(57)【要約】【課題】  感光体上で２つ以上の光ビーム位置が異なる場合に補正できるようにする。【解決手段】  パターン（１）は光源ＬＤ０からのビームで描く水平線パターン３０と他の光源ＬＤ１からのビームで描く傾き４５°の斜め線パターン３１からなる。パターン（２）はＬＤ０からのビームで描く傾き４５°の斜め線パターン３１と、ＬＤ１からのビームで描く水平線パターン３０からなる。パターン（１）（２）はＬＤ０とＬＤ１からのビーム主走査位置にずれがないときは相対位置が同じになる。感光体ドラム面上をトナー現像した後、パターンの主走査中央部での反射光強度を検出する。検出値を基準値と比較するとパターンの有無に応じた比較出力信号が得られる。出力波形は、その立下り間隔Ｔ０１，Ｔ１０が、ビームの感光体ドラム上でのＬＤ０とＬＤ１の発振波長の違いに起因する主走査位置ずれに応じて変化しているので、これを主走査倍率を変更することにより補正する。【選択図】  図３
2006256014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２以上の独立した光源を備え、前記各光源からの複数の光ビームにより同時に感光体上を走査することにより、前記感光体上に潜像を形成する画像形成装置において、
前記感光体上の主走査位置に１つの光源からの光ビームにより所定の第１のパターンの潜像を形成すると共に、前記第１のパターンから副走査方向に離れた位置に、他の光源からの光ビームにより所定の第２のパターンの潜像を形成するパターン形成手段と、
前記第１のパターンと前記第２のパターンとの間隔を測定する測定手段と、
前記測定した間隔が所定の値となるように主走査倍率を調整する調整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】
前記調整手段による主走査倍率の調整は、走査ラインを構成する画素のうち、倍率調整に必要な数の画素を、１画素の幅を増加または減少することで行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記調整手段による主走査倍率の調整は、光源付近の温度変化が所定の値以上となったときに実行することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
測定手段は、発光手段からの光が前記感光体上の所定位置で反射した光を受光する受光手段を備え、該受光手段が、前記画像形成装置の作像プロセス条件を設定するための反射光強度検出手段を兼ねることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１のパターンは水平線パターンであり、前記第２のパターンは斜め線パターンであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
少なくとも２以上の独立した光源を備え、前記各光源からの複数の光ビームにより同時に感光体上を走査することにより、前記感光体上に潜像を形成する画像形成装置で用いられる前記光ビームの位置を補正する光ビーム位置補正方法において、
前記感光体上の主走査位置に１つの光源からの光ビームにより所定の第１のパターンの潜像を形成すると共に、前記第１のパターンから副走査方向に離れた位置に、他の光源からの光ビームにより所定の第２のパターンの潜像を形成し、
前記第１のパターンと前記第２のパターンとの間隔を測定し、
前記測定した間隔が所定の値となるように主走査倍率を調整することを特徴とする光ビーム位置補正方法。
【請求項７】
少なくとも２以上の独立した光源を備え、前記各光源からの複数の光ビームにより同時に感光体上を走査することにより、前記感光体上に潜像を形成する画像形成装置において前記光ビームの位置補正に用いられるプログラムであって、
前記感光体上の主走査位置に１つの光源からの光ビームにより所定の第１のパターンの潜像を形成すると共に、前記第１のパターンから副走査方向に離れた位置に、他の光源からの光ビームにより所定の第２のパターンの潜像を形成するパターン形成処理と、
前記第１のパターンと前記第２のパターンとの間隔を測定する測定処理と、
