JP4425543B2 - 分割走査書込装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ビームを用いた画像形成装置の光ビ−ム位置調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置において、高速且つ高解像度の画像出力を得るために、同期センサ、光ビーム位置センサを備え、主走査ライン方向に複数の光ビームを用いる技術が用いられている。これらの複数の光ビームを繋ぐにあたり、光ビーム位置センサの信号に応じて光ビームの点灯位置を変更する技術として、以下に示す先行技術を挙げることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２０２２１号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２０００−２３５１５５
【０００５】
【特許文献３】
特開２０００−２６７０２７
【０００６】
特許文献１記載の技術では、ポリゴンミラーの特定のミラー面による走査ラインについて、予め設定した期間または時間の間にその副走査方向の位置を検出して、副走査書き込み位置に一致させるように調整している。
特許文献２記載の技術では、分割画面の繋ぎ目近傍の分割走査線の位置を検出することにより、分割走査線の状態（傾き等）によらず補正を行うことができ、分割画像の繋ぎ目に乱れの少ない画像が形成ができるようになっている。
特許文献３記載の技術では、２つの書込み系を走査し、画像のほぼ中央部から光ビ−ム走査を開始し、主走査方向に光ビ−ムを繋ぎ合わせる方式が提案されている。さらに、副走査方向の光ビ−ムの通過位置検出手段（１個の１次元ＣＣＤ）を設け、温度変動によって生じる、走査線の副走査方向へのずれ（ハウジングやレンズ系の熱膨張によって光路が微妙に変化する為に生じる）を検出し、２本の繋ぎ目のずれを補正することが提案されている。このことにより、低コストで、コンパクトな広幅対応の書込み系が達成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、繋ぎ目のずれを調整するにあたり、２本の光ビームの位置（書き込み開始位置）を正確に検出し、容易に調整できることが、高画質な出力を得るためにきわめて重要となっている。即ち、２本の光ビームの書き込み開始各画素間隔（繋ぎ目）を確実、容易に調整することができる分割走査書込装置の提供が望まれていた。
【０００８】
そこで、本発明の第１の目的は、２本の光ビ−ム走査の各開始（画像書き込み開始）位置を調整するにあたり、各開始位置が目標値から大きくずれていても、確実に効率よく短時間で行うことができる分割走査書込装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、同期検知センサから同期信号が出力されなくとも、副走査方向の粗調整を可能とする分割走査書込装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、同期検知センサ、位置センサの検出範囲を無駄なく使用することにより、コストを低減することが可能な分割走査書込装置を提供することである。
本発明の第４の目的は、同期検知不良の原因の特定を容易にすることができる分割走査書込装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、分割走査書込装置が、感光体と、画像信号に応じて前記感光体面上に書込みを行う光ビームを生成する２つの光ビーム生成手段と、前記２つの光ビーム生成手段から生成された２本の光ビームを、回転しながら反射するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーが反射した２本の光ビームを、それぞれ前記感光体面上に導く、２つの光ビーム折り返しミラーと、前記２本の光ビームが前記感光体面上に書込みを開始するより前に、前記２つの光ビーム折り返しミラーが折り返した２本の光ビームをそれぞれ受光して、前記２本の光ビームの同期をとるための同期検知信号を出力する２つの同期検知手段と、（ａ）前記光ビームが前記感光体面上に書込みを開始するより前に、前記光ビーム生成手段に光ビームを連続点灯させ、また、（ｂ）前記同期検知手段が各同期検知信号を出力すると、前記２つの光ビーム生成手段のうち対応する光ビーム生成手段に光ビームを消灯させ、また、（ｃ）前記消灯から所定の時間後に１ドット分を点灯させ、また、（ｄ）前記各光ビームが前記感光体面上に書込みを開始した後に、前記画像信号に基づいて前記各光ビームを変調させる、上記（ａ）から（ｄ）の制御を行う光ビーム制御手段と、前記各同期検知手段から、前記感光体面上の、前記各光ビームが走査を開始する位置までの間にそれぞれ配置されており、前記光ビーム制御手段が点灯させた１ドット分の点灯を受光して出力信号を出力する２つの位置センサと、前記各位置センサが出力する出力信号に基づいて該位置センサ上における主走査方向