(57)【要約】【課題】走査ビームのビーム検出手段を画像形成装置内に実装してリアルタイムでビーム調整を実施し、主走査方向および副走査方向の書込みドット位置ずれを調整可能なビーム調整装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】走査ビームの書込位置を検出する検出ヘッド２０を、主走査方向に複数配置した所定形状の開口を有する入光部２２Ａを有する入光部材２２と、導光素子２３と、受光センサ２１で構成し、検出ヘッド２０を画像形成装置６０内部に設置可能とし、ビーム調整装置１０は主走査方向の倍率誤差調整と副走査方向の書込みに、走査ビームの通過時間および受光センサへの受光時間を検出信号出力値の所定閾値により測定し、ドットの位置ずれ補正データを画像形成装置６０の倍率誤差補正部４４および走査線曲がり補正機構部４５に転送することで、ＬＤ１２から補正されたタイミングでビームを出射させ、主走査方向にずれと走査線曲がりを補正する。【選択図】  図１
2006123418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された走査ビームを走査光学系を介して感光体上で結像させると共に、前記走査ビームを前記感光体の所定方向に振る主走査と、前記感光体を主走査方向と直交方向に移動させる副走査とを行って、前記感光体の感光面上に潜像を形成する画像形成装置に用いられるビーム調整装置であって、
前記感光体における前記走査ビームの前記主走査方向および副走査方向における結像位置を調整するために、前記画像形成装置における前記走査ビームの結像位置に等価な位置に装着可能とされ、
前記走査ビームを導入する所定形状の開口を有すると共に前記主走査方向に複数個配置される入光部と、該複数個の入光部に入った光を所定部位に導く導光素子と、該導光素子に導かれた光を検知する受光センサとを備えたビーム検出手段と、
前記走査ビームを主走査方向に走査したときに、前記ビーム検出手段が前記受光センサの受光光量に従って出力するビーム検出信号の中から、一走査期間中に出力された信号を用いて、
ある入光部が受光してから次の入光部が受光するまでの前記走査ビームの通過時間を測定するビーム通過時間計測手段と、各入光部が受光した受光時間を測定するビーム受光時間計測手段との少なくともいずれか一つを有し、
前記通過時間をもとに前記走査光学系の倍率誤差を補正する倍率誤差補正量と、前記受光時間をもとに走査線曲がりを補正する走査線曲がり補正量とのうちの、少なくともいずれか一つを演算する補正データ演算手段を備えていることを特徴とするビーム調整装置。
【請求項２】
請求項１のビーム調整装置において、
前記入光部は主走査方向において所定幅を有すると共に前記主走査方向に直角方向に延びるスリット形状を有することを特徴とするビーム調整装置。
【請求項３】
請求項１のビーム調整装置において、
前記入光部の開口形状は、副走査方向に延びる第１辺と、主走査方向と角度を有する第２辺を有することを特徴とするビーム調整装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかのビーム調整装置において、
前記ビーム通過時間計測手段は、前記ビーム検出手段からのビーム検出信号を時間微分する微分器と、該微分器が微分した信号を所定の閾値と比較して該閾値以上の場合に信号を出力するコンパレータと、該コンパレータから出力される出力信号の立上りから次に出力される出力信号の立上りまでのクロック数を計測するカウンターとを備え、該カウンターが計測するクロック数により前記各入光部間の間隔を算出することを特徴とするビーム調整装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかのビーム調整装置において、
前記ビーム受光時間計測手段は、前記ビーム検出手段のビーム検出信号を所定の閾値と比較して前記ビーム検出信号が該閾値以上の場合に信号を出力するコンパレータと、該コンパレータから出力される信号の立上りから立下りまでのクロック数を計測するカウンターとを備え、該カウンターが計測するクロック数により前記各入光部の受光時間を計測し、該受光時間により副走査方向のビーム位置を算出することを特徴とするビーム調整装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかのビーム調整装置において、
前記複数の入光部同士の主走査方向の間隔を校正する外部校正手段を備えており、
該外部校正手段は、ピンホールと光源とからなる点光源と、該点光源を前記主走査方向に移動させる移動手段と、前記点光源の移動量を検出する位置検出手段とを有し、前記受光センサからの出力値と、前記位置検出手段によって検出された前記点光源の移動量とに基づいて、前記各入力部の間隔を校正することを特徴とするビーム調整装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかのビーム調整装置において、
前記導光素子が光ファイバで構成されると共に、前記入光部の後段に配置され、前記入光部に入った走査ビームを前記受光センサまで導くことを特徴とするビーム調整装置。
【請求項８】
請求項７のビーム調整装置において、
前記導光素子がフォトニック結晶ファイバで構成されていることを特徴とするビーム調整装置。
【請求項９】
光源から出射された走査ビームを走査光学系を介して感光体の感光面上で結像させると共に、前記走査ビームを前記感光体の所定方向に振る主走査と、前記感光体を主走査方向と直交方向に移動させる副走査とを行って、前記感光面上に潜像を形成する画像形成装置において、
前記走査光学系と前記感光体の光路上に配置されて前記走査ビームを所定方向に導光可能な光ガイド部材と、
前記光ガイド部材の導光方向であって前記感光面と等価な位置に配置され、前記走査ビームの主走査方向および副走査方向の結像位置を調整するビーム調整装置とを備え、
該ビーム調整装置は、
前記走査ビームを導入する所定形状の開口を有すると共に前記主走査方向に複数個配置される入光部と、該複数個の入光部に入った光を所定部位に導く導光素子と、該導光素子に導かれた光を検知する受光センサとを備えたビーム検出手段と、
前記走査ビームを主走査方向に走査したときに前記ビーム検出手段が受光光量に従って出力するビーム検出信号の中から一走査期間中に出力された信号を用いて、ある入光部が受光してから次の入光部が受光するまでの走査ビームの通過時間を測定するビーム通過時間計測手段と、各入光部が受光した受光時間を測定するビーム受光時間計測手段との、少なくともいずれか一つの計測手段を有し、
前記ビーム通過時間計測手段によって測定した時間をもとに前記走査光学系の倍率誤差を補正する倍率誤差補正量と、前記ビーム受光時間計測手段によって測定した時間をもとに走査線曲がりを補正する走査線曲がり補正量とのうちの、少なくともいずれか一つを算出する補正データ演算手段と、
該補正データ演算手段からの前記倍率誤差補正量をもとに倍率誤差を補正する倍率誤差補正手段と、前記補正データ演算手段からの前記走査線曲がり補正量をもとに走査線曲がりを補正する走査線曲がり補正手段との少なくともいずれか一つを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
前記走査光学系から前記感光体までの書込光路上に、前記感光体以外の所定方向に前記走査ビームを導くための前記光ガイド部材を出入可能に設け、前記光ガイド部材の前記感光体以外の導光方向であって前記走査光学系が結像する位置と等価な位置に、前記ビーム調整装置の複数の入光部を配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９、請求項１０の何れかの画像形成装置において、
前記ビーム調整手段は、内部に設けた該温度検知手段が検知する温度が所定の温度に達するたびに、前記補正手段によって、前記感光体上における前記走査ビームのビーム書込位置を補正することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レーザープリンタやレーザーファクシミリ等のように、光書込ビームを感光体上に走査して画像を形成する画像形成装置のビーム位置調整装置及びビーム調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置では、走査光学系を用いて光書込ビームを感光体上において走査することにより、画像を形成する。
【０００３】
この光書込ビームを感光体に走査するための走査光学系は、一般にレーザー光源、コリメートレンズ、走査レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなどで構成され、画像形成装置には円筒状の感光体が設けられている。レーザー光源から照射された光書込ビームはコリメートレンズ、走査レンズ、ミラーを経由してポリゴンミラーにガイドされ、ポリゴンミラーの回転により、感光体の主走査方向へ走査され、感光体に点像が露光される。また、副走査方向への走査は、感光体が回転することにより行われ、光書込ビームによって露光された静電潜像が感光体に形成される。
【０００４】
この静電潜像が形成された感光体の表面にトナーを付着させて顕像化させることによりトナー像を形成し、このトナー像を転写紙に転写した後に定着させて、転写紙に画像を形成する。この走査光学系と感光体の組を複数色のトナー分だけ備えているカラー画像形成装置においては、複数の感光体によって一枚の転写紙に像を完成させるので、各色の像の位置を一致させる必要がある。
【０００５】
しかし、上述のようなレーザービームを利用した画像形成装置にあっては、走査光学系で使われているポリゴンミラーの回転精度（ジッター）に起因する等速性誤差によるもの、ポリゴンミラーの長時間の回転に伴う軸受等からの発熱によるもの、ｆθレンズやミラーの形状精度やその取付位置不良によるもの、走査光学系自体の取付誤差によるもの、環境変化（温度、湿度等の変化）による装置フレーム変形によるもの、等々によって、ドット位置ずれや光量変動が生じることがあるので、このままでは高画質で高品質な画像形成を行うことができない。
