JP2012145767A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 時分割方式の走査を行うことで光源や制御ボードに要するコストを低減しつつ、装置の小型化を図ることのできる光走査装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】 光源１５と、偏向手段７と、走査光学系８ａ、８ｂと、を備えた光走査装置。単一の光源１５からの光束により複数の被走査面１１ａ、１１ｂを時分割で走査するように構成され、被走査面１１ａ、１１ｂの走査間の各時間的間隔は不均一であり、各時間的間隔の平均値よりも長い時間的間隔が設けられている区間の少なくとも１つで光源１５の光量調整のための発光が行われる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、時分割方式の走査を行うことで光源や制御ボードに要するコストを低減しつつ、装置の小型化を図ることのできる光走査装置及び画像形成装置に関するものである。

近年のレーザプリンタ、デジタル複写機の高速化に対応するため、１つの感光体を複数のビームで走査するマルチビーム方式の光走査装置の需要が高まっている。しかし、マルチビーム方式は、ビーム数が増加することから、光源のコスト及びそれを駆動するための制御ボード（ＡＳＩＣ：特定用途集積回路を含む）のコストが増大してしまう。

上記問題を鑑み、１つの光源からのビームで複数の異なる被走査面を時間で切り替えて走査する方式が提案されている。

例えば、１つの光源からの光をｑ個に分割し、偏向反射面が相互に回転方向へ所定角だけずれて、ｑ段に積み重ねられた多面鏡式光偏向器を用いて、被走査面を順次切り替えて走査する光走査装置がある（特許文献１参照）。また、ピラミダルミラー又は平板ミラーを用いて、共通の光源からのビームが異なる被走査面を走査する光走査装置がある（特許文献２参照）。

これらの走査方式を採用することにより、光源数およびそれを駆動するボード（駆動ＡＳＩＣ）の個数を減らし、低コスト化が可能となる。

しかし、被走査面を時間で切り替える方式（以下、「時分割方式」という。）は、従来の１つの光源で１つの被走査面を走査する方式（以下、「従来一般方式」という。）と比較して高速化と小型化の両立に課題がある。この課題について、図１１を用いて説明する。

図１１（ａ）に示す従来の時分割方式と、図１１（ｂ）に示す従来一般方式とは、生産性（単位時間当たりの画像出力枚数）が同じものとなっている。時分割方式では、１つの光源で２つの被走査面を走査しているため、走査領域以外の領域の時間が、従来方式に対して短くなっている。

光走査装置の小型化を実現するためには、光走査装置の走査レンズの画角を広くして焦点距離を短くする必要があるが、広画角にすると、被走査面を露光している時間が長くなるため、図１１における走査領域以外の時間がさらに短くなってしまう。

走査領域以外の時間が短くなると、光源の光量を一定にするために走査領域以外の時間において実施している制御、すなわち、光源を発光させてそれを光検出器（ＰＤ）で検出して、その検出結果が一定になるように行われる光源の光量の制御（ＡＰＣ）にかけられる時間が短くなってしまう。

このように、時分割方式では、従来一般方式に比べて、ＡＰＣにかけられる時間が短くなるため、時分割方式で光走査装置の小型化を実現するためには、短時間で効果的にＡＰＣを実施する必要がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、時分割方式を採用して光源コストと駆動ボード（ＡＳＩＣ）コストを低減するとともに、ＡＰＣを短時間で効果的に実施することで、装置の広画角化と小型化を実現することのできる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、光源と、光源からの光束を偏向する偏向手段と、偏向手段により偏向された光束を複数の被走査面上に結像させる走査光学系と、を備えた光走査装置であって、単一の光源からの光束により複数の被走査面を時分割で走査するように構成され、被走査面における光走査相互間の時間的間隔は不均一であり、各時間的間隔の平均値よりも長い時間的間隔が設けられている区間の少なくとも１つで光源の光量調整のための発光が行われることを最も主要な特徴とする。