及び副走査方向での該１ドット分の点灯位置を検出し、そして、該検出結果に基づいて、前記光ビーム制御手段の１ドット分の点灯タイミングを補正することで主走査方向書込み位置を微調整し、また、前記光ビーム折り返しミラーの角度を補正することで副走査方向書込み位置を微調整する微調整手段と、前記各同期検知手段が同期検知信号を出力せず、前記位置センサの位置で前記各光ビームが連続点灯すると、該位置センサの出力信号に基づいて、該各光ビームの該位置センサ上での副走査位置を粗調整する粗調整手段と、前記粗調整手段による粗調整の終了後に前記微調整手段による調整を行い、前記微調整手段により調整された２本の光ビームによって前記感光体面上に書込みが行われた書込ラインを連結させる連結手段と、を備えることにより、前記第１、第２、及び第３の目的を達成する。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記粗調整手段による粗調整後、前記各同期検知手段から同期検知信号が出力されない場合、同期検知異常と判定することにより、前記第４の目的を達成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図１ないし図１８を参照して詳細に説明する。
まず、図１以下を参照して、この発明の適用される２ビームにより、被走査面上の走査領域を主走査方向に２分割して走査する光走査装置を説明する。この光走査装置は、図１に示すように、第１書込系と第２書込系とを備えている。
まず、第１書込系について説明すると、「光源」としての半導体レーザ１−１からは、画像信号に応じて強度変調されたレーザ光のビームが射出する。射出したビームはカップリングレンズ２−１のコリメート作用により平行ビームとされ、シリンダレンズ３−１により副走査方向にのみ収束傾向を与えられ、「偏向手段」としてのポリゴンミラー４の偏向反射面近傍に、主走査方向に長い線像として結像する。
ポリゴンミラー４の回転により等角速度的に偏向されたビームは、「結像手段」としてのｆθレンズを構成するレンズ５−１、６−１を透過し、ミラー７−１、８−１および折り返しミラー９−１により順次反射され、光導電性の感光体１０の感光面（被走査面の実体をなす）上にビームスポットを形成し、感光体１０の第１走査領域Ｓ１を等速的に走査する。
【００１２】
第２書込系は「第１書込系」を、ポリゴンミラー４の回転軸を中心に１８０度回転させた位置に配置されている。「光源」としての半導体レーザ１−２からは、画像信号に応じて強度変調されたレーザ光のビームが射出し、カップリングレンズ２−２により平行ビームとされ、シリンダレンズ３−２により副走査方向にのみ収束傾向を与えられてポリゴンミラー４の別の偏向反射面の近傍に主走査方向に長い線像として結像するようになっている。
ポリゴンミラー４の回転により等角速度的に偏向されたビームは、「結像手段」としてのｆθレンズを構成するレンズ５−２，６−２を透過し、ミラー７−２，８−２および折り返しミラー９−２により順次反射されて感光体１０の感光面上にビームスポットを形成し、感光体１０の第２走査領域Ｓ２を等速的に走査する。
【００１３】
第１および第２書込系は光学的に等価であり、第１および第２書込系による書き込みは、第１よび第２走査領域Ｓ１，Ｓ２の接合部、即ち、全走査領域の中央部Ｓ０を起点として、互いに逆方向、即ち、走査領域の両端部側へ向かって行われる。第１および第２書込系はそれぞれ同期検知ユニット１１−１、１１−２を有している。
各同期検知ユニット１１−１、１１−２は各走査ビームの画像領域外に設けられ、１走査毎に各走査ビームの走査開始のタイミングを決定する。図示されない「書込制御回路」は決定されたタイミングに従い、書込開始位置（上述の全走査領域の中央部Ｓ０）から書込を開始する。
【００１４】
このように各走査ビームの書込開始位置Ｓ０が互いに共通で、同期検知ユニットにより良好に制御されるので、各走査ビームの主走査方向のつぎ目部分を、容易且つ良好に整合させることができる。上記第１，第２走査領域Ｓ１，Ｓ２は、互いに１本の直線として連結されるべきもので、設計的には「装置空間に固定的」に設定される。このように装置空間に固定的に設定された理想の走査線は、被走査面上の「２ビームにより同時に走査されるべき線」であり「被走査面軸」である。即ち、第１、第２走査領域Ｓ１、Ｓ２は理想的には、ともに被走査面軸に合致し、前記中央部Ｓ０で互いに連結しあうべきものである。
【００１５】
図２（ａ）は、図１に示す光走査装置を、ポリゴンミラー４の回転軸方向から見た状態を示している。前述の「ビーム偏向面」は、図２（ａ）に於いて、図面に平行な面である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態を、被走査面の実体をなす感光体１０の軸方向から見た状態を示している。図２に示されていないが、光走査装置は「ほこり等の付着」を防止するため光学箱内部に密閉され、精度良く固定、配置されている。図２（ｂ）において、符号１２−１，１２−２は上記光学箱に形成されたビーム射出用開口をふさぐ「防塵ガラス」を示している。