【０００６】
そこで、カラー画像形成装置における各走査光学系によって形成されるドット位置を合わせるために、ドット位置を測定する技術や、取得した測定値を用いて位置ずれ量を補正するための測定技術が提案されている。
【０００７】
例えば、カラー画像形成装置の色ずれ量を測定する方法として、特許第０３２３１６１０号に開示されたものが知られている。このカラー画像形成装置では、走査光学系によって感光体ドラム上にレーザビームを照射して静電潜像を形成させ、静電潜像が形成された部位に所定色のトナーを供給して静電潜像を現像し、画像形成部で感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写ベルト上に転写してレジマークを生成させ、転写ベルト上の主走査方向に３箇所の位置でこのレジマークとなるトナー像を３台のＣＣＤカメラで撮像し、主走査方向間隔の変化量を各色で求め、その変化量に基づき全体倍率誤差の補正データをリアルタイムに補正する方法が採用されている。
【０００８】
さらに、この発明においては、カラー画像形成装置内に用いる走査光学系を、画像形成装置に組み込む前に、予め各色単独で走査ビームの等速性の測定を行っている。測定は、走査光学系のビーム結像位置に、例えば、主走査方向に５台のＣＣＤカメラを配置して、各ＣＣＤカメラの撮像画面内に１ドット相当のスポット光を発光させた書込みビームを走査させ、等間隔に配置した各ＣＣＤカメラの撮像画面内の基準位置からのずれ量をもとに、４区間におけるビームの間隔より、等速性の補正データを生成している。
【０００９】
また、カラー画像形成装置は、取得した倍率誤差補正データと等速性補正データを重ね合わせる展開処理部を持っており、この展開処理部に従って一走査期間を４区間に分け、レーザーダイオードＬＤを発光させる発光クロックに、短い短ドットと長い長ドットに相当するクロック数を加減して挿入することで、倍率誤差補正と等速性の補正を行っている。
【００１０】
これにより、光学ユニットの画像形成装置本体に取付ける際に生じる取付誤差や環境変化（温度、湿度等の変化）に伴う装置フレーム変形によって生じる倍率誤差の補正を行っている。また、ポリゴンミラーの各面の面精度誤差やｆθレンズの等速性誤差等に起因するレーザビームの照射位置ずれの補正を等速性補正によって行っている。
【特許文献１】特許第０３２３１６１０号「カラー画像形成装置」特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の特許第０３２３１６１０号「カラー画像形成装置」に開示の技術では、次のような不具合がある。（１）上記特許では、画像形成部で感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写ベルト上に転写してレジマークを生成させ、転写ベルト上の主走査方向に３箇所の位置でこのレジマークとなるトナー像を３台のＣＣＤカメラで撮像し、主走査方向間隔の変化量を各色で求め、その変化量に基づき全体倍率誤差の補正データをリアルタイムに補正を行っている。
【００１２】
この主走査方向のドット位置の測定においては、転写ベルト上のトナー像をＣＣＤカメラの撮像して、その重心位置等から算出して求めるが、画像形成装置内に組み込まれているＣＣＤカメラは、高分解能化するのはコスト上問題がある。
【００１３】
また、画像処理上複数のトナーの集まりであるトナー像からドット位置を算出するのは、測定精度をそれほど高めることができないという問題もある。
【００１４】
さらに、２台のＣＣＤカメラにより測定されたドット間隔については、１台でドット位置を測定する精度よりさらに悪くなる。また、２台のＣＣＤカメラの間隔を予め校正しておく必要があるが、実機に搭載してからこの間隔を校正することは難しい等の難点がある。これらの理由から、転写ベルト上の主走査方向に３箇所のレジマークを使った全体倍率誤差の補正データの生成方法は、測定精度やコストの面から問題がある。
【００１５】
また、従来例では、各色単独に走査光学系を、画像形成装置に組み込む前に、走査ビームの等速性の測定を行なっているが、測定には、走査光学系のビーム結像位置に、複数のＣＣＤカメラを主走査方向に配置する必要がある。加えて、スポット光によるドット位置測定は、同期検知精度のばらつきを考慮すると、同一走査期間内に測定を行うことが望ましいが、複数のＣＣＤカメラが撮像した画像データは膨大なデータ量となり、汎用の画像処理ボードでは処理するものがなく、特別なシステムが必要となり、装置は非常に高価なものになってしまうという問題がある。
【００１６】
また、従来例では、等速性の測定区間は４区間であり、一走査期間内における倍率誤差補正を行う上で測定区間が不足しており、カラーの色ずれについて画質を向上できないという問題もある。加えて、前述のように、ＣＣＤカメラは高価なものである上、同一走査期間内にＣＣＤカメラが撮像した画像を処理する画像処理ボードの性能上の制約で、これ以上、区間を多く区切って、倍率誤差補正データを生成することも困難であるという問題がある。
【００１７】
更に、従来例では、レーザーダイオードＬＤの発光クロックを調整するために、補正データとして倍率誤差補正と等速性補正を合わせて生成しており、非常に複雑な処理を行う必要があるという問題もある。
【００１８】
また、従来例では、画像形成装置内の温度上昇に伴うビーム結像位置ずれがあった場合、装置フレーム変形に伴う倍率誤差の変化だけでなく、走査光学系内の走査レンズ等の熱膨張によってビーム等速性も変化するため、画像形成装置外で測定した等速性補正データは、実使用状態と必ずしも一致せず、補正データを使用することで、かえって補正誤差を大きくさせてしまう可能性もあるという不具合もある。
【００１９】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、本願の目的は、走査ビームの書込み位置を検出するビーム検出手段の構成を省スペース化すること、完成品の画像形成装置内においてリアルタイムでビーム調整を実施し、しかも、主走査方向および副走査方向の書込みドット位置ずれを調整可能なビーム調整装置および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】
【００２０】
上記課題を解決するために、本願の請求項１のビーム調整装置は、光源から出射された走査ビームを走査光学系を介して感光体上で結像させると共に、前記走査ビームを前記感光体の所定方向に振る主走査と、前記感光体を主走査方向と直交方向に移動させる副走査とを行って、前記感光体の感光面上に潜像を形成する画像形成装置に用いられるビーム調整装置であって、前記感光体における前記走査ビームの前記主走査方向および副走査方向における結像位置を調整するために、前記画像形成装置における前記走査ビームの結像位置に等価な位置に装着可能とされ、前記走査ビームを導入する所定形状の開口を有すると共に前記主走査方向に複数個配置される入光部と、該複数個の入光部に入った光を所定部位に導く導光素子と、該導光素子に導かれた光を検知する受光センサとを備えたビーム検出手段と、前記走査ビームを主走査方向に走査したときに、前記ビーム検出手段が前記受光センサの受光光量に従って出力するビーム検出信号の中から、一走査期間中に出力された信号を用いて、ある入光部が受光してから次の入光部が受光するまでの前記走査ビームの通過時間を測定するビーム通過時間計測手段と、各入光部が受光した受光時間を測定するビーム受光時間計測手段との少なくともいずれか一つを有し、前記通過時間をもとに前記走査光学系の倍率誤差を補正する倍率誤差補正量と、前記受光時間をもとに走査線曲がりを補正する走査線曲がり補正量とのうちの、少なくともいずれか一つを演算する補正データ演算手段を備えていることを特徴とする。
【００２１】
本願の請求項２のビーム調整装置は、請求項１のビーム調整装置において、前記入光部は主走査方向において所定幅を有すると共に前記主走査方向に直角方向に延びるスリット形状を有することを特徴とする。
【００２２】
本願の請求項３のビーム調整装置は、請求項１のビーム調整装置において、前記入光部の開口形状は、副走査方向に延びる第１辺と、主走査方向と角度を有する第２辺を有することを特徴とする。
【００２３】
本願の請求項４のビーム調整装置は、請求項１乃至請求項３の何れかのビーム調整装置において、前記ビーム通過時間計測手段は、前記ビーム検出手段からのビーム検出信号を時間微分する微分器と、該微分器が微分した信号を所定の閾値と比較して該閾値以上の場合に信号を出力するコンパレータと、該コンパレータから出力される出力信号の立上りから次に出力される出力信号の立上りまでのクロック数を計測するカウンターとを備え、該カウンターが計測するクロック数により前記各入光部間の間隔を算出することを特徴とする。
【００２４】
本願の請求項５のビーム調整装置は、請求項１乃至請求項４の何れかのビーム調整装置において、前記ビーム受光時間計測手段は、前記ビーム検出手段のビーム検出信号を所定の閾値と比較して前記ビーム検出信号が該閾値以上の場合に信号を出力するコンパレータと、該コンパレータから出力される信号の立上りから立下りまでのクロック数を計測するカウンターとを備え、該カウンターが計測するクロック数により前記各入光部の受光時間を計測し、該受光時間により副走査方向のビーム位置を算出することを特徴とする。
【００２５】
本願の請求項６のビーム調整装置は、請求項１乃至請求項５の何れかのビーム調整装置において、前記複数の入光部同士の主走査方向の間隔を校正する外部校正手段を備えており、該外部校正手段は、ピンホールと光源とからなる点光源と、該点光源を前記主走査方向に移動させる移動手段と、前記点光源の移動量を検出する位置検出手段とを有し、前記受光センサからの出力値と、前記位置検出手段によって検出された前記点光源の移動量とに基づいて、前記各入力部の間隔を校正することを特徴とする。
【００２６】
本願の請求項７のビーム調整装置は、請求項１乃至請求項６の何れかのビーム調整装置において、前記導光素子が光ファイバで構成されると共に、前記入光部の後段に配置され、前記入光部に入った走査ビームを前記受光センサまで導くことを特徴とする。