本発明はまた、光走査装置を用いて像担持体上に形成された静電像を各色トナーで顕像化する現像手段と、像担持体上に顕像化された各色画像を重ね合わせて転写媒体に転写する転写手段と、を備えた多色画像形成装置であって、光走査装置が本願発明に係る光走査装置であることを主要な特徴とする。

本発明によれば、時分割方式の走査を行うことで光源や制御ボードに要するコストを低減しつつ、装置の小型化を図ることのできる光走査装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る光走査装置の実施例を示す概略図である。 ハーフミラープリズムを示す側面図である。 図１の光走査装置において光源を４ｃｈ−ＬＤアレイとしたものを示す概略図である。 走査間の時間的間隔が均一な場合と不均一な場合の走査を比較したタイミングチャートである。 本発明の各実施例に係る光走査装置においてＡＰＣと走査が行われる様子を示すタイミングチャートである。 ４ｃｈ−ＬＤアレイの光源により被走査面を走査する様子を示す模式図である。 ポリゴンミラーの位相差と画像領域画角を示すグラフである。 マルチビーム光源を用いた光走査装置においてＡＰＣと走査が行われる様子を示すタイミングチャートである。 図８に示す走査に続いて行われる走査の様子を示すタイミングチャートである。 本発明に係る多色画像形成装置の実施例を示す概略図である。 時分割方式による走査と従来方式による走査を比較したタイミングチャートである。

図１に本発明に係る光走査装置の実施例を示す。なお、以下の実施例において、主走査方向とは、ポリゴンミラーからなる偏向手段の回転運動により走査される方向、またはこれに対応する方向を示す。また、副走査方向とは、主走査方向に直交し、感光体の回転する方向に対応する方向を示す。

光源である半導体レーザ（不図示）から出射した発散光束は、カップリングレンズ（不図示）により、弱い収束光束、平行光束又は弱い発散光束に変換される。カップリングレンズを通過した光束は被走査面上でのビーム径を安定させるための開口絞り（不図示）を通過し、ハーフミラープリズム４に入射する。ハーフミラープリズム４に入射した光束は上下２段に分割されるため、ハーフミラープリズム４から出射される光束は２本となる。

図２はハーフミラープリズム４の副走査断面図を示す。ハーフミラープリズム４は、光束の入射方向に対して４５°に傾いたハーフミラー４ａと、このハーフミラー４ａに平行に配置された全反射面４ｂを有する。ハーフミラー４ａは、透過光と反射光を１：１の割合で分離する。全反射面４ｂは、光束の方向を転換する機能を有する。なお、本実施例においてはハーフミラープリズム４を用いているが、単体のハーフミラーと通常のミラーとを組み合わせて同様の系を構成しても良い。ただし、ハーフミラープリズム４は光量ロスが非常に少ないので、本発明に最も適している。また、ハーフミラー４ａの分離の割合は１：１である必要はなく、他の光学系の条件に合わせて分離の割合を設定しても良い。

ハーフミラープリズム４から出射された２つの光束は、上下段にそれぞれ配置されているシリンドリカルレンズ５ａ、５ｂにより、副走査方向にのみ収束されながら、防音ガラス６を通過して偏向手段７へと導かれ、偏向手段７の偏向反射面近傍において主走査方向に長い線像が結ばれる。

偏向手段７は、２つのポリゴンミラー７ａ、７ｂが上下に積み重ねられて配置されている。２つのポリゴンミラー７ａ、７ｂは、互いに回転方向の角度（位相）がΔα°ずれるように配置されている。本実施例においては、２つのポリゴンミラー７ａ、７ｂはそれぞれ内接円半径が７ｍｍであり、反射面が４面形成されていて、Δα°＝４６°ずらして配置されている。なお、上下段のポリゴンミラーは別体として形成した上で組付けても良いし、一体的に形成されていても良い。

２つのポリゴンミラー７ａ、７ｂのうち一方のミラーにより偏向された光束が感光体表面（被走査面）を走査しているときは、他方のミラーにより偏向された光束は被走査面上に到達しないようになっている。この場合、他方のミラーにより偏向された光束は、遮光部材により遮光されるように構成しても良い。

