JP2006235088A - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コスト化及び小型化を図りながら光源から出射される光ビームの光量を一定化できる光ビーム走査装置を提供する。
【解決手段】 光ビーム走査装置である露光ユニットＥは、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄ、コリメータレンズ２Ａ〜２Ｄ、ミラー３Ｂ〜３Ｄ、第１シリンドリカルレンズ４、ミラー５、ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７及び光量センサ２０等の光学部品、並びに、制御部５０を備えている。単一の光量センサ２０が、主走査方向における有効露光領域Ｆ外であって主走査方向の下流側に配置され、ポリゴンミラー６の反射面で反射され第１ｆθレンズ７等の光学系手段を経由しない複数のレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を区別して同時に検出する。制御部５０は、光量センサ２０で検出したレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量に基づいて、各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄの出力を増減する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、複数の光源から出射された複数の光ビームのそれぞれによって複数の走査対象の表面を走査する光ビーム走査装置に関する。

画像形成装置として、画像形成用の複数の色相に対応した複数の走査対象（例えば、像担持体）を有するものがある。このような画像形成装置は、走査対象の数に対応した数の光源、及び、各光源から出射された光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段等を有する光ビーム走査装置を備えている。各光源は、各色相に対応した光ビームを出射し、各光ビームが各走査対象を走査する。

ところで、光ビーム走査装置の光源から出射され、偏向手段で反射された光ビームの光量を検出する検出手段を設け、検出結果に基づいて光量が所定の基準値以下になった場合に光源を冷却することで、光源から出射される光ビームの光量を回復させようとする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平４−２２１９７５号公報

しかし、特許文献１には、光ビームの光量を検出手段で検出し、その検出結果に基づいて光源を冷却するということが記載されているのみで、複数の光源が設けられた場合に、単一の検出手段で複数の光ビームの光量を検出し、又は、単一の検出手段毎に複数の光ビームの光量を検出する技術については何ら記載されていない。このため、特許文献１の技術では、光源ごとに検出手段を設ける必要があり、複数の光源を設けた場合、複数の検出手段を設ける必要がある。したがって、部品点数が増加し、画像形成装置の大型化、及び、製造コストの高騰を招く。

また、走査対象上に形成された像の先端と記録媒体の先端とを合致させるためのタイミングを検出するために設けられるＢＤセンサによって、光ビームの光量を検出するということも考えられる。

しかし、ＢＤセンサは、偏向手段から大きく離間した位置に配置されるので、各光ビームの偏向手段への入射角の違いによる光ビームの光路のバラツキが大きく、単一のＢＤセンサで複数の光ビームを検出することはできない。したがって、光源の数と同数のＢＤセンサが必要になり、部品点数の増加及び製造コストの高騰等の問題が発生する。

また、ＢＤセンサは、部品点数の削減のために１個のみ設けられ、１個のＢＤセンサで複数の光ビームのうち１つの光ビームを検出することで、各光源における各光ビームの画像データに基づく変調開始タイミングを決定するための信号を出力するものである。したがって、ＢＤセンサを複数個設けることは、部品点数の削減のために１個のＢＤセンサで１つの光ビームを検出することで上述のタイミング制御をしている趣旨に反することになる。

この発明の目的は、低コスト化及び小型化を図りながら光源から出射される光ビームの光量を一定化できる光ビーム走査装置を提供することにある。

この発明の光ビーム走査装置は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。

（１） 複数の光ビームのそれぞれによって複数の走査対象の表面を所定の走査方向に走査する光ビーム走査装置において、それぞれ光ビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源が出射した複数の光ビームのそれぞれを前記走査方向に等角速度に偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって等角速度に偏向された光ビームを等速度に偏向したあと前記光ビームを前記走査対象に向けて反射する光学系手段と、前記偏向手段で偏向され前記光学系手段を経由しない複数の光ビームの光量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された検出結果に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を増減する制御手段と、を備えることを特徴とする。

