JPH0985989A

JPH0985989A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0985989A
Application number: JP7249986A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamakawa; 健志山川; Takashi Mama; 孝真間; Kenichi Ono; 健一小野; Michio Doke; 教夫道家
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】常に複数のレーザビーム間の等倍性を保つと
同じに、ビーム間の位置ずれのない画像形成装置を提供
する。【構成】画像信号に基づいて変調される複数のレーザ
ビーム発生手段と、前記発生手段より発生したレーザビ
ームを偏向する偏向手段と、前記複数のレーザビームの
一主走査内の２ヵ所にてレーザビームを検知する検知手
段と、一方の検知手段が検知してから他方の検知手段が
検知するまでの間の所定クロックのカウント数を計測す
る手段と、前記計測結果と所定のカウント数とを比較
し、その結果で書き込みクロック周波数を補正する画像
形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームを書き
込み系に採用した複写機、ファクシミリ、プリンタ等の
画像形成装置のうち、複数のレーザビームを用いて感光
体へ画像情報の書き込みを行うものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置として、レーザービ
ームを書き込み系に採用して感光体への画像情報の書き
込みを行う画像形成装置が知られており、近年、この方
式の画像形成装置に於いて、低コスト化及び軽量化の目
的で、ガラスレンズに替えてプラスチックレンズが使用
されるようになっている。また、当該方式を採用した複
写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の普及
や用途の広がりに伴って、永続的に高画質を得る要求が
さらに高くなっており、より高精度の画像書き込の制御
が要求されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラスチックレ
ンズを用いた画像形成装置では、ガラスレンズを採用し
たものに較べて、低コスト化及び軽量化を図ることがで
きるものの、装置周辺の環境温度変化や、装置内温度変
化等によって、プラスチックレンズの状態変化が著し
い。このため、感光体上のレーザ走査位置が変化し、主
走査方向の倍率誤差が発生する。これは、複数のレーザ
ビームにより感光体上に書き込みを行う画像形成装置で
は、より大きな課題となっている。即ち、先に述べたよ
うな環境変化により、プラスチックレンズの状態やレー
ザダイオード（ＬＤ）の発光波長が変化した場合、ｆθ
特性が初期調整時に較べ変化し、感光体の像面でのレー
ザビームの走査位置が変化し、各ビームの主走査方向の
倍率誤差やそれぞれのビームの倍率誤差によるずれが発
生し、高品位の画像を得られない問題があった。

【０００４】本発明は、上記問題を解消するためになさ
れたものであって、温度変化やビームの波長変化等の影
響による走査速度の変化に影響されることなく、常に複
数のビーム間の等倍性（倍率の正確さ）を保つと同時に
ビーム間の位置ずれの少ない高品位の画像を得る画像形
成装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明の第１の発明は、画像信号に基づいて変調さ
れる複数のレーザビーム発生手段と、前記複数のレーザ
ビーム発生手段より発生したレーザビームを偏向する偏
向手段と、前記複数のレーザビームの一主走査内の２箇
所にてレーザビームを検知するレーザビーム検知手段と
前記複数のレーザビーム検知手段の１つが１つのレーザ
ビームを検出してから他のレーザビーム検知手段が同レ
ーザビームを検知するまでの間の所定のクロックのカウ
ント数を計測する計測手段と、前記計測手段で計測した
カウント数と所定のカウント数とを比較し、その結果に
基づき書き込みクロック周波数を補正する書き込み周波
数補正手段を備えたことを特徴とする画像形成装置であ
り。第２の発明は、第１の発明のもので、前記複数のレ
ーザビームの各レーザビームの変調周波数は、所定のク
ロックによりカウントされる各レーザビームによるカウ
ント数を各レーザビームごとに設定された所定のカウン
ト数と等しくするように制御されることを特徴とする画
像形成装置である。第３の発明は、第１の発明のもの
で、変調周波数の補正動作上エラーが発生した場合、補
正動作を中止し、あらかじめ設定してある基準書き込み
クロック周波数でレーザビーム変調を行うことを特徴と
する画像形成装置である。

