JP2006035703A - 光走査装置およびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非画像領域に必要な走査距離を最小にするとともに画像データ書き出し位置のばらつきを抑えることのできる同期検出手段を内蔵した光走査装置を提供する。
【解決手段】本発明によれば、光源６６ａによる複数ビームのＡＰＣを毎走査時に行う場合には、画像データ書き込み開始直前に同期検出を行わない。またある走査時にＡＰＣを行うｎ個の光ビームの内、主走査方向に最初に走査する光ビームのＡＰＣを画像データ書き込み終了直後に、ｎ番目の光ビームのＡＰＣを次の画像データ書き込み開始直前に行うとともにｎ／２以上の整数番目であってさらにｎ番目でない光ビームによって同期検出を行い、画像領域の中心が走査領域の中心と合致するような位置に同期検出手段７０およびＢＤ反射ミラー６９を配置する。さらに毎走査時に複数の光ビームのすべてのＡＰＣを行わない場合には、基準となる光ビームのＡＰＣは毎走査時に必ず行うとともに該光ビームによって同期検出を行う
【選択図】図３

Description

本発明は、たとえばレーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置およびその画像形成装置に用いられるマルチビームレーザを発する光源を有する光走査装置に関するものである。

近年、画像形成装置の高速化、高解像度化が進むにつれて複数のレーザビームを発するマルチビームレーザが光源として多く使用されている。マルチビームレーザを使用することにより一度の走査で複数行の画像を形成できるので、ポリゴンミラーの回転数が同一である場合には複数倍の速度で潜像を形成することができる。

光走査装置に使用される半導体マルチビームレーザは、複数の発光点（個々の発光点を個々の光源とすれば複数の光源）に対し、１つのレーザ光モニタ用のフォトダイオードを持っている。そして、画像形成中のビームの出力を安定化させるため、個々のレーザ光源のレーザ光量を規定の光量にするための自動光量制御（ＡＰＣ：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が毎走査時に画像領域（すなわち主走査線中において画像を形成し得る有効領域であり、主走査有効領域とも呼ぶ。）以外の部分で行われている。モニタ用のフォトダーオードがひとつのためにＡＰＣでは個々のレーザ光源に対して個別に電流を印加する必要があり、ＡＰＣ動作を行っている期間は他のレーザ光源はオフする必要があった。

また、光走査装置においては主走査方向の画像書き出し位置を制御するための水平同期検出手段を有している。通常はポリゴンの回転によって各面で走査されるビームごとに水平同期検出が行われる。

マルチビームレーザを使用した場合、各ビーム間の主走査方向の走査遅延時間をあらかじめ計測しておいて、画像形成中は基準となるビームのみの水平同期信号検知を行う方式（１ビーム同期検出方式）と各ビームに対してそれぞれ水平同期信号検知が行われる方式（全ビーム同期検出方式）のいずれかが用いられる。

１ビーム同期検出方式においては、図１０に示すように、順次複数の発光部ＬＤ１〜ＬＤｎ（ｎは２以上の整数、図１０では４）のＡＰＣを行った後、基準となるビーム（ＬＤ１）を再度同期信号検出のために発光させて同期検出を行うという手法が記載されている。図９にも同様に、ＬＤ１１Ａ，ＬＤ１１Ｂを順次発光させてＡＰＣを行い、その後同期検出（ＢＤ強制点灯）を行う様子が示されている（例えば、特許文献１、２参照）。

また図１１に示すように第１のＡＰＣを行った後の第２のＡＰＣの終了間際に同期検出を行う手法も記載されている（例えば、特許文献３参照）。

いずれも同期信号検出時のレーザ光量のばらつきによる同期検出誤差を防ぐためにＡＰＣは同期信号検知以前に終了している。

また全ビーム同期検出方式においては図１２に示すように第１ビーム用同期検知用変調信号が与えられているときの光センサ出力は第１ビームの同期信号、第２ビーム用同期検知用変調信号が与えられているときの光センサ出力は第２ビームの同期信号となるように信号処理されているものが提案されている（例えば特許文献４参照）。

さらに光走査装置においては、調整作業を装置単体で行えるよう構成するという目的で、光センサ等の同期検出手段を装置内に配置したものが多くなっている。その際、感光ドラム表面付近に結像するビームを装置内で同期検出手段に導光するための反射ミラーを有する。

