JPH1010450A

JPH1010450A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1010450A
Application number: JP8166031A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Motoi; 俊博本井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】光センサの出力の増幅に用いる増幅回路の実
装数を減少してコストダウンを図った画像形成装置を提
供する。【解決手段】複数の光ビームにより記録媒体上を同時
に主走査方向に平行に走査させて複数ラインを同時に記
録する画像形成装置において、選択手段が増幅手段に主
走査方向ずれ検出手段の信号を選択して出力する状態
と、増幅手段に前記副走査方向ずれ検出手段の信号を選
択して出力する状態とに切替える事を特徴とする画像形
成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に関
し、詳しくは、複数の光ビームにより記録媒体上を同時
に主走査方向に平行に走査して複数ラインを同時に記録
する画像形成装置に関し、特に、前記複数の光ビームの
光軸ずれを検知する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号に基づいて変調されたレーザー
ビーム（光ビーム）を回転多面鏡などにより偏向して記
録媒体上に走査することにより画像情報の記録を行わせ
る画像形成装置においては、記録の高速化を図るには、
複数のレーザービームを用いて複数ラインを同時に記録
する構成とすれば良いことが知られていた。そして複数
のレーザービームを同時に平行に走査する場合には、複
数のレーザービームそれぞれの走査位置が主走査方向又
は副走査方向にずれて、忠実な画像形成に影響が出るこ
とがあるので、主走査方向と、副走査方向における光ビ
ームの光軸ずれをそれぞれ簡単な構成で測定できるよう
にし、検知した結果によって光軸ずれを適切に補正する
画像形成装置が知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術を採用
した画像形成装置では、複数の光ビームがセンサを通過
する時間差を実測して光ビームのピッチずれ量の標本を
得ていた。そこでこれらのセンサには光ビームを直接受
光できる光センサを用いる事が現実的であった。光セン
サで検出したずれ量の標本は演算回路にて時間差の偏差
から主走査方向及び副走査方向のピッチずれのずれ量を
求める演算に利用されていた。そこで、前記画像形成装
置は各光センサに増幅回路を接続して出力を増幅した後
にディジタル化しＣＰＵでずれ量を求める演算を実行す
る回路構成を採用していた。

【０００４】しかしながら、主走査方向のずれ検出用の
光センサと副走査方向のずれ検出用の光センサとの２系
統にそれぞれ独立した増幅回路を接続する構成である
と、増幅回路が比較的高価であるためにコストが上昇し
てしまい問題だった。

【０００５】そこで本発明の課題は、光センサの出力の
増幅に用いる増幅回路の実装数を減少してコストダウン
を図った画像形成装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は下記のよう
な手段により達成される。即ち、複数の光ビームにより
記録媒体上を同時に主走査方向に平行に走査させて複数
ラインを同時に記録する画像形成装置において、複数の
光ビームの主走査方向ずれ量標本を検出する主走査方向
ずれ検出手段と、複数の光ビームの副走査方向ずれ量標
本を検出する副走査方向ずれ検出手段と、前記主走査方
向ずれ検出手段の出力と前記副走査方向ずれ検出手段の
信号を受け一方を選択して出力する選択手段と、前記選
択手段の出力を増幅する増幅手段と、前記選択手段が増
幅手段に主走査方向ずれ検出手段の信号を選択して出力
する状態と、増幅手段に前記副走査方向ずれ検出手段の
信号を選択して出力する状態とに切替える制御信号を出
力する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置
によって本発明の課題を解決できた。

【０００７】この画像形成装置では主走査方向ずれ量標
本の検出と、副走査方向ずれ量標本の検出とを同時に実
行する事を無くした。

【０００８】実際に主走査方向の光軸ずれが生じたまま
で画像出力をすると、例えば出力画像のエッジ部に固定
ノイズが観察されやすいし、階調補正を行う際に、ディ
ザ処理の一種として良く知られた誤差拡散法を採用した
りすると、出力画像があたかもひび割れを起こしたかの
如く用紙の白地が現れてしまうという問題が生じた。

【０００９】一方の副走査方向の光軸ずれが生じたまま
で画像出力すると、出力画像の隣り合ったラインの間隔
が互いに広がる部分と狭まる部分とが発生する。そして
この画像を肉眼で観察すると、広がった部分の白地部か
らの反射光が大きな影響を与える。この結果出力画像の
濃度が低下したように観察されてしまうという問題が生
じる。しかし、特に固定ノイズやひび割れの如き不良は
発生しない。

【００１０】つまり複数の光ビームを同時に平行に走査
する画像形成装置では、主走査方向の光軸ずれが副走査
方向の光軸ずれよりも画質に大きな影響を与える要因で
あることが判った。

【００１１】そこで主走査方向の光軸ずれの検出と副走
査方向の光軸ずれの検出は同じ回数を実行する必要もな
いと考え、一例として主走査方向の光軸ずれ補正はペー
ジ画像の形成毎に実行し、副走査方向の光軸ずれ補正は
画像形成装置の電源投入時に実行する構成を採用するこ
とができることが判った。このようにすれば主走査方向
の光軸ずれの検出と副走査方向の光軸ずれの検出の実行
をべつのタイミングで実行することができた。

【００１２】従って、従来は増幅手段を光センサ毎に用
いていたがこれを半減させて、従来別の増幅手段へ入力
されていた信号を選択手段によって切替えて同じ増幅手
段へ入力するようにした。つまり、副走査方向のずれ量
標本の検出中は副走査方向ずれ検出手段の出力を選択し
て増幅手段で増幅し、一方の主走査方向のずれ量標本の
検出中は主走査方向ずれ検出手段の出力を選択して同じ
増幅手段で増幅できるように切替える。この切替えは制
御手段の制御信号を選択回路に与えて、逐次切替えを実
行させることで選択を実行する。

【００１３】この結果、一般に増幅手段と比較して極め
て安価である選択回路を付加して、増幅手段を従来副走
査方向ずれ検出手段系統と主走査方向ずれ検出手段系統
の２系統を実装していたものを、１系統に半減して、コ
ストダウンを図ることができた。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の構成
とその作用を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は本発明の実施の形態の一例として、
２本の光ビームによって同時に平行に走査する画像形成
装置の例を示す概略構成図である。