【０００６】

【作用】第１の発明及び第２の発明では、常に複数のレ
ーザビーム間の等倍性（倍率の正確さ）を保つと同時に
ビーム間の位置ずれのない画像形成装置を提供できる。
第３の発明では、補正動作上エラーが発生した場合、補
正動作を中止し、あらかじめ設定してある基準書き込み
クロック周波数を使用して記録を行うので、記録動作の
無駄な停止時間を短縮可能な画像形成装置を提供でき
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の詳細について説明する。図１
は本発明の一実施例である画像形成装置の書き込み部の
概略構成図である。本実施例は、２つのレーザビーム
（１１０）（１１２）を用いた書き込み部である。レー
ザダイオード（ＬＤ）（１０１）（１１１）は、それぞ
れ２つレーザビーム（１１０）（１１２）を出射するた
めの発光部である。発光部から出射された２つのビーム
は、ポリゴンミラー（１０２）に入射する。当該ポリ
ゴンミラーは正確な多角形をしており、一定方向に一定
速度で回転している。この回転速度は、感光体ドラム
（１０３）の回転速度と書き込み密度とポリゴンミラー
の面数によって決定されている。ポリゴンミラー（１０
２）に入射したレーザビームは、その反射光がポリゴン
ミラーの回転によって偏向される。偏向された２つのレ
ーザビームは、ｆθレンズ（１０４）に入射する。ｆθ
レンズ（１０４）は、入射した角速度が一定のレーザビ
ーム走査光を、感光体ドラム（１０３）上で等速走査す
るように変換して、感光体ドラム上で最小点となるよう
に結像する。ｆθレンズの好ましい例は、低コスト化及
び軽量化の目的からプラスチックレンズが採用されてい
る。さらに好ましくは、面倒れ補正機構も有しており、
感光体上での正確なレーザビーム走査位置制御を行うこ
とを可能にする。

【０００８】まず初めに、書き込みクロックＣＬＫの補
正のために、各レーザビームが第一のビーム検センサ
（１０５）に検知されてから第二のビーム検知センサに
検知されるまでの時間を、所定のクロックのカウント数
で計測する。この場合、２つのレーザビームを同時に点
灯させながら計測することも可能であるが、２つのビー
ムかを識別する構成や、カウンタを複数必要とすること
から、ここでの説明は、レーザダイオード一つずつ順次
点灯させ、各レーザビームごとにカウント数計測を行う
方法について説明する。

【０００９】ｆθレンズ（１０４）を経過した主走査方
向に走査するビーム（１１０）が、まず画像領域外に配
置された第一のビーム検センサ（１０５）の位置に到達
し、次に感光体ドラム（１０３）を経て、さらに画像領
域外に配置された第二のビーム検知センサ（１０６）の
位置に到達する。第一のビーム検知センサ（１０５）
は、ビーム走査同期信号（同期検知信号）を検出するた
めの同期検知センサとしての役割も果たしている。第一
のビーム検知センサ及び第二のビーム検知センサは、レ
ーザビームを受光するとそれぞれ検出信号ＤＥＴＰ１，
ＤＥＴＰ２を書き込みクロック生成回路（１０７）へ出
力する。

【００１０】書き込みクロック生成回路（１０７）は、
検出信号ＤＥＴＰ１，ＤＥＴＰ２に基づいて、第一のビ
ーム検知センサ（１０５）がレーザビーム（１１０）を
検知してから第二のビーム検知センサ（１０６）がレー
ザビームを検知するまでの間の所定のクロック（基準ク
ロック）のカウント数を計測する。そして、計数された
カウント数と略一致するように書き込みクロック周波数
を補正し、該書き込みクロック周波数に基づいて、書き
込みクロックＣＬＫ０を出力する。なお、このとき、書
き込みクロック生成回路（１０７）は、書き込みクロッ
クＣＬＫ０として互いに位相の異なる複数のクロックを
出力する。また、書き込みクロック生成回路（１０７）
は書き込みクロックの生成によって書き込み倍率を補正
するため、倍率補正回路と呼ぶこともできる。書き込み
クロック生成回路（１０７）から出力された書き込みク
ロックＣＬＫ０は、位相同期回路（１０８）に入力され
る。

