JPH0948153A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全副走査幅に渡って理想のピッチを保ちなが
ら光学パターンを形成することができ、機械的な精度の
高さを要求すること無く、濃度ムラの極めて少ない画像
を形成することが可能な画像形成装置を提供することを
目的とする。 【構成】 像担持体１０にその移動方向に沿って所定の
ピッチで形成され、当該像担持体１０に画像を走査露光
するための理想的な走査ピッチを決定するための少なく
とも一列のプリパターン１２と、該プリパターン１２を
検出するためのプリパターン検出手段１３と、該プリパ
ターン検出手段１３からの検出信号に基づいて像担持体
１０に実際に走査露光される画像露光の位相ずれを検出
する位相ずれ検出手段１４と、該位相ずれ検出手段１４
からの位相ずれ検出信号に基づいて、像担持体１０に走
査露光される画像露光の走査状態を補正する露光補正手
段１５とを備えるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真方式による
複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、感光
体に等しいピッチで光学パターンの書き込みをすること
によって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像するこ
とによって得られたトナー像を記録紙上に転写した後、
トナー像を記録紙上に定着することにより画像を形成す
る画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記電子写真方式による複写機等
の画像形成装置は、一般に感光体の表面を予め所定の電
位に帯電した後、画像情報に応じたパターンを光学的に
走査露光することによって、当該感光体上に画像情報に
応じた静電潜像を形成する。そして、この感光体上に形
成された静電潜像を現像することによって得られたトナ
ー像を記録紙上に転写した後、トナー像を記録紙上に定
着することにより、画像の形成を行うように構成されて
いる。上記感光体上に画像を露光する際の光学系の主走
査は、一般にラスター出力走査装置（ＲＯＳ）と呼ばれ
るレーザー光を回転するポリゴンミラーで反射して走査
する装置によって行われ、感光体上に画像を露光する際
の副走査は、感光体ドラムの回転または感光体ベルトの
移動によって行われる。

【０００３】しかし、上記感光体上に画像情報に応じた
パターンの走査露光を行う際には、ポリゴンミラーや感
光体ドラム等の回転部、あるいは感光体ベルトの移動部
の速度誤差、内的及び外的な振動や衝撃等によって、感
光体上に走査される画像の走査ピッチが微妙に変動し、
濃度ムラを生じやすいという特有の問題点がある。さら
に、この走査ピッチの変動によって濃度ムラを生じると
いう問題点は、高画質化を図るために、走査ピッチを小
さく設定して光学パターンの解像度を向上させるにつれ
て悪化するものであり、走査光学系を用いて画像露光を
行う画像形成装置に特有な深刻なものである。

【０００４】そこで、かかる問題点を解決するために、
例えば、エンコーダや光学的検知（特開平５−１７３４
６１号公報）などを用いて感光体の移動速度ムラを検出
し、光学ビームをずらしたり（特開平５−１１９５８７
号公報）、露光量を調整する（特開平５−１２２４８１
号公報）技術等が既に提案されている。

【０００５】また、特開平３−２３３４７１号公報や特
開平５−１１９５７３号公報には、感光体上に光学ビー
ムを反射または透過するプリパターンを設け、反射光ま
たは透過光を検知することによって、光学パターンの書
き込み開始の位置合わせを行うことが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、前者の特開平５−１７３４６１号公報や特開平５−
１１９５８７号公報等に開示されているように、エンコ
ーダや光学的検知などを用いて感光体の移動速度ムラを
検出し、光学ビームをずらしたり、露光量を調整する装
置等の場合には、感光体の移動速度以外の誤差や振動は
補正することができないばかりか、むしろ感光体の移動
速度の検出誤差が直接濃度ムラとなって現れるという新
たな問題点が生じる。

【０００７】また、後者の特開平３−２３３４７１号公
報及び特開平５−１１９５７３号公報に開示された装置
の場合には、感光体上に光学ビームを反射または透過す
るプリパターンを設け、反射光または透過光を検知する
ことによって光学パターンの書き込みの位置合わせを行
うように構成したものであるが、これらの方法は、書き
込み開始の位置を合わせることを意図したものであっ
て、書き込み中の走査ピッチの補正は考慮しておらず、
書き込み中の走査ピッチを補正することはできないとう
問題点を有している。

【０００８】上記前者の提案に係る装置の濃度ムラの問
題点は、光学パターン形成中の走査ピッチの変動によっ
て起こるものであるから、この問題点を解決するために
は、常に理想の走査ピッチを保ちながら、感光体上に光
学パターンを形成する必要がある。

【０００９】ところで、特開平４−３２６３８０号公報
には、理想の露光位置と実際の露光位置とのずれを表す
位置ずれ情報に基づいて補正を行うことが既に提案され
ている。この特開平４−３２６３８０号公報の提案に係
る装置には、理想の露光位置と実際の露光位置とのずれ
に基づく位置ずれ情報発生部と、この位置ずれ情報に基
づいて記録パターン、露光量または露光タイミングのい
ずれかについて補正を行うこと、およびその補正によっ
て理想の露光位置と実際の露光位置とのずれをなくすこ
となどが、その実施例として挙げられている。