図２（ｃ）に示すように、第１書込系におけるミラー７−１，８−１は「空間的に副走査方向（図の上下方向）に重なりあう」ように配備される。ミラー７−１，８−１の「ビーム偏向面に対する傾き角」を図の如く角：α，β（ともにビーム偏向面から計り、時計回りを「正」、反時計回りを「負」とする）とすると、傾き角：α，βは関係：｜α−β｜＝９０度を満足している。
即ち、ミラー７−１，８−１は所謂「ダハミラー」を構成し、ミラー７−１，８−１で順次に反射された偏向ビームが掃引する面は「ビーム偏向面と平行」になる。
【００１６】
第２書込系におけるミラー７−２，８−２も同様に構成されている。第１および第２書込系により共通の走査線（「被走査面軸」）を等価に走査できるためには、一般に、第１，第２書込系の光軸が被走査面軸（感光体１０の軸と平行である）に直角に設定され、各書込系の結像手段の光路長が等しい関係に有る必要がある。このようになっていれば、ビームスポット径が均一で良好な走査を実現でき、良好な画像を得ることが出来る。
上に説明した例では、結像手段はｆθレンズで構成される。図３に示すように、レンズ５−１，６−１で構成されるｆθレンズの光軸は、被走査面軸Ｓに対して傾き角：θ１を有し、レンズ５−２，６−２で構成されるｆθレンズの光軸は、被走査面軸Ｓに対して傾き角：θ２を有する。
【００１７】
そこで、これら各ｆθレンズの光軸を被走査面軸Ｓに直交させるために、２枚のミラー（第１書込系においてミラー７−１，８−１、第２書込系においてミラー７−２，８−２）が設けられている。第１書込系において、ｆθレンズの光軸が「ミラー７−１に対してビーム偏向面内で」なす角：γ１と、上記光軸が被走査面軸Ｓに対してなす角：θ１とは、
｜θ１｜＋２｜γ１｜＝９０°
を満足する。同様に、第２書込系において、ｆθレンズの光軸が「ミラー７−２に対してビーム偏向面内で」なす角：γ２と、上記光軸が被走査面軸Ｓに対してなす角：θ２とは、
｜θ１｜＋２｜γ１｜＝９０°
を満足する。このようにして、各ｆθレンズの光軸に合致するビームの主光線は、ミラー８−１あるいはミラー８−２に反射されたのち（ビーム偏向面に射影すると）ビーム偏向面に射影された被走査面軸に直交する。
ミラー８−１，８−２で反射された各ビームを、折り返しミラー９−１，９−２で副走査方向に折り返して、最終的に各ビーム被走査面軸Ｓに直交させる。
【００１８】
図３に示したのは、図１以下に即して説明している光学配置に関するものであり、θ１＝θ２、γ１＝γ２の場合である。第１および第２書込系の配置は図４の場合に限らない。図４は別の配置例を示している。
図４の光学配置は、θ１≠θ２、γ１≠γ２とした例である。この場合、第１書込系と第２書込系の「走査する長さ」は同一にならない。角：γ１，γ２はそれぞれ、角：θ１，θ２に応じて一義的に定まる。
そして、角：θ１，角：θ２に応じて第１、第２書込系の走査長さが定まる。従って、角：θ１，θ２を最適な値に設定することにより、有効走査幅を最も広く取ることが出来る。上に説明したように「２ビームにより、被走査面上の走査領域を主走査方向に２分割して走査する光走査装置」では、２つの書込系の走査ビームを精度良く繋ぎ合せて１つの走査線の走査を行う。
【００１９】
即ち、第１および第２書込系の走査ビームの走査線は理想的には、被走査面軸に合致すべきものである。第１および第２書込系の光学配置は、組立て後、各書込系の走査ビームが被走査面軸に合致した状態となるように調整され、使用の初期には、この状態が保たれているが、光走査装置を搭載した画像形成装置の機内温度上昇や偏向手段の発熱等で、光学系ハウジングの熱膨張やそれに伴うミラーや他の光学素子の姿勢変化などにより、各書込系の走査ビームの走査位置が、副走査方向にずれる現象が発生する。
そこで、このような走査位置のずれ量を検出し、自動的に補正することが必要となってくる。
【００２０】
次に、２次元位置センサを使用した光ビーム（レーザービーム）位置調整を説明する。
光ビーム位置調整は、光ビームが位置センサの検出範囲の適正な位置に入射していることが必要である。しかし初期状態（調整前）においては光ビームの走査ライン（以降走査ラインと記す）が位置センサの検出範囲から外れていたり、位置センサの検出範囲端部に位置する場合がある。端部の場合、経時や環境により走査ラインが変動し位置センサによる光ビームの（画像書込開始や走査ライン）位置調整が不可能となる場合もある。また、同期検知センサからの同期信号が無くなり同期エラーを生じさせる。
【００２１】
光ビームの調整は第１書込み系と第２書込み系になされるが、両方とも同様なので一方（第1書込み系）を主に説明し必要に応じて他方も説明する。なお、調整は各系ともに主走査方向、副走査方向についてなされる。
