(57)【要約】【課題】  ＢＤセンサのないレーザ光束の方の画像データの出力タイミングが合わずに画像の出力開始位置ずれとなり、モアレ等の画質劣化になって現れてしまう。【解決手段】  ＢＤセンサのあるレーザダイオードからのレーザ光束によるＢＤ信号５０３の時間間隔ｘａ，ｘｂ，ｘｃ，ｘｄ、及びＢＤセンサのないレーザダイオードからのレーザ光束によるＢＤ信号のレーザ光束間の時間間隔ｔ８を用いて、ＢＤセンサのないレーザダイオード用の擬似ＢＤ信号５０４を生成する。【選択図】  図６
2006187868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれがレーザ光束を発する複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源からのレーザ光束を回転多面鏡により各々別の像担持体上に偏向走査させて画像を形成する画像形成装置であって、
前記複数のレーザ光束の走査光路中に設けられ、前記レーザ光束を受光して水平同期信号を発生する１つのセンサと、
前記複数のレーザ光源の内の第１レーザ光源が発するレーザ光束を前記センサにより検出して前記第１レーザ光源用の第１水平同期信号を形成する手段と、
前記複数のレーザ光源の内の第１レーザ光源が発するレーザ光束が前記回転多面鏡の各鏡面により反射されて前記センサにより検出される周期を求める周期計測手段と、
前記周期計測手段により計測された前記周期の最小周期と、前記回転多面鏡の各鏡面に対応する周期との差分により周期補正値を算出する手段と、
前記第１レーザ光源が発するレーザ光束を前記センサにより検出したタイミングと、前記周期補正値とに基づいて前記複数のレーザ光源の内の第２レーザ光源のレーザ光束用の第２水平同期信号を形成する擬似同期信号生成手段と、
前記第１水平同期信号に同期して前記第１レーザ光源用の画像データを出力し、前記第２水平同期信号に同期して前記第２レーザ光源用の画像データを出力するように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記レーザ光源のそれぞれは複数のレーザ光束を発射し、
前記擬似同期信号生成手段は更に、前記センサにより検出した、前記第２レーザ光源からの複数のレーザ光束の時間間隔に基づいて前記第２水平同期信号を形成す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】
前記像担持体は、各色の画像ごとに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
それぞれがレーザ光束を発する複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源からのレーザ光束を回転多面鏡により各々別の像担持体上に偏向走査させて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記複数のレーザ光束の走査光路中に設けられ、前記レーザ光束を受光して水平同期信号を発生する１つのセンサにより、複数のレーザ光源の内の第１レーザ光源が発するレーザ光束を検出して前記第１レーザ光源用の第１水平同期信号を形成する工程と、
前記複数のレーザ光源の内の第１レーザ光源が発するレーザ光束が前記回転多面鏡の各鏡面により反射されて前記センサにより検出される周期を求める周期計測工程と、
前記周期計測工程で計測された前記周期の最小周期と、前記回転多面鏡の各鏡面に対応する周期との差分により周期補正値を算出する工程と、
前記第１レーザ光源が発するレーザ光束を前記センサにより検出したタイミングと、前記周期補正値とに基づいて前記複数のレーザ光源の内の第２レーザ光源のレーザ光束用の第２水平同期信号を形成する擬似同期信号生成工程と、
前記第１水平同期信号に同期して前記第１レーザ光源用の画像データを出力し、前記第２水平同期信号に同期して前記第２レーザ光源用の画像データを出力するように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項５】
前記レーザ光源のそれぞれは複数のレーザ光束を発射し、
前記擬似同期信号生成工程では更に、前記センサにより検出した、前記第２レーザ光源からの複数のレーザ光束の時間間隔に基づいて前記第２水平同期信号を形成することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項６】
前記像担持体は、各色の画像ごとに設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置及びその制御方法に関し、特に複数のレーザ光源を用いて画像を形成する画像形成装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、画像信号によって変調されたレーザビームを、回転する多面鏡（以後ポリゴンミラー）により反射させて感光体上を走査露光することによって画像形成を行っている。感光体としてはドラム状のものが多用され、一般に感光ドラムと呼ばれている、このような画像形成方式をカラーレーザプリンタに応用する場合は、色の異なる例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色分の画像を重ね合わせてカラー画像をシート状の記録媒体上に形成している。この重ね合わせ技術を達成するための構成には次のようなものがある。
