JP3576745B2

JP3576745B2 - Image forming apparatus and printer

Info

Publication number: JP3576745B2
Application number: JP11562697A
Authority: JP
Inventors: 謙治郎堀; 晴彦奥村; 信廣相沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-06
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2017-05-06
Also published as: JPH10305614A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のレーザビームにより画像を記録する画像形成装置及びこれを備えたプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速印字と高解像度の特徴を有するレーザビームプリンタが広く利用されるようになってきている。このレーザビームプリンタの画像記録用光源として半導体レーザアレーが注目されており、その半導体レーザアレーの特徴は以下のようになる。
【０００３】
（１）複数のレーザビームによる走査線を同時に記録することができるので、高速印字が可能であり、そのためレーザビームを走査させる回転多面鏡の回転速度を遅くすることができる。
【０００４】
（２）各レーザビームの変調周波数を低くすることができ、そのデジタル変調回路を動作させやすくすることができる。
【０００５】
（３）半導体レーザパワーを低く抑えることができるので、レーザの寿命が長くなる。
【０００６】
半導体レーザアレーを超高解像度レーザビームプリンタに用いる場合には、その半導体レーザアレーのピッチ（隣り合う半導体アレーの間隔）を非常に短くする必要がある。
【０００７】
しかしながら、レーザ半導体レーザアレーのピッチを非常に短くすると、その隣接しあうレーザ間の熱干渉が大きくなり、各レーザの光強度が安定しなくなる問題がある。
【０００８】
この隣接しあうレーザ間の熱干渉の問題を避ける方法として、半導体レーザアレーを走査面に対して斜めに傾ける方法がある。その説明図を図８と図９に示す。
【０００９】
図８において、１０１は半導体レーザアレー、１０２は半導体レーザアレー１０１から出力された複数のレーザビームを集光させるコリメータレンズ、１０３はコリメータレンズ１０２を通過したレーザビームに感光体ドラム１０５上を走査させるための回転多面鏡、１０４は回転多面鏡１０３で反射されたレーザビームを回転する感光体ドラム１０５上で集光させ、感光体ドラム１０５上での走査ビーム速度を均一化させる走査レンズ、１０６は走査レンズ１０４を通過した走査レーザビームの走査面上に配置された反射ミラー、１０８は反射ミラー１０６で反射されたレーザビームを検出するビーム検出器、１０９はビーム検出器９と反射ミラー１０６の間に設けられた遮光板であり、走査レーザビームの走査開始基準を決めるために設けられたものである。
【００１０】
図８における半導体レーザアレー１から出力されるレーザビームの本数は４本である。図８において、それらのレーザビームにはＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の符号が付記されている。それらＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４のレーザビーム群が回転多面鏡３に対して斜めに入射するように、半導体レーザアレー１は傾いて配置される。このとき感光体ドラム５上の走査レーザビームは図９のようになる。
【００１１】
図９に示すように、半導体レーザアレー１が斜めに配置されることによって、半導体レーザアレー１から出力される４本のレーザビームは走査方向に沿って互いに時間的にシフトした形で感光体ドラム５上を走査する。
【００１２】
この走査方向のビーム群の時間差を補正するように半導体レーザアレー１を駆動するレーザ変調回路を制御すれば、感光体ドラム５上でビーム間の画像ずれがない正常なレーザ走査画像が形成される。
【００１３】
レーザビーム群が斜めに配置されることによって、感光体ドラム５の回転方向における見かけ上のレーザビーム群のピッチは短くなる。
【００１４】
したがって半導体レーザアレー１の傾き角しだいで、前述の見かけ上のレーザビーム群のピッチは短くなり、高解像度レーザビームプリンタを形成することができる。また半導体レーザアレーのピッチを広げ、その熱干渉を避けることもできるようになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この半導体レーザアレーを斜めに傾ける技術では、感光体ドラム上５での見かけ上のピッチを精度よく所望の値にあわせるためには、半導体レーザアレーを高い精度の傾き角で固定する機械的な機構が必要となる。特に超高解像度を達成するべく、感光体ドラム５上で挟ピッチにしようとすると、半導体レーザアレーの傾き角を大きくとる必要がある。また、半導体レーザアレー自身のピッチを精度良く所望の値にあわせることが難しいので、同じく各レーザビームの走査方向及び感光体ドラム５の回転方向に沿った画像上のずれが生じてしまう場合があった。