調整はまずの走査ラインを位置センサの検出範囲の適正な位置（ほぼ中央）に移動する粗調整を行った後、２つの光ビームの画像書込開始位置の主、副位置の微調整を行う。ここでは走査ラインが位置センサの検出範囲に有る状態での調整をまず説明した後、粗調整の説明をする。なお本実施の形態での構成では、主走査方向の粗調整は実用上必要ないので説明は省略する。同期センサと位置センサの寸法がばらつきが大で位置検知のためのドット点灯位置が位置センサの受光部外となる場合は主走査方向の粗調整が必要となる。
【００２２】
まず、装置の構成と粗調整終了（光ビームが位置センサの受光部に入射している状態）後の微調整から説明する。
図１は、本実施の形態の概略を示した図である。第１書込み系による光ビームは、ポリゴンミラー４の回転によって偏向され、まず仮想感光体面上に配置された同期検知板１１−１に入射する。この時、光ビームは、図９（ａ）のＬＤ点灯信号に見られる様に、連続点灯の状態で同期検知に入射する。同期検知センサ１１−１−１（図８）に連続点灯の光ビ−ムが入射すると、光ビ−ムの水平同期をとるための同期検知信号図９（ｂ）が発生し、ＬＤ点灯信号は一旦ＨになりＬＤは消灯する。
【００２３】
同期検知板１１−１内には、図８に示すように同期検知センサ１１−１−１と同期検知センサから、画像書き出し開始位置までの間に配置された２次元の位置センサ１１−１−２が配置されている。本例では、同一の部材（ＰＷＢ等）上に配置されているが、同期検知から、画像書き出し位置までの間であれば、同一部材上でなくても良い。
図１、図１４では同一部材（たとえばＰＷＢ）である同期検知板上に同期検知センサ、位置センサ各１個搭載した例が示されている。図１では第１書込系の同期検知板１１−１、第２書込系の１１−２は別々には位置されている例である。同期検知板１１−１、１１−２に至る光ビームの光路や折り返しミラー９−１、９−２は概要がわかるレベルで描かれている。
【００２４】
回転可能（回転角度１０°以下）な折り返しミラー９−１、９−２、ステッピングモータ１４−１、１４−２は走査ラインを副走査方向に移動させる副走査移動手段を構成している。
図７に示してある各折り返しミラー基準位置を検出するＨＰセンサが有り、そのＨＰセンサは折り返しミラーを回転（走査ラインの位置変更）時、各折り返しミラーの回転する時の基準信号を発生させているその基準信号（したがって基準位置）とステッピングモータ駆動用パルスの数（制御手段３０の内部で発生）により、各ミラー位置（回転角度）を設定できる。パルス数は後述する位置センサの信号によって決められる。
【００２５】
なおステッピングモータと折り返しミラー間には（図示していないが）減速機構がもうけられていて、折り返しミラーの回転角度は微小ピッチで設定できる様構成されている。
図１の構成を変更して、折り返しミラー９−１、９−２と同期検知ユニット１１−１、１１−２間にセンサミラーを設け２本の光ビ−ムの同期検知、ドット点灯位置を同一部材上に持ってくることも可能である。その同一部材上には同期検知センサ１１−１−１、１１−１−２、位置センサ１１−２−１、１１−２−２を搭載する。
図５、図６はセンサーミラー１５を使用し、同期検知板１１−１と１１−２が一体となった例であり、折り返しミラー９−１、９−２、センサーミラー１５と、光ビームの光路の関係を示している。
【００２６】
図５は第１書込系の同期検知板１１−１に至る光ビームの光路（以降光路と記す）ａ、ｂ作像用の光路ｃと第２書込系の作像用の光路ｄが描かれている。第２書込系の同期検知板１１−２に至る光路は（光路ａ、ｂに対応した光路があるが図が見にくくなるため）省略してある。
黒丸は各ミラー９−１、９−２、１５上の光ビーム反射位置を示している。走査は光路ａ→ｂ→ｃ順に行われる。
光路ａ （同期検知板１１−１に入力する直前の光ビーム）の右側は（図示していない遮蔽板により光ビームが感光体１０に達しないようになされている）光路ｂはセンサミラー１５で反射される光ビームでもっとも作像開始位置に近い光路であり、位置センサに入射する光路ｂよりも左側である。
【００２７】
光路ｂ、ｃの間に同期検知センサと位置センサが設けられている。光路ｃは作像開始位置に対応した光路である。光路ｄは第２書込系の作像開始位置に対応した光路である。光路ｃが感光体１０に当たる点ｐ１０より左側が第１書込系の画像領域であり、光路ｄが感光体１０に当たる点ｐ１０より右側が第２書込系の画像領域となる。
【００２８】
位置センサは、本例では、２次元のＰＳＤ（Posishon Sensing Device）を用いる構成となっている。ＰＳＤは行２５６×列２５６画素（計６５５３６画素）構成である。各画素間隔（ピッチ）は約８μｍである。ＰＳＤ（位置センサ）はクロックＣＬＫ、スタート信号（蓄積開始、位置センサ走査時間間隔を決める）ＳＴを入力し、アナログ出力信号Ｖｘ１、Ｖｙ１、トリガ信号Trig1を出力する。
【００２９】
図１７は位置センサの入力信号であるクロック信号ＣＬＫ、スタート信号ＳＴと出力信号Ｖｏ（主、副方向の出力信号を代表）、Trig１の関係を示す図である。
