JPH1013629A

JPH1013629A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1013629A
Application number: JP8163067A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Motoi; 俊博本井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ずれ検出手段、特に光センサの異常が検出さ
れた場合であっても、画像の出力を継続できる画像形成
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同時に複数ラインを記
録する画像形成装置において、複数の光ビームの走査方
向に対するずれ量を検出するずれ検出手段が異常のとき
は前記複数の光ビームの一本の光ビームを用いて記録を
実行するように制御する画像形成装置。

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、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
ーザビームを同時に平行に走査する場合には、複数のレ
ーザ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。

【０００４】しかしながら、光センサ、演算回路等から
なるずれ検出手段が故障したまま画像出力を続けると、
ずれ量の補正ができなくなるので出力画像の画質が保証
できなくなってしまった。特に、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
いずれか一方でも故障してしまうと、従来の画像形成装
置では光ビームのずれ量の検出が実行できないので出力
画像の画質が保証できない。

【０００５】従って、従来の画像形成装置ではずれ検出
手段の機能が回復して出力画像の画質が保証できるよう
になるまでは画像形成装置を停止する構成となってい
た。ずれ検出手段の機能はユーザーがサービスコールを
行って、専門の技術者による対策が施されて回復する。

【０００６】このために、従来の複数の光ビームを同時
に平行に走査させる画像形成装置は他に異常が無くと
も、ずれ検出手段の故障によって使用停止せざるをえな
い点が問題であった。

【０００７】特に光センサは、回路素子の故障の他に、
現像剤の付着が原因でレーザビームが入射しても応答出
力が検出できない可能性がある。

【０００８】そこで本発明の課題は、ずれ検出手段、特
に光センサの異常が検出された場合であっても、画像の
出力を継続できる画像形成装置を提供することである。

【０００９】

【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同時
に複数ラインを記録する画像形成装置において、複数の
光ビームの走査方向に対するずれ量を検出するずれ検出
手段と、前記ずれ検出手段の異常を検出する異常検出手
段と、前記異常検出手段で異常が検出されると、前記複
数の光ビームの一本の光ビームを用いて記録を実行する
ように制御する制御手段とを有する事を特徴とする画像
形成装置によって本発明の課題を解決できた。

【００１０】この画像形成装置ではずれ検出手段の異常
を検出すると複数の光ビームの一本の光ビームを用いて
記録を実行する。一本の光ビームで記録を実行するのな
らビームずれも発生しないから、ずれ検出が不要とな
る。この結果本発明の画像形成装置によれば、ずれ検出
手段、特に光センサの異常が検出されても画像の出力を
継続可能とすることができた。

【００１１】

【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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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ではレーザビームＬは一本に見えるが、
実際には２本のレーザビーム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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】図２は図１の装置のレーザ書き込み部２０
を示す平面図で図１の反射ミラー２９Ａ，２９Ｂ，２９
Ｃは省略している。

【００２１】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と半導体レー
ザから射出されるレーザビーム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（ＡＰＣ）を一
つにまとめたレーザユニット、２２Ａ，２２Ｂは副走査
方向ずれ量調整手段にかかりレーザビーム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２
５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はレーザビームをビーム検出
器２８に反射するミラーである。

【００２２】ビーム検出器２８はレーザビームの通過を
検出して画像の書き出し信号を発生し、感光体ドラム３
１上の画像書き出し位置が一定になるようにレーザユニ
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。

【００２３】レーザユニット２１Ａ，２１Ｂから射出さ
れる２本のレーザビーム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ユニット２１Ａ，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。

【００２４】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。

【００２５】図３で、２枚のプリズム２２１Ａ，２２２
Ａから成る１組のプリズムセット２２Ａをレーザユニッ
ト２１Ａのコリメータレンズの出射部付近に配置し、該
プリズムセット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。

【００２６】プリズムセット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。

【００２７】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
及び内蔵されるプリズムセット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
プリズムセット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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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の順にレーザビームＬ１，Ｌ２が走査される。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。尚、図４では、センサＡに
よるレーザビーム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、レーザビームＬ
２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。

【００３４】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。

【００３５】図５のフローチャートに示すプログラム
は、レーザ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、電源が投入されると、まずレーザビームＬ
１のみを点灯させ、通常の画像記録時と同様に走査させ
る（Ｓ１）。

【００３６】そして、レーザビーム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（Ｓ２）。

【００３７】ステップ２（Ｓ２）の計測ではレーザビー
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個づつ計１６
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１
８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。

【００３８】次いで、レーザビームＬ１に代えてレーザ
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（Ｓ３）。

