(57)【要約】 【課題】  主走査範囲を広く確保。レーザビーム群の合成ずれを低減。経時的な合成ずれを解消。【解決手段】  複数ｎのレーザアレイ１０１，１０２により発生するレーザビームを合成したｍ×ｎ本のビーム群を走査する走査手段１０４と、ビーム検出信号からレーザアレイ間の主走査方向ｘの合成ずれ量ｄＴ５と副走査方向ｙの合成ずれ量ｄＴ６と合成後のｙ方向のビーム位置の全体ずれ量ｄＴ２を検出するずれ検出１０７と、各ビームのｘ方向の書出し開始点の初期調整値（ドット遅延テーブル）を保持するメモリ１０８と、初期調整値とｘ方向の合成ずれ量ｄＴ５からｘ方向の合成ずれを補正する主走査補正手段１０９と、ｙ方向の合成ずれ量ｄＴ６からｙ方向の合成ずれを補正する副走査補正手段１１０Ａ，Ｂ，１１３と、全体ずれ量ｄＴ２から合成後のビーム群のｙ方向の全体ずれを補正するビーム入射角補正手段１１１，１１３と、を備えた。【選択図】  図２
2011002499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍ個のレーザ素子からなる複数ｎの半導体レーザアレイと、
各半導体レーザアレイにより発生するレーザビームを合成する合成手段と、
合成されたｍ×ｎ本のレーザビームを走査する走査手段と、
走査された各レーザビームを検出しビーム検出信号を出力するビーム検出手段と、
各レーザビームのビーム検出信号から半導体レーザアレイ間の主走査方向の合成ずれ量と副走査方向の合成ずれ量と合成後の副走査方向のビーム位置の全体ずれ量を検出するずれ検出手段と、
各レーザビームの主走査方向の画像露光開始点の初期調整値を保持する調整値保持手段と、
前記初期調整値と前記主走査方向の合成ずれ量から主走査方向の合成ずれを補正する主走査補正手段と、
前記副走査方向の合成ずれ量から副走査方向の合成ずれを補正する副走査補正手段と、
前記全体ずれ量から合成後のｍ×ｎ本のレーザビームの副走査方向の全体ずれを補正するビーム入射角補正手段と、
を備えたマルチビーム走査装置。
【請求項２】
ｎ＝２であって、前記主走査方向の合成ずれ量は、主走査が先行する第１の半導体レーザアレイの先頭ビームと主走査が後行する第２の半導体レーザアレイの最終ビームで検出する；請求項１に記載のマルチビーム走査装置。
【請求項３】
ｎ＝２であって、前記副走査方向の合成ずれ量は、第１及び第２の半導体レーザアレイの先頭ビームで検出する；請求項１又は２に記載のマルチビーム走査装置。
【請求項４】
ｎ＝２であって、前記副走査方向の全体ずれ量は、第１半導体レーザアレイの先頭ビームで検出する；上請求項１乃至３のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置。
【請求項５】
前記主走査補正手段は、１画素単位のずれ補正をする粗調回路と１画素未満のずれ補正をする微調回路で構成されている;請求項１乃至４のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置。
【請求項６】
前記副走査補正手段は、複数ｎの半導体レーザアレイのレーザビームを合成する合成手段の間にあり、一部又は全部の半導体レーザアレイの副走査方向のビーム位置を補正する；請求項１乃至５のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置。
【請求項７】
前記ビーム入射角補正手段は、ビームを合成する合成手段とｍ×ｎ本のレーザビームを走査する走査手段の間にあり、ビーム群全体の、副走査方向の位置を補正する；請求項１乃至６のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置。
【請求項８】
感光体と、
該感光体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記感光体上に前記ｍ×ｎ本のレーザビームを照射して静電潜像を形成する、請求項１乃至７のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置と、
前記静電潜像をトナーによって現像する現像装置と、
形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と、
転写されたトナー像を前記記録媒体上に定着する定着装置と、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレーザビームを同時に主走査するマルチビーム走査装置及びそれを用いた画像形成装置に係り、複数ｍの発光源を有する複数ｎの半導体レーザアレイのレーザビームの主走査を副走査方向に並べるビーム合成により、複数の平行走査レーザビームを形成する場合の、主，副走査方向のビームの合成ずれを補正し、主，副走査方向の走査密度を均一にできるマルチビーム走査装置及びそれを用いて良好な画像を得ることができる画像形成装置に関する。本発明は例えば、複写機およびプリンタに実施できる。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置は、感光体表面を一様に帯電した後、レーザビーム走査装置により記録情報に応じて変調したレーザビームを照射して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像して、転写部において用紙などの記録媒体に転写し、更に定着処理する。