【００１６】先ず、この画像形成装置の通常のコピー動
作について説明する。この画像形成装置は、画像読取り
部１０、ディジタル書込み系である書き込み部２０、画
像形成部３０、給紙部４０及び原稿載置部５０等より構
成される。

【００１７】画像形成装置上部には、透明なガラス板な
どからなる原稿台５１と、さらに原稿台５１上に載置し
た原稿Ｄを覆う原稿カバー５２等からなる原稿載置部５
０があり、原稿台５１の下方であって、装置本体内には
第１ミラーユニット１２、第２ミラーユニット１３、撮
像レンズ１４、ＣＣＤセンサなどの撮像素子１５等から
なる画像読取り部１０が設けられている。

【００１８】原稿台５１上の原稿Ｄの画像は、画像読取
り部１０の照明ランプ１２Ａと第１ミラー１２Ｂを備え
る第１ミラーユニット１２の実線から破線にて示す位置
への平行移動と、第２ミラー１３Ａ及び第３ミラー１３
Ｂを対向して一体的に備える第２ミラーユニット１３の
前記第１ミラーユニット１２に対する１／２の速度の追
随移動とにより全面を照明走査され、その画像は撮像レ
ンズ１４により第１ミラー１２Ｂ、第２ミラー１３Ａ、
第３ミラー１３Ｂを経て撮像素子１５上へ結像されるよ
うになっている。走査が終わると第１ミラーユニット１
２及び第２ミラーユニット１３は元の位置に戻り、次の
画像形成まで待機する。

【００１９】前記撮像素子１５によって光電変換されて
得られた画像データはディジタル信号に変換された後、
画像信号処理部によってＭＴＦ補正やγ補正等の処理が
なされ、画像信号としてメモリに一旦格納される。次い
で前記の画像信号がＣＰＵの制御によってメモリより読
み出されパルス幅変調された後書き込み部２０に入力さ
れる。

【００２０】画像形成部３０は、ＣＰＵの制御によって
前記画像信号が、後に説明する書き込み部２０に入力さ
れると画像記録動作を開始する。すなわち、像担持体で
ある感光体ドラム３１は矢示のように時計方向に回転
し、帯電前露光を行って除電する除電器３６によって除
電された後、帯電器３２により電荷を与えられているの
で、書き込み部２０によるレーザービームＬによって感
光体ドラム３１上には原稿Ｄの像に対応した静電潜像が
形成される。図１ではレーザービームＬは一本に見える
が、実際には２本のレーザービームＬ１，Ｌ２（図２参
照）を用いている。その後、感光体ドラム３１上の前記
静電的な潜像は、現像器３３のバイアス電圧を印加した
現像剤担持体である現像スリーブ３３Ａ上に担持する現
像剤によって反転現像が行われ可視のトナー像となる。

【００２１】一方、給紙部４０に装填された給紙カセッ
ト４１Ａ又は４１Ｂからは指定のサイズの転写紙Ｐを１
枚ずつ搬出ローラ４２Ａによって搬出し、搬出ローラ４
３及びガイド部材４２を介して画像の転写部に向かって
給紙する。給紙された転写紙Ｐは、感光体ドラム３１上
のトナー像と同期して作動するレジストローラ４４によ
って感光体ドラム３１上に送出される。この転写紙Ｐに
は、転写器３４の作用により、感光体ドラム３１上のト
ナー像が転写され、分離器３５の除電作用によって感光
体ドラム３１上から分離されたのち、搬送ベルト４５を
経て定着器３７へ送られ、加熱ローラ３７Ａ及び加圧ロ
ーラ３７Ｂによって溶融定着された後、排紙ローラ３
８，４６により装置外のトレイ５４へ排出される。５３
は手差し用の給紙台である。

【００２２】前記感光体ドラム３１はさらに回転を続
け、その表面に転写されずに残留したトナーは、クリー
ニング装置３９において圧接するクリーニングブレード
３９Ａにより除去清掃され、再び除電器３６によって除
電された後帯電器３２により一様に電荷の付与を受け
て、次回の画像形成のプロセスに入る。

【００２３】図２は図１の装置のレーザー書き込み部２
０を示す平面図で図１の反射ミラー２９Ａ，２９Ｂ，２
９Ｃは省略している。

【００２４】図２において、２１Ａ，２１Ｂは画像信号
に対応してオン，オフされる半導体レーザーと半導体レ
ーザーから射出されるレーザービームＬ１，Ｌ２を平行
光に変換するコリメータレンズ及び半導体レーザーの出
力を監視し常に所定の値を維持するよう印加電流値を制
御してその出力を一定に維持する自動出力制御器（ＡＰ
Ｃ）を一つにまとめたレーザーユニット、２２Ａ，２２
Ｂは副走査方向ずれ量調整手段にかかりレーザービーム
Ｌ１，Ｌ２の射出方向を調整する調整プリズム、２３は
直交した２つのレーザービームを同一方向に射出する合
成プリズムである半透明プリズム、２４Ａ，２４Ｂはポ
リゴンミラー２５の各反射面の倒れ角誤差を補正するた
め設けられたシリンドリカルレンズ、２７はレーザービ
ームをビーム検出器２８に反射するミラーである。

【００２５】ビーム検出器２８はレーザービームの通過
を検出して画像の書き出し信号を発生し、感光体ドラム
３１上の画像書き出し位置が一定になるようにレーザー
ユニット２１Ａ，２１Ｂの画像信号による駆動開始のタ
イミングを制御するもので、インデックスセンサと呼ぶ
事もある。