従来の光学系の形態を図１３に示す。図１３は従来の光走査装置の概略平面図であり、ＯＦＳ（Ｏｖｅｒ Ｆｉｌｌｅｄ Ｓｃａｎ）タイプの光学系の展開図を示している。また図１３において６６ａは少なくとも２つの発光部を有する光源装置である。６６ｂはコリメータレンズ、６６ｃは球面レンズ、６６ｄは絞り、６６ｅはシリンドリカルレンズ、６７は反射ミラー、６２はｆθレンズ、６３は主に副走査方向にパワーを有するアナモフィック非球面レンズである。これらの光学素子はポリゴンミラー６１を回転駆動する不図示の駆動装置、折り返しミラー６４、防塵ガラス６５とともに不図示のケース部材に一体的に支持されている。

光源装置６６ａから放射された光ビームはコリメータレンズ６６ｂによって近平行光にされ、球面レンズ６６ｃによって弱発散光にされる。絞り６６ｄによって光束が規制された後、シリンドリカルレンズ６６ｅによって副走査方向のみ集光し、反射ミラー６７によって反射された光ビームはｆθレンズ６２を通ってポリゴンミラー６１の反射面近傍に線状に集光される。ポリゴンミラー６１は一定速度で回転し、光ビームを偏向する。

さらに偏向された光ビームはｆθ特性をもったｆθレンズ６２に再び入射し、光束を主走査方向について集光させる。また副走査方向にパワーを持ったアナモフィック非球面レンズ６３によって副走査方向にも集光され感光ドラム３１上にスポットを形成する。感光ドラム３１は不図示の回転機構により一定速度で回転している。

７０は水平同期検出手段であり、光ビームの走査開始側Ｌ_BDの光ビームを検出できる位置に設けてある。検出手段７０は、感光ドラム３１面上の走査開始位置のタイミングを調整する水平同期信号を得るために、ポリゴンミラー６１で偏向反射された後、ｆθレンズ６２を通った光ビームの一部をＢＤ反射ミラー６８によって反射させ、検出手段７０で受光している。ＢＤ反射ミラー６８はＢＤミラーホルダ６９に壁部材６９ａ〜６９ｃに突き当てられた状態で位置決め支持され、ケース部材に取り付けられている。

また、不図示の発光制御回路により検出手段６９からの出力信号を用い、その出力信号に同期して光源装置６６ａから放射される複数の光ビームの内、基準の光ビームの発光タイミングを制御している。他の光ビームにおいては感光ドラム表面での主走査間隔に相当する時間分、基準の光ビームに対して発光タイミングをずらすことで書き出しタイミングを決定している。

ここで同期信号検出後、所定の光束幅を持った光ビームの全光束が感光ドラム面に到達するためにはＢＤミラーホルダの壁部材６９ｂを超える必要がある。設計公差および安全率を踏まえて壁部材６９ｂと画像データ書き出し開始位置である光ビームＬｆとの間隔を２ｍｍとすると同期検出位置（反射ミラーがない場合の同期検出手段の仮想位置を７０’、光ビームをＬ_BD’で示してある）から分離距離ｌ_sp1＝１５ｍｍ走査した後初めて画像データの書き出しを行うことが可能となる。

ＡＰＣ発光中の光ビームが感光ドラムに到達することは望ましくないため、Ｌ_ASを開始位置とするＬＤ１のＡＰＣ発光を遮光するための遮光部材７１ａが例えば防塵ガラス６５付近に設けてある。ＡＰＣ発光を確実に遮光するとともにＬｒを最終位置とする画像データ書き込み中の光ビームを遮ることがないように感光ドラム面で分離距離ｌ_sp2＝６ｍｍを確保している。

次に光源装置として半導体レーザを使用した場合の感光ドラム表面でのスポットの位置関係について図１４を用いて示す。半導体レーザはＬＤ１、ＬＤ２の２つの光源を持ち、等間隔に配置されている。このとき発光点間隔は１００μｍとなっている。

光学系の主走査横倍率βｍ＝９．３６、副走査横倍率βｓ＝４．８１であり、６００ｄｐｉ（１ラインピッチ＝４２．３μｍ）を実現するためには光源位置での副走査間隔を８．７９μｍ（≒４２．３μｍ／４．８１）に調整する必要がある。該光源装置を光軸周りに回転させることで副走査ピッチを可変にすることができるため、半導体レーザを水平方向（光源を結ぶ直線を主走査方向に平行）より約５．０４°傾けることで実現できる。光源位置での主走査間隔は９９．６μｍとなり、感光ドラム表面での間隔は０．９３ｍｍ（≒９９．６μｍ×９．３６）となる。

