enter the detector 105 through the reflecting members 209, 210, 211 are substantially the same. With the arrangement in which the device 105 is arranged, it is possible to correct the main scanning dot position deviation with high accuracy without causing an error such as a time difference when passing through each reflecting member.
[0117]
Further, in the configuration of FIG. 19 or FIG. 24, the scanning light scans each reflection member or reflection / transmission member at the detection timing of the detection signal obtained by the light beam traveling from the plurality of reflection members or reflection / transmission members to the detector. Correction can be performed for each detection signal obtained at this time. For example, in the case of the configuration of FIG. 19, when the optical path length of the light beam guided to the detector 105 through the reflecting members 1, 2, and 3 of 209 to 211 is L1, L2, and L3, only the difference in optical path length is By shifting the timing of the synchronization detection signal detected by the detector 105, a highly accurate synchronization detection signal can be obtained. In the case of the configuration of FIG. 24, when the optical path length is L1>L2> L3 in FIG. 25, the timing of L1 and L2 is corrected by the optical path difference from L3 using L3 as a reference signal, thereby achieving high accuracy. Main-scanning dot position deviation correction can be performed.
[0118]
Next, a method for correcting the detection timing based on the detection timing at the image height having the longest optical path length in the optical scanning device of FIGS. 19 and 24 will be described with reference to FIGS.
[0119]
In FIG. 25, when L1, L2, and L3 are set in order from the longest optical path length, the relationship of L1>L2> L3 is established. In addition, detection signals obtained by the detection means when the reflection and reflection / transmission members 1, 2, and 3 are scanned with light are referred to as detection signals 1, 2, and 3, respectively. At this time, as shown in FIG. 26, when the detection signal in L1 is used as a reference signal, the detection signals of the light beams in L2 and L3 are advanced by td2 and td3, respectively, by the difference in optical path length. Therefore, it is possible to obtain the synchronization detection signal with reduced accuracy by delaying the detection signals by L2 and L3 with respect to the detection signal by L1, thereby reducing the influence of the time difference due to the optical path length. As a result, the main scanning dot position shift amount can be corrected with high accuracy based on the highly accurate synchronization detection signal.
[0120]
FIG. 28 shows an example of the scanning optical system in the optical scanning device of FIG. In this embodiment, the beam splitter 206 'separates and detects the light beam directed to the scanned surface 209 and the light beam directed to the detecting means into light beams in different directions. In the present embodiment, a reflection or reflection / transmission member 208, 212 is added.
[0121]
The beam splitter 206 ′ is formed by joining two pairs of right-angled triangular prisms, and the joint surface is a half mirror surface. A part of the light incident on the beam splitter is transmitted through the half mirror surface, and the transmitted light travels straight and scans the scanned medium. On the other hand, the light reflected by the half mirror surface is bent downward as shown in FIG. 24B to form reflected light. By separating the light beam scanned on the scanned medium 207 and the light beam detected by the detector 105 by the beam splitter 206 ′, light beams in different directions can be detected simultaneously.
[0122]
With this configuration, the first scan of the laser beam on the scanned medium 207 by the rotation of the polygon mirror 204 and the reflected light from the half mirror surface of the beam splitter 206 ′ cause a different direction and position from the scanned medium surface. Since the second scanning is performed, the reflection and reflection / transmission means 1, 2, 3, 4, 5 of 208 to 212 are formed on the second scan line, and the reflected and transmitted light fluxes are detected by the detector 105. By detecting, a synchronization detection signal can be obtained with the rotational speed of the polygon motor.
[0123]
Next, FIG. 28 shows an embodiment of a scanning optical system in the optical scanning device of FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 28, the light beam scanned at substantially the same position as the surface to be scanned is reflected by a plurality of reflection or reflection / transmission members 209, 210, 211 and detected by the detector 105. When a plurality of reflection or reflection / transmission members 209, 210, 211 are arranged in the main scanning direction, the distance between the reflection, reflection / transmission members at the extreme ends of 209, 210 is determined as the effective surface to be scanned. It is characterized in that it is configured to be substantially the same as the signal detection interval when scanning to the writing start position and end position.
[0124]
According to the present embodiment, as shown in FIG. 29, it is possible to detect the light beam in real time at the start and end timing of the effective writing area, and there is no effective writing area between the detection signal 1 and the detection signal 2. In addition, phase synchronization detection and main scanning dot position correction can be performed with high accuracy in real time.
[0125]
Also, the major difference from the other embodiments is that a time difference from the synchronization detection to the effective writing area occurs due to the configuration in which the effective writing area is accurately detected by the synchronization detection, and the main scanning dot position generated during that time difference occurs. High-precision main scanning dot position deviation correction can be performed without being affected by deviation or the like.
[0126]
Next, in the optical scanning device of FIGS. 19 and 24, a method of correcting the main scanning dot position by giving phase data to each data area composed of a plurality of units, with one period of the pixel clock as one unit. 21 will be described in detail.