【００１０】しかし、上記特開平４−３２６３８０号公
報に係る装置の場合には、理想の露光位置が予め設定さ
れていることから明らかなように、予め作成された位置
ずれ情報に基づいた補正を行うものであり、経時変化や
環境の変化、あるいは不測の衝撃などによる走査ピッチ
のずれは補正することができないという問題点を有して
いる。また、仮に定期的に位置ずれ情報を更新する方法
を採ったとしても、この特開平４−３２６３８０号公報
の実施例にあるビデオＣＣＤカメラなどによる位置ずれ
検出方法では、画像データの解析にある程度の時間を必
要とするため、位置ずれ情報の更新の周期に限界がある
うえ、ビデオＣＣＤカメラ等を必要とするため、大変高
価になってしまうという問題点がある。

【００１１】このように、光学パターンの副走査方向の
濃度ムラの問題は、光学パターン形成中の走査ピッチの
変動によって起こるものであるから、この問題点を解決
するためには、常に理想の副走査（以下、「副走査」を
単に「走査」という）ピッチを保ちながら、感光体上に
光学パターンを形成することが必要とされる。

【００１２】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、実際の走査ピッチと理想の走査ピッチとのずれ
の程度と向きを簡易にかつ安価に検出する手段を備え、
この検出手段の検出結果に基づいて光学ビームの調整を
行うことによって、全副走査幅に渡って理想のピッチを
保ちながら光学パターンを形成することができ、機械的
な精度の高さを要求すること無く、濃度ムラの極めて少
ない画像を形成することが可能な画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以上の技術的課題を解決
するための、この発明に係る画像形成装置内の光学パタ
ーン形成部の概念図を図１に示す。この発明に係る画像
形成装置の光学パターン形成部は、図１に示すように、
像担持体１０上に画像を光学走査手段１１により走査露
光することによって静電潜像を形成し、この静電潜像を
現像することによって画像を形成する画像形成装置にお
いて、上記像担持体１０にその移動方向に沿って所定の
ピッチで形成され、当該像担持体１０に画像を走査露光
するための理想的な走査ピッチを決定するための少なく
とも一列のプリパターン１２と、該プリパターン１２を
検出するためのプリパターン検出手段１３と、該プリパ
ターン検出手段１３からの検出信号に基づいて像担持体
１０に実際に走査露光される画像露光の位相ずれを検出
する位相ずれ検出手段１４と、該位相ずれ検出手段１４
からの位相ずれ検出信号に基づいて、像担持体１０に走
査露光される画像露光の走査状態を補正する露光補正手
段１５とを備えるように構成されている。

【００１４】また、この発明の請求項２記載の画像形成
装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記プ
リパターンの少なくとも一列のプリパターンが理想の走
査ピッチの整数倍に等しいピッチを有し、該プリパター
ンの検出信号に基づく前記位相ずれ検出手段からの位相
ずれ検出信号が一定となるように、副走査方向の露光位
置を露光補正手段によって補正するように構成されてい
る。

【００１５】さらに、この発明の請求項３記載の画像形
成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記
プリパターンが、理想の走査ピッチの整数倍に等しいピ
ッチを有する第一のプリパターンと、該一列のプリパタ
ーンのピッチと位相が異なる第二プリパターンとからな
り、前記第一のプリパターンの検出信号に基づいて前記
位相ずれ検出手段によって位相のずれが検出されたとき
に、第二のプリパターンの検出信号に基づく前記位相ず
れ検出手段からの位相ずれ検出信号に基づいて、前記露
光補正手段による補正動作を決定するように構成されて
いる。

【００１６】また、この発明の請求項４記載の画像形成
装置は、請求項３記載の画像形成装置において、前記第
一及び第二のプリパターンのピッチが理想の走査ピッチ
と等しく設定するとともに、第一及び第二のプリパター
ンの位相を異ならせることによって、第一のプリパター
ンからの位相ずれ検知手段からの出力変動と、第二のプ
リパターンからの位相ずれ検知手段からの出力変動の積
に基づいて、前記露光補正手段による走査ピッチの変動
量を決定することで、自動的に走査ピッチを理想のピッ
チに補正するように構成されている。

【００１７】

【作用】この発明による画像形成装置の光学パターン形
成部では、光学走査手段１１によって像担持体１０上に
光学パターンが形成される際に、像担持体に形成された
プリパターン１２がプリパターン検出手段１３によって
検出され、該プリパターン検出手段１３からの検出信号
に基づいて像担持体１０に実際に走査露光される画像露
光の位相ずれが位相ずれ検出手段１４によって検出され
る。