【０００３】
第１の構成は単一の感光ドラムを使用するもので、第１の色画像信号を感光ドラム上に走査して潜像を形成し、可視化するために現像剤を付着させ、これを記録紙に転写する。その後、その感光ドラムをクリーニングし、次に第２の色画像信号を同一の感光ドラム上に走査させて潜像を形成し、第１と同様の工程を行う。但し、現像剤は、第２の色画像信号に対応する第２の色のものを使用する。これを第３の色画像信号、第４の色画像信号に対しても同様に繰り返すことにより、４色分現像した画像を同一の記録紙に重ね合わせてカラー画像を記録する。
【０００４】
また第２の構成においては、複数の画像信号に対して同数の感光ドラムを具備し、それぞれの色画像信号に対して１対１に対応する感光ドラム上に潜像を形成する。各静電潜像をそれぞれ異なる色の現像剤により可視化して現像し、記録紙に順次転写する。この場合は、１つの画像信号に対して１つのレーザ光束、１つのスキャナ（レーザ光束を走査させるポリゴンミラーを含む走査回路）、レーザ光束に応じた画像データの出力タイミングを検知するための１つのＢＤ（Beam Detect）センサ、１つの感光ドラムを設けるのが一般的である。従って、重ねあわせるべき画像信号が複数ある場合は、画像信号と同数のレーザ、スキャナ、感光ドラム及びＢＤセンサが必要となる。
【０００５】
前述の第１の構成は、帯電−露光−現像−転写−クリーニングの一連の電子写真プロセスを第１の色画像信号に対して行い、次に第２の色画像信号に対して再び同じプロセスを行い、第３の色画像信号、第４の色画像信号に対してもそれぞれ時系列的に行わなければならない。従って、１枚のプリントに要する時間が非常に長くなるという欠点がある。
【０００６】
これに対して第２の構成は、第１の構成と比較して短時間で画像形成できるという利点がある。しかし前述した如く、半導体レーザ、スキャナ、感光ドラム、ＢＤセンサをそれぞれの色画像信号の数と同数を用意しなければならないため装置が大型化し、高価になる欠点を持っている。
【０００７】
いずれの構成においても、各色の画像を重ね合わせるため、各色の画像位置が合わないことで発生する、いわゆる色ずれを起こしやすい。特に第２の構成においては、異なったスキャナ、感光ドラムを用いてそれぞれの色画像を形成するため、色毎のレジストレーションが一致しにくいという問題を有している。そのため、色毎のレジストレーション合わせを行っている。例えば、中間転写ベルト（Intermediate Transfer Belt：ＩＴＢと略する）や静電転写ベルト（Electrostatic Transportation Belt：ＥＴＢと略する）上にレジスト検知用パターン画像を形成し、これをレジスト検知センサで読み取って、画像の書き出し位置等にフィードバックすることによって画像位置の補正を行っている。このレジスト検知センサは、ＩＴＢ又はＥＴＢ上に形成されたレジスト検知用画像パターンを光源からの光で照射し、その反射光をフォーカシングした受光センサで読み取り、レジスト検知用パターンが通過したときの受光センサの信号の時間的な強度変化を位置ずれ情報として電気的に処理している。
【０００８】
通常、レーザプリンタにおけるプリント時間を短縮するために、スキャナのポリゴンミラーの回転速度を上げることが行われる。この場合、レーザプリンタのミラーの回転速度は２００００ｒｐｍ以上の高速回転が普通である。更に、スキャナに使用されるポリゴンミラーは多面であり、偏向角度の誤差がレーザビームの光路長の差となって感光ドラム上での位置変動を生ずるため、ポリゴンミラーの各面の倒れ誤差が非常に少ないことが必要であり、また高速回転による振動が少ないことも必要である。従って、ポリゴンミラーの安定した高速回転を得るためにモータが大型になり、またポリゴンミラーの各面に倒れ誤差の制限が必要なことから精密な加工技術が要求される。このため、製造の歩留まりが悪く非常に高価なものになっている。
【０００９】
従って上記第２の構成のように、スキャナを複数個具備した装置は大型になり、かつ高価なものとなってしまうため、装置のコストダウンを図るために、複数色に対して共通のスキャナを用いるようにしたもの（特許文献１）。更には、スキャナを共通にし、複数の光源の内１つの光源に対してのみＢＤセンサを設けるようにしたもの（特許文献２）が提案されている。特許文献２について簡単に説明すると、複数の光源は、ポリゴンミラーの異なる面によって同時に感光体に走査されるように構成されており、ＢＤセンサを設けた光源以外の他の光源は、ポリゴンミラーの回転位相差（角度差）が予め分かっていることから、ＢＤセンサを設けた光源のＢＤ信号から推測できるというものである。
【特許文献１】特公平４−５１８２９号公報