【０００３】
近年、この種の画像形成装置は、高速，高画質の要求が高まっており、高速，高画質を実現する有効な手段として、複数のレーザビームを同時に平行走査するマルチビーム走査装置を備えたマルチビーム画像形成装置が提案されている。
【０００４】
このマルチビーム走査装置は、ポリゴンミラーの一面で複数ラインの主走査ができるため、ポリゴンミラーの回転速度を上げることなく、高速で画像形成できるという特徴を有する。また解像度が６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉ，２４００ｄｐｉと進む中、ビーム数を増やすことで２４００ｄｐｉの画像が形成できるため、ポリゴンミラーの回転速度を上げることなく、高画質で画像形成できるという特徴を有する。
【０００５】
このようなマルチビーム走査装置に、複数ｍのレーザ素子からなる半導体レーザアレイを複数ｎ個使い、半導体レーザアレイから発するレーザビームを合成して複数のレーザビームを発生させるマルチビーム走査装置がある。
【０００６】
ビーム合成を行うマルチビーム走査装置を用いたマルチビーム画像形成装置において、良好な画像を得るためには、それぞれのレーザビームの感光体への結像位置および画像形成開始位置を揃えることが必要不可欠である。そのため、特許文献１では、ｍ個（実施例ではｍ＝４）の発光源を有するｎ個（実施例ではｎ＝２）の半導体レーザアレイを組み合わせて、それぞれの副走査方向のビームの間隔と合成したときのレーザビームの副走査方向の間隔を調整し、主走査方向の間隔を検出して、高画質に描画できるマルチビーム走査装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし複数のレーザビームを高精度に合成しても、環境変化や振動等の影響で、合成精度が経時的に低下してしまうことは避けられない。特許文献１の図１０（Ａ）のように、１つの半導体レーザアレイの４個の発光源が発生する４個のレーザビームの中の、最先に主走査が始まるレーザビーム３０１ａに対する、もう１つの半導体レーザアレイの４個の発光源が発生する４個のレーザビームの中の、最先に主走査が始まるレーザビーム３０２ａの主走査方向の間隔Ｘ１を、２個の受光素子をハ型に配置したビーム検出手段で検出できるようにした場合、合成ずれの量によってはビーム検出手段で検出することができない。また合成ずれ量を見越し、あらかじめ、第１半導体レーザアレイの第１レーザビーム群と第２半導体レーザアレイの第２レーザビーム群とを、主走査方向に「ある程度の間隔」をもって設定した場合、更なる高画質化のために、例えばｍ＝２０、ｎ＝２にして４０本のレーザビームを発生する高密度マルチビーム走査装置にしたときは、以下のような問題が生じる。
【０００８】
ｍ＝２０の発光源のアレイ（直線配列）が副走査方向に平行であると副走査ピッチは、ｍ個の発光源の分布ピッチと同一となり、副走査の高密度化に限界があるが、アレイを副走査方向に傾斜して配置することにより（例えば本件図６の（ｂ））、副走査方向を高密度にできる。しかし、２０本のレーザビームがポリゴンミラーの同一面で反射されている期間（主走査長：有効走査範囲）は、１本のレーザビームのみの走査の場合よりも、主走査始端側と終端側でそれぞれ、２０本のレーザビームの、アレイの傾斜配置による主走査方向分布長分狭くなる。
【０００９】
第１アレイの２０本の第１レーザビーム群と第２アレイの２０本の第２レーザビーム群とが、前記「ある程度の間隔」を設定した結果主走査方向でずれていると、その分有効走査範囲が、主走査始端側と終端側でそれぞれ狭くなる。すなわち、有効走査範囲を更に狭くしてしまうことになる。特に、幅広い主走査方向の走査を行う画像形成装置においては、光学設計の観点から、できる限り前記「ある程度の間隔」を小さくするほうが設計しやすい。前記「ある程度の間隔」は、例えば本件図６の（ｃ）に示すように、第１レーザビーム群（黒ドット）の主，副走査ピッチ間に第１レーザビーム群（白ドット）を配置することにより、なくなる。しかしそうすると、特許文献１のように間隔Ｘ１をビーム検出手段で検出することが、困難である。
【００１０】
そこで本発明は、主走査有効範囲を極力広く確保ししかも複数のレーザビーム群の合成ずれを低減することを第１の目的とし、経時的に発生するあるいは増大する合成ずれを解消することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）ｍ個のレーザ素子からなる複数ｎの半導体レーザアレイ(101,102)と、
各半導体レーザアレイにより発生するレーザビームを合成する合成手段(103)と、
合成されたｍ×ｎ本のレーザビームを走査する走査手段(104)と、
走査された各レーザビームを検出しビーム検出信号を出力するビーム検出手段(106)と、
