JPH09325288A - マルチビ−ム走査装置 - Google Patents

マルチビ−ム走査装置

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JPH09325288A
JPH09325288A JP15925596A JP15925596A JPH09325288A JP H09325288 A JPH09325288 A JP H09325288A JP 15925596 A JP15925596 A JP 15925596A JP 15925596 A JP15925596 A JP 15925596A JP H09325288 A JPH09325288 A JP H09325288A
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JP
Japan
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scanning direction
laser beam
laser
light
shielding mask
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Pending
Application number
JP15925596A
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English (en)
Inventor
Tomohiro Nakajima
智宏 中島
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】マルチビ−ムの走査線ピッチを正確に調整し高
品位な画像出力を得る。 【解決手段】走査始端側の非書込位置に設けたビ−ム検
出手段7をセンサアレイ71と遮光マスク72で構成す
る。センサアレイ71は複数のフォトセンサPD1〜P
Dnが主走査方向に沿って配置され、遮光マスク72は
先端エッジ部が主走査方向に対して一定角度θだけ傾け
て配置され、複数のフォトセンサPD1〜PDnの開口
を走査開始側より徐々に狭めるように覆っている。隣接
する2つのレ−ザビ−ムが走査されるときに、遮光マス
ク72でけられないフォトセンサから出力するパルス信
号と遮光マスク72でけられてパルス幅が変化したパル
ス信号から2つのレ−ザビ−ムの副走査方向のピッチ幅
(時間差)算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は複数のレ−ザ発光
源から出射するレ−ザビ−ムを用いて光書き込みを行う
マルチビ−ム走査装置、特に複数のレ−ザビ−ムの副走
査方向の走査線ピッチの検出精度の向上に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】レ−ザプリンタ,デジタル複写機等の光
書込み系では記録速度を早くするために、例えば、特開
平7−72407号公報や特開平7−228000号公報等に示さ
れたように、複数のレ−ザ発光源から出射するレ−ザビ
−ムにより感光体表面を同時に走査して情報を書き込む
マルチビ−ム走査装置が提案されている。このマルチビ
−ム走査装置は隣接ラインを同時に走査しているため、
記録密度を変更するときに走査線ピッチを変更する必要
がある。また、走査線ピッチのずれは濃度ムラとなり画
像品質を劣化させる原因になるので、高品位な記録を行
うには径時的に走査線ピッチを補正する必要がある。こ
のため記録密度変換やピッチ補正を精度良く行うには記
録面上での走査線ピッチを検出してフィ−ドバックし走
査線ピッチを可変することが不可欠である。このような
走査線ピッチの検出には一般にCCD等のリニアセンサ
が用いられるが、CCD等のリニアセンサはコストが高
く、かつ走査線ピッチに対しビ−ムスポットが十分小さ
くないと各ビ−ムの重なりにより正確に走査線ピッチの
検出ができなくなる。そこで例えば特開平7−228000号
公報に示されているように、光ビ−ム検知領域の主走査
始端側のエッジが相互に非並行な2つのフォトセンサを
主走査方向に沿って配置し、主走査方向に移動する各レ
−ザビ−ムが2つのフォトセンサで検出される時間差に
より副走査方向の走査線ピッチを検出したりしている。
この検出した副走査方向の走査線ピッチがあらかじめ定
められた基準値になるように複数のレ−ザ発光源を有す
る光源部の光軸回りを回転して走査線ピッチを調節して
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように主走査時
間差から走査線ピッチを算出する方法においては、ビ−
ム毎に個別に走査位置の検出を行うことから走査毎のバ
ラツキ、例えば走査始端を傾斜させていることに伴いビ
−ム形状やビ−ム強度分布の差によりフォトセンサの応
答特性が変化する等を考慮すると微小な時間差を検出す
るにはビ−ム毎に複数回計測して平均化する等の措置が