【特許文献２】特開平４−３１３７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１では、ポリゴンミラーとの回転駆動モータを１つに共通化している。しかしながら、ＢＤセンサについてはそれぞれの色ごとに用意しなければならないので、その分のコストアップは避けられない。また特許文献２では、ＢＤセンサを１つにしているためコストダウンを実現できる。しかしながら、ＢＤセンサが設けられていない光源のＢＤ信号は、ポリゴンミラーの回転位相差、即ち、面分割精度が正確であることを前提にして、回転位相差が予め分かっているため、ＢＤセンサのあるレーザ光束のＢＤ信号を基に、ＢＤセンサのない方のレーザ光束の走査位置を推測している。
【００１１】
複数色に対して共通のスキャナを用いる構成の一例を図９及び図１０を参照して説明する。尚、図において、「／」は、その信号が負論理であることを示している。
【００１２】
図９において、レーザＬＤ１（９０１）の走査光路上にはＢＤセンサ９０６が存在する。通常、ＢＤセンサ９０６からのＢＤ信号を信号ＢＤ１とすれば、図１０の１６０１，１６０２で示すように、信号ＢＤ１から、所定時間（例えばｔｃ）後に、画像データで変調されたレーザ光束を出力することにより正しい位置に画像が形成される。一方、図９のレーザＬＤ２（９０２）の走査光路上にもＢＤセンサ９０４が存在すれば、やはり図１０の１６０３，１６０４で示すように、信号ＢＤ２（ＢＤセンサ９０４からのＢＤ信号）からｔｃ後に画像データにより変調されたレーザ光束を出力することにより、正しい位置に画像が形成されていく。
【００１３】
これら２つのレーザＬＤ９０１と９０２は、ポリゴンミラーに対して全く対称な位置で配置され、ポリゴンミラー９０３も全くの理想的な９０度の角度をもつ正方形であれば、ＢＤセンサ９０６と９０４は全く同じタイミングでＢＤ信号を出力する。これにより、ＢＤセンサ９０６の一方だけを利用すればよいということになる。しかしながら、現実にはポリゴンミラーの各鏡面の面分割精度を全て同じにすることは不可能であり、必ず図１１に示すように誤差αが存在する（αは、通常数十〜数百秒程度の角度）。このようなポリゴンミラーを使用した場合のＢＤ信号の周期がどのように変動するかを以下に説明する。
【００１４】
図９において、ポリゴンミラー９０３の各面の位置をａ〜ｄとし、レーザ９０１から出力されたレーザビームがポリゴンミラー９０３によって反射され、ＢＤセンサ９０６に入射したときのＢＤ信号の周期を毎回測定する。
【００１５】
図１２は、そのＢＤ信号の周期をプロットして示す図である。
【００１６】
図１２において、ｔ1-2はポリゴンミラー９０３のａ面でＢＤ信号を検知してからｂ面でＢＤ信号を検知するまでの経過時間を示し、時間ｔ2-3，ｔ3-4，ｔ4-1についても同様に、それぞれ、ｂ面でＢＤ信号を検知してからｃ面でＢＤ信号を検知するまでの経過時間、ｃｂ面でＢＤ信号を検知してからｄ面でＢＤ信号を検知するまでの経過時間、ｄ面でＢＤ信号を検知してからａ面でＢＤ信号を検知するまでの経過時間を示している。Δｔ1は、時間ｔ1-2と平均ＢＤ周期（１回転の４分の１）との差を示し、Δｔ2，Δｔ3，Δｔ4についても同様に、時間ｔ2-3、時間ｔ3-4、時間ｔ4-1と平均ＢＤ周期（１回転の４分の１）との差を示している。
【００１７】
図１３は、この様子を時間を横軸にして表した図である。
【００１８】
ポリゴンミラー９０３のａ面で検知したＢＤ信号を基準にして、１３００は理想的なポリゴンミラーの時のＢＤ信号の周期を示し、１３０１は実際のポリゴンミラーのＢＤ信号の周期を示している。図１３では、時間ｔ1-2は、理想のＢＤ周期に対し、Δｔ1だけ周期が短くなっている。また時間ｔ2-3は、理想のＢＤ周期に対しΔｔ2だけ周期が長くなっている。このように誤差が累積されて面ｃでは誤差が（Δｔ1＋Δｔ2）となる（Δｔ1は負、Δｔ2は正）。このようにしてポリゴンミラー９０３が１周すると、その誤差は累積して（Δｔ1＋Δｔ2＋Δｔ3＋Δｔ4）となり、これはゼロと等しくなる。以上が実際のポリゴンミラーを使用した時のＢＤ信号の周期の特性を示している。
【００１９】
またレーザ９０１及び９０２が複数のレーザ光束を発する、所謂マルチビームレーザの場合、複数のレーザビーム毎の書き出しタイミングずれも生じてくる。通常、ポリゴンミラーの各面で、各ビーム毎に毎回必ずＢＤ信号を検知しているため、ポリゴンミラー各面の誤差は影響せず、画像データの出力位置がずれることはない。しかしながら図９のように、２つのレーザ光束を１つのポリゴンミラー９０３で同時に走査し、一方のレーザ光束に対してだけＢＤセンサを配置し、他方のレーザ光束のＢＤ信号の検知はＢＤセンサのあるレーザ光束のＢＤ信号から予測するような構成をとると、図１２や図１３で示したような各面ごとのＢＤ信号の周期のずれが発生し、ＢＤセンサが設けられているレーザ光束の走査面とＢＤセンサが設けられていないレーザ光束の走査面とで走査タイミングがずれてしまう。これにより、ＢＤセンサのないレーザ光束の方の画像データの出力タイミングが合わずに画像の出力開始位置ずれとなり、モアレ等の画質劣化になって現れてしまう。