【００２６】レーザーユニット２１Ａ，２１Ｂから射出
される２本のレーザービームＬ１，Ｌ２は８面の反射面
を有するポリゴンミラー２５によって反射され、ｆθレ
ンズ２６、シリンドリカルレンズ２４Ａ，２４Ｂ、反射
ミラー２９Ａ〜２９Ｃ（図１参照）等の光学素子を介し
て感光体ドラム３１上を走査露光する。上記レーザービ
ームは副走査方向に近接して並ぶスポット状に結像し、
感光体ドラム３１上に同時に２本の走査線を描く２ビー
ム書込みが行われる。光学素子は２本のレーザービーム
が平行に感光体ドラム３１に入射するとともに、ビーム
スポットが直線状に並び特に湾曲しないで感光体ドラム
３１の表面に結像するように設計されている。これによ
り走査線１本置きの画像信号をレーザーユニット２１
Ａ，２１Ｂに同時に入力して１度に２本の走査線を描
き、１組のレーザーユニットを用いる装置の２倍のプリ
ント速度で画像記録することができる。なお例では２本
のレーザービームにより走査線書き込みを行う例につい
て示しているが、３本又はそれ以上であっても差し支え
ない。

【００２７】図３は本発明の副走査方向ずれ検出手段で
検出した副走査方向ずれを修正する目的での光路偏向方
法を示す概念図である。

【００２８】図３で、２枚のプリズム２２１Ａ，２２２
Ａから成る１組の調整プリズム２２Ａをレーザーユニッ
ト２１Ａのコリメータレンズの出射部付近に配置し、該
調整プリズム２２Ａを角度αだけ回転させることにより
光路を所望の振れ角θだけ振らせるようにした。

【００２９】調整プリズム２２Ａは、ホルダー１４４に
収容されている。ホルダー１４４は支軸１４５により揺
動回転自在に支持されている。ホルダー１４４の調整角
αと光路の射出角θの比θ／α＝１／１００程度に設定
すると望ましい。

【００３０】支軸１４５の軸端には、ホイール１４６が
固定され、ウォーム１４７の回転により減速従動回転す
る。上記ウォーム１４７に対するホイール１４６の達成
比は、１／１０〜１／２０に設定してある。該ウォーム
１４７の軸端には、手動微調整用のつまみ１４８が固定
されている。つまみ１４８を手動により回転させること
により、その回転角βは、ウォーム１４７とホイール１
４６の減速比により減速されて、支軸１４５は減速され
た減速回転角αで回転される。減速回転角＝調整角とな
る。これにより支軸１４５と一体となすホルダー１４４
及び内蔵される調整プリズム２２Ａは、上下方向に揺動
して微少な振れ角θによって移動される。従ってつまみ
１４８の回転角は第１段のウォーム・ホイール減速手段
により１／２０〜１／３０に減速され、更に第２段の調
整プリズム２２Ａの揺動により約１／１００に減速され
て、１／２０００〜１／３０００の減速振れ角θの形成
を達成する。これによってつまみ１４８をゆっくり大き
く回して、微少な振れ角微調整を高精度に行なうことが
できる。

【００３１】なお、上記ウォーム１４７とホイール１４
６は、ワンウェイ駆動伝達であるから、ホルダー１４４
側から回転力が加えられても、ウォーム・ホイール手段
により抑止されて回転することはなく、つまみ１４８に
より調整終了後には逆転防止ロックされて移動すること
はない。また、上記ホルダー１４４には、ばね１４９の
一端が掛止されていて、ウォーム・ホイール手段や他の
伝達手段のバックラッシュ等のガタを取り除くことがで
きる。

【００３２】ウォーム１４７の手動微調整用のつまみ１
４８と逆の軸端には、ステッピングモータ１５０が取り
付けられている。検出した副走査方向ずれ量（後述す
る）に従ってドライバー回路はステッピングモータ１５
０を所定ステップ数回転させる。これにより手動微調整
用のつまみ１４８を用いないでも、自動的に副走査方向
間隔は修正される。

【００３３】インデックスセンサ２８は、図４に示すよ
うに、それぞれ個別に検知信号を出力する４つのセンサ
（光ビーム検知手段）Ａ〜Ｄを一体に備えて構成され、
各センサＡ〜Ｄは主走査方向に並べて配設され、Ａ→Ｂ
→Ｄ→Ｃの順にレーザービームＬ１，Ｌ２が走査され
る。

【００３４】各センサＡ〜Ｄの光ビーム検知領域（受光
領域）は、直角三角形に形成されている。そして、セン
サＡは、直角三角形の検知領域の直角挟角を構成する２
辺のうちの長辺が、主走査方向始端側の端縁となり、然
も、前記長辺が主走査方向に直交する（副走査方向に平
行する）ように配置される。また、センサＢは、直角三
角形の検知領域の斜辺が主走査方向始端側の端縁とな
り、然も、該斜辺が前記長辺と斜辺とがなす角度で主走
査方向に斜めに交差するように配置される。また、セン
サＤは、副走査方向を上下としたときに、センサＡの検
知領域の配置状態を上下反転させたように配置される。
更に、センサＣは、センサＡと副走査方向に沿った軸に
対してその検知領域が軸対称となるように配置される。

【００３５】尚、図４に示すセンサＡ，Ｃは、直角挟角
を構成する２辺のうちの長辺が、主走査方向に直交する
ように配置されるが、該長辺が主走査方向と平行になる
ように配置する構成であっても良い。

【００３６】上記センサＡ〜Ｄの配列によって、各セン
サＡ〜Ｄの主走査方向始端側の端縁は、センサＡ，Ｄが
相互に副走査方向に沿って平行で、また、センサＢ，Ｃ
は、相互に非平行であり、然も、主走査方向に対する傾
きの方向が逆になっている。

【００３７】尚、図４では、センサＡによるレーザービ
ームＬ１の検知始端位置（ビーム検知信号が立ち上がる
位置）をａ１として示し、レーザービームＬ２の検知始
端位置をａ２として示してあり、以下同様に、センサＢ
〜ＤによるレーザービームＬ１，Ｌ２の検知始端位置を
ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２，ｄ１，ｄ２として示してあ
る。

【００３８】本実施の形態では、上記構成のセンサＡ〜
Ｄを用いて、前記レーザービームＬ１，Ｌ２の副走査方
向及び主走査方向における間隔のずれを、図５のフロー
チャートに示すようにして計測する。

【００３９】図５のフローチャートに示すプログラム
は、レーザープリンタに電源が投入される毎に実行され
るものであり、概略としては、まず増幅器に入力される
センサの選択、次に副走査関連の測定、増幅器に入力さ
れるセンサの切替え、主走査関連の測定を実行して測定
結果によって副走査方向と主走査方向の光軸ずれを補正
する。

