(57)【要約】【課題】走査光学系から感光体に照射するビームの調整において、実装された走査光学系と等しい精度で測定し、主走査方向と副走査方向における書込ビームの位置ずれを調整可能とする。【解決手段】カラープリンター１０に搭載された走査光学ユニット２０Ｍ〜２０Ｋを対象として、感光体ユニット３０Ｍ〜３０Ｋの感光体表面が実際に設置される位置に、感光体ユニット３０Ｍ〜３０Ｋに換えてビーム調整装置５０を設置し、実際にビームの主走査若しくは副走査を行い、この実測データから補正データを作成する。【選択図】  図１
2006103274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の感光面にビームを走査して像を書き込む画像形成装置に用いられ、前記感光体上の前記ビームの書込位置を調整する画像形成装置用ビーム調整装置であって、
前記画像形成装置に着脱可能に設けられた前記感光体ユニットの設置スペースに対して、前記感光体ユニットに換えて該ビーム調整装置自身が着脱可能とされると共に、
前記ビーム調整装置は、前記ビームを走査する走査方向に沿って複数個の画素を設けた受光センサを、前記ビームの主走査方向に複数個配備したビーム測定手段と、
前記感光体ユニットの設置スペースに前記ビーム測定手段を装着した状態で、前記画像形成装置の前記ビームの走査が実行可能とされ、前記ビームの主走査の際の基準時刻から所定時間内に前記ビーム測定手段が受光した光量データに基づいて、前記ビームの走査方向の実際の書込位置を算出するビーム位置算出手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項２】
前記ビームが前記感光面の走査方向に実際に書き込んだ実際の書込位置と前記ビームの前記走査方向における書込目標位置との位置ずれ量を演算する位置補正量演算手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項３】
感光体の母線方向を主走査方向としてビームを走査することによって前記感光体の感光面上に像を書き込む画像形成装置に用いられ、前記感光体の主走査方向のビームの書込位置を調整する画像形成装置用ビーム調整装置であって、
前記ビーム調整装置自身が、前記画像形成装置に着脱可能に設けられた前記感光体ユニットの設置スペースに対して、前記感光体ユニットに換えて着脱可能とされると共に、
前記ビーム調整装置は、前記主走査方向に沿って複数個の画素を配列した受光センサを、前記主走査方向に複数個配列したビーム測定手段と、
前記ビームの主走査において前記ビーム測定手段が受光した光量データをもとに前記ビームの主走査方向に実際に書き込まれる実書込位置を算出するビーム位置算出手段と、
前記実書込位置とビームを書き込む書込目標位置との主走査方向の位置ずれ量を演算する位置補正量演算手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項４】
前記ビーム測定手段に、前記主走査方向のビーム書込時には、前記画素の配列方向を主走査方向に向け、前記主走査方向に直交する副走査方向のビーム書込時には前記画素の配列方向が副走査方向に向くように、前記受光センサの画素の配列方向を角度変更可能な角度変更手段を備えており、
前記ビーム位置算出手段は、前記ビームの走査において前記ビーム測定手段が受光した光量データをもとに前記ビームの主走査方向および副走査方向に実際に書き込まれる実書込位置を算出する機能を備え、
前記位置補正量演算手段は、前記実書込位置とドットを書き込む書込目標位置との主走査方向および副走査方向の位置ずれ量を演算する機能を備えていることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項５】
前記画像形成装置が、前記主走査方向の位置ずれを補正する倍率誤差補正手段を備え、
前記ビーム調整装置が、前記主走査方向の位置ずれ量を前記倍率誤差補正手段に転送するデータ転送手段を備え、前記画像形成装置の倍率誤差補正手段は、前記データ転送手段から転送された主走査方向の位置ずれ量に基づいて前記倍率誤差を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項６】
前記画像形成装置が、前記副走査方向の位置ずれを補正する走査線曲がり補正手段を備え、
前記ビーム調整装置が、前記副走査方向の位置ずれ量を前記走査線曲がり補正手段に転送するデータ通信手段を備え、前記画像形成装置が該データ通信手段から転送された前記副走査方向の位置ずれ量に基づいて、前記走査線曲がりを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項７】
前記ビーム調整装置が前記画像形成装置に装着されているときに、前記ビーム調整装置は、前記画像形成装置のビーム発光制御手段に対してビームを発光するよう要求し、前記ビーム発光制御手段は当該要求に基づいてビームを発光し、前記ビーム測定手段が当該ビームの発光による前記ビームの実書込位置と書込目標位置との位置ずれ量を計測するように、前記ビーム調整装置と前記ビーム発光制御手段とがデータ通信可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項８】
前記ビーム調整装置は、前記画像形成装置におけるビーム走査開始から所定時間経過した基準時から、所定の位置にある受光センサが受光するまでの検出予定時間に基づいて、当該所定の位置にある受光センサのビーム検出時期を決める検出トリガ信号発生手段を備えていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項９】
前記ビーム調整装置は、前記検出トリガ信号発生手段が発生した検出トリガをもとに、主走査方向に並べた画素に対し、ビームの一走査相当時間だけビームの入射を許容し、それ以外の時間は遮光する入射光遮蔽手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項１０】
前記ビーム調整装置は、前記受光センサを前記主走査方向へ移動させる移動手段と、前記受光センサの移動量を検出する移動量検出手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項１１】
前記ビーム測定手段は、前記感光体の感光面上に結像するビーム像を拡大する拡大検出手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項１２】
前記ビーム測定手段は、前記移動手段により主走査方向に配列された複数個の受光センサ同士の間隔を校正する校正手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項１３】
前記ビーム測定手段の受光センサはラインＣＣＤからなり、前記ビーム位置算出手段は、ラインＣＣＤの各画素が受光した光量データをもとにして、前記ビームの重心位置を計算することによって、ビームの主走査方向又は副走査方向の何れかの書込位置を求めることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置。
【請求項１４】
感光体上にビームを照射して静電方式により像を形成する画像形成装置のビーム調整方法であって、
前記画像形成装置から前記感光体ユニットを取り外した感光体ユニットの設置スペースに、前記ビームの主走査方向又は副走査方向の書込位置を調整するために、前記ビームの主走査方向に複数の画素を有する受光センサを前記主走査方向に複数配置したビーム調整装置を装着し、
前記画像形成装置から前記ビーム調整装置に対して前記主走査方向にビームを走査し、このビームの主走査に係る基準時からの経過時間と所定位置の前記受光センサが受光した光量データとに基づいて、前記ビームの主走査方向の実書込位置と書込目標位置とのずれ量を検出して前記画像形成装置の走査光学系の倍率誤差を調整する工程と、前記ビームの副走査方向の書込位置から前記走査光学系の走査線曲がり量を調整する工程とを有することを特徴とする画像形成装置のビーム調整方法。
【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、画像形成装置は円筒状の感光体を有している。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（像の一致の必要性）。
（像不一致の原因）
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。
（補正技術）
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。
【０００５】
例えば、特開２００２−８６７９５号公報には、走査光学系の走査ビーム光量分布測定装置が開示されている。この測定装置は、書込ビームが感光体上にて位置ずれしたときの位置ずれ量を測定するものであり、測定精度を高めるために、ビーム像を対物レンズで拡大して、ＣＣＤカメラで撮像している。
【０００６】
しかし、この測定装置は、１台のＣＣＤカメラで測定を行っているため、書込ビームの位置の測定は、ＣＣＤカメラを搭載した移動ステージを主走査方向に移動して、測定位置を変えて測定を繰返す方法が取られている。このため、書込ビームの位置の測定に際して、測定のたびに書込ビームを走査する必要があり、一回のビーム走査で１走査領域における複数の位置における書込位置の測定が出来なかった。
【０００７】
即ち、書込ビームの書込開始位置（基準位置）を決める同期センサにおいて、ビームを受光してから反応するまでの反応時間にばらつき等がある場合がある。このようなばらつきがあると、同期検出時刻にばらつきを生じることとなり、この反応時間のばらつきに起因して書込ビームの書込位置にばらつきが生じることがある。このため、走査光学系の倍率誤差の測定精度を高めるには、一個の書込ビームの位置測定精度を高める必要もあるが、一回の走査領域内において２箇所以上でビームの位置測定精度を高めることも必要となる。
【０００８】
また、特開２００２−８６７９５号の測定方法では、主走査方向においてビームの位置の測定精度を高めるために、ビームを拡大しているが、ビームを拡大して検出するための拡大光学素子の焦点距離と、拡大光学素子自身の大きさや結像長さ、及び、ＣＣＤカメラの大きさによって測定系が大きくなり、感光体ユニットの設置スペースに収納できない。従って、従来の測定装置では、所定ドット間隔の倍率誤差の測定精度を高めるために、装置の構成変更のみならず装置の増大化が必要となる。
【０００９】
更に、複数のＣＣＤカメラを使って測定した場合、ＣＣＤカメラの階調によっては、受光した光量データのメインコンピュータへの転送方法にも課題を生じる。すなわち、書込ビームの位置測定精度をおよそ１μｍにした場合、ＣＣＤカメラの階調は１０ビット（１０２４階調）程度が必要である。これに対して、例えば、３台のＣＣＤカメラ（画素数：１００万画素）のデータを取得するには、一般的な画像処理ボードやコンピュータでは、バスの転送速度の制限があるので、一旦、別の大容量な記憶手段等に記憶する必要があり、リアルタイム処理ができないという不具合がある。これを回避するようにバスの転送速度を高めると、装置が高価になる問題がある。
【００１０】
また、レーザービームの光学特性測定及びその測定方法として、特開２００３−２５４８６２号公報に開示されたものが知られている。この測定装置では、感光体上に主走査方向の光学特性を測定する主走査測定部と、副走査方向の光学特性を測定する副走査測定部とのそれぞれに、別々のセンサを設け、複数の光学特性の測定項目に応じて、レーザービームを主走査測定部及び副走査測定部にそれぞれ導くための測定部切替手段によって、複数の光学特性を効率よく測定できるようにしている。
【００１１】
特開２００３−２５４８６２号に示されるものでは、第１に、仮想感光ドラム表面位置の母線方向の三箇所に、ビーム径に対して主走査方向に十分広い幅のスリットと、スリットを通過するビームの受光センサとを、配置し、ビームを感光ドラムの母線方向に走査する構成とされている。光源から発射されたレーザービームは、スリットを通過した後に、受光センサによって検出され、検出した受光センサからの出力信号につき振幅の５０％となる位置を閾値とすることによって、主走査方向のビームの重心位置を測定し、複数の受光センサが検出したビームの重心位置間の時間を測定することで、倍率、片倍率といった調整項目の測定値としている。
【特許文献１】特開２００３−２５４８６２号「光学特性測定装置及び光学特性測定方法」公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記の方法では、受光センサからの出力信号を高速にサンプリングしなければならないという不具合がある。なぜならば、受光センサからの出力信号のピーク値を求め、そこから算出される５０％の閾値に基づいてビーム重心位置となる時間を求める必要があるためである。
【００１３】
即ち、この方法では、例えば、主走査ビーム径６０μｍのビームで、１０００ｍ／ｓｅｃの走査速度で走査させたときに、このビームの光量分布をもとにピーク値（信号振幅）を測定するには、少なくとも、１０サンプル程度ないと測定誤差が大きくなる。この場合、受光センサからの出力をサンプリング間隔６ｎｓｅｃ程度の非常に高速なサンプリングを行えるハードウェアは必要である。また、取得した時系列データの出力データをもとに、ビーム重心位置となる時間を算出する必要がある。
【００１４】
加えて、主走査方向には複数の受光センサが並べられており、これらの受光センサの出力に対し、同様のハードウェアを受光センサのチャンネル数だけ用意しなければならない。ところが、市販されている一般的なタイムインターバルアナライザは２チャンネルであり、複数のチャンネル数に対応させるには、装置が非常に高価なものになり、コストが高くなる不具合を生じる。
【００１５】
さらに、受光センサからの微弱な信号出力を複数配線して、高速なサンプリングを行うため、これらのケーブルは、耐ノイズ対策を強固に施さなければならないという不具合もある。
【００１６】