光源を変調駆動する場合は、２つのポリゴンミラー７ａ、７ｂのそれぞれに対応する色の画像情報に基づいて光源の変調駆動を行う。例えば、上段のポリゴンミラー７ａに対応する感光体を走査するときには、これに対応する色（例えばブラック）の画像情報に基づき光源の変調駆動を行う。また、下段のポリゴンミラー７ｂに対応する感光体を走査するときには、これに対応する色（例えばマゼンタ）の画像情報に基づき光源の変調駆動を行う。

偏向手段７により偏向された光束は、防音ガラス６を通過した後、反射ミラー９により適宜反射されながら、第１走査レンズ８ａ、８ｂ、第２走査レンズ１０ａ、１０ｂを経て、被走査面１１ａ、１１ｂへと向かう。

上述した走査光学系について、図３を用いて更に詳細に説明する。図４に示す実施例では、光源１５から発せられた光束は、アイソレータ１、カップリングレンズ２、アパーチャ３、ハーフミラープリズム４及びシリンドリカルレンズ５ａ、５ｂを経てポリゴンミラー７により偏向される。ポリゴンミラー７により偏向された光束は、防音ガラス６、走査レンズ８ａまたは８ｂ及び防塵ガラス１２を経て、被走査面上に導かれる。なお、図３において走査レンズは１つ（第１走査レンズ８ａ、８ｂ）のみ図示され、第２走査レンズ１０ａ、１０ｂは省略されている。

光源１５は、４ｃｈ−ＬＤアレイ（１つの光源パッケージの中に４つの発光点を有し、４つの光束を射出する）となっている。図３では、４つの発光点のうちの１つから出射された光束が図示されている。

光源１５と後述するカップリングレンズ２の間には、偏向板とλ／４板で構成されたアイソレータ１が配置されている。光源１５への戻り光が発生するとレーザ発振が不安定になるため、アイソレータ１でこの戻り光を防止する。

カップリングレンズ２は、光束をほぼ平行光とするためのレンズである。

アパーチャ３は、カップリングレンズ２から出射された光束を任意の大きさに整形するための板状の部材であり、中央に光束が通過するための開口部が設けられている。

ハーフミラープリズム４は、上述したようにハーフミラー４ａと全反射面４ｂを有し、ハーフミラープリズム４に入射した光束は上下２段に分割される（図２参照）。

ハーフミラープリズム４で上下２段に分割された光束は、シリンドリカルレンズ５ａ、５ｂへと導かれる。シリンドリカルレンズ５ａ、５ｂは副走査方向にパワーを有していて、シリンドリカルレンズ５ａ、５ｂを通過した光束は、主走査方向に長い光束となり、防音ガラス６を通過して偏向手段７に設けられたポリゴンミラー７ａ、７ｂに向かう。

防音ガラス６は、光走査装置のハウジング（図示されず）に設けられた窓孔に嵌め込まれて、偏向手段７が回転する際に発生する騒音を軽減するための部材であり、光束が通過できるように透明な板状のガラスである。防音ガラス６は、走査レンズ８ａ、８ｂと被走査面１１ａ、１１ｂとの間の任意の位置に配置することができる。

偏向手段７は、上述したように入射した光束を偏向するための部材であり、光束を被走査面１１ａ、１１ｂに向けて偏向することで被走査面の走査が行われる。偏向手段７に入射する光束はシリンドリカルレンズのパワーにより、主走査方向に長くなっている。

偏向手段７により偏向された光束は、被走査面１１ａ、１１ｂへと向かうが、その途中で再び防音ガラス６を通過し、走査レンズ８ａ、８ｂを通過する。

走査レンズ８ａ、８ｂは、主走査方向にパワーを有するレンズであり、偏向手段７にて角速度一定で偏向される光束を、被走査面１１ａ、１１ｂ上で線速度が一定になるように速度変換するため、その主走査方向の中央部分においてｆθ特性を有している。