【００１８】例えば、上記プリパターン検出手段１３か
らの出力のピーク値は、図２の（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、上記プリパターン１２と走査露光の位相が一致
しているとき最大となり、位相が１８０°ずれていると
き最小となり、位相が変動するとそれに応じて変動す
る。従って、図２の（ｃ）に示したように、走査ピッチ
そのものと同程度なほど大きくかつ走査周期よりも短い
程度の瞬間的な走査ピッチのずれが生じない限り、当該
プリパターン検出手段１３からの出力は、位相ずれ検出
手段１４を経ることで前記プリパターン１２と実際の走
査露光との位相ずれ検出信号を得ることができる。この
位相ずれ検出信号に基づいて露光位置または露光量を露
光補正手段１５によって露光走査の制御を行えば、上記
プリパターン１２と像担持体上に走査露光される光学パ
ターンのピッチとの関係を一定に保つことができる。

【００１９】特に、上記プリパターン１２が理想の走査
ピッチと同じピッチを持つとき、前記プリパターン検出
手段１３からの出力のピーク値を前記位相ずれ検出手段
１４にて算出し、これを光学走査ピッチの調整によって
一定に保つことで理想の走査ピッチと同じ走査ピッチを
常に保つことができる。

【００２０】また、前記の理想の走査ピッチと同じピッ
チを持つ第一のプリパターンによるプリパターン検出手
段１３からの第一の出力のピーク値が変動したとき、当
該第一のプリパターンと位相またはピッチの違う第二の
プリパターンによるプリパターン検出手段１３からの第
二の出力のピーク値の変動を見ることによって、一定に
保たれるべき第一のプリパターンと実際の走査位置の間
の位相が進んでしまったのか遅れてしまったのか知るこ
とができ、これによって走査ピッチを現状よりも広げる
べきか狭めるべきか、または露光量を増すべきか減ずる
べきかを決定することができる。

【００２１】特に、図３に示すように、第一のプリパタ
ーン３０と第二のプリパターン３１とのピッチが等しく
位相がずれているとき、第一の出力のピーク値の変動量
と、第二の出力のピーク値の変動量との積に比例して走
査ピッチの変化量を与えるだけで、走査ピッチは自動的
に理想のピッチに安定する。その原理を図４に示す。第
一のプリパターン３０と実際の光学走査の位相差に対し
て、第一出力と第二出力のピーク値は、それぞれ図４
（ａ）における実線と破線のような傾向を示す。位相差
が一定量変動したとき、第一出力と第二出力の変動の積
は位相差の変動の向きにかかわらず図４（ｂ）に示すよ
うになり、この変動の積に比例して走査ピッチの増減を
与えることによって第一のプリパターン３０と光学走査
の位相差は常に０°または±１８０°に安定する。この
ような光学走査ではレーザー光の径は像担持体をまんべ
んなく露光するのに十分なサイズでなければならない
が、この方法はレーザー光の径が走査ピッチより多少大
きくても正確に機能する。また、第二のプリパターンの
第一のプリパターンに対する相対位置は高い精度を要し
ない。

【００２２】以上、このような光学走査ピッチの位相ず
れ検出手段１４とそれに基づく走査位置または露光量の
補正手段１５を備えたこの発明に係る装置によれば、全
副走査幅に渡って理想の走査ピッチまたは面積当たり一
定の露光量を保ちながら光学パターンを形成することが
可能となり、極めて濃度ムラの少ない画像を形成するこ
とが可能となる。

【００２３】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００２４】図５はこの発明に係る画像形成装置の一実
施例を示す構成図である。図において、２００は画像形
成装置本体を示すものであり、この画像形成装置本体２
００の上端部には、原稿２１０を載置するための図示し
ないプラテンガラスが配置されている。このプラテンガ
ラス上に載置された原稿２１０の画像は、画像読取手段
を含む記録パターン生成ユニット２２０によって読み取
られて電気信号に変換され、必要に応じて所定の画像処
理が施されて、原稿２１０の画像に応じた光学走査パタ
ーン信号が生成される。上記記録パターン生成ユニット
２２０からは、図示しないレーザーダイオードや高速で
回転駆動されるポリゴンミラー等からなる光学走査系２
３０に、光学走査パターン信号が出力される。

【００２５】一方、上記画像形成装置本体２００の内部
には、感光体ドラム等からなる感光体ユニット２４０が
配設されている。この感光体ユニット２４０は、矢印の
方向に沿って所定の回転速度で駆動される像担持体とし
ての感光体ドラム１０の表面を、帯電器２５０によって
所定の電位に一様に帯電した後、前記光学走査系２３０
によって走査されるレーザ光を露光部２６０で露光する
ことにより、感光体ドラム１０上に原稿２１０の画像に
応じた静電潜像を形成する。この感光体ドラム１０上に
形成された静電潜像は、現像器２７０によって現像され
てトナー像となり、このトナー像は、転写ロール及び転
写帯電器からなる転写ユニット２８０によって被記録媒
体２９０上に転写される。上記被記録媒体２９０は、給
紙カセット２９１に収容されており、レジストロール２
９２によって所定のタイミングで転写位置に搬送され
る。そして、トナー像が転写された被記録媒体２９０
は、定着器３００によって定着処理を受けて、装置の外
部に排出される。なお、トナー像の転写工程が終了した
後の感光体ドラム１０は、清掃ユニット３１０によって
清掃され、次の画像形成工程に備える。