前記測定した間隔が所定の値となるように主走査倍率を調整する調整処理とをコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、プリンタなどの画像形成装置、画像形成装置で用いられるビーム位置補正方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体上にレーザ光を照射して静電潜像を形成し、これをトナーにより現像して画像を形成する、いわゆるネガ／ポジプロセス方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、書込密度の高密度化や、書込速度の高速化を目的として、２つ以上の複数の光ビームで感光体上を走査するマルチビーム走査方式が一般に用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、書き込み開始側と終了側にレーザ光検出手段を設け、２点間の通過時間を所定のクロックのカウント数により計測し、初期的に記憶された基準カウント数と一致するように書き込みクロック周波数を補正し、等倍性を保つように構成した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、２つのビーム検出センサを備え、各々のセンサの通過時間間隔を画素クロックによりカウントすることによって計測し、それらのカウント値と予め設定された基準カウント値とが一致するように書き込み画周波数の変更を行い、倍率（絶対倍率）の補正を行っている。
【特許文献１】特開２００２−１３７４５０号公報
【特許文献２】特許第３５４８２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２つ以上の複数の光ビームを、独立したレーザ光源から射出する場合、各レーザ光源の発振波長が異なると、光源から感光体へと到る光路中に存在する透過型光素子（レンズ等）の屈折率の波長依存性により、ビーム射出光源毎に主走査倍率が異なってしまうという問題があった。前記特許文献２のように、２つのビーム検出センサを備え、各々のセンサの通過時間間隔を画素クロックによりカウントすることによって計測し、それらのカウント値と予め設定された基準カウント値とが一致するように書き込み画周波数の変更を行い、倍率（絶対倍率）の補正を行う方法を、各レーザ光源毎に適用すれば、光源毎に発振波長が異なっている場合でも、各ビームでの主走査倍率を一致させることができる。しかし、この方法は、複数のレーザ光源毎にビーム検出手段や補正手段を設ける必要があり、構成が複雑化するという問題があった。
従って、本発明は、２つ以上の光ビームの各レーザ光源の発振波長が異なり、ビーム射出光源毎に感光体上での主走査倍率が異なってしまう場合に、光源毎にレーザ光検出手段を設けることなく、各ビームでの主走査倍率を補正できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、少なくとも２以上の独立した光源を備え、前記各光源からの複数の光ビームにより同時に感光体上を走査することにより、前記感光体上に潜像を形成する画像形成装置において、前記感光体上の主走査位置に１つの光源からの光ビームにより所定の第１のパターンの潜像を形成すると共に、前記第１のパターンから副走査方向に離れた位置に、他の光源からの光ビームにより所定の第２のパターンの潜像を形成するパターン形成手段と、前記第１のパターンと前記第２のパターンとの間隔を測定する測定手段と、前記測定した間隔が所定の値となるように主走査倍率を調整する調整手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の装置において、前記調整手段による主走査倍率の調整は、走査ラインを構成する画素のうち、倍率調整に必要な数の画素を、１画素の幅を増加または減少することで行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の装置において、前記調整手段による主走査倍率の調整は、光源付近の温度変化が所定の値以上となったときに実行することを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置において、測定手段は、発光手段からの光が前記感光体上の所定位置で反射した光を受光する受光手段を備え、該受光手段が、前記画像形成装置の作像プロセス条件を設定するための反射光強度検出手段を兼ねることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置において、前記第１のパターンは水平線パターンであり、前記第２のパターンは斜め線パターンであることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、少なくとも２以上の独立した光源を備え、前記各光源からの複数の光ビームにより同時に感光体上を走査することにより、前記感光体上に潜像を形成する画像形成装置で用いられる前記光ビームの位置を補正する光ビーム位置補正方法において