【００４０】電源が投入されると、まず副走査関連の測
定を実行するために、インデックスセンサ２８のうちの
センサＢとセンサＣを使用する状態に切り換える。即
ち、センサＢとセンサＣの出力信号が増幅器に入り、増
幅器の出力が副走査関連の処理を実行する回路に出力さ
れるように、選択手段にかかる選択回路２０１と第二の
選択手段にかかる選択回路２０４を切り換える。（Ｓ
１）次に、レーザービームＬ１のみを点灯させ、通常の
画像記録時と同様に走査させる（Ｓ２）。

【００４１】そして、レーザービームＬ１が前記センサ
Ａ〜Ｄ上を走査したときに、センサＢのビーム検知の立
ち上がり（ｂ１）から、センサＣのビーム検知の立ち上
がり（ｃ１）までの時間（検知時間差）Ｔ１（図６参
照）を計測する（Ｓ３）。この計測では、センサＢ，Ｃ
の出力は増幅器２０２，２０３（図９参照）で増幅され
た上で副走査関連の処理を実行する回路に出力される。

【００４２】ステップ３（Ｓ３）の計測ではレーザービ
ームＬ１を用いて連続して１８回の計測を行い、反射面
数が８面のポリゴンミラー２５の各面から２個ずつ計１
６個のサンプルデータ（副走査方向ずれ量標本）とさら
に２個のサンプルデータを得る。そして計測で得られた
１８個のサンプルデータから最大値と最小値を除いた１
６個のデータの平均値を求めて検知時間差Ｔ１とする。
これにより、検知時間差Ｔ１はポリゴンミラー２５の反
射面の倒れ角の誤差の影響を受けずに得ることができ
る。

【００４３】次いで、レーザービームＬ１に代えてレー
ザービームＬ２のみを点灯させ、通常の画像記録時と同
様に走査させる（Ｓ４）。

【００４４】そして同様に、かかるレーザービームＬ２
が前記センサＡ〜Ｄ上を走査したときに、センサＢのビ
ーム検知の立ち上がり（ｂ２）から、センサＣのビーム
検知の立ち上がり（ｃ２）までの時間（検知時間差）Ｔ
２（図６参照）を計測する（Ｓ５）。この計測でもセン
サＢ，Ｃの出力は勿論増幅される。検知時間差Ｔ２もＴ
１同様に倒れ角誤差の影響を避けるために連続して１８
回の計測を行い、１８個のサンプルデータから最大値と
最小値を除いた１６個の平均値を求めて決めた。

【００４５】上記の時間Ｔ１，Ｔ２の計測を終了する
と、前記時間Ｔ１と時間Ｔ２の偏差の絶対値Ｔ３を演算
する。

【００４６】更に、レーザービームＬ１，Ｌ２の副走査
方向における間隔が正規の状態であるときに対応する前
記偏差Ｔ３の基準値と、上記処理で実際に求められた偏
差Ｔ３との差を、前記間隔のずれ量に相当する値として
求める（Ｓ６）。

【００４７】尚、前記基準値は、レーザープリンタの操
作部を介して任意に変更設定できるようにすると良い。

【００４８】即ち、レーザービームＬ１がセンサＢ，Ｃ
で検知される副走査方向における位置ｂ１，ｃ１を基準
位置として想定したときに、例えばレーザービームＬ２
の走査位置が副走査方向に図６で下側にずれたとする。
この場合、レーザービームＬ２がセンサＢ，Ｃで検知さ
れる副走査方向における位置ｂ２，ｃ２は、センサＢ，
Ｃの検知始端側端縁の間隔が、図６において下方に行く
に従って主走査方向の両側に広がるよう構成されている
ことによって、位置ｂ２は走査の始端側にずれ、逆に、
位置ｃ２は走査の終端側にずれることになり、以て、時
間Ｔ２が長くなり、時間Ｔ３が基準に対してより長くな
る。

【００４９】従って、時間Ｔ３と基準値との偏差を求め
れば、走査速度と前記センサＢ，Ｃにおける斜辺の角度
との情報に基づいて、レーザービームＬ１，Ｌ２の間隔
のずれ量を算出することができるものである。

【００５０】ここで、調整プリズム２２Ａ，２２Ｂは副
走査方向における走査位置の調整機構で、前記算出され
たずれ量の情報に基づいてレーザービームＬ１，Ｌ２の
副走査方向における走査位置を調整することで、レーザ
ービームＬ１，Ｌ２の副走査方向における間隔を規定値
に修正することが可能となる。

【００５１】尚、上記のようにしてレーザービームＬ
１，Ｌ２の副走査方向における間隔ずれを検出させる場
合には、センサＢ，Ｃの斜辺が主走査方向に対して斜め
に交差する角度によって、ずれによって生じる時間差が
変動し、図４に示す角度Ｂ°をなるべく鋭角に設定す
る、換言すれば、センサＢ，Ｃの検知領域の斜辺の間隔
が副走査方向に沿って急激に変化することが望ましく、
更に、前記角度Ｂ°は、走査位置の調整精度や、時間計
測の分解能によって決定すると良い。

【００５２】また、前記時間Ｔ１，Ｔ２の計測結果や、
最終的に演算されたずれ量などの情報を、レーザープリ
ンタに設けられた表示部に表示させるようにしても良
い。

【００５３】ところで、前記時間Ｔ１，Ｔ２の計測は、
本実施の形態では、図７に示すようにして行われる。

【００５４】尚、図７では、センサＢ，Ｃによってレー
ザービームＬ１が検知される時間差（ａ１とｄ１との間
の時間）を計測させる場合を示してあるが、センサＡ〜
Ｄの他の組み合わせであっても同様にして行われる。

【００５５】図７において、基準クロックｃｌｋを１／
１６周期ずつ順次遅らせて１６種類のディレイクロック
ｄｌ０（基準クロック）〜ｄｌ１５をディジタルディレ
イラインを用いて発生させている。尚、図７において
は、クロックｃｌｋ，ｄｌ１，ｄｌ２，ｄｌ８，ｄｌ１
２，ｄｌ１５のみを示し、他のディレイクロックについ
ては図示を省略してある。そして、例えばセンサＢの検
知信号の立ち上がりａ１に同期したクロック（検知信号
の立ち上がり直後に最初に立ち上がるクロック）がクロ
ックｄｌ８であったとすると、該同期時の立ち上がりを
最初のカウントとし、続いてこのクロックｄｌ８の立ち
上がりを順次カウントさせる。