【００３９】そして同様に、かかるレーザビーム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）Ｔ２
（図６参照）を計測する（Ｓ４）。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。

【００４０】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。

【００４１】更に、レーザビーム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（Ｓ５）。

【００４２】尚、前記基準値は、レーザプリンタの操作
部を介して任意に変更設定できるようにすると良い。

【００４３】即ち、レーザビーム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ｃ
２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。

【００４４】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。

【００４５】ここで、プリズムセット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
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。

【００４６】尚、上記のようにしてレーザビームＬ１，
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に示した角度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、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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】尚、図７では、センサＢ、Ｃによってレー
ザビーム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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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）。

【００５４】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。

【００５５】図９において、センサＢの出力はフェーズ
・ディテクター（１）１０１，センサＣの出力はフェー
ズ・ディテクター（２）１０２にそれぞれ出力される。

【００５６】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。

【００５７】そして、前記フェーズ・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。

【００５８】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。

【００５９】また、前記フェーズ・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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】このようにして、例えばレーザビームＬ１
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。

【００６３】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、
前記フェーズ・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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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、レーザビームＬ１、Ｌ２
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ビームＬ
１、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。

【００６７】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。

【００６８】まず、レーザビームＬ１のみを点灯させて
（Ｓ６）、センサＡでレーザビーム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（Ｓ７）。この計測で
もレーザビーム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Ｔ
５とする。

【００６９】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。

【００７０】次に、センサＡにはレーザビームＬ１のみ
が入射し、センサＤにはレーザビームＬ２のみが入射す
るように、各レーザビームＬ１，Ｌ２のマスク制御を行
いながら走査させ（Ｓ８）、センサＡでレーザビームＬ
１が検知される立ち上がり（ｄ２）と、センサＤでレー
ザビームＬ２が検知される立ち上がり（ｄ１２）との時
間差（検知時間差）Ｔ６（図１０参照）を測定させる
（Ｓ９）。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倒れ角誤差の影響
を避けた。

【００７１】前記マスク制御は、各レーザビームＬ１，
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。

【００７２】ここで、各レーザビーム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
ーザビームＬ１の走査に遅れてレーザビームＬ２が走査
される場合には、その遅れが、Ｔ６−Ｔ５（＝Ｔ７）と
して求められることになる（Ｓ１０：図１０参照）。

【００７３】従って、上記の場合、レーザビームＬ１に
よる書出しに対してレーザビーム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。

【００７４】前記書出し位置の制御は、レーザビームＬ
１に対応する水平同期信号の発生に対して、レーザビー
ムＬ２に対応する水平同期信号の発生を前記時間Ｔ７だ
け進ませるようにすれば良い。

【００７５】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
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。

【００７６】本実施の形態では、以上の構成で走査ずれ
補正を実行するので、光センサの故障やトナー付着で応
答信号が出力しなくなるとずれ補正が実行できなくな
る。つまりセンサ異常時に２本の光ビームで同時に記録
を行うと記録位置が不確定なままでの記録を実行するこ
とになってしまい問題である。

【００７７】次にセンサの異常を監視する回路の例を図
１１の回路図で説明する。

【００７８】図１１に示した回路は、各光センサＡ〜Ｄ
の出力信号が走査ラインごとに一度立ち上がるので、画
素書き込みに同期したクロック数を出力信号のインター
バルにカウントして、一本のラインに書き込むべき画素
数と比較し、異常の有無を監視する検知回路である。

【００７９】センサＡの異常の有無を監視する検知回路
はノット回路１５１ａと１５５ａ、ｎビットのアップカ
ウンタ１５２ａ、オア回路１５３ａ、フリップフロップ
１５４ａで構成した。動作クロックＣＬＫはＬ１，Ｌ２
の水平同期信号と同調し、一周期当たり一画素に対応し
ている。

【００８０】レーザユニット２１Ａ、Ｂの発したレーザ
ビームＬ１、Ｌ２を受光したセンサＡの応答出力はノッ
ト回路１５１ａで反転される。ノット回路１５１ａはセ
ンサＡの受光に応じて出力レベルがＬｏｗとなる。

【００８１】アップカウンタ１５２ａはＬＯＡＤ端子が
Ｌｏｗになると一定値ＣＶをデータとして取り込む。引
き続きＬＯＡＤ端子の論理値がＨｉになるとともにカウ
ントアップを開始する。一定値ＣＶは、一本のレーザビ
ームで主走査方向の１ラインに書き込む画素数に対応し
ていて、画素密度や用紙サイズに応じて変更が可能であ
る。