この構成においては、複数の光源から出射された複数の光ビームが、所定方向から偏向手段に照射される。偏向手段は、照射された複数の光ビームのそれぞれを、走査方向に等角速度に偏向する。光ビームの光路において偏向手段より下流側には、光学系手段が配置され、光学系手段は、偏向手段に偏向された光ビームを等速度に変換し、走査対象に向けて反射する。検出手段は、偏向手段が偏向した後、光学系手段を経由しない光ビームを受光するように、偏向手段に近い位置に配置される。検出手段は、複数の光ビームを偏向手段に近い位置で受光するので、各光ビームの偏向手段への入射角の違いによる光ビームの光路のバラツキが小さく、複数の光ビームを受光する。また、検出手段は、複数の光ビームを、検出手段の受光面のうちの異なる位置で受光する。

（２）前記検出手段は、前記偏向手段と前記複数の光源が配置された位置との間に配置されることを特徴とする。

一般的に光ビーム走査装置において、偏向手段と複数の光源が配置された位置との間には空きスペースがある。この構成においては、検出手段は、偏向手段と複数の光源が配置された位置との間の空きスペースに配置される。

（３）前記検出手段は、前記走査対象を走査する走査領域の外であって前記走査方向の下流側に配置されることを特徴とする。

この構成においては、検出手段は走査対象を走査する走査領域の外に配置されるので、検出手段が走査対象の走査の妨げになることがない。また、検出手段は、走査方向の下流側に配置されるので、検出手段と光源との距離が近くなり、光源と検出手段との間に敷設される配線が短くなる。このため、検出手段と光源との間において発生し得るノイズが小さくなる。

（４）前記複数の光源から出射された複数の光ビームを前記偏向手段のうち近接した位置に照射する集光手段をさらに備えることを特徴とする。

この構成においては、複数の光源から出射された複数の光ビームが偏向手段のうち近接した位置に照射されるので、１個の検出手段に複数の光ビームを照射させることが容易になる。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）１個の検出手段で複数の光ビームの光量を検出することができるので、部品点数を減少させることができる。

また、検出手段の検出結果に基づいて光源から出射される光ビームの光量を制御することで、光源から出射される光ビームの光量を一定化することができる。したがって、走査対象を高精度に走査することができる。

さらに、１個の検出手段毎に複数の光ビームを受光面のうちの異なる位置で受光し、又は、１個の検出手段が全ての光ビームを受光面のうちの異なる位置で受光するので、複数の又は全ての光ビームの光量を同時に検出することができる。このため、光ビームの光量を迅速に検出することができる。

したがって、低コスト化及び光ビーム走査装置の小型化を図りながら光源から出射される光ビームの光量を一定化することができる。

（２）検出手段が偏向手段と複数の光源が配置された位置との間の空きスペースに配置されるので、空きスペースを有効利用することができ、光ビーム走査装置のいっそうの小型化を図ることができる。

（３）検出手段と光源との間において発生し得るノイズを小さくできるので、光源の光量を正確に制御できる。

（４）複数の光源から出射された複数の光ビームを偏向手段のうち近接した位置に照射するので、１個の検出手段に複数の光ビームを照射させることが容易になる。したがって、部品点数を減少させることが容易になる。

以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットＥを備えた画像形成装置１００の概略の構成を示す説明図である。画像形成装置１００は、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して送信された画像データに基づいて用紙に対して多色および単色の画像を形成する。画像形成装置１００は、露光ユニットＥ、感光体ドラム１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）、現像装置１０２（１０２Ａ〜１０２Ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３Ａ〜１０３Ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４Ａ〜１０４Ｄ）、中間転写ベルト１１、一次転写ローラ１３（１３Ａ〜１３Ｄ）、二次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送経路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７及び排紙トレイ１８等を備えている。

画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成部ＰＡ〜ＰＤにおいて画像形成を行う。画像形成部ＰＡ〜ＰＤは、互いに同様に構成されている。例えば、ブラックの画像形成部ＰＡは、感光体ドラム１０１Ａ、現像装置１０２Ａ、帯電ローラ１０３Ａ、転写ローラ１３Ａ及びクリーニングユニット１０４Ａ等を備えている。画像形成部ＰＡ〜ＰＤは、中間転写ベルト１１の移動方向（この発明の走査方向である主走査方向に直交する方向である副走査方向）に一列に配置されている。