また、走査レンズの外縁部を通過した光束は、同期レンズ１３を通過し、走査領域の上流側の画像領域外に設けられた同期センサ１４へと導かれる。同期センサ１４による光検出時間を基準として、一定時間後に光走査が開始される。走査レンズ８ａ、８ｂの外縁部は主走査方向のパワーがない領域となっている。これは、走査レンズ８ａ、８ｂが環境温度の影響で膨張・収縮したとしても、同期センサ１４へ向かう光束の光路の変化を抑えられるためである。

なお、本実施例においては同期センサ１４へと向かう光束は走査レンズ８ａ、８ｂのうちパワーのない外縁部を通過する構成としたが、本発明においてはこれに限らず、走査レンズ８ａ、８ｂを通過しない構成としてもよい。また、走査上流側の同期センサ１４の他に走査下流側の画像領域外に同期センサ１４をさらに配置し、走査レンズ８ａ、８ｂの主走査方向にパワーがある面を通過させて、上流側および下流側の同期センサ１４に向かうように構成してもよい。

防塵ガラス１２は、被走査面１１ａ、１１ｂ側から走査光学系に埃が侵入するのを防止するための透明な板状のガラスである。防塵ガラス１２は、走査レンズ８ａ、８ｂと被走査面１１ａ、１１ｂの間の任意の位置に配置することができる。

上述した光走査装置について、具体的な数値をもとに更に詳細に説明する。

本実施例においては、光源１５は、波長が６５５ｎｍの光束を出射する４ｃｈのＬＤアレイとし、発光点どうしの間隔は３０μｍ、副走査方向と発光点の配列方向の角度を８６．１１４°、光束の発散角（半値全角）は発光点配列方向に９°、発光点配列方向に直交する方向に１８°となっている。

また、カップリングレンズ２は、焦点距離が２０ｍｍ、カップリングレンズ２透過後の光束は平行光となるように構成されている。

アパーチャ３の開口部の形状は矩形であり、主走査方向の幅が３．７４ｍｍ、副走査方向の幅が１．８８ｍｍとなっている。

偏向手段７は、偏向反射面が４面で内接円半径が７ｍｍとなるポリゴンミラー７ａ、７ｂが上下２段に積み重ねられていて、上下段の位相差は４６°となっている（図１参照）。また、ポリゴンミラー７ａ、７ｂへの光束の平均入射角度（Ｘ軸の＋方向からの角度）は６８°となっている。

シリンドリカルレンズ５ａ、５ｂは、焦点距離が４７．７５ｍｍとなっている。

光走査装置の画像領域は±１６３．５ｍｍとなっている。

表１は、光走査装置における各光学素子の位置データを示している。各光学素子の位置は、図３に示す通りである。

表２は、各光学素子の面形状データを示しており、走査レンズの面形状は式１および式２に示す通りである。式１および式２において、Ｘは光軸方向、Ｙは主走査方向を示す。Ｃｍ０は面の中心における主走査方向曲率を示し、曲率半径Ｒｍ０の逆数である。ａ_００、ａ_０１、ａ_０２…は主走査形状の非球面係数である。Ｃ_ｓ（Ｙ）はＹに関する副走査方向の曲率、Ｒ_ｓ０は副走査方向の光軸上の曲率、ｂ_００、ｂ_０１、ｂ_０２…は副走査方向の非球面係数である。なお、走査レンズは樹脂製である。

（式１）

（式２）

カップリングレンズ２はガラスモールドにより形成され、面形状は回転対称非球面であり、式３に従う。カップリングレンズ２の入射面は平面である。

（式３）

シリンドリカルレンズ５ａ、５ｂはガラス製であり、入射面は副走査方向にのみ曲率を有し、射出面は平面である。

表１および表２のレンズデータによると、画像領域±１６３．５ｍｍに対応する画角（偏向手段で偏向された直後の光線の角度）は±３８．５７°である。また、同期画角は＋４５°である。なお、画角についても基準は図３のＸ軸の＋方向である。