スタート信号ＳＴ（ＬでＯＮ）がＯＮ後、アナログ出力信号Ｖｏとトリガ信号Trig１がＣＬＫに同期して出力される。トリガ信号Trig１はアナログ出力信号Ｖｏとも同期されていて、後段のＡＤ変換、制御部の信号取り込みに使用される。クロックＣＬＫ、スタート信号ＳＴはＸ方向（主走査方向）、Ｙ方向（副走査方向）に独立して入力させることも可能であるが、図を簡略化するため各１信号で示す。出力信号もＸ方向（主走査方向）、Ｙ方向（副走査方向）に独立して出力されているが簡略化するため各１信号で示してある。
【００３０】
位置センサの各画素はスタート信号ＳＴの１周期間ＴＳＳ（ほぼ蓄積時間に等しい。実際は電荷転送、リセット時間を必要とするので蓄積時間はＴＳＳより小となる）の受光により電荷を発生させる。その電荷は行、列ごとに蓄えられ、電圧に変換され出力される。よって１周期間ＴＳＳのアナログ出力信号は位置センサ１個あたり、行方向２５６個の値で構成されるシリアル信号ＶＸと列方向２５６個の値で構成されるシリアル信号ＶＹの計５１２個のアナログ値によりなる。出力信号は２次元画像の行、列方向への射影に対応した信号となっている。なお出力信号Ｖｏの値は、出力時より１つ前の１周期間ＴＳ（蓄積時間）に対応したものである。光ビームを位置センサ位置でドット点灯や連続点灯した場合については後述する。
【００３１】
第２書き込み系に付いても、同期検知板１１−２とそれに含まれる同期検知センサ１１−２−１、位置センサ１１−２−２が配置されている。クロック信号ＣＬＫ、スタート信号ＳＴは前述した第１書き込み系のものと同じ信号が使える。アナログ信号ＶＸ２ 、ＶＹ２、トリガ信号Trig２、同期信号ＤＥＴ２が第１書き込み系と同様に出力される。
【００３２】
図７は信号関連の構成を示したブロック図である。
第１書き込み系に対応した同期検知板１１−１（同期検知、位置センサを含む）の位置センサ１１−１−１には、制御部からクロックＣＬＫ、スタート信号ＳＴが与えられ、主走査方向（行）に対応した出力信号ＶＸ１、副走査方向（列）に対応した出力信号ＶＹ１ とトリガ信号Trig1が出力される。出力信号ＶＸ１はオペアンプＯＰ１、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３可変抵抗ＶＲ１からなる増幅器に入力される。その増幅器の出力はＡＤ変喚器ＡＤＣ１によりデジタル信号Ｄｘ１に変換後制御部に入力される。ＡＤ変喚器ＡＤＣ１の入力信号取り込みはTrig1の立下りタイミングで行われる（図１７参照）。
【００３３】
同様に出力信号ＶＹ１はオペアンプＯＰ２、抵抗器Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、可変抵抗ＶＲ２からなる増幅器に入力される。その増幅器の出力はＡＤ変喚器ＡＤＣ２によりデジタル信号ＤＹ１に変換後制御部３０に入力される。ＡＤ変喚器ＡＤＣ２の入力信号取り込みはTrig1の立下りタイミングで行われる（図１７参照）。
同期検知１１−１−２の同期検知信号ＤＥＴ１は制御部３０に入力される。この制御部３０に入力された（位置センサ上のドット点灯位置に対応している）値により、光ビーム点灯手段にドット点灯位置移動量を決める信号を与え、後述する方法で画像書き込み開始位置の調整を行う。
【００３４】
第２書き込み系に対応した同期検知板１１−２（同期検知、位置センサを含む）と後続する増幅器、ＡＤＣ制御部（制御部は第１、２書き込み系共通）は同様な構成になっているので説明は省略する。
図８、図９は同期検知センサ、位置センサ、光ビームのドットと各信号の関係を示した図である。第１書込系と第２書込系が書かれているが、片方の説明だけで解る場合は第１書込系について説明する。
ＬＤが一旦消灯した後、同期検知信号から所定の画素クロック数（本例ではＮ０、クロック）後に再度ＬＤが点灯し、位置センサの上で１ドットを生成する。このことにより、位置センサの上で、光ビームは短時間内では、等価的に静止している状態になり、主走査及び副走査の光ビームの点灯位置を同時に検出することが可能となる。画素クロック（ｃ）は同期検知信号を基準として発生し、同期検知から所定のクロック数後（本例ではＮｇクロック）に画像データに基づいた変調を開始する。
【００３５】
第１書き込系の位置センサ１１−１−２は信号ＶＸ１、ＶＹ１を出力する。その記号は図７に示す記号と対応している。制御部の入力へＤＸ１、ＤＸ２が入力することにより主副の位置センサ上の光ビームの点灯位置を制御部が認識する。第２書込系においても、走査方向が逆になるだけで、第1書込系と動作は同じになり、位置の検出が行われる。
次に、図１０、図１１、図１２には、同期検知センサの温度上昇による信号遅延や書込系の温度上昇による主方向、及び副走査方向にドットがずれた場合の概念図を示してある。
各ドット位置が位置センサ１１−１−２、１１−２−２の検出範囲の中央になったとき、画像の書き出し位置が適正になることを前提として説明する。なお、各ドット位置が中央から外れていたとき、画像の書き出し位置が適正になったとしてもその中央から外れた各ドット位置を装置が認識（図７の不揮発メモリに記憶保持）し基準位置（調整目標値）とすれば、その基準位置からのずれを、前記した中央からのずれに代えることができる。したがって画像の書き出し位置が適正になったときの各ドット位置がわかっていれば調整制御は可能である。ここでは、説明をわかりやすくするために基準位置を中央としてある。