但し、図１には表れていないが、感光体ドラム１０１Ａは、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄに比較して大径にされている。ブラックの画像形成部ＰＡのみを用いて行われるモノクロ画像形成では、高速化の要請が高く、且つ、画像形成部ＰＡ〜ＰＤの全てを用いて行われるカラー画像形成よりも使用頻度が高いため、ブラックの画像形成部ＰＡに備えられる感光体ドラム１０１Ａは、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄよりも寿命を長くする必要があるからである。感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄは、互いに同一の径にされている。このため、感光体ドラム１０１Ａの回転軸と感光体ドラム１０１Ｂの回転軸との間隔は、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄのそれぞれの回転軸の間隔よりも長い。

帯電ローラ１０３は、この発明の走査対象としての像担持体である感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。この発明の光ビーム走査装置である露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７及び第２ｆθレンズ８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム（この発明の光ビームである。）のそれぞれを感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。露光ユニットＥの詳細については後述する。

現像装置１０２は、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１の表面にトナーを供給し、静電潜像を現像剤像に顕像化する。現像装置１０２Ａ〜１０２Ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の現像剤像に顕像化する。クリーニングユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを除去・回収する。

中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１Ａと従動ローラ１１Ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１Ｄ、感光体ドラム１０１Ｃ、感光体ドラム１０１Ｂ及び感光体ドラム１０１Ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄが配置されている。中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。

一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄには、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの表面に担持された現像剤像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）に形成された各色相の現像剤像は中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーの現像剤像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体１０１のみにおいて静電潜像及び現像剤像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１Ａのみにおいて静電潜像の形成及び現像剤像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックの現像剤像のみが転写される。

各一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。

各一次転写位置において中間転写ベルト１１の外周面に転写された現像剤像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１Ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。

給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙（記録媒体）が二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙の表面に現像剤像が転写される。

なお、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１２によって回収される。

現像剤像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５Ａと加圧ローラ１５Ｂとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、現像剤像が、用紙の表面に堅牢に定着する。現像剤像が定着した用紙は、排紙ローラ１８Ａによって排紙トレイ１８上に排出される。

画像形成装置１００には、給紙カセット１６に収容されている用紙を二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間及び定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。

用紙搬送路Ｐ１には、給紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６Ａ、給紙ローラ１６Ｂ、複数枚の用紙が重なって繰り出された際に最上位に位置する用紙のみが搬送されるように用紙を捌く捌きパッド１６Ｃ、及び、繰り出された用紙を用紙搬送路Ｐ１に沿って搬送する回転速度が変更自在な搬送ローラＲが配置されている。

また、用紙搬送路Ｐ１の捌きパッド１６Ｃの直後には、用紙検出器３０が配設されている。用紙検出器３０は、給紙ローラ１６Ｂと捌きパッド１６Ｃとの間を通過する用紙の有無を検出する。つまり、用紙検出器３０は、ピックアップローラ１６Ａによって給紙カセット１６から用紙搬送路Ｐ１に１枚の用紙が適切に繰り出されたか否かを検出する。また、用紙検出器３０は、接続された制御部５０に検出結果を出力する。

用紙搬送路Ｐ１には、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、及び、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８Ａが配置されている。

また、画像形成装置１００には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に用紙搬送路Ｐ２が形成されている。用紙搬送路Ｐ２には、用紙搬送路Ｐ１の構成と同様に、手差しトレイ１７に載置された用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ２内に繰り出すピックアップローラ１７Ａ、給紙ローラ１７Ｂ、捌きパッド１７Ｃが配置されている。

さらに、排紙ローラ１８Ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。排紙ローラ１８Ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、及び、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。

一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排出ローラ１８Ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面及び前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。

レジストローラ１９は、給紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、又は、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を、中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた（チャックされた）状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成された現像剤像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。

なお、画像形成部ＰＡ〜ＰＤの全てにおいて画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄが中間転写ベルト１１を全ての感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに圧接させる。一方、画像形成部ＰＡのみにおいて画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ１３Ａのみが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１Ａに圧接させる。

図２は、露光ユニットＥの概略の構成を示す説明図である。また、図３は、露光ユニットＥにおけるレーザビームＬ１〜Ｌ４の光路を示す模式図である。以下に、図３において、感光体ドラム１０１の回転軸に平行な方向であって、レーザビームＬ１〜Ｌ４の走査方向である矢印Ｘ−Ｘ方向が、この発明の走査方向であり、主走査方向という。また、図２において、偏向面６Ａ内で主走査方向に直交する方向である矢印Ｙ−Ｙ方向を副走査方向という。