、前記感光体上の主走査位置に１つの光源からの光ビームにより所定の第１のパターンの潜像を形成すると共に、前記第１のパターンから副走査方向に離れた位置に、他の光源からの光ビームにより所定の第２のパターンの潜像を形成し、前記第１のパターンと前記第２のパターンとの間隔を測定し、前記測定した間隔が所定の値となるように主走査倍率を調整することを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の発明は、少なくとも２以上の独立した光源を備え、前記各光源からの複数の光ビームにより同時に感光体上を走査することにより、前記感光体上に潜像を形成する画像形成装置において前記光ビームの位置補正に用いられるプログラムであって、前記感光体上の主走査位置に１つの光源からの光ビームにより所定の第１のパターンの潜像を形成すると共に、前記第１のパターンから副走査方向に離れた位置に、他の光源からの光ビームにより所定の第２のパターンの潜像を形成するパターン形成処理と、前記第１のパターンと前記第２のパターンとの間隔を測定する測定処理と、前記測定した間隔が所定の値となるように主走査倍率を調整する調整処理とをコンピュータに実行させるプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１，６，７の発明によれば、２つ以上の複数の光ビームの各光源の発振波長が異なり、ビーム射出光源毎に感光体上での主走査倍率が異なってしまう場合でも、書込み終了側に通過時間間隔測定用の光検出手段を設けることなく、各ビームでの主走査倍率を補正することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、書込みクロック周波数を変更して主走査倍率を調整する場合に比べて細かいステップでの調整が可能である。
請求項３の発明によれば、光源の温度変化により発振波長が変化し、記録媒体上での主走査倍率が変化した場合でも、各ビームでの主走査倍率を補正することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、作像プロセス条件を設定するための専用の検出手段を設けることなく、主走査倍率を補正することができる。
請求項５の発明によれば、簡単なパターンを描画することにより、光ビームの位置ずれを精度よく検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態による画像形成装置の構成を示すブロック図
ある。図１（ｂ）は感光体ドラム１２周辺の構成図である。
図１（ａ）において、２つのレーザダイオードＬＤ０、ＬＤ１より出射した２本のレーザビーム（ビーム０、ビーム１）は、定速回転するポリゴンミラー１０により主走査方向に走査され、レンズ１１を介して感光体ドラム１２の面上に結像され、感光体ドラム１２に静電潜像が形成される。以降は、トナーによる現像、トナー転写部２４（図１（ｂ））等による公知の画像形成プロセスを経て画像が転写された転写材が出力される。
【００１６】
同期検知器１３は、光電変換素子および信号波形整形回路からなり、ＬＤ０、ＬＤ１からのビーム０，１を検出して検出信号を同期検知信号分離回路１４へ送る。同期検知信号分離回路１４は、その検出信号をＬＤ０とＬＤ１の同期検知信号に分離してメモリ制御回路１５へ送る。メモリ制御回路１５は、画像データが入力されるラインメモリ１６を同期検知信号に同期して読み出し、ＰＷＭ回路１７，１８（ＣＨ０，ＣＨ１）へ画像データを出力する。
【００１７】
主走査書き出し位置は、同期検知信号を基準とするので、ＬＤ０とＬＤ１の発振波長が異なり、レンズ１２での屈折角が異なってもほとんど影響を受けない。ＰＷＭ回路１７，１８は、受け取った画像データに基づき、ＬＤドライバ１９，２０（ＣＨ０，ＣＨ１）へＰＷＭ信号を送る。ＰＷＭ信号は、ビデオクロック信号に同期して出力される。ビデオクロック信号は、ＬＤ０とＬＤ１で独立して設定可能な構成としている。ＬＤドライバ１９，２０は、ＰＷＭ信号の「オン」信号を受けると駆動電流を、「オフ」信号を受けるとオフセット電流をＬＤ０、ＬＤ１へ供給する。ＬＤ０、ＬＤ１はオン・オフに応じたビーム０，１を出力する。
【００１８】
本実施形態は、このＬＤ０、ＬＤ１から出力されるビーム０，１の感光体ドラム１２上での主走査位置ずれを検出して位置ずれ補正を行うものであるが、この補正制御で用いられるパターン（１）とパターン（２）を図３に示す。各パターンは、感光体ドラム上の主走査書き終わり位置に出力する。図３において、パターン（１）は、ＬＤ０からのビームで描く水平線パターン３０と、ＬＤ１からのビームで描く傾き４５°の斜め線パターン３１からなる。パターン（２）は、ＬＤ０からのビームで描く傾き４５°の斜め線パターン３１と、ＬＤ１からのビームで描く水平線パターン３０からなる。パターン（１）、パターン（２）とも、ＬＤ０とＬＤ１からのビームの主走査位置にずれがないときは、相対位置が同じになるように配置している。