[0127]
As described above, in FIG. 21, in the pixel clock generation device having a function of generating a pixel clock after a certain period from the fall of the phase synchronization signal that sets the write start timing, effective scanning that becomes an actual image region When the semiconductor laser is modulated based on the pixel clock signal within the period and the emitted light of the semiconductor laser forms an electrostatic latent image on the photosensitive member through the optical system, the electrostatic latent image on the photosensitive member is deflected by a deflector. And the dot position shift in the main scanning direction due to the optical system occurs. At this time, the effective scanning period indicating the main scanning direction varies in length depending on the optical system. In this example, when the center of the image height is 0, the maximum and minimum values of the image height are defined as the image height ratio 1 and -1, respectively. is doing.
[0128]
In the main scanning position deviation amounts shown in FIGS. 21A to 21C, the vertical axis represents the main scanning position deviation amount, and the horizontal axis represents the image height ratio. The optical system characteristic of FIG. 21A has a characteristic that the change amount is large at a place where the image height is high and the change amount is small when the image height is near zero. In addition, the pixel clock generation circuit with a phase shift function that can shift the phase of the pixel clock in units of a fraction of the clock for each clock shifts the main scanning position of each pixel by a fraction of a dot. Therefore, in principle, in the case of ± 1/8 dot shift, the linearity correction amount can be adjusted from 0% to 12.5%. In the case of 1200 dpi writing, the main scanning position deviation within the effective writing width can be reduced to 2.6 μm (21.2 μm / 8).
[0129]
At this time, in order to provide phase shift data for performing phase shift, a plurality of continuous pixel clocks are used as a data area, data within an effective scanning period is divided into a plurality of areas, and phase shift data is set for each area. As a result, the amount of data can be reduced as compared with the case of correcting the main scanning position deviation by giving phase shift data to each pixel.
[0130]
FIG. 41 shows a specific example of the data setting method for the data area in this embodiment, but the description thereof is omitted here.
[0131]
For example, when the main scanning dot position shift on the lookup table is represented in FIG. 21A based on the scanning time between two points measured during the printing operation, FIGS. As shown in Fig. 4, the entire image data is divided into a plurality of areas, and the representative value (average value, etc.) of the main scanning dot position deviation amount in each data area is used as a correction value, thereby increasing the dot without increasing the memory capacity. It is possible to correct the misalignment satisfactorily.
[0132]
Here, for example, when the phase of the pixel clock is shifted in units of ± 1/8 dot shift, the linearity correction amount can be adjusted from 0% to 12.5%, and in the case of 1200 dpi writing, main scanning within the effective writing width. The displacement can be reduced to 2.6 μm (21.2 μm / 8).
[0133]
Next, with reference to FIGS. 21 and 28, an embodiment will be described in which the data area is set in conjunction with detection timings of a plurality of reflection / transmission members and detectors.
As described above, FIG. 28 shows the reflected light from the transparent member 206 reflected by the reflection members 209, 210, 211 or the reflection / transmission members 1, 2, 3 in the optical scanning device of FIG. It is comprised with the detector 105 which detects this. The timing at which the reflection means 209, 210 or the reflected light from the reflection / transmission members 1, 2 is detected by the detection means is substantially the same as the timing at which the writing start and end positions of the effective writing area on the photosensitive band are scanned. A reflection or reflection / transmission member is arranged at the timing.
[0134]
The timing at which the reflected light from the reflection or reflection / transmission members 1 and 3 is detected by the detector is the write start position side correction area, and the timing at which the reflection light from the reflection or reflection / transmission members 3 and 2 is detected by the detector. Let us consider a case where each area is composed of 8000 dots as the write end position side correction area. At this time, the dot positions at the scanning start positions of the respective regions are synchronized with high accuracy by the detection signals from the detectors, but the clocks fluctuate between the detection signals due to variations in the optical system, deflector, and the like. Therefore, by giving phase shift data for each region, in this embodiment, for example, by giving phase shift data for performing phase shift by −1/16 dots for any 10 dots out of 8000 dots, It is possible to perform dot position correction with high accuracy for each region between detection means.
[0135]
In this embodiment, there are three reflection or reflection / transmission means for guiding the light beam to the detector. However, as the number of reflection, reflection / transmission members is increased, the dots at the member positions can be written with high accuracy. It becomes possible.
[0136]
For example, in FIG. 21, FIG. 21 (B) shows an example in which the detection means 1, 3 and 3, 3 are divided into 15 parts, respectively, and FIG. 21 (C) shows 9 between the detection means 1, 3 and 3, 2, respectively. This is an example of division. Increasing the number of divisions of the data area as shown in FIG. 21B reduces the amount of deviation between the data areas, and enables highly accurate dot position deviation correction. Similarly, when the number of areas is reduced by changing the division width of the data area as shown in FIG.