【００８２】一定値ＣＶは、０＜２ⁿ−２ＨＣ≦ＣＶ＜
２ⁿ−ＨＣ（式１）を満たすように決めればよい。ここでＨＣは１ライン当
たりに書き込む画素数である。

【００８３】センサＡが正常に機能しているときは、ア
ップカウンタ１５２ａはデータとして取り込んだ一定値
ＣＶからカウントを開始して、計数値が最大値２ⁿに達
するより以前に再度ＬＯＡＤ端子がＬｏｗになることに
なる。

【００８４】即ち、式１より、ＨＣ＜２ⁿ−ＣＶ（式
２）が導けるので、アップカウンタ１５２ａがＨＣ（１ライ
ン当たりのカウント数）を計数し、レーザビームＬ１、
Ｌ２が次ラインの記録のためにポリゴンミラー２５の次
の反射面よってインデックスセンサ２８に入射しても、
２ⁿまではカウントされていない事が判る。言い換えれ
ば本実施の形態の回路は、センサＡが正常に動作してい
るかぎり、ＴＣ端子から桁上がり信号が出力されること
はない。

【００８５】ところで、センサＡに異常に生じるとＬＯ
ＡＤ端子がＬｏｗにならなくなるので、アップカウンタ
１５２ａが桁上がり信号（論理値Ｈｉ）をＴＣ端子から
出力する。これは、画像形成装置は次ラインの書き込み
を開始しているにも係わらず，インデックスセンサ２８
のセンサＡがレーザビームＬ１、Ｌ２に応答しなかった
結果である。

【００８６】以上の本実施の形態の検知回路では、セン
サＡに異常が生じると２ラインの書き込みが終了する前
にアップカウンタ１５２ａが桁上がり信号（論理値Ｈ
ｉ）を一発出力する。

【００８７】オア回路１５３ａの入力端子は、一方にア
ップカウンタ１５２ａのＴＣ端子が接続され、他の一方
にフリップフロップ１５４ａのＱ端子が接続されてい
る。またオア回路１５３ａの出力端子はフリップフロッ
プ１５４ａのＤ端子に接続されている。

【００８８】オア回路１５３ａにアップカウンタ１５２
ａから桁上がり信号（論理値Ｈｉ）が入力されるまで
は、フリップフロップ１５４ａのＱ端子はＬｏｗの状態
を保っている。ノット回路１５５ａはフリップフロップ
１５４ａの出力を反転しているので、センサＡが正常で
有れば、センサＡ検出信号をＨｉレベルで出力し続け
る。

【００８９】しかし一旦、アップカウンタ１５２ａが
桁上がり信号（論理値Ｈｉ）を出力すると、フリップフ
ロップ１５４ａのＱ出力はＨｉの状態を保つので、ノッ
ト回路１５５ａはセンサＡ検出信号をＬｏｗレベルで出
力し続ける。

【００９０】図示せぬＣＰＵはセンサＡ検知信号を監視
して、センサＡの異常の有無を判断する。

【００９１】本実施の形態の画像形成装置は正常に動作
している時はレーザビームＬ１、Ｌ２の２本で記録を行
う構成である。従って、センサＡ〜Ｄは１回の走査露光
につき各々２発のパルスを出力する。しかし、主走査方
向ずれ補正が完了していれば、センサＡ、Ｄは直角三角
形の主走査方向に直交する辺がアパーチャーの端縁とな
るので２発のパルスは同期している。

【００９２】一方、センサＢとＣの出力の検出タイミン
グは同期していない。しかし、走査ライン長さに対して
センサＢとＣの間隔は充分に短い間隔であるから、２発
目のパルスからカウントアップしても、各ライン毎にセ
ンサＡ〜Ｄの異常を検出できることに変わりはない。

【００９３】センサＢ〜Ｄに関しても、センサＡの検知
回路と同じ回路によってＣＰＵで異常の有無を監視して
いる。なお、センサＢの異常を検知する検知回路はノッ
ト回路１５１ｂ、１５５ｂ、アップカウンタ１５２ｂ、
オア回路１５３ｂ、フリップフロップ１５４ｂを有する
し、センサＣの異常を検知する検知回路はノット回路１
５１ｃ、１５５ｃ、アップカウンタ１５２ｃ、オア回路
１５３ｃ、フリップフロップ１５４ｃを有するし、セン
サＤの異常を検知する検知回路はノット回路１５１ｄ、
１５５ｄ、アップカウンタ１５２ｄ、オア回路１５３
ｄ、フリップフロップ１５４ｄを有する。

