JP2007147826A - 光書込装置、光書込方法、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 周期走査される複数の光ビームにより、記録媒体（感光体）にデータの光書込みを行う装置において、単一の同期検知センサにより各光ビームの同期検知信号を発生させ、装置構成の簡素化、コストダウンを図る。
【解決手段】 各々点灯制御されるＬＤ １０（Y、M、C、BK）から出力する複数の光ビームを単一の回転ポリゴンミラー２２の対向ミラー面で振分走査させ、周期走査される各光ビームで感光体にデータの光書込みを行う。各光ビームを走査線上の定位置で検知し書込み基準信号を発生させる手段を単一の同期検知センサ７として設ける。単一のセンサ７で検知される各ビームの同期検知信号を時間軸で分離するために、ポリゴンミラー２２の異なる回転位置で４本のビーム各々をセンサ７に入射させる光学系の構成として、各ビームの検知タイミングをずらし、得られる同期検知信号を基に各ビームの書込みタイミングを制御する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、データ（画像）により点灯制御されるＬＤ（レーザダイオード）等の素子が発する光ビームにより記録媒体（像担持体）を走査する方式で光書込を行う装置及び該光書込装置を用いた画像形成装置（例えば、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置等）に関し、特に点灯タイミングの制御に用いる基準信号を検出する光ビーム検出手段を複数の光ビームで共通化するような仕組みを備えた光書込装置、光書込方法、画像形成装置及び画像形成方法に関する。

従来から、 レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置では、画像の書込みを光ビーム走査方式によって行っている。この方式は、画像データによりＬＤを点灯制御し、出力する光ビームを回転ポリゴンミラー（多面体反射面を持つ光偏向器）等により主走査方向に周期走査させ、走査される光ビームにより、副走査方向（主走査に直交する方向）に移動する感光体を照射し、感光体上に１ライン分ずつ画像を書込んで行く方式である。
このとき、感光体上の画像書込み位置は、各走査ラインで一定にする必要がある。このために、画像書込み開始側における感光体（画像領域）の外に光ビームを検出するセンサ（以下「同期検知センサ」と記す）を備える。同期検知センサにより、回転ポリゴンミラーによって主走査（ライン）方向に走査される光ビームの通過を検知し、発生する同期検知信号XDETPを基準として主走査ライン毎にＬＤの点灯タイミングを指示し、一定位置で画像書込みを開始させるように制御している。
カラー画像の場合、カラーの色成分ごとに感光体への光ビーム走査が行われ、合成処理を経てカラー画像となる。この画像形成過程は、従来から、色成分数の感光体を用い、カラー合成は転写過程で行う方式（所謂、タンデム方式と呼ばれる）が広く採用されている。
タンデム方式では、各色成分の感光体にそれぞれ光ビーム走査露光を行うので、各色成分毎に同期検知信号XDETPに基づく画像書込みの制御を行う。

即ち、タンデム方式のカラー画像形成装置では、通常、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）の４色成分用の各感光体に作像した画像を重ねてフルカラー画像を形成するので、４色成分用の同期検知信号XDETPを発生させる。
４色成分の同期検知信号XDETPを発生させるための手段として、各色の走査ビームそれぞれに対応して４つの同期検知センサを設ける方式の外に、下記特許文献１（同文献の図１７，１８に関する記載）に示すように、２色成分に共通の同期検知センサを用いる方式について、従来提案されている。
なお、下記特許文献１記載の画像形成装置においては、単一の回転ポリゴンミラーで４色成分の走査を行う方式が採用されている。また、回転ポリゴンミラーの異なるミラー面にそれぞれ２本ずつ光ビームを入射させることによって、振分走査を行っており、振分けた光ビームはそれぞれ共通の同期検知センサで検知している。さらに、各同期検知センサの出力に含まれる２本の光ビームの同期検知信号XDETPは、各光ビームの検知タイミングをずらすことによって、時間で分離することができるようにしている。
特開２００３−２９１８１号公報

上記特許文献１に示す画像形成装置においては、振分けた光ビームにそれぞれ共通の同期検知センサを用い、つまり、振分けた側に各々１つずつの同期検知センサを用いることにより、各光ビームに対応する数の同期検知センサを用いる方式に比べ、構成を簡素化したことによるメリットを得ることができる。ただ、同様の目的を指向した場合に、さらなる改善の余地が残されている。
本発明は、各々点灯制御される発光源から出力する複数の光ビームを単一の回転ポリゴンミラーに作用させ、周期走査される光ビームにより、記録媒体（感光体）にデータの光書込みを行う装置において、上記特許文献１に例示したような、振分走査を行なった各々の側に１つずつの同期検知センサを設けた従来装置よりも装置構成の簡素化をさらに進め、単一の同期検知センサにより各光ビームの同期検知信号を発生させる手段を備えた光書込装置及び該光書込装置を用いた画像形成装置、並びに光書込方法及び該光書込方法を用いた画像形成方法を提供することを発明の解決すべき課題とする。

