JP4731761B2

JP4731761B2 - 光書込装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4731761B2
Application number: JP2001254569A
Authority: JP
Inventors: 信行佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: JP2003066351A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームを走査して像担持体に静電潜像の書込みを行う光書込装置、及び、その光書込装置を用いたデジタル複写機、プリンター、ファクシミリ、プロッター等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等の画像形成装置のデジタル化が進む中で、Ａ１版、Ａ０版等の広幅用紙に対応した画像形成装置においてもデジタル化が進む傾向にあり、さらなる高画質化が要求されている。現在Ａ１版，Ａ０版等の広幅用紙対応のデジタル複写機においては、光書込装置はＬＥＤアレイを用いて書込む方式が主流であるが、これはレーザー光（光ビーム）をポリゴンミラー等で偏向走査して書込む方式に比較してコスト高であり、画質的にも劣ることは否めない。ただし、Ａ０幅でのレーザー光走査による書込みを考えた場合、光路長の長さ、レンズの大型化、反射ミラーの長尺化等からユニットの大型化、コスト高が課題となる。そこで、この課題を解決する手段として、従来より主走査方向（レーザー光の走査方向）に２つの書込み系を繋ぎ合わせて広幅の走査幅を得る方法が知られている。
【０００３】
２つの光学系の走査線を主走査方向に繋ぎ合わせて、広幅の走査幅の光書込装置を得る方法に関しては種々の提案がなされている（例えば、特開昭６１−１１７２０号公報、特開昭６２−６９５７５号公報、特開平６−２０８０６６号公報、特開平８−７２３０８号公報、特開平９−５６５５号公報、特開平９−１２７４４０号公報等参照）。これらの方法によれば、光書込装置のユニットのコンパクト化、低コスト化が図れるが、２つの走査線の繋ぎ合わせ部を精度良く揃えるための技術（２つのポリゴンミラーの回転同期を取り、走査線のズレを補正する技術）の難しさから実用化には至っていない。
【０００４】
そこで本出願人は先に、１つの偏向手段（ポリゴンミラー等の偏向器）で２つの書込み系を走査することにより、偏向手段の同期を取る必要をなくし、これにより走査線の繋ぎ合わせ部を精度良く繋ぎ合わせることができ、走査幅の広い、低コスト、コンパクトで高画質な光書込装置を実現することを目的として、「光ビームを出射する光源と、該光源からの光ビームを導光する導光手段と、その導光された光ビームを偏向する複数の偏向面を有する偏向手段と、偏向された光ビームを被走査面上に結像する結像手段を有する書き込み系を２系統備え、前記偏向手段は２系統の書き込み系で共用される単一の偏向手段であり、２つの光源から出射した光ビームを、それぞれ異なる導光手段により、複数の偏向面を有する単一の偏向手段の異なる偏向面に導光した後、それぞれ異なる方向に偏向し、２つの異なる結像光学系により、これら２系統の光ビームを同一の被走査面上に導き、該被走査面上の１つの走査領域を、２分割して光走査するように各要素を構成したことを特徴とする光走査装置」を提案した（特開２０００−１８７１７１号公報、特開２０００−２６７０２７号公報参照）。
この光走査装置によれば、同一の被走査面上で分割走査される２つの走査線が単一の偏向手段（１つの偏向器）により偏向走査されているため、偏向器を複数使用した場合と比較して、偏向器自体の同期を取る必要が無い。
このため、副走査方向の２つの走査線の書き出しのタイミングを容易に揃えることができ、副走査方向の走査線の位置ズレを防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人が先に出願した特開２０００−２６７０２７号公報記載の光走査装置においては、１つの偏向器で２つの書込系を走査し、画像の概ね中央部からビーム走査を開始し、主走査方向に光ビームを繋ぎ合わせる方式が採用されている。このことにより、低コストで、コンパクトな広幅対応の光書込装置が達成されている。
さらに、上記公報では、副走査方向の光ビー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ために生じる）を検出し、ずれを補正することが提案されている。
このことにより、副走査方向の位置ずれに対しては良好な補正が行われ、繋ぎ目部での副走査ずれの低減が図られている。
【０００６】
しかしながら、２つの走査線の繋ぎ目部では、主走査方向へのずれに対しても画像に悪影響を及ぼし、１／２ドット程度のずれでも、ハーフトーン画像では白スジとなってしまうという課題がある。
一例として、６００ｄｐｉ（dots per inch）の画像では、ドットピッチが４２．３μｍであるため、ドットずれの許容値としては、約２１μｍとなる。さらに、２つの書込光学系が繋がるため、それぞれの光学系でのずれ量は、さらに１／２の１０μｍのずれしか許されないことになる。
【０００７】
一方、主走査方向にずれを発生させる要因としては、
▲１▼同期検知センサーの温度特性による信号遅延、
▲２▼温度上昇によるレンズ系の倍率変動、