【００２６】ところで、この実施例では、像担持体にそ
の移動方向に沿って所定のピッチで形成され、当該像担
持体に画像を走査露光するための理想的な走査ピッチを
決定するための少なくとも一列のプリパターンと、該プ
リパターンを検出するためのプリパターン検出手段と、
該プリパターン検出手段からの検出信号に基づいて像担
持体に実際に走査露光される画像露光の位相ずれを検出
する位相ずれ検出手段と、該位相ずれ検出手段からの位
相ずれ検出信号に基づいて、像担持体に走査露光される
画像露光の走査状態を補正する露光補正手段とを備える
ように構成されている。

【００２７】図６（ａ）はこの実施例に係る光学走査系
の構成例を示すものである。図中、レーザーダイオード
５０から出力されたレーザー光ＬＢは、後に詳述する光
学偏向手段５１を介して、モーター５２により高速回転
駆動されるポリゴンミラー５３によって反射され、ｆ−
θレンズ５４を介して感光体ドラム１０の軸方向に沿っ
てライン状に走査露光される。その際、上記感光体ドラ
ム１０の一端には、レーザー光を反射または透過するプ
リパターン１２が設けられている。この感光体ドラム１
０の一端に設けられたプリパターン１２によって反射ま
たは透過されたレーザー光ＬＢは、プリパターン検出手
段としての光センサー１３によって検出され、この光セ
ンサー１３からの出力によって感光体ドラム１０の副走
査方向（回転方向）に沿って走査されるレーザー光ＬＢ
のピッチが検出される。そして、上記光センサー１３か
らの出力に応じて信号処理部１４は、感光体ドラム１０
の副走査方向に沿って走査されるレーザー光ＬＢのピッ
チが等しくなるように、レーザーダイオード５０とポリ
ゴンミラー５３との間に介在された光学偏光手段５１に
よって、レーザー光の走査ピッチの増減を制御するよう
になっている。

【００２８】上記感光体ドラム１０の一端に設けられる
プリパターン１２は、上述したように、当該感光体ドラ
ム１０上に走査露光されるレーザー光ＬＢを反射または
透過するものである必要がある。上記プリパターン１２
がレーザー光ＬＢを反射するものである場合には、図７
に示すように、感光体ドラム１０の端部にプリパターン
１２に相当する部分を鏡面仕上げにするか白色などの反
射率の高い色とし、印刷技術または写真技術を用いて反
射部以外を非反射物で覆うか、非反射部の反射率を下げ
る等の手段により、プリパターン１２が形成される。ま
た、上記プリパターン１２は、図７に示すように、所定
の大きさの平面矩形状に形成されたものが、感光体ドラ
ム１０の周方向に沿って所定のピッチで全周に渡って配
列されており、これらのプリパターン１２は、図８に示
すように、感光体ドラム１０の端部に位相をずらした状
態で２列配列されている。

【００２９】また、上記プリパターンがレーザー光ＬＢ
を透過するものである場合には、図９に示すように、透
明なシートに前記の反射パターンの形成と同様の処理を
施すことによってプリパターン６０、６１を形成し、こ
の透明シートを感光体ドラムの端部に設けられたスリッ
ト上や感光体ドラム端部の外側に貼付することによって
形成される。

【００３０】上記２列のプリパターン１２は、例えば、
理想の走査ピッチと同じピッチを持つ第一のプリパター
ンと、理想のピッチと同じピッチを持ち、位相が９０°
ずれている第二のプリパターンとから構成されるが、こ
れらのプリパターンと光検知手段の具体的な設置例を図
を用いて説明する。

【００３１】図７は第一と第二のプリパターン６２、６
３による光を別個の光センサー１３ａ、１３ｂを用いて
検知する場合である。図７では感光体ドラム１０の外側
に２つの光センサー１３ａ、１３ｂを設置して、反射型
の第一プリパターン６２と第二プリパターン６３によっ
て反射されたレーザー光ＬＢを、これらの２つの光セン
サー１３ａ、１３ｂによって検出するように構成されて
いる。

【００３２】また、図９では感光体ドラム１０の内側に
２つの光センサー１３ａ、１３ｂを設置して透過型の第
一プリパターン６０と第二プリパターン６１を通るレー
ザー光ＬＢを検知するように構成されている。