【００２０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本願発明の特徴は、レーザ光束を検知するセンサの数を最小にして、回転多面鏡の面分割誤差や、レーザ光束に対する画像データの出力タイミングずれを抑え、高画質で高速、低コストな画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
それぞれがレーザ光束を発する複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源からのレーザ光束を回転多面鏡により各々別の像担持体上に偏向走査させて画像を形成する画像形成装置であって、
前記複数のレーザ光束の走査光路中に設けられ、前記レーザ光束を受光して水平同期信号を発生する１つのセンサと、
前記複数のレーザ光源の内の第１レーザ光源が発するレーザ光束を前記センサにより検出して前記第１レーザ光源用の第１水平同期信号を形成する手段と、
前記複数のレーザ光源の内の第１レーザ光源が発するレーザ光束が前記回転多面鏡の各鏡面により反射されて前記センサにより検出される周期を求める周期計測手段と、
前記周期計測手段により計測された前記周期の最小周期と、前記回転多面鏡の各鏡面に対応する周期との差分により周期補正値を算出する手段と、
前記第１レーザ光源が発するレーザ光束を前記センサにより検出したタイミングと、前記周期補正値とに基づいて前記複数のレーザ光源の内の第２レーザ光源のレーザ光束用の第２水平同期信号を形成する擬似同期信号生成手段と、
前記第１水平同期信号に同期して前記第１レーザ光源用の画像データを出力し、前記第２水平同期信号に同期して前記第２レーザ光源用の画像データを出力するように制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
また本発明の一態様に係る画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
それぞれがレーザ光束を発する複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源からのレーザ光束を回転多面鏡により各々別の像担持体上に偏向走査させて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記複数のレーザ光束の走査光路中に設けられ、前記レーザ光束を受光して水平同期信号を発生する１つのセンサにより、複数のレーザ光源の内の第１レーザ光源が発するレーザ光束を検出して前記第１レーザ光源用の第１水平同期信号を形成する工程と、
前記複数のレーザ光源の内の第１レーザ光源が発するレーザ光束が前記回転多面鏡の各鏡面により反射されて前記センサにより検出される周期を求める周期計測工程と、
前記周期計測工程で計測された前記周期の最小周期と、前記回転多面鏡の各鏡面に対応する周期との差分により周期補正値を算出する工程と、
前記第１レーザ光源が発するレーザ光束を前記センサにより検出したタイミングと、前記周期補正値とに基づいて前記複数のレーザ光源の内の第２レーザ光源のレーザ光束用の第２水平同期信号を形成する擬似同期信号生成工程と、
前記第１水平同期信号に同期して前記第１レーザ光源用の画像データを出力し、前記第２水平同期信号に同期して前記第２レーザ光源用の画像データを出力するように制御する制御工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、レーザ光束を検知するセンサの数を最小にして、回転多面鏡の面分割誤差や、レーザ光束に対する画像データの出力タイミングずれを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。
【００２５】
まず最初に、図３を参照して本実施の形態に係るレーザビームプリンタの構成について説明する。
【００２６】
図３は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるカラーレーザプリンタ（以下、レーザプリンタと略す）２０１の構成を説明する断面図である。尚、ここで２０２は、このプリンタ２０１に画像データを送出する外部機器であるホストコンピュータを示している。また本実施の形態では、４ドラム方式のカラーレーザプリンタの場合で説明する。このカラーレーザプリンタは４色（イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ））の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために４色の画像形成部を備えている。
【００２７】
画像形成部は、像担持体としての４色分の感光ドラム３０１〜３０４のそれぞれを含む４色分のトナーカートリッジ２０７〜２１０、画像データに応じたレーザ光束を発光する露光用光源であるレーザダイオードを有するスキャナユニット２０５，２０６とを具備している。スキャナユニット２０５，２０６に関しては、イエロー、マゼンダで共通に１つスキャナユニットを使用し、シアン、ブラックで共通の１つのスキャナユニットを使用しているのが特徴である。これらスキャナユニット２０５，２０６に関しては後で詳しく説明する。
