JP2005062570A - マルチビームスキャナ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＢＤ信号出力タイミングのバラツキを抑え、安定性の高いＢＤ信号を低コストで取得できるマルチビームスキャナ、及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 主走査方向に対して相互に所定距離ｄ隔てた状態で走査される二つのレーザビームのうち、ｔ１１にてまず一つのレーザビームがＢＤセンサを照射するが、このときはまだＢＤセンサからのセンサ信号Ｖｓの変化が小さく、これを反転増幅したセンサ増幅信号ＶｇもスレッショルドレベルＶｔｈに満たない。その後、ｔ１２になって他方のレーザビームもＢＤセンサを照射することにより、二つのレーザビームが同時にＢＤセンサを照射するようになると、センサ増幅信号Ｖｇが更に上昇してスレッショルドレベルＶｔｈを越え、ＢＤ信号が出力される（Low レベルになる）。このように、二つのレーザビームの同時受光でＢＤ信号を出力することにより、ＢＤ信号の安定性が向上される。
【選択図】 図８

Description

本発明は、複数のレーザ光源から射出されたレーザビームを所定方向に一定周期で走査するマルチビームスキャナ、及び、それを備えた画像形成装置に関する。

レーザプリンタや複写機、ファクシミリなどの画像形成装置において、感光ドラムにレーザビームを照射・露光して画像を形成するために、レーザダイオードやそのレーザビームを主走査方向に走査するポリゴンミラー等を備えたレーザスキャナが設けられている。

レーザダイオードからは、感光ドラム表面上の所定の画像書き込み開始位置から、画像データによって変調されたレーザビームが照射されるが、その画像書き込み開始位置を検出するために、ＢＤ（Beam Detect ）センサが設けられる。このＢＤセンサは、レーザビームがその走査範囲内において画像書き込み開始位置前の所定の位置を走査されたときに、そのレーザビームを受光できるよう設けられ、受光量に応じたセンサ信号を出力する。そして後述のように、ＢＤセンサからのセンサ信号に基づいて、画像書き込み開始位置を決定するための同期信号（ＢＤ信号）が出力される。具体的には、受光量が、少なくともそのレーザビームが感光ドラムを照射（露光）して静電潜像を形成するのに必要な光量以上の場合に、ＢＤ信号が出力される。図９に、ＢＤセンサと、そのセンサ信号に基づいてＢＤ信号を出力するための各種回路とを備えたＢＤ信号出力回路の概略構成を示す。

図９に示す如く、ＢＤ信号出力回路は、ＢＤセンサ８４と、増幅回路８５と、ＡＤ変換回路８６とからなる。ＢＤセンサ８４は、レーザダイオード（図示略）からのレーザビームを受光するものであって、受光素子であるフォトダイオードＰＤ２を備える。具体的には、フォトダイオードＰＤ２のアノードは接地され、カソードは、負荷抵抗ＲＬを介して電源電圧Ｖｃｃにプルアップされている。つまり、負荷抵抗ＲＬとフォトダイオードＰＤ２とからなる直列回路に対し、フォトダイオードＰＤ２に対して逆バイアスとなるように電源電圧Ｖｃｃが印加されている。フォトダイオードＰＤ２は、ＰＩＮ型フォトダイオードである。そして、負荷抵抗ＲＬとフォトダイオードＰＤ２との接続点の電位が、レーザビームの受光量に応じたセンサ信号Ｖｓとして出力される。

このセンサ信号Ｖｓは、受光量が増加するほど減少するものであるため、増幅回路８５で所定の増幅率にて反転増幅することにより、受光量に応じて増加するセンサ増幅信号ＶｇとしてＡＤ変換回路８６へ出力する。そして、この反転増幅後のセンサ増幅信号Ｖｇが、ＡＤ変換回路８６でＡＤ変換されてＢＤ信号として出力される。ＡＤ変換回路８６は、センサ増幅信号ＶｇによってトランジスタＴ１がオン・オフされ、オンしたときにＢＤ信号（Low レベル）が出力されるものである。即ち、センサ増幅信号Ｖｇは、コンデンサＣ１にて直流成分がカットされた後、ベース抵抗Ｒ３を介してトランジスタＴ１のベースに入力される。トランジスタＴ１は、エミッタが接地され、コレクタがプルアップ抵抗Ｒ２を介して電源電圧Ｖｃｃにプルアップされており、このコレクタの電位がＢＤ信号として出力される。

図１０に、センサ信号Ｖｓに対するＢＤ信号の変化を示す。図示の如く、フォトダイオードＰＤ２でレーザビームが受光されると、その受光量に応じてセンサ信号ＶｓはＰＰ（peak to peak）値Ｖｓp-p だけ低下する（ｔ２１〜ｔ２２）。つまり、受光しない場合のセンサ信号Ｖｓと受光したときのセンサ信号Ｖｓとの差がＰＰ値Ｖｓp-p である。センサ信号Ｖｓの低下に伴ってセンサ増幅信号Ｖｇは上昇し、所定のスレッショルドレベルＶｔｈ以上になると、トランジスタＴ１がオンしてＢＤ信号が出力される。スレッショルドレベルＶｔｈは、トランジスタＴ１がオンするのに最低限必要なレベルである。

ここで、スレッショルドレベルＶｔｈは一般に、図１０に示すようにある程度のバラツキがあり、このバラツキによってＢＤ信号の出力タイミング（Low レベルへの立ち下がりタイミング）にもバラツキが生じて、ＢＤ信号の精度・安定性が悪化してしまう。このＢＤ信号のバラツキ範囲は、例えば数ｎsec.〜数十ｎsec.程度ではあるが、画像形成装置における印字の高速化・高密度化が進む中で、このバラツキ範囲は印字精度を悪化させるのに十分な値である。

そこで、ＢＤ信号出力タイミングのバラツキを抑えるために、レーザビーム受光時にセンサ信号Ｖｓが早く変化するようにすること、つまり、受光してからＰＰ値Ｖｓp-p 低下するまでの期間ｔ２１〜ｔ２２を短くすることが考えられる。具体的には、負荷抵抗ＲＬの抵抗値（以下「負荷抵抗値」という。図１０の例ではｒ）を小さくすれば、受光量の変化に早く反応してセンサ信号Ｖｓが早く変化するようになる。

しかし、負荷抵抗値を小さくすると、受光量に対する反応は早くなるものの、ＰＰ値Ｖｓp-p が小さくなり、耐ノイズ性が弱くなってノイズによる誤動作の可能性が増加してしまう。フォトダイオードＰＤ２自体を受光量に対する反応速度の高いものにすることも技術的には可能であるが、そのようなフォトダイオードは非常に高価であるため現実的ではない。

一方、近年になって、複数の半導体レーザ発光素子（以下単に「半導体レーザ」ともいう）からなるレーザダイオードを搭載したマルチビームスキャナが使用されるようになってきた。複数の半導体レーザからなるレーザダイオードを使用することにより、一周期分の走査で複数行の画像を形成できるため、画像形成速度を高速化できる。

そして、上記マルチビームスキャナにおいて、ＢＤ信号を安定して得るために、一つのレーザビームだけではなく、複数の半導体レーザからの各レーザビームを同時に受光して受光パワーを上昇させることにより、ＰＰ値Ｖｓp-p が十分なレベルとなるよう構成された、複数ビーム書き込み装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２５６２６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術は、受光パワーを十分に確保して受光量不足が生じないようにすることでＢＤ信号を確実に得ることが可能になるものの、単に受光量を増加させているだけであるため、負荷抵抗値に起因する上記反応速度の問題は残されたままである。