【００２７】
本願の請求項８のビーム調整装置は、請求項７のビーム調整装置において、前記導光素子がフォトニック結晶ファイバで構成されてていることを特徴とする。
【００２８】
本願の請求項９の画像形成装置は、光源から出射された走査ビームを走査光学系を介して感光体の感光面上で結像させると共に、前記走査ビームを前記感光体の所定方向に振る主走査と、前記感光体を主走査方向と直交方向に移動させる副走査とを行って、前記感光面上に潜像を形成する画像形成装置において、前記走査光学系と前記感光体の光路上に配置されて前記走査ビームを所定方向に導光可能な光ガイド部材と、前記光ガイド部材の導光方向であって前記感光面と等価な位置に配置され、前記走査ビームの主走査方向および副走査方向の結像位置を調整するビーム調整装置とを備え、該ビーム調整装置は、前記走査ビームを導入する所定形状の開口を有すると共に前記主走査方向に複数個配置される入光部と、該複数個の入光部に入った光を所定部位に導く導光素子と、該導光素子に導かれた光を検知する受光センサとを備えたビーム検出手段と、前記走査ビームを主走査方向に走査したときに前記ビーム検出手段が受光光量に従って出力するビーム検出信号の中から一走査期間中に出力された信号を用いて、ある入光部が受光してから次の入光部が受光するまでの走査ビームの通過時間を測定するビーム通過時間計測手段と、各入光部が受光した受光時間を測定するビーム受光時間計測手段との、少なくともいずれか一つの計測手段を有し、前記ビーム通過時間計測手段によって測定した時間をもとに前記走査光学系の倍率誤差を補正する倍率誤差補正量と、前記ビーム受光時間計測手段によって測定した時間をもとに走査線曲がりを補正する走査線曲がり補正量とのうちの、少なくともいずれか一つを算出する補正データ演算手段と、該補正データ演算手段からの前記倍率誤差補正量をもとに倍率誤差を補正する倍率誤差補正手段と、前記補正データ演算手段からの前記走査線曲がり補正量をもとに走査線曲がりを補正する走査線曲がり補正手段との少なくともいずれか一つを備えていることを特徴とする。
【００２９】
本願の請求項１０の画像形成装置は、請求項９の画像形成装置において、前記走査光学系から前記感光体までの書込光路上に、前記感光体以外の所定方向に前記走査ビームを導くための前記光ガイド部材を出入可能に設け、前記光ガイド部材の前記感光体以外の導光方向であって前記走査光学系が結像する位置と等価な位置に、前記ビーム調整装置の複数の入光部を配置したことを特徴とする。
【００３０】
本願の請求項１１の画像形成装置は、請求項９、請求項１０の何れかの画像形成装置において、前記ビーム調整手段は、内部に設けた該温度検知手段が検知する温度が所定の温度に達するたびに、前記補正手段によって、前記感光体上における前記走査ビームのビーム書込位置を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本願の請求項１のビーム調整装置によれば、走査ビームの書込み位置を検出するビーム検出手段を、主走査方向に複数配置した所定形状の開口を有する入光部と導光素子と受光センサで構成している。この受光センサは単一（１個）のものが好ましいが、複数個のものであっても良い。このため、ＣＣＤカメラのような全体サイズが大きい検出手段を必要とせず、検出信号も一つのフォトダイオードからの出力信号のみ検出すれば良い。また、フォトダイオードは固定配置すれば良く、配線も非常にシンプルにすますことができる。更に、受光センサへの書込みビームの導光は、光ファイバ等の光導光手段を用いることで、走査ビーム光量は光の伝達速度で受光センサに導光され、受光センサから出力された検出信号をもとに、走査ビームの走査時間や受光時間を測定することができる。
【００３２】
走査ビームの倍率誤差を測定するとき、従来は、二つのフォトダイオードを使って、それぞれの検出時間の差から走査速度を求め、距離換算して求める方法が知られているが、この従来法は、二つのフォトダイオードの検出信号を使うため、二つの検出信号を伝えるケーブルに混入するノイズやケーブル抵抗の違いで生じる信号伝達の差異が測定誤差として生じてしまい、これらを考慮した測定を行う必要があった。
【００３３】
本発明の倍率誤差の測定方法において受光センサを単一のものとすると、検出信号は一つなので、ケーブルに混入するノイズやケーブルの抵抗差などを考慮する必要がなく、高精度に測定を行うことができる。また、光導光手段として、可撓性のものもあり、各入光部後段に設けた光導光手段も省スペースに配線することができる。これらの構成により、装置の大きさは非常にコンパクト化することができる。
【００３４】
また、コスト的にも所定形状の複数の入光部材もエッチング技術を使って一括して行え、板金による製作が可能であり、低コストで製作できる。また、導光素子も同一のものを大量に生産することで、コストダウンできる。また、光検出素子はフォトダイオード一つなので、低コストである。また、検出信号の信号処理部も簡便な回路構成で行え、低コストである。以上のように、ビーム検出部を低コストで製作することができる。
【００３５】
さらに、本発明の構成によって、完成品の画像形成装置内にビーム調整装置を組み込むことができ、主走査方向の書込みドット位置ずれと、副走査方向の書込みドット位置ずれの、少なくともいずれか一つの調整を行え、また、リアルタイムでの調整が可能なため、画像形成装置の経時的な変化にも対応することができる。
【００３６】
更に、請求項１の発明は、主走査方向に複数配置した所定形状の開口を有する入光部と導光素子と単一若しくは複数の受光センサで構成している。被走査面上に走査する区間をいくつかに分割し、それぞれの区間ごとに複数の入光部を設けるようにしていることによって、走査ビームの一走査期間中に出力された信号を使って、ある入光部を通して受光してから次の入光部に受光するまでの通過時間を測定して、予め計測しておいた各入光部間の距離より、走査ビームの区間ごとの速度を求め、距離換算した量を倍率誤差補正量とする。
【００３７】
次に、同期検知誤差による書込み開始位置のずれについては、画像形成装置内で、転写ベルト上にレジマークを転写して生成させ、転写ベルト上で書き出し位置に相当する主走査方向位置でこのレジマークとなるトナー像をＣＣＤカメラで撮像したデータを用い、補正を行う。ここで測定された位相ずれ量は、前述の走査ビームの第一区間において倍率誤差補正量の一部として補正する。
【００３８】
また、副走査方向の走査位置も同一の構成で測定できる。この場合、各入光部における受光時間を測定して、予め測定しておいた受光時間と副走査方向の位置変換テーブルを用いて、副走査方向の位置を換算できる。入光部の形状を例えば台形や三角形等のように主走査方向に対して、所定の角度の斜辺を有する形状とすれば、副走査方向の受光時間の長さと副走査方向の位置との関係を一次関数として、位置変換テーブルにして表すことが出来る、このとき、副走査方向の理想的な走査位置からのずれ量が走査線曲がり補正量となる。
【００３９】
ビーム調整装置は、算出された倍率誤差補正量、および、走査線曲がり量を画像形成装置の倍率誤差補正手段および走査線曲がり補正手段にデータを転送することで、画像形成装置の倍率誤差、および、走査線曲がりを調整することができる。
【００４０】
本発明の請求項２のビーム調整装置は、主走査方向に複数配置された入光部の開口形状が所定幅のスリット形状とされ、そのスリットの長手方向は走査方向に直角（副走査方向）とされている。これにより、走査ビームのビーム像を正確に取得でき、入光部を走査した時間を確実に測定できる。また、走査ビームが入光部を通して受光されてから次の入光部において受光されるまでの通過時間を精度良く測定できる。
【００４１】
本願の請求項３のビーム調整装置は、主走査方向に複数配置した前記入光部の開口形状が三角形或いは台形等の多角形で、一辺が走査方向に直角な辺を持ち、もう一辺が走査方向と角度を有する辺を持つ形状としている。これにより、走査ビームが各入光部に受光している時間を測定することで、予め測定しておいた受光時間と副走査方向の位置変換テーブルを用い、副走査方向の位置を換算できる。
【００４２】
本発明の請求項４記載のビーム調整装置によれば、受光センサにて走査ビームの入光部を通して受光した光量をもとに出力される検出信号に対して、時間微分する微分器と、微分した信号を所定の閾値と比較しその閾値以上の場合に信号出力するコンパレータと、コンパレータから出力される信号の立上りから次の出力される信号の立上りまでの時間間隔を計測するカウンターとから構成されるビーム通過時間計測手段によって、走査ビームが入光部を通して受光してから次の入光部に受光するまでの通過時間を正確に計測することができる。
【００４３】
本発明の請求項５記載のビーム調整装置によれば、受光センサが受光した光量をもとに微分器が出力する検出信号を、コンパレータで所定の閾値と比較し、その閾値以上の場合にコンパレータが信号出力する。コンパレータでは微分信号が閾値より高い領域における立上りから立下りまでの時間間隔をカウンターで計測するので、各入力部を通して受光センサが走査ビームを受光した時間を正確に計測できる。
【００４４】
本願の請求項６のビーム調整装置は、ビーム測定手段が、主走査方向に複数個配置した入光部の主走査方向の間隔を校正する外部校正手段を備え、外部校正手段が移動手段によって移動可能であり、受光センサの検出信号が所定の光量閾値をこえたときのステージ位置を位置検出手段により検出するので、入光部の間隔を校正することができる。
【００４５】
本願の請求項７のビーム調整装置は、受光センサに光を導く導光素子が、入光部の後段に配置され、入光部を通った光を受光センサまで導光している。光ファイバ束の光ファイバの配列方向が感光体の略法線方向に配置することで、各入光部を通過したビームを確実に取得でき、光速で受光センサに導光できる。
【００４６】