【００２８】
このレーザプリンタ２０１は，ホストコンピュータ２０２からの画像データを受け取ると、ビデオコントローラ２０３で、その受信した画像データをビットマップデータに展開して画像形成用のビデオ信号を生成する。ビデオコントローラ２０３とエンジンコントローラ２０４はシリアル通信を行い、互いに情報の交換を行っている。ビデオ信号は、ビデオコントローラ２０３からエンジンコントローラ２０４に送信され、エンジンコントローラ２０４は、そのビデオ信号に応じてスキャナユニット２０５，２０６内のレーザダイオード（例えば図１の１０１，１０２）を駆動し、トナーカートリッジ２０７〜２１０内の感光ドラム３０１〜３０４上にそれぞれ，各色に対応する画像を形成する。感光ドラム３０１〜３０４は、それぞれ３０１はブラック、３０２はシアン、３０３はマゼンダ、３０４はイエローの画像の形成に利用される。
【００２９】
これら感光ドラム３０１〜３０４は、中間転写ベルト２１１に接しており、各色の感光ドラム上に形成された画像が中間転写ベルト２１１上に転写されて順次重ね合わされることにより、カラー画像が形成される。各色画像は、まず最初にイエロー（Ｙ）の画像が中間転写ベルト２１１に転写され、その上に、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の順に転写され、フルカラーの画像が形成される。
【００３０】
ブラック用の感光ドラム３０１の場合で説明すると、感光ドラム３０１はドラムモータ（不図示）によって一定速度で回転駆動される。感光ドラム３０１は、帯電ローラ３０５によってその表面が一様に帯電され、この表面をビデオコントローラ２０３で作成されたビデオ信号（黒色画像に対応）で変調されたレーザ光束が走査することで、目には見えない静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器３０９によって黒色のトナー像として可視化される。
【００３１】
他のシアン、マゼンダ、イエローの画像の形成に際しても同様に、感光ドラム３０２，３０３，３０４のそれぞれは、各帯電ローラ３０６，３０７，３０８によってその表面が一様に帯電され、この表面をビデオコントローラ２０３で作成されたビデオ信号（各色の画像に対応）で変調されたレーザビームが走査することで、目には見えない静電潜像が形成される。この静電潜像は各現像器３１０，３１１，３１２によって，それぞれ対応する色のトナー像として可視化される。
【００３２】
またカセット３１４内の記録紙は、給紙ローラ３１６の回転によって、レジストローラ３１９まで給紙され、このレジストローラ３１９の回転駆動タイミングによって中間転写ベルト２１１上の画像に同期して記録紙が搬送される。そして転写ローラ３１８によって中間転写ベルト（ＩＴＢ）２１１からカラー画像が記録紙上に転写される（２次転写）。こうして４色の画像が転写された記録紙は、定着器３１３で熱と圧力によって画像が定着された後、プリンタ２０１の上部の排紙トレイ３１７に排出される。
【００３３】
また中間転写ベルト２１１上の画像のレジスト位置をモニタするレジスト検知センサ２１２は、中間転写ベルト２１１上に形成された各色の画像の位置を読み取り、ビデオコントローラ２０３或はエンジンコントローラ２０４にそのデータをフィードバックしている。これにより、各色の画像レジスト位置が調整されて色ずれが防止される。
【００３４】
図１は、本実施の形態に係るスキャナユニット２０５（２０６）の詳細を説明する図である。尚、スキャナユニット２０５と２０６は同じ構成であるため、一方のスキャナユニット２０５の構成について説明する。
【００３５】
図１において、エンジンコントローラ２０４で生成された各色に対応するビデオ信号によって、それぞれ対応するレーザダイオード１０１，１０２がレーザ光束を発する。このレーザ光束は、コリメータレンズ１０３，１０４によって平行光束に変換され、更にシリンドリカルレンズ１０５によって副走査方向（図１の上下方向）に長い線像としてポリゴンミラー１０６上に結像される。ポリゴンミラー１０６はモータ（不図示）によって図の矢印Ａ方向に回転駆動され、その鏡面でレーザ光束を反射させて偏向する（この時、レーザダイオード１０１，１０２から発せられたレーザ光束はポリゴンミラー１０６のそれぞれ別の面に入射され、各々対向する方向に偏向される）。即ち、ポリゴンミラー１０６により反射された一方のレーザ光束（レーザダイオード１０１からのレーザ光束）は、走査レンズ１０７を介して折返しミラー１１１により反射され、更に走査レンズ１０９を介して感光ドラム３０１に照射される。またポリゴンミラー１０６により反射された他方のレーザ光束（レーザダイオード１０２からのレーザ光束）は、走査レンズ１０８を介して折返しミラー１１２により反射され、更に走査レンズ１１０を介して感光ドラム３０２に照射される。ここでＢＤセンサ１１４は、結像レンズ１１３を介して入力した、レーザダイオード１０１からのレーザ光束を検知して水平同期信号を発生している。
【００３６】
図２は、図１において、ポリゴンミラー１０６と略同じ高さ面で、スキャナユニット２０５（２０６）の構成を説明する図で、図１と共通する部分は同じ記号で示している。