必要になり、走査線ピッチの算出に多くの時間を要する
とともに高分解能なカウンタを用いる必要がある。
【0004】この発明はかかる短所を改善するためにな
されたものであり、簡単でかつ安価な構成でビ−ム走査
位置を高精度に検出し、走査線ピッチを正確に調整し
て、常に高品位な画像出力を得ることができるマルチビ
−ム走査装置を得ることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係るマルチビ
−ム走査装置は、主走査方向に配置された複数のフォト
センサを有するセンサアレイと、先端部が主走査方向に
対して一定角度傾けて配置され、センサアレイの一部を
覆う遮光マスクとを有するビ−ム検知手段を走査開始側
の非書込位置に設け、各レ−ザビ−ムがビ−ム検知手段
を通るときに、遮光マスクで覆われないフォトセンサが
出力するビ−ム検出信号のパルス幅(t0)と、各レ−
ザビ−ムがフォトセンサを通過する際の検出時間差(T
0)と、各レ−ザビ−ムにより遮光マスクの先端エッジ
があるフォトセンサが出力するビ−ム検出信号のパルス
幅(Δt1,Δt2)とから複数のレ−ザビ−ムの副走査
方向のピッチを演算することを特徴とする。
【0006】この発明に係る第2のマルチビ−ム走査装
置は、主走査方向に配置された複数のフォトセンサを有
するセンサアレイと、先端部が主走査方向に対して一定
角度傾けて配置され、センサアレイの一部を覆う遮光マ
スクとを有するビ−ム検知手段を走査開始側の非書込位
置に設け、各レ−ザビ−ムがビ−ム検知手段を通るとき
に、最先端のフォトセンサから遮光マスクの先端エッジ
があるフォトセンサまでのビ−ム検出信号の和と、各レ
−ザビ−ムがフォトセンサを通過する際の検出時間差と
から複数のレ−ザビ−ムの副走査方向のピッチを演算す
ることを特徴とする。
【0007】上記複数のレ−ザビ−ムの主走査方向の間
隔PSをセンサアレイのフォトセンサの配列ピッチP0
り大きくし、複数のレ−ザビ−ムと遮光マスクの先端エ
ッジとの交差位置が互いに隣接するフォトセンサの位置
になるように遮光マスクを配置することが望ましい。
【0008】また、上記遮光マスクの主走査方向に対す
る傾き角度θを、複数のレ−ザビ−ムの主走査方向の間
隔PSとフォトセンサの配列ピッチP0からtanθ=(PS
/P0)になるように遮光マスクを配置すると良い。
【0009】また、この発明に係る他のマルチビ−ム走
査装置は、主走査方向に配置された複数のフォトセンサ
を有し、隣接したフォトセンサの境界の少なくとも1個
所が主走査方向に対して一定角度傾けられ、主走査方向
に対して一定角度傾けられた境界の走査始端側に主走査
方向に対して直交した境界を有するビ−ム検知手段を走
査開始側の非書込位置に設け、各レ−ザビ−ムが直交し
た境界から傾けた境界を通るまでの時間間隔から複数の
レ−ザビ−ムの副走査方向のピッチを演算することを特
徴とする。
【0010】上記直交した境界を各レ−ザビ−ムが通る
ときのビ−ム検出信号に同期したクロックパルスを記録
画素密度に応じた一定数Snだけ分周して、一定数Sn
個のクロックパルスにより1個の基準パルスを発生し、
発生した基準パルスのパルス幅と各レ−ザビ−ムが直交
した境界から傾けた境界を通るときに発生するパルス信
号のパルス幅及び一定数Snにより各レ−ザビ−ムが直
交した境界から傾けた境界を通るときの時間間隔を演算
し、演算した各レ−ザビ−ムの時間間隔から複数のレ−
ザビ−ムの副走査方向のピッチを演算すると良い。
【0011】さらに、上記センサアレイの特定のフォト
センサが出力する各レ−ザビ−ムのビ−ム検出信号によ
り画像記録開始のタイミングをとると良い。
【0012】
【発明の実施の形態】この発明においては、複数の半導
体レ−ザ素子から出射し、走査光学系を介して送られた
レ−ザビ−ムを検出し書込開始位置を定めるため、走査
始端側の非書込位置に設けたビ−ム検出手段をセンサア
レイと遮光マスクで構成する。センサアレイは複数のフ
ォトセンサが主走査方向に沿って配置され、遮光マスク
は先端エッジ部が主走査方向に対して一定角度θだけ傾
けて配置され、複数のフォトセンサの開口を走査開始側
より徐々に狭めるように覆っている。
【0013】ビ−ム検出手段のセンサアレイ上を副走査
方向に対して隣接する2つのレ−ザビ−ムが走査される
と、各レ−ザビ−ムの走査線上に遮光マスクの先端エッ
ジが横切っていないフォトセンサからはレ−ザビ−ムの
スポット径に応じた一定幅t0のパルス信号をビ−ム検
出信号として出力し、各レ−ザビ−ムの走査線上に遮光
マスクの先端エッジが横切っているフォトセンサからは
遮光マスクによりレ−ザビ−ムの一部がけられてパルス
幅Δt1,Δt2と変化したパルス信号がビ−ム検出信号
として出力される。この変化したパルス幅Δt1,Δt2
のパルス信号の立ち下がりを検出することにより、副走
査方向に対して隣接する2つのレ−ザビ−ムが遮光マス
クの先端エッジと交叉する位置を一意的に定めることが