そのため、図９のＢＤ信号出力回路に対して上記技術を適用しても、受光量増加によってＰＰ値Ｖｓp-p は増加するが、ＢＤ信号出力タイミングのバラツキはさほど小さくならない。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ＢＤ信号（同期信号）出力タイミングのバラツキを抑え、安定性の高い同期信号を低コストで取得できるマルチビームスキャナ、及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載のマルチビームスキャナは、複数のレーザ光源を有する半導体レーザ装置と、各レーザ光源から射出されたレーザビームを所定方向に一定周期で走査する走査手段と、走査手段により走査されたレーザビームをその走査範囲内における所定の位置で受光し、その受光量に応じた受光信号を出力する受光検出手段と、受光検出手段からの受光信号のレベルが所定の同期検知レベル以上のときに、走査手段によるレーザビームの走査開始タイミングを示す同期信号を出力する同期信号出力手段と、を備えたものである。

そして、前記走査手段による走査範囲内において、少なくとも二つのレーザビームがその走査方向に対して所定距離ずつ隔てて照射されるよう構成され、受光検出手段は、その所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビームのうち少なくとも二つを同時に受光できるよう構成され、同期検知レベルは、その所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビームのうち少なくとも二つを受光検出手段が同時に受光したときに、該受光検出手段からの受光信号のレベルが当該同期検知レベル以上となるように設定されている。

即ち、複数のレーザ光源からの各レーザビームのうち、走査方向に対して所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビーム（以下「隔離レーザビーム」ともいう）については、走査手段により走査されるに従って順次、受光検出手段に受光されることになる。そして、受光検出手段では少なくとも二つの隔離レーザビームが同時に受光される。そのため受光検出手段の受光量は、同時に受光可能な最大数の隔離レーザビームが同時に受光されるまでは、各隔離レーザビームを順次受光する毎に増加していくことになる。

そして、同期信号出力手段は、受光検出手段が少なくとも二つの隔離レーザビームを同時に受光したときに同期信号を出力するよう構成されている。つまり、隔離レーザビームを一つ受光しただけでは受光検出手段からの受光信号レベルが不十分であるが、二つ以上の任意の数の隔離レーザビームを同時に受光することで、同期信号出力手段から同期信号が出力され得る程度の受光信号レベルに達するのである。

従って、本発明（請求項１）のマルチビームスキャナによれば、各隔離レーザビームが受光検出手段により順次受光され、同時受光可能な所定数の隔離レーザビームを同時受光したときに同期信号出力手段から同期信号が出力されるため、受光検出手段を受光量の変化に対する反応速度の速い高価なもので構成することなく、同期信号の出力タイミングのバラツキを抑え、安定性の高い同期信号を低コストで取得できるマルチビームスキャナの提供が可能となる。

なお、受光検出手段によるレーザビームの受光は、走査範囲内における所定位置で直接受光することのみを意味するものではなく、例えばその所定位置に反射鏡を設け、これに反射させて走査範囲とは異なる別の位置で受光する、という構成でもよい。

次に、請求項２記載のマルチビームスキャナは、複数のレーザ光源を有する半導体レーザ装置と、各レーザ光源から射出されたレーザビームを所定方向に一定周期で走査する走査手段と、走査手段により走査されたレーザビームをその走査範囲内における所定の位置で受光し、その受光量に応じた受光信号を出力する受光検出手段と、受光検出手段からの受光信号のレベルが所定の同期検知レベル以上のときに、走査手段によるレーザビームの走査開始タイミングを示す同期信号を出力する同期信号出力手段と、を備えたマルチビームスキャナである。

受光検出手段は、抵抗と光電変換素子との直列回路に定電圧バイアスが印加されて該抵抗と該光電変換素子との接続点の電位が受光量に応じて減少する光電変換部と、該光電変換部における上記接続点の電位が受光量に応じて増加するようにその電位変化を反転させてその反転後の電位を受光信号として出力する反転出力部とからなり、且つ、各レーザビームのうち少なくとも二つを同時に受光できるよう構成されている。そして、上記抵抗の抵抗値は、受光検出手段が二つ以上のレーザビームを同時に受光したときに同期検知レベル以上の受光信号が得られる値であって、且つ、該受光検出手段が一つのレーザビームを受光したときに同期検知レベルの受光信号を得るために必要な値より小さい値に設定される。

上記構成のマルチビームスキャナでは、受光量が増加するに従って受光信号のレベルも増加する。また、受光量を一定とした場合、光電変換部を構成する抵抗の抵抗値が大きいほど受光信号のレベルも大きくなる。一方、既述の通り抵抗値が大きいほど受光量の変化に対する上記接続点の電位の変化速度（反応速度）が遅くなり、延いては受光量に対する受光信号の反応速度が遅くなる。

そこで、同時に二つ以上のレーザビームを受光可能な受光検出手段において、上記抵抗値を、二つ以上のレーザビームを同時に受光したときに受光信号が同期検知レベル以上となるような値に設定する。但し、一つのレーザビームを受光したときに同期検知レベル以上の受光信号を得るために必要な値よりは小さい値に設定する。

従って、請求項２記載のマルチビームスキャナによれば、二つ以上のレーザビームを同時に受光したときに受光信号のレベルが同期検知レベル以上となればよく、光電変換部を構成する抵抗の抵抗値を、一つのレーザビームの受光のみで同期検知レベル以上の受光信号を得るために必要な抵抗値より小さく設定しているため、受光量の変化に対する上記反応速度を速くすることが可能となる。

この場合（請求項２）、更に、例えば請求項３に記載のように、走査手段による走査範囲内において、少なくとも二つのレーザビームがその走査方向に対して所定距離ずつ隔てて照射されるよう構成され、受光検出手段は、その所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビームのうち少なくとも二つを同時に受光できるよう構成され、同期検知レベルは、その所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビームのうち少なくとも二つを受光検出手段が同時に受光したときに、該受光検出手段からの受光信号のレベルが当該同期検知レベル以上となるように設定されたものであってもよい。

請求項３記載のマルチビームスキャナによれば、走査方向に対して所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビーム（隔離レーザビーム）が受光検出手段により順次受光され、同時受光可能な所定数の隔離レーザビームを同時受光したときに同期信号出力手段から同期信号が出力されるため、請求項２の効果に加え、請求項１と同様、受光検出手段を受光量の変化に対する反応速度の速い高価なもので構成することなく、同期信号の出力タイミングのバラツキを抑え、安定性の高い同期信号を低コストで取得できるマルチビームスキャナを提供することが可能となる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３いずれかに記載のマルチビームスキャナであって、受光検出手段は複数のレーザビームを全て同時に受光できるよう構成されており、同期検知レベルは、受光検出手段が複数のレーザビームを全て同時に受光したときに、該受光検出手段からの受光信号のレベルが当該同期検知レベル以上となるように設定されたものである。

上記構成のマルチビームスキャナによれば、レーザビームが受光検出手段で受光され始めても、全てのレーザビームが同時に受光されるまでは同期信号は出力されず、全てのレーザビームが同時に受光されたときにはじめて、受光信号が同期検知レベル以上となって同期信号が出力されるため、同期信号の出力タイミングのバラツキをより抑制し、より安定性の高い同期信号を得ることが可能となる。

また、例えば請求項５記載のように、上記走査範囲内において、各レーザビームの全てがその走査方向と直交する直線に対して所定の角度だけ傾いた傾斜直線上を同時に照射するよう構成してもよい。このような構成のマルチビームスキャナによれば、受光検出手段において各レーザビームが順次一つずつ受光さるのに伴って受光信号のレベルも順次増加していくため、同期信号の出力タイミングのバラツキをより抑制し、より安定性の高い同期信号を得ることが可能となる。