【００１１】また、位相同期回路（１０８）には、第一
のビーム検知センサ（１０５）からビームの一走査毎に
得られるビームの同期検知信号が入力される。位相同期
回路１０８は、互いに位相の異なる複数のクロックから
なる書き込みクロックＣＬＫ０のうち、同期検知信号に
最も近いクロックを選択し、書き込みクロックＣＬＫと
してレーザー駆動回路（１０９）へ出力する。一方、レ
ーザー駆動回路（１０９）は、書き込みクロックＣＬＫ
に同期させて、画像形成を行うべく、画像信号（画像デ
ータ）に基づいてレーザダイオード（１０１）を発光さ
せて、レーザビームの出力を行う。

【００１２】上記と同様の動作を今度はレーザダイオー
ド（１１１）のみを発光させてレーザビーム（１１２）
についても行う。この場合にはレーザ駆動回路（１０
９）は、この時得られる書き込みクロックＣＬＫに同期
させて、画像形成を行うべく、画像信号に基づいてレー
ザダイオード（１１１）を発光させて、レーザビームの
出力を行う。

【００１３】但し、装置の簡略化を図るため、レーザビ
ーム（１１０）によるカウント数の計測のみを行い、レ
ーザビーム（１１２）の補正動作はレーザビーム（１１
０）のカウント数を用いて行うこともできる。更に複数
のレーザビームがある場合にも同様に補正制御すること
が可能である。この方法を採用する場合でも、経時に変
化するビームの倍率をかなり補正することができる。

【００１４】図２は、図１の書き込みクロック生成回路
（１０７）の詳細図である。書き込みクロック生成回路
（１０７）は、カウンタ（２０１）、フリップフロップ
（２０２）（２０３）（２０４）、制御回路（２０５）
及びクロック生成回路（２０６）を備えている。カウン
タ（２０１）は、入力される計測用クロック数をカウン
トし、第一のビーム検知センサ（１０５）の検出信号Ｄ
ＥＰＴ１によりクリアされる。フリップフロップ（２０
２）は、第二のビーム検知センサ（１０６）の検出信号
ＤＥＰＴ２によってカウンタ（２０１）のデータをラッ
チする。ラッチされたデータは、第一のビーム検知セン
サ（１０５）と第二のビーム検知センサ（１０６）との
走査時間（ＤＥＰＴ１−ＤＥＰＴ２）に相当する。ま
た、フリップフロップ（２０３）及びフリップフロップ
（２０４）は、第二のビーム検知センサ（１０６）の検
出信号ＤＥＰＴ２によってラッチするタイミングをカウ
ンタ（２０１）の入力クロックに同期させる回路であ
る。また、制御回路（２０５）は、フリップフロップ
（２０２）の／ＯＣ信号を“Ｈ”から“Ｌ”にセットし
てラッチされたカウント数を読み込み、計測されたカウ
ント数と所定のカウント数を比較し計測したカウント数
が所定のカウント数と略一致するように書き込みクロッ
ク周波数を補正する。なお、クロック生成回路（２０
６）は、制御回路（２０５）から出力されたデータに応
じた周波数で互いに異なる位相を有する複数のクロック
ＣＬＫ０を生成し出力する。以上におけるカウント数の
計測に際して、ポリゴンミラー１０２の各面の面精度等
によるビームの走査特性の差異をキャンセルする方法と
して、常に特定の面の反射ビームにて、測定を行う方
法、ポリゴンミラー１０２の面数の倍数分のデータの平
均を用いる方法等、考えられるが、前者の場合ポリゴン
ミラー１０２のある１面を特定するための手段が必要と
なる。