各レーザビームのビーム検出信号から半導体レーザアレイ(101,102)間の主走査方向の合成ずれ量(dT5)と副走査方向の合成ずれ量(dT6)と合成後の副走査方向のビーム位置の全体ずれ量(dT2)を検出するずれ検出手段(107)と、
各レーザビームの主走査方向の画像露光開始点の初期調整値（ドット遅延テーブル）を保持する調整値保持手段(108)と、
前記初期調整値と前記主走査方向の合成ずれ量(dT5)から主走査方向の合成ずれを補正する主走査補正手段(109)と、
前記副走査方向の合成ずれ量(dT6)から副走査方向の合成ずれを補正する副走査補正手段(110A,B,113)と、
前記全体ずれ量(dT2)から合成後のｍ×ｎ本のレーザビームの副走査方向の全体ずれを補正するビーム入射角補正手段(111,113)と、
を備えたマルチビーム走査装置。
【００１２】
なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。
【発明の効果】
【００１３】
このマルチビーム走査装置においは、マルチビーム走査装置の使用に伴い、定期的又は所定の条件が成立した時に、前記ビーム検出手段(106)，ずれ検出手段(107)，主走査補正手段(109)，副走査補正手段(113)およびビーム入射角補正手段(113,111)を用いて上記３種のずれ（主，副走査方向の合成ずれおよび副走査方向の全体ずれ）を補正することにより、経時的に発生あるいは増大するレーザビーム走査のドットずれを低減することができる。
【００１４】
これにより、例えば本件図６の（ｃ）に示すように、ｎ（図示例はｎ＝２）グループのレーザビームの主，副走査方向の分布（例えばポリゴンミラーの同一面に対する照射点分布）を同一直線上として主走査方向の有効走査範囲を広く維持する場合でも、上記補正によりドットずれが小さく抑制されているので、第１グループのレーザビーム群の中の、最先に主走査が始まるレーザビームに対する、第２グループのレーザビーム群の中の、最先に主走査が始まるレーザビームの主走査方向の間隔Ｘ１を正確に検出できるようになる。これによって上記補正の精度と信頼性が向上し、間隔Ｘ１の計測の信頼性と精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のマルチビーム走査装置１００を装備した画像形成装置の概要を示すブロック図である。
【図２】本発明のマルチビーム走査装置の一実施例の構成を示すブロック図である。を搭載した画像形成装置の概略図である。
【図３】図２に示す主走査補正１０９の機能の概要を示すブロック図である。
【図４】図２に示すビーム検出１０６の、受光素子ＰＤ１，ＰＤ２の配置形態を示すブロック図である。
【図５】オペレータのマニュアル操作によって実行する、図２に示す半導体レーザアレイ（ＬＤＡ）１０１，１０２の、副走査方向のレーザピッチ（ドットピッチ）の調整と、両アレイのレーザビーム群の合成調整の工程概要を示す操作フローチャートを示す。
【図６】（ａ）は、図２に示すＬＤＡ１０１の基点角度での、レーザビーム群の分布（配列：アレイ）を拡大して示す平面図、（ｂ）は、副走査方向の分布ピッチを小さくするためにＬＤＡ１０１を基点角度から回転させた、光学調整後のレーザビーム群の分布を示す平面図、（ｃ）は光学調整後の、ＬＤＡ１０１のレーザビーム群（黒ドット：Ｓ１，Ｓ３〜Ｓ３９）とＬＤＡ１０１のレーザビーム群（白ドット：Ｓ２，Ｓ４〜Ｓ４０）の分布を示す平面図である。
【図７】画像形成装置に入力された「レーザ装置初期化」指令」に応答して図２に示す露光位置調整１１４（のずれ検出１０７）が実行する「初期値の設定」ＴＤＰの概要を示すフローチャートである。「初期値」は、表１（初期値テーブル）に示すものと、それを用いて算出する、最先に画像露光走査を開始する先頭レーザビームの主走査方向の画像露光開始タイミングに対する後続各レーザビームの、主走査方向の画像露光開始タイミングの遅延量（表２：ドット遅延テーブル）に示す。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、初期値テーブル（表１）の各タイミングデータＴ１〜Ｔ６を得るレーザビーム検出態様のそれぞれを示し、ビーム検出１０６の受光素子ＰＤ１，ＰＤ２の配置を示す平面図と、検出信号を示すタイムチャートとを対にして示す。
【図９】図２に示す露光位置調整１１４が、露光走査特性の経時変化によるドットずれを抑制するために実施する「ドット位置ずれ補正」ＤＰＡの内容を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）は、「ドット位置ずれ補正」ＤＰＡにおいて、主走査方向の合成ずれ量ｄＴ５および副走査方向の合成ドットずれｄＴ６を求めるためにタイミングデータＴ５’およびＴ６’を得るレーザビーム検出態様を示す、平面図およびタイムチャートであり、（ｂ）〜（ｃ）は、主，副走査方向の合成ずれ量ｄＴ５，ｄＴ６および副走査方向の全体ずれ量ｄＴ２を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（２）ｎ＝２であって、前記主走査方向の合成ずれ量(dT5)は、主走査が先行する第１の半導体レーザアレイ(101)の先頭ビーム(S1)と主走査が後行する第２の半導体レーザアレイ(102)の最終ビーム(S40)で検出する（図８の（ｃ），図１０の（ｂ））；上記（１）に記載のマルチビーム走査装置。最も遠いレーザ素子(S1,S40)を発光して、主走査方向の合成ずれを検出するので、ビーム検出が容易であって両ビーム(S1,S40)間の間隔(T5)を正確に計測でき、合成ずれ量(dT5)を正確に検出することができる。