特に、請求項４記載のマルチビームスキャナにおいて、更に請求項５記載のように全てのレーザビームが上記傾斜直線上を同時に照射するよう構成すれば、各レーザビームが順次一つずつ受光検出手段により受光されていき、全てのレーザビームが同時に受光されたときに受光信号が同期検知レベル以上となって同期信号が出力されるため、同期信号出力タイミングのバラツキの抑制効果をより高めることができ、同期信号の安定性もより高めることが可能となる。

次に、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれかに記載のマルチビームスキャナと、各レーザ光源毎に設けられ、対応する該レーザ光源を構成する半導体発光素子への通電電流を画像データに応じて変調する変調手段と、レーザ光源からのレーザ光が走査手段により走査されることによって表面に静電潜像が形成される感光体と、感光体の表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像された画像を被記録媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置である。

上記構成の画像形成装置によれば、請求項１〜５いずれかに記載のマルチビームスキャナからのレーザビーム（正確には各レーザ光源からのレーザビーム）によって感光体表面に静電潜像が形成され、そのレーザビームは、安定性の高い同期信号に同期して感光体の表面を走査されるため、被記録媒体上に転写される画像の精度が良好な画像形成装置を提供することが可能となる。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。図１に示す如く、本実施形態のレーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、被記録媒体としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に所定の画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７と、給紙トレイ６の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ８および給紙パット９と、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられる紙紛取りローラ１０および１１と、紙紛取りローラ１０および１１に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ１２とを備えている。

用紙押圧板７は、用紙３を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ８に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板７は、用紙３の積層量が増えるに従って、給紙ローラ８に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ローラ８および給紙パット９は、互いに対向状に配設され、給紙パット９の裏側に配設されるばね１３によって、給紙パット９が給紙ローラ８に向かって押圧されている。用紙押圧板７上の最上位にある用紙３は、用紙押圧板７の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ８に向かって押圧され、その給紙ローラ８の回転によって給紙ローラ８と給紙パット９とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。給紙された用紙３は、紙紛取りローラ１０および１１によって、紙紛が取り除かれた後、レジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２は、１対のローラから構成されており、用紙３を所定のレジスト後に、画像形成部５に送るようにしている。

なお、このフィーダ部４は、さらに、マルチパーパストレイ１４と、マルチパーパストレイ１４上に積層される用紙３を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ１５およびマルチパーパス側給紙パット２５とを備えており、マルチパーパス側給紙ローラ１５およびマルチパーパス側給紙パット２５は、互いに対向状に配設され、マルチパーパス側給紙パット２５の裏側に配設されるばね２５ａによって、マルチパーパス側給紙パット２５がマルチパーパス側給紙ローラ１５に向かって押圧されている。マルチパーパストレイ１４上に積層される用紙３は、マルチパーパス側給紙ローラ１５の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ１５とマルチパーパス側給紙パット２５とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。

画像形成部５は、マルチビームスキャナ１６、プロセスユニット１７、定着部１８などを備えている。

マルチビームスキャナ１６は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザダイオードＬＤ（図１では図示略。図２参照。）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０および２１、反射鏡２２、２３および２４などを備えており、レーザ発光部から発光（射出）される、所定の印字データ（本発明の画像データ；詳細は後述）に基づくレーザビームを、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１９、ｆθレンズ２０、反射鏡２２および２３、シリンダーレンズ２１、反射鏡２４の順に通過あるいは反射させて、後述するプロセスユニット１７の感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射させている。

プロセスユニット１７は、マルチビームスキャナ１６の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ２６内に、感光体としての感光ドラム２７、現像手段としての現像カートリッジ２８、スコロトロン型帯電器２９、転写手段としての転写ローラ３０および導電性ブラシ５１などを備えている。

現像カートリッジ２８は、ドラムカートリッジ２６に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーボックス３４などを備えている。

トナーボックス３４内には、現像剤として、正帯電性の非磁性１成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合性単量体、たとえば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが使用されている。このような重合トナーは、球状をなし、流動性が極めて良好である。なお、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。その粒子径は、約６〜１０μｍ程度である。

そして、トナーボックス３４内のトナーは、トナーボックス３４の中心に設けられる回転軸３５に支持されるアジテータ３６により攪拌されて、トナーボックス３４の側部に開口されたトナー供給口３７から放出される。なお、トナーボックス３４の側壁には、トナーの残量検知用の窓３８が設けられており、回転軸３５に支持されたクリーナ３９によって清掃される。

トナー供給口３７の側方位置には、供給ローラ３３が回転可能に配設されており、また、この供給ローラ３３に対向して、現像ローラ３１が回転可能に配設されている。そして、これら供給ローラ３３と現像ローラ３１とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。

供給ローラ３３は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されている。また、現像ローラ３１は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されている。より具体的には、現像ローラ３１のローラ部分は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。なお、現像ローラ３１には、感光ドラム２７に対して、所定の現像バイアスが印加されている。

また、現像ローラ３１の近傍には、層厚規制ブレード３２が配設されている。この層厚規制ブレード３２は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部４０を備えており、現像ローラ３１の近くにおいて現像カートリッジ２８に支持されて、押圧部４０がブレード本体の弾性力によって現像ローラ３１上に圧接されるように構成されている。

そして、トナー供給口３７から放出されるトナーは、供給ローラ３３の回転により、現像ローラ３１に供給され、この時、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２の押圧部４０と現像ローラ３１との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。

感光ドラム２７は、現像ローラ３１の側方位置において、その現像ローラ３１と対向するような状態で回転可能に配設されている。この感光ドラム２７は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分がポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されている。

スコロトロン型帯電器２９は、感光ドラム２７の上方に、感光ドラム２７に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。このスコロトロン型帯電器２９は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。

そして、感光ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、マルチビームスキャナ１６からのレーザビームの高速走査により露光され、所定の印字データに基づく静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム２７に対向して接触する時に、感光ドラム２７の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム２７の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像が達成される。

転写ローラ３０は、感光ドラム２７の下方において、この感光ドラム２７に対向するように配置され、ドラムカートリッジ２６に回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、金属製のローラ軸５２に、過塩素酸リチウムなどのイオン性物質が添加されている弾性体からなるローラが被覆されている、イオン導電タイプの転写ローラが用いられており、２２℃、５０％ＲＨにおける抵抗値が、約１０７〜１０８．５Ωとされている。転写ローラ３０によれば、感光ドラム２７に形成される静電潜像を用紙３に転写しつつ、用紙３を良好に搬送することができる。

そして、この転写ローラ３０には、転写時に、図示しない転写バイアス印加回路によって感光ドラム２７に対して所定の転写バイアスが印加されるように構成されている。そのため、感光ドラム２７の表面上に担持された可視像は、転写ローラ３０と対向して、用紙３が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間を通る間に、その用紙３に転写される。

導電性ブラシ５１は、感光ドラム２７の回転方向における転写ローラ３０の下流側であって、かつ、スコロトロン型帯電器２９の上流側において、感光ドラム２７の表面に接触するように設けられている。この導電性ブラシ５１によって、転写後に感光ドラム２７の表面に付着する紙粉が除去される。

定着部１８は、図１に示すように、プロセスユニット１７の側方下流側に配設され、加熱ローラ４１、加熱ローラ４１を押圧する押圧ローラ４２、および、これら加熱ローラ４１および押圧ローラ４２の下流側に設けられる１対の搬送ローラ４３を備えている。加熱ローラ４１は、金属製で加熱のためのハロゲンランプを備えており、プロセスユニット１７において用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙３を搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送するようにしている。排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５に送られて、その排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。