露光ユニットＥは、半導体レーザ１（１Ａ〜１Ｄ）、コリメータレンズ２（２Ａ〜２Ｄ）、ミラー３（３Ｂ〜３Ｄ）、第１シリンドリカルレンズ４、ミラー５、ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８、第２シリンドリカルレンズ９（９Ａ〜９Ｄ）、ミラー２１〜２４、同期レンズ１０Ａ、ＢＤセンサ１０及び光量センサ２０等の光学部品、並びに、制御部５０（図５参照）を備えている。各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄは、この発明の光源に相当する。ポリゴンミラー６は、この発明の偏向手段に相当する。また、第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８、第２シリンドリカルレンズ９（９Ａ〜９Ｄ）及びミラー２１〜２４は、この発明の光学系手段に該当する。光量センサ２０は、この発明の検出手段に相当する。ミラー３Ｂ〜３Ｄは、この発明の集光手段に相当する。制御部５０は、この発明の制御手段に相当する。

各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの画像データに基づいて変調されたレーザビームＬ１〜Ｌ４を照射する。レーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれがこの発明の光ビームである。半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから照射された拡散光であるレーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれは、コリメータレンズ２Ａ〜２Ｄ、ミラー３Ｂ〜３Ｄ、第１シリンドリカルレンズ４及びミラー５を経てポリゴンミラー６の反射面に、ポリゴンミラー６の回転軸を含む平面内において、互いに異なる入射角で入射する。

ポリゴンミラー６は、一例として６面の反射面を備えている。ポリゴンミラー６は、矢印Ａ方向に回転して各反射面においてレーザビームＬ１〜Ｌ４を矢印Ｂ方向に等角速度偏向する。

第１ｆθレンズ７及び第２ｆθレンズ８は、ポリゴンミラー６によって等角速度偏向されたレーザビームＬ１〜Ｌ４を、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれの表面に、主走査方向における矢印Ｃ方向に等速度偏向する。これによって、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれの表面が、矢印Ｃ方向に走査される。以下、矢印Ｃ方向の上流側を主走査方向の上流側、矢印Ｃ方向の下流側を主走査方向の下流側として、説明する。また、一例として、第１ｆθレンズ７の入射面及び出射面はともに非球面によって構成されている。また、第２ｆθレンズ８の入射面は自由曲面によって構成され、出射面は非球面によって構成されている。

ミラー２１〜２４は、各レーザビームＬ１〜Ｌ４が感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれの表面に配光されるように各レーザビームＬ１〜Ｌ４を分離して反射する。第２ｆθレンズ８を通過したレーザビームＬ１〜Ｌ４はそれぞれ、ミラー２１及び第２シリンドリカルレンズ９Ａ、ミラー２２（２２Ａ〜２２Ｃ）及び第２シリンドリカルレンズ９Ｂ、ミラー２３（２３Ａ，２３Ｂ）及び第２シリンドリカルレンズ９Ｃ、ミラー２４（２４Ａ〜２４Ｃ）及び第２シリンドリカルレンズ９Ｄを経由して感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれの表面に結像する。

レーザビームＬ１，Ｌ２とレーザビームＬ３，Ｌ４とは、第２ｆθレンズ８を通過することで、ポリゴンミラー６の各反射面の法線方向を含む水平面である偏向面６Ａを挟んで上下に位置する偏向面６Ａに平行な面内に偏向される。

第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８及び第２シリンドリカルレンズ９は、量産性を考慮してプラスチック成型品を用いているが、ガラス製のレンズを用いてもよい。

ＢＤセンサ１０は、レーザビームＬ１〜Ｌ４の何れかを、主走査方向における有効露光領域Ｆ外であって主走査方向の上流側で検出する。即ち、ポリゴンミラー６の反射面で反射されたレーザビームＬ１〜Ｌ４の何れかは、主走査方向における感光体ドラム１０１の表面に達しない範囲で同期レンズ１０Ａを介してＢＤセンサ１０の受光面に結像する。ＢＤセンサ１０は、レーザビームＬ１〜Ｌ４の何れかを受光した際に、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄにおける各レーザビームＬ１〜Ｌ４の画像データによる変調開始タイミングを決定するための信号を出力する。