請求項１の発明は、画像データに応じて各素子の点灯を制御し、複数の光ビームを出力する発光源と、前記発光源から出力される光ビームを所定方向に偏向し、周期走査させる偏向手段と、前記偏向手段により周期走査される光ビームの照射を受け、該光ビームの走査方向に交わる方向に変位する像担持体と、前記偏向手段により周期走査される光ビームを走査線上の定位置で検出する光ビーム検出手段と、前記発光源から出力する光ビームの照射により前記像担持体へ画像を担わせるように、前記光ビーム検出手段の検出信号に基づいて、発光源の点灯タイミングを指示する手段を有する光書込装置において、前記偏向手段に単一の回転ポリゴンミラーを用い、前記光ビーム検出手段が単一の手段で発光源からの光ビームを検出し、前記発光源からの各光ビームが互いに前記回転ポリゴンミラーの異なる回転位置でミラー面より反射した後、前記単一の光ビーム検出手段に達するように各光ビームを伝達する光学系を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。

請求項２の発明は、データに応じて各素子の点灯を制御し、複数の光ビームを出力する発光源と、前記発光源から出力される光ビームを所定方向に偏向し、周期走査させる偏向手段と、前記偏向手段により周期走査される光ビームの照射を受け、該光ビームの走査方向に交わる方向に変位する記録媒体と、前記偏向手段により周期走査される光ビームを走査線上の定位置で検出する光ビーム検出手段と、前記発光源から出力する光ビームの照射により前記記録媒体へデータを記録させるように、前記光ビーム検出手段の検出信号に基づいて、発光源の点灯タイミングを指示する手段を有する光書込装置において、前記偏向手段に単一の回転ポリゴンミラーを用い、前記光ビーム検出手段が単一の手段で発光源からの光ビームを検出し、
前記発光源からの各光ビームが互いに前記回転ポリゴンミラーの異なる回転位置でミラー面より反射した後、前記単一の光ビーム検出手段に達するように各光ビームを伝達する光学系を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。

請求項３の発明は、前記回転ポリゴンミラーの異なるミラー面を用いて振分走査を行うようにした請求項１又は２に記載された光書込装置において、前記回転ポリゴンミラーにおける同一ミラー面を用いる複数の光ビームに対して、一つの光ビームのみを前記光ビーム検出手段の検出光とするように前記光ビーム伝達光学系を構成し、前記発光源の点灯タイミングを指示する手段において、同一ミラー面を用いる前記検出光以外の光ビームにも検出結果を適用することを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された光書込装置において、前記光ビーム検出手段への光ビームの入射角に応じて、前記発光源における該光ビームの発光量を検出光量が一定となるように調整する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。

請求項５の発明は、前記像担持体を感光体とした請求項１，３，４のいずれかに記載された光書込装置と、前記感光体に形成された潜像を可視化像として現像する手段と、前記可視化像を記録紙に転写する手段を有する画像形成装置を構成することによって、画像形成装置における上記課題を解決するものである。
請求項６の発明は、請求項５に記載された画像形成装置において、前記発光源をカラー画像の各色成分の画像データに対応した複数の光ビームを発生するものとし、前記感光体を色成分数備えたことを特徴とし、こうした構成の画像形成装置において上記課題を解決するものである。

請求項７の発明は、画像データに応じて各素子の点灯を制御することにより、複数の光ビームを出力する光ビーム出力工程と、前記光ビーム出力工程で出力された光ビームを単一の回転ポリゴンミラーによって所定方向に偏向し、周期走査させる走査工程と、前記走査工程で周期走査される光ビームにより、走査方向に交わる方向に変位する像担持体を照射する工程と、前記走査工程で周期走査される光ビームを走査線上の定位置に設けた光ビーム検出手段で検出する光ビーム検出工程と、前記光ビーム出力工程で出力された光ビームの照射により前記像担持体へ画像を担わせるように、光ビーム検出工程で得た検出信号に基づいて、前記各素子の点灯を制御し、発光源の点灯タイミングを指示する工程を行う光書込方法において、前記光ビーム検出工程で前記発光源からの各光ビームが互いに前記回転ポリゴンミラーの異なる回転位置でミラー面より反射した後、光ビーム伝達光学系を経て単一の光ビーム検出手段に達するようにすることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。

請求項８の発明は、データに応じて各素子の点灯を制御することにより、複数の光ビームを出力する光ビーム出力工程と、前記光ビーム出力工程で出力された光ビームを回転ポリゴンミラーによって所定方向に偏向し、周期走査させる走査工程と、前記走査工程で周期走査される光ビームにより、走査方向に交わる方向に変位する記録媒体を照射する工程と、前記走査工程で周期走査される光ビームを走査線上の定位置に設けた光ビーム検出手段で検出する光ビーム検出工程と、前記光ビーム出力工程で出力された光ビームの照射により前記記録媒体へデータを記録させるように、光ビーム検出工程で得た検出信号に基づいて、前記各素子の点灯を制御し、発光源の点灯タイミングを指示する工程を行う光書込方法において、前記光ビーム検出工程で前記発光源からの各光ビームが互いに前記回転ポリゴンミラーの異なる回転位置でミラー面より反射した後、光ビーム伝達光学系を経て単一の光ビーム検出手段に達するようにすることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。