[0137]
Next, an embodiment in which phase data is corrected based on a scanning time during which a light beam traverses a plurality of detectors and reflection / transmission members will be described with reference to FIG.
In FIG. 21, in a pixel clock generation device having a function of generating a pixel clock after a certain period from the fall of the phase synchronization signal that sets the timing for starting writing, the pixel clock signal is converted into the pixel clock signal within an effective scanning period that becomes an actual image region. When the semiconductor laser is modulated on the basis of which the emitted light of the semiconductor laser forms an electrostatic latent image on the photoreceptor through the optical system, the electrostatic latent image on the photoreceptor is in the main scanning direction by a deflector or the optical system. Dot position deviation occurs. At this time, the effective scanning period indicating the main scanning direction varies in length depending on the optical system. In this example, when the center of the image height is 0, the maximum and minimum values of the image height are defined as the image height ratio 1 and -1, respectively. is doing.
[0138]
In the main scanning position deviation amounts shown in FIGS. 21A to 21C, the vertical axis represents the main scanning position deviation amount, and the horizontal axis represents the image height ratio. The optical system characteristic of FIG. 21A has a characteristic that the change amount is large at a place where the image height is high and the change amount is small when the image height is near zero. Since the pixel clock generation circuit having a phase shift function capable of shifting the phase of the pixel clock in units of a fraction of the clock for each clock, the main scanning position of each pixel can be shifted in units of ± 1 / dot. In principle, in the case of ± 1/8 dot shift, the linearity correction amount can be adjusted from 0% to 12.5%. In the case of 1200 dpi writing, the main scanning position deviation within the effective writing width can be reduced to 2.6 μm (21.2 μm / 8).
[0139]
FIG. 30 shows a configuration diagram of still another embodiment of the optical scanning device of the present invention. The present embodiment shows a configuration example of a multi-beam scanning device using a multi-beam light source configured by optically combining a plurality of semiconductor lasers or a monolithic semiconductor laser array as a light source of the optical scanning device of FIG. .
[0140]
In FIG. 30, n = 2 semiconductor lasers are used and arranged in the sub-scanning direction with the optical axis C of the collimating lens being symmetric. The semiconductor lasers 301 and 302 are laid out so that the optical axes of the collimating lenses 303 and 304 coincide with each other and have an emission angle symmetrical to the main scanning direction, and the emission axes intersect at the reflection point of the polygon mirror 307. A plurality of beams emitted from the respective semiconductor lasers 301 and 302 are collectively scanned by a polygon mirror 307 through a cylinder lens 308 and imaged on a photosensitive member by an fθ lens 310 and a toroidal lens 311. Print data for one line is stored in the buffer memory of the image processing unit 130 for each light source, read out for each surface of the polygon mirror, and recorded on two lines simultaneously.
[0141]
FIG. 31 shows a configuration diagram of an embodiment of a multi-beam light source unit. The semiconductor lasers 403 and 404 are individually cylindrical in mating holes 405-1 and 405-2 (not shown) formed on the back side of the base member 405 slightly inclined by a predetermined angle in the main scanning direction, in the embodiment, about 1.5 °. The heat sink portions 403-1 and 404-1 are mated, and the protrusions 406-1 and 407-1 of the holding members 406 and 407 are aligned with the notches of the heat sink portion so that the arrangement direction of the light emitting sources is aligned, and from the back side It is fixed with screws 412. Further, the collimating lenses 408 and 409 are adjusted in the optical axis direction so that the outer circumference thereof is aligned with the semicircular mounting guide surfaces 405-4 and 405-5 of the base member 405. It is positioned and glued so that it becomes a parallel light beam. In the embodiment, since the light beams from the respective semiconductor lasers are set to intersect within the main scanning plane as described above, the mating holes 405-1 and 405-2 and the semicircular mounting guides are formed along the light beams. The surfaces 405-4 and 405-5 are formed to be inclined. The base member 405 is engaged with the holder member 410 by the cylindrical engagement portion 405-3, and the screw 413 is screwed into the screw holes 405-6 and 405-7 through the through holes 410-2 and fixed. Configure.
[0142]
In the light source unit described above, the cylindrical portion 410-1 of the holder member is engaged with the reference hole 411-1 provided in the mounting wall 411 of the optical housing, the spring 611 is inserted from the front side, and the stopper member 612 is inserted into the cylindrical portion protrusion 410. The holder member 410 is held in close contact with the back side of the mounting wall 411 by engaging with -3. At this time, one end of the spring is hooked on the protrusion 411-2 to generate a rotational force with the center of the cylindrical portion as the rotational axis, and an adjustment screw 613 provided to lock the rotational force causes the rotation around the optical axis to be θ. Rotate the entire unit to adjust the pitch. The aperture 415 is provided with a slit for each semiconductor laser, and is attached to the optical housing to define the emission diameter of the light beam.
[0143]
FIG. 32 shows a second embodiment of the multi-beam light source unit, and shows an example in which the light beams from the semiconductor laser array 801 having four light emitting sources are combined using the beam combining means. Basic components are the same as those in FIG. 31, and a description thereof is omitted here.