【００３３】なお、上記図７に示すプリパターンでは、
第一及び第二のプリパターン６２、６３がそれぞれ感光
体ドラム１０端部の同一表面に形成されているため、こ
れらの第一及び第二のプリパターン６２、６３によって
反射されるレーザー光ＬＢは、略同一の方向に反射され
て明確に分離するのが困難な場合がある。そこで、図１
０に示す実施例では、反射型の第一プリパターン６２と
第二プリパターン６３を用いているが、図に示すように
レーザー光ＬＢに対する角度を第一と第二のプリパター
ン面で変えることによって２つの光センサー１３ａ、１
３ｂの距離を大きくして、第一と第二のプリパターン６
２、６３の出力間におけるクロストークを小さくするこ
とが可能となっている。

【００３４】図１１（ａ）は前記光センサーからの信号
を処理する信号処理部の構成の一例を、図１１（ｂ）は
各構成要素からの出力例を、それぞれ示すものである。
上記信号処理部１４には、図１１（ｂ）に示すような入
力信号が入力されると、この入力信号は、信号ピー
ク検出器８０によりピークが検出されて、当該ピーク検
出信号が信号ピーク検出器８０から補正開始信号ととも
にトリガーとして出力される。これと同時に、上記入力
信号は、第１のサンプルホールド回路８１にも入力さ
れ、この第１のサンプルホールド回路８１では、信号ピ
ーク検出器８０からトリガーが入力されると、当該トリ
ガー入力時の入力ピーク値を破線のようにホールドす
る。また、上記第２のサンプルホールド回路８２は、点
線のように補正終了信号を受け取るまで、信号ピーク
検出前の値をホールドしているので、差分器８３は、図
１１（ａ）のに示すように、第１のサンプルホールド
回路８１のホールド値と、第２のサンプルホールド回路
８２のホールド値との差分を求め、補正が終了するま
で今回のピーク値と前回のピーク値との差を出力するこ
とになり、これが前回の１ライン前と今回のラインとの
位相ずれの情報となる。

【００３５】また、このようにして図１１（ａ）に示す
信号処理部で得られた第一のプリパターン６２から検知
された前回の走査との位相のずれ量と、第二のプリパタ
ーン６３から検知された前回の走査との位相のずれ量
は、図１１（ｃ）に示すように、乗算器８５によって乗
算の演算処理が施され、位相の補正量が求められる。

【００３６】以上の構成において、この実施例に係る画
像形成装置では、次のようにして、実際の走査ピッチと
理想の走査ピッチとのずれの程度と向きを簡易にかつ安
価に検出する手段を備え、この検出手段の検出結果に基
づいて光学ビームの調整を行うことによって、全副走査
幅に渡って理想のピッチを保ちながら光学パターンを形
成することができ、機械的な精度の高さを要求すること
無く、濃度ムラの極めて少ない画像を形成することが可
能となっている。

【００３７】すなわち、この実施例に係る画像形成装置
では、図６に示すように、レーザーダイオード５０から
出力されたレーザー光ＬＢが、モーター５２によって高
速で回転駆動されるポリゴンミラー５３によって反射さ
れ、ｆ−θレンズ５４を介して感光体ドラム１０の軸方
向に沿ってライン状に走査露光されるとともに、感光体
ドラム１０の回転に伴って副走査方向に沿って走査露光
される。その際、上記感光体ドラム１０に走査露光され
るレーザー光ＬＢは、図７に示すように、当該感光体ド
ラム１０の一端に設けられたプリパターン６２、６３に
よって反射され、２つの光センサー１３ａ、１３ｂで検
出される。

【００３８】その際、上記感光体ドラム１０の一端に設
けられた第一及び第二のプリパターン６２、６３は、当
該感光体ドラム１０の副走査方向に沿って走査露光され
るレーザー光ＬＢの理想的な走査ピッチに等しい間隔で
形成されているため、レーザー光ＬＢが理想的な走査ピ
ッチに等しい間隔で走査露光されていれば、例えば第一
のプリパターン６２によって反射されるレーザー光ＬＢ
は、一方の光センサー１３ａによって常にピーク値が検
出される。これに対して、第二のプリパターン６３によ
って反射されるレーザー光ＬＢは、他方の光センサー１
３ｂによって常にピーク値からずれた値が検出される。

【００３９】さらに説明すると、上記２つの光センサー
１３ａ、１３ｂからの出力信号は、図１１に示すような
信号処理部１４にそれぞれ入力され、今回走査されてい
るラインの第一のプリパターン６２によって反射された
レーザー光ＬＢのピーク値が検出された時に補正動作が
開始され、その後補正終了信号が入力したときに補正動
作が終了し、今回走査されているラインの第一のプリパ
ターン６２によって反射されたレーザー光ＬＢのピーク
値と、前回走査された１ライン前の第一のプリパターン
６２によって反射されたレーザー光ＬＢのピーク値との
差分である位相ずれ情報が、信号処理部１４の差分器８
３によって求められる。