次にＡＰＣ動作中のＬＤ１とＬＤ２の空間的な位置関係を図１５に示す。図１５においてＬＤ１がＡＰＣを行っている時間、スポットはＡ位置からＣ位置を走査している。この時ＬＤ２のスポットはＢ位置からＤ位置を走査していることになるがレーザは消灯している。ＬＤ１のＡＰＣが終了し、消灯すると同時にＬＤ２が点灯しＡＰＣが開始される。ここでＬＤ２がＡＰＣを行っている時間、スポットはＤ位置からＦ位置を走査している。この時ＬＤ１のスポットはＣ位置からＥ位置を走査していることになるがレーザは消灯している。ここで光ビームの走査速度を２．５×１０³ｍ／ｓ、ＡＰＣに必要な時間を１０μｓとするとＡＰＣの間に走査される距離は２５ｍｍとなりＬＤ１とＬＤ２の主走査方向の間隔は０．９３ｍｍであるため、ＡＰＣ発光中に走査される距離ｌ_APCは４９．０７ｍｍとなる。

図１６に図９、１０の手法を用いてＡＰＣおよび同期検出を行った場合の非画像領域として必要な走査距離を示す。図９、１０において各ビームのＡＰＣの間に全ビーム消灯時間を設けてあるが図１６においては最短距離として全ビーム消灯時間は考えないものとする。最終ビームのＡＰＣ終了による消灯と同期信号検出のための点灯開始も同時に行うものとし、同期検出のための発光時間は１μｓとする。また図中実線部は点灯区間、破線部は消灯区間とする。

画像データ書き込み終了後、分離距離ｌ_ap2を隔ててＬＤ１のＡＰＣが開始される。ＬＤ２のＡＰＣが終了すると同時にＬＤ１は同期検出のための再点灯を行う。ここでｌｍの間は空間的に全ビーム消灯となる。またｌ_BDは２．５ｍｍとなる。

同期検出が終了すると分離距離ｌ_sp1を隔てて次の画像データ書き込みが開始される。よって非画像領域として必要な走査距離はｌ_sp2+ｌ_APC+ｌｍ+ｌ_BD+ｌ_sp1＝７３．５ｍｍとなる。

同様に図１７に図１１の手法を用いてＡＰＣおよび同期検出を行った場合の非画像領域として必要な走査距離はｌ_sp2+ｌ_APC+ｌ_sp1＝７０．０７ｍｍとなる。
特開２００１−０２４２７３号公報（図３） 特開２００２−０８６７９３号公報（図７） 特開２００１−０８８３４４号公報（図２０） 特許第２９６５５２７号公報（図５）

しかしながら、上述の技術においては以下のような問題点がある。
（１）反射ミラーを光走査装置内に有する場合、装置外に配置する場合と違いポリゴンミラーに近い場所に配置されることとなる。また反射ミラーの位置においてはビームは結像されておらず主走査方向に所定の幅を有している。同期検出が行われた直後においてはビームのすべてはＢＤ反射ミラーを超えておらず画像データを書き込むことができない。よって同期信号を検出してから画像データを書き込むまでは時間的、空間的余裕が必要となる。よって非画像領域としての走査距離が大きくなることで、画像領域が小さくなってしまう。

（２）ポリゴンミラーの偏向面から感光ドラムまでの距離を大きくすることで画像領域を広げることは可能であるが、光路長が伸びることによって光走査装置の大型化を伴ったり、あるいは装置内で光ビームを折り返すミラーが増えることで振動による画像むらに対する懸念が発生する。

（３）また画像データ書き込みのための走査に使用したポリゴンミラーの偏向面を用いて画像データ書き込み終了後に同期検出を行った場合、次の画像データ書き込みのための走査に使用する隣接した偏向面との角度誤差によって画像書き出し位置にばらつきを生じることがある。