【００１７】
（３）ｎ＝２であって、前記副走査方向の合成ずれ量(dT6)は、第１及び第２の半導体レーザアレイの先頭ビーム(S1,S2)で検出する（図１０の（ａ）と（ｃ））；上記（１）又は（２）に記載のマルチビーム走査装置。最も主走査始端に先頭ビーム(S1,S2)間隔を検出するので、検出誤差値が小さく、合成ずれ量(dT6)の検出精度が良い。
【００１８】
（４）ｎ＝２であって、前記副走査方向の全体ずれ量(dT2)は、第１半導体レーザアレイ(101)の先頭ビーム(S1)で検出する（図８の（ａ），図１０の（ｄ））；上記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置。書き出し用のビーム検出を行う、主走査が先行する第１半導体レーザアレイ(101)の先頭ビーム(S1)の、副走査方向の位置を検出するので、印刷動作中においても合成後のマルチビーム全体の副走査方向の結像位置ずれ(dT2)の検出ができる。
【００１９】
（５）前記主走査補正手段(109)は、１画素単位のずれ補正をする粗調回路(95)と１画素未満のずれ補正をする微調回路(96)で構成されている（図３）;上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置。粗調及び微調回路(95,96)を有しているので、主走査方向のずれを精細に補正できる。
【００２０】
（６）前記副走査補正手段(110A,B,113)は、複数ｎの半導体レーザアレイのレーザビームを合成する合成手段(103)の間にあり（図２）、一部又は全部の半導体レーザアレイの副走査方向のビーム位置(dT6)を補正する；上記（１）乃至（５）のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置。半導体レーザアレイ(1011,102)のレーザビームの、合成手段(103:ビームスプリッタ)への副走査方向の入射角を変えられるので、副走査方向のドット位置補正範囲を広くすることができる。
【００２１】
（７）前記ビーム入射角補正手段(111,113)は、ビームを合成する合成手段(103)とｍ×ｎ本のレーザビームを走査する走査手段(104)の間にあり（図２）、ビーム群全体の、副走査方向の位置を補正する；上記（１）乃至（６）に記載のマルチビーム走査装置。合成後のレーザビームの光路を副走査方向に変えられるので、副走査方向の結像位置を、所定位置（基準位置）設定し維持することができる。
【００２２】
（８）感光体(120)と、
該感光体の表面を帯電する帯電装置(121)と、
帯電した前記感光体上に前記ｍ×ｎ本のレーザビームを照射して静電潜像を形成する、上記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置(100：図２)と、
前記静電潜像をトナーによって現像する現像装置(122)と、
形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写装置(123)と、
転写されたトナー像を前記記録媒体上に定着する定着装置(125)と、
を備えた画像形成装置（図１）。上記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載のマルチビーム走査装置(100：図２)を搭載しているので、常に良好な画像を得ることができる。
【実施例】
【００２３】
図１に本発明の画像形成装置の一実施例を示し、図２には、該画像形成装置に装備したマルチビーム走査装置の構成を示す。図１において、１２０は感光体ドラムであり、図示しないモータにより回転駆動される。この感光体ドラム１２０の表面は、帯電装置１２１により一様に帯電された後、マルチビーム走査装置１００から、画像データ１１２によって変調されたレーザビームが照射され、静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置１２２により現像され、更に転写装置１２３で記録媒体である用紙１２４に転写され、定着装置１２５で記録紙上に定着される。
【００２４】
図２を参照する。マルチビーム走査装置１００の１０１および１０２は、複数ｍのレーザ発光素子からなる、ｎ＝２個の、第１及び第２の半導体レーザアレイ（以下ＬＤＡとする）である。１０３はレーザビームを合成するビームスプリッタ（合成手段）である。１０４は走査手段であるポリゴンミラーである。１０５はｆθレンズである。１０６は走査された各レーザビームを検出し、ビーム検出信号を出力するビーム検出手段である。
【００２５】