１つの光源を用いて、複数の被走査面を時分割で走査する実施例を、図４を用いて説明する。図４は、２つの被走査面Ａ１、Ａ２を時分割で走査する例を示しており、（ａ）は走査が行われない時間が均一である実施例であり、（ｂ）は走査が行われない時間が不均一で、（ａ）よりも走査レンズの画角が広いときの実施例を示している。図４（ａ）と図４（ｂ）に示す例では、いずれも同じ生産性、すなわち、時間当たりの出力枚数が同じとなっている。

図４（ｂ）に示す例では、図４（ａ）に示す例よりも画角が広いため、被走査面を走査する時間が図４（ａ）に示す例よりも長くなっている。図４（ｂ）に示す例では、走査が行われない時間について、長いときと短いときがある。長いときは、図４（ａ）の例に示す時間間隔と同じとなっている。このように、走査が行われない時間を不均一にすることで、被走査面を走査する時間間隔を短くすることなく、走査レンズの画角を広くとることが可能となる。

被走査面の走査が行われない時間においてＡＰＣが実施される。走査が行われない時間が短くなると、ＡＰＣの精度低下を招く恐れがある。走査が行われない時間を不均一にしたとき、走査が行われない時間が長くなるところでＡＰＣを行うことで、ＡＰＣの精度低下を防止することができる。

本実施例に係る光走査装置におけるＡＰＣのタイミングチャートについて、図５を用いて説明する。光学系は、図３の光学系を想定している。その他の条件は、以下に示すとおりである。

＜条件＞
・解像度：主走査１２００ｄｐｉ×副走査１２００ｄｐｉ
・画像領域：±１６３．５ｍｍ
・プロセス速度：３２４ｍｍ／ｓ
・ビーム数：４（４ｃｈ−ＬＤアレイ）
・４面２段位相差ポリゴン：位相差４６°
・同期画角：４３．５°
・画像領域の画角：３８．５７°

図５のタイミングチャートについて説明する。まず、同期センサの直前でビームを発光させる（図５では同期センサによる検出の３．４４μｓ前に点灯を開始している）。

同期センサにより光検出ができたところで、消灯する。光源は４ｃｈ−ＬＤＡとしており、同期センサによる光検出は、最も先に同期センサに入るビーム（ｃｈ１と呼ぶ）で行う。

そして、一定時間後に、画像領域の書き出しが開始する。画像領域が終了してもすぐにＡＰＣは実施できない。まず、図６に示すように、４ｃｈ−ＬＤアレイ使用時は、主走査方向にずれて光走査される。副走査方向のビームピッチは所望の解像度となるように設定される（１２００ｄｐｉのとき２１．２μｍ）。そのため、４ｃｈ−ＬＤアレイのｃｈ１が画像領域を終了しても、４ｃｈ−ＬＤアレイのｃｈ４の画像領域終了まで待たなくてはならない。この待ち時間を図５では「ｃｈ４の画像領域終了までのウェイト時間」と記載している。

さらに、ｃｈ４の画像領域が終了してもすぐにＡＰＣを実施できない。感光体は画像領域よりも広い範囲を有しているため、ＡＰＣ実施時に発光した光が感光体に届いてしまい、不要画像を形成してしまうためである。それを回避するため、感光体に光が届かない領域に至るまで待ってから、ＡＰＣを開始する。この領域を、図５では「画像領域終了後の無効時間」と記載している。図５に示す例では、像面上で６ｍｍ光が進むのを待ってからＡＰＣを開始するようになっている。

その後から、次の同期センサで検出することができる発光を開始するまでの時間領域が、ＡＰＣが実施できる時間である。図６では、ＡＰＣを行いうる時間のうち、長い時間を「ＡＰＣ可能時間（長）」、短い時間を「ＡＰＣ可能時間（短）」と記載している。ＡＰＣは、「ＡＰＣ可能時間（長）」の区間で実施し、「ＡＰＣ可能時間（短）」では実施しないようにするとよい。こうすることで、走査レンズの画角を広くとりつつ、ＡＰＣ精度の低下を防止できる。なお、ＡＰＣは、上記時間に限らず、ＡＰＣを行いうる時間であれば、どの時間帯でも実施することができる。