（４）さらにＯＦＳ光学系の場合、ポリゴンミラーの偏向面角度によって感光ドラム面に照射される光ビームの強度が走査位置によって異なるという特性をもっている。光軸方向よりポリゴンに向けて光ビームを照射した場合、偏向反射される光ビームの強度は光軸位置が最も強く端部に向かうほど小さくなる。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、（１）装置を大型化することなく非画像領域としての走査距離を短くして大きな画像領域を確保でき、（２）画像書き出し位置のばらつきを生じさせることなく、（３）十分な強度の光ビームで同期検出して同期信号を確実に発生させることができる光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。複数のレーザ光のＡＰＣを水平同期信号検知の前後で行うとともに、主走査方向に走査されるレーザ光の順序に対してＡＰＣの順序を決定することで画像領域と非画像領域の間の時間的、空間的間隔を最小にすることができ、走査光学系において最小の走査距離で必要な画像領域を得ることができる。また、ポリゴンミラーの１面で偏向走査される複数の光ビームの内、ｎ個（ｎ：２以上の整数）の光ビームがＡＰＣを行う場合、ｎ／２以上の整数番目であってさらにｎ番目でない光ビームによって同期検出ができる位置に同期検出手段を配置することで画像データ書き込みと同一偏向面を用いた上で、画像データ書き込み以前に同期検出を行うとともに画像領域の中心が走査領域の中心と合致するような位置に同期検出手段およびＢＤ反射ミラーを配置する。さらに毎走査時に複数の光ビームのすべてのＡＰＣを行わない場合には、基準となる光ビームのＡＰＣは毎走査時に必ず行うとともに該光ビームによって同期検出を行う。

あるいは、本発明は以下の構成を有する。複数の光ビームを発する光源と、前記複数の光ビームを同時に偏向走査する偏向手段と、前記複数の光ビームにより対象物を露光走査する走査光学系と、前記露光走査の有効領域の先頭位置の基準となる水平同期信号を、前記複数の光ビームの内の１つを用いて検出する同期検出手段と、前記有効領域の末尾位置を基準として、前記同期検出手段による水平同期信号の検出の前後において、前記複数の光ビームそれぞれの発光量を補正する光量補正手段とを備える。

本発明によれば、複数ビームのＡＰＣを毎走査時に行う場合には画像データ書き込み開始直前に同期検出を行わないことで非画像領域に必要な走査距離を最小にすることができる。

また、ある走査時にＡＰＣを行うｎ個の光ビームの内、主走査方向に最初に走査する光ビームのＡＰＣを画像データ書き込み終了直後に、ｎ番目の光ビームのＡＰＣを次の画像データ書き込み開始直前に行うことでＡＰＣのための点灯をしている走査距離を最小にすることができるとともにｎ／２以上の整数番目であってさらにｎ番目でない光ビームによって同期検出ができる位置に同期検出手段を配置することで画像データ書き込みと同一偏向面を用いた上で、画像データ書き込み以前に同期検出を行うことができ、ポリゴンミラーの偏向面間の角度誤差によって画像データ書き出し位置のばらつきを発生する事がなくなる。

さらに画像領域の中心が光軸と合致するような位置に同期検出手段およびＢＤ反射ミラーを配置することで画像領域両端部での光ビームの強度の低下を最小限に抑えることができ、画像領域内の光ビームのむらを最小にすることができる。

毎走査時に複数の光ビームのすべてのＡＰＣを行わない場合には、基準となる光ビームのＡＰＣは毎走査時に必ず行うとともに該光ビームによって同期検出を行うことで走査毎に同期検出から画像データ書き出しまでのタイミングを修正する必要がなくなることで画像データ書き出し位置のばらつきを発生する事がなくなる。

また、複数の光ビームの内、主走査方向について最も位相が進んだ光ビームを最初に、最も位相の遅れた光ビームを最後に光量調整し、有効領域の走査に先立って画像領域と同じ多面鏡の反射面で偏向された光ビームであって、前記最も位相の遅れた光ビーム以外の光ビームを用いて同期検出することで、光量調整の時間および同期検出後、有効領域までの分離距離を短縮できる。このため、有効領域に対する有効領域以外の領域の割合を小さくでき、装置の小型化、画像形成の迅速化、誤差の減少による画質の向上などの効果を達成できる。