また、このレーザプリンタ１には、用紙３の両面に画像を形成するために、反転搬送部４７が設けられている。この反転搬送部４７は、排紙ローラ４５と、反転搬送パス４８と、フラッパ４９と、複数の反転搬送ローラ５０とを備えている。

排紙ローラ４５は、１対のローラからなり、正回転および逆回転の切り換えができるように構成されている。この排紙ローラ４５は、上記したように、排紙トレイ４６上に用紙３を排紙する場合には、正方向に回転するが、用紙３を反転させる場合には、逆方向に回転する。

反転搬送パス４８は、排紙ローラ４５から画像形成部５の下方に配設される複数の反転搬送ローラ５０まで用紙３を搬送することができるように、上下方向に沿って設けられており、その上流側端部が、排紙ローラ４５の近くに配置されるとともに、その下流側端部が、反転搬送ローラ５０の近くに配置されている。

フラッパ４９は、排紙パス４４と反転搬送パス４８との分岐部分に臨むように、揺動可能に設けられており、図示しないソレノイドの励磁または非励磁により、排紙ローラ４５によって反転された用紙３の搬送方向を、排紙パス４４に向かう方向から、反転搬送パス４８に向かう方向に切り換えることができるように構成されている。

反転搬送ローラ５０は、給紙トレイ６の上方において、略水平方向に複数設けられており、最も上流側の反転搬送ローラ５０が、反転搬送パス４８の後端部の近くに配置されるとともに、最も下流側の反転搬送ローラ５０が、レジストローラ１２の下方に配置されるように設けられている。

そして、用紙３の両面に画像を形成する場合には、この反転搬送部４７が、次のように動作される。すなわち、一方の面に画像が形成された用紙３が搬送ローラ４３によって排紙パス４４から排紙ローラ４５に送られてくると、排紙ローラ４５は、用紙３を挟んだ状態で正回転して、この用紙３を一旦外側（排紙トレイ４６側）に向けて搬送し、用紙３の大部分が外側に送られ、用紙３の後端が排紙ローラ４５に挟まれた時に、正回転を停止する。次いで、排紙ローラ４５は、逆回転するとともに、フラッパ４９が、用紙３が反転搬送パス４８に搬送されるように、搬送方向を切り換えて、用紙３を前後逆向きの状態で反転搬送パス４８に搬送するようにする。なお、フラッパ４９は、用紙３の搬送が終了すると、元の状態、すなわち、搬送ローラ４３から送られる用紙３を排紙ローラ４５に送る状態に切り換えられる。次いで、反転搬送パス４８に逆向きに搬送された用紙３は、反転搬送ローラ５０に搬送され、この反転搬送ローラ５０から、上方向に反転されて、レジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２に搬送された用紙３は、裏返しの状態で、再び、所定のレジスト後に、画像形成部５に向けて送られ、これによって、用紙３の両面に所定の画像が形成される。

また、このレーザプリンタ１では、転写ローラ３０によって用紙３に転写された後に感光ドラム２７の表面上に残存するトナーを、現像ローラ３１によって回収する、いわゆるクリーナレス方式によって残存トナーを回収するようにしている。このようなクリーナレス方式によって感光ドラム２７上に残存するトナーを回収すれば、ブレードなどのクリーナ装置や廃トナーの貯留手段を設ける必要がないため、装置構成の簡略化、小型化およびコストの低減化を図ることができる。

次に、感光ドラム２７の表面へレーザビームを走査するマルチビームスキャナ１６について、図２に基づいて説明する。図２は、マルチビームスキャナ１６の概略構成を示す平面図である。尚、図２の平面図は、マルチビームスキャナ１６の構成とその作用の概略を説明するために、各構成要素をレーザビームの進路に沿って平面的に展開して表示している。

図２に示す如く、本実施形態のマルチビームスキャナ１６は、レーザ光源であるレーザダイオードＬＤを備えており、このレーザダイオードＬＤからのレーザビームはコリメートレンズ６１によって平行光に直された後、シリンダーレンズ６２により副走査方向のみ絞り込まれてポリゴンミラー１９の側面上に結像される。

走査手段としてのポリゴンミラー１９は、図示しないモータで矢印Ｍの方向に高速回転しており、レーザビームは、このポリゴンミラー１９の回転によって角度が変えられ、感光ドラム２７の表面において主走査方向（矢印Ｌ方向；本発明の走査方向に相当）に一定周期で走査される。ポリゴンミラー１９で反射したレーザビームは、ｆθレンズ２０で歪曲収差補正を受けた後、反射鏡２２，２３（図１参照）での反射を経て、シリンダーレンズ２１で副走査方向のみ絞り込まれる。そして、シリンダーレンズ２１からのレーザビームは、反射鏡２４で反射されて、マルチビームスキャナ１６の外部に設けられた感光ドラム２７上を照射する。

また、ポリゴンミラー１９で反射したレーザビームが、感光ドラム２７上を含む全走査範囲内における所定位置に設けられた反射鏡６３に照射されると、そのレーザビームは反射鏡６３で反射してＢＤセンサ８４の受光面８４ａを照射する。この反射鏡６３は、ポリゴンミラー１９による一回の走査において、その走査開始から感光ドラム２７上を走査するまでの期間にレーザビームが照射されるよう設置されている。

ＢＤセンサ８４は、内部にフォトダイオードＰＤ２を備え（図５参照）、受光面８４ａにて受光されたレーザビームの受光量に応じた信号を出力するものであり、感光ドラム２７上を走査する前のレーザビームを検出して、その走査開始タイミングを示す同期信号（ＢＤ信号）を取得するために設けられるものである。なお、ポリゴンミラー１９からのレーザビームを反射鏡６３で反射させて受光する構成はあくまでも一例であり、例えば反射鏡６３の位置にＢＤセンサ８４を設けてポリゴンミラー１９からの光を直接受光するようにしてもよいことはいうまでもない。

レーザダイオードＬＤは、主として、２つの半導体レーザ（第１半導体レーザＬＤ１，第２半導体レーザＬＤ２）（図５参照）からなるレーザ光源を備えるレーザ装置と、２つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２からのバックビームを検出すフォトダイオードＰＤ１（図５参照）とにより構成される。この２つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２からの各レーザビームにより、ＢＤ信号に同期して感光ドラム２７上が２ラインずつ露光される。そして、このレーザダイオードＬＤの概略構成例は、図３に示す通りである。

図３に示す如く、本実施形態のレーザダイオードＬＤは、ステム７２の一方の面に基台７３が設けられ、基台７３上に発光点７４ａ，７４ｂを有するレーザ装置（レーザチップ）７４とフォトダイオードＰＤ１とが固定されている。このレーザ装置７４内に２つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２が形成されており、このうち第１半導体レーザＬＤ１からのレーザビームＬＢ１は発光点７４ａから発光し、第２半導体レーザＬＤ２からのレーザビームＬＢ２は発光点７４ｂから発光する。

これらレーザ装置７４とフォトダイオードＰＤ１を載置した基台７３をカバーするようにしてキャップ７６がステム７２に取り付けられ、キャップ７６の先端面にはレーザビーム（フロントビーム）ＬＢ１，ＬＢ２が通過する窓７７が設けられている。また、そのバックビームＬ１−ｂ，Ｌ２−ｂをフォトダイオードＰＤ１が受光している。一方、ステム７２の逆側の面には、レーザ装置７４とフォトダイオードＰＤ１をレーザ制御装置（図５参照）に接続するための通電端子７８が設けられている。

次に、レーザダイオードＬＤからの各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２が感光ドラム２７上あるいは反射鏡６３などの照射対象を照射したときの、各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２による照射対象上の各ビームスポットの相対的位置関係について、図４に基づいて説明する。