本願の請求項８のビーム調整装置は、導光素子はフォトニック結晶ファイバにより構成されており、フォトニック結晶ファイバの導光する配列方向を感光体の略法線方向に配置することで、各入光部を通過したビームを確実に取得でき、光の伝達速度で受光センサであるフォトダイオードまで導光することができる。また、フォトニック結晶ファイバは屈曲性に富むため、自在に配置することができ、省スペース配線を行うことができる。
【００４７】
本願の請求項９の画像形成装置は、走査結像素子と感光体との間に光ガイド部材を退避可能に設け、走査光学系から感光体に照射される走査ビームを、感光体と等価の位置にあるビーム調整装置に受光させることができ、受光センサで受光したビームの測定結果に基づいて、走査ビームの倍率誤差補正量を算出し、画像形成装置の備える倍率誤差補正手段を用い、走査線曲がり補正量を算出し、画像形成装置の備える走査線曲がり補正手段を用いて、それぞれ走査光学系のビームの書込み位置の調整を行なうことができる。
【００４８】
本願の請求項１０の画像形成装置では、例えば４色からなるタンデム構成の画像形成装置において、各色にビーム調整装置を備え、ビーム調整装置は複数の入光部を一体的にした一体入光部材を備えている。この一体入光部材は、画像形成装置の所定位置に取り付け可能とされるので、一体入光部材の各入光部の位置を精度良く出しておくことで、４色の画像形成装置であっても、各入光部の位置を平行かつ位置ずれ無くそろえることができ、光ガイド部材と一体入光部材も平行かつ位置ずれ無く装着できるので、ビーム調整手段が測定する倍率誤差補正量、および、走査線曲がり補正量を、取付け誤差に伴う算出誤差を生じない。
【００４９】
本願の請求項１１の画像形成装置は、画像形成装置の内部に温度検知手段を設けている。温度検知手段が検知した温度が、予め設定された温度に達するごとに、走査光学系を通る走査ビームを前記光ガイド部材でビーム調整装置の結像位置に照射してビーム検出信号を測定し、補正量等の演算処理によってビーム書込み位置の調整を行うようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明を実施するための最良の形態に係る画像形成装置用ビーム調整装置を図面に基づいて説明する。この画像形成装置は、実施の形態としてカラーレーザープリンターに適用した例を示すが、光書込ビームを感光体上に走査して画像を形成するカラーコピーやレーザーファクシミリ等に適用することも出来るものである。
【００５１】
図１は第1の実施の形態にかかるビーム調整装置の概略構成を示したものである。図１において、符号１０はビーム調整装置、１１は走査光学ユニット、１２は走査ビームを照射する発光素子であるレーザダイオード、１３は走査開始を検出する受光素子であるフォトダイオード、１４は感光体の軸方向に振るためのポリゴンミラー、１５はｆθレンズである。また、２０は検出ヘッド、２１は受光センサ、２２は入光部材、２３は導光部材である。検出ヘッド２０は、入光部材２２と受光センサ２１及び導光部材２３を支持するベース板２０Ａを備えており、ベース板２０Ａによって、走査ビームの受光時に入光部２２Ａが所定位置から移動したり、位置ずれしないように位置を固定できるようになっている。ベース板２０Ａは入光部材２２を左右方向に位置調整可能に支持している。ベース板２０Ａの左右両端部に位置決め用の取付基準穴３３が開口されている。
【００５２】
走査光学ユニット１１は画像形成装置であるカラーレーザープリンターに装着される。カラーレーザープリンターは、４色のカラー印字が可能とされるものであり、各色毎に印字が出来るように、４組の走査光学ユニット１１と、図示しない感光体ユニットと、感光体にカラートナーを供給するインクユニットと、定着ユニットをそれぞれ有しており、タンデム構成とされている。
【００５３】
ビーム調整装置１０は、カラーレーザープリンターの感光体ユニットの近傍に装着可能とされている。図１に示すように、ビーム調整装置１０のビーム検出手段である検出ヘッド２０は、金属板からなる入光部材２２を有しており、入光部材２２には所定形状の開口からなる入光部２２Ａが走査ビームの主走査方向に所定の間隔で複数配置している。この実施の形態では、入光部２２Ａの設置間隔は２５ｍｍとして、入光部材２２には合計１５箇所設けられている。入光部材２２の入光部２２Ａは走査ビームのビーム結像位置に配置されている。入光部材２２は金属板をエッチングして開口からなる入光部２２を所定間隔で所定個数形成したものである。また、それぞれの入光部２２Ａの後段には、走査ビームの走査により入光部２２Ａを通過した光を受光センサ２１まで導光する導光部材２３が配置されている。
【００５４】
導光部材２３は光ファイバ束で構成されており、各導光部材２３の入射側端面は、ビーム結像位置に配置した入光部２２Ａの直後に配置されている。また、出射側端面は、単一の（一個の）受光センサ２１が受光できる位置に、束ねられている。この導光部材２３は、高速かつ光伝達効率の良いものから構成されている。本実施例では、導光部材２３として、光ファイバケーブルを用いている。光ファイバの屈曲できる曲率半径の制約に従い、光ファイバケーブルの方向を曲げ、中央の受光センサ２１までつなげている。また、検出ヘッド２０は、入光部材２２、受光センサ２１、導光部材２３及びこれらを設置するベース板２０Ａから構成されており、いずれも固定配置されているので、導光部材２３や受光センサ２１からの入出力信号用ケーブルは移動を伴わないため信頼性が高い。
【００５５】
受光センサ２１には、図９（ａ）正面図及び図９（ｂ）側面図に示すような幅広の受光面積を持つフォトダイオードで構成されており、受光した光量に従い比例的に電流出力され、感度直線性が良く、低暗電流のものとする。本実施例では、フォトダイオードの検出幅は３０ｍｍで、検出高さは１．２ｍｍである。これにより、図１のように、各入光部材２２を横切った走査ビームは、全て同一のフォトダイオードで受光することができる。
【００５６】
次に、図２を参照して、走査光学ユニット１１を測定するビーム調整装置１０のシステム構成について説明する。図２に示すように、走査光学ユニット１１は、レーザ光源であるレーザダイオード（以下、ＬＤという。）１２と、走査ビームの走査開始位置を検出する同期検知ＰＤ１３と、ポリゴンミラー１４と、ｆθレンズ１５とから構成されている。これにより、調整制御部４０からの指示でＬＤ発光制御部１７からＬＤ１２を駆動し、走査ビームをコリメータレンズ等のレンズ（図示せず）を通し、ポリゴンミラー１４によって反射させ、ｆθレンズ１５などの構成により、感光体面Ｒ上に焦点を結んで直線上に走査させる。
【００５７】
調整制御部４０はマイクロプロセッサ及び制御プログラム並びに周辺回路からなるものである。調整制御部４０のビーム通過時間計測部４１（ビーム通過時間計測手段）、ビーム受光時間計測部４２（ビーム受光時間計測手段）は、図７、図８に示す回路により構成されている。調整制御部４０にはビーム通過時間計測部４１、ビーム受光時間計測部４２と通信して補正量を演算する補正データ演算部４３がプログラムとして組み込まれている。補正データ記憶部４６はマイクロプロセッサに接続されたメモリ、補正データ転送部４７は調整制御部４０と画像形成装置６０のマイクロプロセッサを接続する伝送路である。補正データ演算部４３はレジマーク検出手段４８（ＣＣＤカメラ）と接続可能とされ、ビーム通過時間計測部４１とビーム受光時間計測部４２はビーム調整装置１０の受光センサ２１と接続可能とされている。ＬＤ発光制御部１７、入射光遮蔽手段１８、倍率誤差補正部４４は、画像形成装置６０のマイクロプロセッサにプログラムとして組み込まれている。
【００５８】
レーザダイオードＬＤ１２を制御するＬＤ発光制御部１７は、ＬＤ１２を発光タイミング信号を送信してＬＤ１２を発光させる。ＬＤ発光制御部１７が走査ビームを発光させるタイミング制御において、ＬＤ発光制御部１７は、調整の最初に走査光学ユニット１１の同期検知ＰＤ（フォトダイオード）１３の検出信号である同期信号１６を使って、ＬＤ１２の発光パルスの位相を同期させた後に、ＬＤ１２からパルス状の光書込みビームを連続的に発光させる。
【００５９】
ビーム調整装置１０は、取り込んだ同期信号１６を入射光遮蔽手段１８の検出トリガとして用いる。入射光遮蔽手段１８は、受光センサ２１の受光のＯＮ／ＯＦＦを制御する。入射光遮蔽手段１８は調整制御部４０によってコントロールされる。これにより、走査ビームが感光体面Ｒ上を一回走査する期間において、受光部２２Ａに入った光が受光センサ２１に受光される。
【００６０】
受光センサ２１が検出したビーム検出信号は、ビーム通過時間計測部４１またはビーム受光時間計測部４２に送信されて、ビーム通過時間計測部４１またはビーム受光時間計測部４２で信号処理される。
【００６１】
ビーム通過時間計測部４１では、走査ビームが入光部２２Ａに受光してから次の入光部２２Ａに受光するまでの走査ビームの通過時間を測定する。入光部材２２においては、所定間隔で複数配置された入光部２２Ａており、隣り合う入光部２２Ａの間の区間に分け、それぞれを通過するために要した時間をクロックのカウント数により計測する。図１０に示す後述する校正手段２７を用いて、入光部２２Ａの間隔は予め測定されており、カウント数の基準が求められている。従って、補正データ演算部４３は、入光部２２Ａ間の区間ごとに測定したカウント数に基づいて、ドットの位置を補正するための倍率誤差補正量を区間毎に算出できる。
【００６２】
また、ビーム受光時間計測部４２では、各入光部２２Ａを通る走査ビームの受光時間をクロックのカウント数として計測する。図１０の校正手段２７を用いて、入光部２２Ａの副走査方向の入光位置に応じた受光時間を測定・記憶しておくと、補正データ演算部４３は、受光時間のカウント数に基づいて、走査ビームの副走査方向の走査位置を補正するための走査線曲がり補正量を、区間ごとに算出できる。補正データ演算部４３は、算出された倍率誤差補正量と走査線曲がり補正量の各補正データを、補正データ記憶部４６に記憶すると共に、処理に応じて補正データ転送部４７を介して画像形成装置６０に転送する。
【００６３】