【００３７】
ここでＢＤセンサ１１４は、図２に示すようにレーザダイオード１０１側にのみ設けられており、レーザダイオード１０２の側には存在しない。
【００３８】
図４は、本実施の形態に係るレーザダイオード１０１（１０２）の構成及びそのレーザスポットを説明する図である。
【００３９】
図４（Ａ）は、レーザダイオード１０１（１０２）の構成を示し、４０１は複数のレーザ光束４０２ａ，４０２ｂを発するレーザチップ、４０３は光量モニタ用フォトダイオードであり、これらはステム４０４上に実装されている。リード４０５は、レーザチップ４０１、フォトダイオード４０３と金属細線（不図示）等で結線され、駆動回路（不図示）と接続されている。ここで、レーザチップ４０１上の発光点４０１ａ，４０１ｂは、通常１００μｍ程度離間して配置されている。これは、発光点同士の熱的、電気的な干渉により光量が変動してしまうのを防ぐためである。このため、感光ドラム３０１，３０２及びＢＤセンサ１１４に結像されるレーザスポットは、図４（Ｂ）に示す様に、主走査方向、副走査方向共に離間した状態で走査される。
【００４０】
ここで副走査方向の離間量Ｄは、レーザプリンタ２０１の解像度で決定され、６００ｄｐｉ（ドット／インチ）であれば４２．３μｍである。また主走査方向の離間量Ｅは、Ｄ及びコリメータレンズ１０３，１０４と走査レンズ１０７，１０９，１０８，１１０で構成される光学系の倍率と、レーザチップ４０１上での発光点４０１ａ、４０１ｂの離間量によって決定される。但し、この主走査方向の間隔は、製造ばらつき等によってある程度のばらつきを持つものである。
【００４１】
ビデオコントローラ２０３は、レーザダイオード１０１の発光点４０１ａ，４０１ｂから発せられたレーザ光束のそれぞれについて個々にＢＤセンサ１１４の出力信号を検知し、所定時間後に、各レーザ光束に対応するビデオ信号をエンジンコントローラ２０４に対して送信する。これにより、感光ドラム上のレーザ光束による画像データの主走査の出力位置が発光点４０１ａ，４０１ｂとで常に一致する。
【００４２】
一方、レーザダイオード１０２についても、レーザダイオード１０１と同様に感光ドラム３０２上に静電潜像を形成する。
【００４３】
尚、ＢＤ信号の検知に関して、レーザダイオード１０２の走査路上にＢＤセンサ１１４が存在しないので、レーザダイオード１０２用のＢＤ信号は、エンジンコントローラ２０４が生成している。以下の説明では、このＢＤセンサを有していないレーザ（１０２）側の水平同期信号を擬似ＢＤ信号と呼ぶことにする。この擬似ＢＤ信号の生成方法の詳細については後で説明する。
【００４４】
このようにして、レーザダイオード１０１によるブラック（ＢＫ）の色画像が感光ドラム３０１上に形成され、また、レーザダイオード１０２によるシアン（Ｃ）の色画像が感光ドラム３０２上に形成される。
【００４５】
このスキャナユニット２０５と同様な構成であるスキャナユニット２０６に老いても同様にして、感光ドラム３０３上にマゼンダ（Ｍ）、感光ドラム３０４上にイエロー（Ｙ）の色画像がそれぞれ形成される。
【００４６】
以上が、画像形成の一連のプロセスである。
【００４７】
図５は、本実施の形態に係るレーザプリンタ２０１における擬似ＢＤ信号の生成方法を説明する機能ブロック図である。
【００４８】
エンジンコントローラ２０４には、ＡＳＩＣ５０１とＣＰＵ５０２が設けられており、ＡＳＩＣ５０１とＣＰＵ５０２とはアドレス及びデータバスを介して接続されている。このＡＳＩＣ５０１は、擬似ＢＤ信号５０４を生成する回路を備え、レーザによる発光を制御するためのレーザ制御信号Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を生成している。まずＢＤセンサ１１４からの水平同期信号であるＢＤ信号５０３は、エンジンコントローラ２０４のＡＳＩＣ５０１とビデオコントローラ２０３に供給されている。ＡＳＩＣ５０１は、このＢＤ信号５０３を受け取ってＢＤ周期を算出し、そのＢＤ周期からＣＰＵ５０２は擬似ＢＤ信号５０４の補正値を算出する。それと共に、レーザダイオード１０２の各発光点から出射されたレーザ光束がＢＤセンサを走査する仮定した場合のレーザ光束間の主走査方向の離間量を計算し、これに基づいてＡＳＩＣ５０１が擬似ＢＤ信号５０４を生成する。ビデオコントローラ２０３は、ＢＤセンサ１１４からのＢＤ信号５０３と、ＡＳＩＣ５０１で生成された擬似ＢＤ信号５０４とを受け取る。またＢＤセンサ１１４がレーザ光束を検知してから、ある所定タイミングでビデオコントローラ２０３から画像データＶＤＯ１１，ＶＤＯ１２，ＶＤＯ２１，ＶＤＯ２２が、スキャナ２０５のレーザダイオード１０１と１０２へ出力される。その画像データＶＤＯ１１，ＶＤＯ１２，ＶＤＯ２１，ＶＤＯ２２によって、中間転写ベルト２１１に画像が形成され、記録紙に転写される。
【００４９】
また、色ずれを防止するために、レジスト検知センサ２１２（図３）で中間転写ベルト２１１に形成されたＢＤセンサあり（図２ではレーザ１０１）側の色と、ＢＤセンサなし（図２ではレーザ１０２）側の色の画像の位置を読み取り、それぞれの画像のレジスト位置を調整する。