▲３▼機械本体の温度上昇により感光体面との距離が変化する、
が上げられ、それぞれ実測値で▲１▼が約６０μｍ、▲２▼が約２０μｍ、▲３▼が約１０μｍで、合計で約９０μｍのずれが発生することが判明した。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、副走査方向の位置補正のみならず、主走査方向の位置補正も含めて、低コストで、２つの光学系の繋ぎ目のずれを低減することができる構成の光書込装置を提供することを目的とする。さらには、その光書込装置を用い、ドットずれのない良質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、画像信号により独立に強度変調された２つの光源から射出された光ビームを用いて、被走査面上の走査領域を主走査方向に２つに分割して走査し、像担持体の被走査面上で前記２つの光ビームを繋ぎ合せて１つの走査線を走査して光書込みを行う光書込装置において、前記２つの光ビームをそれぞれの光源から射出する第１の書込系及び第２の書込系と、前記第１の書込系及び前記第２の書込系から射出された光ビームを偏向する１つのポリゴンミラーとを備え、前記第１の書込系及び前記第２の書込系は、それぞれの光ビームの書き出し位置を検出する同期検知センサーを有する同期検知ユニットを有し、前記光源により該同期検知センサーから画像書き出し位置までの間に任意のドットを点灯させ、前記同期検知ユニットは、前記同期検知ユニット内に、前記同期検知センサーに加えて、前記点灯されたドットの位置を２次元的な位置で検出する２次元位置検出素子を有し、前記第１の書込系の前記同期検知ユニット内及び前記第２の書込系の前記同期検知ユニット内には、それぞれの前記同期検知センサーから、画像書き出し開始位置までの間に、前記２次元の位置検出素子がそれぞれ配置され、前記第１の書込系及び前記第２の書込系は、前記第１の書込系の走査領域である第１走査領域と前記第２の書込系の走査領域である第２走査領域との接合部である全走査領域の中央部を起点として、互いに逆方向である走査領域の両端部側へ向かってそれぞれ光ビームを走査し、検出された光ビームの位置に応じて、主走査方向については前記点灯されたドットが前記２次元位置検出素子上で主走査方向にずれた距離に応じて画素クロックの位相を遅らせて、画素Ｎドットを先頭ドットの前に追加して、さらに画像データをＮドット前側にずらす処理を行い、副走査方向については前記２次元位置検出素子上で検出された副走査方向のずれに対応する量だけ前記第１の書込系又は前記第２の書込系が有する折り返しミラーの角度を変位させて、前記副走査方向のずれ補正を行うことにより、前記主走査方向と前記副走査方向の書き出し位置を同時に補正することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１に係る光書込装置においては、仮想被走査面上に配置してある同期検知センサーから画像有効範囲内の画像書き出し位置までの間に光ビームを定常的に１ドット点灯させ、さらに、その位置をビーム位置検出手段である２次元位置検出素子で検出し、主走査方向及び副走査方向の書き出し位置を同時に補正することで、主走査用、副走査用の別々のセンサーを用いなくとも低コストで繋ぎ目の主・副のビーム位置を合わせることが可能となる。
【００１２】
また、ビーム位置検出手段に２次元的なビーム位置検出素子を用いることで、主・副走査用に別々のセンサーを用いずに、低コストで、ビーム位置（ドット位置）の検出を行うことが可能となる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、光導電性の像担持体を帯電し、該像担持体に光書込装置により静電潜像の書込みを行い、形成された静電潜像を現像して可視化し、この可視像を記録材に転写し、定着する方式の画像形成装置において、上記光書込装置として、請求項１に記載の光書込装置を用いたことを特徴とするものである。
すなわち、請求項２に係る画像形成装置においては、請求項１に記載の光書込装置を用いることにより、光ビームの主走査位置ずれ及び／または副走査位置ずれを低減することができ、常に安定した良質な画像を得ることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作及び作用を図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明に係る光書込装置の一例として、図２〜４を参照して、２つの光ビームにより、被走査面上の走査領域を主走査方向に２分割して走査する構成の光書込装置を説明する。
【００１５】
この光書込装置は、図２に示すように、第１書込系と第２書込系とを有する。
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ー１−１からは画像信号に応じて強度変調されたレーザー光のビームが射出する。射出したレーザー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１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及び折り返しミラー９−１により順次反射され、像担持体である光導電性の感光体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。