第２に、上記公報記載のものは、感光体の感光面上に主走査方向の光学特性を測定する主走査測定部と副走査方向の光学特性を測定する副走査測定部をそれぞれ別個に用意し、これらを測定部切替手段の切替えによって、両方の光学特性の測定を行っている。当該公報の発明では、切替手段として、回転機構や反射鏡及びその駆動機構を測定装置に付加しているが、これらの機構を測定装置に備えることは測定装置の大型化をもたらすこととなり、画像形成装置の感光体ユニットの設置スペースに入れることはできない。従って、実際の画像形成装置内において光学特性の測定を行えないという不具合がある。
【００１７】
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、完成された画像形成装置の感光体に照射する書込ビームの調整において、実装された走査光学系と等しい精度の測定と調整を可能とし、第１に主走査方向の書込ビームの位置ずれを調整し、第２に主走査方向と副走査方向の両方の書込ビームの位置ずれを調整可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本願の請求項１の画像形成装置用ビーム調整装置では、感光体の感光面にビームを走査して像を書き込むときに前記ビームの書込位置を調整する画像形成装置用ビーム調整装置において、前記画像形成装置に着脱可能に設けられた前記感光体ユニットの設置スペースに対して、前記感光体ユニットに換えて該ビーム調整装置自身が着脱可能とされているものであり、ビーム調整装置は、ビームを受光するビーム測定手段と、ビーム位置算出手段とを備えている。ビームの書込目標位置と実際のビームの書込位置とのずれ量を調整するために、ずれ量を測定検出する必要がある。そこで、ビーム測定手段は、ビームを走査する走査方向に沿って複数個の画素を設けた受光センサを前記走査方向に複数個配備している。
【００１９】
ビーム調整装置は感光体ユニットの設置スペースに装着された状態で、画像形成装置側からビームの走査が実行可能とされている。ビーム測定装置において受光センサの主走査方向の位置は容易且つ正確に判明するので、ビーム位置算出手段は、ビームの走査の際の基準時（例えば、走査されたビームの検出時、或いは所定時間経過後でも良い）から所定の経過時間内にビーム測定手段が受光した光量データに基づいてビームの走査方向の実際の書込位置を算出できる。
【００２０】
請求項１の画像形成装置用ビーム調整装置においては、ビームの目標位置と実際の書込位置のずれ量を補正するために、前記感光面の走査方向に実際に書き込んだ実際のビームの書込位置と、ビームの走査方向における書込目標位置との位置ずれ量を演算する位置補正量演算手段は画像形成装置のマイクロプロセッサ等に設けられることも考えられるが、請求項２の画像形成装置用ビーム調整装置はこの位置補正量演算手段を備えている。なお、通常ビームの走査方向は、円筒型感光体の軸方向を主走査方向とし、軸回り方向を副走査方向とするが、主走査方向のみならず副走査方向のビーム書込補正も行われる。
【００２１】
更に、請求項３の画像形成装置用ビーム調整装置は、ビーム調整装置自身が、画像形成装置に着脱可能に設けられた感光体ユニットの設置スペースに対して、感光体ユニットに換えて着脱可能とされるものである。ビーム調整装置は、ビーム測定手段と、ビーム位置算出手段と、位置補正量演算手段とを備えたものであり、ビーム測定手段は、ビームの主走査方向に沿って複数個の画素を配列した受光センサを、主走査方向に複数個配列したものである。ビーム位置算出手段は、ビームの主走査においてビーム測定手段が受光した光量データをもとにビームの主走査方向に実際に書き込まれる実書込位置を算出するものであり、位置補正量演算手段は、実書込位置とビームを書き込む書込目標位置との主走査方向の位置ずれ量を演算する。
【００２２】
ビーム調整装置を画像形成装置側に装着する際に、感光体ユニットとビーム調整装置の設置互換性を持たせるために、画像形成装置及びビーム調整装置の両者に、感光体の感光面に書込用のビームが結像するのと同様に、ビームの結像する位置にビーム測定手段を位置させる取付手段を設ける。
【００２３】
請求項４の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項３の画像形成装置用ビーム調整装置において、ビーム測定手段に、主走査方向のビーム書込み時には、受光センサの画素の配列方向を主走査方向に向け、主走査方向に直交する副走査方向のビーム書込み時には前記受光センサの画素の配列方向を副走査方向に向くように、受光センサの画素の配列方向を角度変更可能な角度変更手段を備えている。ビーム位置算出手段は、ビームの走査においてビーム測定手段が受光した光量データをもとに、ビームの主走査方向および副走査方向に実際に書き込まれる実書込位置を算出する機能を備え、位置補正量演算手段は、実書込位置とドットを書き込む書込目標位置との主走査方向および副走査方向の位置ずれ量を演算する機能を備えている。
【００２４】
請求項５の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項１乃至請求項４の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置において、画像形成装置が主走査方向の位置ずれを補正する倍率誤差補正手段を備え、ビーム調整装置が、主走査方向の位置ずれ量を倍率誤差補正手段に転送するデータ転送手段を備え、画像形成装置の倍率誤差補正手段は、データ転送手段から転送された主走査方向の位置ずれ量に基づいて倍率誤差を補正することを特徴とする。
【００２５】
請求項６の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項１乃至請求項５の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置において、画像形成装置が、副走査方向の位置ずれを補正する走査線曲がり補正手段を備え、ビーム調整装置が、副走査方向の位置ずれ量を走査線曲がり補正手段に転送するデータ通信手段を備え、画像形成装置がデータ通信手段から転送された副走査方向の位置ずれ量に基づいて、前記走査線曲がりを補正することを特徴とする。
【００２６】
請求項７の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項１乃至請求項５の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置において、ビーム調整装置が画像形成装置に装着されているときに、ビーム調整装置は、画像形成装置のビーム発光制御手段に対してビームを発光するよう要求し、ビーム発光制御手段は当該要求に基づいてビームを発光し、ビーム測定手段が当該ビームの発光によってビームの実書込位置と書込目標位置との位置ずれ量を計測するように、ビーム調整装置とビーム発光制御手段とがデータ通信可能であることを特徴とする。
【００２７】
請求項８の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項７の画像形成装置用ビーム調整装置において、ビーム調整装置は、画像形成装置においてビームの走査を開始した時、或いは、ビーム走査開始から所定時間（例えば、ビームを発光してから、或いは、センサがビームを検出してから検出信号を出力するまでの時間）経過した時の基準時から、所定の位置にある受光センサが受光するまでの検出予定時間に基づいて、当該所定の位置にある受光センサのビーム検出時期を決める検出トリガ信号発生手段を備えていることを特徴とする。
【００２８】
請求項９の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項１乃至請求項８の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置において、ビーム調整装置は、検出トリガ信号発生手段が発生した検出トリガをもとに、主走査方向に並べた画素に対し、ビームの一走査相当時間だけビームの入射を許容し、それ以外の時間は遮光する入射光遮蔽手段を備えていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１０の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項１乃至請求項９の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置において、ビーム調整装置は、受光センサを前記主走査方向へ移動させる移動手段と、前記受光センサの移動量を検出する移動量検出手段を備えていることを特徴とする。
【００３０】
請求項１１の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項１乃至請求項１０の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置において、前記ビーム測定手段は、前記感光体上に結像するビーム像を拡大する拡大検出手段を備えていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１２の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項１乃至請求項１１の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置において、前記ビーム測定手段は、前記移動手段により主走査方向に配列された複数個の受光センサ同士の間隔を校正する校正手段を備えていることを特徴とする。
【００３２】
請求項１３の画像形成装置用ビーム調整装置は、請求項１乃至請求項１２の何れか記載の画像形成装置用ビーム調整装置において、ビーム測定手段の受光センサはラインＣＣＤからなり、前記ビーム位置算出手段は、ラインＣＣＤの各画素が受光した光量データをもとにして、前記ビームの重心位置を計算することによって、ビームの主走査方向又は副走査方向の何れかの書込位置を求めることを特徴とする。
【００３３】
請求項１４の画像形成装置のビーム調整方法は、感光体上にビームを照射して静電方式により像を形成する画像形成装置のビーム調整方法であって、前記画像形成装置から前記感光体ユニットを取り外した感光体ユニットの設置スペースに、前記感光体上に照射されるビームの主走査方向又は副走査方向の書込位置を検出するために前記ビームの主走査方向に複数の受光センサを配置したビーム調整装置を装着し、ビーム発光に係る基準時から所定時間だけ前記受光センサに対しビームを照射し、前記複数の受光センサの間隔で決まる区間ごとに、前記ビームの主走査方向の実書込位置と書込目標位置とのずれ量を検出して前記画像形成装置の走査光学系の倍率誤差を調整する工程と、前記ビームの副走査方向の書込位置から前記走査光学系の走査線曲がり量を調整する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本願の請求項１の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、画像形成装置に着脱可能に設けられた感光体ユニットに換えてビーム調整装置自身が着脱可能とされ、感光体ユニットが画像形成装置に装着された状態でビームの走査が実行可能とされるので、ビーム位置算出手段は、感光体ユニットが設置された状態のビームの走査方向の実際の書込位置を算出でき、ビームの目標位置と実際の書込位置のずれ量を補正するために、前記感光面の走査方向に実際に書き込んだ実際のビームの書込位置と、ビームの走査方向における書込目標位置との位置ずれ量を演算して補正できる。
【００３５】
本願の請求項２の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、ビーム調整装置が位置補正量演算手段を備えているので、例えば、ビーム調整装置に搭載したマイクロプロセッサやインターフェースを介してパーソナルコンピュータに演算プログラムを自在に組み込んで処理ができ、画像形成装置のマイクロプロセッサ側にあまり負担をかけない。
【００３６】
本願の請求項３の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、請求項１、２の画像形成装置のように、ビーム調整装置を画像形成装置側に装着する取付手段が感光体の感光面に書込用のビームが結像するのと同様に、ビームの結像する位置にビーム測定手段を位置させるので、感光体ユニットとビーム調整装置の設置互換性を持たせることができる。
【００３７】
そして、ビーム調整装置自身が画像形成装置の感光体ユニットに換えて着脱可能とされるので、ビーム測定手段によって感光体に現実に照射されるビームの結像位置を測定できる。ビーム位置算出手段はビーム測定装置が測定した光量データをもとにビームの主走査方向に実際に書き込まれる実書込位置を算出し、位置補正量演算手段は、実書込位置とビームを書き込む書込目標位置との主走査方向の位置ずれ量を演算することができる。
【００３８】
本願の請求項４の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、ビーム測定手段に、受光センサの画素の配列方向を角度変更可能な角度変更手段を備えているので、主走査方向と副走査方向のずれ量の測定及び演算をすることができる。
【００３９】
本願の請求項５の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、画像形成装置が主走査方向の位置ずれを補正する倍率誤差補正手段を備え、ビーム調整装置が、主走査方向の位置ずれ量を倍率誤差補正手段に転送するデータ転送手段を備えているので、ビーム調整装置から位置ずれ情報をデータ転送手段から画像形成装置に送信して記憶させることにより、倍率誤差補正手段は、転送された主走査方向の位置ずれ情報に基づいて倍率誤差を補正することができる。
【００４０】
本願の請求項６の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、画像形成装置が副走査方向の位置ずれを補正する走査線曲がり補正手段を備え、ビーム調整装置が、副走査方向の位置ずれ量を走査線曲がり補正手段に転送するデータ通信手段を備えているので、ビーム調整装置から位置ずれ情報をデータ転送手段から画像形成装置に送信して記憶させることにより、画像形成装置がデータ通信手段から転送された副走査方向の位置ずれ量に基づいて、前記走査線曲がりを補正することができる。
【００４１】