画像形成装置６０は、ビーム調整装置１０から転送された倍率誤差補正データを倍率誤差補正部４４に転送し、この補正データをＬＤ発光制御部１７からパルス幅変調部７１に出力する発光制御信号に反映させることで、画像形成装置６０の主走査方向の倍率誤差を調整することができる。同じく、ビーム調整装置１０から転送された走査線曲がり補正データを走査線曲がり補正部４５に転送し、反映させることで、画像形成装置６０の副走査方向のビーム位置を調整することができる。
【００６４】
次に、主走査方向の倍率誤差測定の具体例について説明する。
【００６５】
図３は本発明の第1実施例の検出ヘッド２０を構成する入光部材２２の入光部２２Ａの開口形状を示したものである。この例では、図３（ａ）に示すように、入光部２２Ａの開口形状はスリット形状であり、スリットの方向は走査方向に直角な方向を向いている。ＬＤ１２からの光ビームが入光部２２Ａを主走査方向（図中の矢印方向）に通過して横切ることによって、入光部２２Ａに入った光が導光部材２３に導光され、受光センサ２１（フォトダイオード）で検出される。受光センサ２１から出力されるビーム検出信号は、検出した光量に従って、図３（ｂ）のように出力される。また、この複数の入光部材２２の入光部２２Ａの部分は、薄板をエッチング加工してくりぬく様にして製作することができる。この薄板に補強板を裏うちすることで、剛性不足を解消できる。エッチング加工によるため入光部２２Ａの幅及び隣り合う入光部２２Ａ同士の間隔は精度良く加工できる。
【００６６】
図４は本発明の第２実施例の入光部材２２の入光部２２Ｂの開口形状を示したものである。この例では、図４（ａ）に示すように、入光部材２２の入光部２２Ｂの開口形状は、一辺が走査方向に直角な辺Ｖを持ち、もう一辺Ｓが走査方向と角度を有する。入光部２２Ｂは台形状の形状を有する。ＬＤ１２からの光ビームが入光部２２Ｂを主走査方向（図中の矢印方向）に通過して各入光部２２Ｂを横切ることによって、入光部２２Ｂを通過した光は、導光部材２３に導光されて受光センサ２１に検出される。受光センサ２１が出力するビーム検出信号は、検出した光量に従って、図４（ｂ）のような波形を生じる。また、この複数の入光部２２Ｂは、薄板をエッチング加工してくりぬく様にして製作することができる。この薄板に補強板を裏うちすることで、剛性不足を解消できる。エッチング加工をするため、入光部２２Ｂの幅及び隣り合う入光部２２Ｂ同士のそれぞれの間隔は精度良く加工できる。
【００６７】
図５は本発明の第1および第２実施例の検出ヘッド２０のビーム通過時間計測部の信号を示したものである。（ａ）は検出ヘッド２０から出力されるビーム検出信号であり、（ｂ）はビーム検出信号（ａ）を時間微分した微分波形を示す。（ｃ）は微分信号（ｂ）を所定の閾値と比較してその閾値以上の場合に信号出力するコンパレータ９３（図７参照）からの出力信号を示しており、（ｄ）は、カウンタに入力されるクロック信号を示したものである。図５に示すように、クロック信号は、所定の周波数（本実施例では５００ＭＨｚ）を持つ基準クロック信号である。コンパレータ９３から出力される信号の立上りから、次の出力される信号の立上りまでの間、カウンター９４は前述の入力された基準クロック信号を計数する。これによって、走査ビームが入光部２２Ａを通過してから、次の入光部２２Ａを通過するまでに要する時間Ｔ１が計測される。
【００６８】
図６は本発明の第２実施例の検出ヘッドのビーム受光時間計測部の信号を示したものである。図６（ａ）は検出ヘッド２０から出力されるビーム検出信号であり、図６（ｂ）はビーム検出信号（ａ）を所定の閾値と比較しその閾値以上の場合に信号出力するコンパレータからの出力信号を示しており、図６（ｃ）は、カウンタ９４（図７参照）に入力されるクロック信号を示したものである。カウンタ９４に入力されるクロック信号は、図６に示すように、所定の周波数（本実施例では５００ＭＨｚ）を持つ基準クロック信号である。コンパレータ９３から出力される信号の立上りからの立下がりまでのあいだ、カウンタ９４は前述の基準クロック信号を計数する。これによって、走査ビームが各入光部２２Ｂに受光している受光時間Ｔ２を計測する。図のＴ２は、光ビームが入光部材２２の主走査方向に垂直な辺Ｖを通過してから、同じ入光部２２Ｂの主走査方向と所定の角度を有する辺Ｓを通過するまでに受光した時間である。このとき、Ｔ２の計測値は走査ビームの副走査方向の通過位置によって異なる。予め、走査ビームを通過させて、入光部２２Ｂを介して受光する時間を求めておけば、受光時間と副走査方向の走査位置の関係は、一次式で表されるので、受光時間の計測により、走査ビームの副走査方向の走査位置を求めることができる。
【００６９】
図７は本発明の第1実施例及び第２実施例のビーム通過時間計測部におけるビーム検出信号からビーム通過時間を取得するための回路構成を示した一例である。ここで、ビーム通過時間計測部４１には、受光センサ２１からビーム検出信号が入力される。このビーム検出信号は増幅器９１に入力されて増幅され、増幅された信号出力は微分器９２に入力され、微分器９２において時間微分した信号を得る。次に、微分器９２からの出力信号はコンパレータ９３に入力される。微分器９２からの出力信号はコンパレータ９３において所定の閾値とを比較され、コンパレータ９３は微分器９２の信号が閾値以上の間に出力信号を出力する。コンパレータ９３の出力信号はカウンタ９４に入力される。また、同時に、カウンタ９４には、所定の周波数（本実施例では５００ＭＨｚ）を持つ基準クロック信号が入力される。
【００７０】
カウンタ９４は、コンパレータ９３の出力信号の立ち上がりから基準クロック信号の計数を開始し、次のコンパレータ９３の出力信号の立ち上がりまでの時間Ｔ１における基準クロック信号の計数結果を出力する。隣り合う入光部２２Ａ同士間の基準クロックの計数は、コンパレータ９３の立ち上がりから、次のコンパレータ９３の立ち上がりまでの間に計数した基準クロック数の差分を取ることで計算できる。その後も計数は続けたまま、コンパレータ９３からの出力信号の立ち上がりごとに累積された計数結果を出力する。
【００７１】
コンパレータ９３の出力信号の立ち上がりから、次のコンパレータ９３の出力信号の立ち上がりまでの時間とは、ある入光部２２Ａにおいて走査ビームの受光が開始された時から、次の入光部２２Ａが受光を始めるまでの走査時間Ｔ１となる。この時間は、入光部２２Ａと次の入光部２２Ａの区間ごとに計算される。
【００７２】
図８は本発明の第２実施例のビーム受光時間計測部４１におけるビーム受光時間を取得するための回路構成を示した一例である。ここで、ビーム受光時間計測部４１は受光センサ２１からのビーム検出信号を増幅器９１に入力して、ビーム検出信号を増幅する。次に、この出力信号をコンパレータ９７に入力し、出力信号と所定の閾値とを比較して、閾値以上の場合に信号を出力する。このコンパレータ９７の出力信号はカウンタ９８に入力される。また、同時に、カウンタ９８には、所定の周波数（本実施例では５００ＭＨｚ）を持つ基準クロック信号が入力される。カウンタ９８は、コンパレータ９７からの出力信号の立ち上がりをもとに、基準クロック信号の計数を開始し、次のコンパレータ９７からの出力信号の立ち下がりで基準クロック信号の計数結果を出力した後、計数結果をリセットする。
【００７３】
次に、コンパレータ９７からの出力信号の立ち上がりをもとに、再び、基準クロック信号の計数を開始し、次のコンパレータ９７からの出力信号の立ち下がりで計数結果を調整制御部４０に出力するとともに計数結果をリセットし、これを繰り返し続ける。コンパレータ９７から出力される信号の立上りから立下りまでの時間は、一つ入光部材２２に走査ビームが受光を始めた時から、受光を終了するまでの受光時間Ｔ２となる。この時間は、入光部２２Ｂごとに計算され、その計測結果は調整制御部４０に記憶される。
【００７４】
図１０は本発明の実施の形態にかかる校正方法について説明した図である。ビーム調整装置１０の検出ヘッド２０には、主走査方向に複数の入光部２２Ａ、２２Ｂを持つ一体入光部材２２と、走査した光量を導光する導光部材２３と、導光された光を受光する単一の受光センサ２１が配置されており、走査ビームの各入光部２２Ａ、２２Ｂを横切る時間を計測することで、倍率誤差補正を行っている。
【００７５】
そのため、各入光部２２Ａ同士間或いは各入光部２２Ａ同士間の間隔を正確に把握しておく必要がある。しかし、各入光部２２Ａ同士の間隔、入光部２２Ｂ同士の間隔は、入光部材２２をエッチング加工して抜取る方法で製作されるので、１〜２μｍの寸法精度で加工することができる。
【００７６】
さらに、サブミクロンの精度で倍率誤差補正を行わせたい時には次に説明するような入光部２２Ａの寸法精度の校正を行えば良い。また、一体入光部材２２を普通のダイとポンチを用いた板金の抜き加工のような加工コストの安い工法を用い場合では、寸法精度は１０μｍ程度しか出せないが、このような場合であっても、次に説明する入光部２２Ａの寸法精度の校正を行えば良い。
【００７７】
ビーム調整装置４０の校正を行う場合、図１０のように、ビーム調整装置１０を外部校正装置３５の図示しない支持枠上に固定配置する。外部校正装置３５の点光源ユニット３０は、ピンホール２５と光源２６から形成されており、本実施の形態に用いられるピンホール２５の直径は、およそ５０μｍである。また、校正時には、点光源ユニット３０を移動ステージ２７上に載せて、入光部材２２の長手方向（主走査方向）に移動させながら、同一の点光源２６を発光させ、ピンホール２５を通過したビームを入光部２２Ａに照射する。ピンホール２５からの光は、ビーム調整装置１０の異なる入光部２２を介して、ビーム調整装置１０の受光センサ２１に受光される。
【００７８】
受光センサ２１からの出力値と点光源ユニット３０の移動量をもとに、各入力部２２Ａ同士間の間隔を測定できる。具体的には、受光センサ２１の出力値が所定閾値より大きくなる位置を求め、その中央値を一つの入光部の位置とする。この作業を全ての入光部２２Ａに対して行い、全ての入光部２２Ａの位置から間隔を求めることができる。このとき、点光源ユニット３０を移動ステージ２７で駆動させて所定ピッチの移動を行わせる。移動ステージ２７の移動量は、位置検出ヘッド２８と位置検出スケール２９によって、正確に位置決めされるようになっている。
【００７９】