【００１６】
第２書込系は、上記第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ー１−２からは画像信号に応じて強度変調されたレーザー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。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。
【００１７】
第１，第２書込系は光学的に等価であり、第１，第２書込系による書き込みは、第１，第２走査領域Ｓ１，Ｓ２の接合部、すなわち、全走査領域の中央部Ｓ０を起点として、互いに逆方向、すなわち、走査領域の両端部側へ向かって行われる。第１及び第２書込系は、それぞれ同期検知センサーを有する同期検知ユニット１１−１，１１−２を備えている。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である仮想被走査面上に設けられ、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。また、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）から書込みを開始する。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１１−１，１１−２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繋ぎ目部分を、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。
すなわち、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。
【００１８】
次に図３（ａ）は、図２に示す光書込装置を、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３（ａ）において、図面に平行な面である。
図３（ｂ）は、図３（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３に示されていないが、光書込装置は埃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３（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塞ぐ防塵ガラスを示している。
図３（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。すなわち、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。また、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及び第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できる。尚、以上に説明した例では、結像手段はｆθレンズで構成されている。
【００１９】
ここで、図４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。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で反射された後、（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。そして、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。
【００２０】
尚、図４に示したのは、図２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及び第２書込系の配置は図４の場合に限らない。図５は別の配置例を示しており、図５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できる。
【００２１】
以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書込装置」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。
すなわち、第１，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，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、光書込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。
【００２２】
また、主走査方向へのずれに対しても画像に悪影響を及ぼし、１／２ドット程度のずれでも、ハーフトーン画像では白スジとなってしまう。この主走査方向にずれを発生させる要因としては、
▲１▼同期検知センサーの温度特性による信号遅延、
▲２▼温度上昇によるレンズ系の倍率変動、
▲３▼機械本体の温度上昇により感光体面との距離が変化する、
が上げられる。
そこで、本発明では、副走査方向の補正のみならず、主走査方向の位置補正も含めた補正手段を有する光書込装置を提供するものである。以下、その補正手段を備えた光書込装置の実施例について説明する。