本願の請求項７の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、ビーム調整装置とビーム発光制御手段とがデータ通信可能であるので、ビーム調整装置が画像形成装置に装着されているときに、ビーム調整装置は、画像形成装置のビーム発光制御手段に対してビームを発光するよう要求し、ビーム発光制御手段は当該要求に基づいてビームを発光し、ビーム測定手段が当該ビームの発光によってビームの実書込位置と書込目標位置との位置ずれ量を計測することができる。
【００４２】
本願の請求項８の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、ビーム調整装置は受光センサのビーム検出時期を決める検出トリガ信号発生手段を備えているので、画像形成装置がビームを走査する時に、一回のビームの走査開始から走査終了までの時間を正確に限定でき、一回のビームの走査に受光センサが受光する光量を正確に測定して、正確な光量データを得ることができる。
【００４３】
本願の請求項９の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、ビーム調整装置は、検出トリガ信号発生手段が発生した検出トリガをもとに、ビームの一走査相当時間だけビームの入射を許容し、それ以外の時間は遮光する入射光遮蔽手段を備えているので、ビームの一回の走査時に受光センサが受光する期間を制限でき、受光センサの受光光量を正確に測定できる。
【００４４】
本願の請求項１０の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、ビーム調整装置は、受光センサを主走査方向へ移動させる移動手段と、受光センサの移動量を検出する移動量検出手段を備えているので、ビーム測定手段が感光体の走査方向のどこの位置にあるかを正確に測定でき、ビーム測定手段の移動位置とビームの走査方向の位置とを加算することで、ビームの走査方向の絶対位置を測定できると共に、感光体の全域にわたってビームの書込目標位置と実際の書込位置とのずれを細かく測定・算出して補正できる。
【００４５】
本願の請求項１１の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、ビーム測定手段は、前記感光体上に結像するビーム像を拡大する拡大検出手段を備えているので、ずれ量をより正確に測定・算出して補正することができる。
【００４６】
本願の請求項１２の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、ビーム測定手段は、移動手段により主走査方向に配列された複数個の受光センサ同士の間隔を校正する校正手段を備えているので、ビーム調整装置に複数個ある受光センサの間隔或いは位置を正確に調整することができる。
【００４７】
本願の請求項１３の画像形成装置用ビーム調整装置によれば、ビーム測定手段の受光センサはラインＣＣＤからなり、ビーム位置算出手段は、ラインＣＣＤが受光した光量データをもとにして、ビームの重心位置を計算することによって、ビームの主走査方向又は副走査方向の何れかの書込位置を求めるので、光量分布データを近似式に近似することで、データの補正処理が行われ、光量分布のピーク値のみを使って算出した場合に比べて、ビームの重心位置を元に算出される光書込ビームの主走査書込位置、副走査書込位置の測定分解能が上がり、ノイズに対しても正確に算出できる。
【００４８】
請求項１４の画像形成装置のビーム調整方法によれば、画像形成装置において感光体ユニットの代わりにビーム調整装置を装着し、実際にビームをビーム調整装置に当ててビームのずれ量を測定するので、実使用状態で主走査方向の書込位置から受光センサの間隔で決まる区間ごとに、画像形成装置の走査光学系の倍率誤差の調整や、走査光学系の走査線曲がり量の調整を正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
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。
【００５０】
このビーム調整装置５０を概略説明すると、ビーム調整装置５０は、画像形成装置（ここではカラープリンター１０に適用している）のビーム走査光学系から感光体に照射するビームの調整において、実装された走査光学系と等しい精度でビームの書込位置を測定し、主走査方向と副走査方向における書込ビームの位置ずれを調整可能とするものであって、カラープリンター（画像形成装置）に搭載された走査光学系を対象として、感光体ユニット３０Ｍ〜３０Ｋの感光面Ｒが実際に設置される位置に、感光体ユニット３０Ｍ〜３０Ｋに換えてビーム調整装置５０を装着し、実際にビームの主走査若しくは副走査を行って、この実測データから補正データを作成し、発光のタイミング調整を行って主走査方向の調整を行い、走査光学系ユニット１０の副走査方向の調整を行って副走査方向の倍率誤差の調整を行うものである。
【００５１】
図１は本発明の第1の実施例についてビーム調整装置の概略構成を示したものであり、図１において、１０は画像形成装置としてのカラープリンター、２０はカラープリンター１０の走査光学系ユニット、５０はビーム調整装置を示す。また、図２は実施の形態に係わるカラープリンター１０のビームの発光制御の関するブロック図である。このビーム調整装置５０は、図３に示すカラープリンター１０の感光体ユニット３０Ｍ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに換えて、それらの設置スペースＳに装着可能とされ、ビーム調整装置５０のビームを検出する面Ｒは感光体ユニット３０Ｍ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの感光面と一致するように設置される。
【００５２】
（カラープリンター１０の概要）
図３はカラープリンター１０の側面であって感光体ユニットの着脱口近傍の内部構成を示す。図３に示すように、カラープリンター１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋを備えており、この感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに対してそれぞれ走査光学系ユニット２０を備えている。カラープリンター１０には、感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの設置スペースＳが形成されている。
【００５３】
感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの筐体上部には、円筒形の感光体の軸方向に鍔状に延びる取付部３１Ａ（取付部材）が形成されており、取付部３１Ａは円周の接線方向に突出している。設置スペースＳの上部には、感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋを取り付けるために、カラープリンター１０側の取付部材３１Ｂが形成されている。取付部材３１Ｂは取付部３１Ａを感光体の軸方向から挿入する挿入溝３１Ｃを備えており、取付部３１Ａの鍔状の突起部を挿入溝３１Ｃの奥まで挿入したときに、感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの各々が各設置スペースＳに固定され、ビーム調整装置５０のビームを検出する感光体面Ｒが感光体ユニット３０Ｍ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの感光面と一致するように設置されるようになっている。
【００５４】
感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは同一構成であるので、その中の感光体ユニット３０Ｍについて説明し、その他の感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｋについては感光体ユニット３０Ｍの説明を援用し、個々の説明を省略する。
【００５５】
走査光学系ユニット２０及びトナーユニットは感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋのそれぞれに応じて設置されている。感光体ユニット３０Ｍは、円筒形の感光体３２（図５参照）と感光体３２を支持する筐体３３（図４参照）とを有し、筐体３３に形成された照射口（図示せず）を介して感光体３２の外周部の感光面に走査光学系ユニット２０からレーザービームが照射される。
【００５６】
また、カラープリンター１０は、走査光学系ユニット２０と、マイクロコンピュータ及び周辺回路を備えた制御部４０と、パルス幅変調部４１と、走査線曲がり補正部４２（走査線曲がり補正手段）とを備えている。制御部４０は、画像データを書き込むための生成するＬＤ発光パターン制御部４３を備えている。パルス幅変調部４１は、ＬＤ発光パターン制御部４３からの画像データに基づいてレーザーダイオード２１を発光させるパルス幅及びパルス発光時期を定めた駆動信号を生成し、フォトダイオード２３からの水平同期信号２６によりレーザーダイオード２１にパルス発光の駆動信号を出力する。
【００５７】
さらに、カラープリンター１０には、各感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの表面を一様に帯電させる帯電器（図示せず）と、対応する感光体３２の表面を露光走査して静電潜像を形成する走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋ（図５参照）と、所定の色のトナーを含有する現像剤を保持するとともに対応する感光体３２との間に現像バイアスを印加する現像器（図示せず）と、プリンター用紙と感光体３２との重合装置となる搬送転写ベルトの搬送面の裏面側に配置されて対応する感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋとの間に転写バイアスを印加する転写器（図示せず）と、トナー像転写後の各感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの表面に残存するトナーを除去するクリーナー（図示せず）と、各感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ表面の電荷を一掃する除電器（図示せず）などがそれぞれ配置されている。
【００５８】
以上のような構成において、各感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ上に周知の電子写真プロセスで形成されたＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋの各色のトナー画像は、各感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ上を搬送されるプリンター用紙の上に順次転写される。これにより、プリンター用紙上にはＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋの各色のトナー画像が重ね合わされて転写され、カラー画像が形成される。
【００５９】
（走査光学系ユニット２０）
図５は走査光学系ユニット２０の走査光学系の概略を示している。走査光学系ユニット２０は、レーザービームを照射する光源となるレーザーダイオード２１と、コリメートレンズ２２Ａと、ビーム整形レンズ２２Ｂと、レーザービームの走査開始位置を検出する同期検知用フォトダイオード２３と、レーザービームを走査するポリゴンミラー２４と、Ｆθレンズ系２５と、ミラー２７、レンズ２８とを備えている。
【００６０】
レーザーダイオード２１から照射されたレーザービームはコリメートレンズ２２Ａと整形レンズ２２Ｂを透過するときに整形され、ポリゴンミラー２４の反射面で反射されてＦθレンズ系２５を透過し、ミラー２７で反射された後にレンズ２８を通って感光体３２の感光面に結像し、像を書き込む。レーザーダイオード２１は、パルス幅発生部変調部４１からの発光パルスの駆動信号により発光する。
【００６１】
ポリゴンミラー２４は、図示しないモーターによって図５の矢印Ａ１方向に回転し、感光体３２の母線方向にレーザービームを走査する。フォトダイオード２３は走査が開始された書込用のレーザービームを検出して走査が開始されたことを検出し、水平同期信号２６をパルス幅発生部２８に送信する。パルス幅発生部２８には制御部４０（図２参照）の画像処理部２９から画像データが入力される。パルス幅発生部２８は、フォトダイオード２３の出力した水平同期信号２６によってレーザーダイオード２１を発光させる駆動信号の位相を揃えて同期させると共に、画像処理部２９から受信した画像データ信号に基づいてレーザーダイオード２１を発光させる駆動信号を作成してレーザーダイオード２１に出力する。
【００６２】
（ビーム調整装置５０）
図６〜図１１はビーム調整装置５０の断面構成或いはラインセンサ６１（受光センサ）の配置状態を示す。ビーム調整装置５０は、取付部３１Ａを介してスペースＳ内に装着されたとき、ビーム調整装置５０のビーム測定位置が感光体面Ｒ上に一致するように構成されている。ビーム調整装置５０は取付用のベース５１を備えており、ベース５１は取付部３１Ｂの取付溝３１Ｃに挿入される取付部３１Ａを備えている。ベース５１は略長方形状の平面形状を有しており、長手方向の両端部に側板部５２（図１参照）をそれぞれ備えている。
【００６３】
図１の平面構成に示すように一対の側板部５２間には１組のシャフト５３Ａが設けられており、１組の平行なシャフト５３Ａにスラスト軸受５３が軸方向にスライド自在に装着されている。軸受５３は移動ステージ５４（ビーム測定手段）に固定されており、移動ステージ５４にはシャフトタイプのリニアモーター５５が設けられている。リニアモーター５５のシャフト５５Ａは側板部５２に取り付けられており、リニアモーター５５の駆動により、移動ステージ５４がベース５１の長手方向に移動可能とされている。移動ステージ５４はリニアモーター５５が設けられることで、省スペースとされている。尚、この移動ステージ５４の形状やシャフト５３Ａ或いは軸受５３の配置位置や形状はこの図に示すものに限らないのは勿論であり、設計に応じて適宜調整可能である。
【００６４】