単一の光源からの光ビームで複数の被走査面を走査する方法として、図１および２に示すハーフミラープリズムを用いる。複数の光に分割したあと、分割した光を、回転方向に位相差を持ったポリゴンミラーが回転軸方向に複数段積み重ねられた光偏向器に入射させることで、単一の光源からの光ビームで複数の被走査面を走査することができる。

上記の他に、特開２００８−２７６０７５に記載のように、角度が異なるポリゴンミラーを用いて、1つの光源で異なる被走査面を時分割で走査することも可能である。さらに、特開２００８−０１５２１０に記載のように、２次元的に変位可能なマイクロミラーを用いて、1つの光源で異なる被走査面を時分割で走査することも可能である。

単一の光源からの光ビームで複数の被走査面を走査する方法のうち、本発明に最も好適なのは、回転方向に位相差を持ったポリゴンミラーを回転軸方向に複数段積み重ねた光偏向器を用いる方式である。さらに、ポリゴンミラーの面数は４面とし、ポリゴンミラーを積み重ねる段数は２段とするのが良い。

そして、２段のポリゴンミラーにおいて位相差（角度差）を４５度とすると、被走査面と被走査面の間隔が均一になる。そのため、回転方向の位相差を、４５度から少しずらすことが好ましい。

また、ポリゴンミラーの面数が多くなりすぎると走査の高速化には向いているが、ポリゴンミラーで走査可能な画角が狭くなり、小型化には不利である。そのため、４面とすることで、６面に比べると走査の高速化には若干不利であるが、ポリゴンミラーで走査可能な画角と、走査レンズの画角の両立がよくなり、時分割走査するときにおいても、走査レンズの画角を広く確保でき、光走査装置の小型化に有利である。

図７に、ポリゴンミラーの位相差と画像領域画角（±）の関係を示す。図７の表に、ＡＰＣ可能時間も合わせて示している。このときの条件は、以下に示すとおりである。

＜条件＞
・解像度：主走査１２００ｄｐｉ×副走査１２００ｄｐｉ
・画像領域：±１６３．５ｍｍ
・プロセス速度：３２４ｍｍ／ｓ
・ビーム数：４（４ｃｈ−ＬＤアレイ）
・４面２段位相差ポリゴン
・同期画角は、画像領域画角（＋側）の＋５度の角度

ＡＰＣに必要な時間は５μｓ程度である。そのため、図７において、ＡＰＣ可能時間（長）が少なくとも５μｓ以上となり、且つＡＰＣ可能時間（短）が少なくとも０μｓ以上となる必要がある。このときの画像領域画角を算出した。なお、ＡＰＣ可能時間（短）が０よりも短くなると、システムが成立しない。

図７の横軸は回転軸方向に２段に積み重ねたポリゴンミラーの位相差であり、縦軸は画像領域の画角（±）である。ここで、画像領域の画角とは、画像領域の両端に向かう光の、ポリゴンミラー反射直後の角度（Ｘ軸の＋方向からの角度）である。なお、位相差を４５°とすると、被走査面と被走査面の間隔が均一になる。図７より、位相差が４６．７°より大きくなると、位相差を４５°としたとき（被走査面と被走査面の間隔が均一になる）よりも画像領域の画角が小さくなってしまう。そのため、被走査面と被走査面の間隔を不均一にすることにより、画像領域の画角を広くとるためには、位相差Δαを４５°＜Δα＜４６．７°とするのが良い。また、４面のポリゴンミラーを用いるときは、Δα＝４６．７°とΔα＝４３．３°は等価であるため（９０−４６．７＝４３．３であるため）、４３．３°＜Δα＜４５°としてもよい。