【００１６】
また複数の走査レーザビームを単一のビーム検出器でビームを検出しようとすると、レーザアレー１の１回のレーザ走査毎にビーム検出器９で複数の検出パルスが発生してしまう。ビーム検出器９で出力される信号をもとに、回転多面鏡３の回転速度を安定化させる場合には、複数個の検出パルスが出力されてしまうので、その回転速度を安定化させることが困難であった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像形成装置は、画像信号発生手段より出力される画像信号に応じて複数の光ビームの各々を変調する変調手段と、前記複数の光ビームからなる光ビーム群を、該複数の光ビームが主走査方向及び副走査方向に対して斜めにずれた様態で感光体上に走査する走査手段と、前記走査手段により走査される光ビーム群を所定位置で検出して検出パルス列を出力するビーム検出手段と、前記検出パルス列から基準時間を定める単一パルスを形成する整形手段と、前記検出パルスの時間間隔を計測し、該計測結果に基づいて前記単一パルスから画像信号出力までの時間を調整する時間調整手段と、前記単一パルスの周期を計測し、該計測結果に基づいて前記走査手段の走査周期を制御する走査制御手段を有することを特徴とする。
【００１８】
上記の画像形成装置において、前記走査手段は回転駆動手段を含み、前記走査制御手段は、前記単一パルスの周期と基準周期との比較結果に応じて前記回転駆動手段の回転周波数を制御してもよい。
【００１９】
上記の画像形成装置は、前記光ビームにより感光体上に形成される静電潜像を可視像に変換する現像手段と、前記可視像を紙葉体に転写する転写手段とを更に有していてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態を示すためのブロック図である。１は、複数個の半導体レーザを一列に配置した半導体レーザアレーで、これらの半導体レーザのなす列は後述する回転多面鏡の回転方向に対し斜めになっている。なお、本実施形態ではレーザアレーのビーム数はｎを３として３本として説明する。２は、半導体レーザアレー１からの出射光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を平行ビームにするコリメータレンズである。出射光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は図にはない結像レンズにより感光材ドラム５に結像する。３は平行ビームとなった出射光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を感光材ドラム５上に走査させる回転多面鏡である。４は、回転多面鏡３を回転させるためのモータ制御回路である。６は、感光材ドラム５を帯電させるための帯電器である。７は、感光材ドラム５上にビーム走査により形成された静電潜像を、トナーによって現像化するための現像器である。８は、現像器７によって顕像化されたトナー像を紙面上に転写するための転写器である。９は、ビームの走査面上の走査基準位置に配置され、走査ビームを検出するためのビーム検出器である。ビーム検出器は例えば、感光体ドラム５に隣接して配置される。１０は、ビーム検出器９からの出力を増幅し、ビームを検出していないときのレベルとビームを検出したときのピーク値との間に定められた閾値と比較することでパルス信号を出力するビーム検出回路である。１１は、ビーム検出回路１０からのビーム検出出力パルス列のパルス間隔を計測するためのパルス間隔計測回路である。１２は、ビーム検出回路１０からの出力パルス列から先頭のパルスを検出し単一パルスに整形するパルス整形回路である。１３は、パルス間隔計測回路１１からのパルス間隔計測結果をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路である。１４はＣＰＵである。ＣＰＵ１４の動作については後述する。１５，１６，１７は、パルス整形回路１２のパルス出力とＣＰＵ１４の出力を入力し、感光材ドラム５上に形成される各々のビームに対応した画像がお互いにずれないように、パルス整形回路１２のパルスが立ち上がってからそれぞれの画像が生成されはじめるまでの遅延量を調整するための画像開始タイミング調整回路である。１８，１９，２０は、不図示の画像信号を入力し、画像開始タイミング調整回路１５，１６，１７により感光材ドラム５上を走査するビームの画像開始タイミングが調整された画像信号を発生させる画像信号発生回路である。２１，２２，２３は各画像信号で半導体レーザアレーを駆動する電流を変調して結果的にレーザ光を変調する光変調回路である。
【００２４】
なお、パルス整形回路１２はパルス間隔計測回路１１の出力を利用しても良い。また、パルス整形回路１２はビーム検出回路１０の出力パルス列から基準時間を表す単一パルスを出力すれば良く、立ち上がりが先頭のパルスの立ち上がりと一致していなくても良い。
【００２５】
以上のように構成された本実施形態に係る画像形成装置においては、次に述べる方法により半導体レーザアレーの取り付け角度誤差やピッチ誤差による走査方向の画像のずれを補正し、ビーム間のピッチずれのない画像を形成する。