【００５６】かかるカウント中に、センサＣの検知信号
が立ち上がり、この検知信号の立ち上がり（ｄ１）に同
期するクロックがクロックｄｌ１２であったとすると、
それまでのクロックｄｌ８の立ち上がりをカウントした
数（センサＢの検知信号（ｃ１）に同期したクロックｄ
ｌ８の立ち上がりを含む）から１を減算した値にクロッ
ク周期を乗算した時間に、クロックｄｌ８とクロックｄ
ｌ１２との位相差（４／１６周期であり、ディレイクロ
ック番号＝ｄｌ４として表すことができる。）を加算し
た値が、前記センサＢ，Ｃの検知信号の出力時間差（ｂ
１とｃ１との間隔）になる。

【００５７】そして、前述の副走査方向のずれ検出にお
いては、各時間Ｔ１，Ｔ２を、上記のようにしてクロッ
クカウント数とディレイクロック番号として求める一
方、間隔の規定値に相当する基準時間をやはりクロック
カウント数とディレイクロック番号として与えるように
して、時間差の演算においては、カウント数とディレイ
クロック番号とをそれぞれに演算させるようにすれば良
い。

【００５８】この場合、副走査方向におけるずれの情報
は、クロックカウント数とディレイクロック番号として
調整機構（例えばステッピングモータ）に出力されるこ
とになる（図８参照）。

【００５９】次に、上記のようにして時間を計測し、該
計測結果に基づいてずれ検出を行う具体的な回路例を図
９に従って説明する。

【００６０】図９において、センサＢの出力を増幅した
増幅器１（２０２），センサＣの出力を増幅した増幅器
２（２０３）の出力は、選択回路２０４（図１１参照）
によってフェイズ・ディテクター（１）１０１とフェイ
ズ・ディテクター（２）１０２とにそれぞれ出力され
る。

【００６１】一方、ディジタル・ディレイライン１０３
には基準クロックｃｌｋが入力され、該ディジタル・デ
ィレイライン１０３から前記クロックｄｌ０〜ｄｌ１５
が出力される。

【００６２】そして、前記フェイズ・ディテクター
（１）１０１，（２）１０２では、センサＢ，Ｃの検知
信号の立ち上がりと同期するディレイクロックｄｌ０〜
ｄｌ１５をそれぞれに検出し（図７参照）、該検出結果
を位相差演算部１０４に出力する。

【００６３】該位相差演算部１０４では、センサＢの検
知タイミング（ｂ１又はｂ２）に同期するクロックと、
センサＣの検知タイミング（ｃ１又はｃ２）に同期する
クロックの位相差（１／１６周期単位）、即ち、センサ
Ｂ，Ｃの検知間隔のクロック周期内の端数分を求め、そ
の結果を、センサＣの検知信号からワンショット回路１
３１で生成されるワンショットパルスに応じてラッチ回
路１０８にラッチさせる。

【００６４】また、前記フェイズ・ディテクター（１）
１０１の検出結果はクロックセレクタ１０５にも出力さ
れ、該クロックセレクタ１０５からは、センサＢの検知
信号に同期するディレイクロックを選択的にカウンタ１
０６に出力する。

【００６５】カウンタ１０６では、センサＢ，Ｃの出力
の立ち上がりｂ１（ｂ２），ｃ１（ｃ２）間隔時間を、
前記クロックセレクタ１０５から出力されるクロックを
カウントして計測する。尚、前記カウンタ１０６のカウ
ント区間は、センサＢ，Ｃの出力が入力されるフリップ
・フロップ１０７によって制御されるようになってい
る。

【００６６】前記カウンタ１０６によるカウント値は、
センサＣの検知信号から生成させたワンショットパルス
でラッチ回路１０８にラッチさせる。

【００６７】このようにして、例えばレーザービームＬ
１のみを点灯させたときのセンサＢ，Ｃの検知間隔であ
る時間Ｔ１を計測しラッチ回路１０８に記憶させ、続い
て、同様にしてレーザービームＬ２のみを点灯させたと
きの時間Ｔ２を計測しラッチ回路１０８に記憶させる。

【００６８】尚、図９の回路構成において、第１の時間
差計測手段及び第２の時間差計測手段としての機能は、
前記フェイズ・ディテクター（１）１０１，（２）１０
２、ディジタル・ディレイライン１０３、位相差演算部
１０４、クロックセレクタ１０５、カウンタ１０６、フ
リップ・フロップ１０７、ラッチ回路１０８、ワンショ
ット回路１３１によって実現される。

【００６９】クロックカウント数及びクロック位相差と
して前記時間Ｔ１，Ｔ２が得られると、時間偏差演算手
段としての時間差演算部１０９では時間Ｔ１，Ｔ２の偏
差を、カウント数とクロック位相差とで個別に演算し、
その結果を、ラッチ回路１２０に一旦記憶させる。

【００７０】そして、副走査方向ずれ検知手段としての
ずれ演算部１２１では、操作部を介して与えられる基準
値と、前記ラッチ回路１２０に記憶されたデータとを比
較して、レーザービームＬ１，Ｌ２の副走査方向におけ
るずれ（間隔の変化量）を演算し、かかる演算結果を表
示部に出力する一方、調整機構に与えて副走査方向にお
けるずれの修正を行わせる。

【００７１】ところで、上記では、センサＡ〜Ｄのうち
のセンサＢ，Ｃのみを用いて、レーザービームＬ１，Ｌ
２の副走査方向におけるずれを検出し、該ずれを調整す
る処理を説明したが、かかる処理に続けてレーザービー
ムＬ１，Ｌ２の主走査方向における走査位置関係（主走
査方向におけるずれ）を検出し、該検出結果に基づいて
各レーザービームＬ１，Ｌ２による書出し位置を制御す
ることが好ましく、そのために、センサＡ，Ｄが設けら
れている。