図４に示す如く、レーザダイオードＬＤから射出されポリゴンミラー１９にて主走査方向へ走査される各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２は、走査一周期における走査開始直後の所定のタイミングで反射鏡６３を照射し、その反射光がＢＤセンサ８４の受光面８４ａにて受光される。この受光面８４ａは、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２を同時に受光できるよう構成されている。そして、反射鏡６３の照射からさらに走査が進むと、感光ドラム２７上の所定の画像形成領域（現像剤を露光すべき領域）を照射することになる。

ここで、反射鏡６３あるいは感光ドラム２７上などの照射対象に各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２が照射されたときの照射対象上の各ビームスポットＢＳ１，ＢＳ２は、図示の如く、主走査方向に対して相互に所定距離ｄ隔てて位置している。言い換えれば、各ビームスポットＢＳ１，ＢＳ２の各中心は、主走査方向と直交する直交直線Ｌｖ上に同時に位置することはなく、直交直線Ｌｖに対して所定の傾斜角θだけ傾斜した傾斜直線Ｌｓ上に同時に位置する。なお、ビームスポットＢＳ１はレーザビームＬＢ１によるビームスポットであり、ビームスポットＢＳ２はレーザビームＬＢ２によるビームスポットである。

そのため、ＢＤセンサ８４の受光面８４ａに対しても、図７に示すように、レーザビームＬＢ１，ＬＢ２は相互に時間的にずれて照射される。本実施形態では、受光面８４ａに向かって左側からレーザビームが照射されることになり（図７（ａ））、まずレーザビームＬＢ１が先に受光面８４ａを照射する（図７（ｂ））。図７（ｂ）は、レーザビームＬＢ１だけが受光面８４ａを照射してビームスポットＢＳ１が生じ、レーザビームＬＢ２はまだ受光面８４ａを照射していない様子を示している。この状態から更に走査が進むと、図７（ｃ）に示すように、レーザビームＬＢ２も受光面８４ａを照射するようになる。つまり、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２が同時に照射している状態である。この状態から更に走査が進むと、図７（ｄ）に示すように、レーザビームＬＢ１が先に受光面８４ａから外れてしまい、レーザビームＬＢ２のみが受光面８４ａを照射している状態となる。

尚、二つのビームスポットＢＳ１，ＢＳ２が感光ドラム２７上や受光面８４ａにおいて主走査方向に対し所定距離ｄ隔てて位置するようにする構成は、例えばレーザダイオードＬＤの配置によってそのようになるようにしてもよいし、また例えば、レーザダイオードＬＤからポリゴンミラー１９を経て照射対象に到達するまでの間に、レンズや反射鏡などにより光学的にレーザビームＬＢ１，ＬＢ２を調整して実現してもよい。また、必ずしも、感光ドラム２７上における所定距離ｄと受光面８４ａにおける所定距離ｄとが等しくなるようにする必要はなく、感光ドラム２７までの光路と受光面８４ａまでの光路の違いによって両者が異なるものとなってもよい。

次に、上記のように構成された本実施形態のレーザプリンタ１における、レーザダイオードＬＤを構成する２つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２の駆動制御について、図５に基づいて説明する。図５は、本実施形態のレーザ制御装置を示す概略ブロック図であり、制御全体の中枢を担うＣＰＵ８０と、ＣＰＵ８０からの各種指令に従って２つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２への通電を制御するための各種制御信号を生成し出力するＡＳＩＣ８１と、レーザダイオードＬＤを構成する２つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２のうち、第１半導体レーザＬＤ１の通電を制御する第１レーザ制御部８２と、第２半導体レーザＬＤ２の通電を制御する第２レーザ制御部８３と、受光量に応じたセンサ信号Ｖｓを出力する既述のＢＤセンサ８４と、増幅回路８５と、ＡＤ変換回路８６とを備える。

レーザダイオードＬＤの電気的接続は、図示の如く、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２のカソード、及びフォトダイオードＰＤ１のカソードがいずれも接地されている。一方、第１半導体レーザＬＤ１のアノードは、第１レーザ制御部８２内の高速変調回路８７に接続され、第２半導体レーザＬＤ２のアノードは、第２レーザ制御部８３内の高速変調回路９３に接続され、フォトダイオードＰＤ１のアノードは、第１レーザ制御部８２内のスイッチ９２と第２レーザ制御部８３内のスイッチ９８に接続されると共に、抵抗Ｒ１を介して接地電位に接続されている。

ＢＤセンサ８４、増幅回路８５、及びＡＤ変換回路８６からなるＢＤ信号出力回路は、ＢＤセンサ８４を構成する負荷抵抗ＲＬの抵抗値（負荷抵抗値）を除き、図９に示した従来のＢＤ信号出力回路と全く同じ構成である。そのため、このＢＤ信号出力回路については図９と同じ符号を付し、その詳細説明を省略する。

負荷抵抗値は、図９の例ではｒだったのに対し、本実施形態ではほぼｒ／２である。ただし、このように負荷抵抗値は従来（図９）に比べて約１／２にしているものの、同じ光量を受光したときのセンサ信号ＶｓのＰＰ値Ｖｓp-p は、図９と本実施形態とはほぼ同じレベルである。

即ち、図９では、レーザビームが一つであってその一つのレーザビームを受光したときにトランジスタＴ１がオンしてＢＤ信号が出力されるよう、負荷抵抗値をｒとしていた。しかし、本実施形態では、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２がフォトダイオードＰＤ２にて同時に受光されたとき、つまり図７（ｃ）のような状態になったときに、トランジスタＴ１がオンしてＢＤ信号が出力されるよう構成することができる。そのため、負荷抵抗値を１／２程度に抑えることができる。

仮に、本実施形態においても負荷抵抗値をｒとすると、センサ信号ＶｓのＰＰ値Ｖｓp-p は、図９の場合のＰＰ値Ｖｓp-p （図１０参照）の約２倍程度となる。そこで本実施形態では、負荷抵抗値を約１／２にしてＰＰ値Ｖｓp-p を従来とほぼ同レベルにしている。そしてこれにより、受光量に対する反応速度の高速化を実現している。

ＡＤ変換回路８６では、増幅回路８５からのセンサ増幅信号Ｖｇが所定のスレッショルドレベルＶｔｈ（本発明の同期検知レベルに相当）以上のときにトランジスタＴ１がオンし、ＢＤ信号（／ＢＤ信号；「／」は負論理を示す）が出力される。この／ＢＤ信号はＡＳＩＣ８１内の制御部８１ａに入力され、制御部８１ａにおける各種制御の同期用に用いられる。

ＡＳＩＣ８１内の制御部８１ａは、ＣＰＵ８０からの指示に従って第１レーザ制御部８２及び第２レーザ制御部８３をそれぞれ制御することにより、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２への通電（点灯）を制御する。まず、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２への通電を制御する各レーザ制御部８２，８３のうち、第１半導体レーザＬＤ１への通電を制御する第１レーザ制御部８２について説明する。

図示の如く、第１レーザ制御部８２は、第１半導体レーザＬＤ１への通電電流値を制御するＬＤ駆動電流制御回路８８と、このＬＤ駆動電流制御回路８８により制御された値の通電電流をＡＳＩＣ８１内の制御部８１ａからの印字データ１（／ＤＡＴＡ１信号）によって高速変調する変調手段としての高速変調回路８７と、同じく制御部８１ａからのイネーブル信号１（／ＥＮＢ１信号）に応じて第１半導体レーザＬＤ１への通電自体を許可・不許可するための信号を出力するＬＤ制御イネーブル回路８９と、フォトダイオードＰＤ１のアノードとピークホールド回路部９１との電気的接続をオン・オフするスイッチ９２と、スイッチ９２がオンのときのフォトダイオードＰＤ１からの出力信号（電圧信号）のピーク値を保持するピークホールド回路部９１と、ピークホールド回路部９１により保持されたピーク値と所定の基準電圧値Ｖｒｅｆとの差を増幅するエラーアンプ９０と、を備える。