半導体レーザアレイ（ＬＤＡ）１０１及びＬＤＡ１０２は、各々画像データに応じて複数ｍ＝２０本のレーザビームを発生する。ＬＤＡ１０１及びＬＤＡ１０２により発生したレーザビームは、ビームスプリッタ１０３に入って合成される。合成された複数のレーザビームは、ポリゴンミラー１０４の偏向反射面に照射される。ポリゴンミラー１０４が反射したレーザビームは、ｆθレンズ１０５等の結像手段を通して感光体ドラム１２０上に結像される。
【００２６】
図２の１０７は、各レーザビームのビーム検出信号からＬＤＡ１０１とＬＤＡ１０２の主走査方向ｘの合成ずれ量及び副走査方向ｙの合成ずれ量ならびに合成後の全体の副走査方向のビーム位置のずれ量を検出するずれ検出（ずれ検出手段）である。ずれ検出１０７は、ビーム検出１０６の第１受光素子ＰＤ１が最先にレーザビームを検出した信号ＤＥＴ１，ＤＥＴ４，ＤＥＴ７，ＤＥＴ１’，ＤＥＴ７’（図８，図１０）を基点にタイミングクロックＴｓのカウントアップを開始するクロックカウンタと、第１，第２受光素子ＰＤ１，ＰＤ２が発生する検出信号（パルス）をカウントする第１，第２ドットカウンタ、および、第１，第２ドットカウンタのカウント値が所定値（プリセット値）に達する毎に、クロックカウンタのカウント値（Ｔ１，Ｔ２），（Ｔ４，Ｔ３），（Ｔ５，Ｔ６）を読込む出力ラッチ、の各機能を備える。所定値は後述の副走査位置コントローラ１１３が与え、出力ラッチのデータを副走査位置コントローラ１１３が読取る。
【００２７】
１０８は、光学調整時の各レーザビームの調整値を保持する調整値メモリ（調整値保持手段）であり、表１及び表２に示す初期値テーブルおよびドット遅延テーブルのデータが格納されるものである。
【００２８】
１１０Ａおよび１１０Ｂは、副走査方向の合成位置を調整するために用いた液晶偏向素子（副走査補正手段）である。液晶偏向素子１１０Ｂは、ＬＤＡ１０１のＭ＝２０個のレーザビームを副走査方向に偏向し、液晶偏向素子１１０Ａは、ＬＤＡ１０２のＭ＝２０個のレーザビームを副走査方向に偏向する。１１０Ａおよび１１０Ｂの一方のみを備えてもよいが、本実施例では、調整を精細にし調整範囲を広く取るために２つの液晶偏向素子１１０Ａ，１１０Ｂを用いた。液晶偏向素子１１０Ａ，１１１Ｂを用いて、ＬＤＡ１０１が出射する２０本のレーザビーム群Ｓ１，Ｓ３，Ｓ３９（図６の（ａ））とＬＤＡ１０２が出射する２０本のレーザビーム群Ｓ２，Ｓ４，Ｓ４０とを、図６の（ｃ）に示すように、副走査方向で１０．６μｍのピッチになるように調整できる。
【００２９】
１１１は、合成したレーザビーム群（４０個）全体の副走査方向の位置を調整するために用いた液晶偏向素子（ビーム入射角補正手段）である。液晶偏向素子１１１を用いて、ポリゴンミラー１０４が感光体１２０に照射する合成レーザビーム群（４０個のビーム）の、感光体１２０上の照射位置（回転方向：副走査方向）が基準位置に調整（設定）される。
【００３０】
液晶偏向素子１１０Ａ，１１０Ｂ，１１１に偏向駆動電圧指示データを与える副走査位置コントローラ１１３はマイクロコンピュータであり、ずれ検出１０７に制御データをあたえてずれ検出を指示し、ずれ検出１０７の検出データを読み込んでずれ量補正のためのドット遅延データ（調整値）を算出して、検出データおよびドット遅延データを、調整値メモリ１０８（の初期値テーブル：表１およびドット遅延テーブル：表２）に格納する。副走査位置コントローラ１１３はまた、調整値メモリ１０８の（ドット遅延テーブル：表２））のドット遅延データ（調整値）を、ＡＩＳＩＣで構成した主走査補正１０９に出力する。
【００３１】
１１２は、図示しないホスト装置やコントローラなどから送信される印刷データである画像データである。画像データは各レーザビーム宛１連、合計４０連であり、主走査補正１０９が出力タイミングを調整して、画像データ対応で出射レーザビームを変調するレーザドライバ９７，９８に、出力する。レーザドライバ９７，９８はそれぞれ、ＬＤＡ１０１，ＬＤＡ１０２の各２０個の半導体レーザのそれぞれに、画像データによって変調した発光駆動電圧を印加する。
【００３２】
ライン同期発生９９は、ビーム検出１０６の第１受光素子のＳ１ビーム検出信号に基づいてライン同期信号Ｌｓを生成し、主走査補正１０９に、また、印刷データ１１２を与える図示しないホスト装置やコントローラなどに、出力する。
【００３３】
図３に、主走査補正１０９の機能の主要部を示す。主走査補正１０９には、合成レーザビーム群（４０個のビーム）の中の、最先に主走査方向のレーザ走査を開始するビームＳ１を除く、３９個のビームＳ２〜Ｓ４０のそれぞれに宛てた各画像データを遅延する主走査補正が、合計３９個ある。これらの主走査補正は、すべて機能は同一であるが、副走査位置コントローラ１０９が与えるドット遅延データ（調整量）の内容（表２）が異なるので、それぞれの遅延量は異なる。
【００３４】
各ドット遅延量（調整量）は、ビームＳ１の主走査ライン始端（画像書き出し先頭ドット）に、他の各ビームＳ２〜Ｓ４０の各主走査ライン始端（画像書き出し先頭ドット）を合わせる（全ビームの画像書き込み始端を、主走査方向ｘの同一位置に揃える）ための、各ビームＳ２〜Ｓ４０宛ての画像データ出力の各遅延時間である。
【００３５】