【００５０】
次に、擬似ＢＤ信号５０４の生成方法について説明する。
【００５１】
図６は、ＢＤ信号５０３及び擬似ＢＤ信号５０４のタイミングを説明するタイミングチャートである。尚、本実施の形態では、レーザダイオード１０１，１０２が２つの発光点を持ち、ポリゴンミラー１０６が４つの鏡面を有する場合で説明する。
【００５２】
図７は、ＢＤセンサあり側のレーザダイオード１０１からのレーザ光束がＢＤセンサ１１４に入射する状態を説明する図である。この状態において、レーザダイオード１０１が持つ複数の発光点から出射されるレーザ光束のうち、各鏡面において、最も先行してＢＤセンサ１１４に入射するレーザ光束同士の間隔ｘａ，ｘｂ，ｘｃ，ｘｄが測定される。
【００５３】
図７において、レーザダイオード１０１から出射したレーザ光束７０１，７０２は、互いに角度θを持って出射される。そして、ポリゴンミラー１０６が矢印Ａ７方向に回転することによって偏向され、その反射されたレーザ光束は結像レンズ１１３を介してＢＤセンサ１１４にレーザスポット７０３，７０４として結像し、その後、矢印Ｂ７方向に走査される。この時、ＢＤセンサ１１４上のレーザスポット７０４，７０４は、レーザ光束の主走査方向に距離ｄ７だけ離間しているため、ＢＤ信号５０３は、各々の発光点につき一回ずつ計２回出力される。尚、図６のタイミングチャートでは、この時間間隔をｔ７としている。尚、この時間間隔をｔ７は、全ての鏡面において同じである。
【００５４】
図８は、ＢＤセンサなし側のレーザダイオード１０２からのレーザ光束がＢＤセンサ１１４に入射する状態を説明する図である。
【００５５】
図８においても図７と同様に、レーザダイオード１０２から出射したレーザ光束８０１，８０２は互いに角度θを持って出射される。このレーザ光束はポリゴンミラー１０６が矢印Ａ７方向に回転することによって偏向され、結像レンズ１１３を介してＢＤセンサ１１４上にレーザスポット８０３，８０４として結像され、この後、矢印Ｂ８方向に走査される。この時、ＢＤセンサ１１４上のレーザスポット８０３，８０４は、主走査方向に距離ｄ８（これは製造誤差などによって、図７に示すＢＤ側の距離ｄ７とは異なる）だけ離間しているため、ＢＤ信号５０３は各々の発光点につき一回ずつ計２回出力される。この状態において、レーザダイオード１０２が持つ複数の発光点から出射されるレーザ光束のＢＤ信号５０３の間隔（図６におけるｔ８）が測定される。
【００５６】
これら予め測定された、ＢＤ信号５０３の時間間隔ｘａ，ｘｂ，ｘｃ，ｘｄ及びｔ８を用いて擬似ＢＤ信号５０４が生成される。
【００５７】
尚、ＢＤセンサ１１４に最も先行して入射するレーザ光束に対応する、擬似ＢＤ信号５０４の生成方法は以下の通りである。
【００５８】
ＡＳＩＣ５０１が測定したポリゴンミラー１０６の面毎のＢＤ信号５０３のａ面の周期をｘａ，ｂ面の周期をｘｂ、ｃ面の周期をｘｃ、ｄ面の周期をｘｄとする。それら面ごとのＢＤ信号５０３の周期から、これら４つの周期の中で一番小さい周期を減算し、その値を補正値とする。これはＢＤ信号５０３の周期が最小となるポリゴンミラー１０６の鏡面の補正値「０」と決めることで、基準面が決定されるからである。
【００５９】
また、画像の印刷中において、ＢＤ信号５０３がａ面を使用している時は、擬似ＢＤ信号側はｂ面を使用し、ＢＤ信号側がｂ面を使用している時は擬似ＢＤ信号側はｃ面を使用し、ＢＤ信号側がｃ面を使用している時は擬似ＢＤ信号側はｄ面を使用し、ＢＤ信号側がｄ面を使用している時は擬似ＢＤ信号側はａ面を使用するものとする。このような、ＢＤ信号側と擬似ＢＤ信号側との対応に基づいて補正値が決定される。
【００６０】
ここで一番短いＢＤ信号５０３の周期をｘｂとすると、
ＢＤ信号側のａ面に対応する擬似ＢＤ信号のｂ面の補正値は、
（ＢＤ信号のａ面の周期）−（一番短いＢＤ周期）＝ｘａ−ｘｂ
より、補正値は（ｘａ−ｘｂ）となる。
【００６１】
ＢＤ信号側のｂ面に対応する擬似ＢＤ信号のｃ面の補正値は、
（ＢＤ信号のｂ面の周期）−（一番短いＢＤ周期）＝ｘｂ−ｘｂ＝０
より、補正値は「０」となる。
【００６２】
ＢＤ信号側のｃ面に対応する擬似ＢＤ信号のｄ面の補正値は、
（ＢＤ信号のｃ面の周期）−（一番短いＢＤ周期）＝ｘｃ−ｘｂ
より、補正値は（ｘｃ−ｘｂ）となる。
【００６３】
またＢＤ信号側のｄ面に対応する擬似ＢＤ信号のａ面の補正値は、
（ＢＤ信号のｄ面の周期）−（一番短いＢＤ周期）＝ｘｄ−ｘｂ
より、補正値は（ｘｄ−ｘｂ）となる。
【００６４】
ポリゴンミラー１０６のａ面のＢＤ信号（ｂ面の擬似ＢＤ信号）に対応する擬似ＢＤ信号は、この場合の補正値が上記式より（ｘａ−ｘｂ）である。このためＢＤ信号５０３の最初のパルスから（ｘａ−ｘｂ）遅らせた擬似ＢＤ信号（ＢＤ１）と、信号ＢＤ１からｔ８だけ遅らせた擬似ＢＤ信号（ＢＤ２）（図６参照）の２つを生成して出力する。
【００６５】
同様に、ポリゴンミラー１０６のｂ面のＢＤ信号（ｃ面の擬似ＢＤ信号）に対応する擬似ＢＤ信号は、この場合の補正値が「０」であるため、ＢＤ信号５０３の最初のパルスそのものを擬似ＢＤ信号（ＢＤ１）とし、この信号ＢＤ１からｔ８だけ遅らせた擬似ＢＤ信号（ＢＤ２）（図６参照）の２つを生成して出力する。