請求項９の発明は、前記走査工程で回転ポリゴンミラーの異なるミラー面を用いて振分走査を行うようにした請求項７又は８に記載された光書込方法において、前記光ビーム検出工程で回転ポリゴンミラーにおける同一ミラー面を用いる複数の光ビームに対して、一つの光ビームのみが前記光ビーム伝達光学系を経て前記光ビーム検出手段に達するようにし、前記発光源の点灯タイミングを指示する工程で同一ミラー面を用いる前記検出光以外の光ビームにも検出結果を適用することを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。

請求項１０の発明は、請求項７乃至９のいずれかに記載された光書込方法において、前記光ビーム検出手段への光ビームの入射角に応じて、前記光ビーム出力工程で出力する該光ビームの発光量を検出光量が一定となるように調整する工程を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。

請求項１１の発明は、前記像担持体を感光体とした請求項７，９，１０のいずれかに記載された光書込方法の各工程と、前記感光体に形成された潜像を可視化像として現像する工程と、前記可視化像を記録紙に転写する工程を行う画像形成方法を構成することによって、画像形成方法における上記課題を解決するものである。
請求項１２の発明は、 請求項１１に記載された画像形成方法において、前記光ビーム出力工程で出力する複数の光ビームをカラー画像の各色成分の画像データに対応した光ビームとし、前記像担持体への光ビーム照射工程で色成分数備えた感光体へ各色成分の画像データに対応した光ビームをそれぞれ照射することを特徴とし、こうした構成の画像形成方法において上記課題を解決するものである。

（１）本発明によると、各々のデータで点灯制御される発光源から出力する複数の光ビームを単一の回転ポリゴンミラーに入射させ、周期走査される光ビームによって記録媒体（感光体）へデータ（画像）を書込む際、走査される光ビームの走査線上の定位置で同期検知信号を発生させる光ビーム検出手段（同期検知センサ）を単一とし、この手段を構成する部品やその組立て構成及び検知信号の処理等の簡素化を図ったことにより、簡素化のメリットである、構成のコンパクト化、部品組立ての簡易化、低コスト化、動作、精度の安定化（複数の同期検知センサを用いた従来技術において生じ得る、センサ間のばらつき等の影響を受けない）等を得ることが可能となる（請求項１，２，７，８）。

（２）また、回転ポリゴンミラーの同一ミラー面を用いる複数の光ビームに対して、一つの光ビームのみ検知するようにし、他の光ビームと共用するようにしたことにより、さらなる簡素化を図ることが可能になる（請求項３，９）。
（３）また、光ビーム検出手段への光ビームの入射角に応じて、発光源から出力する該光ビームの発光量を検出光量が一定となるように調整することにより、同期検知信号に生じるエラーを防ぐことが可能になる（請求項４，１０）。
（４）また、画像形成装置の感光体への光書き込みにおいて、上記（１）〜（３）の発明の効果が実現され、画像形成装置のパフォーマンスを向上させることが可能になる（請求項５，６，１１，１２）。

本発明に係わる実施形態を以下に説明する。
以下に示す実施形態は、本発明を電子写真方式の画像形成装置に適用した例を示す。また、例示する画像形成装置は、カラー対応の装置に係り、発光源であるＬＤ（レーザ ダイオード）の点灯制御をカラー画像の各色成分の画像データで行い、出力する複数の光ビームで感光体に画像を書込み、書込まれた画像を可視化像とし（トナーで現像し）、紙媒体にカラー合成画像を形成する。
先ず、本発明を適用する画像形成装置の概要について、図１〜３を参照して説明する。
図１は、画像形成装置における光学ユニット及び画像形成部を示す。同図は、カラー画像形成装置の各色に共通の構成部分（即ち、１色分）を示すもので、後述するタンデム方式のカラー画像形成装置（図３）では、イエロー（Y），マゼンタ（M），シアン（C），ブラック（BK）の４色成分にそれぞれ設ける。
光学ユニットは、像担持体としての感光体２９に光ビームによって画像を書込むための光学系であり、発光源（ＬＤ）、光ビーム走査装置２０等よりなる。
光ビーム走査装置２０では、画像データによって点灯制御されるＬＤからの出力光は、コリメートレンズ（図示せず）により平行光束化され、シリンダレンズ（図示せず）を通した後、ポリゴンモータ２２ｍによって回転されるポリゴンミラー２２のミラー面に入射される。なお、本実施形態において、後述の装置構成（図３）に示すように、光ビームの走査手段として、各色成分の光ビームに対して単一の回転ポリゴンミラー２２を用いる。回転ポリゴンミラー２２で偏向を受け、周期走査される光ビームは、ｆθレンズ２３及びＢＴＬ（Barrel Toroidal Lens：バレル・トロイダル・レンズ）２４を通り、折返しミラー２５によって反射し、感光体２９面を照射し、走査露光する。ＢＴＬ２４は、副走査方向のピント合わせ（集光機能と副走査方向に生じる面倒れ等の位置補正）を行う。
また、画像形成部には、感光体２９の回りに、帯電器３０、現像ユニット３１、転写器３２、クリーニングユニット３３、除電器３４が備わっており、通常の電子写真プロセスである帯電、露光、現像、転写により記録紙（紙媒体）上に画像が形成される。この後、図示しない定着装置によって記録紙上に形成された画像が定着され、画像形成プロセスを終える。