それぞれの入光部２２Ａの間隔を正確に予め計測して校正しておくことは、走査ビームの通過時間の計測から倍率誤差補正量を算出するので、補正を正確にするために必要である。本実施の形態では、各入光部２２Ａ同士の間隔は２５ｍｍであるので、移動ステージ２７の所定送り量は、２５ｍｍ間隔で粗い位置決めを行ったあと、５μｍ程度送り量で微動位置決め動作を行わせ、所定の閾値以上の検出信号出力値が得られる位置を求める。点光源ユニット３０を搭載した移動ステージ２７の絶対位置決めの正確さは、本実施例において、位置検出スケール２９の測定分解能が０．１μｍであるので、移動ステージ２７の送り精度は、およそ、３σで０．３μｍ程度である。よって、この外部校正装置３５を用いることにより、入光部２２Ａの間隔を誤差１μｍ程度で校正することができる。
【００８０】
次に、図１１は本発明のビーム検出手段の検出ヘッド２０に設けた導光素子２３について説明した図である。図１１（ａ）は本発明の第１実施例で検出ヘッド２０の導光素子を光ファイバで構成した場合を示した図である。図１１（ｂ）は本発明の第３実施例で検出ヘッド２０の導光素子２３をフォトニック結晶ファイバで構成した場合を示した図である。
【００８１】
図のように、通常の光ファイバの場合、全反射によりコアに光が導波される。また、フォトニック結晶ファイバの場合、クラッドは、石英ガラス中に光の波長と同程度の周期で規則的に配列したエアホールから構成され、石英と空気からなるエアホールが存在するクラッド部分は、コアよりも実効的に屈折率が低いため、光ファイバと同様に全反射によりコアに光が導波される。フォトニック結晶ファイバは、コア部に当たる部分以外に空気孔を結晶のように整然と並べることで、同一の材質でありながら、中心部と周辺部の屈折率を変えることできる。光ファイバの場合は、中心部にゲルマニウムやリンなどの化合物を添加した石英ガラスを用いることで屈折率を高めている。フォトニック結晶ファイバの場合は、物質を添加するのではなく空気孔を空けることで、平均屈折率をコア部分より下げることができるので、高い屈折率比で曲げに強いコア部とクラッド部の屈折率の差を大きくでき、曲げ損失が少ない。このため、光ファイバに比べ、さらに、伝達損失が格段に少ない上、曲げに強く、引き回すことができるという利点がある。
【００８２】
次に、図１２は、本発明の第４実施例であるビーム調整装置を用いる一般的なカラー画像形成装置を示す図である。
【００８３】
図１２に示すように、一般的なカラー用の画像形成装置６０は、Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）の各色毎に感光体ユニット７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｙ，７２Ｋが着脱自在に設けられている。ビーム調整装置１０は、ビーム測定位置が感光体面Ｒ上、もしくは、結像位置として等価な位置で測定されるように画像形成装置６０内に構成される。また、各色毎に感光体ユニットがあるので、それぞれの位置に配置する。本実施例においては、走査結像素子（走査レンズ）と感光体面Ｒ上の光路中に偏向部材３１（光ガイド部材）を設け、感光体面Ｒ上と等価な位置に走査ビームを結像させている。カラー画像形成装置６０は光ガイド部材として偏光部材３１を備えている。走査光学ユニット１１と感光体面Ｒ上の間に偏向部材３１を設ける方法としては、いくつか開示されている。
【００８４】
例えば、図１３は、特開2003-005108における偏向部材の配置方法を示した図である。この実施例では、走査光学系の走査結像素子（走査レンズ）と感光体面Ｒ上の光路中に、走査線に対して反射面を傾けた姿勢で偏向部材（ミラー）３１を設け、そこに入射して反射した光束を光学特性測定手段に導き、その各偏向部材３１を全面反射のミラーにすると共に、各感光体ドラム９に画像形成時にそれぞれ向かう光束を各偏向部材３１が遮らないようにするため、それらのミラーを図に示す退避位置に移動させる図示しない反射部材移動手段３２をそれぞれ設けている。
【００８５】
また、図１４は、特開2003-315708における偏向部材に入射する光束の偏光状態を示す図である。この実施例では、偏向部材３１として平行平板である透明部材を用いている。透明部材の第１面、第２面のいずれかに偏光特性を有するコーティングを施し、防塵ガラス８に対してＰ偏光特性の光を透過させ、Ｓ偏光特性の光を反射させる。光源の偏光状態を切り替える手段を備えており、被走査面上に有効書き込み幅に向かう光束を照射させたい場合はＰ偏光状態にし、検出手段に向かう光束を照射させたい場合はＳ偏光状態にする。
【００８６】
この実施の形態にかかるビーム調整装置では、走査工学ユニット１１において、透明部材としての防塵ガラスの第１面の反射率が第２面の反射率よりも大きくなるようにコート条件を設定している。これにより、防塵ガラスの第一面からの反射光を検出手段に向かう光束として用いるので、第２面での反射によるゴースト光のパワーを低減することができる。
【００８７】
コート条件を以下に示す。光源波長７８０ｎｍ、防塵ガラスの屈折率１．５１１の条件において、第１面：コート無またはＭｇＦ２（屈折率１．３８）膜厚λ／２、第２面：ＭｇＦ２膜厚λ／４（λ＝６５０ｎｍ）の単層コートとすると、第１面での反射率４．１４％に対し、第２面の反射率は１．３３％となり、第２面での反射率は低減される。
【００８８】
本発明の実施の形態にかかる画像形成装置６０は、ビーム調整手段１０とともに、補正データ演算手段４３と倍率誤差補正手段４４と走査線曲がり補正手段４５とを備えている。補正データ演算手段４３は、ビーム通過時間計測部４１で測定した時間をもとに倍率誤差補正量と、ビーム受光時間計測部４２で測定した時間をもとに走査線曲がりの補正量を演算する。倍率誤差補正手段４４は、補正データ演算手段４３で算出された倍率誤差の補正量をもとに倍率誤差を補正する。走査線曲がり補正手段４５は、走査線曲がりの補正量をもとに、走査線曲がりを補正する。
【００８９】
また、画像形成装置６０は、内部に温度検知手段４９を備えており、温度検知手段４９が検知した温度が、予め設定された温度に達するごとに、前記走査光学系より走査されたビームを偏向部材３１によって、感光体面Ｒ上に向かう光束を検出手段の検出位置に偏向させ、ビーム調整手段いよって、ビームの書込み位置を調整する。
【００９０】
また、ビーム調整装置１０は、検出ヘッド２０のベース２０Ａに入光部２２Ａ、２２Ｂを複数配置して一体的に構成した一体入光部材２２と、偏向部材３１とを備え、画像形成装置６０に設けた位置決め基準ピンと勘合するようにベース２２Ａに取付基準穴３３を設け、各色のビーム調整手段１０の一体入光部材２２における各入光部２２Ａ、２２Ｂの位置が、平行かつ位置ずれ無く配置され、また、一体入光部材２２と偏向部材３１が平行かつ相対的な位置ずれ無く配置されるような構成となっている。
【００９１】
次に、図１５は本実施例の画像形成装置の調整フローチャートについて説明した図である。
【００９２】
調整に当たっては、先ず、ＬＤ発光制御部１７から出力された変調信号に従ってＬＤ１２を駆動し、一走査期間だけ、ビームを連続点灯状態で走査させる（ステップＳ１）。次に、検出ヘッド２０の単一の受光センサ２１に入射させて、ビーム通過時間計測部４１でビームの通過時間を計測する（ステップＳ２）。次に、ビーム受光時間計測部４２で入光部２２Ａ、２２Ｂにおけるビーム受光時間を計測する（ステップＳ３）。次に、補正データ演算手段４３により、計測した時間から各区間における倍率誤差及び走査線曲がり量を算出する。
【００９３】
なお、転写ベルト上のレジマークをもとに、図示しないレジマーク検出手段４８（ＣＣＤカメラ）で各色の初期位置ずれ量として、予め測定しておく。
【００９４】
これらの倍率誤差や走査線曲がり量については、補正データ演算部４３にて、各区間で補正すべき、倍率誤差の補正量と走査線曲がりの補正量を算出し、補正データ記憶部４６に記憶する（ステップＳ４）。補正データを記憶したら、補正データ転送部４７を用い、補正データ記憶部４６に記憶された倍率誤差補正量を、画像形成装置６０の倍率誤差補正部４４に転送して、倍率誤差の補正を行い、同じく、補正データ記憶部４６に記憶された走査線曲がり補正量を走査線曲がり補正機構部４５に転送し、走査線曲がりを補正する（ステップＳ５）。
【００９５】
このようにして、画像形成装置６０の各走査光学ユニット１１Ｍ，１１２Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋごとに補正データを求め、求めた補正データは、該当する画像形成装置６０の補正データ記憶部４６に予め登録しておく。そして、画像形成装置６０は、この補正データを用いて走査ビームの出力の補正を行いながら画像の形成をする。
【００９６】
以下では、補正データを用いて画像形成装置６０においてどのような制御を行うかについて説明する。
【００９７】
図１６は本発明のビーム調整装置における、副走査方向のビーム位置と理想位置との差分から走査線曲がり補正量を求める工程についての説明図である。
【００９８】
図１６に示すように、例えば、Ｍ（マゼンタ）色の場合、１５箇所の測定範囲Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…，Ｎ，Ｏで測定したビーム位置の測定結果から、ｉ番目のビーム位置Ｍｉ（ｉ＝０，１，２，３，…，１４）を取得できる。各色Ｍ，Ｃ（シアン），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）それぞれの理想位置をＭＯ，ＣＯ，ＹＯ，ＫＯとすると、走査線曲がり量を補正するための走査線曲がり補正量ΔＭｉ，ΔＣｉ，ΔＹｉ，ΔＫｉは、次のように算出される。
【００９９】
・Ｍのｉ番目の位置は、副走査方向ΔＭｉ＝ＭＯ−Ｍｉ
・Ｃのｉ番目の位置は、副走査方向ΔＣｉ＝ＣＯ−Ｃｉ
・Ｙのｉ番目の位置は、副走査方向ΔＹｉ＝ＹＯ−Ｙｉ
・Ｋのｉ番目の位置は、副走査方向ΔＫｉ＝ＫＯ−Ｋｉ
この方法により、各色Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋそれぞれのドットの倍率誤差補正量ΔＭｉ，ΔＣｉ，ΔＹｉ，ΔＫｉが求まる。