【００９４】次に、図１２の本発明の異常が検出された
時の制御を説明するフローチャートを用いて説明する。

【００９５】本実施の形態の画像形成装置は、２本の光
ビームで同時に記録を行う構成である。ページ画像を出
力する際には、メモリの画像信号に従って２本の光ビー
ムで１ライン目と２ライン目を同時に記録し、１ライン
目と２ライン目の記録を終了するとポリゴンミラー２５
の次の反射面で走査される光ビームで３ライン目と４ラ
イン目の記録をおこなう。このようにして順次２ｎ−１
ライン目をレーザユニット２１Ａで、２ｎライン目の記
録（但しｎは１以上の整数）をレーザユニット２１Ｂで
行う（Ｓ１０１）。

【００９６】ＣＰＵは図１１で説明したセンサ検知回路
のセンサＡ検出信号、センサＢ検出信号、センサＣ検出
信号、センサＤ検出信号を監視していて、毎ライン異常
の有無を判断する（Ｓ１０２）。

【００９７】Ｓ１０２で異常が検出されなければページ
画像形成が終了したかどうかの判断をする（Ｓ１０
３）。ページ画像形成が終了していなければｎをインク
リメントしてＳ１０１にもどり次の２ラインの記録を実
行する。ページ画像形成が終了していれば制御ルーチン
は終了する。この後は、次のページ画像形成の実行命令
があれば再度Ｓ１０１に戻ればよい。

【００９８】Ｓ１０２で異常が検出されると液晶パネル
等を有する表示部にセンサＡ〜Ｄのいずれが異常である
のかエラーメッセージを表示する（Ｓ１０４）。

【００９９】エラーメッセージの表示に引き続いて、２
本の光ビームＬ１、Ｌ２のうちＬ２による記録を停止し
て、１ライン置きに画像を記録する（Ｓ１０５）。

【０１００】この時の出力画像はあたかも１ラインずつ
間引いて記録した画像となる。間引いた画像に付いては
図１３を用いて後述する。

【０１０１】センサ検出信号から一度だけ異常が検出さ
れただけで画像形成装置を停止するのでは、動作が不安
定になるので、リトライを数度実行してＳ１０２でのセ
ンサ異常の判断をしてから間引いた記録モードに入る事
がより好ましい。

【０１０２】１ラインずつ間引いた記録をするごとにペ
ージ画像形成が終了したかどうかの判断をして（Ｓ１０
６）、終了していなければｎをインクリメントしてＳ１
０５にもどる。

【０１０３】センサ異常を検出したときに出力中であっ
たページ画像の記録が終了したら、ユーザーは記録モー
ドの設定を行う（Ｓ１０７）。本実施の形態では２つの
記録モードから選択して設定できる。記録モードは、本
発明の同時に記録すべき複数ラインのうちの一本のライ
ンだけを単数の光ビームで記録する記録動作を繰り返し
てページ画像を形成する記録モードに係る間引いた記録
を実行する第一の記録モードと、異常が検出された時に
形成中のページ画像の次のページ画像の形成から線速を
落とすとともに、同時に記録する複数ラインを一本の光
ビームで１ラインずつ順に記録する記録モードに係る第
二の記録モードとから選択できる構成とした。この後
は、ページ画像形成の実行命令があると、選択した記録
モードでの画像出力が実行される。

【０１０４】なお、１ページの画像の記録が終了するま
では線速を変更することはできないので、記録モードは
センサ異常を検知した際に記録中の画像出力を終了して
から設定する構成とした。

【０１０５】次に図１３の出力画像の概念図を用いて間
引いた記録を実行する記録モードを図１３（Ａ）で、線
速を１／２に落とした記録を実行する記録モードを図１
３（Ｂ）で説明する。

【０１０６】図１３（Ａ）のページＡは本実施の形態の
画像形成装置で２本の光ビームを用いて画像出力をした
状態を表している。

【０１０７】各ライン１、２、３・・は、２Ｎ−１ライ
ン目はＬ１によって記録されたもので、２Ｎライン目
は、Ｌ２によって記録されたものである。１ライン目と
２ライン目の如くｎが等しいラインは、同時に平行に走
査されるラインによって記録されたものである。

【０１０８】これに対してページＢは、センサの異常を
検知して間引いた記録を実行する記録モードで画像出力
をした状態を表している。

【０１０９】ページＡとページＢを比較すると、ページ
ＢではＬ２によつて記録されるべきラインが記録されな
いで、一本ずつ飛ばして記録が行われている。すなわち
Ｌ１は、２本の光ビームで記録すべきときにＬ１が書き
込む画像信号を記録する。しかし、Ｌ２は２本の光ビー
ムで記録すべきときにＬ２が書き込むべき画像信号を記
録しない。このため、ページＢはページＡよりも副走査
方向の画素密度が１／２に減少し、肉眼では若干画像濃
度が減少したように観察される。