【００３６】
まず、主走査方向のずれについて説明すると、光ビ−ムが同期検知に入射するまで、光ビ−ムは連続点灯している。常温の場合は図１１（ｂ）に示したように、同期検知に入射したとほぼ同時（実際にはタイムラグは０ではない）に同時検知信号が発生したとすると 図１１（ｃ）は温度上昇した場合、Δｔ（距離換算でΔＸ１）だけ同期検知信号の発生が遅延してしまう現象が発生するところを示している。また、レンズ系の温度上昇によって倍率が変化し主走査方向にドットがずれてしまう現象も重なってくる。
【００３７】
同期検知信号が遅延すると、同期検知を基準として所定のクロック（Ｎｇ）後に書き出しを開始するため、画像の書き出し位置もΔＸ１だけのずれが生じ、位置センサ上のドット位置もΔＸ１だけずれることになる。光学系の倍率誤差の影響を考慮すると、位置センサ上のずれ量と、書き出し位置でのずれ量は同一ではなくなるが、ここでは、簡略化の為に省略する。
１例として、ΔＸ１だけ主走査方向にずれた場合の補正方法の例を図１２に示してある。
図１２（ａ）は、正規のずれの無い場合のドット位置である。図１２（ｂ）はΔＸ１だけずれた場合のドット位置を示している。ΔＸ１だけドットが２次元位置検出素子上でずれたとすると、Ｎ＊Ｐ−ΔＸ１ の距離に相当する画素クロックの位相を図示していないレーザービーム点灯制御部により遅らせる。
【００３８】
図１２（ｃ）ここで Ｎは Ｎ＊Ｐ＞ΔＸ１ になる最小の整数、Ｐはビ−ムのピッチ間隔 とする。
このことで、正規のドット位置の４番目の画素と図１２（ｃ）の１番目の主走査方向のドット位置が同一になる。
次に、図１２（ｄ）に示すように、Ｎドット（本例では３ドット）を先頭ドットの前に追加して、さらに画像デ−タ−をＮドット前側にずらす処理が行われる。実際には、同期検知信号から書き出し位置までのクロック数（Ｎｇ）をＮｇ−Ｎとすることと同じになる。以上の処理を第2書込系にも同様に行うことで、主走査方向の繋ぎ目を所定の位置に合わせることができる。
【００３９】
次に、本実施の形態における副走査方向の補正について説明する。
図１０において、第1書込系では、副走査方向にΔＹ１、第2書込系ではΔＹ２のずれが、２次元位置検出素子上で検出される。これに対応して、書き出し位置においてもそれぞれΔＹ１、ΔＹ２のずれが発生し、相対的には、ΔＹだけレーザービ−ムが副走査方向に離れてしまう。
副走査方向へのずれの発生要因としては、ハウジングの熱膨張などによって、ミラ−等の光学部品の位置が微妙に変位してしまうことが主な原因として挙げられる。
上記の検出された副走査方向のずれに対応する量だけ、図１のスッテッピングモ−タ１４−１を回転させて折り返しミラ−９−１の角度を変位させ、副走査方向のずれ補正を行っている。
【００４０】
次に、本実施の形態における粗調整について説明する。
上述した動作は光ビームが同期検知センサ、位置センサの適正な位置に入力していることが前提であった。しかし半導体レーザー、光学部品、それを取り付けるための機構部品の寸法や組み付け精度ばらつきにより、調整無しでその前提を満すことは困難であった。調整無にしようとした場合、寸法、組み付け精度を向上させる必要があるため装置のコストが調整手段を持つ装置よりも高くなる。調整手段を持つ装置とした場合も調整に時間を要し、調整後も経時で光ビーム位置が変化してしまう恐れがあった。
図１３は、同期検知センサ１１−１−１、位置センサ１１−１−２と走査ライン、副走査方向調整範囲の関係を示している。同期検知センサ１１−１−１と位置センサ１１−１−２の副走査方向の受光幅はほぼ等しくなっている。
走査ラインａ、ｄは同期検知センサの検出範囲（したがって位置センサの検出範囲）を外れている。走査ラインｂ、ｃは同期検知センサの検出範囲（したがって位置センサの検出範囲）内であるが、走査ラインｂは検出範囲の端部に位置している。
【００４１】
図１４（ａ）は走査ラインａ、ｄに対応したＬＤ点灯信号と同期検知信号である。走査ラインａ、ｄは同期検知センサの検出範囲から外れているためＬＤ点灯信号は連続点灯したままとなる。同期検知信号が発生した後一旦期消灯する制御となっているが同期検知信号が発生しないため消灯せず連続点灯となる。
したがって同期信号が無いため同期検知信号発生後（ＮＯクロック後）発生させる位置センサ用のドット点灯用のＬＤ点灯信号を発生させることも出来ない。
図１４（ｂ）は走査ラインｂ、ｃに対応したＬＤ点灯信号と同期検知信号である。走査ラインｂ、ｃは同期検知センサの検出範囲内であるため同期検知信号が発生し、同期検知信号発生後（ＮＯクロック後）、位置センサ用のドット点灯用のＬＤ点灯信号が発生している。走査ラインｂの場合は経時や環境変動により同期検知センサの検出範囲から外れ、図１５（ｂ）のようになる可能性が高いので、以下に記載するような粗調整を行い走査ラインｃの様に走査ラインを各センサ検出範囲（副走査方向に対して）中央にすることが望ましい。走査ラインｃは位置センサのほぼ中央に位置しているので粗調整の必要は無い。