【００７２】前記主走査方向におけるずれを検出するた
めの処理内容を、図７のタイムチャートにおいて、副走
査方向のずれ検出に続けて示してある。

【００７３】まず主走査関連の測定を実行するために、
インデックスセンサ２８のうちのセンサＡとセンサＤを
使用する状態に切り換える。即ち、センサＡとセンサＤ
の出力が増幅器に入り、増幅器の出力が主走査関連の処
理を実行する回路に出力されるように、選択手段にかか
る選択回路２０１と第二の選択手段にかかる選択回路２
０４を切り換える。（Ｓ７）次に、レーザービームＬ１のみを点灯させて（Ｓ８）、
センサＡでレーザービームＬ１が検知される立ち上がり
（ａ１）と、センサＤでレーザービームＬ１が検知され
る立ち上がり（ｄ１）との時間差（検知時間差）Ｔ５
（図１０参照）を測定させる（Ｓ９）。この計測でもセ
ンサＡ，Ｄの出力は勿論増幅される。レーザービームＬ
１を用いて連続して１８回の計測を行い、反射面数が８
面のポリゴンミラー２５の各面から２個づつ計１６個の
サンプルデータ（主走査方向ずれ量標本）とさらに２個
のサンプルデータを得る。そして計測で得られた１８個
のサンプルデータから最大値と最小値を除いた１６個の
データの平均値を求めて検知時間差Ｔ５とする。

【００７４】ここで、センサＡ，Ｄの光ビーム検知領域
の主走査方向始端側の端縁が、副走査方向に平行（主走
査方向に直交）であるから、前記時間差Ｔ５は、副走査
方向における走査位置に影響されずに、センサＡ，Ｄの
主走査方向始端側の端縁の間隔と走査速度とによっての
み決定されることになる。

【００７５】次に、センサＡにはレーザービームＬ１の
みが入射し、センサＤにはレーザービームＬ２のみが入
射するように、各レーザービームＬ１，Ｌ２のマスク制
御を行いながら走査させ（Ｓ１０）、センサＡでレーザ
ービームＬ１が検知される立ち上がり（ｄ２）と、セン
サＤでレーザービームＬ２が検知される立ち上がり（ｄ
１２）との時間差（検知時間差）Ｔ６（図１０参照）を
測定させる（Ｓ１１）。検知時間差Ｔ６もＴ５同様に連
続して１８回の計測を行い、１８個のサンプルデータか
ら最大値と最小値を除いた１６個の平均値を求めて決め
た。

【００７６】前記マスク制御は、各レーザービームＬ
１，Ｌ２の点灯・消灯制御で行っても良いし、また、偏
光素子などの利用によってレーザービームＬ１，Ｌ２が
選択的にセンサＡ，Ｄに入射するようにしても良い。

【００７７】ここで、各レーザービームＬ１，Ｌ２が、
主走査方向にずれることなく走査される場合には、前記
時間差Ｔ５，Ｔ６は同一時間となるはずであり、例えば
レーザービームＬ１の走査に遅れてレーザービームＬ２
が走査される場合には、その遅れが、Ｔ６−Ｔ５（＝Ｔ
７）として求められることになる（Ｓ１２：図１０参
照）。

【００７８】従って、上記の場合、レーザービームＬ１
による書出しに対してレーザービームＬ２の書出しを前
記時間Ｔ７だけ進ませれば、主走査方向にずれて走査さ
れる２つのレーザービームＬ１，Ｌ２によって主走査方
向にずれることなく、画像記録が行えることになる。

【００７９】前記書出し位置の制御は、レーザービーム
Ｌ１に対応する水平同期信号の発生に対して、レーザー
ビームＬ２に対応する水平同期信号の発生を前記時間Ｔ
７だけ進ませるようにすれば良い。

【００８０】また、前記時間Ｔ５，Ｔ６が、前記副走査
方向におけるずれ検出で説明したように、ディレイクロ
ックのカウント数及びクロック位相差として求められる
場合には、クロックのカウント数に基づいて水平同期信
号を調整し、クロック位相差として求められるずれ分
は、ディレイクロックｄｌ０〜ｄｌ１５からの各レーザ
ービームＬ１，Ｌ２に対応させるドットクロックの選択
によって調整するようにしても良い。

【００８１】次に、図１１の本発明の選択の制御を説明
するブロック図を用いて本発明の選択回路の切替え動作
を説明する。

【００８２】インデックスセンサ２８は光センサＡ〜Ｄ
を備えていて、その出力は選択手段にかかる選択回路２
０１に入力される。選択回路２０１はＣＰＵの制御信号
によって、増幅器１，２のそれぞれに光センサＡ〜Ｄの
いずれか一つの出力を接続するように切り換える。

【００８３】増幅器１，２はそれぞれ光センサＡ〜Ｄの
いずれか一つの出力を増幅して、本発明の第２の選択手
段に掛かる選択回路２０４に出力する。選択回路２０４
はＣＰＵの制御信号によって、増幅器１，２の出力を副
走査関連または主走査関連の処理を実行する回路のいず
れか一方に出力する。

【００８４】本実施の形態の画像形成装置は、主走査方
向のずれ補正と副走査方向のずれ補正を同時に実行しな
い。そこでＣＰＵは選択回路２０１と選択回路２０４を
切り換えて、増幅器１，２が副走査関連または主走査関
連の系統に適宜振り分けられるように制御信号を発す
る。

【００８５】ステップ２からステップ６までの副走査関
連の計測を実行する時は、光センサＢとＣが副走査方向
のずれ量検出に用いる系統であるから、センサＢとＣが
増幅器１，２に接続され、その一方でセンサＡとＤの出
力信号は接続されずに浮いた状態のままとしてある。そ
して選択回路２０４は増幅器１（２０２）と増幅器２
（２０３）の出力を副走査関連の演算を実行する回路
（図９参照）に出力するように切り換えてある。