【００１５】以下に、書き込みクロック生成回路（１０
７）の動作について、図２の構成図および図３の動作フ
ローチャートを参照して説明する。まず、第一のビーム
検出センサ（１０５）の検出信号ＤＥＴＰ１によってカ
ウンタ（２０１）をクリアした後、カウンタ（２０１）
で計測用クロックＩＣＬＫをカウントし、第二のビーム
検知センサ（１０６）の検出信号ＤＥＴＰ２によってカ
ウンタ（２０１）のデータをフリップフロップ（２０
２）でラッチする。これにより、第一のビーム検出セン
サ（１０５）と第二のビーム検知センサ（１０６）との
間の走査時間（カウント数）Ｔ１の測定を行う。（Ｓ３
０１）

【００１６】次に、制御回路（２０５）は、フリップフ
ロップ（２０２）の／ＯＣ信号を“Ｈ”から“Ｌ”にセ
ットしてラッチされたカウント数を読み込み、倍率補正
動作中に何らかのエラーが発生したか否かを判定しす
る。（Ｓ３０２）

【００１７】エラーを検知した場合（カウント数が正常
でなかった場合など）にはエラー処理を実行して、発生
したエラーの内容をメッセージとして本動作よりも上位
の制御部に通知し（Ｓ３０３）、各ビームの書き込みク
ロック周波数を所定の値（予め記憶してある基準書き込
みクロック周波数、あるいは初期的に書き込みクロック
の調整を行った際の書き込みクロック周波数、あるいは
エラーの発生していないビームの書き込みクロック周波
数。）に設定し（Ｓ３０４）、処理を終了する。

【００１８】一方、エラーでない場合（カウント数が正
常に計測された場合）には、計測されたカウント数Ｔ１
と所定のカウント数Ｔ０とを比較し（Ｓ３０５）、計測
カウント数Ｔ１と所定のカウント数Ｔ０と略一致するか
否かを判定する。（Ｓ３０６）ここでＴ１＝Ｔ０でない
ならば、計測したカウント数Ｔ１と所定のカウント数Ｔ
２との大小関係を判定し（Ｓ３０７）、Ｔ１＜Ｔ０なら
ば、カウント数Ｔ１が大きくなるように書き込みクロッ
ク周波数を減らして（Ｓ３０８）、ステップＳ３０１へ
戻り、再度第１のビーム検知センサ１０５と第２のビー
ム検知センサ１０６との間の走査時間（カウント数）Ｔ
１の測定を行う。また、Ｔ１＜Ｔ０でなければ、カウン
ト数Ｔ１が小さくなるように書き込みクロックを周波数
を増やして（Ｓ３０９）、ステップＳ３０１へ戻り、再
度第１のビーム検知センサ１０５と第２のビーム検知セ
ンサ１０６との間の走査時間（カウント数）Ｔ１の測定
を行う。

【００１９】ここでは、各クロックの増減の量は、Ｔ１
とＴ０を略一致させるように決定したが、Ｔ１とＴ２と
の差によってきめられても、あるいは、ある関数によっ
て与えられても、また与えられたテーブルから読み出さ
れてもよい。

【００２０】上記の制御を複数のレーザビームに関して
行うことで、レーザビーム（１１０）、ビーム（１１
２）各々の書き込みクロック周波数が決定、補正され
る。

【００２１】図３のフローチャートでは、１つのレーザ
ビームのみに関して示した。この実施例によれば、走査
されるレーザビームを感光体ドラム（１０３）の画像記
録面に集光し、結像させるための走査光学系の環境変動
による光学特性の変化に対応して、自動的に各ビームの
倍率補正を行うことができる。また、図３のフローチャ
ートに示すように、書き込みクロックの周波数の制御に
フィードバックループ（ステップ（Ｓ３０８）および
（Ｓ３０９）から（Ｓ３０１）へ戻るループ）を有する
ため、高精度に周波数の制御を行うことを可能とする。
（補正周波数を一義的に定める場合は、この限りではな
い。）