移動ステージ５４の縦板部５４Ａには、移動ステージ５４の移動量を検出する位置検出ヘッド５７が設けられている。位置検出ヘッド５７の対向する位置にあるベース５１の縦板部５１Ｂには、位置検出ヘッド５７の移動量を計測する位置検出スケール５８が取り付けられている。位置検出ヘッド５７と位置検出スケール５８は、一例として発光素子と受光素子で構成され、位置検出ヘッド５７には発光素子が用いられ、位置検出スケール５８には受光素子が用いられる。位置検出スケール５８の検出結果はビーム調整装置５０のステージ位置検出部８７（図２参照）に送信されて、ステージ位置検出部８７によって、測定ヘッド６０の主走査方向の位置が検出される。
【００６５】
移動ステージ５４には、ラインＣＣＤからなるラインセンサ６１を備えた測定ヘッド６０が所定の間隔で８個取り付けられている。移動ステージ５４は、図６に示すように傾斜したベース板部５６を有しており、このベース板部５６には、ラインセンサ６１の角度変更手段を構成する、一対のラック５９、ギア６０Ａ、ギア６３、ステッピングモーターＭ１で設けられている。
【００６６】
一対の平行なラック５９は、相互の対向面にギアの歯列からなるラックが形成されており、移動ステージ５４において軸方向にスライド可能に移動可能に支持されている。５９Ａはラック５９を支持するガイドである。一対のラック５９の対向する歯列の間に円形のギア６０Ａとギア６３が挟まれており、ステッピングモーターＭ１が回転してギア６３が回転することにより、ラック５９がスライドし、ギア６０Ａが回転する。
【００６７】
このギア６０Ａに測定ヘッド６０が取り付けられている。ギア６０Ａの回転軸（図示せず）は移動ステージ５４に回転自在に保持されている。測定ヘッド６０は、ラインＣＣＤからなる一次元のラインセンサ６１とビーム拡大素子６２とで構成される。図８に示すように、ラインセンサ６１は長方形状の平面形状を有し、長方形のラインセンサ６１の長手方向に受光素子からなる画素が複数配列されている。ビーム拡大素子６２は、ラインセンサ６１が拡大されたビームを受光出来るように、ラインセンサ６１の上に搭載されて固定されている。このビーム拡大素子６２はラインセンサ６１に必ず装着されている必要はなく、必要に応じて着脱可能であっても良いし、所定位置に取り付けるために治具が設けられていても良い。
【００６８】
ビーム拡大素子６２は繊維方向をビームの方向に向けて束にした光ファイバからなる光学素子であり、カラープリンター１０に感光体ユニット３０Ｙがセットされているときに、その感光体３２の感光面にビーム拡大素子６２が位置するようにセットされる。
【００６９】
図１２に示すように、走査光学系ユニット２０から照射される書込用のビームは感光体３２の感光面の表面で結像するように設定されており、ビームはビーム拡大素子６２で拡大された後に、ラインセンサ６１により受光される。ラインセンサ６１で取得した光量データは、図２のビーム位置検出部８７において、ビーム位置データをそれぞれ算出するために使用される。このビームの受光量の測定は、複数のラインセンサ６１において同時に行われる。
【００７０】
図７は移動ステージ５４のスライド機構を示す。一対のラック５９の歯の間には駆動ギア６３が噛み合わされており、駆動ギア６３はステッピングモーター６４の回転軸に固定されている。ステッピングモーター６４はビーム調整装置５０からの命令により回転して駆動ギア６３を所定方向に９０°回転させ、ラック５９を長手方向にスライドさせて、ギア６０Ａを９０°回転させる。ステッピングモーターＭ１の回転によって、その回転軸に取り付けられたギア６０Ａが回転し、ラインセンサ６１がラック５９と平行に移動する。ステッピングモーターＭ１の回転方向の違い及び回転数により、ラインセンサ６１の画素がビームの主走査方向に向けられたり、ラインセンサ６１の画素が副走査方向に向けられたり、変更される。
【００７１】
これによって、ラインセンサ６１がギア６０Ａの中心を中心として回転し、ラインセンサ６１をビームの主走査方向に向けたり、副走査方向に向けたり、測定方向を変えることが出来るようになっている。
【００７２】
ビーム拡大素子６２にはビーム光学系からの書込ビームが照射される。図６の矢印Ｂに示すように、測定ヘッド６０を載せた部分は、感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに装着した場合の感光体３２の回転中心を中心として回動可能とされ、角度を調整した後にも角度を維持可能とされている。
【００７３】
これによって、複数の感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋにおいて水平面に対するビームの角度が異なっていても、一つのビーム調整装置５０によって感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの全部の補正・修正が可能となる。
【００７４】
すなわち、感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは合計４個配備されるが、ビーム光学系は１つの場合もある。１つのビーム光学系から複数の感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋにビームを走査する場合には、感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが変わるごとにビームの角度は異なってくる。また、各感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋにビーム光学系が一つずつ設置される場合には、感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの設置場所等の他の要因もあるため、ビームの角度は異なる。
【００７５】
従って、ビーム調整装置５０においてビームを受光するラインセンサ６１の角度が図６矢印Ｂ方向に変更調整可能であると、感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに代わって実際のビーム位置を検出する場合に、ビーム調整装置５０が１つで足りることとなり、汎用性があることとなる。
【００７６】
また、測定ヘッド６０は、移動ステージ５４に搭載された状態でシャフト５３Ａの軸方向にスライド自在とされ、リニアモーター５５の駆動により、移動ステージ５４がベース５１の長手方向に移動可能とされる。位置検出ヘッド５７が位置検出スケール５８の移動を検出し、ビーム調整装置５０のステージ位置検出部８７が移動量を演算することによって、測定ヘッド６０の主走査方向の位置が検出される。
【００７７】
（ビーム調整装置５０の校正装置）
ところで、感光体３２の主走査方向の倍率誤差を測定するために、ビーム調整装置５０の移動ステージ５４上には、複数のラインセンサ６１が設置されているが、２つのラインセンサ６１が各々受光したビーム位置から倍率誤差を求めるためには、２つのラインセンサ６１の配置間隔を正確に把握しておく必要がある。
【００７８】
しかし、各々のラインセンサ６１の間隔をμｍ単位で正確に設定することは困難性を伴うので、予めラインセンサ６１同士の間隔を測定して、その補正量を算出して記憶しておき、ビーム位置の測定結果に補正量を加減する方法をとる。
【００７９】
図１０は、このためのビーム調整装置５０のラインセンサ６１の間隔を校正する校正装置を示す。ビーム調整装置５０は図示しない測定ベースの上に配置する。測定ベースはピンホールユニット７０と光源７１とを有する。光源７１とピンホールユニット７０は光ファイバ７２で接続されており、光源７１からの光が光ファイバ７２を通ってピンホールユニット７０に到達すると、ピンホールユニット７０のピンホールを通過することにより点光源の光が照射される。ピンホールの直径はおよそ５０μｍである。
【００８０】
ラインセンサ６１の各位置を求める場合、ピンホールユニット７０は、図示しない支持装置によってビーム調整装置５０に対して定位置にセット、測定位置を固定する。一対の側板部５２からピンホールユニット７０の位置検出スケール５８方向の距離を求める。すなわち、左右何れかの側板部５２を基準として決め、基準となる側板部５２から位置検出スケール５８に沿った方向のピンホールユニット７０の距離を求める。
【００８１】
一例として、ピンホールユニット７０は位置検出スケール５８の中央部に設置し、ピンホールユニット７０から発射されるビームが位置検出スケール５８に対して直角に照射されるように、セットする。
【００８２】
ピンホールユニット７０から照射されるビームは、測定ヘッド６０の各ラインセンサ６１に照射される。測定ヘッド６０が受光した点光源の主走査方向の位置は、ラインセンサ６１に設けられた複数の画素が受光した光量分布の重心位置に基づいて検出される。
【００８３】
各ラインセンサ６１における光量分布の重心位置を検出する場合には、移動ステージ５４を所定ピッチで移動させる。この移動ステージ５４の移動量は位置検出ヘッド５７と位置検出スケール５８によって正確に測定される。
【００８４】
すなわち、ピンホールユニット７０のビーム照射位置を基準点とした場合、測定対象となるラインセンサ６１のビーム拡大素子６２が位置するべき適正部位（複数の画素の中心部）に、ピンホールユニット７０のビーム照射口をセットし、光源７２からビームをラインセンサ６１に照射する。そのときのラインセンサ６１の光量データを取得すると、ラインセンサ６１における光量分布の重心位置が求められる。
【００８５】
他方、このときの移動ステージ５４の定点から基準側板部５２までの距離と、移動ステージ５４の定点から測定対象のラインセンサ６１の定点までの距離と、測定対象のラインセンサ６１における定点から画素中心部までの距離の合計により、測定対象ラインセンサ６１の画素心部から基準側板部５２までの総計距離が求められる。
【００８６】
従って、例えば基準側板部５２から光量分布の重心位置までの離隔距離と、測定対象ラインセンサ６１の画素中心部から基準側板部５２までの距離との違いがラインセンサ６１の設置上の「ずれ」として算出できる。すなわち、各々のラインセンサ６１の主走査方向における適正位置を演算できる。
【００８７】
本実施例では、移動ステージ５４における一次元ラインセンサ６１の設置間隔は２５ｍｍであるので、移動ステージ５４の移動量は２５ｍｍとし、８個のラインセンサ６１による測定をそれぞれ行う。移動量の正確さにつき、位置検出スケール５８の測定分解能は０．１μｍであり、移動ステージ５４の送り精度は３σで０．３μｍｍ程度である。これに対して、ピンホールの測定ばらつきは、３σでおよそ０．７μｍ程度である。補正後の倍率誤差の測定による一次元ラインセンサ６１の配置誤差は１μｍ程度であることを見込むことが出来る。
【００８８】
（ラインセンサの検出回路）
図１１はビーム調整装置５０の一次元ラインセンサ６１の検出回路の構成を示す。既に述べたとおり、ラインセンサ６１に配置されたビーム拡大素子６２は画像書込用のビームの結像位置に配置され、ビームがビーム拡大素子６２に導かれてラインセンサ６１に受光される。このラインセンサ６１にはＣＭＯＳ型のラインＣＣＤが用いられている。ＣＭＯＳ型のラインＣＣＤは、極めて低い暗電流であり、また、大飽和電荷量のため、広いダイナミックレンジを得ることが出来、画素（受光素子）ごとの感度ムラも１％以下と小さいため、非常に精度良く受光し、走査状態における書込ビームの光強度を測定できるようになっている。
【００８９】
ビーム調整装置５０の検出回路において、６５はラインセンサ６１の駆動部としてＤＣ電源部、６６はクロックジェネレータ、６７はＡ／Ｄコンバータ、６８はマイクロプロセッサである。ＤＣ電源部６５は、クロックジェネレータ６６からのクロック信号に基づいてＣＭＯＳ型のラインセンサ６１を駆動させる。ラインセンサ６１の各画素の読み出し速度は、クロックジェネレータ６６からのクロック信号のクロック周波数によって決まるが、本実施例では、例えば最大５ＭＨｚとされている。ラインセンサ６１には検出トリガ信号としてスタートパルス信号が入力されるようになっている。ビームの書込位置を実測する場合、この検出トリガ信号は、ビーム調整装置５０のマイクロプロセッサ６８か、若しくは、カラープリンター１０のマイクロプロセッサ等からラインセンサ６１に出力される。
【００９０】
ラインセンサ６１では、スタートパルス信号がＯＦＦからＯＮに変わると、所定クロック数の経過後からラインセンサ６１の画素は受光可能な状態となり、全画素において受光光量に応じた光量の同時蓄積が始まる。このスタートパルス信号のＯＮ／ＯＦＦの切換は、いわゆる、書込ビームの遮蔽手段（シャッター機能）と等しい機能を有している。スタートパルス信号をＯＮからＯＦＦに切り換えると、所定クロック数の経過後、今度はラインセンサ６１の画素は受光不可能な状態となる。
【００９１】
従って、書込ビームの主走査或いは副走査の開始につき、ラインセンサ６１の受光開始と受光終了について基準時刻を定め、所定の時刻から所定の時刻までのクロック数を定めてスタートパルス信号のＯＮ／ＯＦＦの切換を行うと、所定の位置のラインセンサ６１が受光光量からラインセンサ６１の書込位置が求められる。
【００９２】
（光量データの取り込み動作）
次に、ラインセンサ６１の受光したの光量データをマイクロプロセッサ６８に取り込む場合の動作について説明する。ラインセンサ６１の各画素の光量データは、スタートパルス信号がＯＮからＯＦＦになった後、所定のクロック数が経過してから、画素が蓄積した光量に応じた電圧値が、ラインセンサ６１の出力部からアナログ値として出力される。この出力信号はＡ／Ｄコンバータ６７に入力され、Ａ／Ｄコンバータ６７はデジタル変換してビーム調整装置５０のマイクロプロセッサ６８に取り込む。
【００９３】
このとき、Ａ／Ｄコンバータ６７がデータを取り込むタイミングは、スタートパルス信号がＯＮからＯＦＦになる立ち下がり信号を外部トリガ信号として用い、変換のサンプリング間隔は前記クロック信号の逆数とし、一定とする。
【００９４】
ビーム調整装置５０は、複数のラインセンサ６１からの出力値を取り込む必要があるので、Ａ／Ｄコンバータ６７は多チャネルを有するものを設置する。また、測定は走査ビームの一走査期間中に行われ、複数のラインセンサ６１の各画素に同時蓄積された光量データを読み込む必要があるので、各チャネルのＡ／Ｄコンバータ６７は同時変換できるものであり、且つ、一次記憶できるメモリ内蔵のものを用いる。Ａ／Ｄコンバータ６７は、８チャネルまで同時変換可能で変換時間が２０μｓｅｃ程度の市販品を用いる。例えば、ラインセンサ６１の画素数が５１２の場合、クロック信号の周波数を５０ｋＨｚとし、Ａ／Ｄコンバータのサンプリング間隔を２０μｓｅｃとすると、およそ１０ｍｓｅｃで８個の全てのラインセンサ６１の５１２個の画素が受光した光量データを全てデジタル変換してマイクロプロセッサ６８に取り込むことが出来る。