上記のように、ＬＤから出力された光ビームは、回転ポリゴンミラー２２によって偏向され、感光体２９の感光面を周期的に主走査方向にライン走査し、副走査方向（主走査に直交する方向）に移動する感光体２９の受光面を１ライン分ずつ露光し、受光面に２次元画像を書込む。
このとき、各走査ラインで感光体２９上の画像書込み位置を一定にして、画像にずれが生じないようにする必要がある。このために、画像書込み開始側の走査線上の定位置で光ビームを検出し、同期検知信号を発生させる同期検知センサを備える。
図２は、周期走査される光ビームの同期検知方式を説明する走査光学系の概略構成を示す。同図に示すように、ＬＤ１０から出射された光ビームは、回転ポリゴンミラー２２によって偏向され、走査光ビームとしてｆθレンズ２３を通り、折返しミラー群を構成する第１ミラー２５１により反射され、感光体（図２には、不図示）を主走査方向（図２中矢示）に走査露光する。このとき、走査光ビームは、第１ミラー２５１に入射する手前（即ち、画像書込み開始側の感光体２９外の位置）に設けたミラー７１で同期検知センサ７に向けられる。同期検知センサ７は、走査線上の定位置で入射する走査光ビームを検知し、同期検知信号XDETPを発生させる。
同期検知センサ７により走査光ビームの通過を検知し、発生する同期検知信号XDETPを基準として、主走査ライン毎に有効画像領域に書込む画像データによるＬＤ１０の点灯タイミングを指示し、一定位置で画像書込みを開始させるように制御する。この制御は、例えば、同期検知信号XDETPをトリガとして、所定クロック数により設定された時間経過後に画像書込みを開始させる、といった方法を用いて実施し得る。
タンデム方式でカラー画像を形成する場合、カラーの色成分数の感光体を用い、各色成分の感光体にそれぞれ光ビーム走査露光を行うので、各色成分毎に同期検知信号を必要とする。なお、タンデム方式における各色成分の同期検知信号の検出については、後記に詳述する。

次に、光ビーム走査露光による上記書込方法（図１，２）をベースにタンデム方式でカラー画像を形成する装置について説明する。
図３は、単一の回転ポリゴンミラーを用いるタンデム方式のカラー画像形成装置を示す。
この画像形成装置は、４色成分（Y、M、C、BK）の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために、４色分の画像形成部を有し、４色の感光体２９（Y、M、C、BK）に光ビーム走査露光による画像書込みを行なう。ただ、この走査露光には、各色毎に偏向器（回転ポリゴンミラー）を持たず、単一の回転ポリゴンミラー用いることにより、構成を簡素化し、コストダウンを図っている。このため、単一の回転ポリゴンミラーと４色成分の光ビーム走査に必要な要素を１つのユニットに組込んで、光ビーム走査装置２０を構成している
この実施形態の光ビーム走査装置２０は、単一のポリゴンミラー２２における同一ミラー面の上方と下方で異なる色の光ビームを偏向させ、さらに、ポリゴンミラー２２を中心に対向振分走査させる（後記、図４、図６参照）ことで、４色成分（Y、M、C、BK）の光ビームをそれぞれの感光体２９（Y、M、C、BK）上で走査させる。各色の光ビームは、ポリゴンミラー２２によって偏向し、ｆθレンズ２３（BKC、MY）を通り、第１ミラー２５１（Y、M、C、BK）、第２ミラー２５２（Y、M、C、BK）で折り返され、ＢＴＬ２４（Y、M、C、BK）、を通り、第３ミラー２５３（Y、M、C、BK）で折り返され、感光体２９（Y、M、C、BK）上を走査する。

４色の感光体２９（Y、M、C、BK）回りには、図１に示した帯電器、現像ユニット、転写器、クリーニングユニット、除電器を備えた画像形成部を各色毎に備える。転写ベルト３６によって矢印方向に搬送される記録紙上に１色目の画像を形成し、次に２色目、３色目、４色目の順に画像を転写することにより、４色の画像を合成した（重ね合わせた）カラー画像を記録紙上に形成することができる。また、次の工程では、図示していないが定着装置によって、記録紙上の画像が定着され、画像形成プロセスを完了する。
なお、図３の実施形態では、感光体２９から記録紙上に直接画像が転写され、この過程でカラー画像を合成する装置の例を示しているが、中間転写体を用いる装置、即ち、感光体から転写ベルト上に一旦画像を転写し、転写ベルトから記録紙上に転写する方式（カラー画像の合成は、いずれかの転写過程で行う）の装置についても、同様に実施することが可能である。