【００４０】また、上記と同様にして、今回走査されて
いるラインの第二のプリパターン６３によって反射され
たレーザー光ＬＢのピーク値と、前回走査された１ライ
ン前の第二のプリパターン６３によって反射されたレー
ザー光ＬＢのピーク値との差分である位相ずれ情報が、
信号処理部１４の差分器８３によって求められる。

【００４１】そして、このようにして図１１（ａ）に示
す信号処理部１４で得られた第一のプリパターン６２か
ら検知された前回の走査との位相のずれ量と、第二のプ
リパターン６３から検知された前回の走査との位相のず
れ量は、図１１（ｃ）に示すように、乗算器８５によっ
て乗算の演算処理が施され、位相の補正量が求められ
る。

【００４２】これは以下の原理による。第一のプリパタ
ーンと実際の光学走査の位相差に対して、第一のプリパ
ターンからの反射光量の出力ピーク値と第二のプリパタ
ーンからの反射光量の出力ピーク値はそれぞれ図４
（ａ）における実線と破線のような傾向を示す。位相差
が一定量変動したとき、第一出力と第二出力の変動の積
は位相差の変動の向きにかかわらず図４（ｂ）に示すよ
うになり、この変動の積に比例して走査ピッチの増減を
与えることによって第一のプリパターンと光学走査の位
相差は常に０°または±１８０°に安定する。すなわ
ち、第一の出力のピーク値の変動量と、第二の出力のピ
ーク値の変動量との積に比例して走査ピッチの変動量を
与えるだけで、走査ピッチは自動的に理想のピッチに安
定する。

【００４３】次に、上記の方法でレーザー光の走査ピッ
チの位相ずれ情報が得られたときの走査ピッチ補正手段
の具体例を示す。まず、１ピッチごとに正確な補正を行
う必要がある場合は、図１２に示すように、レーザー光
ＬＢの走査ピッチの位相ずれを検出してから感光体ドラ
ム１０上に実際に画像露光を開始するまでの非常に短い
時間に補正を行う必要があり、非常に応答の速いピッチ
補正を行わなければならない。このようなレーザー光Ｌ
Ｂのピッチ補正は、機械的な遅れや慣性の影響が少ない
機構によって行わなければならず、図１３に示すような
圧電素子１００を用いてビーム発射角を調整する手段な
どが適当と考えられる。また、電気光学光偏光器によっ
てビーム発射角を調整する方法も理想的である。

【００４４】さらに説明すると、上記光学偏向手段５１
は、図１３に示すように、レーザーダイオード５０から
出力されるレーザー光ＬＢを平行化するレンズＬ１、Ｌ
２を取り付けた円筒状部材５１ａを備えており、この円
筒状部材５１ａとハウジング５１Ｂとの間には、圧電素
子１００が介在されている。そして、上記圧電素子１０
０を信号処理部１４からの差分信号に応じて変形させる
ことにより、円筒状部材５１ａの角度を微小に変化さ
せ、当該円筒状部材５１ａに取り付けられた平行化する
レンズＬ１、Ｌ２を介して出力されるレーザー光ＬＢの
発射角を調整するようになっている。上記圧電素子１０
０は、応答速度が非常に速いため、レーザー光ＬＢの発
射角の調整を瞬間的に行うことができる。

【００４５】また、上記信号処理部１４によって得られ
る位相ずれ情報の時間平均を取るなどして、得られた位
相ずれの傾向に基づいて緩やかにピッチ補正を行う場合
には、特に速い応答性を要することが無いので、図１４
に示すような反射鏡１２０の角度を調整するなどの方法
でピッチ補正を行うように構成しても良い。

【００４６】ここまでは、感光体ドラムの副走査方向に
おける走査位置の調節による濃度ムラ補正を行う場合に
ついて例を挙げて説明したが、同様に行われた位相ずれ
検知の結果から求まるピッチ変動の情報を基にレーザー
ダイオードの光量を調節することによっても濃度ムラ補
正を行うことができる。すなわち、検出された走査ピッ
チの変動から予想される濃度の増減を露光量の変化によ
って補うのである。

【００４７】この方法の一実施例の概念図を図１５に示
す。図では光学走査に番号が付されているが、５番目以
降の走査のピッチが広がって走査ピッチの変動が発生し
てしまっている。このことが光センサー１３及び信号処
理部１４によって検知されると、その情報に基づいてレ
ーザーダイオード５０に流す駆動電流を制御してレーザ
ー光ＬＢの強度を変えるなどの方法で、感光体ドラム１
０の露光部にレーザー光ＬＢが到達する前に露光量を調
節し、画像の濃度を一定に保つことができる。

【００４８】実施例２ 図１６はこの発明の実施例２を示すものであり、前記実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、
この実施例２では、像担持体としてドラム状の感光体で
はなく、ベルト状の感光体を使用するように構成されて
いる。