【００２６】
図４に示すようにビームスポット１、ビームスポット２、ビームスポット３は回転多面鏡３の回転方向に対し互いに斜めに配置されており、ラインピッチＬｐ１が所望のピッチとなるようにあらかじめ調整されている。各ビーム間のピッチをＢｐ１として、走査方向と各ビームを結ぶ線が成す角度をθ１とする。走査方向に沿った各ビームの間隔をＢｐ１′とする。間隔Ｂｐ１′は、図６に示すような、ビーム検出回路１０の第１レーザによる出力パルスと第２レーザによる出力パルスとの時間間隔ｔ１、及び第２レーザによる出力パルスと第３レーザによる出力パルスとの時間間隔ｔ１と対応する。
【００２７】
次に、図５に示すように各ビーム間のピッチがＢｐ２＜Ｂｐ１となるような半導体レーザアレーを使用する場合、ラインピッチＬｐ１が所望のピッチとなるようにあらかじめ調整することで、走査方向と各ビームを結ぶ線が成す角度θ２がθ１よりも大きくなる。このときの走査方向に沿った各ビームの間隔をＢｐ２′とする。間隔Ｂｐ２′は、図７に示すような、ビーム検出回路１０の第１レーザによる出力パルスと第２レーザによる出力パルスの時間間隔ｔ２、及び第２レーザによる出力パルスと第３レーザによる出力パルスの時間間隔ｔ２と対応する。つまり、距離Ｂｐ１′と距離Ｂｐ２′との差ΔＢｐ１２（図５に図示）、及び距離２×Ｂｐ１′と距離２×Ｂｐ２′との差ΔＢｐ２３（図５に図示）とにより、図７における第１レーザによる出力パルスと第２レーザによる出力パルスの時間間隔誤差Δｔ１２、及び第２レーザによる出力パルスと第３レーザによる出力パルスの時間間隔誤差Δｔ２３が発生する。ΔＢｐ１２とΔＢｐ２３は、走査方向のピッチのずれであり、これによりビーム間の画像がずれる。ビーム検出回路１０から出力されるビーム検出出力パルス列はパルス間隔計測回路１１において計測され、パルス間隔は電圧に変換され、Ａ／Ｄ変換回路１３においてこの電圧がデジタル値に変換される。ＣＰＵ１４はＡ／Ｄ変換回路１３からの入力値に応じて、Δｔ１２とΔｔ２３がゼロになるように各々の画像開始タイミングを補正するための遅延データを画像開始タイミング調整回路１５〜１７に出力する。画像開始タイミング調整回路１５，１６，１７はパルス整形回路１２で生成される先頭のパルスを検出した単一パルスをＣＰＵ１４が出力する遅延時間だけ遅らせ、各半導体レーザに対応した画像信号発生回路１８，１９，２０へ画像開始タイミングを出力する。そして、画像信号発生回路１８，１９，２０と各半導体レーザに対応した光変調回路２１，２２，２３を介して、半導体レーザアレー１の各々の半導体レーザ素子からタイミングが補正された画像信号で変調されたビームが発射される。このようにして、半導体レーザアレーの取り付け角度誤差や半導体レーザアレーのピッチずれによる走査方向のピッチずれを補正して、ビーム間の画像の走査方向のずれが無い全体画像を得ることができる。
【００２８】
なお、この実施形態では、ビームの数が３本の場合について説明したが、これに限定される訳ではなく、２本以上であれば何本でも良いことは勿論である。また、走査方向と各ビームを結ぶ線が成す角度がθ２＞θ１の場合について説明したが、θ２＜θ１の場合も同じである。
【００２９】
［実施形態２］
図２は本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態を示すためのブロック図である。これは、実施形態１の画像形成装置にパルス間隔記憶回路２４を追加したものである。実施形態１でパルス間隔計測回路１１において計測されたパルス間隔データはＡ／Ｄ変換回路１３を介してＣＰＵ１４へ取り込まれるが、パルス間隔計測回路１１での計測誤差、Ａ／Ｄ変換回路１３における量子化誤差も画像開始タイミング補正値に含まれてしまう。そこでＣＰＵ１４へ取り込まれた複数回のビーム走査のパルス間隔データの平均値をパルス間隔記憶回路２４に記憶し、この平均値に従いＣＰＵ１４は画像開始タイミング調整回路１５，１６，１７へ各半導体レーザに対応した遅延データを出力する。
【００３０】
［実施形態３］
図３は本発明に係る画像形成装置の第３の実施形態を示すためのブロック図である。これは、実施形態１の画像形成装置に点線で囲んだ部分を追加したものである。２５は、パルス整形回路１２から出力される単一パルスの周期を計測する周期計測回路であり、２６は、周期計測回路２５で使用するクロックである。２７は、周期計測回路２５からの周期データとあらかじめ理論的に設定された基準値２８の値を比較し、その差分データを出力する比較回路である。２９は、比較回路２７の差分データをＤ／Ａ変換してモータ制御回路４へ出力するＤ／Ａ変換回路である。
【００３１】
ビーム検出回路１０からのパルス列にはパルスが密な状態と、パルスが粗な状態が混在する。このパルス列はパルス整形回路１２において単一パルスに整形される。そこでパルス整形回路１２の出力の周期を周期計測回路２５において計測し、あらかじめ理論的に設定された基準周期を保持する基準周期保持回路２８の出力と比較回路２７で比較する。この結果、基準周期に比べ周期計測回路２５において計測された周期が長い場合にはＤ／Ａ変換回路２９を介してモータ制御回路４に回転数を上げる信号を出力し、逆に基準値に比べ周期計測回路２５において計測された周期が短い場合にはＤ／Ａ変換回路２９を介してモータ制御回路４に回転数を下げる信号を出力することによって、常にビームの走査周期が基準値に等しくなるようにモータを制御することができる。