なお、副走査方向移動手段の走査ライン副走査方向調整範囲は、図１３のように同期検知センサの検出範囲、位置センサの検出範囲に比べ十分大きい。
【００４２】
走査ラインが位置センサの検出範囲のほぼ中央になったら前述したような書込開始画素位置の微調整に移行する。図１５は、同期検知センサの検出範囲が位置センサの受光幅より狭い例を示している。また、図１６は、同期検知センサの検出幅が位置センサの検出幅より広い例を示している。各センサの狭い方の検出幅で有効範囲が決まるため図１５、図１６いずれの場合も使用できない無駄な検出範囲を持つこととなる。
【００４３】
粗調整工程では位置センサの位置で光ビームをドット点灯する方法と連続点灯する方法がある。
まず、ドット点灯する方法は、同期検知が正常動作している場合は問題がない。同期検知が異常な場合、（走査ラインの基準位置が確定しないため）位置センサ用のドット点灯をすることは出来ない。したがって粗調整も出来なくなる。光ビームが同期検知センサ位置に光ビームが照射しているにもかかわらず同期検知異常になっているのか、光ビームが照射していなくて同期検知異常になっているのか区別できない。
一方、連続点灯する方法は、同期検知信号が無くとも、位置センサ上に光ビームの走査ラインができるため粗調整可能となる。粗調整後も同期検知異常となった場合、同期検知センサ位置に光ビームが照射しているにもかかわらず異常となっているので、原因の特定がしやすい。
【００４４】
図１８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、位置センサの出力信号を示している。位置センサの位置で光ビームがドット点灯した場合、主、副走査方向の出力信号（ＶＸ１、ＶＸ２、ＶＹ１、ＶＹ２）は、図１８（ａ）のような信号となり、ドットの主、副方向の位置が検知できる。位置センサの位置で光ビームが連続点灯した場合、副走査方向の出力信号（ＶＹ１、ＶＹ２）は、図１８（ｂ）のような信号となる。主走査方向の出力信号（ＶＸ１、ＶＸ２）は、図１８（ｃ）のような信号となる。
副走査方向の出力信号は一部の行（ｎ＋６〜ｎ＋１０行）の２５６画素全てに光ビームが入射するため、図１８（ｂ）のように飽和する。光ビームの主走査方向の位置は出力信号が図１８（ｃ）のようになるため位置検出できないが、走査ライン位置（副方向の位置）は検知できる。副方向の位置は出力値が一部（ｎ＋６〜ｎ＋１０）飽和しているため、図１８（ａ）の場合より精度は落ちるが、位置センサの画素間隔は約８μｍであるため、粗調整するには十分である。
粗調整後は同期検知センサの信号が出力され、したがって位置センサでのドット点灯が可能となり、図１８（ａ）のような位置センサ信号が得られ精度の高い調整（微調整）ができる。
【００４５】
２本の光ビームの繋ぎ目の隣り合った画像書込開始点が、仕様（６００ＤＰＩの例４２．３μｍ±２０μｍ）を満たすまでの概要動作を説明しておく。
装置が初期状態（繋ぎ目調整前）の場合、各光ビームが同期検知センサに入射しない場合もある。したがって２本の光ビームの画像書込開始点も仕様からずれている。
光ビームが入射している、いないに関わらず、粗調整制御により同期センサの検出範囲のほぼ中央に光ビームの入射位置を移動させる。この時点で同期検知センサから同期信号が出ていない場合は同期検知異常を操作部に表示する。
光ビームが同期検知センサの検出範囲に入射しているにも関わらず、同期検知異常が出っているので、原因の特定がしやすい。同期検知センサの検出範囲に光ビームが入射しないことによる原因は排除される。
【００４６】
次に（継ぎ目の状態が判り易い）画像を出力させ、オペレータが出力画像を見ながら隣り合った画像書込開始点が初期仕様（６００ＤＰＩの例４２．３μｍ±１０μｍ）を満たす様、調整する。その調整後、操作部のキーを押下することにより装置に、画像書込開始点が初期仕様を満たしていることを装置に認識させる。
キー押下時の位置センサ信号（画像書込開始位置に対応）から求められた位置信号が不揮発メモリに記憶保持される。その後の装置動作時、位置センサ信号から求められた位置信号が、不揮発メモリに記憶保持され位置信号からずれた場合、制御により主、副方向に光ビームの位置変更を行う。
その制御により、環境変動や経時による光ビームの位置変動を抑制することにより、隣り合った画像書込開始画素間隔の仕様（６００ＤＰＩの例４２．３μｍ±２０μｍ）を満たす。
なお、上記説明では、オペレータが出力画像を見ながら隣り合った画像書込開始点が初期仕様を満たす様調整すると記載したが、調整治具による自動調整も可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明では、同期検知機能が異常でも光ビームを位置センサに入力させること（粗調整）ができ、同期検知異常原因の特定が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る光走査装置の構成を示した図である。