【００４９】図１６はこの実施例２に係る光学走査系を
示す構成図である。ＬＥＤアレイ５６から発せられた光
学ビームは、回動可能な反射鏡１２０を介して感光体ベ
ルト５７上に光学パターンを形成する。感光体ベルト５
７の端部に設けられたプリパターン１２を透過した光学
ビームは、光センサー１３で検出され、その出力に応じ
て信号処理部１４が走査ピッチの増減を判断し、反射鏡
１２０の角度が調整されるようになっている。

【００５０】その他の構成及び作用は、前記実施例と同
様であるので、その説明を省略する。

【００５１】実施例３ 図１７はこの発明の実施例３を示すものであり、前記実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、
この実施例３では、プリパターンの数や配置が前記実施
例と異なるように構成されている。

【００５２】すなわち、この実施例では、理想のピッチ
と同じピッチでプリパターン１２を作成することが困難
である場合、あるいはある波長以下の位相ずれは容認で
きることが分かっている場合は、図１７に示すように、
理想のピッチの整数倍のピッチのプリパターン１２を使
用するように構成したものである。図１７の例ではプリ
パターン１２は理想のピッチの３倍のピッチを有してお
り、従って理想のピッチの３倍以上の周期を持つピッチ
ずれであれば検知することができる。

【００５３】また、図１８はプリパターン１２が１列の
場合の変形例を示すものであり、レーザー光が常にプリ
パターンの真上を通過するように修正するためのアルゴ
リズムを示すフローチャートである。この方法では画質
に支障をきたさない程度に十分小さく設定された仮の位
相ずらし量だけ、実際に位相をずらしてみる（ステップ
１）。その結果、反射光量に変化がなければ位相をずら
すのをやめ（ステップ２〜５）、反射光量が減少すれば
位相ずらし量を反転させ（ステップ６〜７）、反射光量
が増加すれば継続して位相をずらす（ステップ６、８、
９）という走査を繰り返すことによって、位相の変動を
反射光量が最大となる近傍の範囲内に収めることができ
るようになっている。

【００５４】さらに、別の変形例としては、図１９に示
すように、レーザー光ＬＢのほぼ半分がプリパターン１
２上を通過する時の反射光量を予め設定しておくことに
よって、走査ピッチのずれの方向を検出することができ
るように構成したものである。すなわち、反射光量が設
定された量よりも大きくなれば、レーザー光ＬＢとプリ
パターン１２の重なりが大きすぎることが分かり、逆に
反射光量が設定された量よりも小さくなれば、レーザー
光ＬＢとプリパターン１２の重なりが少なすぎることが
分かるので、これに対応して光学走査の位相をずらせば
走査ピッチの変動を抑えることができる。

【００５５】また更に、他の例として図２０に示すよう
に、第一のプリパターン６２のピッチが理想のピッチと
等しく、第二のプリパターン６３が第一のプリパターン
６２とわずかに異なるピッチを持つとき、第二出力のピ
ーク値には周期的な変動が生ずることになる。この変動
が予め記録されていれば、予想された変動との比較によ
って位相の遅れまたは進みを知ることができる。予め変
動が記録されていなくても、例えば図２０において第二
出力ピーク値の時間変動の傾きの絶対値が急に増加すれ
ば、ピッチは狭まりつつあり、逆に減少すればピッチが
広がりつつあることが分かり、これに基づいてピッチの
調整を行うことができる。その他の構成及び作用は、前
記実施例と同様であるので、その説明を省略する。

【００５６】実施例４ 図２１はこの発明の実施例４を示すものであり、前記実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、
この実施例４は、光センサーを一つだけ使用する場合の
反射型プリパターンと光センサーの設置例に関するもの
である。

【００５７】すなわち、この実施例では、第一のプリパ
ターン６２と第二のプリパターン６３の前に連続した基
準パターン７０を設け、全てのプリパターン６２、６
３、７０からの反射光を一つの光センサー１３で検知す
るようになっている。上記基準パターン７０からの反射
光を検出してから第一と第二のプリパターン６２、６３
からの反射光を受ける時間Δｔ１とΔｔ２が既知なの
で、この時間差をもとに第一、第二の出力信号を分離す
ることができる。この方法によれば露光位置制御部１５
での信号処理が若干複雑になるが、前記のクロストーク
の問題はなく、白色パターンなどの非鏡面仕上げのプリ
パターンの使用も容易となる。また、基準パターン７０
を設けたことによって主走査方向の書き込み開始位置の
調整手段と兼用しやすいという利点がある。その他の構
成及び作用は、前記実施例と同様であるので、その説明
を省略する。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
像担持体に設けられた理想の走査ピッチを示すプリパタ
ーンと実際の光学走査との位相ずれをリアルタイムで検
出しながら走査位置または露光量の補正を行うように構
成したので、走査位置ずれの原因の如何にかかわらず、
すなわち他の構成要素に高い機械精度を要求することな
く、簡易に全副走査幅に渡って正確なピッチまたは均一
な露光量を保ちながら光学パターンを描くことができ
る。また、同じプリパターンを主走査方向の画像書き込
み開始位置を合わせるために使用することもできるの
で、主副走査両方向について濃度ムラの極めて少ない画
像を安価に形成する画像形成装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る画像形成装置を示す概
念図である。