【０１００】
以上のようにして走査線曲がり補正データを求めると、走査線曲がり補正機構部４５によって、走査線曲がりを補正する。補正後、再度感光体位置に走査させて、検出ヘッド２０で測定することにより、効果確認の試験を行う。この効果確認を経て、最終的に、画像形成装置６０の各走査光学ユニット１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋごとに補正データを求める。
【０１０１】
図１７は、本発明に係る一実施例としての第２実施例のビーム調整装置を適用する、画像形成装置の各走査光学ユニットが備えている走査線曲がり補正機構の一例を示した図である。
【０１０２】
走査光学系の光学部品を機械的に調整することにより、ビーム位置を補正するようにしたものである。走査線曲がりを機械的な調整による補正方法は、副走査方向にパワーを有する走査光学素子を、図に示すように調整ネジ１９により主走査方向と副走査方向を含む面内でたわませることによっても走査線曲がりを補正できる。走査線傾きについて、副走査方向にパワーを有する走査光学素子を、矢印のように走査光学系の光軸に平行な軸を中心に傾けることにより走査線傾きを補正できる。
【０１０３】
図１８は、本発明の画像形成装置の各走査光学ユニットが備えているパルス幅変調装置等の回路構成例を示すブロック図である。
【０１０４】
図１８では、画像形成装置６０の各走査光学ユニット１１Ｍ〜１１Ｋがそれぞれ備えているパルス幅変調部７１等の回路構成例を示す。図１８のパルス幅変調部７１は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）８１、分周回路８２、位相比較器または位相周波数比較器８３を有し、位相の異なる複数のパルス、例えばＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を生成するＰＬＬ（フェーズ・ロックド・ループ）回路８０と、ＰＬＬ回路８０で生成された位相の異なる複数のパルスのうち、１つのパルスを選択するセレクタ８４と、セレクタ８４により選択されたパルスの位相をアナログ的に遅延させるアナログ遅延部８５と、アナログ遅延部８５により位相が一定量遅れたパルスと基準となる基本信号（例えば、外部からのクロックＣＬＫ、あるいは、ＰＬＬ回路８０により生成された位相の異なる複数のパルスのうちの１つのパルス（例えばＸ０など））とによりパルス幅を生成するパルス幅生成部８６とを備えている。
【０１０５】
これにより、所定周波数の基準となるクロック信号に対し、周波数が逓倍された逓倍クロック信号を生成し、生成した逓倍クロック信号から所定の位相遅延した複数のパルスを生成し、デジタル多値画像データの上位ビット信号（例えばＤ４，Ｄ３，Ｄ２の３ビット）に基づき、前記位相の異なる複数のパルスのうちの１つのパルスを選択し、デジタル多値画像データの下位ビット信号（例えばＤ１，Ｄ０の２ビット）に基づき、所望の位相で遅延させて生成したパルスと、前記デジタル遅延手段により生成された複数のパルスのうちの１つのパルスとに基づいて補正に適したパルス幅信号を生成し、このパルス幅信号で半導体レーザの光出力を駆動し、画像変調信号を生成することができる。また、パルス幅生成部８６は、所望の光出力で半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動部とともに、１チップの集積回路に実装されている。
【０１０６】
図１９は図１８のパルス幅変調部７１の動作の概略を説明するためのタイムチャートである。図１９においては、説明を簡単にするため、ＰＬＬ回路８０（図１８参照）において、外部からのクロック（画素クロック）ＣＬＫの周波数は４逓倍されるとする。
【０１０７】
例えば、ＰＬＬ回路８０に入力するクロックＣＬＫの周波数が５０ＭＨｚであるとき、ＰＬＬ回路８０のＶＣＯ８１から出力されるパルス周波数は、５０×４＝２００ＭＨｚになるとする。図１９（ａ）には４逓倍されたクロック（４×ＣＬＫ）が示されている。ここで、この４逓倍されたクロックのデューティは５０％であるとする。これは、４逓倍されたクロック（４×ＣＬＫ）の周波数（例えば２００ＭＨｚ）をさらに逓倍して４００ＭＨｚの周波数のものにすることができるからである。
【０１０８】
また、ＰＬＬ回路８０（図１８参照）の分周回路８２（図１８参照）は、ＶＣＯ８１（図１８参照）から出力される４逓倍されたクロック（４×ＣＬＫ）より図１９（ｂ）〜（ｅ）に示すようなπ／４づつ位相の異なるパルスＸ０〜Ｘ３を生成する。ここで、このパルス幅変調部７１（図１８参照）のパルス幅変調によって画像の階調表現を行なおうとする場合、最上位ビットがＤ４、最下位ビットがＤ０である画像データ（デジタルデータ；階調を表現するデータ）が入力されると仮定し（すなわち、１ドットあたり２５／３２階調のパルス幅変調を行なうと仮定し）、図１８に示すように、上位ビットＤ４、Ｄ３、Ｄ２がセレクタ８４に入力し、下位ビットデータＤ１、Ｄ０がアナログ遅延部８５に入力するとする。この例の場合、セレクタ８４における論理は、セレクタ８４の出力をＰｓとするとき、例えば次式で表わされる。
【０１０９】
Ｐｓ＝Ｄ４・（Ｄ３・Ｄ２・Ｘ３＋Ｄ３・＊Ｄ２・Ｘ２＋＊Ｄ３・Ｄ２・Ｘ１＋＊Ｄ３・＊Ｄ２・Ｘ０）＋＊Ｄ４・（Ｄ３・Ｄ２・＊Ｘ３＋Ｄ３・＊Ｄ２＊Ｘ２＋＊Ｄ３・Ｄ２・＊Ｘ１＋＊Ｄ３・＊Ｄ２・＊Ｘ０）  ……  （１）
すなわち、セレクタ８４からは、データＤ４，Ｄ３，Ｄ２に応じて、Ｘ３，Ｘ２，Ｘ１，Ｘ０，＊Ｘ３，＊Ｘ２，＊Ｘ１，＊Ｘ０のいずれか１つが選択されて出力される。なお、＊は反転記号である。
【０１１０】
次に、アナログ遅延部８５においては、下位ビットデータＤ１，Ｄ０に従い、Ｘ０の周期をＴとするとき、Ｄ１・Ｄ０を（３／３２）Ｔ遅延とし、Ｄ１・＊Ｄ０を（２／３２）Ｔ遅延とし、＊Ｄ１・Ｄ０を（１／３２）Ｔ遅延とし、＊Ｄ１・＊Ｄ０を遅延なしとする。
【０１１１】
いま、例えば、Ｄ４，Ｄ３，Ｄ２，Ｄ１，Ｄ０が（１，１，０，１，０）であるときには、アナログ遅延部８５の出力をＤＰＬＳ  とすると、アナログ遅延部８５の出力ＤＰＬＳは、図１９（ｆ）に示すように、Ｘ２＋Δ１（Δ１＝（２／３２）Ｔ遅延）となる。そして、パルス幅生成部８６では、例えば、アナログ遅延部８５の出力ＤＰＬＳと＊Ｘ０との論理積をとってＵとする。上述の例では、Ｕ＝＊Ｘ０・（Ｘ２＋Δ１）となり、図１９（ｇ）に示すようなパルスＵが得られる。また、パルス幅生成部８６では、Ｄ４・Ｘ０＋Ｕをパルス幅信号ＰＷＭＯＵＴとして最終的に出力する。そして、パルス幅信号ＰＷＭＯＵＴにより、各ＬＤ１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋを点灯駆動する。すなわち、上述の例では、最上位ビットＤ４が１であるので、図１９（ｈ）に示すようなパルス幅信号ＰＷＭＯＵＴを１ドットに出力することができる。
【０１１２】
画像形成装置６０を制御する制御部８７は、走査光学ユニット１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋを制御し、画像形成装置内のＲＯＭその他の記憶装置に、位置補正データをテーブルデータ８８として登録しておき、このテーブルデータ８８を参照することにより、制御部８７が制御信号に基づき、制御信号を出力すれば、走査ビームの照射位置をドットごとに主走査方向に調整することができる。また、光量補正データをテーブルデータ８８として登録しておき、このテーブルデータ８８の参照により、制御部８７が制御信号を出力すれば、パルス幅信号ＰＷＭＯＵＴの出力パルス幅を変えることで発光時間を補正し、各ドットの光量を調整することもできる。
【０１１３】
図２０は、走査光学ユニット１１Ｍ〜１１Ｋの概念図である。画像信号をもとに生成された画像データは、上述のようにセレクタ８４、アナログ遅延部８５に入力され、パルス幅生成部８６がパルス幅信号ＰＷＭＯＵＴをもとにＬＤ１２Ｍ〜１２Ｋを点灯駆動する。
【０１１４】
このように制御部８７により、制御プログラムに基づきテーブルデータ８８を参照して行われる前述の制御について、位置補正データに基づいて行われる各ドットの主走査方向の位置補正、光量補正データに基づいて行われる各ドットの光量補正によって、各画素の位置は主走査方向に揃っていて、かつ、各画素について当該画素を構成する各色の相互の相対位置も揃う。
【０１１５】
以上説明したように、個々の画像形成装置６０に搭載される製品としての走査光学ユニット１１Ｍ〜１１Ｋを対象として、感光体ユニット７２Ｍ〜７２Ｋの感光体表面が存在すべき位置で走査ビーム撮像し、このデータから補正データを作成すれば、走査ビームの補正を的確に行なうことができるので、従来に比べて適切なドットの形成を行うことができる。
【０１１６】
以上説明したように、本発明の実施の形態にかかるビーム調整装置１０及び画像形成装置６０によれば、ビーム調整装置１０を画像形成装置６０内に取付けて、実際の使用状態で、レーザビームにより形成される主走査方向の倍率誤差と副走査方向の書込み位置を高精度に測定することができる。
【０１１７】
また、完成品でのビーム位置調整が可能であるので、実使用時にリアルタイムで調整することができる。この時、主走査方向の倍率誤差および副走査方向の書込みともに、走査ビームの通過時間および受光センサへの受光時間を検出信号出力値の所定閾値により測定されるので、各主走査方向の像高におけるビーム結像状態の差の違い、例えば、シェーディングやビーム径の違いによる影響を受けにくいので、高い測定精度を確保することができる。
【０１１８】
また、ドットの位置ずれ補正データを画像形成装置６０の倍率誤差補正手段および走査線曲がり補正手段に転送することで、ＬＤ１２から補正されたタイミングでビームを出射させることができ、また、走査線曲がりを抑えることができるので、感光体面Ｒ上に走査ビームにより形成されるドットを適切な位置にすることができる。このように、倍率誤差補正と走査線曲がりの調整により、タンデム構成のカラー機では、各色の走査光学系によるドットの位置すれを小さくでき、高画質なカラー画像形成装置を提供することができる。