【０１１０】各ラインの間隔は、例えばページＡでのラ
イン１とライン３の間隔と、ページＢのライン１とライ
ン３の間隔が等しくなるような主走査と副走査が行われ
る。

【０１１１】このように同時に記録するはずの２本の光
ビームの一方での記録を停止して、１ライン置きにまる
で間引いた記録を行うことで、センサ異常時の不確定要
因を避けることができる。なお通常は３本以上の光ビー
ムを同時に平行に走査して記録を実行する画像形成装置
にあっても、センサに異常を検出したときは１本の光ビ
ームで記録を行う。３本の光ビームで記録を実行する画
像形成装置で第二の記録モードを実行するときは線速は
１／３に落とすようにする。

【０１１２】さて、図１３（Ｂ）のページＣは本実施の
形態の画像形成装置で２本の光ビームを用いて画像出力
をした状態を表していて、図１３（Ａ）のページＡと同
じ状態である。

【０１１３】これに対してページＤは、センサの異常を
検知して線速を１／２に落とした記録を実行する記録モ
ードで画像出力をした状態を表している。

【０１１４】ページＣとページＤを比較すると、ページ
Ｄでは複数の光ビームで同時に記録する際にはＬ２によ
って記録されるべきラインがＬ１で記録される。すなわ
ちＬ２は停止して、感光体ドラム３１の回転を角速度を
１／２に半減し、同時に平行に記録すべき２本のライン
の画像信号をＬ１によって順次１ラインづつ記録する構
成とした。

【０１１５】このように同時に記録するはずの２本の光
ビームの一方での記録を停止して、線速を１／２に落と
したうえで全てのラインを記録することで、センサ異常
時の不確定要因を避けることができる。なお線速を１／
２に変更するには感光体３１の角速度以外にも、紙搬送
速度、定着時間等を調整し、帯電器３２、転写器３４の
印加電圧等も変更する事が好ましい。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】また、３つのレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ
３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つのレーザビームＬ１，Ｌ３についてずれを検出
すれることで、レーザビームＬ１の走査位置を基準とし
たときの各レーザビームＬ２，Ｌ３の副走査方向のずれ
を検出できるので、２つのレーザビームＬ１，Ｌ２を用
いる構成に限定されない。

【０１１９】

【発明の効果】異常の構成によって、光センサの異常が
検出された場合であっても、画像の出力を継続できる画
像形成装置を提供することができた。

【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】光センサＡ〜Ｄの異常の有無を監視する検知
回路を説明する回路図。

【図１２】センサの異常が検出された時の制御を説明す
るフローチャート。

【図１３】出力画像の概念図。

【符号の説明】

１０画像読取り部２０レーザ書き込み部２１Ａ、２１Ｂレーザユニット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フェーズ・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、Ｂ、Ｃ、Ｄ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同時に複数ラインを記
録する画像形成装置において、複数の光ビームの走査方向に対するずれ量を検出するず
れ検出手段と、前記ずれ検出手段の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段で異常が検出されると、前記複数の光
ビームの一本の光ビームを用いて記録を実行するように
制御する制御手段とを有する事を特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】前記異常検出手段で異常が検出された時
に、前記制御手段は同時に記録すべき複数ラインのうち
の一本のラインだけを単数の光ビームで記録する記録動
作を繰り返してページ画像を形成するように制御する事
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記異常検出手段で異常が検出された時
に、前記制御手段は異常が検出された時に形成中のペー
ジ画像の次のページ画像の形成から線速を落とすととも
に、同時に記録する複数ラインを一本の光ビームで１ラ
インずつ順に記録するように制御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４】前記制御手段は前記異常検出手段で異常
が検出された時に線速を１／Ｎ（但しＮは同時に記録す
る光ビームの数）に落とす事を特徴とする請求項３に記
載の画像形成装置。
【請求項５】前記ずれ検出手段は複数の光センサを有
し、前記異常検出手段はセンサの応答出力を監視して異
常を検出する事を特徴とする請求項１、２、３、４に記
載の画像形成装置。
【請求項６】前記制御手段は、前記異常検出手段で異
常が検出された時に形成中のページ画像の次のページ画
像の形成を、同時に記録すべき複数ラインのうちの一本
のラインだけを単数の光ビームで記録する記録動作を繰
り返してページ画像を形成する第一の記録モードと、異
常が検出された時に形成中のページ画像の次のページ画
像の形成から線速を落とすとともに、同時に記録する複
数ラインを一本の光ビームで１ラインずつ順に記録する
第二の記録モードとの二つの記録モードから選択して実
行する事を特徴とする請求項１、２に記載の画像形成装
置。