【図２】 図２（ａ）〜（ｃ）はこの発明に係る画像形
成装置の動作をそれぞれ示す説明図である。

【図３】 図３はこの発明に係る画像形成装置の動作を
示す説明図である。

【図４】 図４（ａ）（ｂ）はこの発明に係る画像形成
装置の位相ずれの一例をそれぞれ示す波形図である。

【図５】 図５はこの発明に係る画像形成装置の一実施
例を示す構成図である。

【図６】 図６はこの発明に係る画像形成装置の光学走
査系の一実施例を示す構成図である。

【図７】 図７はこの発明に係る画像形成装置のプリパ
ターンの他の例を示す構成図である。

【図８】 図８はこの発明に係る画像形成装置のプリパ
ターンの他の例を示す平面図である。

【図９】 図９はこの発明に係る画像形成装置のプリパ
ターンの他の例を示す構成図である。

【図１０】 図１０はこの発明に係る画像形成装置のプ
リパターンの他の例を示す構成図である。

【図１１】 図１１（ａ）はこの実施例に係るプリパタ
ーンに基づく位相ずれ検出部を示すブロック図、同図
（ｂ）は位相ずれ検出部の動作を示す波形図、同図
（ｃ）は乗算器を示すブロック図である。

【図１２】 図１２は走査ピッチの補正動作を示す説明
図である。

【図１３】 図１３は露光補正手段を示す構成図であ
る。

【図１４】 図１４は露光補正手段の他の例を示す構成
図である。

【図１５】 図１５は露光補正手段の更に他の例を示す
説明図である。

【図１６】 図１６はこの発明に係る画像形成装置の他
の実施例を示す構成図である。

【図１７】 図１７はこの発明に係る画像形成装置の更
に他の実施例を示す構成図である。

【図１８】 図１８はこの発明に係る画像形成装置の更
に他の実施例の変形例を示すフロチャートである。

【図１９】 図１９はこの発明に係る画像形成装置の更
に他の実施例の変形例を示す構成図である。

【図２０】 図２０はこの発明に係る画像形成装置の更
に他の実施例の変形例を示す構成図である。

【図２１】 図２１（ａ）はこの発明に係る画像形成装
置の更に他の実施例のを示す構成図、同図（ｂ）は同実
施例の動作を示す波形図である。

【符号の説明】

１０ 像担持体、１１ 光学走査系、１２ プリパター
ン、１３ 光センサー、１４ 信号処理部、１５ 露光
補正部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に画像を走査露光することに
   よって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像すること
   によって画像を形成する画像形成装置において、上記像
   担持体にその移動方向に沿って所定のピッチで形成さ
   れ、当該像担持体に画像を走査露光するための理想的な
   走査ピッチを決定するための少なくとも一列のプリパタ
   ーンと、該プリパターンを検出するためのプリパターン
   検出手段と、該プリパターン検出手段からの検出信号に
   基づいて像担持体に実際に走査露光される画像露光の位
   相ずれを検出する位相ずれ検出手段と、該位相ずれ検出
   手段からの位相ずれ検出信号に基づいて、像担持体に走
   査露光される画像露光の走査状態を補正する露光補正手
   段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記プリパターンの少なくとも一列のプリパターンが理
   想の走査ピッチの整数倍に等しいピッチを有し、該プリ
   パターンの検出信号に基づく前記位相ずれ検出手段から
   の位相ずれ検出信号が一定となるように、副走査方向の
   露光位置を露光補正手段によって補正することを特徴と
   する画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記プリパターンが、理想の走査ピッチの整数倍に等し
   いピッチを有する第一のプリパターンと、該一列のプリ
   パターンのピッチと位相が異なる第二プリパターンとか
   らなり、前記第一のプリパターンの検出信号に基づいて
   前記位相ずれ検出手段によって位相のずれが検出された
   ときに、第二のプリパターンの検出信号に基づく前記位
   相ずれ検出手段からの位相ずれ検出信号に基づいて、前
   記露光補正手段による補正動作を決定することを特徴と
   する画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記第一及び第二のプリパターンのピッチが理想の走査
   ピッチと等しく設定するとともに、第一及び第二のプリ
   パターンの位相を異ならせることによって、第一のプリ
   パターンからの位相ずれ検知手段からの出力変動と、第
   二のプリパターンからの位相ずれ検知手段からの出力変
   動の積に基づいて、前記露光補正手段による走査ピッチ
   の変動量を決定することで、自動的に走査ピッチを理想
   のピッチに補正することを特徴とする画像形成装置。