感光体１２０に対して最先頭に主走査方向のレーザ走査を開始するビームＳ１の次に主走査を開始するビームＳ２宛ての主走査補正には、副走査位置コントローラ１１３が調整値メモリ１０８（のドット遅延テーブル）から読み出して与えるＳ２宛てのドット遅延データ（調整量）を保持するための入力ラッチ９３，該ドット遅延データを、主走査方向の画素ピッチ（主走査方向ｘのドットピッチ）の整数値データと画素ピッチ内の端数値データとに変換する画素変換９４，該整数値データが表す遅延を画像データに与える粗調９５、および、該端数値データが表す遅延を画像データに与える微調９６、がある。
【００３６】
粗調９５は、主走査ラインの先頭に同期して到来し始める画素同期信号Ｐｓをカウントして、カウントの間画像データを遅延保持し、カウント値が前記整数値データに対応する値になると、保持している画像データの出力を開始する。微調９６は、画素同期信号Ｐｓが到来すると、該信号の整数倍の周波数のタイミングクロックＴｓのカウントアップを開始し、このカウントの間画像データを遅延保持し、カウント値が前記端数値データに対応する値になると、保持している画像データを出力する。
【００３７】
図４に、ビーム検出１０６にある、１対の受光素子ＰＤ１，ＰＤ２の配列を示す。ＰＤ２はＰＤ１に対し角度θとなるように配置されている。ビームＳ１他が主走査によりビーム検出１０６の受光素子ＰＤ１，ＰＤ２を横切るときに、光素子ＰＤ１，ＰＤ２がビーム検出信号（パルス：図８，図９）を発生し、ずれ検出１０７およびライン同期発生９９に出力する。
【００３８】
以上の構成において、オペレータが所要時に、マルチビーム走査装置１００を光学調整治具を用いて調整する。なお光学調整治具にはＣＣＤカメラなどを備え、ディスプレイ上のレーザビームドットをオペレータが視認して、光学調整を行う。一例では、光学調整治具は、図２に示す画像形成装置の、マルチビーム露光装置１００と感光体１２０の位置関係と同じ位置関係で、マルチビーム露光装置１００とＣＣＤカメラを支持するものであって、感光体のレーザビーム受光位置（基準位置）に相当する位置に視野中心を置き、しかもレーザビームが直角入射する姿勢で、感光体主走査の中央位置，フロント側（ビーム検出１０６の外側）およびリア側（ビーム検出１０６の外側）に相当する位置にそれぞれ一台、あわせて３台のＣＣＤカメラを支持するものである。これらのＣＣＤカメラの撮影画像をオペレータが視認して、光学調整した。
【００３９】
図５に、該高額調整の手順を、「ＬＤＡの傾斜角調整」ＭＲＡとして示す。図６の（ａ）は、本実施例で採用した、２０個のレーザ素子を持つＬＤＡの、レーザビームの分布を示す。「ＬＤＡの傾斜角調整」ＭＲＡでオペレータはまずＬＤＡ１０１の全レーザ素子を強制発光させる。解像度が例えば２４００ｄｐｉの場合は、矢印の方向に回転させ、図６の（ｂ）のように副走査方向ｙで２１．２μｍの間隔（ピッチ）に調整する（ＭＳ１）。次にＬＤＡ１０２の全レーザ素子を強制発光させる。図６の（ｂ）と同様に副走査方向２１．２μｍの間隔に調整する（ＭＳ２）。
【００４０】
次にＬＤＡ１０１とＬＤＡ１０２を強制発光させる。ＬＤＡ１０１とビームスプリッタ１０３の間及びＬＤＡ１０２とビームスプリッタ１０３の間にある副走査補正Ａ，Ｂ（液晶偏向素子）１１０Ｂ，１１０Ａの各偏向駆動電圧を個別に調整してレーザビームの光路を変えて、図６の（ｃ）に示すようにＳ１とＳ２を副走査方向に揃えるとともに、２４００ｄｐｉの間隔である１０．６μｍに調整する（ＭＳ３）。
【００４１】
次に合成後のマルチビーム全体の副走査方向の位置を、感光体ドラム１２０上の所定の結像位置（基準位置）になるようにビーム入射角補正（液晶偏向素子）１１１で光路を変える（ＭＳ４）。これで、マルチビーム走査装置１００の光学調整は完了となる。続いて、オペレータは、露光位置調整１１４（の副走査位置コントローラ１１３）に、「初期値の設定」を指示する。
【００４２】
図７に、副走査位置コントローラ１１３が実行する「初期値の設定」ＴＤＰの内容を示す。副走査位置コントローラ１１３は、「初期値の設定」が指示されると、まずＬＤＡ１０１とＬＤＡ１０２を消灯し、ポリゴンミラー１０４を回転させる（ｓ１）。その後ＬＤＡ１０１のＳ１及びＳ３９を点灯させ、ずれ検出１０７に、Ｔ１，Ｔ２（図８の（ａ））を計測するための所定値を与える（ｓ２）。
【００４３】
この所定値は、ビーム検出１０６において、ビーム検出１０６の第１受光素子ＰＤ１が最先にレーザビームＳ１を検出した信号ＤＥＴ１（基点）で、ずれ検出１０７内のクロックカウンタによるタイミングクロックＴｓのカウントアップを開始し、続いてビームＳ１を第２受光素子ＰＤ２が検出した信号ＤＥＴ２で、クロックカウンタのカウントデータ（Ｔ２）を、Ｔ２データ出力ラッチに格納し、次にＰＤ１がビームＳ３９を検出した信号ＤＥＴ３でクロックカウンタのカウントデータ（Ｔ１）をＴ１データ出力ラッチに格納し、これを終えるとビーム検出１０６から副走査位置コントローラ１１３のレディ（計測完了）を報知するための、ずれ検出１０７内の、ＰＤ１，ＰＤ２の検出信号をカウントする第１，第２ドットカウンタに設定するプリセット値である。この場合は、第１カウンタが、ビームＳ１を検出した第１信号ＤＥＴ１と、第２信号ＤＥＴ３をカウントアップするとカウントオーバ信号を発生して、この信号が、クロックカウンタのカウントデータ（Ｔ１）をＴ１データ出力ラッチにラッチ（格納）する。また、第２カウンタは、第１カウンタが１カウントアップ（ＤＥＴ１をカウント）した状態で第２受光素子ＰＤ２がビームＳ１を検出した信号ＤＥＴ２が発生すると１カウントアップして、カウントオーバ信号を発生して、この信号が、クロックカウンタのカウントデータ（Ｔ２）をＴ２データ出力ラッチにラッチ（格納）し、しかもレディ信号として副走査位置コントローラ１１３に出力される。