光ビームの周期走査により画像書込みを行なう場合、図２を参照して先に述べたように、各走査ラインで感光体２９上の画像書込み位置を一定にするために、同期検知センサ７で走査光ビームを検知し、得られる同期検知信号XDETPを基準に書込みタイミングを制御する。
同期検知信号XDETPは、４色の各感光体２９（Y、M、C、BK）に光ビーム走査露光による画像書込みを行う場合、各色毎に発生させることが必要になる。本実施形態では、各色毎に出力される走査光ビームを検知して、同期検知信号XDETPを発生させる同期検知センサ７として、構成の簡素化、コストダウン等を指向して、回転ポリゴンミラー２２を単一にしたと同様に、単一にし、必要最小限で対応可能とするものである。
図４は、タンデム方式のカラー画像形成装置（図３）において、単一の同期検知センサにより各色の同期検知信号を発生させる本実施形態の走査光学系の概略構成を示す。
図４に示す本実施形態の光ビーム走査装置は、対向振分走査を行なうので、単一のポリゴンミラー２２における対向面を使い、各面では、同じミラー面の上方と下方で異なる色の光ビームを偏向させている（上記図３に示したように、CとBK光ビーム並びにMとY光ビームは、それぞれ同一ミラー面の上方と下方に入射させており、図４では、これに対応する構成を上下に配設されたＬＤ １０CとＬＤ １０BK並びにＬＤ １０MとＬＤ １０Yよりなる発光源とここから出力する光ビームで表している）。偏向された各色の光ビームは、ｆθレンズ２３（BKC、MY）を通り、図示しないそれぞれの感光体に向けて第１ミラー２５１（Y、M、C、BK）で折り返される。このとき、ポリゴンミラー２２を中心に対向振分けにより、CとBKの組とMとYの組は、互いに逆の走査方向となって、４色成分（Y、M、C、BK）の光ビームをそれぞれの感光体上で走査させる。

ここで、ポリゴンミラー２２で偏向され、周期走査される４色（Y、M、C、BK）の光ビームは、各色の同期検知信号XDETPを生成するために、各ビームに対する第１ミラー２５１（Y、M、C、BK）に入射する手前（即ち、画像書込み開始側の感光体２９外の位置）に設けたミラー７１（Y、M、C、BK）で同期検知センサ７に向けられる。同期検知センサ７は、光ビームの主走査線上の定位置で入射する４色（Y、M、C、BK）の走査光ビームを検知し、各色の同期検知信号XDETPを発生させる。
このとき、単一の同期検知センサ７で各色の同期検知信号XDETPを発生させるので、各色の光ビームを時間軸で分離できるように、異なるタイミングでセンサに入射させる必要がある。
図５は、各色の光ビームによる同期検知信号XDETPを時間軸で分離する方法を説明する図である。
図５には、ポリゴンミラー２２の対向ミラー面で反射し、走査されるY、BKの光ビームを例に、単一の同期検知センサ７への入射ビームの変化を示している。同図の状態（１）は、あるタイミング（この時、ポリゴンミラー２２は基準位置からθ回転した位置にあるとする）における走査光ビームの状態を示しており、このポリゴンミラー２２の回転位置では、ＬＤ １０Yからの出力される光ビームが、丁度、同期検知センサ７に入射するタイミングとなっている。
また、図５の状態（２）は、状態（１）からポリゴンミラー２２がΔθ回転したタイミング（即ち、ポリゴンミラー２２は基準位置からθ＋Δθ回転した位置にある）における走査光ビームの状態を示しており、このポリゴンミラー２２の回転位置では、ＬＤ １０BKからの出力される光ビームが、丁度、同期検知センサ７に入射するタイミングとなっている。なお、ここではY、BKの光ビームを例にしたが、C、Mの光ビームの走査についても同様に、それぞれ例えば、θ＋２Δθ、θ＋３Δθの回転位置で同期検知センサ７に入射するタイミングとなるようにする。

上記のようにして、ポリゴンミラー２２の異なる回転位置（ミラー面への入射角度）により４色（Y、M、C、BK）の走査光ビームの同期検知センサ７における検知タイミングをずらし、各色の同期検知信号XDETPを時間軸で分離することができる。
各色の同期検知信号XDETPを時間軸で分離し、対応をつけた色の基準信号として用いることで、主走査ライン毎に有効画像領域に書込む各色の画像データによるＬＤ１０（Y、M、C、BK）の点灯タイミングを指示し、一定位置で画像書込みを開始させるように制御する。
本実施形態は、単一の同期検知センサ７を用いても、４色（Y、M、C、BK）の走査光ビームのセンサ出力から各色の同期検知信号XDETPを得るので、従来、対向振分走査法で行なっていた１色の同期検知信号XDETP（即ち、ポリゴンミラーの１ミラー面からの走査光ビームだけを検知）を４色で共通に用いる方式により起こり得るジッタを防ぐことができ、書込画像を高品質に保つことが可能になる。