できる。そして隣接する2つのレ−ザビ−ムと遮光マス
クの先端エッジの交叉する位置を互いに隣接するフォト
センサで検出するように遮光マスクの先端エッジの傾斜
角θを定めておくと、各レ−ザビ−ムが副走査方向の上
方にずれると交叉位置は基準位置のフォトセンサより後
側のフォトセンサにずれ、各レ−ザビ−ムが副走査方向
の下方にずれれば交叉位置は基準位置のフォトセンサよ
り前側のフォトセンサにずれる。そこで、遮光マスクで
けられてパルス幅が変化したパルス信号をビ−ム検出信
号として出力するフォトセンサを検出することによりビ
−ム走査位置の副走査方向に対する変動を検出すること
ができる。
【0014】また、各レ−ザビ−ムの走査線上に遮光マ
スクの先端エッジが横切っていないフォトセンサから出
力されたビ−ム検出信号の立上りを基準にして画像記録
開始のタイミングをとって、画像記録開始位置の精度を
高める。
【0015】また、遮光マスクでけられないフォトセン
サから時系列で出力するパルス信号のパルス幅t0と検
出時間差T0と遮光マスクでけられてパルス幅が変化し
たパルス信号のパルス幅Δt1,Δt2を検出することに
より、隣接する2つのレ−ザビ−ムの副走査方向のピッ
チ幅(時間差)Tを、T=(T0−t0)+Δt−Δt2
演算する。
【0016】この隣接する2つのレ−ザビ−ムの副走査
方向のピッチ幅(時間差)Tを演算するときに、各レ−
ザビ−ムがビ−ム検知手段を通るときに、最先端のフォ
トセンサから遮光マスクの先端エッジがあるフォトセン
サまでのビ−ム検出信号の和と、各レ−ザビ−ムにより
フォトセンサが出力するビ−ム検出信号のピッチ間隔と
から、簡単にレ−ザビ−ムの副走査方向のピッチ幅(時
間差)Tを演算することもできる。
【0017】さらに、上記遮光マスクの主走査方向に対
する傾き角度θを、複数のレ−ザビ−ムの主走査方向の
間隔PSとフォトセンサの配列ピッチP0からtanθ=(P
S/P0)になるように遮光マスクを配置することによ
り、パルス幅が変化したパルス信号のパルス幅Δt1
Δt2を同じにすることができ、簡単な演算でレ−ザビ
−ムの副走査方向のピッチ幅(時間差)Tを演算するこ
とができる。
【0018】また、主走査方向に配置された複数のフォ
トセンサ、例えば3個のフォトセンサを配置し、第2の
フォトセンサと第3のフォトセンサの境界を主走査方向
に対して一定角度傾け、第1のフォトセンサと第2のフ
ォトセンサの境界を主走査方向に対して直交させてお
き、各レ−ザビ−ムが主走査方向に対して直交させた境
界から主走査方向に対して一定角度傾けた境界を通る時
間間隔を検出し、各レ−ザビ−ムの時間間隔からレ−ザ
ビ−ムの副走査方向のピッチ幅を演算することにより、
副走査方向のピッチを正確に得ることができる。
【0019】この時間間隔を検出するときに、直交した
境界を各レ−ザビ−ムが通るときのビ−ム検出信号に同
期したクロックパルスを記録画素密度に応じた一定数S
nだけ分周して、一定数Sn個のクロックパルスにより
1個の基準パルスを発生し、発生した基準パルスのパル
ス幅と各レ−ザビ−ムが直交した境界から傾けた境界を
通るときに発生するパルス信号のパルス幅及び一定数S
nにより、簡単かつ高精度に各レ−ザビ−ムが直交した
境界から傾けた境界を通るときの時間間隔を演算するこ
とができる。また、各レ−ザビ−ムが直交した境界を通
るときのビ−ム検出信号に同期したクロックパルスによ
り画像記録開始のタイミングをとる。
【0020】
【実施例】図1はこの発明の一実施例の走査光学系を示
す配置図である。図に示すように、マルチビ−ム走査装
置の走査光学系は、2個の半導体レ−ザ素子(以下、L
Dという)10,11を有するレ−ザ発光源1からそれ
ぞれ出射しコリメ−タレンズ12,13を通ったレ−ザ
ビ−ムはビ−ム合成プリズム19で合成され、シリンダ
レンズ2からポリゴンミラ−3に照射される。ポリゴン
ミラ−3はポリゴンモ−タにより高速回転して、入射し
たレ−ザビ−ムを反射し、ポリゴンミラ−3で反射した
レ−ザビ−ムはfθレンズ4とトロイダルレンズ5を通
り、反射ミラ−6で反射して転写記録部の感光体8表面
を繰返し走査して、感光体8表面に画像情報を書き込
む。この感光体8を走査するときに、LD10,11か
ら出射したレ−ザビ−ムを副走査方向に1走査線ピッチ
だけずらして、隣接する2ラインを同時に書き込む。ま
た、LD10,11から出射したレ−ザビ−ムは走査始
端側の非書込位置に設けたビ−ム検出部7にも入射す
る。
【0021】ビ−ム検出部7は、図2に示すように、セ
ンサアレイ71と遮光マスク72とを有する。センサア
レイ71は複数のフォトセンサPD1〜PDnが主走査
方向に沿って配置され、遮光マスク72は先端エッジ部
が主走査方向に対して一定角度θだけ傾けて配置され、
フォトセンサPD1〜PDnの開口を走査開始側より徐
々に狭めるように覆っている。センサアレイ71を構成
するフォトセンサPD1〜PDnは、それぞれ主走査方
向の大きさが例えば0.15mm、副走査方向の大きさが0.