[0144]
FIG. 33 shows a configuration diagram of still another embodiment of the optical scanning device of the present invention. In this embodiment, as the light source of the optical scanning device of FIG. 19, a configuration example of a multi-beam scanning device using a multi-beam light source composed of a plurality of semiconductor lasers optically synthesized or a monolithic semiconductor laser array. Show. The configuration of FIG. 33 is the same as that of FIG. 30, and the description is omitted until the multi-beam light source unit is the same as that of FIGS.
[0145]
Here, with the multi-beam scanning device of FIG. 33, one light beam emitted from two light sources is used as scanning light, and the other light beam is used as a reference, and the light beam polarized by the same polarizer is scanned into the scanned surface. Next, an embodiment will be described in which the reference light is guided to a detection surface different from the scanned light, and the phase is corrected using the reference light.
[0146]
In FIG. 33, a light beam emitted from a scanning light source semiconductor laser 302 serving as a light source for writing is deflected by a polygon mirror 307 via a collimator lens 304, a cylinder lens 306, etc., and passes through an fθ lens 308. Then, the light is incident on the photoreceptor 310 via the reflecting member 309. Here, separately from the light source 302 for writing, a light source for a reference light source 301 for detecting phase synchronization of a scanning signal is provided.
[0147]
This reference light source LD 301 emits a light beam in the same direction as the scanning light source LD in the main scanning direction, and is incident at an interval in the vertical direction (sub-scanning direction) on the same reflecting surface of the polygon mirror 307. Are arranged to be. Therefore, the light beam from the reference light source LD 301 is also deflected and scanned by the polygon mirror 307, passes through the fθ lens 308, and then is placed on the detected surface that is equivalent to the photosensitive member 310 via the transparent member 309. The light reflected by the 313 reflecting members 1, 2 and 3 scans the detector 314. A detection signal and a synchronization detection signal are obtained from the light beam scanned by the detector 314, and the main scanning dot position deviation amount can be corrected with high accuracy based on the time width of the synchronization detection signal.
[0148]
The light path length from the light source to the scanned medium in the emitted light from the writing light source 301 is L1, L2, L3, and the detector 314 from the light source in the emitted light from the reference light source 302 via the reflecting members 1, 2 and 3 When the optical path lengths up to are set to L1 ′, L2 ′, and L3 ′, the optical path lengths of both are arranged so as to be substantially the same optical path length, and therefore, a variation in scanning time error due to the optical path difference is received. In addition, based on the phase synchronization signal obtained from the reference light source and the detection means, dot position correction can be performed with high accuracy. In addition, by configuring a scanning light source that emits scanning light and a reference light source that emits reference light to have a light source of substantially the same wavelength, the error and fluctuation components of the scanning position caused by the wavelength difference of the light source are reduced, and high precision dots Position correction is possible.
[0149]
As a scanning light source that emits scanning light and a reference light source that emits reference light, for example, when a semiconductor laser is used as the light source, the light source is composed of the same lot so that the scanning position caused by the wavelength difference of the light source Error and fluctuation components are reduced, and dot position correction can be performed with high accuracy.
[0150]
In addition, by configuring the components in the same lot in the same lot in the above configuration, it becomes possible to configure a light source with a smaller wavelength difference, and reduce scanning position errors and fluctuation components caused by the wavelength difference of the light source. In addition, highly accurate dot position correction is possible.
[0151]
FIG. 34 shows an embodiment in which a semiconductor laser array having a scanning light source that emits scanning light and a light source having substantially the same wavelength as a reference light source that emits reference light is configured. In this embodiment, when the scanning light sources are LD1, LD2, LD3, and LD4 and the reference light source is LD5, the light flux separation of the reference light source is increased by increasing the distance between the scanning light source and the reference light source. It makes the structure which makes it easy. With this configuration, it is possible to reduce scanning position errors and fluctuation components caused by the wavelength difference of the light source, and to perform highly accurate dot position correction.
[0152]
FIG. 35 shows an embodiment in which the optical scanning apparatus and the image forming apparatus described so far are applied to a tandem color machine which is a multicolor image forming apparatus having a plurality of photoconductors. However, FIG. 35 shows only a configuration example of a sub-scanning section related to the present invention. In FIG. 35, 501 is a polygon mirror, 502 is a scanning lens 1, 503 and 504 are folding mirrors, 505 is a scanning lens 2, 506 is a folding lens, 507 is a translucent member, 508 is a photoreceptor, and 509 is a detector. . The same applies to other optical systems. Reference numeral 510 denotes an intermediate transfer belt.