【０１１９】
第２に、主走査方向に複数配置した入光部２２Ａ、２２Ｂの開口形状が所定幅のスリット形状でスリットの方向は走査方向に直角とすることで、走査ビームのビーム像を正確に取得でき、走査ビームが入光部を通して受光してから次の入光部に受光するまでの通過時間を精度良く測定することができる。
【０１２０】
第３に、主走査方向に複数配置した入光部２２Ｂの開口形状が直角三角形で、一辺が走査方向に直角な辺Ｖを持ち、もう一辺Ｓが走査方向と角度を有することによって、走査ビームの副走査方向に位置が基準ラインとずれているときに、各入光部２２Ｂを通過して受光されている時間が基準時間と異なってくる。このため、この基準時間との時間差（クロック数）を測定することで、副走査方向の位置を換算できるので、比較的簡単な構成で測定を行うことができる。しかも、この基準時間と実測時間との差は、予め測定しておいた受光時間と副走査方向の位置変換テーブルを用いて作成されているので、このデータを参照することで演算することなく迅速でリアルタイムに補正できる。
【０１２１】
第４に、受光センサ２１にて走査ビームの入光部２２Ａ、２２Ｂを通して受光した光量をもとに出力される検出信号につき、受光光量の検出信号を時間微分する微分器９２と、微分した信号を所定の閾値と比較し、その閾値以上の場合に信号出力するコンパレータ９３と、コンパレータ９３から出力されるところのある出力信号の立上りから次の出力信号の立上りまでの時間間隔を計測するカウンター９４とで、ビーム通過時間計算部４１を構成しているので、このビーム通過時間計算部４１で走査ビームが入光部を通して受光してから次の入光部に受光するまでの通過時間を正確に、かつ、簡単な構成で計測することができる。
【０１２２】
第５に、入光部２２Ａ、２２Ｂが導入するビームの受光時間を計算するビーム受光時間計測部４２を、入光部２２Ａ、２２Ｂを通して受光センサ２１が受光した走査ビームの光量を表す検出信号を増幅する増幅器９１と、前記検出信号を所定の閾値と比較してその閾値以上の場合にパルス信号を出力するコンパレータ９７と、コンパレータ９７の出力するパルス信号の立上りから立下りまでのクロック数（時間間隔）を計測するカウンター９８とで構成するので、各入力部２２Ａ、２２Ｂで受光した走査ビームの受光時間を正確、かつ、簡単な構成で計測することができる。
【０１２３】
第６に、検出ヘッド２０の主走査方向に配置した複数の入光部２２Ａ、２２Ｂの主走査方向の間隔を予め校正できるため、倍率誤差、および、走査線曲がりの測定精度を高めることができる。
【０１２４】
第７に、検出ヘッド２０の導光素子２３として、光ファイバを用いることで、走査ビームが入光部２２Ａ、２２Ｂを通過した光の伝達速度で受光センサ２１に導光でき、時間的な遅れがなく正確である。
【０１２５】
第８に、検出ヘッド２０に使う導光素子２３として、フォトニック結晶ファイバを用いることで、光の伝達速度で受光センサに導光することができると共に、フォトニック結晶からなるケーブルは屈曲性に富むため、自在に配置することができるので、ビーム調整装置の省スペース配線を行うことができ、装置を小型化することができる。
【０１２６】
第９に、画像形成装置６０において、走査工学ユニット１１と感光体の被走査面Ｒの間に光ガイド部材３１を設け、調整時に、光ガイド部材３１を用いて感光体上に向かう走査ビームをビーム調整装置１０の検出位置に導くことができると共に、ビーム調整装置１０を画像形成装置６０内に組み込める構成のため、感光体面Ｒ上のビーム書込み位置と同等な結像状態を測定できる。これによって、倍率誤差および走査線曲がりの補正量を正確に求めることができる。４色タンデム構成のカラー画像形成装置内で、４つの走査光学系において、同様の補正を全色行うことで、カラー色ずれの生じない精度の高い画像形成装置６０を提供することができる。
【０１２７】
第１０に、４色からなるタンデム構成の画像形成装置６０において、各色のビーム調整装置１０に備えた複数の入光部２２Ａ、２２Ｂを一体的にした一体入光部材２２と、光ガイド部材３１を、画像形成装置６０に設けた位置決め基準ピンを基準として取付けられるようにすると共に、この一体入光部材２２における入光部２２Ａ、２２Ｂの位置を揃えておくことで、光ガイド部材３１と一体入光部材２２も平行かつ位置ずれ無く揃えることができる。これによって、ビーム調整装置１０が測定する倍率誤差補正量、および、走査線曲がり補正量につき、取付け誤差に伴う算出誤差を生じなくなり、精度良く全色の位置ずれ補正を行うことができ、カラー色ずれの生じない画像形成装置を提供することができる。
【０１２８】
第１１に、画像形成装置６０の内部に温度検知手段４９を設けることで、温度検知手段４９が検知した温度が予め設定された温度に達するたびに、ＬＤ発光制御部１７によりビーム書込み位置の調整を行うようにすることができるので、画像形成装置６０の温度上昇に伴う、カラー画像形成装置の色ずれに対し、リアルタイムで調整を行うことができるので、カラー色ずれの生じない画像形成装置６０を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明に係る実施の形態のビーム調整装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る実施の形態のビーム調整装置の概略システム構成図である。
【図３】本発明の第１実施の形態の検出ヘッドを構成する入光部材の開口形状を示した図である。
【図４】本発明の第２実施の形態の検出ヘッドを構成する入光部材の開口形状を示した図である。
【図５】本発明の第１実施の形態の検出ヘッドから出力されるビーム検出信号を示した図である。
【図６】本発明の第２実施の形態の検出ヘッドから出力されるビーム検出信号を示した図である。
【図７】本発明の第1、２の実施の形態のビーム通過時間計測部によるビーム検出信号からビーム通過時間を取得する回路の一例を示した図である。
【図８】本発明の第２実施の形態のビーム受光時間計測部によるビーム検出信号からビーム受光時間を取得する回路の一例を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態に用いたフォトダイオードについて説明した図である。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる校正装置の構成の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態にかかる検出ヘッドの導光素子について説明した図である。
【図１２】本発明の実施の形態にかかるビーム調整装置を用いた一般的なカラー画像形成装置を示す図である。
【図１３】特開2003-005108における偏向部材の配置方法を示した図である。
【図１４】特開2003-315708における偏向部材に入射する光束の偏光状態を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態にかかるビーム調整装置における測定フローチャートの説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態にかかるビーム調整装置における走査線曲がり量の測定例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態にかかるビーム調整装置を適用した画像形成装置の各走査光学ユニットが備えている走査線曲がり補正機構の一例を示した図である。
【図１８】本発明の実施の形態にかかるビーム調整装置を適用した画像形成装置の各走査光学ユニットが備えているパルス幅変調装置等の回路構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１８のパルス幅変調部の動作の概略を説明するためのタイムチャートである。
【図２０】図１２の画像形成装置に備える、走査光学ユニットの概念図を示した図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１０  ビーム調整装置（ビーム調整手段）
１１  走査光学ユニット（走査光学系）
１２  光源（レーザダイオード）
１３  同期検知ＰＤ（フォトダイオード）
１４  ポリゴンミラー
１５  ｆθレンズ
１６  同期信号
１７  ＬＤ発光制御部
１８  入射光遮蔽手段
１９  調整ねじ
２０  検出ヘッド２０（ビーム検出手段）
２１  受光センサ（フォトダイオード）
２２  入光部材（一体入光部材）
２３  導光部材（光ファイバケーブル、フォトニック結晶ケーブル）
２５  ピンホール
２６  光源
２７  移動ステージ（移動手段）
２８  位置検出ヘッド
２９  位置検出スケール
３０  点光源ユニット
３１  偏向部材（ミラー、透明部材）
３２  偏向部材移動手段
３３  取付基準穴
４０  調整制御部（調整制御手段）
４１  ビーム通過時間計測部（ビーム通過時間計測手段）
４２  ビーム受光時間計測部（ビーム受光時間計測手段）
４３  補正データ演算部
４４  倍率誤差補正部（倍率誤差補正手段）
４５  走査線曲がり補正部（走査線曲がり補正手段）
４６  補正データ記憶部
４７  補正データ転送部
４８  レジマーク検出手段
４９  温度検知手段
６０  画像形成装置
７１  パルス幅変調部
７２ ７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｙ，７２Ｋ  感光体ユニット
８０  ＰＬＬ回路
８１  ＶＣＯ
８２  分周回路
８３  位相比較器または位相周波数比較器
８４  セレクタ
８５  アナログ遅延部
８６  パルス幅生成部
８７  制御部
８８  テーブルデータ
９１  増幅器（ＡＭＰ）
９２  微分器
９３、９７  コンパレータ
９４、９８  カウンター
【図１】
2006123418.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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