この実施形態では、ポリゴンミラー６の同一反射面で全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４がほぼ重なるようにレーザビームＬ１〜Ｌ４を反射させているため、ＢＤセンサ１０で１つのレーザビームを受光するだけで全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４の変調開始タイミングを決定することが可能になっている。そして、走査ラインの湾曲歪が最も小さいブラックの画像を形成するレーザビームＬ１を用いてＢＤセンサ１０により検出を行っているので、精度の高い検出ができる。

図４は、露光ユニットＥの一部の構成を示す模式図である。光量センサ２０として、この実施形態ではＰＳＤ（位置センサ）が用いられている。単一の光量センサ２０が、主走査方向における有効露光領域（この発明の走査領域である。）Ｆ外であって主走査方向の下流側であり、且つ、ポリゴンミラー６と複数の半導体レーザ１Ａ〜１Ｄが配置された位置との間に配置されている。単一の光量センサ２０は、図４において２点鎖線で示すようにポリゴンミラー６の反射面が所定の角度に配置されたときに、ポリゴンミラー６の反射面で反射され、第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８、第２シリンドリカルレンズ９（９Ａ〜９Ｄ）及びミラー２１〜２４を経由しない複数のレーザビームＬ１〜Ｌ４を検出する。

ポリゴンミラー６の反射面に達するまでのレーザビームＬ１〜Ｌ４の光路は互いに近接しており、レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー６の反射面に、互いに異なるが近似する入射角で入射する。

また、第１ｆθレンズ７等の光学系手段を経由しないレーザビームＬ１〜Ｌ４を受光できる位置は、露光ユニットＥの筐体の形状等の規制から、ポリゴンミラー６の近傍に限られる。光量センサ２０は、第１ｆθレンズ７等の光学系手段を経由しないレーザビームＬ１〜Ｌ４を受光するために、ポリゴンミラー６の近傍に配置されている。ポリゴンミラー６の近傍では、各レーザビームＬ１〜ｌ４のポリゴンミラー６への入射角の違いによるレーザビームＬ１〜Ｌ４の光路のバラツキが小さい。また、レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ミラー２１〜２４等の光学系手段を経由することで分離され各感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄへと導かれるが、ミラー２１〜２４等の光学系手段を経由しないレーザビームＬ１〜Ｌ４の光路は分離されない。

したがって、単一の光量センサ２０が、ポリゴンミラー６の反射面で反射され第１ｆθレンズ７等の光学系手段を経由しない全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４を受光できる。また、レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路は互いに近接しているが完全に重なっているわけではないので、光量センサ２０は、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４を光量センサ２０の受光面のうちの異なる位置で受光する。

光量センサ２０は、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４を受光面のうち互いに異なる位置で受光するので、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれを区別しながら同時に検出できる。したがって、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれの光量が同時に測定される。

図５は、露光ユニットＥの制御部５０の構成を示すブロック図である。制御部５０は、この発明の制御手段に相当し、露光ユニットＥの制御のみでなく画像形成装置１００の統括的な制御をも担っている。但し、図５には、露光ユニットＥに関する部材のみ記載している。

制御部５０は、ＣＰＵ５１、所定のプログラムを格納したＲＯＭ５２、例えば揮発性メモリからなり、ＣＰＵ５１の作業領域となるＲＡＭ５３、及び、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄをそれぞれ駆動させるドライバ５４Ａ〜５４Ｄを含む。また、ＣＰＵ５１には、ＢＤセンサ１０及び光量センサ２０がそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ５１は、光量センサ２０で検出したレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量に基づいて、各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄに供給する電流又は電圧を調整し、各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射するレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を増減する。例えば、ＣＰＵ５１は、検出したレーザビームＬ１の光量が所定の基準値より小さい場合、検出した光量と基準値との差分に応じて、半導体レーザ１Ａに供給する電流又は電圧を上昇し、レーザビームＬ１の光量を基準値に近付ける。

露光ユニットＥによれば、単一の光量センサ２０が全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４を受光面のうち互いに僅かに異なる位置で受光するので、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれの光量を区別しながら同時に検出することができる。したがって、単一の光量センサ２０で全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を迅速に検出することができる。

また、光量センサ２０の検出結果に基づいて半導体レーザ１Ａ〜１Ｄに供給する電流又は電圧を制御することで、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄが劣化した場合でも、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されるレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を一定化することができる。したがって、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄを高精度に露光して高品位な静電潜像を形成することができる。