【００２３】
【実施例】
図１は本発明の一実施例を示す光書込装置の概略斜視図であり、図２と同じ符号を付したものは同様の構成部材であり、動作、機能も同様のものである。本実施例では、図２の構成に加えて、第２の書込系の折り返しミラー９−２（または、第１の書込系の折り返しミラー９−１）の角度を変位させ副走査方向のずれを補正するための手段（例えばステッピングモータ）１４が設けられている。また、同期検知ユニット１１−１，１１−２内には、同期検知用の同期検知センサーに加えて、レーザービームの位置（ドット位置）を検出する２次元の位置検出素子を備えている。図６に同期検知及びビーム位置検出部（同期検知センサーと２次元位置検出素子を備えた同期検知ユニット）の概略と、半導体レーザー（ＬＤ）の点灯信号、同期検知信号及び画素クロックの一例を示す。
【００２４】
図１、図６において、第１書込系によるレーザービームは、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ユニット１１−１に入射する。この時、レーザービームは図６（ｂ）に示すＬＤ点灯信号（１２−１）に見られる様に、連続点灯の状態で同期検知センサー１１−１Ａに入射する。同期検知センサー１１−１Ａに連続点灯のレーザービームが入射すると、レーザービームの水平同期をとるための同期検知信号（１２−２）が発生し、ＬＤ点灯信号は一旦ＯＦＦになりＬＤは消灯する。
【００２５】
第１書込系の同期検知ユニット１１−１内には、同期検知センサー１１−１Ａから、画像書き出し開始位置までの間に、２次元の位置検出素子１１−１Ｂが配置されている。本実施例では、同一の基板上に同期検知センサー１１−１Ａと２次元位置検出素子１１−１Ｂが配置されているが、同期検知センサー１１−１Ａから、画像書き出し位置までの間であれば、同一基板上でなくても良い。また、本実施例では、第２書込系においても、同期検知ユニット１１−２の基板上に同期検知センサー１１−２Ａと２次元位置検出素子１１−２Ｂが一体的に配置されているが、この場合も、同期検知センサー１１−２Ａから、画像書き出し位置までの間であれば、同一基板上でなくても良い。
尚、２次元の位置検出素子は、本実施例では、２次元ＰＳＤを用いる構成となっているが、２次元のＣＣＤ等を用いる構成にしても良い。
【００２６】
第１書込系においては、ＬＤが一旦消灯した後、同期検知信号（１２−２）から所定の画素クロック数（本実施例ではＮ_０クロック）後に再度ＬＤが点灯し、２次元位置検出素子（２次元ＰＳＤ）１１−１Ｂの上でドットを生成する。点灯するドットは、２次元位置検出素子１１−１Ｂがビームの位置を正確に検出できるのであれば、１ドット点灯でも、複数ドットの点灯でも良い。
このことにより、２次元位置検出素子１１−１Ｂの上で、ビーム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ビーム位置を同時に検出することが可能となる。
画素クロック（１２−３）は同期検知信号（１２−２）を基準として発生し、同期検知から所定のクロック数後（本実施例ではＮｇクロック後）に画像データに基づいたＬＤの変調を開始する。
２次元位置検出素子１１−１Ｂからの信号は制御部１５を介してＸ方向位置及びＹ方向位置に基づいた電圧を発生し、図示しないＡＤコンバーター等によって位置情報に変換される。
尚、第２書込系においても同様であり、走査方向が逆になるだけで、第１書き込み系と動作は同じになり、位置の検出が行われる。
【００２７】
次に図７は、同期検知センサーの温度上昇によって信号遅延が発生した場合、及び書込系の温度上昇により主走査方向及び副走査方向にドットがずれた場合の同期検知及びビーム位置検出部での位置検出の概略と、その時のＬＤ点灯信号、同期検知信号及び画素クロックの一例を示す。
まず、第１書込系を例に主走査方向のずれについて説明すると、図７において、レーザービームが同期検知センサー１１−１Ａに入射するまで、ビームは連続点灯している。常温の場合には、図６に示したように同期検知センサー１１−１Ａ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）に同期検知信号が発生したとすると、図７の温度上昇した場合は、Δｔ（距離換算でΔＸ１）だけ同期検知信号（１３−２）の発生が遅延してしまう現象が発生する。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。
同期検知信号（１３−２）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、２次元位置検出素子１１−１Ｂ上のビーム位置も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、２次元位置検出素子１１−１Ｂ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、ここでは簡略化のために省略する。
【００２８】
ここで、一例として、ΔＸ１だけ主走査方向にずれた場合の補正方法の例を図８に示す。
図８（ａ）は正規のドット位置（ずれの無い場合のドット位置）である。また、図８（ｂ）はΔＸ１だけずれた場合のドット位置を示す。
ΔＸ１だけドットが２次元位置検出素子１１−１Ｂ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遅らせる（図８（ｃ））。