【００３２】
以上説明したように、ビーム検出器から出力されるビーム間距離に対応したパルス間隔を計測し、その計測値に応じて画像生成開始タイミングを変化させることにより、半導体レーザアレーの走査方向のピッチずれを補正し、各々のビームが形成した画像が走査方向にずれていない高品位な全体画像を形成することができる。
また、複数回のビーム走査のパルス間隔の平均値を記憶素子に格納し、記憶素子に格納されたデータにしたがって画像生成開始タイミングを変化させることにより、パルス間隔の計測誤差やＡ／Ｄ変換器の量子化誤差の影響のない、より一層正確なピッチずれ補正をして、各々のビームが形成した画像が走査方向にずれていない、より一層高品位な全体画像を形成することができる。
更に、１ビーム群ごとに１パルス発生するように単一化されたビーム検出回路出力の周期を計測する周期計測手段を備え、周期計測手段出力と基準周期とを比較し、計測周期が基準周期と等しくなるようにモータ回転数を補正することにより、半導体レーザアレーを使用する場合であっても、ビーム検出手段から出力される信号をもとに回転多面鏡の回転速度を安定化して、ビームの走査速度を安定化することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、各々の光ビームにより形成される画像の、主走査位置を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第一の実施形態における画像形成装置の構成図である。
【図２】本発明による第二の実施形態における画像形成装置の構成図である。
【図３】本発明による第三の実施形態における画像形成装置の構成図である。
【図４】走査方向に沿ったビーム間隔の影響を説明する図である。
【図５】走査方向に沿ったビーム間隔の影響を説明する第２の図である。
【図６】図４におけるビーム検出出力パルスへのタイミングを説明する図である。
【図７】図４、図５におけるビーム検出出力パルスへのタイミングを説明する図である。
【図８】従来例における半導体レーザアレーを用いた画像形成装置を説明する図である。
【図９】図８におけるレーザスポットの走査を説明する図である。
【符号の説明】
１半導体レーザアレー
２コリメータレンズ
３回転多面鏡
４モータ制御回路
５感光体ドラム
９ビーム検出器
１０ビーム検出回路
１１パルス間隔計測回路
１２パルス整形回路
１３Ａ／Ｄ変換回路
１４ＣＰＵ
１５〜１７画像開始タイミング調整回路
１８〜２０画像信号発生回路
２１〜２３光変調回路
２４パルス間隔記憶回路
２５周期計測回路
２７比較回路
２８基準周期保持回路
２９Ｄ／Ａ変換回路
１０４走査レンズ
１０６反射ミラー
１０９遮光板
Ｌ１〜Ｌ４レーザビーム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that records an image using a plurality of laser beams, and a printer including the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, laser beam printers having features of high-speed printing and high resolution have been widely used. A semiconductor laser array has attracted attention as a light source for image recording of this laser beam printer. The characteristics of the semiconductor laser array are as follows.
[0003]
(1) Since scanning lines by a plurality of laser beams can be simultaneously recorded, high-speed printing is possible, and therefore, the rotation speed of the rotary polygon mirror for scanning the laser beams can be reduced.
[0004]
(2) The modulation frequency of each laser beam can be reduced, and the digital modulation circuit can be easily operated.
[0005]
(3) Since the power of the semiconductor laser can be kept low, the life of the laser is prolonged.