［第１の実施形態］
図１は本発明の実施の形態の一例を示すデジタル複写機の断面概略図である。図１において複写開始司令手段により原稿台ガラス２０上にセットされた原稿ＰのＡ面が読み取り光学系２によって読み取られ、画像信号に変換される。画像信号は不図示のデジタル処理部に取り込まれ、デジタルデータに変換された後、必要なデータ処理が施され画像データとして不図示のビデオ変換部へ出力される。ビデオ変換部では画像データをたとえばパルス幅変調するなどしてビデオ信号に変換し、光走査装置６はこのビデオ信号に基づいてたとえば光ビームをオン／オフするなど変調した光ビームを出力する。

光走査装置６は、光ビームの偏向手段たるポリゴンミラー６１と不図示の光源装置および光学素子を備え、不図示のビデオ変換部からの信号により走査画像を形成するための光ビームを出力する。出力された光ビームは折り返しミラー６４で反射された後、光走査装置６を外部の埃等から遮蔽するための防塵ガラス６５を介して感光ドラム３１に照射され、潜像が形成される。感光ドラム３１は回転し、現像器３２において潜像部分にトナーを付着して潜像を現像する。

一方、給紙カセット１０ａあるいは１０ｂ内の転写材Ｓは取り込みローラ１２により１枚ずつ機内に取り込まれ、レジストローラ１５を介して感光ドラム３１へと搬送される。搬送された転写材Ｓ１は転写器３３により感光ドラム３１上の現像画像が転写される。その後転写材Ｓ１は搬送部１６で搬送され定着器４に到達する。定着器４では転写材上に転写された画像を定着させる。そして排紙ローラ１７、１８を介して排紙トレー１９へ排紙される。また次の転写材Ｓ２は転写材Ｓ１に対してＬ２の間隔をもって同様に搬送され、画像形成プロセスを経た後、排紙トレー１９へ排紙される。

また感光ドラム３１上に残ったトナーはクリーナ３４によって除去される。さらに感光ドラム３１は除電器３５によって除電され、帯電器３６によって帯電された後、再び光走査装置６によって感光ドラム３１に潜像形成がなされる。

以上のような画像プロセスにおいて本実施の形態のデジタル複写機の光走査装置６は以下の構成を備える。図２に本実施形態のＡＰＣと同期検出のタイミングチャートを示す。

ＬＤ１およびＬＤ２がビデオ信号に基づいて画像データを書き込んだ後、所定の時間隔てて主走査方向に最初に走査するＬＤ１についてＡＰＣを開始する。ＡＰＣについて簡単に述べると、たとえば以下のように行われる。ＡＰＣの期間は、たとえばＬＤをフル出力で発光させる。その光量をフォトダイオードにより検出し、検出した光量に応じてその走査の最大輝度点においてＬＤに入力するバイアス電流値を定める。この電流値は、ＬＤの発光光量が所期の光量となるように検出光量に応じてあらかじめ決めておく。このバイアス電流値が決定されればＡＰＣは完了する。

ＡＰＣ完了とほぼ同時にＬＤ１から発せられた光ビームは同期検出手段に到達し、水平同期信号が生成される。ＡＰＣが完了したタイミングでＢＤ検知を行うことにより走査ごとに安定した光量でＢＤ検知を行うことができ、光量変動に伴う検知誤差を最小限に抑えることができる。

水平同期信号を検出するとＬＤ１は消灯し、ＬＤ２を点灯する。ＬＤ２はＡＰＣが完了すると消灯する。水平同期信号を元に画像領域指示信号を発生させ、再びＬＤ１、ＬＤ２は点灯して画像データの書き込みを開始する。ここでＬＤ１は画像領域指示信号と同時に書き込みを開始するが、ＬＤ２はＴｄ遅れて書き込みを開始する。感光ドラム表面での主走査方向の光点間隔ｌｍ＝０．９３ｍｍであり、光ビームの走査速度を２．５×１０³ｍ／ｓとするとＴｄ≒０．３７μｓとなる。

図３は本実施形態の光走査装置の概略平面図であり、ＯＦＳタイプの光学系を示している。折り返しミラー６４は省略して記載してある。また図１３と同一の符号を用いているものは同一の作用を持つものであり説明は省略する。

ＡＰＣ発光中の光ビームが感光ドラムに到達することは望ましくないため、Ｌ_ASを開始位置とするＬＤ１のＡＰＣ発光を遮光するための遮光部材７１ａが防塵ガラス６５付近に設けてある。ＡＰＣ発光を確実に遮光するとともにＬｒを最終位置とする画像データ書き込み中の光ビームを遮ることがないように感光ドラム面で分離距離ｌ_sp2＝６ｍｍを確保している。同様にＬ_AEを終了位置とするＬＤ２のＡＰＣ発光を遮光するための遮光部材７１ｂが防塵ガラス６５付近に設けてある。またＬｆを開始位置とする画像データ書き込み中の光ビームとの間で分離距離ｌ_sp2＝６ｍｍを確保している。