次に示す実施形態は、単一の同期検知センサ７で各色の同期検知信号XDETPを発生させる他の方式に係る。
上記では、単一の回転ポリゴンミラー２２を用いて光ビームを対向振分走査し、４色の各感光体に画像書込みを行なう場合、４色（Y、M、C、BK）の各走査光ビームのセンサ出力を各色の同期検知信号として用いる例を示した。本実施形態では、さらに構成の簡素化、コストダウン等を指向した方法に従う実施形態を示すものである。
４色のＬＤ（Y、M、C、BK）の対向振分走査では、上記実施形態（図３、図４）におけるように、２色ずつに振分け、振分ける各々２本の光ビームを回転ポリゴンミラー２２の同じミラー面（図４の例では、同一ミラー面を上下で使い分けている）に入射させている。このように、同一ミラー面を複数ビームで用いる場合に、この複数ビーム間相互で誤差が生じる要因が極めて少ない。
そこで、この実施形態では、同一ミラー面を用いる１本の光ビームの同期検知センサ７による検知結果を他の光ビームに共通に用いるようにし、検知する光ビームを最小限として、構成の簡素化を図る。

図６は、タンデム方式のカラー画像形成装置（図３）において、単一の同期検知センサにより各色の同期検知信号を発生させるこの実施形態の走査光学系の概略構成を示す。
図６に示す本実施形態の光ビーム走査装置は、４色のＬＤ（Y、M、C、BK）を２色ずつに振分けるように、各々２本の光ビームを回転ポリゴンミラー２２の同じミラー面に入射させ、振分けたCとBKの組とMとYの組は、互いに逆の走査方向となって、４色成分（Y、M、C、BK）の光ビームをそれぞれの感光体上に走査させる、という走査を行なうための手段としては、先の実施形態（図４）と変わりがない。従って、この同一手段の構成部分については、先の説明を参照することとし、ここでは記載を省略する。
本実施形態では、振分けたCとBKの組におけるBK光ビームのみ、又、MとYの組MにおけるM光ビームのみが、同期検知センサ７の検知対象のビームとなる。このため、ポリゴンミラー２２で偏向され、周期走査される４色の光ビームの中、M光ビームとBK光ビームが、第１ミラー２５１（M、BK）に入射する手前（即ち、画像書込み開始側の感光体２９外の位置）に設けたミラー７１（M、BK）で同期検知センサ７に向けられる。同期検知センサ７は、光ビームの主走査線上の定位置で入射するM、BKの各走査光ビームを検知し、それぞれ同期検知信号XDETPを発生させる。
このとき、単一の同期検知センサ７で各色の同期検知信号XDETPを発生させるので、各色の光ビームを時間軸で分離できるように、異なるタイミングでセンサに入射させるのは、先の実施形態と同じである（図５、参照）。

同期検知センサ７で検知されたM、BKの各走査光ビームの同期検知信号XDETPを時間軸で分離し、対応をつけた色の基準信号として用いることで、主走査ライン毎に有効画像領域に書込むM、BKの画像データによるＬＤ１０（M、BK）の点灯タイミングを指示し、一定位置で画像書込みを開始させるように制御する。
また、回転ポリゴンミラー２２の同じミラー面を用いた他の色の光ビーム、即ちBK光ビームと同一のミラー面を用いるC光ビーム並びにM光ビームと同一のミラー面を用いるY光ビームに対しては、それぞれBK、Mの各走査光ビームの同期検知信号XDETPを共通に使用して、ＬＤ１０（C、Y）の点灯タイミングを指示し、一定位置で画像書込みを開始させるように制御する。
本実施形態は、単一の同期検知センサ７を用いても、同一ミラー面を用いる１本の光ビームの同期検知センサ７により検知結果として得た同期検知信号XDETPを他の光ビームに共通に用いるようにしたので、従来、対向振分走査法で行なっていた１色の同期検知信号XDETP（即ち、ポリゴンミラーの１ミラー面からの走査光ビームだけを検知）を４色で共通に用いる方式により起こり得るジッタを防ぐことができ、書込画像を高品質に保つことが可能になる。