[0006]
When a semiconductor laser array is used for an ultra-high resolution laser beam printer, the pitch of the semiconductor laser array (the interval between adjacent semiconductor arrays) must be very short.
[0007]
However, if the pitch of the laser semiconductor laser array is made very short, there is a problem that thermal interference between adjacent lasers becomes large and the light intensity of each laser becomes unstable.
[0008]
As a method of avoiding the problem of thermal interference between adjacent lasers, there is a method of inclining a semiconductor laser array obliquely with respect to a scanning surface. FIGS. 8 and 9 show the explanatory diagrams.
[0009]
8, reference numeral 101 denotes a semiconductor laser array; 102, a collimator lens for condensing a plurality of laser beams output from the semiconductor laser array 101; 103, a laser beam passing through the collimator lens 102 for scanning the photosensitive drum 105; A rotary polygon mirror 104; a scanning lens 104 for condensing the laser beam reflected by the rotary polygon mirror 103 on the rotating photosensitive drum 105 to equalize the scanning beam speed on the photosensitive drum 105; A reflecting mirror disposed on the scanning surface of the scanning laser beam passing through 104; 108, a beam detector for detecting the laser beam reflected by the reflecting mirror 106; 109, provided between the beam detector 9 and the reflecting mirror 106 The light shielding plate is used to determine the scanning start reference of the scanning laser beam. It was those.
[0010]
The number of laser beams output from the semiconductor laser array 1 in FIG. 8 is four. In FIG. 8, those laser beams are denoted by L1, L2, L3, and L4. The semiconductor laser array 1 is tilted so that the laser beams L1, L2, L3, and L4 are obliquely incident on the rotary polygon mirror 3. At this time, the scanning laser beam on the photosensitive drum 5 is as shown in FIG.
[0011]
As shown in FIG. 9, when the semiconductor laser array 1 is arranged obliquely, the four laser beams output from the semiconductor laser array 1 are shifted on the photosensitive drum 5 along the scanning direction with respect to each other. Is scanned.
[0012]
If a laser modulation circuit that drives the semiconductor laser array 1 is controlled so as to correct the time difference between the beam groups in the scanning direction, a normal laser scanning image with no image shift between beams on the photosensitive drum 5 is formed.
[0013]
By arranging the laser beam group obliquely, the apparent pitch of the laser beam group in the rotation direction of the photosensitive drum 5 becomes shorter.
[0014]
Therefore, depending on the inclination angle of the semiconductor laser array 1, the apparent pitch of the laser beam group becomes shorter, and a high-resolution laser beam printer can be formed. In addition, the pitch of the semiconductor laser array can be widened and the thermal interference can be avoided.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technology of tilting the semiconductor laser array obliquely, in order to accurately adjust the apparent pitch on the photosensitive drum 5 to a desired value, a mechanical mechanism for fixing the semiconductor laser array at a highly accurate tilt angle is used. Is required. In particular, if the pitch is to be narrowed on the photosensitive drum 5 in order to achieve ultra-high resolution, it is necessary to increase the inclination angle of the semiconductor laser array. In addition, since it is difficult to accurately adjust the pitch of the semiconductor laser array to a desired value, a shift may occur on the image in the scanning direction of each laser beam and the rotation direction of the photosensitive drum 5. .
[0016]
Further, if an attempt is made to detect a plurality of scanning laser beams with a single beam detector, a plurality of detection pulses are generated by the beam detector 9 for each laser scanning of the laser array 1. When the rotation speed of the rotary polygon mirror 3 is stabilized based on the signal output from the beam detector 9, a plurality of detection pulses are output, so that the rotation speed may be stabilized. It was difficult.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
An image forming apparatus according to the present invention includes a modulating unit that modulates each of a plurality of light beams according to an image signal output from an image signal generating unit, and a light beam group including the plurality of light beams. A scanning unit that scans the photoreceptor in such a manner that the beam is obliquely shifted with respect to the main scanning direction and the sub- scanning direction, and detects a light beam group scanned by the scanning unit at a predetermined position and outputs a detection pulse train Beam detection means, shaping means for forming a single pulse defining a reference time from the detection pulse train, measuring a time interval between the detection pulses, and a time from the single pulse to an image signal output based on the measurement result. And a scanning control unit that measures the period of the single pulse and controls the scanning period of the scanning unit based on the measurement result.
[0018]
In the above image forming apparatus, the scanning unit includes a rotation driving unit, and the scanning control unit controls a rotation frequency of the rotation driving unit in accordance with a comparison result between a cycle of the single pulse and a reference cycle. Is also good .