次に図２に示すタイミングチャートに従ってＡＰＣおよび同期検出を行った場合の非画像領域として必要な走査距離を図４に示す。図中実線部は点灯区間、破線部は消灯区間とする。画像データ書き込み終了後、分離距離ｌ_sp2を隔ててＬＤ１のＡＰＣが開始される。ＬＤ１のＡＰＣ終了時点において同期検出は完了しているのでＬＤ１消灯と同時にＬＤ２が点灯されＡＰＣを開始する。ＬＤ２のＡＰＣが終了すると分離距離ｌ_sp2を隔てて再び画像データ書き込みが行われる。

このとき同期検出位置から画像データ書き込み開始位置までの距離は図１３の分離距離ｌ_sp1に比べて大きく、光ビームＬｆは壁部材６９ｂに対して十分な隙間を有している。

非画像領域として必要な走査距離は２×ｌ_sp2+ｌ_APC＝６１．７ｍｍとなり、従来例と比較して必要走査領域を１０ｍｍ程度短縮することが可能となる。

このように本実施形態の構成によれば、従来に比して非画像領域として必要な走査距離が短縮でき、装置の小型化や、誤差の低減を実現できる。また、同期検出をＡＰＣ後の光ビームで行えるので、光量の変動による検知誤差を軽減して精度の高い同期信号を生成できる。このため形成される画質も向上する。

［第２の実施形態］
図５に第２の実施形態である半導体レーザを使用した場合の感光ドラム表面でのスポットの位置関係について示す。光源が発光部を４つ有する以外は第１の実施形態に示した構成と同一であり説明を省略する。光ビームの感光ドラム面での主走査方向についての間隔ｌｍ＝０．９３ｍｍ、副走査間隔ｌｓ＝４２．３ｍｍである。

ここでＡＰＣ発光中に走査される距離ｌ_APCが最短になる組み合わせは図６に示すように主走査方向に最初に走査される光ビームＬＤ１のＡＰＣを最初に行い、最後に走査される光ビームＬＤ４のＡＰＣを最後に行った場合であり、ｌ_APC＝９７．２１ｍｍとなる。これは、最初に走査される光ビームすなわち複数の光ビームの内、最も位相の進んだ光ビームを最初にＡＰＣの対象とし、最後に走査される光ビームすなわち複数の光ビームの内最も位相の遅れた光ビームを最後にＡＰＣの対象とする限り、中間の光ビームをたとえば図６（ａ）のような順序でＡＰＣしても、図６（ｂ）の順序でＡＰＣしても変わることはない。

図６（ａ）をもとに非画像領域においてＡＰＣおよび同期検出を行った場合の非画像領域として必要な走査距離とポリゴンミラーのａ−１番目の偏向面で走査しているときのスポットの強度変動と、ａ番目の偏向面で走査しているときのスポットの強度変動を図７に示す。ＯＦＳ光学系の場合、ポリゴンミラーの偏向面の幅に対してポリゴンミラーに入射するビームの幅のほうが広いため互いに隣接する偏向面でそれぞれ反射したビームがｆθレンズの有効走査域の間で感光ドラムの異なる位置へ向かう。

ここでＡＰＣ及び同期検出に要する走査距離は２×ｌ_sp2+ｌ_APC＝２×６．００＋９７．２１＝１０９．２１ｍｍとなる。また同期検出はＬＤ１乃至ＬＤ３のいずれかで行うことで非画像領域が最短の状態は変わらない（ＬＤ４で同期検出すると画像領域の先頭までの分離距離が短くなるためＬＤ４は同期検出に用いない）。しかし、ＬＤ１のＡＰＣ終了位置はａ番目の偏向面で走査するためのｆθレンズの有効走査域に入っていないためａ−１番目の偏向面によって画像データが書き込まれた後に同期検出を行う必要がある。このように構成すると、ａ−１番目の偏向面による反射で得られた光ビームで同期検出を行い（図７のｘ０点）、ａ番目の偏向面で画像データ書き込みを行うことになる。このため、偏向面間の角度誤差により画像書き出し位置にばらつきが生じる懸念がある。よってＬＤ１も同期検出には用いず、ＬＤ２あるいはＬＤ３を用いて同期検出を行う。