【００２２】あらかじめ初期倍率調整時の補正データを
装置に記憶させておくことにより、同一の構成で初期倍
率調整時と、経時の倍率補正を行うことが可能である。
また、少なくても２個以上のビーム検知センサ間の走査
時間をカウンタを用いて、クロックをカウントすること
によって、測定する場合、入力クロックの周波数が変化
するとカウント数の処理（正常／異常判断、補正演算
等）が複雑になってしまう。そこで、実施例では、カウ
ント数の計測時のクロック（即ち、計測用クロックＩＣ
ＬＫ）の周波数をある一定の周波数とすることにより、
制御回路（２０５）の処理を大幅に軽減できるようにし
ている。

【００２３】また、補正動作中になんらかのエラー、例
えば補正範囲を超えてしまったり、ビーム検知センサの
破損により走査時間の測定が不可能になり、倍率補正が
できなくなってしまったりとういことが発生した場合
に、制御回路（２０５）がエラーを検知して補正動作を
中断し、前述したステップ（３０４）において、所定の
書き込み周波数を設定するような構成となっている。上
記の構成にすることにより、装置が画像を形成できなく
なることが防止され、発生したエラーを解消するまでの
期間でも装置を動作させておくことができる。ただし、
同期検知信号の出力手段の破損など、画像形成が不可能
になってしまうようなエラーに関してはこの限りではな
い。換言すれば、補正時に画像形成に大きな支障がない
エラーが発生した場合にはこれを一時的に回避すること
ができる。一方このようなエラーが起こった場合、書き
込みクロック生成回路（１０７）内で処理をしてしまう
と、本回路より上位の制御部ではこのエラーを認識する
ことなく画像形成装置が通常の状態であるとして装置の
制御を行うことになる。よって、エラーが発生した場合
には、前述したステップＳ３０３のエラー処理におい
て、発生したエラーの内容をメッセージとして本動作よ
りも上位の制御部に通知することにより、上位の制御部
はエラーメッセージに対応し、操作者や上位システムに
警告を発行し、迅速なエラー回避を実現できいる。また
前述のとおり、エラー回避までの間でもそれほど画像品
質を劣化させることなく装置を作動させておくことが可
能である。

【００２４】また、走査時間を測定する目的で使用して
いるビーム検知センサは、ビーム検知センサの位置でレ
ーザーが点灯していれば１個の光源に対して毎主走査に
１回の検出信号を得ることができる。そこで、前述した
ように第一のビーム検知センサの（１０５）の検出信号
を書き込みクロックの位相同期や画像記録制御信号の生
成のための同期検知信号として用いることにより、走査
時間の測定と同期検知信号検出にビーム検知センサを供
用できるためコストダウンの効果もえられる。

【００２５】また、書き込みクック生成回路（１０７）
における書き込みクロック周波数の補正は、基本的に画
像形成時以外の任意のタイミングで行うことができる。
しかし、本発明における書き込みクロックの補正は装置
の環境変動に対して画像品質を維持することを目的とし
ているので、書き込みクロック周波数の補正（設定）の
タイミングは画像形成のタイミングに可能な限り近づけ
ることが望ましい。例えば、書き込みクロック周波数を
補正するタイミングをスタートボタン押し下げ時に行う
ことにより、補正直後に画像の形成が行われるため、経
時の環境変動に左右されることなく、高品位な画像出力
を維持することができる。あるいは、一回のスタートボ
タンの押下によって複数の画像（フレーム）の形成を行
う場合に、書き込みクロック周波数を補正するタイミン
グを連続記録時のフレームとフレームの間に行うことに
より、連続動作時の環境温度上昇による画像品質の劣化
を防止し、高品質な画像出力を維持することができる。