[0019]
The image forming apparatus further includes a developing unit that converts an electrostatic latent image formed on the photoconductor by the light beam into a visible image, and a transfer unit that transfers the visible image to a sheet. It may be .
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. Reference numeral 1 denotes a semiconductor laser array in which a plurality of semiconductor lasers are arranged in a row, and the rows formed by these semiconductor lasers are oblique to the rotation direction of a rotating polygon mirror described later. In the present embodiment, the number of beams of the laser array is assumed to be three, where n is three. Reference numeral 2 denotes a collimator lens that converts the light beams L1, L2, and L3 emitted from the semiconductor laser array 1 into parallel beams. The emitted light L1, L2, L3 forms an image on the photosensitive drum 5 by an imaging lens not shown. Reference numeral 3 denotes a rotating polygon mirror for scanning the light beam L1, L2, L3, which has become a parallel beam, on the photosensitive drum 5. Reference numeral 4 denotes a motor control circuit for rotating the rotary polygon mirror 3. Reference numeral 6 denotes a charger for charging the photosensitive material drum 5. Reference numeral 7 denotes a developing unit for developing an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 5 by beam scanning with toner. Reference numeral 8 denotes a transfer unit for transferring the toner image visualized by the developing unit 7 onto the paper. Reference numeral 9 denotes a beam detector which is arranged at a scanning reference position on the scanning surface of the beam and detects the scanning beam. The beam detector is arranged, for example, adjacent to the photosensitive drum 5. Reference numeral 10 amplifies the output from the beam detector 9 and outputs a pulse signal by comparing with a threshold value defined between a level when the beam is not detected and a peak value when the beam is detected. It is a beam detection circuit. Reference numeral 11 denotes a pulse interval measurement circuit for measuring a pulse interval of a beam detection output pulse train from the beam detection circuit 10. Reference numeral 12 denotes a pulse shaping circuit that detects a leading pulse from the output pulse train from the beam detection circuit 10 and shapes the pulse into a single pulse. Reference numeral 13 denotes an A / D conversion circuit that converts a pulse interval measurement result from the pulse interval measurement circuit 11 into digital data. 14 is a CPU. The operation of the CPU 14 will be described later. 15, 16, and 17 receive the pulse output of the pulse shaping circuit 12 and the output of the CPU 14, and control the pulse shaping circuit 12 so that the images corresponding to the respective beams formed on the photosensitive drum 5 do not deviate from each other. Is an image start timing adjustment circuit for adjusting the amount of delay from when the pulse rises to when each image starts to be generated. Reference numerals 18, 19, and 20 input image signals (not shown), and generate image signals in which image start timings of beams for scanning on the photosensitive drum 5 are adjusted by image start timing adjustment circuits 15, 16, and 17. It is a signal generation circuit. Reference numerals 21, 22, and 23 denote optical modulation circuits for modulating a current for driving a semiconductor laser array with each image signal and consequently modulating a laser beam.
[0024]
Note that the pulse shaping circuit 12 may use the output of the pulse interval measuring circuit 11. Further, the pulse shaping circuit 12 only needs to output a single pulse representing the reference time from the output pulse train of the beam detection circuit 10, and the rising edge does not have to coincide with the rising edge of the leading pulse.
[0025]
In the image forming apparatus according to the present embodiment configured as described above, the displacement of the image in the scanning direction due to the mounting angle error and the pitch error of the semiconductor laser array is corrected by the method described below, and there is no pitch shift between beams. Form an image.
[0026]
As shown in FIG. 4, the beam spot 1, the beam spot 2, and the beam spot 3 are arranged obliquely to each other with respect to the rotation direction of the rotary polygon mirror 3, and are adjusted in advance so that the line pitch Lp1 becomes a desired pitch. I have. The pitch between the beams is Bp1, and the angle formed by the line connecting the scanning direction and each beam is θ1. The interval between the beams along the scanning direction is Bp1 '. The interval Bp1 'is, as shown in FIG. 6, a time interval t1 between the output pulse of the first laser and the output pulse of the second laser of the beam detection circuit 10, and the output pulse of the second laser and the output pulse of the third laser. Corresponding to the time interval t1.