8mmに形成され、0.2mm間隔で12個配列され、約80μ
mのスポット径のレ−ザビ−ムの光量が100%入射され
たときに、副走査方向の走査位置に変動があっても入射
したレ−ザビ−ムのスポット径が外れないようになって
いる。この場合、遮光マスク72の先端エッジ部の傾斜
角θは約17.9度にしてある。
【0022】ビ−ム検出部7からのビ−ム検出信号によ
り副走査方向の走査線ピッチを検出して制御する制御部
には、図3のブロック図に示すように、基準クロック信
号を発生する基準クロック発生部21と位相同期部22
とパルス幅検出部23と副走査ピッチ演算部24と副走
査ピッチ制御部25と半導体レ−ザ制御部26を有す
る。位相同期部22は走査始端側にあるフォトセンサP
D1からのビ−ム検出信号に同期したクロック信号を出
力する。パルス幅検出部23は、図2と図4の波形図に
示すように、各レ−ザビ−ムのスポット14a,15a
がビ−ム検出部7を通るときに、遮光マスク72で覆わ
れないフォトセンサPD1が出力するビ−ム検出信号の
パルス幅t0と、各スポット14a,15aによりフォ
トセンサPD1が出力するビ−ム検出信号のピッチ間隔
0と、各スポット14a,15aにより遮光マスク7
2の先端エッジがあるフォトセンサPD2,PD3が出
力するビ−ム検出信号のバルス幅Δt1,Δt2とを検出
する。ピッチ演算部24はパルス幅検出部23で検出し
たパルス幅t0とビ−ム検出信号のピッチ間隔T0及び遮
光マスク72の先端エッジがあるフォトセンサPD2,
PD3が出力するビ−ム検出信号のバルス幅Δt1,Δ
2からからレ−ザビ−ムの副走査方向のピッチPSを演
算する。副走査ピッチ制御部25はピッチ演算部24で
演算した副走査方向のピッチPSが画素密度に応じた基
準走査ピッチになるように副走査ピッチ可変モ−タ27
を制御する。半導体レ−ザ制御部26は位相同期部22
で発生するクロック信号により画像記録タイミングを制
御する。
【0023】上記のように構成されたマルチビ−ム走査
装置でレ−ザビ−ムの副走査方向の走査ピッチを検出し
て可変制御するときの動作を説明するにあたり、まずL
D10,11から出射したレ−ザビ−ムを副走査方向に
1走査線ピッチだけずらすときの合成処理を図5の分解
斜視図を参照して説明する。図5に示すように、LD1
0,11は同一平面上に配列され、p−n接合面に垂直
な方向を同軸X0,X1にしている。このLD10,11
から出射されたレ−ザビ−ムはコリメ−タレンズ12、
13により各々平行光束に変換されアパ−チャ16、1
7により所定の光束径に整形される。これらのレ−ザビ
−ムのうちLD11から出射されたレ−ザビ−ム15は
1/2波長板18により偏光面を90度回転させてビ−ム
合成プリズム19に入射される。このレ−ザビ−ム15
はビ−ム合成プリズム19の斜面19aで内面反射し、
さらに偏光ビ−ムスプリッタ面19bで反射して、LD
10から出射された基準となるレ−ザビ−ム14の光軸
近傍に合成される。このときLD11とコリメ−トレン
ズ13とを僅かに偏心させて、レ−ザビ−ム15をレ−
ザビ−ム14より主走査方向に所定角度αだけ隔てて出
射するようにし、図2に示すように、記録面上における
レ−ザビ−ム14のスポット14aとレ−ザビ−ム15
のスポット15aを主走査方向に間隔を隔てている。そ
してLD10とLD11を光軸回りに回転することによ
り、副走査方向のピッチを調節するようにしている。
【0024】すなわち、レ−ザ発光源1のLD10,1
1は、図6に示すように、各々支持体31,32に固定
され、基体33の裏面にコリメ−トレンズ12,13と
の光軸を一致させて取り付けられている。コリメ−トレ
ンズ12,13は鏡筒に納められ、基体33の嵌合穴3
3a,33bに各々LD10,11との位置を合わせて
取り付けられている。この基体33は各レ−ザビ−ム1
4,15の整形用スリットが一体的に形成されたアパ−
チャ16,17及びビ−ム合成プリズム19を裏面より
収容して支持したフランジ部34と一体化されてレ−ザ
発光源1を構成している。副走査ピッチ可変モ−タ27
はそのシャフトに圧入され、外周に雄ねじを形成した円
筒部材35をアクチュエ−タ36に形成した雌ねじに螺
合し、副走査ピッチ可変モ−タ27の回転によりアクチ
ュエ−タ36を矢視方向に平行移動してフランジ部34
のレバ−34aに当り、レ−ザ発光源1を円筒上の突起
34bの外周を基準として回転させる。このようにして
副走査方向のピッチを調節するようにしている。なお、
基板37にはLD10とLD11の駆動回路部を有す
る。
【0025】次にレ−ザビ−ム14,15の副走査方向
のピッチを検出するときの動作を図2と図4の波形図を
参照して説明する。
【0026】ビ−ム検出部7のセンサアレイ71を構成
するフォトセンサPD1〜PDnの開口は遮光マスク7
2で走査開始側より徐々に狭められているから、センサ
アレイ71上をレ−ザビ−ム14,15が走査される
と、レ−ザビ−ム14の走査線上に遮光マスク72の先
端エッジが横切っていないフォトセンサPD1,PD2
からは図4に示すように、レ−ザビ−ム14,15のス
ポット径14aに応じた一定幅t0のパルス信号14b
をビ−ム検出信号として出力する。また、レ−ザビ−ム