またＬＤ２で同期検出を行う場合、ａ番目の偏向面の角度により同期検出手段に入る光ビームの強度がＬＤ３に比べて弱い。図７を参照すれば、ＬＤ２を用いた同期検出は点ｘ１で、ＬＤ３を用いた同期検出は点ｘ２で行われる。図示の通り、点ｘ３における光ビームの強度の方が強い。弱い光ビームで同期検出すると、検知信号のＳ／Ｎ比の問題から画像書き出し位置にばらつきが生じる場合がある。そこで、より強度の強いＬＤ３、つまりｎ−１番目にＡＰＣを行う光ビームで同期検出を行うのがより望ましい。

以上のようにして、本実施形態によれば、複数ビームのＡＰＣを毎走査時に行う場合には、最も位相の遅れた光ビーム以外の光ビームを用いて同期検出を行うことで、非画像領域に必要な走査距離を最小にすることができる。さらに、最も位相の進んだ光ビームのＡＰＣを画像データ書き込み終了直後に、最も位相の遅れた光ビームのＡＰＣを次の画像データ書き込み開始直前に行うことで、ＡＰＣのための点灯をしている走査距離を最小にすることができる。さらに、画像データ書き込みと同一偏向面で偏向された光ビームで同期検出を行うことで、ポリゴンミラーの偏向面間の角度誤差によって画像データ書き出し位置のばらつきを発生する事がなくなる。

［第３の実施形態］
図８に第２の実施形態である半導体レーザを用いて、毎走査時に全てのＡＰＣを行わない場合のタイミングチャートを示す。走査速度が速くなるとひとつの偏向面によって走査される時間が短くなることでレーザパワーの変動も小さくなり、走査ごとに全ての光源のＡＰＣを行う必要がなくなる。本実施形態はそのような構成の画像委形成装置に適用できる。

光源ＬＤ１からＬＤ４が画像データに基づくビデオ信号により変調した光ビームを出力した後、所定の時間隔てて主走査方向に最初に走査するＬＤ１についてＡＰＣを開始する。ＡＰＣ完了とほぼ同時にＬＤ１から発せられた光ビームは同期検出手段に到達し、水平同期信号を検出する。ＡＰＣが完了したタイミングでＢＤ検知を行うことにより走査ごとに安定した光量でＢＤ検知を行うことができ、光量変動に伴う検知誤差を最小限に抑えることができる。

水平同期信号を検出するとＬＤ１は消灯し、ＡＰＣのためにＬＤ２を点灯する。ＬＤ２はＡＰＣが完了すると消灯する。水平同期信号を元に画像領域指示信号を発生させ、再びＬＤ１からＬＤ４は画像データに基づくビデオ信号により変調した光ビームを出力して感光体の走査を開始する。ここでＬＤ１は画像領域指示信号と同時に点灯するが、ＬＤ１に対してＬＤ２はＴｄ、ＬＤ３は２Ｔｄ、ＬＤ４は３Ｔｄ遅れて点灯し、画像データに基づく走査を開始する。感光ドラム表面での主走査方向についての光点間隔ｌｍ＝０．９３ｍｍであり、光ビームの走査速度を２．５×１０³ｍ／ｓとするとＴｄ≒０．３７μｓとなる。

各光ビームによる走査（画像形成）が済んだ後、今度はＬＤ１とＬＤ３のＡＰＣを行う。さらに次の走査時においてはＬＤ１とＬＤ４のＡＰＣを行う。以降、これを繰り返す。すなわち、ＬＤ１については各走査ごとにＡＰＣが行われるが、ＬＤ２，３，４については、この順序で２走査おきにＡＰＣが行われる。

ここで基準となるビーム（本実施形態ではＬＤ１）は必ずＡＰＣを行うとともに同期検出に使用する。同期検出のための光ビームは一定とすることで、同期信号検知から画像領域指示信号発生までの時間Ｔａを一定にできる。そのため、簡素なアルゴリズムで画像データ書き出し位置にばらつきのない光走査装置を得ることができる。