さらに、複数のレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を単一の光量センサ２０で検出できるので、部品点数を減少させることができる。

したがって、低コスト化及び露光ユニットＥの小型化を図りながら半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されるレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を一定化することができる。

また、一般的に露光ユニットにおいて、主走査方向における有効露光領域Ｆ外であって主走査方向の下流側であり、且つ、ポリゴンミラー６と複数の半導体レーザ１Ａ〜１Ｄが配置された位置との間には、空きスペースがある。この実施形態に係る露光ユニットＥでは、光量センサ２０がポリゴンミラー６と複数の半導体レーザ１Ａ〜１Ｄが配置された位置との間の空きスペースに配置されているので、空きスペースを有効利用することができ、露光ユニットＥのいっそうの小型化を図ることができる。

なお、光量センサ２０としてＣＣＤセンサを用いることもできる。

また、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４を同時に光量センサ２０で検出するのではなく、図６に示すように、レーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれを個別に光量センサ２０で検出するようにしてもよい。この場合、光量を測定しようとするレーザビームを出射する単一の半導体レーザのみを点灯してそのレーザビームを光量センサ２０に照射し、その他の半導体レーザを消灯する。そして、点灯する半導体レーザと消灯する半導体レーザとを順次換えていくことで半導体レーザを順次１個ずつ点灯する。これによって、全てのレーザビームを検出し、レーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれの光量を測定する。この構成によれば、光量センサ２０の受光面６１のうち同一箇所にレーザビームＬ１〜Ｌ４が照射される場合でも、各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を測定することができる。また、光量センサ２０として、ＰＳＤ及びＣＣＤセンサのような高価なセンサを用いる必要がなくなる。

さらに、例えば、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄを走査する走査処理を数回行う毎に、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄの光量の検出処理を１回行うとよい。

また、１回の光量の検出処理において、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４の検出を行うことに限定されず、１回の光量の検出処理において１個のレーザビームの検出を行うようにしてもよい。これによれば、短いタイミングでレーザビームＬ１〜Ｌ４の点灯と消灯との切り替えを行う必要がなくなる。したがって、レーザビームＬ１〜Ｌ４の点灯と消灯との切り替えを行う付加機器に対する付加を減少できる。

この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットを備えた画像形成装置の概略の構成を示す説明図である。 前記露光ユニットの概略の構成を示す説明図である。 前記露光ユニットにおけるレーザビームの光路を示す模式図である。 前記露光ユニットの一部の構成を示す模式図である。 前記露光ユニットの制御部の構成を示すブロック図である。 レーザビームの出射タイミングについて概念的に示す説明図である。

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｄ） 半導体レーザ（光源）
６ ポリゴンミラー（偏向手段）
７ 第１ｆθレンズ（光学系手段）
８ 第２ｆθレンズ（光学系手段）
９（９Ａ〜９Ｄ） 第２シリンドリカルレンズ（光学系手段）
１０ ＢＤセンサ
２０ 光量センサ（検出手段）
２１〜２４ ミラー（光学系手段）
１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ） 感光体ドラム（走査対象）

Claims (4)

1. 複数の光ビームのそれぞれによって複数の走査対象の表面を所定の走査方向に走査する光ビーム走査装置において、
   それぞれ光ビームを出射する複数の光源と、
   前記複数の光源が出射した複数の光ビームのそれぞれを前記走査方向に等角速度に偏向する偏向手段と、
   前記偏向手段によって等角速度に偏向された光ビームを等速度に偏向したあと前記光ビームを前記走査対象に向けて反射する光学系手段と、
   前記偏向手段で偏向され前記光学系手段を経由しない複数の光ビームの光量を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出された検出結果に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を増減する制御手段と、を備えることを特徴とする光ビーム走査装置。
2. 前記検出手段は、前記偏向手段と、前記複数の光源が配置された位置と、の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査装置。
3. 前記検出手段は、前記走査対象を走査する走査領域の外であって前記走査方向の下流側に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の光ビーム走査装置。
4. 前記複数の光源から出射された複数の光ビームを前記偏向手段のうち近接した位置に照射する集光手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ビーム走査装置。

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