次に示す実施形態は、上記各実施形態（図４、図６）に示した単一の同期検知センサ７を用いて複数の走査光ビームの同期検知信号XDETPを検知する方式において生じ得るエラーを防止する手段を備えた実施形態に係る。
上記実施形態（図４、図６）では、４色分の光走査ビーム或いは２色分の光走査ビームを単一の同期検知センサ７で検知する方式によっているが、何れの場合にも、入射される光走査ビームは、光学部品のレイアウト上、同期検知センサ７の検知面に対して光ビームが斜めに入射される状態となる。
図７は、同期検知センサ７へ入射する走査光ビームの状態を説明する図である。同図に示すように、光ビームが斜め入射すると、最大の出力が得られる垂直入射の場合と比べて、同期検知センサ７による検知光量が低下する。このため、同期検知センサ７から出力される同期検知信号XDETPに誤差が生じる可能性がある。つまり、入射角度の違いにより検知光量が変わると、同期検知信号XDETPのタイミングが僅かに変動する可能性がある。
そこで、光ビームが斜めに入射する場合には、所望の光量が得られるように、同期検知センサ７に入射する光ビームの光量を調整する。例えば、図６に示すように、対向振分走査で片側の光ビームを光ビーム(1)、もう片側を光ビーム(2)とし、光ビーム(1)の入射角をα°、光ビーム(2)の入射角をβ°とし、光ビーム(1)がα°の角度で入射すると垂直に入射するときよりも、ａ％光量が減少し、光ビーム(2)がβ°の角度で入射すると同様にｂ％光量が減少する。この場合、この光量の減少を、発光源であるＬＤの点灯制御により補正する。即ち、ＬＤの点灯を制御する点灯制御部から光ビーム(1)をａ％、光ビーム(2)をｂ％増加させる光量調整信号をＬＤの駆動部に送ることにより、ＬＤの発光量を調整し、所望の光量を得る。このようにして、光ビーム(1)、光ビーム(2)の間で生じ得る書込みタイミングのずれを防ぐことが可能になる。

上記各実施形態では、本発明を４色成分の画像データを担う走査光ビームによって画像の書込みを行う電子写真方式のカラー画像形成装置に適用した例を示した。ただし、本発明は、複数の光ビームによる走査書込み方式が採用される分野であれば、電子写真方式の画像形成への適用に限ることなく、例えば、光−磁気効果を利用する光記録（メモリ）等の媒体へのデータ書込み（記録）にも同様に適用可能である。

本発明を適用する画像形成装置における光学ユニット及び画像形成部の概略構成を示す。 周期走査される光ビームの同期検知方式を説明する走査光学系の概略構成を示す。 単一の回転ポリゴンミラーを用いるタンデム方式のカラー画像形成装置を示す。 図３のカラー画像形成装置において、単一の同期検知センサにより各色の同期検知信号を発生させる走査光学系の概略構成を示す。 各色の光ビームによる同期検知信号を時間軸で分離する方法を説明する図である。 図３のカラー画像形成装置において、単一の同期検知センサにより各色の同期検知信号を発生させる走査光学系の他の例を概略構成にて示す。 同期検知センサへ入射する走査光ビームの状態を説明する図である。

符号の説明

７・・同期検知センサ、１０（Y、M、C、BK）・・ＬＤ（各色成分用）、２０・・光ビーム走査装置、２２・・ポリゴンミラー、２２ｍ・・ポリゴンモータ、２９（Y、M、C、BK）・・感光体（各色成分用）、３０（Y、M、C、BK）・・帯電器（各色成分用）、３１（Y、M、C、BK）・・現像ユニット（各色成分用）、３２（Y、M、C、BK）・・転写器（各色成分用）、３６・・転写ベルト、４０・・感光体。

Claims (12)