【００９５】
（ビーム調整装置５０のシステム構成）
図２は、ビーム調整装置５０のシステム構成を示す。ビーム調整装置５０はビーム調整のための調整制御部８０を有する。この調整制御部８０は、制御用のマイクロプロセッサ６８とデータ通信のための通信回路その他記憶装置及び周辺回路等からなる。調整制御部８０のマイクロプロセッサ６８は、ビーム調整のための制御プログラム及びデータ部を有する。
【００９６】
マイクロプロセッサ６８は、シリアルケーブル等の物理的なデータ転送部８１を介してカラープリンター１０のマイクロプロセッサと接続される。マイクロプロセッサ６８の通信部８２は、通信制御を行うプログラムからなり、データ転送部８１を介してカラープリンター１０と通信可能とされ、ビーム調整装置５０からポリゴンミラー２４のモーターへの駆動信号の授受は、通信部８２を用いて行われる。
【００９７】
（カラープリンター側の発光制御）
カラープリンター１０側の制御部４０（マイクロプロセッサ）は、ＬＤ発光パターン制御部４３から画像データをパルス幅変調部４１に出力する。パルス幅変調部４１は、例えば１走査分の画像データ（複数の走査分の画像データでも良い）を、１走査にかかるクロック数に基づいてパルス発光の時期及び個数に変調する変調信号を作成し、この変調信号をビーム走査開始と同期させてレーザーダイオード２１に出力する。レーザーダイオード２１はこの変調信号に基づいて発光する。走査光学系ユニット２０は、所定の点灯パターン、例えば、１ドット相当の点灯幅で、移動ステージ５４の全てのラインセンサ６１に走査ビームを照射する。
【００９８】
レーザーダイオード２１が発光したレーザービームは、コリメータレンズ２２Ａ、２２Ｂ等（図５参照）のレンズを通し、ポリゴンミラー２４の反射面によって反射され、ｆθレンズ２５、ミラー２７、レンズ２８等の光学系を経由して、感光体３２の感光面上に焦点を結像し、ポリゴンミラー２４の回転により感光体３２の軸方向に直線状に走査される。
【００９９】
また、調整制御部８０はカラープリンター１０が記憶している発光パターンを、通信部８２を使って選択できる。発光パターンは一走査分以上の画像データからなり、ＬＤ発光パターン制御部４３は選択された発光パターンをパルス幅変調部４１に出力し、パルス幅変調部４１が発光パターンデータをパルス変調してレーザーダイオード２１を発光させる。パルス幅変調部４１が生成する発光タイミングは、同期検知用のフォトダイオード２３により得られた同期信号２６を使って位相同期される。
【０１００】
（ビーム調整装置５０側のラインセンサ６１の受光制御）
また、ビーム調整装置５０は、レーザーダイオード２３が検出した同期信号２６を検出トリガ発生手段８４に取込み、検出トリガ発生手段８４にて位相調整した信号を、一次元ラインセンサ６１の検出トリガとしている。検出トリガ発生手段８４は、レーザーダイオード２３の検出した水平同期信号２６をシリアルケーブルを通してマイクロプロセッサ６８の通信部８２に送信する。通信部８２は、検出トリガ発生手段８４が位相調整した信号に基づいて、一次元ラインセンサ６１へのスタートパルス信号を出力して、ラインセンサ６１の画素の受光・遮光を制御する。
【０１０１】
なお、検出トリガ発生手段８４は、カラープリンター１０が持っている素子を利用してレーザーダイオード２３の水平同期信号２６を検出し、ラインセンサ６１のスタートパルス信号として出力しても良い。
【０１０２】
各々のラインセンサ６１は、前述のスタートパルス信号により、一回のビーム走査における所定時間だけ受光するように制御される。主走査方向のビームの書込位置は、一次元ラインセンサ６１が受光した光量分布の重心位置から得られるビーム位置データと、移動ステージ５４の主走査方向の移動位置と、移動ステージ５４上における一次元ラインセンサ６１の位置とを算出することで求められる。
【０１０３】
（主走査方向のビーム検出）
調整制御部８０は、測定ヘッド６０の移動ステージ５４の移動を制御する機構制御部８５を備えている。機構制御部８５は、感光体の主走査方向の全領域に亘ってビームの実際の書込位置を検出し、所定の位置に書き込まれていないときに補正するために、ビームを走査する前或いは後に、移動ステージ５４を感光体の軸方向に移動させる。
【０１０４】
書込ビームの書込位置は、一次元ラインセンサ６１が取得した光量データに基づいて、ビーム位置算出部８６（ビーム位置算出手段）によって算出される。調整制御部８０は、ビーム位置算出部８６が算出したビーム書込位置データと、ステージ位置検出部８７が検出したステージ位置データと、測定した一次元ラインセンサ６１の測定ヘッド６０上の位置データとをデータ記憶部８８に記憶させる。
【０１０５】
位置補正データ演算部８９（位置補正量演算手段）は、データ記憶部８８に記憶したデータをもとに、走査ビームにより形成された実際に書き込まれたドットと書込目標のドットの位置との「位置ずれ量」を算出し、位置補正データを演算する。
【０１０６】
調整制御部８０は、生成した位置補正データをデータ転送部８１からカラープリンター１０のＬＤ発光パターン制御部４３に転送し、ＬＤ発光パターン制御部４３は送られた位置補正データに基づいて画像データを補正することができる。
【０１０７】
このように、ビーム調整装置５０は、感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに換えて、カラープリンター１０にビーム調整装置１０を装着して、実際に書込ビームを走査すると、ビーム調整装置５０は、走査ビームの実際に書き込む実書込位置と書込目標位置とのずれを測定できる。
【０１０８】
従って、測定されたデータから演算された補正データをＬＤ発光パターン制御部４３に転送すると、ＬＤ発光パターン制御部４３はこの補正データに基づいて発光時期及び時間を調整して、補正データを実際の書込動作に反映させ、カラープリンター１０の主走査方向のビーム位置を調整することができる。
【０１０９】
（副走査方向のビーム検出）
図９及び図１５は書込みビームの副走査方向のビーム位置を検出する例を示す。副走査方向のビーム調整は、主走査方向に長いラインセンサ６１を主走査方向に対して直角に向けて行う。
【０１１０】
副走査方向のビーム位置を検出する場合には、ビーム調整装置５０の命令により駆動ギア６３のステッピングモーターを回転させて、駆動ギア６３を所定方向に９０°回転させ、ラック５９を長手方向にスライドさせて、ギア６０Ａを９０°回転させ、ラインセンサ６１を副走査方向に向ける。
【０１１１】
感光体上において主走査方向に走査されたビームの軌跡は、感光体の軸方向に線状に延びる。ラインセンサ６１を副走査方向に向けると、複数個の画素が感光体の回転方向に並べられるため、副走査方向に走査光学系の倍率誤差が生じていると、ビームの書込軌跡に凹凸が生じることとなる。そこで、ビームを主走査方向に走査したときに、ラインセンサ６１上に書き込まれたこの凹凸と書込目標ラインとのずれ量を算出すれば、副走査方向の補正量を得ることが出来ることとなる。
【０１１２】
また、ビーム調整装置１０は、生成した位置補正データを、データ転送部８１からカラープリンター１０の走査線曲がり補正部４２に転送する。ビーム調整装置１０は、副走査方向の走査ビームの位置を測定し、測定されたデータから補正データを演算し、演算した補正データを走査線曲がり補正部４２に転送し、走査線曲がり補正部４２はこの補正データに基づいて修正して反映させることで、カラープリンター１０の副走査方向のビーム位置を調整する。
【０１１３】
（ラインセンサの光量分布からビーム書込位置を演算する方法）
図１５は、上述のビーム調整装置における一次元ラインセンサ６１が取得した光量分布データの様子を示す図である。図１５のように、副走査方向の位置を測る場合は、主走査に１２．５μｍ、副走査方向に２５０μｍの長さの受光面を有する画素が、副走査方向に複数配列するように、配置される。ラインセンサ６１は画素数が５１２のものを用いている。副走査方向の測定分解能を上げるために、画素の前段には、前述のビーム拡大素子６２を配置し、拡大倍率を２．５倍にしている。これにより、分解能は５μｍとしている。前述の主走査方向のビーム位置を検出した場合と同じ方法で、副走査方向のビーム位置を算出する。
【０１１４】
図１２は、一次元ラインセンサ６１が受光した光量分布の一例を示す図である。図１２のように、主走査方向のビーム書込位置を測定するときは、画素が主走査方向に配列されるように、ラインセンサ６１をセットする。
【０１１５】
この画素は一例として主走査に１２．５μｍ、副走査方向に２５０μｍの長さの受光面を有する。画素の画素数は、５１２のものを用いている。主走査方向の測定分解能を上げるために、画素の前段には、前述のビーム拡大素子６２（ＦＯＰ）を配置する。ビーム拡大素子６２の拡大倍率は２．５倍にし、分解能を５μｍとしている。
【０１１６】
（ラインセンサ６１の露光量と出力値）
なお、一次元ラインセンサ６１の露光量と出力値について説明すると、走査光学ユニット２０によるレーザービームの感光体面Ｒ上での走査速度は、およそ１２００ｍ／ｓｅｃと高速である。また、ＣＭＯＳ型の一次元ラインセンサ６１への露光時間は、およそ、４５０μｓｅｃである。本実施例の一次元ラインセンサ６１の飽和露光量は大きく、露光時間が短く、低暗電流であるため、ダイナミックレンジは，約１８００００の広いレンジを確保することができる。
【０１１７】
また、入射露光量は、感光体面上で、およそ、１μＪ／ｃｍ２であるが、２．５倍に拡大しているので、入射露光量＝１／（２．５×２．５）（μＪ／ｃｍ２）となる。
（感度と出力電荷量）
次に、例えば、波長６８０ｎｍのレーザービームである場合、一次元ラインセンサ６１の入射光に対する分光感度は、単位面積あたり０．２５（Ａ／Ｗ）であるので、
感度＝０．２５×５×１０−４×１００×１０−４（ｃｍ２・Ａ／Ｗ）
＝１．２５ ｃｍ２・μＣ／Ｊ
出力電荷量＝（入射露光量）×（感度）
＝（１／（２．５×２．５））×１．２５ｐＣ
＝０．２ｐＣ
＝２００ｆＣ
本実施例の一次元ラインセンサ６１の飽和電荷量は３００ｆＣのため、以上の条件では、約５０％の出力を得ることができる。
【０１１８】
（ビーム書込位置の演算方法）
ビーム書込位置は、光量データと画素番号の積和演算を行い、ビーム重心を画素番号とし、画素ピッチを乗算することで、算出する。
【０１１９】
（近似式による位置算出法）
取得した一次元ラインセンサ６１の光量分布データから測定したビームのビーム書込位置を算出する他の方法について説明する。ビーム位置算出部８６は、一次元ラインセンサ６１の各画素の光量データをもとに、近似式に収束させる情報処理手段を用いて、光量データに収束した近似式を求め、この近似式に基づいてビームの重心位置を求め、これをビーム書込位置とすることができる。情報処理手段による近似式の求め方には、以下の方法がある。
【０１２０】
（ガウシアンビームの関数による近似方法）
図１３は、一次元ラインセンサ６１が取得した光量分布データを点像分布関数で近似した様子を示す図である。このようにラインセンサ６１が受光したビームの光量データを点像分布関数で近似した後に、近似式のパラメータを変化させて、点像分布関数のグラフを実際のビーム光量データに収束させることにより、ビーム位置を検出することができる。
【０１２１】
例えば（１）式に示すガウシアンビームの関数を設定し、光量データの処理工程によって以下のように処理を行う。
【０１２２】
【数１】
2006103274.tif 000003
【０１２３】
（１）式中の振幅Ａはビームの光量、幅Ｂはビームの径、対称軸Ｃはビームの位置、定数項Ｄは２次元ＣＣＤカメラ２０の暗電流ノイズなどのオフセット量に起因するパラメータとする。各パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに初期値を適当に与えておくことによって、図１３に示すような、光量データＤａｔａ１とガウシアンビームの関数によって表された関数データＤａｔａ２との関係が得られる。光量データＤａｔａ１の値をＩK、関数データＤａｔａ２の値をｆK、横軸方向の近似範囲をＷとすると、図１３の横軸に示す各位置における光量データＩK、関数データｆKの差ｄは（２）式のように示される。
【０１２４】
【数２】
2006103274.tif 000004
【０１２５】
（２）式中のｄの値が小さくなるようにパラメータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを変化させて、ｄの値が最小となった時点、即ち図１３に示すように光量データＤａｔａ１に関数データＤａｔａ２を収束させた時点での関数がビームのプロファイルとされる。関数の収束結果である近似解を導出する方法としては準ニュートン法やＬｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕｒｄｔ法などが用いられる。そこで、ビーム情報検出工程では、ｄの値が最小となった時点で、関数のパラメータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうち、Ｃをビームの位置とする。
【０１２６】
（フラウンホーファー回折に基づく関数による近似）
図１４は、他の実施例のビーム調整装置における、一次元ラインセンサ６１が取得した光量分布データをフラウンホーファー回折に基づいた関数で近似した様子を示す図である。光源近傍に、矩形開口のアパーチャが設置されている場合ビームの光量データＤａｔａ１をフラウンホーファー回折に基づいた関数Ｄａｔａ３で近似し、近似式のパラメータを変化させることによって実際のビーム光量データに収束させて、ビーム位置を検出することができる。例えば（３）式に示すガウシアンビームの関数Ｄａｔａ３を設定し、ビーム情報処理工程によって以下のように処理を行う。
【０１２７】
【数３】
2006103274.tif 000005
【０１２８】