【００１９】
図１に戻り、ビーム０，１により感光体ドラム面上に形成した静電潜像にトナーを付着させて顕像化した後、パターン検出センサ２１によりパターンの主走査中央部での反射光強度を読み取る。反射光強度は、トナーの有無、すなわちパターンの有無により異なっている。パターン検出センサ２１は、発光部、感光体ドラム面上で所望の測定アパーチャ径を得る光学系、受光部（フォトダイオード）、受光部からの電流出力を増幅する増幅部とを備える。受光部は、発光部の光が感光体ドラム上で反射した光を受光する。パターン検出センサ２１からの受光部の受光に応じた出力信号電圧は比較器２２に入力され、基準電圧と比較することにより２値のデジタル電圧値に変換される。
【００２０】
パターン検出センサ２１の感光体ドラム面上でのアパーチャ径は例えば１００μmである。感光体ドラム１２は等速回転しているので、パターン検出センサ２１のアパーチャはパターンを縦方向に過ぎる。このとき各パターンの有無に応じて比較器２２の出力は、図３のパターン（１）（２）の各右側に示すような出力波形となる。この出力波形は、その立下り間隔Ｔ０１，Ｔ１０が、ビームの感光体ドラム１２上でのＬＤ０とＬＤ１の発振波長の違いに起因する主走査位置ずれに応じて変化している。これを制御部２３により補正する。補正は、主走査倍率を変更することにより行われる。
【００２１】
図２は制御部２３における補正制御処理を示すフローチャートである。
図２において、まず、パターン（１）を描く（Ｓ１）。次に、比較器２２の出力波形の立下り間隔Ｔ０１を、ビデオクロックの８倍周波数のクロックでカウントすることにより測定する（Ｓ２）。
ＬＤ０とＬＤ１の発振波長が異なり、パターンの主走査位置がシフトした場合、
比較器出力波形の立下り間隔は各パターンにおいて、
パターン（１）では、
ＬＤ０水平線パターンがシフトしたとき、比較器出力波形の立下り間隔Ｔ０１は不変。
ＬＤ１斜め線パターンが右へシフトしたとき、比較器出力波形の立下り間隔Ｔ０１は増加。
ＬＤ１斜め線パターンが左へシフトしたとき、比較器出力波形の立下り間隔Ｔ０１は減少。
パターン（２）では、
ＬＤ１水平線パターンがシフトしたとき、比較器出力波形の立下り間隔Ｔ１０は不変。
ＬＤ０斜め線パターンが右へシフトしたとき、比較器出力波形の立下り間隔Ｔ１０は増加。
ＬＤ０斜め線パターンが左へシフトしたとき、比較器出力波形の立下り間隔Ｔ１０は減少。
となる。
【００２２】
そこで、立下り間隔Ｔ０１、Ｔ１０を適正値と比較し（Ｓ３）（Ｓ４）、その差分から各ＬＤに対応するビデオクロック信号の周波数を変更することにより、主走査倍率を変更する（Ｓ５）（Ｓ６）。ビデオクロック信号の周波数変更は、基準クロックの分周数と逓倍数との比を変えることにより変更する。
【００２３】
図２において、Ｔ０１が適正値より大きければ（Ｓ３、ＹＥＳ）、ＣＨ１（ＬＤ１）の主走査倍率を下げてから（Ｓ５）、パターン（２）を描く（Ｓ７）。また、Ｔ０１が適正値より小さければ（Ｓ４、ＹＥＳ）、ＣＨ１の主走査倍率を上げてから（Ｓ６）、パターン（２）を描く（Ｓ７）。パターン（２）を描画した後（Ｓ７）、比較器出力波形の立下り間隔Ｔ１０を測定する（Ｓ８）。そして、Ｔ１０が適正値より大きければ（Ｓ９、ＹＥＳ）、ＣＨ０（ＬＤ０）の主走査倍率を下げて（Ｓ１０）、終了する。また、Ｔ１０が適正値より小さければ（Ｓ１１、ＹＥＳ）、ＣＨ１の主走査倍率を下げて、（Ｓ６）、終了する。
このようにして、ＬＤ０とＬＤ１の発振波長の違いに起因する主走査位置ずれを補正することができる。
【００２４】
なお、本実施形態は、同時に走査する光ビームが２つの場合について説明したが、ビーム数が３以上であっても、検出用パターンの組合せを増やすことにより適用が可能である。
【００２５】
図４は補正制御の他の処理方法を示すフローチャートである。
まず、パターン（１）を描き（Ｓ２１）、立下り間隔Ｔ０１を測定する（Ｓ２２）。次に、パターン（２）を描き（Ｓ２３）、立下り間隔Ｔ１０を測定する（Ｓ２２）。そして、Ｔ０１とＴ１０を比較する（Ｓ２５）（Ｓ２６）。Ｔ０１がＴ１０より小さければ（Ｓ２５、ＹＥＳ）、ＣＨ１主走査倍率を下げて（Ｓ２７）、終了する。また、Ｔ０１がＴ１０より大きければ（Ｓ２６、ＹＥＳ）、ＣＨ１の主走査倍率を上げて、（Ｓ２８）、終了する。