【００６６】
更に、ｃ面のＢＤ信号（ｄ面の擬似ＢＤ信号）に対応する擬似ＢＤ信号は、この場合の補正値が（ｘｃ−ｘｂ）であるため、ＢＤ信号５０３の最初のパルスから（ｘｃ−ｘｂ）分遅らせた擬似ＢＤ信号（ＢＤ１）と、この信号ＢＤ１からｔ８だけ遅らせた信号ＢＤ２の２つを生成して出力する。
【００６７】
また更にｄ面のＢＤ信号（ａ面の擬似ＢＤ信号）に対応する擬似ＢＤ信号は、この場合は補正値が（ｘｄ−ｘａ）であるため、ＢＤ信号５０３の最初のパルスから（ｘｄ−ｘａ）分遅らせた擬似ＢＤ信号（ＢＤ１）と、この信号ＢＤ１からｔ８だけ遅らせた信号ＢＤ２の２つを生成して出力する。
【００６８】
こうして生成された擬似ＢＤ信号から所定時間後に、ビデオコントローラ２０３がエンジンコントローラ２０４に対して、レーザダイオード１０２の各発光点に対応するビデオ信号を送信することにより、レーザダイオード１０２が、その規定されたタイミングで発光する。これによって、ＢＤセンサ１１４の無い側においても、画像データの出力タイミングがずれること無く、ＢＤセンサ１１４のある側と同様の精度で画像を形成することができる。
【００６９】
図１４は、本実施の形態に係るエンジンコントローラ２０４のＡＳＩＣ５０１において擬似ＢＤ信号５０４を生成するための上述した補正値を求める処理を示すフローチャートである。
【００７０】
まずステップＳ１で、ポリゴンミラー１０６の回転を開始し、ステップＳ２で、レーザダイオード１０１を発光駆動する。これによりレーザ１０１から発射されたレーザ光束がミラー１０６で反射され、その反射されたレーザ光がＢＤセンサ１１４を通過する。このＢＤセンサ１１４で検出された信号を基に、ＢＤ信号５０３の最初に検出されるパルスの周期を計測し、それらをｘａ，ｘｂ，ｘｃ，ｘｄとする（ステップＳ３）。次にステップＳ４で、それら周期のうち最も短い周期を求め（例えばｘｂとする）、その最短の周期を他の周期のそれぞれから差し引くことにより、各周期（ポリゴンミラー１０６の各鏡面に相当）における補正値を求める。
【００７１】
次にステップＳ５で、今度はレーザ１０２のみをオンにして発光駆動し、ステップＳ６で、ＢＤセンサ１１４により得られる２つのレーザ光束間の時間差（ｔ８）を求める。これにより、ＢＤ信号５０３から擬似ＢＤ信号５０４を生成するための補正値が求められたことになる。
【００７２】
そして実際の画像形成時には、ＢＤセンサ１１４から入力されるＢＤ信号５０３に対して、図６に示すような時間関係を有する擬似ＢＤ信号５０４を生成することにより、ＢＤセンサ１１４が設けられていないレーザに対する水平同期信号（擬似ＢＤ信号）を生成して画像形成を行うことができる。
【００７３】
以上説明したように本実施の形態によれば、１つのポリゴンミラー１０６から２方向にレーザ光束を反射させて露光走査する走査光学装置において、一方のレーザのみに対して１つのＢＤセンサを用いてＢＤ周期を測定し、他方のレーザ光束の間隔をそのＢＤセンサで測定する。これらの測定結果を用いて、ＢＤセンサが設けられていない他方のレーザ光束に対する擬似ＢＤ信号を生成する。これにより複数のレーザ光束を発するレーザダイオード、所謂マルチビームレーザを用いた場合においても、ＢＤセンサの数を増やすこと無く、ポリゴンミラーの面分割誤差や、レーザ毎の画像データの出力タイミングの誤差によって生ずるモアレ等の画質劣化を抑えて、高画質で高速、低コストなカラー画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態に係るスキャナユニットの詳細を説明する図である。
【図２】図１のポリゴンミラーと略同じ高さ面で、スキャナユニットの構成を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるカラーレーザプリンタの構成を説明する断面図である。
【図４】本実施の形態に係るレーザダイオードの構成及びそのレーザスポットを説明する図である。
【図５】本実施の形態に係るレーザプリンタにおける擬似ＢＤ信号の生成方法を説明する機能ブロック図である。
【図６】ＢＤ信号及び擬似ＢＤ信号のタイミングを説明するタイムチャートである。
【図７】ＢＤセンサあり側のレーザダイオードからのレーザ光束がＢＤセンサに入射する状態を説明する図である。
【図８】ＢＤセンサなし側のレーザダイオードからのレーザ光束がＢＤセンサに入射する状態を説明する図である。
【図９】従来例を説明する図である。
【図１０】従来例のＢＤ信号とレーザ駆動との関係を示すタイムチャートである。
【図１１】ポリゴンミラーの面分割誤差を説明する図である。
【図１２】面分割誤差によるＢＤ周期ずれを説明する図である。
【図１３】面分割誤差によるＢＤ周期ずれを説明する図である。
【図１４】本実施の形態に係るエンジンコントローラのＡＳＩＣにおいて擬似ＢＤ信号を生成するための上述した補正値を求める処理を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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