[0153]
In FIG. 35, each of the scanning optical systems corresponding to the four scanned surfaces is provided by arranging the polygon mirror 501 in two stages and arranging the scanning optical system vertically, and further arranging the scanning optical system centering on the deflection means. An optical system is installed. At this time, the beam is guided to each detector by mirrors arranged on both sides outside the effective angle of view. Further, a pattern image for measurement is formed on the intermediate transfer level 510, and a dot position for each color is measured using a plurality of sensors provided for each scanning optical system. At this time, the dot position correction corresponding to the change with time can be performed with high accuracy by performing the correction as described above.
[0154]
The tandem color machine requires separate photoconductors corresponding to cyan, magenta, yellow, and black colors, and the optical scanning optical system forms a latent image through different optical paths corresponding to the photoconductors. Therefore, the main scanning dot position shift generated on each photoconductor often has different characteristics. Therefore, by deploying the optical scanning device described so far to a tandem color machine, it is possible to obtain a high-quality image in which the main scanning dot position deviation is well corrected. In particular, in terms of image quality, an image with good color reproducibility can be obtained in which color misregistration between stations is effectively reduced.
[0155]
For example, in a tandem color machine, when color misregistration between stations occurs on the order of several tens of μm, the main scanning position deviation is corrected by applying a phase shift in a pixel clock whose main scanning position deviation exceeds 1/8 dot. In the case of 1200 dpi, the amount of dot position deviation can be reduced to about 2.6 μm (21.2 μm / 8) corresponding to 1/8 dot.
[0156]
In the present invention, if the shift amount is given to the pixel data for each dot, the number of bits of the pixel data increases and the data transfer becomes heavy. High-precision dot position correction can be performed without giving complicated data.
[0157]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to perform measurement for enabling dot position correction over time with a low cost, space saving, and simple configuration, and highly accurate dot position correction is possible. It is possible to provide a possible optical scanning device and image forming apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of an optical scanning device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining dot position deviation of an optical scanning optical system.
FIG. 3 shows an embodiment of a timing diagram according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating main scanning dot position deviation according to the present invention.
FIG. 5 shows another embodiment of a timing diagram according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating main scanning dot position deviation according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a photodetector.
FIG. 8 is an overall configuration diagram showing another embodiment of the optical scanning device of the present invention.
FIG. 9 illustrates another embodiment of a timing diagram according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating main scanning dot position deviation according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of an optical scanning optical system according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of an array of detectors.
FIG. 13 is an overall configuration diagram of another embodiment of the optical scanning device of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing another embodiment of the optical scanning optical system according to the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of an arrangement of a reflection / transmission member and a detector.
FIG. 16 shows another embodiment of a timing diagram according to the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing an example of data area division according to the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing another embodiment of data area division according to the present invention.
FIG. 19 is an overall configuration diagram of another embodiment of the optical scanning device of the present invention.
FIG. 20 illustrates another embodiment of a timing diagram according to the present invention.
FIG. 21 is a diagram illustrating main scanning dot position deviation correction according to the present invention.
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of a detector.
FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration example of an arrangement of a plurality of reflecting members and detectors.
FIG. 24 is an overall configuration diagram showing another embodiment of the optical scanning device of the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing another configuration example of the arrangement of a plurality of reflection / transmission members and detectors.
FIG. 26 illustrates another embodiment of a timing diagram according to the present invention.
FIG. 27 is a diagram showing another embodiment of the optical scanning optical system according to the present invention.
FIG. 28 is a view showing still another embodiment of the optical scanning optical system according to the present invention.
FIG. 29 is a diagram for explaining main-scanning dot position deviation correction according to the present invention.
FIG. 30 is an overall configuration diagram showing another embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
FIG. 31 is a diagram showing an example of a multi-beam light source unit.
FIG. 32 is a diagram showing another example of the multi-beam light source unit.
FIG. 33 is an overall configuration diagram of another embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
FIG. 34 is a diagram illustrating a configuration example of a multi-laser head.
FIG. 35 is a diagram showing a configuration example of a main part of a tandem color machine to which the optical scanning device of the present invention is applied.
FIG. 36 is a block diagram of an embodiment of a pixel clock generator used in the present invention.
37 is a detailed block diagram of an embodiment of the pixel clock generation circuit in FIG. 36. FIG.
38 is an operation timing chart of FIG. 37. FIG.
FIG. 39 is a diagram showing a correspondence table between phase shift amounts and phase data.
FIG. 40 is a diagram illustrating a phase shift correction method in the pixel clock generation device.
FIG. 41 is a diagram illustrating an operation example of the pixel clock generation device.
FIG. 42 is a block diagram of another embodiment of a pixel clock generation device used in the present invention.