1. 画像データに応じて各素子の点灯を制御し、複数の光ビームを出力する発光源と、
   前記発光源から出力される光ビームを所定方向に偏向し、周期走査させる偏向手段と、
   前記偏向手段により周期走査される光ビームの照射を受け、該光ビームの走査方向に交わる方向に変位する像担持体と、
   前記偏向手段により周期走査される光ビームを走査線上の定位置で検出する光ビーム検出手段と、
   前記発光源から出力する光ビームの照射により前記像担持体へ画像を担わせるように、前記光ビーム検出手段の検出信号に基づいて、発光源の点灯タイミングを指示する手段を有する光書込装置において、
   前記偏向手段に単一の回転ポリゴンミラーを用い、
   前記光ビーム検出手段が単一の手段で発光源からの光ビームを検出し、
   前記発光源からの各光ビームが互いに前記回転ポリゴンミラーの異なる回転位置でミラー面より反射した後、前記単一の光ビーム検出手段に達するように各光ビームを伝達する光学系を備えたことを特徴とする光書込装置。
2. データに応じて各素子の点灯を制御し、複数の光ビームを出力する発光源と、
   前記発光源から出力される光ビームを所定方向に偏向し、周期走査させる偏向手段と、
   前記偏向手段により周期走査される光ビームの照射を受け、該光ビームの走査方向に交わる方向に変位する記録媒体と、
   前記偏向手段により周期走査される光ビームを走査線上の定位置で検出する光ビーム検出手段と、
   前記発光源から出力する光ビームの照射により前記記録媒体へデータを記録させるように、前記光ビーム検出手段の検出信号に基づいて、発光源の点灯タイミングを指示する手段を有する光書込装置において、
   前記偏向手段に単一の回転ポリゴンミラーを用い、
   前記光ビーム検出手段が単一の手段で発光源からの光ビームを検出し、
   前記発光源からの各光ビームが互いに前記回転ポリゴンミラーの異なる回転位置でミラー面より反射した後、前記単一の光ビーム検出手段に達するように各光ビームを伝達する光学系を備えたことを特徴とする光書込装置。
3. 前記回転ポリゴンミラーの異なるミラー面を用いて振分走査を行うようにした請求項１又は２に記載された光書込装置において、
   前記回転ポリゴンミラーにおける同一ミラー面を用いる複数の光ビームに対して、一つの光ビームのみを前記光ビーム検出手段の検出光とするように前記光ビーム伝達光学系を構成し、
   前記発光源の点灯タイミングを指示する手段において、同一ミラー面を用いる前記検出光以外の光ビームにも検出結果を適用することを特徴とする光書込装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された光書込装置において、
   前記光ビーム検出手段への光ビームの入射角に応じて、前記発光源における該光ビームの発光量を検出光量が一定となるように調整する手段を備えたことを特徴とする光書込装置。
5. 前記像担持体を感光体とした請求項１，３，４のいずれかに記載された光書込装置と、
   前記感光体に形成された潜像を可視化像として現像する手段と、
   前記可視化像を記録紙に転写する手段を有する画像形成装置。
6. 請求項５に記載された画像形成装置において、
   前記発光源をカラー画像の各色成分の画像データに対応した複数の光ビームを発生するものとし、
   前記感光体を色成分数備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 画像データに応じて各素子の点灯を制御することにより、複数の光ビームを出力する光ビーム出力工程と、
   前記光ビーム出力工程で出力された光ビームを単一の回転ポリゴンミラーによって所定方向に偏向し、周期走査させる走査工程と、
   前記走査工程で周期走査される光ビームにより、走査方向に交わる方向に変位する像担持体を照射する工程と、
   前記走査工程で周期走査される光ビームを走査線上の定位置に設けた光ビーム検出手段で検出する光ビーム検出工程と、
   前記光ビーム出力工程で出力された光ビームの照射により前記像担持体へ画像を担わせるように、光ビーム検出工程で得た検出信号に基づいて、前記各素子の点灯を制御し、発光源の点灯タイミングを指示する工程を行う光書込方法において、
   前記光ビーム検出工程で前記発光源からの各光ビームが互いに前記回転ポリゴンミラーの異なる回転位置でミラー面より反射した後、光ビーム伝達光学系を経て単一の光ビーム検出手段に達するようにすることを特徴とする光書込方法。
8. データに応じて各素子の点灯を制御することにより、複数の光ビームを出力する光ビーム出力工程と、
   前記光ビーム出力工程で出力された光ビームを回転ポリゴンミラーによって所定方向に偏向し、周期走査させる走査工程と、
   前記走査工程で周期走査される光ビームにより、走査方向に交わる方向に変位する記録媒体を照射する工程と、
   前記走査工程で周期走査される光ビームを走査線上の定位置に設けた光ビーム検出手段で検出する光ビーム検出工程と、
   前記光ビーム出力工程で出力された光ビームの照射により前記記録媒体へデータを記録させるように、光ビーム検出工程で得た検出信号に基づいて、前記各素子の点灯を制御し、発光源の点灯タイミングを指示する工程を行う光書込方法において、
   前記光ビーム検出工程で前記発光源からの各光ビームが互いに前記回転ポリゴンミラーの異なる回転位置でミラー面より反射した後、光ビーム伝達光学系を経て単一の光ビーム検出手段に達するようにすることを特徴とする光書込方法。
9. 前記走査工程で回転ポリゴンミラーの異なるミラー面を用いて振分走査を行うようにした請求項７又は８に記載された光書込方法において、
   前記光ビーム検出工程で回転ポリゴンミラーにおける同一ミラー面を用いる複数の光ビームに対して、一つの光ビームのみが前記光ビーム伝達光学系を経て前記光ビーム検出手段に達するようにし、
   前記発光源の点灯タイミングを指示する工程で同一ミラー面を用いる前記検出光以外の光ビームにも検出結果を適用することを特徴とする光書込方法。
10. 請求項７乃至９のいずれかに記載された光書込方法において、
    前記光ビーム検出手段への光ビームの入射角に応じて、前記光ビーム出力工程で出力する該光ビームの発光量を検出光量が一定となるように調整する工程を行うことを特徴とする光書込方法。
11. 前記像担持体を感光体とした請求項７，９，１０のいずれかに記載された光書込方法の各工程と、
    前記感光体に形成された潜像を可視化像として現像する工程と、
    前記可視化像を記録紙に転写する工程を行う画像形成方法。
12. 請求項１１に記載された画像形成方法において、
    前記光ビーム出力工程で出力する複数の光ビームをカラー画像の各色成分の画像データに対応した光ビームとし、
    前記像担持体への光ビーム照射工程で色成分数備えた感光体へ各色成分の画像データに対応した光ビームをそれぞれ照射することを特徴とする画像形成方法。

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