（３）式中の振幅Ａはビームの光量、幅Ｂはビームの径、対称軸Ｃはビームの位置、定数項Ｄは２次元ＣＣＤカメラ２０の暗電流ノイズなどのオフセット量に起因するパラメータとする。各パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに初期値を適当に与えておくことによって、図１４に示すような、光量データＤａｔａ１とガウシアンビームの関数によって表された関数データＤａｔａ３との関係が得られる。
【０１２９】
光量データの値をＩK、関数データの値をｆK、横軸方向の近似範囲をＷとすると、図１４の横軸に示す各位置における光量データＩK、関数データｆKの差ｄは前述の（２）式で示される。前述と同様に、（２）式中のｄの値が小さくなるようにパラメータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを変化させて、ｄの値が最小となった時点、即ち図１１に示すように光量データに関数データを収束させた時点での関数がビームのプロファイルとされる。関数の収束結果である近似解を導出する方法としては準ニュートン法やＬｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕｒｄｔ法などが用いられる。そこで、ビーム情報検出工程では、ｄの値が最小となった時点で、関数のパラメータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうち、Ｃをビームの位置とする。
【０１３０】
（ビーム書込位置の測定手順）
次に、図１６のフローチャートを用いて、ビーム調整装置５０のビームの書込位置の測定フローについて説明する。
【０１３１】
まず、主走査方向のビーム位置の測定は、移動ステージ５４を用いてビーム拡大素子６２をビームの主走査線上の略ドット形成位置まで初期移動させる（ステップＳ１）。初回は、移動ステージ５４のピッチ送り量を零とする（ステップＳ２）。
【０１３２】
次に、倍率誤差補正手段としてのＬＤ発光パターン生成部４３からレーザーダイオード２１に対して、移動ステージ５４の複数個のラインセンサ６１毎にそれぞれ１ドットを書き込むように、複数個のラインセンサ６１の設置間隔に応じた時間間隔に基づいて、レーザーダイオード２１を複数回点滅させる（ステップＳ３）。
【０１３３】
レーザーダイオード２１の点滅後は、移動ステージ５４の８つの一次元ラインセンサ６１にて光量分布データを取得する（ステップＳ４）。また、移動ステージ５４の主走査方向のステージ位置を検出する（ステップＳ４）。取得した光量分布データをもとに算出したビームの書込位置データと移動ステージのステージ位置検出データと測定ヘッド上の一次元ラインセンサ６１の位置データをそれぞれデータ記憶部８８（図２参照）に格納する（ステップＳ５）。
【０１３４】
一つの測定位置における所定回数の測定が終わったら、移動ステージ５４を次の測定位置まで移動させ（ステップＳ２）、ＬＤ発光パターン制御部４３からは、水平同期信号２６に同期させて所定パターンによるビームの走査を引続き行わせ（ステップＳ３）、移動した位置で同様の測定を行なう（ステップＳ４、Ｓ５）。
【０１３５】
このとき、移動ステージ５４の移動量をステージ位置検出手段８７により測定する。この移動ステージ５４の移動と測定とを有効書込み幅全域に渡り繰返し行わせて、全ての測定を完了する。
【０１３６】
本実施例においては、８つの一次元ラインセンサ６１を２５ｍｍ間隔で配置し、一度の測定で７区間の倍率誤差を測定でき、移動ステージ５４を１７５ｍｍ移動させて、再度、測定を繰返すことで、３５０ｍｍ幅を１４区間の倍率誤差測定を行っている。
【０１３７】
次に、副走査方向のビーム位置の測定を引き続き実施する（ステップＳ７乃至ステップＳ１２）。まず、ラインセンサ６１の回転駆動手段であるギア６３を９０°回転させて、一次元ラインセンサ６１の画素の配列方向を９０°回転させる。
【０１３８】
その後の処理方法は、前述の主走査方向ビーム位置の測定フロー（ステップＳ１乃至ステップＳ６）と全く同じ方法であるが、副走査方向のビット書込位置を検出するために、ステップ９では、ＬＤ発光パターン制御部４３からは連続点灯する変調信号によりレーザーダイオード２１を駆動し、ビーム一走査期間中に連続点灯させて、副走査方向のビーム位置の測定を行っている（ステップＳ７〜１２）。これにより、３５０ｍｍ幅を１４区間の走査線曲がり量の測定を行っている。ビーム位置の測定結果は、それぞれの位置ずれ量として、モニターやＬＣＤ等の表示部９１（図２参照）に表示させる。なお、本実施例以外にも、配置した一次元ラインセンサ６１の間隔や個数及び移動ステージのピッチ送り量は、適宜、自由に選択して構わない。
【０１３９】
（ラインセンサ６１の受光制御）
次に、主走査方向のビーム位置を測定する際のラインセンサ６１の受光のタイミングについて説明する。
【０１４０】
図１７に示すように、図１７（ａ）は同期信号２６を示している。Ｔｃはビームの１走査の周期であり、本実施例では、ビームの１回の主走査の周期は３００μｓｅｃである。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の同期信号２６をポリゴンミラー２４の面数に応じてカウントすることで、面選択後の同期信号２６′を生成することを示している。
【０１４１】
本実施例では、ポリゴンミラーの面数は５面であり、Ｔｃ′は、２ｍｓｅｃである。図１７（ｃ）は実際のレーザーダイオード２１を発光させるＬＤ駆動信号を示している。この実施例では、感光体面上で３５０ｍｍ幅を２５ｍｍ間隔でドットが打たれるように一走査期間に１５回の短い点灯を行っている。
【０１４２】
図１７（ｄ）は、検出トリガ発生手段８４（図２参照）で面選択後の同期信号２６′をもとに位相調整した信号を示す。本実施例では、Ｔｄ（およそ１９５０μｓｅｃ）だけ位相を遅らしている。
【０１４３】
図１７（ｅ）はラインセンサ６１の受光と遮光を制御するラインセンサ６１の外部トリガ信号を示す。ラインセンサ６１の外部トリガ信号は、図１７（ｄ）の位相調整信号の立下り信号を検出し、４５０μｓｅｃだけＯＮとする（図１７（ｅ））。この信号を一次元ラインセンサ６１に入力する外部トリガ信号として用いる。
【０１４４】
一次元ラインセンサ６１は、外部トリガ信号（図１７（ｅ））を受けると、立上り信号から、所定時間経過すると、受光する光量の蓄積を開始する。本実施例では、５０μｓｅｃ後である。また、外部トリガ信号（図１７（ｅ））の立下り信号から、所定時間経過すると、受光する光量の蓄積を終了する。本実施例では、１７０μｓｅｃ後である。
【０１４５】
また、外部トリガ信号（図１７（ｅ））の立下り信号から、所定時間Ｔｆだけ経過すると、受光した光量データの出力（図１７（ｆ））が開始する。本実施例では、３００μｓｅｃ後である。
【０１４６】
図１７（ｆ）のデータ出力信号は、各画素が蓄積した光量に応じて、電圧値としてアナログ出力される。この信号Ａ／Ｄコンバータにより、所定のサンプリング間隔（本実施例では、２０μｓｅｃ）で取得している。一次元ラインセンサ６１は、このアナログ出力のあとディスチャージされ、次の測定に備える。
【０１４７】
本実施例において、検出トリガ発生手段８４が、ポリゴンミラー２４の面選択後の同期信号２６′をもとに位相調整した信号（図１７（ｄ））から、外部トリガ信号（図１７（ｄ））を生成する理由は、測定時に、走査光学ユニット２０（図２参照）の同期信号２６の検知後、約１０μｓｅｃで一次元ラインセンサ６１を受光可能な状態にする必要があるためである。
【０１４８】
つまり、同期信号２６′のタイミングで蓄積を始めると、蓄積開始までに要するタイムラグ５０μｓｅｃを許容できないので、上記検出トリガ発生手段８４で図１７のように、同期信号２６′から位相をＴｄだけ遅らせた信号（図１７（ｄ））をもとに、外部トリガ信号（図１７（ｅ））を発生させている。これにより、一次元ラインセンサ６１にて、外部トリガ信号（図１７（ｅ））をもとに、走査ビームの照射される期間Ｔｅを確実に含めることができる。
【０１４９】
（ＬＤ発光パターン制御部４３の発光制御）
次に、図１８を用いて、カラープリンター１０側のＬＤ発光パターン制御部４３における発光のタイミングチャートの一例について説明する。
【０１５０】
図１８（ａ）はレーザーダイオード２１の発光制御に用いるＬＤ基本信号である。ＬＤ基本信号は、同期検知用フォトダイオード２３に確実に受光させてビームの走査開始位置となる同期信号２６を得るために、ある程度時間幅をもたせてレーザーダイオード２１を発光させている。
【０１５１】
図１８（ｂ）は、同期検知用フォトダイオード２３の同期信号２６を取得し、面選択後の同期信号２６′を得る。同期信号２６を得る場合、制御部４０の走査同期信号２６の検出手段によるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路により位相同期させ、図１８（ｂ）の立下がりタイミングで、走査光学系２０の画素クロック信号（図１８（ｃ））として位相調整された信号を生成する。
【０１５２】
図１８（ｄ）の信号は、この画素クロック信号で駆動されるカウンタ値であり、カウンタは前記同期信号２６で０にリセットされ、このカウンタ値を用いて、レーザーダイオード２１（図２参照）の発光タイミングを制御する。すなわち、レーザーダイオード２１を発光させて主走査方向の狙いの書込み位置に正確にビームを射出する。
【０１５３】
図１８（ｅ）のＬＤ駆動信号は、調整制御部４０で設定された所定のパターンに従い、実際にレーザーダイオード２１を駆動させる信号である。例えば、図１８では、４進のカウンタとして、発光間隔Ｔｂ（図１８（ｅ））を設定している。このようにドットの発光間隔Ｔｂ（図１８（ｅ））を任意に設定することができる。
【０１５４】
図１８（ｅ）のＬＤ駆動信号は、同期信号２６と正確にタイミングを合わされているため、感光体の感光面上におけるドット位置の再現性は格段に向上させることができる。例えば、図１８（ｃ）のＴａは１画素の周期であり、感光体面Ｒ（図２参照）にて、有効書込み幅が３５０ｍｍを６００ｄｐｉ相当の書込み密度で、１走査の周期が３００μｓｅｃ、有効走査期間率が７４％の場合、
Ｔａ＝３００×０．７４×１０−６／（３５０×６００／２５．４）＝３．６×１０−８ｓｅｃ＝３６ｎｓｅｃである。画素クロック（ｃ）は、１／３５．９（ｎｓｅｃ）＝２７．８ＭＨｚの周期である。
【０１５５】
本実施例のように、感光体面上に２５ｍｍ間隔でドットを形成させるためには、発光間隔Ｔｂは、
Ｔｂ＝３００×０．７４×１０−６／（３５０／２５）＝２１．２μsec  であり、
画素クロック（ｃ）の６００倍である。つまり、画素クロック（ｃ）で駆動されるカウンタに、６００進のカウンタを用いることで構成できる。
【０１５６】
（主走査方向の全領域に亘る書込位置の検出）
図１９は感光体の軸方向の全領域における書込位置の算出状態を示す。図１９に示すように、ＬＤ発光パターン生成部４３（倍率誤差補正手段）は、同期検知用フォトダイオード２３によって同期信号２６を取得し、面選択後の同期信号２６’を得る。ＬＤ発光パターン生成部４３が１回発光する時間は、１ドットを書き込む時間とし、同期信号２６’に同期させて一走査期間中に一定の時間間隔で繰返し発光する発光モードを備えている。
【０１５７】
例えば、図１９では、ビームの一走査期間においてレーザーダイオード２１を１５回点灯させる。書き込まれるドット間隔はラインセンサ６１の設置間隔と同様に２５ｍｍとする。１５回の点灯うちの前半の８つのビームの１つ１つは、移動ステージ５４上の８個のラインセンサ６１によって１つずつ検出される。１回のビーム走査後によって前半の８個のドット書込位置を検出した後に、後半の８個のドットを書き込むように、移動ステージ５４を１７５ｍｍだけ移動させて、同様の測定を繰返す。
【０１５８】
これによって、感光体３２の有効書込み幅（３５０ｍｍ）の全領域において、それぞれのビーム書込位置データをデータ記憶部８８（図２参照）に格納し、ビーム位置算出部８６（図２参照）を用いて、感光体上におけるそれぞれのビームの書込位置を算出する。
【０１５９】
図１９は、感光体３２の有効書込み幅に２５ｍｍ間隔で打たれる複数ドットの主走査方向のビーム位置データをもとに、近接した２点間の距離から局所的な倍率誤差の算出を模式的に表した図である。
【０１６０】
例えば、一次元ラインセンサ６１の測定範囲Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの８箇所での測定結果から、局所的なピッチ間隔ｄｐ１，ｄｐ２，ｄｐ３，ｄｐ４，ｄｐ５，ｄｐ６，ｄｐ７、を取得できる。ドット位置の測定結果は、局所的な倍率誤差を表示部９１（図２参照）に表示させる。
【０１６１】
（副走査方向の位置検出）
副走査方向のビーム書込位置の測定の場合、フォトダイオード２３によって同期信号２６を取得し、ポリゴンミラー２４の反射面の選択後の同期信号２６’を得た後、この同期信号２６’に同期させてＬＤ発光パターン制御部４３はビームの走査を開始する。
【０１６２】
８個の一次元ラインセンサ６１が副走査方向のビーム位置を取得した後に、移動ステージ５４を１７５ｍｍだけ移動させて、同様の測定を繰返し、走査光学ユニット１１（図２参照）の有効書込み幅（３５０ｍｍ）において、それぞれのビーム位置データをデータ記憶部８８に格納し、ビーム位置算出部８６を用いてそれぞれのビーム位置を算出する。
【０１６３】
図１５は、感光体３２における有効書込み幅に２５ｍｍ間隔で書き込まれる複数ドットの副走査方向のビーム位置データをもとに、走査線曲がり量を模式的に表した図である。例えば、測定範囲Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの８箇所での測定結果から、走査線曲がり量ｄｙを取得できる。ドット位置の測定結果は、走査線曲がり量を表示部９１に表示させることができる。
【０１６４】
（倍率誤差の算出方法）  
次に、走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋから照射される走査ビームの測定結果から、主走査方向及び副走査方向における走査ビームの倍率誤差を算出する方法について説明する。
【０１６５】
ビーム調整装置１０のビーム位置算出部８６では、移動ステージ５４の一次元ラインセンサ６１が検出した光量データから、各走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋが照射するビームの書込位置を算出する。