FIG. 43 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional optical inspection device and image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
100 High frequency clock generator
101,102 detector
110 Dot displacement detection / control unit
120 pixel clock generator
130 Image processing unit
140 LD drive signal generator
150 LD drive unit
200 Optical scanning optical system
201 Semiconductor laser
202 Collimator lens
203 cylinder lens
204 Polygon mirror
205 Scanning lens
206 Transmission member
207 photoconductor

Claims (29)

光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、
前記被検出面における、前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を前記光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向にある検出位置を前記光束が走査する際に検出される第二の検出信号に基づいて、前記位相データを生成することを特徴とする光走査装置。
A light source, a deflecting unit for deflecting the light beam emitted from the light source, a light guide unit for guiding the light beam deflected by the deflecting unit to a surface to be scanned and a surface to be detected different from the surface to be scanned, and a high-frequency clock An optical scanning device comprising: a high-frequency clock generation unit that generates a pixel clock; and a pixel clock generation unit that generates a pixel clock based on a high-frequency clock output from the high-frequency clock generation unit and phase data indicating a phase shift amount of the pixel clock In
In the sensed surface, the a first detection signal the light beam detected position in the direction opposite to the scanning than effective writing start position on the scanned surface is detected upon scanning, the effective writing end position wherein, said detection position that is more in the scanning direction effective writing end position based on the second detection signal the light beam is detected when scanning, optical scanner and generates the phase data.
光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、
前記被検出面における、前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を前記光束が走査した際に検出される第一の検出信号と、有効書込終了位置を含み、有効書込終了位置より走査方向にある検出位置を前記光束が走査する際に検出される第二の検出信号と、前記有効書込開始位置と略同一位置にある検出位置前記光束が走査した際に検出される第三の検出信号に基づいて、前記位相データを生成することを特徴とする光走査装置。
A light source, a deflecting unit for deflecting a light beam emitted from the light source, a light guide unit for guiding the light beam deflected by the deflecting unit to a surface to be scanned and a surface to be detected different from the surface to be scanned, and a high-frequency clock An optical scanning device comprising: a high-frequency clock generation unit that generates a pixel clock; and a pixel clock generation unit that generates a pixel clock based on a high-frequency clock output from the high-frequency clock generation unit and phase data indicating a phase shift amount of the pixel clock In
In the sensed surface, the a first detection signal the light beam detected position in the direction opposite to the scanning than effective writing start position on the scanned surface is detected upon scanning, the effective writing end position wherein, the second detection signal and said light beam detection position in the effective writing starting position and substantially the same position where the light beam a detection position that is more in the scanning direction the effective writing end position is detected when scanning An optical scanning device that generates the phase data based on a third detection signal detected when scanning is performed.
請求項1又は2記載の光走査装置において、
前記被走査面と略同一位置を走査する光束を、前記被検出面に配列した複数の検出部により検出して前記検出信号を得る検出手段を有することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1 or 2,
Wherein the light beam scanning the scan surface substantially the same position, the optical scanning device, characterized in that it comprises a detecting means for obtaining the detection signal by detecting a plurality of detecting portions arranged on the detected surface.
請求項1又は2記載の光走査装置において、
前記被走査面と略同一位置を走査する光束を、前記被検出面に配列した複数の反射乃至反射・透過部材を介して一つの検出部で検出して前記検出信号を得る検出手段を有することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1 or 2,
A light beam to scan the substantially same position as the surface to be scanned, wherein it has a detecting means for obtaining the detection signal is detected by one detector unit through a plurality of reflection or reflection and transmission member arranged in the detected surface An optical scanning device characterized by the above.
請求項1乃至4のいずれか1項記載の光走査装置において、
画素クロック1周期を1単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相データを与えることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 4 ,
An optical scanning device characterized in that phase data is given to each data area composed of a plurality of units, with one period of a pixel clock as one unit.
請求項記載の光走査装置において、
前記被検出面における、前記被走査面上の有効書込開始位置より走査の逆方向にある検出位置を光束が走査した際と、前記有効書込開始位置と略同一位置にある検出位置を光束が走査した際の検出位置間を有効書込開始位置決定領域として1データ領域とすることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 2 .
In the sensed surface, wherein a time of the light beam position detection in from the opposite direction of the scanning effective writing start position on the scanned surface is scanned, the light beam position detection in the effective writing starting position and substantially the same position An optical scanning device characterized in that a data area is defined as an effective writing start position determination area between the detection positions when scanning is performed.
請求項記載の光走査装置において、
任意の一定数の連続した画素クロック信号から構成するデータ領域毎に位相データを設定することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 2 .
An optical scanning device characterized in that phase data is set for each data region composed of an arbitrary number of continuous pixel clock signals.
請求項5記載の光走査装置において、
主走査ドット位置ずれの変化量が大きいときはデータ領域の分割幅を狭く、変化量が小さいときはデータ領域の分割幅を広くすることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 5.
An optical scanning device characterized in that when the change amount of the main scanning dot position deviation is large, the division width of the data area is narrowed, and when the change amount is small, the division width of the data area is widened.
請求項5記載の光走査装置において、
有効書込領域の長さが複数パターンに変更でき、有効書込開始位置が複数パターンに共通して一定位置となる場合に、データ領域の終端が有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 5.