ここで、ＮはＮ×Ｐ＞ΔＸ１になる最小の整数、Ｐはビームのピッチ間隔とする。
このことで、図８（ａ）に示す正規のドット位置の４番目の画素と、図８（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８（ｄ）に示すように、Ｎドット（本実施例ではＮ＝３ドット）を先頭ドットの前に追加して、さらに画像データを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書込系についても同様に行い、書込のタイミングを図示しない書込制御回路で制御することにより、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。
【００２９】
次に、副走査方向の補正について説明する。
図７において、第１書込系では副走査方向にΔＹ１、第２書込系では副走査方向にΔＹ２のずれが２次元位置検出素子１１−１Ｂ，１１−２Ｂ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だけビー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、ミラー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上げられる。
そこで本実施例では、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に示す光書込装置における補正手段であるスッテッピングモータ１４を回転させて折り返しミラー９−２の角度を変位させ、副走査方向のずれ補正を行っている。従って、副走査方向の位置ずれに対して良好な補正が行われ、繋ぎ目部での副走査位置ずれの低減を図ることができる。
【００３０】
以上、請求項１に係る光書込装置の実施例について説明したが、次に本発明に係る画像形成装置について説明する。
本発明に係る画像形成装置は、光導電性の感光体ドラム１０を帯電し、感光体ドラム１０に光書込装置により静電潜像の書込みを行い、形成された静電潜像を現像して可視化し、この可視像を記録材に転写し、定着する構成の電子写真方式の画像形成装置であり、上記光書込装置として、請求項１に記載の光書込装置を用いたものである（請求項２）。
より具体的に説明すると、図示は省略するが、感光体１０の周囲には、感光体１０の表面（被走査面）を均一に帯電する帯電装置と、前述の実施例に示した２つのレーザービームを用いて感光体ドラム１０の表面に静電潜像の書込みを行う光書込装置と、感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視化する現像装置と、その可視像を記録用紙等の記録材に転写する転写装置と、転写後の感光体ドラム表面を清掃するクリーニング装置と、感光体ドラム表面の残留電荷を除電する除電装置等が配設されており、上記転写装置の記録材搬送方向下流側には、記録材に転写されたトナー像を定着する定着装置が設けられている。また、この他、上記転写装置の位置に記録材を給紙・搬送する、給紙装置や搬送手段が設けられている。
この画像形成装置では、前述の実施例に示したように、光ビームの主走査位置ずれ、副走査位置ずれを検出して補正する手段を有する光書込装置を用いているので、温度変化等による光ビームの主走査位置ずれ、副走査位置ずれを低減することができ、走査線の繋ぎ目のずれが無い良好な広幅の光ビーム走査を行うことができ、大画面で良質な記録画像を容易に得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では以下のような効果が得られる。
【００３３】
請求項１記載の光書込装置においては、２つの光ビームをそれぞれの光源から射出する第１の書込系及び第２の書込系と、前記第１の書込系及び前記第２の書込系から射出された光ビームを偏向する１つのポリゴンミラーとを備え、前記第１の書込系及び前記第２の書込系は、それぞれの光ビームの書き出し位置を検出する同期検知センサーを有する同期検知ユニットを有し、前記光源により該同期検知センサーから画像書き出し位置までの間に任意のドットを点灯させ、前記同期検知ユニットは、前記同期検知ユニット内に、前記同期検知センサーに加えて、前記点灯されたドットの位置を２次元的な位置で検出する２次元位置検出素子を有し、前記第１の書込系の前記同期検知ユニット内及び前記第２の書込系の前記同期検知ユニット内には、それぞれの前記同期検知センサーから、画像書き出し開始位置までの間に、前記２次元の位置検出素子がそれぞれ配置され、前記第１の書込系及び前記第２の書込系は、前記第１の書込系の走査領域である第１走査領域と前記第２の書込系の走査領域である第２走査領域との接合部である全走査領域の中央部を起点として、互いに逆方向である走査領域の両端部側へ向かってそれぞれ光ビームを走査し、検出された光ビームの位置に応じて、主走査方向については前記点灯されたドットが前記２次元位置検出素子上で主走査方向にずれた距離に応じて画素クロックの位相を遅らせて、画素Ｎドットを先頭ドットの前に追加して、さらに画像データをＮドット前側にずらす処理を行い、副走査方向については前記２次元位置検出素子上で検出された副走査方向のずれに対応する量だけ前記第１の書込系又は前記第２の書込系が有する折り返しミラーの角度を変位させて、前記副走査方向のずれ補正を行うことにより、前記主走査方向と前記副走査方向の書き出し位置を同時に補正することを特徴とするので、仮想被走査面上に配置してある同期検知センサーから画像有効範囲内の画像書き出し位置までの間に光ビームを定常的に１ドット点灯させ、さらに、その位置をビーム位置検出手段である２次元位置検出素子で検出し、主走査方向及び副走査方向の書き出し位置を同時に補正することにより、主走査用、副走査用の別々のセンサーを用いなくとも低コストで繋ぎ目の主・副のビーム位置を合わせることができる。