加えて、本実施形態によれば、複数ビームのＡＰＣを毎走査時に行う場合には、最も位相の遅れた光ビーム以外の光ビームを用いて同期検出を行うことで、非画像領域に必要な走査距離を最小にすることができ、最も位相の進んだ光ビームのＡＰＣを画像データ書き込み終了直後に、最も位相の遅れた光ビームのＡＰＣを次の画像データ書き込み開始直前に行うことで、ＡＰＣのための点灯をしている走査距離を最小にすることができ、画像データ書き込みと同一偏向面で偏向された光ビームで同期検出を行うことで、ポリゴンミラーの偏向面間の角度誤差によって画像データ書き出し位置のばらつきを発生する事がなくなる、という他の実施形態と同様のこうかをも奏する。

実施形態の画像形成装置の断面図である。 第１実施形態のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出のタイミングを示す図である。 実施形態の光走査ユニットの上面図である。 第１実施形態のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。 第２実施形態における４つの光ビームの感光体上における位置関係を示す図である。 第２実施形態のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。 第２実施形態のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出の主走査方向についての位置関係および連続する２走査領域の光量を示す図である。 第３実施形態のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出のタイミングを示す図である。 従来のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出のタイミングを示す図である。 従来のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出のタイミングを示す図である。 従来のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出のタイミングを示す図である。 従来のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出のタイミングを示す図である。 従来の光走査ユニットの上面図である。 ２つの光ビームの感光体上における位置関係を示す図である。 従来のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。 従来のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。 従来のレーザビームのＡＰＣと同期信号検出の主走査方向についての位置関係を示す図である。

Claims (7)

1. 複数の光ビームを発する光源と、
   前記複数の光ビームを同時に偏向走査する偏向手段と、
   前記複数の光ビームにより対象物を露光走査する走査光学系と、
   前記露光走査の有効領域の先頭位置の基準となる水平同期信号を、前記複数の光ビームの内の１つを用いて検出する同期検出手段と、
   前記有効領域の末尾位置を基準として、前記同期検出手段による水平同期信号の検出の前後において、前記複数の光ビームそれぞれの発光量を補正する光量補正手段と
   を備えることを特徴とする光走査装置。
2. 前記偏向手段は複数の偏向面により形成される回転多角形鏡を有し、前記有効領域の先頭位置の直前における前記光量補正手段による光量補正終了時の前記偏向手段の偏向面角度と、前記有効領域の末尾位置の後における前記光量補正手段による光量補正開始時の前記偏向面角度とが、前記有効領域中央部を光ビームにより走査する際の前記偏向面角度を基準として略同じであり、前記複数の光ビームの内、１走査の中で光量補正の対象となる光ビームがｎ個であった場合、光量補正の対象となる光ビームの中で主走査方向に１番目に走査される光ビームの光量補正を前記有効領域の末尾の直後に行うとともにｎ番目に走査される光ビームの光量補正を前記有効領域の直前に行い、前記水平同期信号検出はｎ／２以上の整数番目でかつｎ番目でない光ビームを用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記複数の光ビームの内、前記光量補正手段により１走査の中で光量補正の対象となる光ビームが主走査方向に最初に走査される光ビームを含むｎ個であった場合、主走査方向に最初に走査される光ビームの光量補正は毎走査時に行うとともに前記同期検出手段による水平同期信号検出を合わせて行い、光量補正の対象となる光ビームの中でｎ番目に走査される光ビームの光量補正を前記有効領域直前に行うことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 前記同期検出手段は、光ビームを検出する光センサと、前記複数の光ビームの少なくともひとつを前記光センサに向けて反射させる反射手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
5. 前記複数の光ビームは前記主走査方向について互いに位相がずれており、前記光量補正手段は、前記主走査有効領域に対応しない期間において、光量補正の対象となる光ビームのうち最も位相が進んだ光ビームを最初に光量補正し、最も位相が遅れた光ビームを最後に光量補正することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
6. 前記偏向手段は回転多角形鏡を有し、前記同期検出手段は、前記有効領域の走査に先行して、前記光量補正のために出射され、前記有効領域を走査するために光ビームを偏向する前記多角形鏡の反射面と同じ反射面により偏向された光ビームであって、前記最も位相が遅れた光ビーム以外の光ビームを用いて水平同期信号を検出することを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置と、
   画像信号に基づいて前記光走査装置から出射される光ビームを変調する変調手段と、
   前記光走査装置による露光走査の対象物である感光体に形成された潜像を現像して媒体に画像を形成する画像形成手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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