【００２６】次に、書き込み周波数の補正により各レー
ザビームの主走査方向の画像形成位置が変化するのを補
正するために、書き込み周波数補正のためのＣＬＫ出力
により、偏向走査露光装置の主走査方向の画像形成開始
位置を補正することができる。そのための回路構成を図
４にしめす。偏向走査型露光装置において、同期検知信
号を出力する第一のビーム検知センサ（１０５）と、こ
の第一のビーム検知センサから出力された同期検知信号
を増幅する増幅回路（４０１）と、この増幅回路により
増幅された信号の波形を整形する波形整形部（４０２）
と、遅延回路（４０３）と、複数の遅延時間データを持
つデータセレクタ（４０４）とで構成され、このデータ
セレクタ（４０４）にはＣＬＫの入力を演算処理するＣ
ＰＵ（４０５）より入力される。

【００２７】このような構成において、図５を参照して
動作を説明する。図５において、Ｃは第一のビーム検知
センサ（１０５）が出力する同期信号、Ｄは同期検知信
号Ｃをｔ時間遅延させた出力信号、Ｅは出力信号Ｄに同
期した画像クロック、Ｆは露光開始信号である。そし
て、データセレクタ（４０４）への入力信号により、遅
延時間ｔを変更することができ、その結果露光開始信号
ＦがＨｉｇｈとなる位置を変えることができる。なお、
ここでは説明を省くが、出力信号Ｄから露光開始信号Ｆ
までの画素クロックのカウント数ｎを変更することによ
っても露光開始信号Ｆの位置を変えることができる。即
ち、補正されたＣＬＫに応じ、データセレクタ（４０
４）に与えるデータを変更することにより、主走査方向
の画像形成位置を変化させることができる。これによ
り、書き込みクロックを補正した場合にも主走査方向画
像形成位置を一定に保ち、紙面に対しての画像位置およ
び、各ビーム間の主走査方向のずれを最小限にすること
ができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明及び第
２の発明では、常に複数のレーザビーム間の等倍性（倍
率の正確さ）を保つと同時にビーム間の位置ずれのない
画像形成装置を提供できる。第３の発明では、補正動作
上エラーが発生した場合、補正動作を中止し、あらかじ
め設定してある基準書き込みクロック周波数を使用して
記録を行うので、記録動作の無駄な停止時間を短縮可能
な画像形成装置を提供できる。

【００２９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の書き込み部の概略構成
図である。

【図２】図１に示す書き込みクロック生成回路の詳細図
である。

【図３】書き込みクロック生成回路の動作についてのフ
ローチャートである。

【図４】偏向走査露光装置の主走査方向の画像形成開始
位置を補正するための回路構成。

【図５】露光開始信号の作成過程を示す図である。

【符号の説明】

１０１，１１１．レーザビーム発生手段１１０，１１２．レーザビーム１０２．ポリゴンミラー１０３．感光体１０４．ｆθレンズ１０５，１０６．レーザビーム検知手段１０７．書き込みクロック発生回路１０８．位相同期回路１０９．レーザ駆動
回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者道家教夫東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコ−内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号に基づいて変調される複数のレ
ーザビーム発生手段と、前記複数のレーザビーム発生手
段より発生したレーザビームを偏向する偏向手段と、前
記複数のレーザビームの一主走査内の２箇所にてレーザ
ビームを検知するレーザビーム検知手段と前記複数のレ
ーザビーム検知手段の１つが１つのレーザビームを検出
してから他のレーザビーム検知手段が同レーザビームを
検知するまでの間の所定のクロックのカウント数を計測
する計測手段と、前記計測手段で計測したカウント数と
所定のカウント数とを比較し、その結果に基づき書き込
みクロック周波数を補正する書き込み周波数補正手段を
備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記複数のレーザビームの各レーザビー
ムの変調周波数は、所定のクロックによりカウントされ
る各レーザビームによるカウント数を各レーザビームご
とに設定された所定のカウント数と等しくするように制
御されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項３】変調周波数の補正動作上エラーが発生し
た場合、補正動作を中止し、あらかじめ設定してある基
準書き込みクロック周波数でレーザビーム変調を行うこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。