【図２】図１に示す光走査装置を、ポリゴンミラーの回転軸方向から見た状態を示した図である。
【図３】レンズと走査領域の関係を示した図である。
【図４】レンズと走査領域の関係を示した図である。
【図５】第１書込系の同期検知板に至る光ビームの光路作像用の光路ｃと第２書込系の作像用の光路ｄを示した図である。
【図６】センサーミラーを使用し、同期検知板が一体となった例であり、折り返しミラー、センサーミラーと、光ビームの光路の関係を示した図である。
【図７】信号関連の構成を示したブロック図である。
【図８】同期検知センサと位置検知センサとの関係を示した図である。
【図９】同期検知センサ、位置センサ、光ビームのドットと各信号の関係を示した図である。
【図１０】同期検知センサの温度上昇による信号遅延や書込系の温度上昇による主方向、及び副走査方向にドットがずれた場合を示した図である。
【図１１】同期検知センサの温度上昇による信号遅延や書込系の温度上昇による主方向、及び副走査方向にドットがずれた場合を示したタイムチャートである。
【図１２】正規のドット位置とずれたドット位置の関係を示した図である。
【図１３】同期検知センサ、位置センサと走査ライン、副走査方向調整範囲の関係を示した図である。
【図１４】ＬＤ点灯信号と同期検知信号の関係を説明する図である。
【図１５】同期検知センサの検出範囲が位置センサの受光幅より狭い例を示した図である。
【図１６】同期検知センサの検出幅が位置センサの検出幅より広い例を示した図である。
【図１７】位置センサの入力信号であるクロック信号ＣＬＫ、スタート信号ＳＴと出力信号Ｖｏ（主、副方向の出力信号を代表）、Trig１の関係を示した図である。
【図１８】位置センサの出力信号を示した図である。
【符号の説明】
１−１ 半導体レーザ
２−１ カップリングレンズ
３−１ シリンダレンズ
４ ポリゴンミラー
５−１、６−１ ｆθレンズ
７−１、８−１ ミラー
９−１ 折り返しミラー
１０ 感光体
１１−１、１１−２ 同期検知ユニット
１２−１、１２−２ 防塵ガラス

Claims (2)

1. 感光体と、
   画像信号に応じて前記感光体面上に書込みを行う光ビームを生成する２つの光ビーム生成手段と、
   前記２つの光ビーム生成手段から生成された２本の光ビームを、回転しながら反射するポリゴンミラーと、
   前記ポリゴンミラーが反射した２本の光ビームを、それぞれ前記感光体面上に導く、２つの光ビーム折り返しミラーと、
   前記２本の光ビームが前記感光体面上に書込みを開始するより前に、前記２つの光ビーム折り返しミラーが折り返した２本の光ビームをそれぞれ受光して、前記２本の光ビームの同期をとるための同期検知信号を出力する２つの同期検知手段と、
   （ａ）前記光ビームが前記感光体面上に書込みを開始するより前に、前記光ビーム生成手段に光ビームを連続点灯させ、また、
   （ｂ）前記同期検知手段が各同期検知信号を出力すると、前記２つの光ビーム生成手段のうち対応する光ビーム生成手段に光ビームを消灯させ、また、
   （ｃ）前記消灯から所定の時間後に１ドット分を点灯させ、また、
   （ｄ）前記各光ビームが前記感光体面上に書込みを開始した後に、前記画像信号に基づいて前記各光ビームを変調させる、
   上記（ａ）から（ｄ）の制御を行う光ビーム制御手段と、
   前記各同期検知手段から、前記感光体面上の、前記各光ビームが走査を開始する位置までの間にそれぞれ配置されており、前記光ビーム制御手段が点灯させた１ドット分の点灯を受光して出力信号を出力する２つの位置センサと、
   前記各位置センサが出力する出力信号に基づいて該位置センサ上における主走査方向及び副走査方向での該１ドット分の点灯位置を検出し、そして、該検出結果に基づいて、
   前記光ビーム制御手段の１ドット分の点灯タイミングを補正することで主走査方向書込み位置を微調整し、また、
   前記光ビーム折り返しミラーの角度を補正することで副走査方向書込み位置を微調整する微調整手段と、
   前記各同期検知手段が同期検知信号を出力せず、前記位置センサの位置で前記各光ビームが連続点灯すると、該位置センサの出力信号に基づいて、該各光ビームの該位置センサ上での副走査位置を粗調整する粗調整手段と、
   前記粗調整手段による粗調整の終了後に前記微調整手段による調整を行い、前記微調整手段により調整された２本の光ビームによって前記感光体面上に書込みが行われた書込ラインを連結させる連結手段と、
   を備えることを特徴とする分割走査書込装置。
2. 前記粗調整手段による粗調整後、前記各同期検知手段から同期検知信号が出力されない場合、同期検知異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の分割走査書込装置。

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