15の走査線上に遮光マスク72の先端エッジが横切っ
ていないフォトセンサPD1からは、レ−ザビ−ム15
のスポット径15aに応じた一定幅t0のパルス信号1
5bをビ−ム検出信号として出力し、レ−ザビ−ム15
の走査線上に遮光マスク72の先端エッジが横切ってい
るフォトセンサPD2からは遮光マスク72によりレ−
ザビ−ム15の一部がけられてパルス幅がΔt1と変化
したパルス信号15cをビ−ム検出信号として出力す
る。また、レ−ザビ−ム14が走査線上に遮光マスク7
2の先端エッジが横切っているフォトセンサPD3を通
るときも、レ−ザビ−ム14の一部がけられてパルス幅
がΔt2と変化したパルス信号14cをビ−ム検出信号
として出力する。このようにしてパルス幅Δt2のパル
ス信号14cとパルス幅Δt1のパルス信号15cの立
ち下がりを検出することにより、レ−ザビ−ム14,1
5が遮光マスク72の先端エッジと交叉する位置を一意
的に定めることができる。このレ−ザビ−ム14,15
と遮光マスク72の先端エッジの交叉する位置が、図2
に示すように、互いに隣接するフォトセンサで検出する
ように遮光マスク72の先端エッジの傾斜角θを定めて
おくと、レ−ザビ−ム14,15が副走査方向の上方に
ずれると交叉位置は基準位置のフォトセンサPD2,P
D3より後側のフォトセンサPD3,PD4にずれ、レ
−ザビ−ム14,15が副走査方向の下方にずれれば交
叉位置は基準位置のフォトセンサPD2,PD3より前
側のフォトセンサPD1,PD2にずれる。したがっ
て、遮光マスク72でけられてパルス幅が変化したパル
ス信号14c,15cをビ−ム検出信号として出力する
フォトセンサを検出することによりビ−ム走査位置の副
走査方向に対する変動を検出することができる。
【0027】また、図4に示すように、フォトセンサP
D1とレ−ザビ−ム14,15が遮光マスク72の先端
エッジと交叉するPD2,PD3とから時系列で出力す
るパルス信号14b,15bのパルス幅t0とピッチ幅
(時間差)T0とパルス幅が変化したパルス信号14
c,15cのパルス幅Δt1,Δt2を検出することによ
り、レ−ザビ−ム14,15の副走査方向のピッチ幅
(時間差)Tを、T=(T0−t0)+Δt−Δt2で演算
することができる。そこで走査始端側にあるフォトセン
サPD1からレ−ザビ−ム14によるパルス信号14b
を出力すると、位相同期部22は出力されたパルス信号
14bの位相に同期したクロック信号をパルス幅検出部
23と半導体レ−ザ制御部26に出力する。またフォト
センサPD1,PD2,PD3から時系列で検出される
レ−ザビ−ム14によるパルス信号14b,14cもパ
ルス幅検出部23に出力される。パルス幅検出部23は
パルス信号14b,14cが送られると位相同期部22
から送られているクロック信号によりパルス信号14
b,14cのパルス幅t0,Δt2を時間として検出す
る。またフォトセンサPD1からレ−ザビ−ム15によ
るパルス信号15bを出力すると、位相同期部22は出
力されたパルス信号15bの位相に同期したクロック信
号もパルス幅検出部23と半導体レ−ザ制御部26に出
力する。パルス幅検出部23はパルス信号15bが送ら
れると、パルス信号14bによるクロック信号によりパ
ルス信号14bとパルス信号15bのピッチ幅T0を検
出する。また、パルス幅検出部23はフォトセンサPD
2からパルス信号15cが送られると、パルス信号15
bによるクロック信号によりパルス信号15cのパルス
幅Δt1を検出する。副走査ピッチ演算部24はパルス
幅検出部23で検出したパルス幅t0とピッチ間隔T0
パルス幅Δt1,Δt2からからレ−ザビ−ム14,15
の副走査方向のピッチPSを演算して副走査ピッチ制御
部25に送る。副走査ピッチ制御部25は送られた副走
査方向のピッチPSが画素密度に応じた基準走査ピッチ
になるように副走査ピッチ可変モ−タ27を制御する。
また、半導体レ−ザ制御部26は位相同期部22で発生
するパルス信号14bとパルス信号15bによるクロッ
ク信号によりレ−ザ発光源1の画像記録タイミングを制
御する。
【0028】このように副走査方向のピッチPSを検出
するときに、レ−ザビ−ム14,15の主走査方向のピ
ッチPmをフォトセンサPD1〜PDnの配列ピッチP
0の整数k倍にすると、パルス信号14bとパルス信号
15bのピッチ幅T0は、T0=kt0で表される。そし
て遮光マスク72の先端エッジの傾斜角θを、tanθ=
(PS/P0)に設定すると、レ−ザビ−ム14が遮光マス
ク72の先端エッジと交叉するフォトセンサPD3の位
置とレ−ザビ−ム15が遮光マスク72の先端エッジと
交叉するフォトセンサPD2の位置がフォトセンサPD
1〜PDnの配列ピッチP0だけずれ、パルス幅Δt1
パルス幅Δt2が等しくなり、レ−ザビ−ム14,15
の副走査方向のピッチ幅TはT0に等しくなり、設定さ
れた基準パルス幅T0をパルス信号14cの立ち下がり
に同期させて比較しT=T0+Tsとなるように副走査
ピッチ可変モ−タ27を制御することにより、副走査方
向の走査線ピッチPSを一定(理想値)に保つことができ
る。ここでTsはオフセット量で遮光マスク72の角度
θが上記した関係にないとき所定値を入力すれば良い。
【0029】なお、上記実施例ではピッチ演算部24は