【０１６６】
位置補正データ演算部８９では、ラインセンサ６１の画素が受光した光量データから各走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋの主走査方向のビーム書込位置を算出し、それぞれ対応する区間における倍率誤差を算出する。各走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋの走査域内においてそれぞれの感光体３２に書き込まれるビームの書込位置は、ステージ位置検出部８７が検出した走査方向の移動ステージ５４の位置に、各走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋの一次元ラインセンサ６１が測定した位置を加算することにより求めることができる。
【０１６７】
（理想的な倍率誤差と実際の倍率誤差とのずれ量の補正）
次に、各走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋが出力する走査ビームから得られる実際の倍率誤差と、理想的な倍率誤差とのずれ量を補正する場合について説明する。
【０１６８】
図１９はビーム調整装置５０におけるビームの書込位置の測定結果から求めた倍率誤差に基づいて、補正すべき位置補正量を求める方法についての説明図である。図１９に示すように、例えば、Ｍ色の場合、感光体３２の軸方向の所定間隔で設定された１６箇所の測定範囲Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…、Ｏ、Ｐについて測定したビームの書込位置の測定結果から、ｉ番目の区間におけるビームのピッチ間隔Ｍｄｐｉ（ｉ＝０，１，２，３，…，１５）を取得できる。
【０１６９】
理想のピッチ間隔をＤＰとすると、各色Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋそれぞれの倍率誤差を補正するための倍率誤差補正量ΔＭｄｐｉ、ΔＣｄｐｉ、ΔＹｄｐｉ、ΔＫｄｐｉは、次のように算出される。
【０１７０】
・Ｍのｉ番目の区間は、主走査方向ΔＭｄｐｉ＝ＤＰ−Ｍｄｐｉ
・Ｃのｉ番目の区間は、主走査方向ΔＣｄｐｉ＝ＤＰ−Ｃｄｐｉ
・Ｙのｉ番目の区間は、主走査方向ΔＹｄｐｉ＝ＤＰ−Ｙｄｐｉ
・Ｋのｉ番目の区間は、主走査方向ΔＫｄｐｉ＝ＤＰ−Ｋｄｐｉ
以上のような方法により、各色Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋそれぞれのドットの倍率誤差補正量ΔＭｄｐｉ、ΔＣｄｐｉ、ΔＹｄｐｉ、ΔＫｄｐｉが求められる。
【０１７１】
以上のようにして倍率誤差補正量ΔＭｄｐｉ、ΔＣｄｐｉ、ΔＹｄｐｉ、ΔＫｄｐｉは、目標とする書込位置と実際に書き込まれた位置との偏差、ずれ量であるので、ＬＤ発光パターン生成部４３が、この倍率誤差補正量に基づいて、最初に用いた試験用の書込みパターンを修正した変調信号を作成する。そして、修正した変調信号によってレーザーダイオード２１を発光させて、再度ビーム調整装置５０において仮想された感光体３２にむけてビームを走査させ、再度ラインセンサ６１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、最終的に倍率誤差補正データが求められる。
【０１７２】
このようにして、カラープリンター１０の各走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋごとに補正データを求める。求められた補正データは、該当するカラープリンター１０（画像形成装置）の記憶装置にテーブルデータとして予め登録しておく。そして、カラープリンター１０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。
【０１７３】
（主走査方向の調整制御）
次に、カラープリンター１０が補正データを用いてどのような制御を行うかについて説明する。図２１は、カラープリンター１０の各走査光学ユニット２０Ｍ乃至２０Ｋがそれぞれ備えているパルス幅変調部４１の回路構成例を示す。
【０１７４】
パルス幅変調部４１は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）１０１、分周回路１０２、位相比較器または位相周波数比較器１０３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１００と、ＰＬＬ回路１００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１０４と、セレクタ１０４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１０５と、アナログ遅延部１０５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１００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１０６とを備えている。
【０１７５】
ＰＬＬ回路１００では、所定周波数の基準となるクロック信号から、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（Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３）を生成する。
【０１７６】
セレクタ１０４では、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（Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３）のうちの１つのパルスを選択する。アナログ遅延部１０５では、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たパルスを生成する。パルス幅生成部１０６は、アナログ遅延部１０５が生成したパルスと、分周回路１０２（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所定のパルス幅を有するＰＷＭ信号をレーザーダイオード２１に出力し、画像変調信号を生成する。また、パルス幅生成部０６には、所望の光出力でレーザーダイオード２１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。
【０１７７】
図２２は図２１のパルス幅変調部４１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２２においては、説明を簡単にするため、ＰＬＬ回路１００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。
【０１７８】
例えば、ＰＬＬ回路１００に入力するクロックＣＬＫの周波数が５０ＭＨｚであるとき、ＰＬＬ回路１００のＶＣＯ１０１から出力されるパルス周波数は、５０×４＝２００ＭＨｚになるとする。図２１（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３００ＭＨｚの周波数のものにすることができるからである。
【０１７９】
また、ＰＬＬ回路１００の分周回路１０２は、ＶＣＯ１０１から出力される４逓倍されたクロック（４×ＣＬＫ）から図２２（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。
【０１８０】
ここで、このパルス幅変調部４１（図２１参照）のパルス幅変調によって画像の階調表現を行う場合、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）が制御部１０７から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２１に示すように、上位ビットＤ４、Ｄ３、Ｄ２が制御部１０７からセレクタ１０４に入力され、下位ビットデータＤ１、Ｄ０が制御部１０７からアナログ遅延部１０５に入力されるとする。
【０１８１】
この例の場合、セレクタ１０４における論理は、セレクタ１０４の出力をＰｓとするとき、例えば次式で表わされる。
【０１８２】
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）  （ここで、マーク＊は反転記号、否定子を示す。）
すなわち、セレクタ１０４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。
【０１８３】
次に、アナログ遅延部１０５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。
【０１８４】
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１０５の出力をＤＰＬＳとすると、アナログ遅延部１０５の出力ＤＰＬＳは、図２２（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１０５の出力ＤＰＬＳと＊Ｘ０との論理積をとってＵとする。
【０１８５】
上述の例では、Ｕ＝＊Ｘ０・（Ｘ２＋Δ１）となり、図２２（ｇ）に示すようなパルスＵが得られる。
【０１８６】
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、各レーザーダイオード２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｙ，２１Ｋを点灯駆動する。
【０１８７】
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２２（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。
【０１８８】
カラープリンター１０を制御する制御部４０（マイクロプロセッサ）は走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋを制御し、カラープリンター１０内のＲＯＭ若しくはその他の記憶装置に、位置補正データをテーブルデータ９２として登録しておく。このテーブルデータ９２の参照或いは読み込みにより、制御部４０は制御信号に基づき制御信号を出力し、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。
【０１８９】
また、光量補正データをテーブルデータ９２として登録しておき、このテーブルデータ９２を参照することにより、制御部４０は、パルス幅信号ＰＷＭＯＵＴの出力パルス幅を変えるように、発光時間を補正する制御信号を出力し、各ドットの光量を調整する。
【０１９０】
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１０４、アナログ遅延部１０５に入力され、パルス幅生成部８６がパルス幅信号ＰＷＭＯＵＴをもとにレーザーダイオード２１Ｍ〜２１Ｋを点灯駆動する。
【０１９１】
このように、テーブルデータ９２を参照して行う制御部４０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書込位置の主走査方向の補正、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（ＰＷＭ信号）によって、プリンター用紙に形成される各画素の位置は主走査方向に揃うこととなり、画素の各色の相互の相対位置も揃うこととなる。
【０１９２】
（副走査方向の調整）
また、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走査線曲がり補正演算は、走査線曲がり補正部４２で行われる。すなわち、前掲の図１５に関して説明したように、例えば、Ｍ色の場合、１６箇所の測定範囲Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…，Ｏ，Ｐ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，…，１５）を取得できる。各色Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ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。
【０１９３】
・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
この各色Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋそれぞれのドットの走査線曲がり補正量は、倍率誤差補正量であるので、走査線曲がり補正量ΔＭｉ，ΔＣｉ，ΔＹｉ，ΔＫｉを求めると、倍率誤差補正量ΔＭｉ，ΔＣｉ，ΔＹｉ，ΔＫｉを得ることが出来、走査線曲がり補正部４２によって、補正が可能となり、走査線曲がりを補正できる。この補正の後に、再度感光体の位置にビームを走査させて、ラインセンサ６１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、カラープリンター１０の各走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋごとに補正データを求める。
【０１９４】
（走査線曲がり補正機構）
図２０は、カラープリンター１０の各走査光学ユニット２０Ｍ乃至２０Ｋが備えている走査線曲がり補正機構の一例を示したものである。この走査線曲がり補正機構４５は、走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋの光学部品を、走査線曲がり補正部４２で演算した結果に基づいて、調節ネジ４６で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。
【０１９５】
走査線曲がり補正を行う場合には、調整ネジ４５を回転させ、走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋにおける副走査方向にパワーを有する走査光学素子を、主走査方向と副走査方向を含む面内で撓ませることによって、走査線曲がりを補正する。走査線傾きについては、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、走査線の傾きを補正する。調節ネジ４６の回転調整はギア機構を有する図示しないモーターで行っても良いが、手動で行っても良い。