【００４４】
図８の（ａ）に、ビーム検出信号ＤＥＴ１〜ＤＥＴ３の概要を示す。副走査位置コントローラ１１３は、該レディ信号に応答して、ずれ検出１０７のＴ１，Ｔ２データ出力ラッチのデータＴ１，Ｔ５を読み込む（ｓ２）。
【００４５】
次に副走査位置コントローラ１１３は、Ｔ１／１９（１９＝ｍ−１）とＴ２を、調整値メモリ１０８に定めた「初期値テーブル」領域に書き込む（ｓ３）。なお、以下においては、「初期値テーブル」領域を、単に「初期値テーブル」と表現する場合もある。
【００４６】
ＤＥＴ１とＤＥＴ３の時間差Ｔ１は、Ｓ１とＳ３９の主走査間隔に等しく、この値をｍ−１（＝１９）で割った値Ｔ１／１９が、ＬＤＡ１０１の各レーザビームの調整時の主走査方向の間隔となる。またＤＥＴ１とＤＥＴ２の時間差Ｔ２は、ＬＤＡ１０１の副走査方向照射位置に対応する値である。すなわちＬＤＡ１０１の副走査方向位置データ、詳しくは、ＬＤＡ１０１のレーザビームＳ１の副走査位置データである。
【００４７】
次に副走査位置コントローラ１１３は、ＬＤＡ１０１を消灯し、ＬＤＡ１０２のＳ２及びＳ４０を点灯させ、ずれ検出１０７に、Ｔ３，Ｔ４（図８の（ｂ））を計測するための所定値を与える（ｓ４）。これにより、上記と同様に、ビーム検出１０６に入射されたＳ２とＳ４０のレーザビームにより、ビーム検出信号が得られる。図８の（ｂ）に、得られたビーム検出信号を示す。ＤＥＴ４はＰＤ１にＳ２のレーザビームが入射したときの信号で、ＤＥＴ５はＰＤ２にＳ２のレーザビームが入射したときの信号で、ＤＥＴ６はＰＤ１にＳ４０のレーザビームが入射したときの信号である。これらのビーム検出信号を基にずれ検出１０７が間隔を算出する。ＤＥＴ４とＤＥＴ６の時間差Ｔ３は、Ｓ２とＳ４０の間隔に等しく、この値をｍ−１（＝１９）で割った値Ｔ３／１９が、ＬＤＡ１０２の各レーザビームの調整時の主走査方向の間隔となり、またＤＥＴ４とＤＥＴ５の時間差Ｔ４は、ＬＤＡ１０２の副走査方向照射位置に対応する値である。すなわちＬＤＡ１０２の副走査方向位置データ、詳しくは、ＬＤＡ１０２のレーザビームＳ２の副走査位置データである。副走査位置コントローラ１１３は、Ｔ３／１９とＴ４を、調整値メモリ１０８の「初期値テーブル」領域に書き込む（ｓ５）。
【００４８】
次に副走査位置コントローラ１１３は、ＬＤＡ１０２を消灯し、ＬＤＡ１０１のＳ１とＬＤＡ１０２のＳ２、Ｓ４０を点灯させ、ビーム検出１０６にレーザビームを入射し、ずれ検出１０７に、Ｔ５，Ｔ６（図８の（ｃ））を計測するための所定値を与える（ｓ６）。これにより、上記と同様に、ビーム検出１０６に入射されたＳ１とＳ２及びＳ４０のレーザビームにより、ビーム検出信号が得られる。図８の（ｃ）に、得られたビーム検出信号を示す。ＤＥＴ７はＰＤ１にＳ１のレーザビームが入射したときの信号で、ＤＥＴ８はＰＤ２にＳ２のレーザビームが入射したときの信号で、ＤＥＴ９はＰＤ１にＳ４０のレーザビームが入射したときの信号である。これらのビーム検出信号を基にずれ検出１０７で間隔を算出する。ＤＥＴ７とＤＥＴ９の時間差Ｔ５は、Ｓ１とＳ４０の間隔に等しく、この値がＬＤＡ１０１とＬＤＡ１０２の主走査方向の合成範囲であり、またＤＥＴ７とＤＥＴ８の時間差Ｔ６はＬＤＡ１０１とＬＤＡ１０２の副走査方向の合成結果である。副走査位置コントローラ１１３は、Ｔ５とＴ６を、調整値メモリ１０８の「初期値テーブル」領域に書き込む（ｓ６）。
【００４９】
以上により、表１に示すように、初期値テーブルに初期値が設定（格納）される。次に副走査位置コントローラ１１３は、初期値テーブル（表１）の格納データに基づき、レーザビームＳ１の主走査ラインの先頭画素書き出しに対する他のレーザビームＳ２〜Ｓ４０の先頭画素書き出しを、感光体上で主走査方向（回転軸方向）同一位置とするためのドット遅延値（調整値）を算出して、調整値メモリ１０８の「ドット遅延テーブル」に書き込む。表２には、ドット遅延値算出式を示すが、格納データは、算出した値を示すドット遅延データである。
【００５０】
【表１】
2011002499.tif 000003
【００５１】
【表２】
2011002499.tif 000004
画像形成装置に動作電圧が印加された直後の装置初期化において、副走査位置コントローラ１１３は、調整値メモリ１０８の「ドット遅延テーブル」の、Ｓ２，Ｓ３〜Ｓ４０それぞれ宛のドット遅延データを読み出して、主走査補正１０９の中の、Ｓ２，Ｓ３〜Ｓ４０それぞれ宛の主走査補正の各入力ラッチ９３に書き込む（格納保持する）。これにより印刷中には、主走査補正１０９の中の、Ｓ２，Ｓ３〜Ｓ４０それぞれ宛の主走査補正が、それぞれ宛に入力される各画像データを、ラッチ９３に格納されたドット遅延データが表す遅延時間後に出力する。すなわち、画像データに遅延を加えて出力する。これにより、感光体上の、Ｓ２〜Ｓ４０の各主走査ラインの書き出しドットはすべて、ドットＳ１の主走査方向の書き出し位置となる。