パルス幅検出部23で検出したパルス幅t0とピッチ間
隔T0とパルス幅Δt1,Δt2からから副走査方向のピ
ッチ幅Tを演算してレ−ザビ−ム14,15の副走査方
向のピッチPSを算出する場合について説明したが、図
4(e)に示すように、レ−ザビ−ム14によりフォト
センサPD1,PD2,PD3が出力するパルス信号1
4b,14cを加算し、レ−ザビ−ム15によりフォト
センサPD1,PD2が出力するパルス信号15b,1
5cを加算し、各加算したパルス信号の立ち下がりの時
間から副走査方向のピッチ幅Tを算出するようにしても
良い。
【0030】また、上記実施例は先端エッジが直線状に
なった遮光マスク72を用い、先端エッジを主走査方向
に一定角度傾けた場合について説明したが、先端エッジ
が階段状になった遮光マスクを使用しても良い。
【0031】また、上記実施例は複数のフォトセンサP
D1〜PDnを有するセンサアレイ71と遮光マスク7
2を有するビ−ム検出部7を使用してレ−ザビ−ム1
4,15を検出する場合について説明したが、遮光マス
ク72を使用せずに、複数のフォトセンサPD1〜PD
nの境界の少なくとも1個所に主走査方向に対して一定
角度傾けた境界を設けてレ−ザビ−ム14,15を検出
するようにしても良い。
【0032】図7はビ−ム検出部7として複数のフォト
センサPD1〜PD3を有するセンサアレイ71aでレ
−ザビ−ム14,15を検出する場合のフォトセンサP
D1〜PD3の配置を示す。図7に示すように、フォト
センサPD1の始端エッジと、フォトセンサPD1とフ
ォトセンサPD2の境界線及びフォトセンサPD3の終
端エッジは主走査方向と直交して設けられ、フォトセン
サPD2とフォトセンサPD3の境界線は主走査方向に
対して一定角度θ、例えば45度だけ傾いている。各フォ
ットセンサPD1〜PD3は中心位置が一定間隔D、例
えば0.6mm間隔で配置され、境界の幅も一定間隔d、
例えば15μmとし、例えば約80μmのレ−ザビ−ム1
4,15のスポット14a,15aの光量が100%入射
され、各境界で隣接するフォットセンサPD1〜PD3
をまたぐようにしている。
【0033】このセンサアレイ71aからのビ−ム検出
信号により副走査方向の走査線ピッチを検出して制御す
る制御部には、図8のブロック図に示すように、センサ
アレイ71aのPD1〜PD3から出力されるビ−ム検
出信号をレ−ザビ−ム14,15毎に加算する加算部2
8と有する。また、パルス幅検出部23aには基準パル
ス発生部29と時間演算部30を有する。基準パルス発
生部29は位相同期部22から出力されるクロック信号
を分周して、所定数Snのクロック信号により1個のパ
ルス信号P1を発生する。この所定数Snは記録画素密
度に応じて変えられるようになっている。時間演算部3
0は基準パルス発生部29から出力されるパルス信号P
1と加算部28から出力されるパルス信号P2と所定数
Snからパルス信号P2の時間間隔を算出する。
【0034】上記のように構成した制御部でフォットセ
ンサPD1〜PD3からのビ−ム検出信号により副走査
方向の走査線ピッチを検出する場合の動作を図9の波形
図を参照して説明する。
【0035】レ−ザビ−ム14のに、フォトセンサPD
1〜PD3から出力されるビ−ム検出信号は、図9
(a),(b),(c)に示すように立上りと立ち下が
りともに完全な矩形波にならずなまっている。このフォ
トセンサPD1〜PD3のビ−ム検出信号を加算部28
で加算すると、フォットセンサPD2の出力がフォトセ
ンサPD1,PD3の出力と極性が逆になっているか
ら、加算部28からは図9(d)に示すフォトセンサP
D1,PD2間の第1の境界で立上り、フォトセンサP
D2,PD3間の第2の境界で立ち下がるパルス信号P
2を発生する。このパルス信号P2のパルス幅T2はレ
−ザビ−ム14が第1の境界で交叉してから第2の境界
で交叉するまでの時間を示す。すなわちレ−ザビ−ム1
4の第1の境界と第2の境界の交叉位置をあらわす。こ
の加算部28で発生したパルス信号P2を位相同期部2
2と時間演算部30に送る。位相同期部22はパルス信
号P2の立上りに同期したクロック信号を発生して基準
パルス発生部29と半導体レ−ザ制御部26に送る。基
準パルス発生部29は位相同期部22から出力されるク
ロック信号を分周して、所定数Snのクロック信号によ
り1個の基準パルス信号P1を発生し時間演算部30に
送る。時間演算部30は送られた基準パルス信号P1の
パルス幅T1と加算部28から送られるパルス信号P2
のパルス幅T2の差と所定数Snとからパルス幅T2の
時間間隔を算出して副走査ピッチ演算部24に送る。レ
−ザビ−ム15のスポット15aが主走査方向に移動し
フォットセンサPD1〜PD3を通るときも、上記と同
様な処理をしてレ−ザビ−ム15が第1の境界で交叉し
てから第2の境界で交叉するまでの時間間隔を時間演算
部30で算出して副走査ピッチ演算部24に送る。副走
査ピッチ演算部24はレ−ザビ−ム14が第1の境界で
交叉してから第2の境界で交叉するまでの時間間隔とレ
−ザビ−ム15が第1の境界で交叉してから第2の境界
で交叉するまでの時間間隔との差を算出し、算出した時
間間隔と第2の境界の傾斜角θからレ−ザビ−ム14と
レ−ザビ−ム15の副走査方向のピッチPSを算出す