[0027]
Next, as shown in FIG. 5, when using a semiconductor laser array in which the pitch between the beams satisfies Bp2 <Bp1, by adjusting the line pitch Lp1 in advance so as to have a desired pitch, the scanning direction and The angle θ2 formed by the lines connecting the beams becomes larger than θ1. The interval between the beams along the scanning direction at this time is defined as Bp2 '. The interval Bp2 'is a time interval t2 between the output pulse of the first laser and the output pulse of the second laser of the beam detection circuit 10 as shown in FIG. 7, and the time interval between the output pulse of the second laser and the output pulse of the third laser. Corresponds to time interval t2. That is, the difference ΔBp12 between the distance Bp1 ′ and the distance Bp2 ′ (shown in FIG. 5) and the difference ΔBp23 between the distance 2 × Bp1 ′ and the distance 2 × Bp2 ′ (shown in FIG. 5) cause the first difference in FIG. A time interval error Δt12 between the output pulse from the laser and the output pulse from the second laser and a time interval error Δt23 between the output pulse from the second laser and the output pulse from the third laser are generated. ΔBp12 and ΔBp23 are shifts in the pitch in the scanning direction, and the images between the beams are shifted. The beam detection output pulse train output from the beam detection circuit 10 is measured by a pulse interval measurement circuit 11, the pulse interval is converted into a voltage, and the A / D conversion circuit 13 converts this voltage into a digital value. The CPU 14 outputs delay data for correcting each image start timing to the image start timing adjustment circuits 15 to 17 so that Δt12 and Δt23 become zero according to the input value from the A / D conversion circuit 13. The image start timing adjustment circuits 15, 16, and 17 delay the single pulse detected by the pulse shaping circuit 12, which detects the leading pulse, by the delay time output by the CPU 14, and the image signal generation circuits 18, 16 corresponding to each semiconductor laser. The image start timing is output to 19 and 20. Then, the signals are modulated by the image signals whose timings have been corrected from the respective semiconductor laser elements of the semiconductor laser array 1 via the image signal generation circuits 18, 19, and 20 and the optical modulation circuits 21, 22, 23 corresponding to the respective semiconductor lasers. Beam is fired. In this way, it is possible to correct the mounting angle error of the semiconductor laser array and the pitch shift in the scanning direction due to the pitch shift of the semiconductor laser array, and to obtain an entire image without any shift in the scanning direction between the beams.
[0028]
In this embodiment, the case where the number of beams is three has been described. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that any number of beams may be used as long as the number is two or more. The case where the angle formed by the line connecting the scanning direction and each beam is θ2> θ1 has been described, but the same applies to the case where θ2 <θ1.
[0029]
[Embodiment 2]
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. This is obtained by adding a pulse interval storage circuit 24 to the image forming apparatus of the first embodiment. The pulse interval data measured by the pulse interval measurement circuit 11 in the first embodiment is taken into the CPU 14 via the A / D conversion circuit 13, but the measurement error in the pulse interval measurement circuit 11 and the quantum error in the A / D conversion circuit 13 The conversion error is also included in the image start timing correction value. Therefore, the average value of the pulse interval data of a plurality of beam scans taken into the CPU 14 is stored in the pulse interval storage circuit 24, and the CPU 14 sends the image start timing adjustment circuits 15, 16, 17 to each of the semiconductor lasers according to the average value. Output the delayed data.
[0030]
[Embodiment 3]
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. This is obtained by adding a portion surrounded by a dotted line to the image forming apparatus of the first embodiment. Reference numeral 25 denotes a period measuring circuit that measures the period of a single pulse output from the pulse shaping circuit 12, and reference numeral 26 denotes a clock used by the period measuring circuit 25. Reference numeral 27 denotes a comparison circuit that compares the cycle data from the cycle measurement circuit 25 with the value of a reference value 28 that is theoretically set in advance, and outputs the difference data. Reference numeral 29 denotes a D / A conversion circuit which D / A converts the difference data of the comparison circuit 27 and outputs the data to the motor control circuit 4.
[0031]
The pulse train from the beam detection circuit 10 includes a state where the pulse is dense and a state where the pulse is coarse. This pulse train is shaped into a single pulse in the pulse shaping circuit 12. Therefore, the cycle of the output of the pulse shaping circuit 12 is measured by the cycle measuring circuit 25, and is compared by the comparator 27 with the output of the reference cycle holding circuit 28 which holds the theoretically set reference cycle. As a result, when the period measured by the period measuring circuit 25 is longer than the reference period, a signal for increasing the rotation speed is output to the motor control circuit 4 via the D / A conversion circuit 29, and conversely, the signal is compared with the reference value. When the cycle measured by the cycle measuring circuit 25 is short, a signal for lowering the rotation speed is output to the motor control circuit 4 via the D / A conversion circuit 29, so that the beam scanning cycle always becomes equal to the reference value. The motor can be controlled as described above.