以上によれば、ＬＤ０の主走査位置を基準としてＬＤ１側を補正するので、ＬＤ０側の主走査絶対倍率はずれるが、ＬＤ０とＬＤ１の主走査位置ずれを補正することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
本実施形態は、上記第１の実施形態の画像形成装置において、さらにＰＷＭ回路１７，１８が、書込制御回路からのパルス期間増減信号により、書き込みパルス期間を１５／１６または１７／１６とする機能を備えたものである。
【００２７】
この場合の補正制御は、まず、立下り間隔Ｔ０１、Ｔ１０を適正値と比較し、その差分から、各ＬＤに対して送出するＰＷＭ信号のパルス期間を増減する。期間を増減したパルスは、１ラインの長さに対して、主走査倍率を変更するのに必要な数だけ挿入する。つまり図２の補正制御フローにおいて、主走査倍率の変更を、１ライン中の画素のうち、必要な個数だけを、パルス期間を増減した画素とすることにより行う。さらに言い換えれば、主走査倍率の調整は、走査ラインを構成する画素のうち、倍率調整に必要な数の画素を、１画素の幅を増加または減少することで行うので、ビデオクロック信号の周波数を変更する場合に比べて細かいステップでの調整が可能となる。
【００２８】
図３は本発明の第３の実施形態を示すもので、図１と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
本実施形態は、第１の実施形態による図１において、さらに光源ＬＤ（ＬＤ０、ＬＤ１）の付近に温度センサ２５を設けたものである。ＬＤの発振波長は、ＬＤの温度上昇により変化するので、光源付近の温度変化が所定の値以上となったときに、主走査位置ずれ補正を実施する。
【００２９】
図６は本実施形態による補正制御処理を示すフローチャートである。
図６において、まず、温度センサ２５の検出した初期温度Ｔ０を取得する（Ｓ３１）。その後が所定時間毎に検出温度Ｔを取得する（Ｓ３２）。そして、Ｔ−Ｔ０の絶対値が５℃より大きいかを判定し（Ｓ３３）、大きい場合は主走査位置ずれ補正を行う（Ｓ３４）。そして、Ｔ０を最新のＴとしてＳ３２に戻り、以降、同じ処理を繰り返す。
【００３０】
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。
本実施形態は、図１の画像形成装置において、主走査位置ずれ検出用のパターン検出センサ２１の受光部を、作像プロセス条件（バイアス電圧、光量）を設定するために用いる反射光強度センサと兼用するようにしたものである。
これにより作像プロセス条件設定用の専用の反射強度検出用のセンサを設ける必要がなくなる。
【００３１】
尚、各図のフローチャートに示す処理を、制御部２３のＣＰＵが実行するためのプログラムは本発明によるプログラムを構成する。このプログラムを記録する記録媒体としては、半導体記憶装置や光学的及び／又は磁気的な記憶装置等を用いることができる。このようなプログラム及び記録媒体を、前述した各実施形態とは異なる構成のシステム等で用い、そこのＣＰＵで上記プログラムを実行させることにより、本発明と実質的に同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態による画像形成装置を示すブロック図である。
【図２】位置ずれ補正制御処理を示すフローチャートである。
【図３】水平線パターンと斜め線パターン及びこれらのパターンを用いて光ビームの位置ずれ補正を行うことを説明する構成図である。
【図４】位置ずれ補正制御の他の処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施形態による画像形成装置を示すブロック図である。
【図６】第３の実施形態による温度により位置ずれ補正を行う場合の補正制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１２    感光体ドラム
１６    ラインメモリ
１７，１８    ＰＷＭ回路
１９，２０    ＬＤドライバ
ＬＤ０，ＬＤ１    レーザ光源
２１    パターン検出センサ
２２    比較器
２３    制御部
２５    温度センサ
３０    水平線パターン
３１    斜め線パターン
【図１】
2006256014.tif 000003
【図２】
2006256014.tif 000004
【図３】
2006256014.tif 000005
【図４】
2006256014.tif 000006
【図５】
2006256014.tif 000007
【図６】
2006256014.tif 000008