【００３４】
また、ビーム位置検出手段に２次元的なビーム位置検出素子を用いることにより、主・副走査用に別々のセンサーを用いずに、低コストで、ビーム位置（ドット位置）の検出を行うことができる。
【００３５】
請求項２記載の画像形成装置においては、光書込装置として、請求項１に記載の光書込装置を用いたことを特徴とするので、温度変化等による光ビームの主走査位置ずれ、副走査位置ずれを低減することができ、走査線の繋ぎ目のずれが無い良好な広幅の光ビーム走査を行うことができ、大画面で良質な記録画像を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す光書込装置の概略斜視図である。
【図２】本発明を適用する光書込装置の一構成例を示す概略斜視図である。
【図３】図２に示す光書込装置の光学配置を説明するための図である。
【図４】図２に示す光書込装置の光学配置を説明するための図である。
【図５】図２に示す光書込装置の光学配置の別の例を説明するための図である。
【図６】図１に示す光書込装置の同期検知及びビーム位置検出部（同期検知センサーと２次元位置検出素子を備えた同期検知ユニット）の概略と、半導体レーザー（ＬＤ）の点灯信号、同期検知信号及び画素クロックの一例を示す図である。
【図７】図１に示す光書込装置において、同期検知センサーの温度上昇によって信号遅延が発生した場合、及び書込系の温度上昇により主走査方向及び副走査方向にドットがずれた場合の同期検知及びビーム位置検出部での位置検出の概略と、その時のＬＤ点灯信号、同期検知信号及び画素クロックの一例を示す図である。
【図８】主走査方向の位置ずれを補正する際の補正方法の説明図である。
【符号の説明】
１−１，１−２：光源（半導体レーザ（ＬＤ））
２−１，２−２：カップリングレンズ
３−１，３−２：シリンダレンズ（線像結像光学系）
４：偏向手段（ポリゴンミラー）
５−１，５−２，６−１，６−２：結像手段
７−１，７−２，８−１，８−２：ミラー
９−１，９−２：折り返しミラー
１０：感光体（像担持体）
１１−１，１１−２：同期検知ユニット
１１−１Ａ，１１−２Ａ：同期検知センサー（同期検知手段）
１１−１Ｂ，１１−２Ｂ：２次元位置検出素子（ビーム位置検出手段）
１４：ステッピングモータ
１５：制御部

Claims

画像信号により独立に強度変調された２つの光源から射出された光ビームを用いて、被走査面上の走査領域を主走査方向に２つに分割して走査し、像担持体の被走査面上で前記２つの光ビームを繋ぎ合せて１つの走査線を走査して光書込みを行う光書込装置において、
前記２つの光ビームをそれぞれの前記光源から射出する第１の書込系及び第２の書込系と、
前記第１の書込系及び前記第２の書込系から射出された光ビームを偏向する１つのポリゴンミラーとを備え、
前記第１の書込系及び前記第２の書込系は、それぞれの光ビームの書き出し位置を検出する同期検知センサーを有する同期検知ユニットを有し、前記光源により該同期検知センサーから画像書き出し位置までの間に任意のドットを点灯させ、
前記同期検知ユニットは、前記同期検知ユニット内に、前記同期検知センサーに加えて、前記点灯されたドットの位置を２次元的な位置で検出する２次元位置検出素子を有し、
前記第１の書込系の前記同期検知ユニット内及び前記第２の書込系の前記同期検知ユニット内には、それぞれの前記同期検知センサーから、画像書き出し開始位置までの間に、前記２次元の位置検出素子がそれぞれ配置され、
前記第１の書込系及び前記第２の書込系は、前記第１の書込系の走査領域である第１走査領域と前記第２の書込系の走査領域である第２走査領域との接合部である全走査領域の中央部を起点として、互いに逆方向である走査領域の両端部側へ向かってそれぞれ光ビームを走査し、
検出された光ビームの位置に応じて、
主走査方向については前記点灯されたドットが前記２次元位置検出素子上で主走査方向にずれた距離に応じて画素クロックの位相を遅らせて、画素Ｎドットを先頭ドットの前に追加して、さらに画像データをＮドット前側にずらす処理を行い、
副走査方向については前記２次元位置検出素子上で検出された副走査方向のずれに対応する量だけ前記第１の書込系又は前記第２の書込系が有する折り返しミラーの角度を変位させて、前記副走査方向のずれ補正を行うことにより、前記主走査方向と前記副走査方向の書き出し位置を同時に補正することを特徴とする光書込装置。
光導電性の像担持体を帯電し、該像担持体に光書込装置により静電潜像の書込みを行い、形成された静電潜像を現像して可視化し、この可視像を記録材に転写し、定着する方式の画像形成装置において、
前記光書込装置として、請求項１に記載の光書込装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。