【００５２】
図９に、副走査位置コントローラ１１３が実行する「ドット位置ずれ補正」ＤＰＡの内容を示す。この「ドット位置ずれ補正」ＤＰＡは、印刷動作環境の変化や振動，機構劣化等の影響で合成精度が経時的に低下してしまうおそれがあるので、画像形成装置に動作電圧が印加された直後，印刷実績が所定量増加したとき、機内環境が所定量変化したとき、ならびにオペレータが副走査コントローラ１１３に指示したときに、副走査位置コントローラ１１３が実行する。
【００５３】
「ドット位置ずれ補正」ＤＰＡに進むと副走査位置コントローラ１１３は、ポリゴンミラーを回転駆動し（ｓ１１）、ビームＳ１，Ｓ２およびＳ４０を点灯して、ビーム検出１０６で、Ｓ１，Ｓ２及びＳ４０のビーム検出信号を得る。図１０の（ａ）に、得られたビーム検出信号を示す。なお、これらのビーム検出信号は、ＬＤＡ１０２が主走査方向に図中左側に、副走査方向に図中下側にずれた例である。ＤＥＴ７´はＰＤ１にＳ１のレーザビームが入射したときの信号で、ＤＥＴ８´はＰＤ２にＳ２のレーザビームが入射したときの信号で、ＤＥＴ９´はＰＤ１にＳ４０のレーザビームが入射したときの信号である。
【００５４】
図１０の（ｂ）のように、ＤＥＴ７´とＤＥＴ９´の時間差Ｔ５´は、Ｓ１とＳ４０の間隔に等しく、ｄＴ５＝Ｔ５−Ｔ５´がＬＤＡ１０１に対するＬＤＡ１０２の主走査方向の合成ずれ量であり、このずれ量ｄＴ５＝Ｔ５−Ｔ５´を、ドット遅延テーブル上の、ＬＤＡ１０２の各レーザビームＳ２，Ｓ４〜Ｓ４０のドット遅延データに加算し、加算値に、ドット遅延テーブル上のドット遅延データを更新する（ｓ１３）。
【００５５】
また、図１０の（ｃ）のようにＤＥＴ７´とＤＥＴ８´の時間差Ｔ６´は、Ｓ１とＳ２の主走査方向の合成ずれ量を含んだ副走査方向の合成状態を示し、ｄＴ６＝Ｔ６−Ｔ６´とすると、
ｄＴ６−ｄＴ５＝（Ｔ６−Ｔ６´）−（Ｔ５−Ｔ５´）
が、ＬＤＡ１０１に対するＬＤＡ１０２の副走査方向の合成ずれ量となる。副走査位置コントローラ１１３は、副走査補正（液晶偏向素子）１１０Ａ及び又は１１０Ｂの偏向駆動電圧を操作して、
ｄＴ６−ｄＴ５＝（Ｔ６−Ｔ６´）−（Ｔ５−Ｔ５´）＝０
と成るように、ＬＤＡ１０２及び又はＬＤＡ１０２の副走査方向の光路を変える（ｓ１４）。
【００５６】
続いて副走査位置コントローラ１１３は、合成後のマルチビーム全体の副走査方向の位置がずれていないか確認するために、ＬＤＡ１０１のＳ１のみ点灯させる。これにより、図８の（ｄ）に示すビーム検出信号ＤＥＴ１´，ＤＥＴ２´が現れる。ＤＥＴ１´はＰＤ１に、ＤＥＴ２´はＰＤ２に、Ｓ１のレーザビームが入射したときの信号である。このビーム検出信号を基にずれ検出１０７が間隔を算出する（ｓ１５）。ＤＥＴ１´とＤＥＴ２´の時間差Ｔ２´は、合成後のマルチビーム全体の副走査方向の位置を示し、
ｄＴ２＝Ｔ２−Ｔ２´
がずれ量となる。副走査位置コントローラ１１３は、ビーム入射角補正（液晶偏向素子）１１１の偏向駆動電圧を操作して、
ｄＴ２＝Ｔ２−Ｔ２´＝０
になるよう、合成後のマルチビーム全体の副走査方向の光路を変える（ｓ１６）。
【００５７】
上記のように説明した「ドット位置ずれ補正」ＤＰＡは、副走査位置コントローラ１１３が、画像形成装置に動作電圧が印加された直後，印刷実績が所定量増加したとき、機内環境が所定量変化したとき、ならびにオペレータが副走査コントローラ１１３に指示したときに実行するが、印刷中に実行するときは、例えばカット紙を用いる画像形成装置ならば紙間で、連続した紙を用いる画像形成装置ならば、画像データがない、つまり白データが連続した走査で、実施する。
【００５８】
以上、合成精度が経時的に低下しても本発明により、定期的にずれを検出し、それを補正することで、最適な結像位置にし、常に良好な画像を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５９】
１００・・・マルチビーム走査装置
１０１，１０２・・・半導体レーザアレイ
１０３・・・ビームスプリッタ
１０４・・・ポリゴンミラー
１０５・・・ｆθレンズ
１０６・・・ビーム検出手段
１０７・・・ずれ検出手段
１０８・・・調整値保持手段
１０９・・・主走査補正手段
１１０・・・副走査補正手段
１１１・・・ビーム入射角補正手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００８−１７０５１８号公報
【図１】
2011002499.tif 000005
【図２】
2011002499.tif 000006
【図３】
2011002499.tif 000007
【図４】
2011002499.tif 000008
【図５】
2011002499.tif 000009
【図６】
2011002499.tif 000010
【図７】
2011002499.tif 000011
【図８】
2011002499.tif 000012
【図９】
2011002499.tif 000013
【図１０】
2011002499.tif 000014