ＬＤ制御イネーブル回路８９は、制御部８１ａからＬレベルの／ＥＮＢ１信号が入力されたら、第１半導体レーザＬＤ１への通電を許可する旨の信号をＬＤ駆動電流制御回路８８へ出力する。これを受けたＬＤ駆動電流制御回路８８は、エラーアンプ９０からの信号に応じた電流を第１半導体レーザＬＤ１側へ供給する。具体的には、エラーアンプ９０からの出力が０（つまりピークホールド回路部９１が保持したピーク値とエラーアンプ内の基準電圧値Ｖｒｅｆとが等しい状態）になるような方向に通電電流値を制御して第１半導体レーザＬＤ１のレーザビーム光量を一定に制御する、いわゆるＡＰＣ（Automatic Power Control ）制御を行う。但し、たとえ／ＥＮＢ１信号がＬレベルであっても、／ＤＡＴＡ１信号がＨレベル状態の場合（つまり印字データがない場合）は、第１半導体レーザＬＤ１への通電を行わない。

また、ピークホールド回路部９１は、例えば、入力及び出力インピーダンスを変換するための２組のボルテージフォロワ回路と、ピーク値を保持するために各ボルテージフォロワ回路の間に接続されるコンデンサとによる、一般的な構成のものである。但し、本実施形態では、正確にはコンデンサの充電電圧（ピーク値）が常に保持されず、徐々に放電するようにするための抵抗等による放電回路を備えている。これは、仮に放電回路を設けずにピーク値がそのまま常時保持されるようにすると、あるタイミングで保持したピーク値に対し、その後にそれより小さい値が入力されても、その小さい値は反映されない（保持されない）からである。放電回路を設けることにより、あるタイミングでピーク値を保持した後、スイッチ９２をオフすると、そのピーク値、つまりコンデンサの充電電圧は僅かではあるが徐々に低下していく。そして再びスイッチ９２をオンすると、そのときのフォトダイオードＰＤ１の出力電圧がコンデンサ充電電圧値より低くない限り、その出力電圧値がピーク値として保持される。

スイッチ９２は、制御部８１ａからの制御信号により制御され、第１半導体レーザＬＤ１を点灯してＡＰＣ制御するときにオンされて、フォトダイオードＰＤ１からの出力信号をピークホールド回路部９１に入力する。なお、後述する第２レーザ制御部８３が備えるスイッチ９８も制御部８１ａからの制御信号により制御され、第２半導体レーザＬＤ２を点灯してＡＰＣ制御するときにオンされて、フォトダイオードＰＤ１からの出力信号をピークホールド回路部９７に入力する。これにより、第１レーザ制御部８２内のピークホールド回路部９１には第１半導体レーザＬＤ１の光量に応じた信号が入力され、第２レーザ制御部８３内のピークホールド回路部９７には第２半導体レーザＬＤ２の光量に応じた信号が入力されるように制御される。

エラーアンプ９０は、ピークホールド回路部９１からのピーク値と所定の基準電圧値Ｖｒｅｆとの差を増幅するための周知のアンプであるが、本実施形態では、基準電圧値を常にＶｒｅｆ一定とはせず、印字開始時に第１半導体レーザＬＤ１へ通電を開始する際は、０からＶｒｅｆまで徐々に増加するよう構成されている。これは、基準電圧値を常にＶｒｅｆ一定にすると、通電開始時に第１半導体レーザＬＤ１に過大な突入電流が流れて第１半導体レーザＬＤ１が破壊するおそれがあるからである。尚、基準電圧値Ｖｒｅｆは、第１半導体レーザＬＤ１からのレーザビーム量が、感光ドラム２７の表面に確実に静電潜像を形成するのに十分な所定光量となるような値である。

一方、第２半導体レーザＬＤ２への通電電流を制御する第２レーザ制御部８３は、基本的に第１レーザ制御部８２と同じ構成である。即ち、第２レーザ制御部８３は、第２半導体レーザＬＤ２への通電電流値を制御するＬＤ駆動電流制御回路９４と、このＬＤ駆動電流制御回路９４により制御された値の通電電流をＡＳＩＣ８１内の制御部８１ａからの印字データ２（／ＤＡＴＡ２信号）によって高速変調する変調手段としての高速変調回路９３と、同じく制御部８１ａからのイネーブル信号２（／ＥＮＢ２信号）に応じて第２半導体レーザＬＤ２への通電自体を許可・不許可するための信号を出力するＬＤ制御イネーブル回路９５と、フォトダイオードＰＤ１のアノードとピークホールド回路部９７との電気的接続をオン・オフするスイッチ９８と、スイッチ９８がオンのときのフォトダイオードＰＤ１からの出力電圧のピーク値を保持するピークホールド回路部９７と、ピークホールド回路部９７により保持されたピーク値と基準電圧値Ｖｒｅｆとの差を増幅するエラーアンプ９６と、を備える。

ＬＤ制御イネーブル回路９５は、制御部８１ａからＬレベルの／ＥＮＢ２信号が入力されたら、第２半導体レーザＬＤ２への通電を許可する旨の信号をＬＤ駆動電流制御回路９４へ出力する。これを受けたＬＤ駆動電流制御回路９４は、エラーアンプ９６からの信号に応じた電流を第２半導体レーザＬＤ２側へ供給する。具体的には、エラーアンプ９６からの出力が０（つまりピークホールド回路部９７が保持したピーク値とエラーアンプ内の基準電圧値Ｖｒｅｆとが等しい状態）になるような方向に通電電流値を制御するＡＰＣ制御を行う。但し、たとえ／ＥＮＢ２信号がＬレベルであっても、／ＤＡＴＡ２信号がＨレベル状態の場合（つまり印字データがない場合）は、第２半導体レーザＬＤ２への通電を行わない。ピークホールド回路部９１及びエラーアンプ９６はそれぞれ、第１レーザ制御部８２におけるピークホールド回路部９１及びエラーアンプ９０と全く同じ構成である。

次に、図５に示した本実施形態のレーザ制御装置による、第１半導体レーザＬＤ１及び第２半導体レーザＬＤ２の制御動作について説明する。例えばパーソナルコンピュータ（図示略）等の端末装置で作成された印字データが印字指令と共にレーザプリンタ１へ送信されてきた場合、ＣＰＵ８０は、その印字データをラスタライズして制御部８１ａへ出力し、これに基づいて制御部８１ａは印字データ１，２（／ＤＡＴＡ１，／ＤＡＴＡ２）を出力する。但し、印字データ１，２の出力は、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２への通電開始後直ちにできるわけではなく、実際に印字データ１，２を出力する前に、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２からのレーザビームを、感光ドラム２７の表面上に静電潜像を形成するのに十分な光量にまで立ち上げると共に、同期信号（／ＢＤ信号）を取得する必要がある。

図５は、本実施形態のレーザ制御装置により行われる、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２の制御動作を示すタイムチャートである。図示の如く、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２からの各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２は、感光体ドラム２７上を走査されている間、対応する各印字データ１，２（／ＤＡＴＡ１信号，／ＤＡＴＡ２信号）に基づいて照射される。そして、感光ドラム２７上の照射が終わり（ｔ１）、所定時間経過後のｔ２にて、Low レベルの／ＤＡＴＡ１信号を出力する。この／ＤＡＴＡ１信号はＡＰＣ制御あるいはＢＤ信号検出のためのダミーデータである。