なお、複数の発光点を有するマルチビームを光源として用いるときは、光走査装置における１走査毎に、ＡＰＣを実施するビームを切り替えるのがよい。１走査毎にＡＰＣを実施するビームを切り替えることにより、ＡＰＣの時間を短縮でき、その結果走査レンズの画角を広くとることができ、光走査装置の小型化に寄与できる。もちろん、１走査で全てのビームについてＡＰＣを行うことも可能である。

また、マルチビームを光源として用いるときは、１走査において、ＡＰＣを実施するビームを１つとすることで、最もＡＰＣ時間を短く設定でき、光走査装置が最も小型になる。

マルチビーム光源を用いるとき、１走査につき、１つのビームについてのみＡＰＣを実施し、１走査毎にＡＰＣを実施するビームを切り替えるとき、ＡＰＣを実施するタイミングは、被走査面の走査開始位置を基準に考えて、走査毎に略同一のタイミングとするのが良い。そのことを図８、図９に示す。

図８、図９では、光源として４ｃｈ−ＬＤアレイを用いたときを想定しており、（ａ）はタイミングチャートの説明図、（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ１走査目、２走査目、３走査目、４走査目のタイミングチャートであり、それぞれのｃｈの発光のタイミングチャートを示している。同期検出は常にｃｈ１を用いて行っている。

ＬＤアレイを用いるとき、図６に示すように、各ｃｈは走査方向にずれているため、画像領域の位置がｃｈ毎にずれている。（ｂ）の１走査目についてはｃｈ１、（ｃ）の２走査目についてはｃｈ２、（ｄ）の３走査目についてはｃｈ３、（ｄ）の４走査目についてはｃｈ４について、ＡＰＣを実施している。各ｃｈのＡＰＣを実施するタイミングは、ｃｈの画像領域を基準とすると、全て同じタイミングとなっている。仮に同じタイミングにしないとすると、ＡＰＣを実施するための時間を長く取る必要があり、走査レンズの画角が狭くなり、光走査装置が大型化してしまう恐れがある。上記のように、各ｃｈのＡＰＣタイミングを同一にすることで、ＡＰＣ時間を短く設定でき、走査レンズの画角を広くることができるため、光走査装置を小型化することができる。

一般的な光走査装置においては、例えば特開２０００−２３８３１５号公報に掲載されているように、コンデンサによりＡＰＣを実施する際の目標値が保持される。しかし、上述のように、マルチビーム光源を用い、１走査毎にＡＰＣを実施するビームを切り替える光走査装置においては、それぞれのビームについて、ＡＰＣをとる間隔が長くなる。そのため、コンデンサの電圧の変化が大きくなり、ＡＰＣ精度が低下する恐れがある。これを回避するために、メモリを設け、ＡＰＣを実施する際の目標値をデジタルデータでメモリに保持する構成にするのが良い。そうすることで、ＡＰＣに要する時間を短縮し、光走査装置の小型化を実現しつつ、且つＡＰＣの精度の低下を抑制できる。

ここまで説明してきた光走査装置の実施例では、図１に示すように、あたかも２つのビームにより２つの被走査面を走査するかのような構成になっているが、実際には、ここまで説明してきた光走査装置と同じ設計仕様の光走査装置が、例えば偏向手段７を中心にして対称的に配置され、４つのビームにより４つの被走査面を走査するフルカラーの画像形成が可能な構成になっている。

図１０に多色画像形成装置の基本的な構成を示す。図１０における符号２０は、ここまで説明してきたような本発明に係る光走査装置を示している。図１０において、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは矢印の方向に回転し、各感光体の周囲には、感光体の回転方向に順に帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、転写用帯電手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、クリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配備されている。

帯電部材２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置である。この帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの間の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に光走査装置２０によりビームが照射され、感光体に静電潜像が形成されるようになっている。そして、静電潜像は、現像部材としてのトナーが感光体面に供給されることにより、トナー像として顕在化される。さらに、転写用帯電手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより、記録紙１１に各色のトナー像が順次転写され、最終的に定着手段３０により記録試に画像が定着する。