【００８６】また、ステップ８からステップ１２までの
主走査関連の計測を実行する時は、センサＡとＤが主走
査方向のずれ量検出に用いる系統であるから、センサＡ
とＤが増幅器１，２に接続され、その一方でセンサＢと
Ｃの出力信号は接続されずに浮いた状態のままとしてあ
る。そして選択回路２０４は増幅器１（２０２）と増幅
器２（２０３）の出力を副走査関連の演算を実行する回
路に出力するように切り換えてある。

【００８７】ところで、光ビームのずれの程度によって
は、計測中に二つのセンサの一方の出力波形が消える前
に他方センサの波形が立ち上がることがある。そこでセ
ンサＡ，Ｂの出力信号は増幅器１（２０２）に入力さ
れ、センサＣ，Ｄの出力は増幅器２（２０３）に出力さ
れる構成とした。このように一系統について複数のアン
プを用いるようにして、偏差の時間差Ｔ３とＴ７が必ず
計測できる構成とした。

【００８８】次に図１１に示したブロック図を実現した
回路の例を図１２の選択回路の回路図を用いて説明す
る。

【００８９】インデックスセンサ２８は４つのフォトダ
イオードを一体にしてあり、それぞれのフォトダイオー
ドの受光面に先に説明した直角三角形のアパーチャを設
けてセンサＡからＤを構成した。アナログマルチプレク
サ２０１Ａは選択回路にあたり、各センサＡからＤの出
力を選択してアンプ２０２Ａ，２０３Ａに出力する。こ
のとき、アナログマルチプレクサ２０１Ａは信号線０Ｘ
がＸ−ｃｏｍ、信号線０ＹがＹ−ｃｏｍに出力される状
態（主走査ずれ計測）と、信号線１ＸがＸ−ｃｏｍ、信
号線１ＹがＹ−ｃｏｍに出力される状態（副走査ずれ計
測）とに切り換える。

【００９０】アンプ２０２Ａの出力は分岐してアンドゲ
ート２０４Ａ，２０４Ｃに入り、アンプ２０３Ａの出力
はアンドゲート２０４Ｂ，２０４Ｄに入る。

【００９１】アンドゲート２０４Ａから２０４Ｄは第二
の選択回路にあたり、アンプ２０２Ａと２０３Ａの出力
を入れるべく主走査関連または副走査関連の回路を選択
する。ＣＰＵの制御信号を直接アンドゲート２０４Ａと
２０４Ｂにいれて、アンドゲート２０４Ｃと２０４Ｄに
は制御信号を反転して入れてある。このため制御信号の
状態を切り換えれば、アンプ２０２Ａと２０３Ａの出力
を共に主走査関連の回路に入れるか、または共に副走査
関連の回路に入れるかが選択できる。

【００９２】以上の回路構成によって、副走査方向のず
れ量の計測を実行中はセンサＢの出力がアンプ２０２Ａ
で増幅され、センサＣの出力がアンプ２０３Ａで増幅さ
れ、しかる後に両アンプの出力が共に副走査関連の回路
に入力され、ステップ２からステップ６の処理が実行さ
れる。そして主走査方向のずれ量の計測を実行中はセン
サＡの出力が２０２Ａで増幅され、センサＤの出力がア
ンプ２０３Ａで増幅され、しかる後に両アンプの出力が
共に主走査関連の回路に入力され、ステップ８からステ
ップ１２の処理が実行される。

【００９３】さて、以上に述べてきたセンサＡ〜Ｄの切
替えであるが、本実施の形態の画像形成装置は主走査方
向の光軸ずれ補正はページ画像の形成毎に実行し、副走
査方向の光軸ずれ補正は画像形成装置の電源投入時に実
行する構成とした。これは主走査方向の光軸ずれが発生
すると、肉眼で大変敏感に画質の劣化が実感できるのに
対し、副走査方向の光軸ずれが発生しても肉眼で画質の
劣化はたいして実感されないからである。

【００９４】実際に主走査方向の光軸ずれが生じたまま
で画像出力をすると、例えば次のような問題が生じてし
まう。第一の例として、主走査方向と直交する直線の画
像を出力した例を考えると、ドットの位置が光ビーム毎
に規則的にずれて露光される。こうして記録された画像
ではドットの位置の規則的なずれは固定ノイズ（同期ノ
イズともいう）として特定のパターンで繰り返されるこ
ととなる。固定ノイズは肉眼で観察すると大変敏感に感
知できる。このため、本来直線として認識されるべき画
像が点線状に且つ各点が左右に振れた画像として観察さ
れてしまう。この現象は主走査方向に直交する直線の画
像に限らずに発生する。他にも出力画像のエッジ部に固
定ノイズが観察されやすいので、主走査方向ずれの発生
は問題となる。

【００９５】また第二の例として、階調補正を行う際
に、ディザ処理の一種として良く知られた誤差拡散法を
採用したりすると、出力画像があたかもひび割れを起こ
したかの如く用紙の白地が現れてしまうという問題が生
じた。

【００９６】従来から知られた画像処理技術で、特に光
ビームで走査露光を実行する画像形成装置に採用された
技術は、光ビームを１本だけ利用することが前提に開発
された技術が多い。そしてこのような画像処理技術は主
走査方向に並んだ各画素の関係を処理によって最適化し
ようとする技術であって、主走査方向のずれが殆ど生じ
ない装置への適用が前提となっていた。加えて一本隣の
ライン相互の副走査方向間隔には殆ど無関係な処理であ
って、副走査方向のずれが生じても特に大きな問題は発
生しないものであった。

【００９７】一方の副走査方向の光軸ずれが生じたまま
で画像出力すると、出力画像の隣り合ったラインの間隔
が互いに広がる部分と狭まる部分とが発生する。そして
この画像を肉眼で観察すると、広がった部分の白地部か
らの反射光が大きな影響を与える。この結果出力画像の
濃度が低下したように観察されてしまうという問題が生
じる。しかし、特に固定ノイズやひび割れの如き不良は
発生しない。

【００９８】このような理由で複数の光ビームを同時に
平行に走査する画像形成装置では、主走査方向の光軸ず
れが画質に大変大きな影響を与える場合があった。

【００９９】以上の理由で本実施の形態の画像形成装置
は電源投入時に主走査方向と副走査方向の光ビームのず
れ修正を実行し、以後はページ画像の形成毎に副走査方
向の光ビームのずれ修正を実行する。従って選択回路２
０１と選択回路２０４は電源投入後の副走査方向と主走
査方向のずれ補正が終了すると主走査関連の系統が選択
された状態で固定され、再度電源が投入されるまでは副
走査関連の系統は選択されないように制御される。