その後、ｔ３にて更にLow レベルの／ＤＡＴＡ２信号（ダミーデータ）を出力することで、二つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２から共にレーザビームを射出する。この状態で更に時間が経過し（即ち走査が続き）、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２が図７（ｃ）のように受光面８４ａを同時に照射したとき、ＢＤ信号が出力される。つまり、Low レベルの／ＢＤ信号がＡＳＩＣ８１内の制御部８１ａへ入力される。

制御部８１ａでは、この／ＢＤ信号がLow レベルとなる立ち下がりタイミングでＢＤ信号が出力されたことを検出すると、その後ｔ４にて、／ＤＡＴＡ１信号及び／ＤＡＴＡ２信号をいずれもオフ（Highレベル）にして／ＢＤ信号の出力もオフ（Highレベル）にする。その後、各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２が感光ドラム２７上における所定の露光開始位置まで走査されてきたとき（ｔ５）、再び、各印字データ１，２（／ＤＡＴＡ１信号，／ＤＡＴＡ２信号）に基づく照射が開始される。ｔ６〜ｔ９については、上記説明したｔ１〜ｔ４と全く同様である。このようにして、走査一周期毎にＢＤ信号の検出を行っている。

次に、図６のタイムチャートにおいて、ｔ３にて二つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２から共にレーザビームが射出された状態となった後、ＢＤ信号（Low レベルの／ＢＤ信号）が出力されるまでの過程について、図８に基づいて説明する。尚、図８では、説明の簡略化のため、二つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２から共にレーザビームが継続して射出されている状態で、図７（ａ）〜（ｄ）に示したように各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２が走査されていく場合を示している。

図８において、ｔ１１までは各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２がいずれもＢＤセンサ８４の受光面８４ａを照射していない期間である（図７（ａ）の状態）。そして、ｔ１１を過ぎると、半導体レーザＬＤ１からのレーザビームＬＢ１のみが受光面８４ａを照射することにより、センサ信号Ｖｓが低下してセンサ増幅信号Ｖｇは増加する（図７（ｂ）の状態）。更に走査が進み、ｔ１２を過ぎると、半導体レーザＬＤ２からのレーザビームＬＢ２も受光面８４ａを照射するようになる。つまり、図７（ｃ）のように、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２が同時に受光面８４ａを照射している状態となる。この状態になると、センサ信号Ｖｓは更に低下してセンサ増幅信号Ｖｇは更に増加することになり、このセンサ増幅信号ＶｇがスレッショルドレベルＶｔｈ以上になると、ＡＤ変換回路８６を構成するトランジスタＴ１がオンし、／ＢＤ信号がLow レベルとなる。

その後、図７（ｄ）のようにレーザビームＬＢ１が受光面８４ａから外れると、センサ信号Ｖｓが再び上昇し、センサ増幅信号Ｖｇは低下してスレッショルドレベルＶｔｈを下回ることになり、／ＢＤ信号がHighレベルとなる。そして、ｔ１３を過ぎるとレーザビームＬＢ２も受光面８４ａから外れていき、ｔ１４以降は、受光面８４ａにおける受光量が０の状態となる。

このように、本実施形態では、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２が同時に受光面８４ａを照射したときにＢＤ信号を出力するようにしていることにより、スレッショルドレベルＶｔｈに多少のバラツキがあっても、ＢＤ信号出力タイミングのバラツキは、図８に示す如く微小なものとなり、印字結果にはほとんど影響を与えない。

尚、図８におけるセンサ信号ＶｓのＰＰ値Ｖｓp-p は、既述の通り、図１０に示した従来のＰＰ値Ｖｓp-p とほぼ同じである。つまり、ＰＰ値Ｖｓp-p は従来と同等でありながら負荷抵抗値を約１／２に低減したのである。このように負荷抵抗ＲＬを低抵抗としたことにより、図９に比べて、受光量変化に対するＢＤセンサ８４の反応速度の高速化を実現している。

以上詳述した本実施形態のマルチビームスキャナ１６では、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２が受光面８４ａを順次照射（換言すれば、フォトダイオードＰＤ２が各ビームＬＢ１，ＬＢ２を順次受光）し、各ビームＬＢ１，ＬＢ２が同時に受光面８４ａを照射したときにＢＤ信号（Low レベルの／ＢＤ信号）を出力する。そして、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２を同時に受光したときにトランジスタＴ１をオンしてＢＤ信号を出力する構成のため、ＢＤセンサ８４を構成する負荷抵抗ＲＬの抵抗値を、ＰＰ値Ｖｓp-p は従来と同等にしつつ、従来（ｒ）の約半分程度にまで小さくしている。

従って、ＢＤセンサ８４の反応速度、つまり受光量の変化に対するセンサ信号Ｖｓの変化の速度を速くすることができる。そのため、フォトダイオードＰＤ２として反応速度の速い高価なものを使用する必要なく、ＢＤ信号の出力タイミングのバラツキを抑え、安定性の高いＢＤ信号を低コストで取得することが可能となる。

また、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２を、主走査方向と直交する直交直線Ｌｖに対して所定の傾斜角θだけ傾斜した傾斜直線上を同時に照射するよう構成している。換言すれば、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２が主走査方向に対して所定距離ｄだけ隔てて照射されるよう構成されている。これにより、レーザビームＬＢ１のみが受光面８４ａにて受光されただけではＢＤ信号は出力されず、二つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２が同時に受光されたときにはじめてＢＤ信号が出力されるため、ＢＤ信号の出力タイミングのバラツキをより抑制し、より安定性の高いＢＤ信号を得ることが可能となる。

そして、このマルチビームスキャナ１６を搭載した本実施形態のレーザプリンタ１によれば、マルチビームスキャナ１６からの各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２によって感光ドラム２７の表面に静電潜像が形成され、そのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２は、上記のように安定性の高いＢＤ信号に同期して感光ドラム２７の表面を走査されるため、用紙３上に形成される画像の精度をより良好にすることが可能となる。

ここで、本実施形態において、ＢＤセンサ８４は本発明の受光検出素子に相当し、増幅回路８５は本発明の反転出力部に相当し、ＡＤ変換回路８６は本発明の同期信号出力手段に相当する。また、ＢＤセンサ８４において負荷抵抗ＲＬに印加される電源電圧Ｖｃｃが本発明の定電圧バイアスに相当し、増幅回路８５からのセンサ増幅信号Ｖｇが本発明の受光信号に相当する。

尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態では、レーザダイオードＬＤとして、二つの光源を備えたもの、即ち、二つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２を備えたものを例示したが、３つ以上の光源を備えたレーザダイオードに対しても本発明を適用できる。

例えば図４において、傾斜直線Ｌｓ上におけるビームスポットＢＳ１から更に主走査方向へ所定距離ｄ隔てた位置に３つ目のビームスポットがくるよう、光源を増やすことができる。そしてこの場合、３つのレーザビーム全てが受光面８４ａを同時に照射したときにＢＤ信号を出力するようにしてもよいし、３つのうち先に二つのレーザビームが受光面８４ａを照射した時点でＢＤ信号を出力するようにしてもよい。

つまり、受光面８４ａは、所定距離隔てて照射される複数のレーザビームを全て同時に受光できるよう構成される場合はもちろん、全てではなく少なくとも二つのレーザビームを同時に受光できるよう構成されたものであってもよい。そしていずれの場合も、受光面８４ａが同時に受光可能な全てのレーザビームを同時受光したときにＢＤ信号を出力するようにしてもよいし、同時に受光可能なレーザビームのうち二つ以上の任意の数だけ同時受光したときにＢＤ信号を出力するようにしてもよい。