なお、多色画像形成装置を例に説明したが、単色の画像形成装置に対しても本発明は適用可能である。また、多色画像形成装置とするため、上述した光走査装置に設けられている偏向手段について、ポリゴンミラーを４段重ねた構成としてもよい。

前述のＡＰＣは、画像を形成しない時間、つまり画像形成の直前や、紙間、すなわち１枚の記録紙への画像形成終了から次の１枚の記録紙への画像形成開始までに対応した時間領域で実施するのが良い。ＡＰＣを実施する際の目標値をデジタルデータでメモリに保持する際、画像形成中にＡＰＣを実施すると、ノイズの影響を受け、ＡＰＣ精度が低下する恐れがある。画像を形成しない時間でＡＰＣを実施することで、ＡＰＣ精度の低下を回避することができる。また、画像を形成しない時間でＡＰＣを実施すると、ＡＰＣの間隔が非常に長くなるが、ＡＰＣを実施する際の目標値をデジタルデータでメモリに保持する構成にすると、ＡＰＣ間隔が長くなってもＡＰＣ精度の低下を招くことはない。

１ アイソレータ
２ カップリングレンズ
３ アパーチャ
４ ハーフミラープリズム
４ａ ハーフミラー
４ｂ 全反射面
５ａ、５ｂ シリンドリカルレンズ
６ 防音ガラス
７ 偏向手段
７ａ、７ｂ ポリゴンミラー
１４ 同期センサ
１５ 光源

特許第４４４５２３４号公報 特開２００２−２３０８５号公報

Claims (12)

1. 光源と、
   前記光源からの光束を偏向する偏向手段と、
   前記偏向手段により偏向された光束を複数の被走査面上に結像させる走査光学系と、
   を備えた光走査装置であって、
   単一の前記光源からの光束により複数の前記被走査面を時分割で走査するように構成され、
   前記被走査面における光走査相互間の時間的間隔は不均一であり、
   前記各時間的間隔の平均値よりも長い時間的間隔が設けられている区間の少なくとも１つで前記光源の光量調整のための発光が行われることを特徴とする光走査装置。
2. 前記各時間的間隔のうち最も長い時間的間隔が設けられている区間で前記光源の光量調整のための発光を行う請求項１記載の光走査装置。
3. 前記偏向手段は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーからなり、前記ポリゴンミラーが回転軸方向に多段に積み重ねられるとともに、各段のポリゴンミラーはそれぞれ互いに回転方向に位相がずれている請求項１又は２記載の光走査装置。
4. 前記ポリゴンミラーの面数は４面であるとともに回転軸方向に２段に積み重ねられている請求項３記載の光走査装置。
5. 前記位相の位相差Δαが、４３．３°＜Δα＜４５°、又は４５°＜Δα＜４６．７°である請求項３又は４記載の光走査装置。
6. 前記偏向手段は、２次元的に変位可能なマイクロミラーである請求項１又は２記載の光走査装置。
7. 前記光源は複数の光束を射出するマルチビーム光源であり、前記光走査装置による走査ごとに、前記光量調整のための発光を行う請求項１乃至７の何れかに記載の光走査装置。
8. 前記光量調整のための発光を１度の調整につき１つの光束で行う請求項７記載の光走査装置。
9. 前記光量調整のための発光を行うタイミングは、各光束について同一のタイミングで行う請求項７又は８記載の光走査装置。
10. 前記光量調整の目標値は、デジタルデータとして保持されている請求項１乃至９の何れかに記載の光走査装置。
11. 光走査装置を用いて像担持体上に形成された静電像を各色トナーで顕像化する現像手段と、
    前記像担持体上に顕像化された各色画像を重ね合わせて転写媒体に転写する転写手段と、
    を備えた多色画像形成装置であって、
    前記光走査装置が請求項１乃至１０の何れかに記載の光走査装置であることを特徴とする多色画像形成装置。
12. 前記光走査装置は、光量調整のための発光を紙間で行う請求項１１記載の多色画像形成装置。

Images