【０１９６】
このような補正の後に、複数回感光体の位置にビームを走査させて、ラインセンサ６１で測定することにより、効果確認の試験を行い、最終的に、カラープリンター１０の各走査光学ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋごとに走査線曲がりや走査線傾きを補正する。
【０１９７】
（最良の形態にかかるビーム調整装置の作用効果）
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５０によれば、第１に、完成されたカラープリンター１０に搭載された走査光学ユニット２０Ｍ〜２０Ｋを対象として、感光体ユニット３０Ｍ〜３０Ｋの感光体表面が実際に設置される位置に、感光体ユニット３０Ｍ〜３０Ｋに換えてビーム調整装置５０を設置し、実際にビームの主走査若しくは副走査を行い、この実測データから補正データを作成する。
【０１９８】
これによって、走査ビームの補正を的確に行なうことができ、従来に比べて適切なドットの形成を行うことができ、色ずれの極力少ない高画質なカラー画像を提供することができる。また、ビーム調整装置５０が位置補正量演算手段であるビーム位置算出部８６を備えているので、例えば、ビーム調整装置５０に搭載したマイクロプロセッサやインターフェースを介してパーソナルコンピュータに演算プログラムを自在に組み込んで処理も可能となり、画像形成装置であるカラープリンター１０のマイクロプロセッサ側に調整プログラムを組み込む等の負担をかけない。
【０１９９】
その際、主走査方向の補正は、ビーム位置算出部８６が、一次元ラインセンサ６１の各画素の光量データをもとに、ビームの重心位置を求め、これを実際に書き込まれたビーム書込位置とし、目標とする書込位置と実際に書き込まれた位置とのずれ量が倍率誤差補正量となるので、ＬＤ発光パターン生成部４３が、この倍率誤差補正量に基づいて、最初に用いた試験用の書込みパターンを修正した変調信号を作成し、主走査方向の補正を行う。
【０２００】
第２に、走査線曲がり補正部４２及び走査線曲がり補正機構４５により、走査光学ユニット２０Ｍ乃至２０Ｋが備えている走査線曲がり状態を測定し、走査線曲がり補正部４２で演算した結果に基づいて、調節ネジ４６で機械的に調整し、走査光学素子を、主走査方向と副走査方向を含む面内で撓ませることによって、走査線曲がりを補正する。走査線傾きについては、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、走査線の傾きが補正される。
【０２０１】
第３に、ビーム調整装置５０がカラープリンター１０（画像形成装置）の感光体ユニット２０Ｙ〜２０Ｋと交換可能に装着可能であるので、カラープリンター１０側の改造が不要であり、実際の使用状態でドット位置の修正を高精度に行うことができる。完成品のカラープリンター１０でビームの位置調整が可能であるので、工場における調整作業も簡単で容易なものとなる。
【０２０２】
更に、ビーム調整装置５０をカラープリンター１０側に装着する取付部３１Ａ（取付手段）が感光体３２の感光面Ｒに書込用のビームが結像するのと同様に、ビームの結像する位置に移動ステージ５６を位置させるので、感光体ユニット２０Ｍ乃至２０Ｋの各々とビーム調整装置５０の設置互換性を持たせることができる。
【０２０３】
第４に、ラインセンサの画素の配列方向を９０度回転して画素の配列方向を変えることによって、主走査方向のビーム位置測定と副走査方向のビーム位置測定を同一なラインセンサ６１を用いことができ、ビーム調整装置５０を小型化できるとともに、主走査方向と副走査方向のドット位置の両方の測定を行うことができるので、コストダウン及び省スペース化することができる。
【０２０４】
第５に、感光体ユニット２０Ｙ〜２０Ｋの感光体面上の光走査によるビームの結像状態の測定において、カラープリンター１０を調整モードにして、作動状態でレーザ光の発光制御をビーム調整装置５０とカラープリンター１０とのマイクロプロセッサ同士が通信できるため、特別な回路をビーム調整装置５０に設ける必要がなく、コスト及び省スペース化することができる。加えて、実際に調整したいカラープリンター１０本体の組付け状態も加味した光学特性測定結果をもとに調整を行えるので、一品一品最適な調整を行うことができることとなり、高画質で高品質なカラー画像形成装置を提供することができる。
【０２０５】
第６に、ビームの発光制御をビーム調整装置５０とカラープリンター１０との通信で行い、カラープリンター１０が持つ印字テストパターンに従って、所定の時間間隔でレーザービームを出射させ、走査のタイミングをはかる信号をカラープリンター１０のフォトダイオード２３の検知信号を同期信号として受け取り、この同期信号をもとにビーム測定装置５０の測定タイミングをはかる外部トリガ信号を得ることができるため、特別な回路をビーム調整装置５０に設ける必要がなく、コストダウン及び省スペース化することができる。
【０２０６】
第７に、ビーム発光制御をビーム調整装置５０とカラープリンター１０との通信に基づいて、レーザービームのラインセンサ６１の受光・遮光のタイミングを制御できると共に、ラインセンサ６１への受光は走査ビームの一走査期間に相当する時間に制限することができ、複数の一次元ラインセンサへの入射ビームは同一な走査期間中に取得したビームをもとに主走査方向のみならず副走査方向のドット位置の測定をも行え、測定精度を高めることができる。
【０２０７】
第８に、ビームの結像位置に複数個のラインセンサ６１を所定間隔で配置し、しかも主走査方向に移動させることで、感光体ユニットにおける有効書込み幅全域での倍率誤差測定を行うことができる。主走査方向の移動により、主走査方向に配置する一次元エリアセンサの個数を減らすことができるので、受光素子にかかるコストダウン及び省スペース化することができる。
【０２０８】
また、ラインセンサ６１によって測定されたビーム位置と移動ステージ５６の主走査方向の位置を演算することにより、ドットの主走査方向の絶対位置を容易に測定できる。
【０２０９】
第９に、ビーム拡大素子６２（光伝達手段）によりビームの結像位置のビーム像を拡大して伝達できるので、走査ビームの位置の測定精度を高めることができる。
【０２１０】
第１０に、移動ステージ５６の主走査方向に配置した複数のラインセンサ６１において、各ラインセンサ６１の主走査方向の間隔を予め校正できるため、走査ビームの位置の測定精度を高めることができる。
【０２１１】
第１１に、ラインセンサ６１の各画素の光量分布データを近似式に近似することで、データの補間処理が行われ、光量分布のピーク値のみを使って算出した場合に比べ、ビームの重心位置をもとに算出される光書込みビームの主走査書込み位置、及び、副走査書込み位置は、測定分解能も上がり、耐ノイズ的にもより正確に算出することができる。
【０２１２】
第１２に、感光体３２の設置スペースに同じ取り外し操作でビーム調整装置５０の着脱ができるため、カラープリンター１０側の改造が不要である。また、このビーム調整装置を画像形成装置内に取付けて、実際の使用状態で、レーザービームにより形成される主走査方向のドット位置の測定を高精度に行うことができる。
【０２１３】
第１３に、この画像形成装置用ビーム調整方法では、工場での調整工程で簡単な作業により作業者が使用して測定することができる。ドットの位置ずれ補正データをカラープリンター１０のＬＤ発光パターン生成部に転送・記憶させて、レーザーダイオード２１の照射するビームの照射タイミングを補正し、カラープリンター１０側の走査線曲がり補正手段に走査線曲がり補正データを転送・記憶させて、走査線曲がりの補正を行うことにより、感光体３２の面上の主走査方向並びに副走査方向の適切な位置にドットを照射でき、カラープリンター１０が形成する画像のドットの位置ずれを調整できるので、高画質なカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１４】
【図１】本発明に実施の形態にかかるビーム調整装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるビーム調整装置の概略システム構成図である。
【図３】図１のビーム調整装置を用いるカラープリンターの感光体ユニット近傍の構成を示す図である。
【図４】図３のカラープリンターで使用されている感光体ユニットの着脱状態を示す図である。
【図５】図３のカラープリンターに設置する走査光学ユニットの概念図である。
【図６】図２のビーム調整装置の概略側面断面図である。
【図７】図６のビーム調整装置を矢視Ａから見た図である。
【図８】図１の移動ステージにおいて主走査方向に走査するときのラインセンサの姿勢及び画素の配列方向を示す図である。
【図９】図１の移動ステージにおいて副走査方向に走査するときのラインセンサの姿勢及び画素の配列方向を示す図である。
【図１０】ビーム調整装置の校正装置の構成を示した図である。
【図１１】ビーム調整装置のラインセンサの検出回路のブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るビーム調整装置において一次元ラインセンサが取得した光量分布データの様子を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係るビーム調整装置において一次元ラインセンサが取得した光量分布データを多項式近似した様子を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係るビーム調整装置において一次元ラインセンサが取得した光量分布データを関数近似した図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るビーム調整装置における副走査方向の走査線曲がり量の測定例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係るビーム調整装置における測定フローチャートである。
【図１７】本発明に係る一実施例としての第１実施例のビーム調整装置におけるビーム像の検出タイミングを示したタイミングチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態に係るビーム調整装置におけるレーザーダイオードの発光パターン生成部における発光タイミングチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態に係るビーム調整装置によって主走査方向の倍率誤差の測定例を示す図である。
【図２０】本発明に実施の形態に係るビーム調整装置を適用するカラープリンターの各走査光学ユニットに設けられた走査線曲がり補正部の一例を示した図である。
【図２１】本発明の実施の形態に係るビーム調整装置を適用するカラープリンターにおける各走査光学ユニットに設けられた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２２】図２１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。
【符号の説明】
【０２１５】
１０  カラープリンター（画像形成装置）
２０  走査光学ユニット（光書込み光学系）
２１  レーザダイオード（光源）
２３  フォトダイオード（同期検知手段）
２４  ポリゴンミラー
２５  ｆθレンズ
２６  同期信号
３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｙ，３０Ｋ  感光体ユニット
３１Ａ、３１Ｂ  取付部
４０  制御部
４１  パルス幅変調部
４２  走査線曲がり補正部
４３  ＬＤ発光パターン生成部（倍率誤差補正手段）
５０  ビーム調整装置（ビーム調整手段）
５１  ベース
５２  側板
５５  移動ステージ用モータ
５６  移動ステージ（移動手段）
５７  位置検出ヘッド
５８  位置検出スケール
５９  ラック
５９Ａ  移動ステージ用ガイド
６０  測定ヘッド（ビーム測定手段）
６１  一次元ラインセンサ
６２  ビーム拡大素子
６３  歯車
６４  ビーム拡大検出手段（拡大光学手段）
６５  走査線曲がり補正機構の調整ねじ
６６  クロックジェネレータ
６７  Ａ／Ｄコンバータ
７１  光源
７２  ピンホールユニット
８０  調整制御部（調整制御手段）
８１  通信手段
８２  データ転送部（転送手段）
８４  検出トリガ発生手段
８５  機構制御部
８６  ステージ位置検出部（ステージ位置検出手段）
８７  ビーム位置算出部
８８  データ記憶部（ビーム光量データを記憶する記憶手段）
８９  位置補整データ演算部（位置補正データ演算手段）
９１  表示部
９２  テーブルデータ
１００  ＰＬＬ回路
１０１  ＶＣＯ
１０２  分周回路
１０３  位相比較器または位相周波数比較器
１０４  セレクタ
１０５  アナログ遅延部
１０６  パルス幅生成部
Ｓ  スペーズ
Ｄａｔａ１  光量データ
Ｄａｔａ２  関数データ
【図１】
2006103274.tif 000006
【図２】
2006103274.tif 000007
【図３】
2006103274.tif 000008
【図４】
2006103274.tif 000009
【図５】
2006103274.tif 000010
【図６】
2006103274.tif 000011
【図７】
2006103274.tif 000012
【図８】
2006103274.tif 000013
【図９】
2006103274.tif 000014
【図１０】
2006103274.tif 000015
【図１１】
2006103274.tif 000016
【図１２】
2006103274.tif 000017
【図１３】
2006103274.tif 000018
【図１４】
2006103274.tif 000019
【図１５】
2006103274.tif 000020
【図１６】
2006103274.tif 000021
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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