る。このように基準パルス発生部29から出力する基準
パルス信号P1を利用して各レ−ザビ−ム14,15が
第1の境界で交叉してから第2の境界で交叉するまでの
時間間隔を算出するから、時間間隔を簡単な構成で精度
良く算出することができる。
【0036】なお、上記各実施例ではビ−ム合成する光
源方式について説明したが、半導体レ−ザアレイを用い
た光源方式においても同様に適用することができる。
【0037】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、走査始
端側の非書込位置に設けたビ−ム検出手段を、複数のフ
ォトセンサが主走査方向に沿って配置されたセンサアレ
イと先端エッジ部が主走査方向に対して一定角度θだけ
傾けて配置され、複数のフォトセンサの開口を徐々に変
化させるように覆った遮光マスクで構成し、複数のレ−
ザビ−ムがビ−ム検出手段を通るときに、各レ−ザビ−
ムの走査線上に遮光マスクの先端エッジが横切っていな
いフォトセンサからはレ−ザビ−ムのスポット径に応じ
た一定幅のパルス信号をビ−ム検出信号として出力し、
各レ−ザビ−ムの走査線上に遮光マスクの先端エッジが
横切っているフォトセンサからは遮光マスクによりレ−
ザビ−ムの一部がけられてパルス幅が変化したパルス信
号をビ−ム検出信号として出力するようにしたから、変
化したパルス幅のパルス信号の立ち下がりを検出するこ
とにより、副走査方向に対して隣接する2つのレ−ザビ
−ムが遮光マスクの先端エッジと交叉する位置を一意的
に定めることができ、経時的にビ−ム走査位置が変動し
ても、隣接する2つのレ−ザビ−ムの副走査方向のピッ
チを精度良く検出することができる。
【0038】また、隣接する2つのレ−ザビ−ムと遮光
マスクの先端エッジの交叉する位置を互いに隣接するフ
ォトセンサで検出するように遮光マスクの先端エッジの
傾斜角θを定めておくと、各レ−ザビ−ムが副走査方向
の上方にずれると交叉位置は基準位置のフォトセンサよ
り後側のフォトセンサにずれ、各レ−ザビ−ムが副走査
方向の下方にずれれば交叉位置は基準位置のフォトセン
サより前側のフォトセンサにずれるから、遮光マスクで
けられてパルス幅が変化したパルス信号をビ−ム検出信
号として出力するフォトセンサを検出することによりビ
−ム走査位置の副走査方向に対する変動を検出すること
もできる。
【0039】さらに、各レ−ザビ−ムの走査線上に遮光
マスクの先端エッジが横切っていないフォトセンサから
出力されたビ−ム検出信号の立上りを基準にして画像記
録開始のタイミングをとることにより、画像記録開始位
置の精度を高めることができる。
【0040】この隣接する2つのレ−ザビ−ムの副走査
方向のピッチ幅(時間差)Tを演算するときに、各レ−
ザビ−ムが最先端のフォトセンサから遮光マスクの先端
エッジがあるフォトセンサまで通る間の各フォトセンサ
のビ−ム検出信号の和をとることにより、簡単にレ−ザ
ビ−ムの副走査方向のピッチを演算することができ、制
御回路が簡素化されるとともに制御時間も短縮すること
ができる。
【0041】さらに、上記遮光マスクの主走査方向に対
する傾き角度θを、複数のレ−ザビ−ムの主走査方向の
間隔PSとフォトセンサの配列ピッチP0からtanθ=(P
S/P0)になるように遮光マスクを配置することによ
り、各レ−ザビ−ム毎にパルス幅が変化したパルス信号
のパルス幅を同じにすることができ、簡単な演算でレ−
ザビ−ムの副走査方向のピッチを演算することができ、
制御回路をより簡素化することができる。
【0042】また、主走査方向に配置された複数のフォ
トセンサ、例えば3個のフォトセンサを配置し、第2の
フォトセンサと第3のフォトセンサの境界を主走査方向
に対して一定角度傾け、第1のフォトセンサと第2のフ
ォトセンサの境界を主走査方向に対して直交させてお
き、各レ−ザビ−ムが主走査方向に対して直交させた境
界から主走査方向に対して一定角度傾けた境界を通る時
間間隔を検出し、各レ−ザビ−ムの時間間隔からレ−ザ
ビ−ムの副走査方向のピッチ幅を演算することにより、
副走査方向のピッチを正確に得ることができる。
【0043】この時間間隔を検出するときに、直交した
境界を各レ−ザビ−ムが通るときのビ−ム検出信号に同
期したクロックパルスを記録画素密度に応じた一定数S
nだけ分周して、一定数Sn個のクロックパルスにより
1個の基準パルスを発生し、発生した基準パルスのパル
ス幅と各レ−ザビ−ムが直交した境界から傾けた境界を
通るときに発生するパルス信号のパルス幅及び一定数S
nにより、簡単かつ高精度に各レ−ザビ−ムが直交した
境界から傾けた境界を通るときの時間間隔を演算するこ
とができる。また、各レ−ザビ−ムが直交した境界を通
るときのビ−ム検出信号に同期したクロックパルスによ
り画像記録開始のタイミングをとることにより、同期検
知センサが不要になるとともに画像記録開始位置の精度
を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の走査光学系を示す配置図で
ある。
【図2】上記実施例のビ−ム検出部の構成図である。
【図3】上記実施例の制御部の構成を示すブロック図で
ある。
【図4】上記実施例の動作を示す波形図である。