[0032]
As described on the following, measures the pulse interval corresponding to the beam distance output from the bi chromatography beam detector, by changing the image generation start timing according to the measured value, the semiconductor laser array scanning direction By correcting the pitch shift, it is possible to form a high-quality whole image in which the images formed by the respective beams are not shifted in the scanning direction.
In addition, the average value of the pulse intervals of a plurality of beam scans is stored in the storage element, and the image generation start timing is changed according to the data stored in the storage element, so that the measurement error of the pulse interval and the A / D converter are changed. By performing more accurate pitch shift correction without the influence of the quantization error, a higher quality whole image in which the images formed by the respective beams are not shifted in the scanning direction can be formed.
Further, a cycle measuring means for measuring the cycle of the output of the beam detection circuit unitized so as to generate one pulse for each beam group is provided, and the output of the cycle measuring means is compared with the reference cycle. By correcting the motor rotation speed so that it is equal to, even when using a semiconductor laser array, the rotation speed of the rotating polygon mirror is stabilized based on the signal output from the beam detection means, and the beam The scanning speed can be stabilized.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, the main scanning position of an image formed by each light beam can be stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the influence of a beam interval along a scanning direction.
FIG. 5 is a second diagram illustrating the effect of a beam interval along a scanning direction.
FIG. 6 is a diagram for explaining timing to a beam detection output pulse in FIG. 4;
FIG. 7 is a diagram illustrating timings to beam detection output pulses in FIGS. 4 and 5;
FIG. 8 is a diagram illustrating an image forming apparatus using a semiconductor laser array in a conventional example.
FIG. 9 is a diagram illustrating scanning of a laser spot in FIG. 8;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor laser array 2 collimator lens 3 rotating polygon mirror 4 motor control circuit 5 photosensitive drum 9 beam detector 10 beam detection circuit 11 pulse interval measurement circuit 12 pulse shaping circuit 13 A / D conversion circuit 14 CPU
15-17 Image start timing adjustment circuits 18-20 Image signal generation circuits 21-23 Light modulation circuit 24 Pulse interval storage circuit 25 Period measurement circuit 27 Comparison circuit 28 Reference period holding circuit 29 D / A conversion circuit 104 Scanning lens 106 Reflection mirror 109 Light shielding plates L1 to L4 Laser beam

Claims

画像信号発生手段より出力される画像信号に応じて複数の光ビームの各々を変調する変調手段と、
前記複数の光ビームからなる光ビーム群を、該複数の光ビームが主走査方向及び副走査方向に対して斜めにずれた様態で感光体上に走査する走査手段と、
前記走査手段により走査される光ビーム群を所定位置で検出して検出パルス列を出力するビーム検出手段と、
前記検出パルス列から基準時間を定める単一パルスを形成する整形手段と、
前記検出パルスの時間間隔を計測し、該計測結果に基づいて前記単一パルスから画像信号出力までの時間を調整する時間調整手段と、
前記単一パルスの周期を計測し、該計測結果に基づいて前記走査手段の走査周期を制御する走査制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。Modulating means for modulating each of the plurality of light beams according to the image signal output from the image signal generating means,
Scanning means for scanning a light beam group consisting of the plurality of light beams on the photoconductor in a manner in which the plurality of light beams are obliquely shifted with respect to the main scanning direction and the sub-scanning direction ;
Beam detection means for detecting a light beam group scanned by the scanning means at a predetermined position and outputting a detection pulse train;
Shaping means for forming a single pulse that determines a reference time from the detection pulse train,
Time adjustment means for measuring the time interval of the detection pulse, and adjusting the time from the single pulse to the image signal output based on the measurement result,
An image forming apparatus comprising: a scanning control unit that measures a period of the single pulse and controls a scanning period of the scanning unit based on the measurement result.

前記走査手段は回転駆動手段を含み、
前記走査制御手段は、前記単一パルスの周期と基準周期との比較結果に応じて前記回転駆動手段の回転周波数を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。The scanning unit includes a rotation driving unit,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the scanning control unit controls a rotation frequency of the rotation driving unit according to a comparison result between a cycle of the single pulse and a reference cycle.

前記光ビームにより感光体上に形成される静電潜像を可視像に変換する現像手段と、
前記可視像を紙葉体に転写する転写手段とを更に有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。Developing means for converting the electrostatic latent image formed on the photoconductor by the light beam into a visible image,
2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a transfer unit configured to transfer the visible image to a sheet.