【０１００】ところで、上記の副走査方向及び主走査方
向におけるずれ検出のために用いたセンサＡ〜Ｄの各検
知領域の形状や組み合わせは、図４に示したものに限定
されるものではない。副走査方向におけるずれを検出す
るためには、光ビーム検知領域の主走査方向始端側の端
縁が相互に非平行となるセンサの組み合わせが存在すれ
ば良く、また、主走査方向におけるずれを検出するため
には、光ビーム検知領域の主走査方向始端側の端縁が共
に主走査方向に直交して平行であるセンサの組み合わせ
が存在すれば良く、更に、光ビーム検知領域の主走査方
向始端側の端縁が規定されれば、検知領域の形状は三角
であっても四角であっても良い。

【０１０１】更に、上記では、副走査方向のずれ検出に
用いるセンサ対と、主走査方向のずれ検出に用いるセン
サ対とからなる４つのセンサＡ〜Ｄで構成したが、３つ
のセンサで同様の機能を果たしてもよい。

【０１０２】また、３つのレーザービームＬ１，Ｌ２，
Ｌ３を用いて３ラインを同時記録させる構成において
も、例えば２つのレーザービームＬ１，Ｌ２について前
記同様に副走査方向のずれを一対のセンサを用いて検出
し、更に、２つのレーザービームＬ１，Ｌ３についてず
れを検出することで、レーザービームＬ１の走査位置を
基準としたときの各レーザービームＬ２，Ｌ３の副走査
方向のずれを検出できるので、２つのレーザービームＬ
１，Ｌ２を用いる構成に限定されない。

【０１０３】

【発明の効果】以上の構成の画像形成装置によって、一
般に増幅手段と比較して極めて安価である選択回路を付
加して、増幅手段を従来副走査方向ずれ検出手段系統と
主走査方向ずれ検出手段系統の２系統を実装していたも
のを、１系統に半減して、コストダウンを図ることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例の概略構成図。

【図２】図１の装置のレーザー書き込み部を示す平面
図。

【図３】光路偏向方法を示す概念図。

【図４】インデックスセンサの詳細を示す図。

【図５】主，副走査方向における光軸ずれ検出を示すフ
ローチャート。

【図６】副走査方向におけるずれ検出を説明するための
図。

【図７】クロックを用いた時間計測を説明するためのタ
イムチャート。

【図８】ずれの検出結果による光軸調整を示すブロック
図。

【図９】副走査方向の光軸ずれ検出を行う回路構成を示
すブロック図。

【図１０】主走査方向におけるずれ検出を説明するため
の図。

【図１１】選択の制御を説明するためのブロック図。

【図１２】図１１に示したブロック図を実現した回路の
例をしめす図。

【符号の説明】

１０画像読取り部２０レーザー書き込み部２１Ａ，２１Ｂレーザーユニット２２Ａ，２２Ｂ調整プリズム２３半透明プリズム２５ポリゴンミラー２６ｆθレンズ２８ビーム検出器（インデックスセンサ）１０１，１０２フェイズ・ディテクター１０３ディジタル・ディレイライン１０４位相差演算部１０５クロックセレクタ１０６カウンタ１０８，１２０ラッチ回路１０９時間差演算部１２１ずれ演算部１３１ワンショット回路２０１，２０４選択回路２０２，２０３増幅器１，２２０１Ａアナログマルチプレクサ２０２Ａ，２０３Ａアンプ２０４Ａ，２０４Ｂ，２０４Ｃ，２０４Ｄアンドゲー
ト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光ビームにより記録媒体上を同時
に主走査方向に平行に走査させて複数ラインを同時に記
録する画像形成装置において、複数の光ビームの主走査方向ずれ量標本を検出する主走
査方向ずれ検出手段と、複数の光ビームの副走査方向ずれ量標本を検出する副走
査方向ずれ検出手段と、前記主走査方向ずれ検出手段の出力と前記副走査方向ず
れ検出手段の信号を受け一方を選択して出力する選択手
段と、前記選択手段の出力を増幅する増幅手段と、前記選択手段が増幅手段に主走査方向ずれ検出手段の信
号を選択して出力する状態と、増幅手段に前記副走査方
向ずれ検出手段の信号を選択して出力する状態とに切替
える制御信号を出力する制御手段を有する事を特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】検出したずれ量標本から主走査方向ずれ
量を演算する主走査方向ずれ量演算手段と、検出した副走査方向ずれ量標本から副走査方向ずれ量を
演算する副走査方向ずれ量演算手段と、主走査方向ずれ量演算手段と副走査方向ずれ量演算手段
の一方を選択して増幅手段の出力を出力する第２選択手
段とを有し、前記制御手段は、前記選択手段の状態が主走査方向ずれ
検出手段の信号を増幅手段に出力する状態ならば前記第
２選択手段が主走査方向ずれ量演算手段を選択して、前
記選択手段の状態が副走査方向ずれ検出手段の信号を増
幅手段に出力する状態ならば前記第２選択手段が副走査
方向ずれ量演算手段を選択するように切り換える第２制
御信号を出力する事を特徴とする請求項１に記載の画像
形成装置。
【請求項３】前記制御手段は、画像形成装置の電源投
入時に前記選択手段が副走査方向ずれ検出手段の信号を
増幅手段に出力する状態に設定し、副走査方向ずれ量標
本の検出が終了すると、前記選択手段が主走査方向ずれ
検出手段の信号を増幅手段に出力する状態へと切替える
ように制御信号を出力する事を特徴とする請求項１また
は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記主走査方向ずれ検出手段と前記副走
査方向ずれ検出手段とはそれぞれ２個の光センサを有
し、前記選択手段はアナログマルチプレクサを有し、前記増幅手段は２個のオペアンプのそれぞれが一つの光
センサの出力を増幅する事を特徴とする請求項１、２ま
たは３のいずれか一項に記載の画像形成装置。