【図5】レ−ザ発光源の構成を示す分解斜視図である。
【図6】レ−ザ発光源のピッチ調整機構を示す分解斜視
図である。
【図7】第2の実施例のビ−ム検出部の構成図である。
【図8】第2の実施例の制御部の構成を示すブロック図
である。
【図9】第2の実施例の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
7 ビ−ム検出部 71 センサアレイ 72 遮光マスク PD1〜PDn フォトセンサ 10,11 半導体レ−ザ素子(LD) 11 半導体レ−ザ素子(LD) 21 基準クロック発生部 22 位相同期部 23 パルス幅検出部 24 副走査ピッチ演算部 25 副走査ピッチ制御部 26 半導体レ−ザ制御部 27 副走査ピッチ可変モ−タ 29 基準パルス発生部 30 時間演算部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のレ−ザ発光源から出射するレ−ザ
    ビ−ムで感光体表面を走査して情報を書き込むマルチビ
    −ム走査装置において、主走査方向に配置された複数の
    フォトセンサを有するセンサアレイと、先端部が主走査
    方向に対して一定角度傾けて配置され、センサアレイの
    一部を覆う遮光マスクとを有するビ−ム検知手段を走査
    開始側の非書込位置に設け、各レ−ザビ−ムがビ−ム検
    知手段を通るときに、遮光マスクで覆われないフォトセ
    ンサが出力するビ−ム検出信号のパルス幅(t0)と、
    各レ−ザビ−ムがフォトセンサを通過する際の検出時間
    差(T0)と、各レ−ザビ−ムにより遮光マスクの先端
    エッジがあるフォトセンサが出力するビ−ム検出信号の
    パルス幅(Δt1,Δt2)とから複数のレ−ザビ−ムの
    副走査方向のピッチを演算することを特徴とするマルチ
    ビ−ム走査装置。
  2. 【請求項2】 複数のレ−ザ発光源から出射するレ−ザ
    ビ−ムで感光体表面を走査して情報を書き込むマルチビ
    −ム走査装置において、主走査方向に配置された複数の
    フォトセンサを有するセンサアレイと、先端部が主走査
    方向に対して一定角度傾けて配置され、センサアレイの
    一部を覆う遮光マスクとを有するビ−ム検知手段を走査
    開始側の非書込位置に設け、各レ−ザビ−ムがビ−ム検
    知手段を通るときに、最先端のフォトセンサから遮光マ
    スクの先端エッジがあるフォトセンサまでのビ−ム検出
    信号の和と、各レ−ザビ−ムがフォトセンサを通過する
    際の検出時間差とから複数のレ−ザビ−ムの副走査方向
    のピッチを演算することを特徴とするマルチビ−ム走査
    装置。
  3. 【請求項3】 上記複数のレ−ザビ−ムの主走査方向の
    間隔PSをセンサアレイのフォトセンサの配列ピッチP0
    より大きくし、複数のレ−ザビ−ムと遮光マスクの先端
    エッジとの交差位置が互いに隣接するフォトセンサの位
    置になるように遮光マスクを配置した請求項1又は2記
    載のマルチビ−ム走査装置。
  4. 【請求項4】 上記遮光マスクの主走査方向に対する傾
    き角度θを、複数のレ−ザビ−ムの主走査方向の間隔P
    Sとフォトセンサの配列ピッチP0からtanθ=(PS
    0)になるように遮光マスクを配置した請求項3記載
    のマルチビ−ム走査装置。
  5. 【請求項5】 複数のレ−ザ発光源から出射するレ−ザ
    ビ−ムで感光体表面を走査して情報を書き込むマルチビ
    −ム走査装置において、主走査方向に配置された複数の
    フォトセンサを有し、隣接したフォトセンサの境界の少
    なくとも1個所が主走査方向に対して一定角度傾けら
    れ、主走査方向に対して一定角度傾けられた境界の走査
    始端側に主走査方向に対して直交した境界を有するビ−
    ム検知手段を走査開始側の非書込位置に設け、各レ−ザ
    ビ−ムが直交した境界から傾けた境界を通るまでの時間
    間隔から複数のレ−ザビ−ムの副走査方向のピッチを演
    算することを特徴とするマルチビ−ム走査装置。
  6. 【請求項6】 上記直交した境界を各レ−ザビ−ムが通
    るときのビ−ム検出信号に同期したクロックパルスを記
    録画素密度に応じた一定数Snだけ分周して、一定数S
    n個のクロックパルスにより1個の基準パルスを発生
    し、発生した基準パルスのパルス幅と各レ−ザビ−ムが
    直交した境界から傾けた境界を通るときに発生するパル
    ス信号のパルス幅及び一定数Snにより各レ−ザビ−ム
    が直交した境界から傾けた境界を通るときの時間間隔を
    演算し、演算した各レ−ザビ−ムの時間間隔から複数の
    レ−ザビ−ムの副走査方向のピッチを演算する請求項5
    記載のマルチビ−ム走査装置。
  7. 【請求項7】 上記センサアレイの特定のフォトセンサ
    が出力する各レ−ザビ−ムのビ−ム検出信号により画像
    記録開始のタイミングをとる請求項1,2又は5記載の
    マルチビ−ム走査装置。
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