When the length of the effective write area can be changed to multiple patterns and the effective write start position is a fixed position common to the multiple patterns, the end of the data area is approximately the same position as the effective write end position. An optical scanning device characterized in that a data area is set in
請求項9記載の光走査装置において、
紙サイズ情報に基づいて、データ領域の終端が有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 9.
An optical scanning device characterized in that, based on paper size information, the data area is set so that the end of the data area is substantially at the same position as the effective writing end position.
請求項5記載の光走査装置において、
有効書込領域の長さが複数パターンに変更でき、有効書込領域の中点が複数パターンに共通して一定位置となる場合に、データ領域の始端及び終端がそれぞれ有効書込開始位置及び有効書込終了位置と略同一位置となるようにデータ領域を設定することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 5.
When the length of the effective write area can be changed to multiple patterns, and the midpoint of the effective write area is a fixed position common to the multiple patterns, the start and end of the data area are the effective write start position and the effective position, respectively. An optical scanning device characterized in that a data area is set to be substantially the same position as a writing end position.
請求項11記載の光走査装置において、
光源から出力される光束を、偏向器により走査方向に沿って被走査媒体上を走査させるとき、書込開始側、及び書込終了側で光束を検出する検出手段を設け、各検出手段から有効書込領域までの領域を夫々有効書込開始位置補正領域、有効書込終了位置補正領域とし、各領域を一つのデータ領域として構成することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 11.
When the light beam output from the light source is scanned on the scanned medium along the scanning direction by the deflector, a detection means for detecting the light beam on the writing start side and the writing end side is provided, and effective from each detection means. An optical scanning device characterized in that an area up to a writing area is an effective writing start position correction area and an effective writing end position correction area, respectively, and each area is configured as one data area.
請求項3又は4記載の光走査装置において、
複数の検出部、あるいは複数の反射乃至反射・透過部材と検出部を、略同一の支持体に保持することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 3 or 4,
An optical scanning device characterized in that a plurality of detection units or a plurality of reflection or reflection / transmission members and detection units are held on substantially the same support.
光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、前記被検出面における前記被走査面と略同一位置を走査する光束を、複数の反射乃至反射・透過部材を介して一つの検出部で検出する検出手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを備える光走査装置において、
前記複数の反射乃至反射・透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを生成することを特徴とする光走査装置。
A light source, a deflecting means for deflecting the light beam emitted from the light source, and the light guide means for guiding each of the different detected surface and the surface to be scanned and the scanned surface the deflected light beam by said deflection means, the object Detection means for detecting a light beam scanning substantially the same position on the detection surface as the surface to be scanned by a single detection unit via a plurality of reflection or reflection / transmission members; a high frequency clock generation means for generating a high frequency clock; In an optical scanning device comprising: a pixel clock generation unit that generates a pixel clock based on a high-frequency clock output from the high-frequency clock generation unit and phase data indicating a phase shift amount of the pixel clock;
An optical scanning device characterized in that the phase data is generated based on a scanning time during which a light beam crosses the plurality of reflecting or reflecting / transmitting members.
請求項14記載の光走査装置において、
複数の反射乃至反射・透過部材から検出手段へ向かう光束が重複する領域を有することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 14.
An optical scanning device having a region in which light beams traveling from a plurality of reflecting or reflecting / transmitting members to a detecting unit overlap.
請求項14又は15記載の光走査装置において、
複数の反射乃至反射・透過部材から検出部へ向かう光束が重複する領域を有し、光束毎に検出信号の振幅補正を行うことを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 14 or 15,
An optical scanning device having a region where light beams traveling from a plurality of reflection or reflection / transmission members to a detection unit overlap, and performing amplitude correction of a detection signal for each light beam.
請求項14記載の光走査装置において、
複数の反射乃至反射・透過部材から検出部へ向かう光束の光路長を略同一とすることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 14.
An optical scanning device characterized in that the optical path lengths of light beams traveling from a plurality of reflection or reflection / transmission members to a detection unit are substantially the same.
請求項14記載の光走査装置において、
複数の反射乃至反射・透過部材から検出部へ向かう光束により得られる検出信号の検出タイミングを各反射乃至は反射・透過部材を走査光が走査した際に得られる検出信号毎に補正を行うことを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 14.
The detection timing of the detection signal obtained by the light beam traveling from the plurality of reflection / reflection / transmission members to the detection unit is corrected for each detection signal obtained when the scanning light scans each reflection / reflection / transmission member. An optical scanning device.
請求項18記載の光走査装置において、
検出タイミングの基準信号として、反射乃至反射・透過部材を介した光路長が最も長い光束を検出する信号検出タイミングを設定することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 18, wherein
An optical scanning device characterized in that a signal detection timing for detecting a light beam having the longest optical path length through a reflection or reflection / transmission member is set as a reference signal for detection timing.