また本実施形態では、ＡＤ変換回路８６を、トランジスタＴ１のスイッチング動作を利用したものとして構成したが、例えばコンパレータを用いて、所定のスレッショルドレベルＶｔｈを基準にしてHighレベル又はLow レベルの信号を出力する構成にしてもよい。このようにすれば、スレッショルドレベルＶｔｈ自体のバラツキを抑制することができる。但し、汎用のコンパレータは入力信号の変化に対する反応速度が遅いため実用性に欠け、反応速度を速くするためには高価なコンパレータを使用する必要がある。そのため、コスト的な面からいえば、本実施形態のようにトランジスタｔ１で構成したＡＤ変換回路８６を使用するのが好ましい。

更に、本実施形態では、負荷抵抗ＲＬを、抵抗値一定（約ｒ／２）の固定抵抗としたが、これを可変抵抗として、負荷抵抗値を適宜設定できるようにしてもよい。このようにすれば、例えばマルチビームスキャナ１６を交換したりするなどの各種外部パラメータの変化に対して適切な負荷抵抗値の設定を迅速に行うことができる。

また、上記各実施形態では、本発明をレーザプリンタに適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は、レーザプリンタに限らず、例えば複写機やファクシミリなど、複数の半導体レーザにより感光ドラム上に静電潜像を形成するよう構成されたあらゆる画像形成装置に対して適用可能である。

実施形態のレーザプリンタの概略構成を示す側断面図である。 実施形態のマルチビームスキャナの概略構成を示す平面図である。 実施形態のレーザダイオードの概略構成を示す斜視図である。 各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２による照射対象上の各ビームスポットの相対的位置関係を示す説明図である。 実施形態のレーザ制御装置を示す概略ブロック図である。 実施形態のレーザ制御装置による半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２の制御動作を示すタイムチャートである。 各レーザビームＬＢ１，ＬＢ２がＢＤセンサの受光面を照射する様子を説明する説明図である。 ＢＤ信号の出力過程を示すタイムチャートである。 ＢＤ信号出力回路の概略構成を示す説明図である。 センサ信号Ｖｓに対するＢＤ信号の変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

１…レーザプリンタ、５…画像形成部、１６…マルチビームスキャナ、１９…ポリゴンミラー、２０…ｆθレンズ、２１，６２…シリンダーレンズ、２２，２３，２４，６３…反射鏡、２７…感光ドラム、２８…現像カートリッジ、３０…転写ローラ、３１…現像ローラ、６１…コリメートレンズ、７４…レーザ装置、８１ａ…制御部、８２…第１レーザ制御部、８３…第２レーザ制御部、８４…ＢＤセンサ、８４ａ…受光面、８５…増幅回路、８６…ＡＤ変換回路、８７，９３…高速変調回路、８８，９４…ＬＤ駆動電流制御回路、８９，９５…ＬＤ制御イネーブル回路、９０，９６…エラーアンプ、９１，９７…ピークホールド回路部、９２，９８…スイッチ、ＢＳ１，ＢＳ２…ビームスポット、ＬＢ１、ＬＢ２…レーザビーム、ＬＤ…レーザダイオード、ＬＤ１…第１半導体レーザ、ＬＤ２…第２半導体レーザ、Ｌｓ…傾斜直線、Ｌｖ…直交直線、ＰＤ１，ＰＤ２…フォトダイオード、Ｒ１…抵抗、Ｒ２…プルアップ抵抗、Ｒ３…ベース抵抗、ＲＬ…負荷抵抗、Ｃ１…コンデンサ、Ｔ１…トランジスタ

Claims (6)

1. 複数のレーザ光源を有する半導体レーザ装置と、
   前記各レーザ光源から射出されたレーザビームを所定方向に一定周期で走査する走査手段と、
   前記走査手段により走査された前記レーザビームをその走査範囲内における所定の位置で受光し、その受光量に応じた受光信号を出力する受光検出手段と、
   前記受光検出手段からの受光信号のレベルが所定の同期検知レベル以上のときに、前記走査手段による前記レーザビームの走査開始タイミングを示す同期信号を出力する同期信号出力手段と、
   を備えたマルチビームスキャナであって、
   少なくとも二つの前記レーザビームが、前記走査範囲内において、その走査方向に対して所定距離ずつ隔てて照射されるよう構成され、
   前記受光検出手段は、前記所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビームのうち少なくとも二つを同時に受光できるよう構成され、
   前記同期検知レベルは、前記所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビームのうち少なくとも二つを前記受光検出手段が同時に受光したときに、該受光検出手段からの前記受光信号のレベルが当該同期検知レベル以上となるように設定されている
   ことを特徴とするマルチビームスキャナ。
2. 複数のレーザ光源を有する半導体レーザ装置と、
   前記各レーザ光源から射出されたレーザビームを所定方向に一定周期で走査する走査手段と、
   前記走査手段により走査された前記レーザビームをその走査範囲内における所定の位置で受光し、その受光量に応じた受光信号を出力する受光検出手段と、
   前記受光検出手段からの受光信号のレベルが所定の同期検知レベル以上のときに、前記走査手段による前記レーザビームの走査開始タイミングを示す同期信号を出力する同期信号出力手段と、
   を備えたマルチビームスキャナであって、
   前記受光検出手段は、抵抗と光電変換素子との直列回路に定電圧バイアスが印加されて該抵抗と該光電変換素子との接続点の電位が受光量に応じて減少する光電変換部と、該光電変換部における前記接続点の電位が受光量に応じて増加するようにその電位変化を反転させてその反転後の電位を前記受光信号として出力する反転出力部とからなり、且つ、前記各レーザビームのうち少なくとも二つを同時に受光できるよう構成されており、
   前記抵抗の抵抗値は、
   前記受光検出手段が二つ以上の前記レーザビームを同時に受光したときに前記同期検知レベル以上の前記受光信号が得られる値であって、且つ、該受光検出手段が一つの前記レーザビームを受光したときに前記同期検知レベルの前記受光信号を得るために必要な値より小さい値に設定される
   ことを特徴とするマルチビームスキャナ。
3. 少なくとも二つの前記レーザビームが、前記走査範囲内において、その走査方向に対して所定距離ずつ隔てて照射されるよう構成され、
   前記受光検出手段は、前記所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビームのうち少なくとも二つを同時に受光できるよう構成され、
   前記同期検知レベルは、前記所定距離ずつ隔てて照射される各レーザビームのうち少なくとも二つを前記受光検出手段が同時に受光したときに、該受光検出手段からの前記受光信号のレベルが当該同期検知レベル以上となるように設定されている
   ことを特徴とする請求項２記載のマルチビームスキャナ。
4. 前記受光検出手段は、前記複数のレーザビームを全て同時に受光できるよう構成されており、
   前記同期検知レベルは、前記受光検出手段が前記複数のレーザビームを全て同時に受光したときに、該受光検出手段からの前記受光信号のレベルが当該同期検知レベル以上となるように設定されている
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のマルチビームスキャナ。
5. 前記走査範囲内において、前記各レーザビームの全てが、その走査方向と直交する直線に対し所定の角度だけ傾いた傾斜直線上を同時に照射するよう構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のマルチビームスキャナ。
6. 請求項１〜５いずれかに記載のマルチビームスキャナと、
   前記各レーザ光源毎に設けられ、対応する該レーザ光源を構成する半導体発光素子への通電電流を画像データに応じて変調する変調手段と、
   前記レーザ光源からのレーザ光が前記走査手段により走査されることによって表面に静電潜像が形成される感光体と、
   前記感光体の表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
   前記現像手段により現像された画像を被記録媒体に転写する転写手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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