請求項14乃至19のいずれか1項記載の光走査装置において、
導光手段は、偏向器によって偏向された光束を分割することにより、被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く光束分割手段により構成されていることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 14 to 19,
The light guide means is constituted by light beam splitting means for dividing the light beam deflected by the deflector to guide the surface to be scanned and a detected surface different from the scanned surface, respectively. apparatus.
請求項14乃至19のいずれか1項記載の光走査装置において、
前記光源は、走査光と参照光とをそれぞれ出射する2種類の光源からなり、
前記偏向手段は、前記光源から出射された走査光と参照光とからなる光束を偏向し、
前記導光手段は、前記偏向手段によって偏向された光束のうち、前記走査光を前記被走査面へ、前記参照光を前記被走査面とは異なる前記被検出面にそれぞれ導くようにし、
前記検出手段は、前記検出面における前記被走査面と略同一位置を走査する前記参照光を複数の反射乃至反射・透過部材を介して一つの検出部に入射するようにし
前記検出部を前記参照光が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを生成することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 14 to 19,
The light source comprises two types of light sources that respectively emit scanning light and reference light.
The deflecting unit deflects a light beam composed of scanning light and reference light emitted from the light source,
The light guide means guides the scanning light to the scanned surface and the reference light to the detected surface different from the scanned surface, among the light beams deflected by the deflecting means,
The detection means makes the reference light that scans substantially the same position on the detection surface as the surface to be scanned enter a single detection unit via a plurality of reflection or reflection / transmission members,
The optical scanning device characterized in that the phase data is generated based on a scanning time that the reference light crosses the detection unit .
請求項14乃至21のいずれか1項記載の光走査装置において、
前記検出手段の走査方向の最端部にある前記部材同士の間隔を、前記被走査面の有効書込開始位置及び終了位置に走査した際の信号検出間隔と略同一に構成することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 14 to 21,
The interval between the members at the end in the scanning direction of the detection means is configured to be substantially the same as the signal detection interval when scanning to the effective writing start position and end position of the surface to be scanned. Optical scanning device.
請求項14乃至21のいずれか1項記載の光走査装置において、
画素クロック1周期を1単位として、複数の単位で構成されるデータ領域毎に位相データを与えることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 14 to 21,
An optical scanning device characterized in that phase data is given to each data area composed of a plurality of units, with one period of a pixel clock as one unit.
請求項22又は23記載の光走査装置において、
データ領域は、複数の検出タイミングに連動して設定することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 22 or 23.
An optical scanning device characterized in that a data area is set in conjunction with a plurality of detection timings.
請求項14記載の光走査装置において、
複数の反射乃至反射・透過部材と検出部を、略同一の支持体に保持することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 14.
An optical scanning device characterized in that a plurality of reflection or reflection / transmission members and a detection unit are held on substantially the same support.
光源と、前記光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面及び前記被走査面とは異なる被検出面にそれぞれ導く導光手段と、前記検出面における前記被走査面と略同一位置を走査する光束を、複数の反射乃至反射・透過部材を介して一つの検出部で検出する検出手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックをカウントする計数手段と、前記計数手段の計数値と画素クロックの位相シフト量を示す位相データとを比較する比較手段と、前記比較手段の結果に基づいて画素クロックの遷移を行う画素クロック制御手段とから成る光走査装置において、A light source; deflecting means for deflecting the light beam emitted from the light source; light guide means for guiding the light beam deflected by the deflecting means to a surface to be scanned and a surface to be detected different from the surface to be scanned; and the detection Detecting means for detecting a light beam that scans substantially the same position as the scanned surface on a surface with a single detection unit via a plurality of reflection or reflection / transmission members, high-frequency clock generation means for generating a high-frequency clock, and Based on the result of the comparison means, the counting means for counting the high-frequency clock output from the high-frequency clock generation means, the comparison means for comparing the count value of the counting means and the phase data indicating the phase shift amount of the pixel clock In an optical scanning device comprising pixel clock control means for performing pixel clock transition,
前記複数の反射乃至反射・透過部材を光束が横切る走査時間に基づいて、前記位相データを補正することを特徴とする光走査装置。An optical scanning device, wherein the phase data is corrected based on a scanning time during which a light beam traverses the plurality of reflection or reflection / transmission members.
複数の光源と、前記複数の光源から出射された光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査媒体に導く導光手段を有することを特徴とする請求項1乃至26のいずれか1項記載の光走査装置。27. The apparatus according to claim 1, further comprising: a plurality of light sources; a deflecting unit that deflects light beams emitted from the plurality of light sources; and a light guide unit that guides the light beams deflected by the deflecting unit to a scanned medium. The optical scanning device according to any one of the above. 請求項1乃至27のいずれか1項記載の光走査装置を具備し、被走査体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to any one of claims 1 to 27 and forming an image on a scanned object. 請求項1乃至27のいずれか1項記載の光走査装置を具備し、複数の被走査媒体を有するタンデムカラー機に対応することを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to any one of claims 1 to 27 and corresponding to a tandem color machine having a plurality of scanned media.
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