JP2007163931A - 光走査装置およびそれを用いた画像形成システム - Google Patents
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Abstract
【課題】光走査装置およびそれを用いた画像形成システムにおいて、複数の走査線上で走査効率の高い光ビーム走査を行うことができるようにする
【解決手段】互いに直交する２軸方向に揺動する揺動ミラー７ａを有する揺動偏向器７と、揺動ミラー７ａに光ビームを入射するビーム光源６と、揺動偏向器７の１軸方向の揺動ごとの往路走査と復路走査との間で、揺動ミラー７ａの他の１軸方向の揺動角度を切り替える揺動偏向器制御手段を備える。
【選択図】図１
【解決手段】互いに直交する２軸方向に揺動する揺動ミラー７ａを有する揺動偏向器７と、揺動ミラー７ａに光ビームを入射するビーム光源６と、揺動偏向器７の１軸方向の揺動ごとの往路走査と復路走査との間で、揺動ミラー７ａの他の１軸方向の揺動角度を切り替える揺動偏向器制御手段を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、光走査装置およびそれを用いた画像形成システムに関する。
従来、例えば、複写機、レーザプリンタなどの画像形成システムにおいて、色分解された画像信号に基づき、走査ビームを変調して露光走査を行い、複数色の画像を形成してそれらを重ね合わせることによりフルカラー画像を形成するものが知られている。
このような画像形成システムにおいて、小型化、低コスト化、低騒音化、省電力化などの目的で、走査ビームを形成する光走査装置の光源と偏向器との数を低減したものが知られている。
例えば、特許文献１には、偏向器として単一のミラーを直交２方向に偏向可能な２次元走査ミラーを設け、一方の方向の偏向で主走査を行い、他方の方向で副走査方向に走査位置を移動させ、副走査方向の４つの位置で同方向に主走査する光ビームを被走査面に導くようにした光ビーム走査装置（光走査装置）、およびそれを備えた画像形成装置（画像形成システム）が記載されている。
特開２００５−１７６０７号公報（図１、６）
このような画像形成システムにおいて、小型化、低コスト化、低騒音化、省電力化などの目的で、走査ビームを形成する光走査装置の光源と偏向器との数を低減したものが知られている。
例えば、特許文献１には、偏向器として単一のミラーを直交２方向に偏向可能な２次元走査ミラーを設け、一方の方向の偏向で主走査を行い、他方の方向で副走査方向に走査位置を移動させ、副走査方向の４つの位置で同方向に主走査する光ビームを被走査面に導くようにした光ビーム走査装置（光走査装置）、およびそれを備えた画像形成装置（画像形成システム）が記載されている。
しかしながら、上記のような従来の光走査装置およびそれを用いた画像形成システムには、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、単一の光源と単一の偏向器とで、４色の画像を同時並行的に形成するタンデム型の画像形成システムを構築することができるものの、偏向器が副走査方向に揺動する半周期の間に４周期分の主走査を行って各色に対応する主走査を行う構成をとるため主走査の復路および副走査の往路の走査を有効に利用することができなかった。したがって、所定のプリント速度で画像形成を行うには、各色を独立した光源および偏向器で１ビーム走査を行う場合に比べて、画周波数および２次元走査ミラーの揺動周波数が高くなり、所定露光エネルギーを得るための光パワーも大きくなってしまう。そのため、タンデム型の画像形成システムであっても、プリント速度を向上することが難しくなるという問題がある。
特許文献１に記載の技術では、単一の光源と単一の偏向器とで、４色の画像を同時並行的に形成するタンデム型の画像形成システムを構築することができるものの、偏向器が副走査方向に揺動する半周期の間に４周期分の主走査を行って各色に対応する主走査を行う構成をとるため主走査の復路および副走査の往路の走査を有効に利用することができなかった。したがって、所定のプリント速度で画像形成を行うには、各色を独立した光源および偏向器で１ビーム走査を行う場合に比べて、画周波数および２次元走査ミラーの揺動周波数が高くなり、所定露光エネルギーを得るための光パワーも大きくなってしまう。そのため、タンデム型の画像形成システムであっても、プリント速度を向上することが難しくなるという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、複数の走査線上で走査効率の高い光ビーム走査を行うことができる光走査装置およびそれを用いた画像形成システムを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の光走査装置は、互いに直交する２軸方向に揺動する揺動ミラーを有する揺動偏向器と、前記揺動ミラーに光ビームを入射するビーム光源と、前記揺動ミラーの１軸方向の揺動ごとの往路走査と復路走査との間で、前記揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度を切り替える揺動ミラー角度切替手段とを備えた構成とする。
この発明によれば、揺動偏向器の揺動ミラーが１軸方向に揺動する際の１揺動の往路走査と復路走査との間で、揺動ミラー角度切替手段により揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度を切り替えることができるので、揺動ミラーの１軸方向の往復走査で形成される走査線を、揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度を切り替えることで、互いに離間した位置に形成することができる。そのため、例えば、揺動ミラーが１軸方向に往復揺動する間に、相異なる被走査媒体にそれぞれ１ビームずつの主走査を行うことができる。
この発明によれば、揺動偏向器の揺動ミラーが１軸方向に揺動する際の１揺動の往路走査と復路走査との間で、揺動ミラー角度切替手段により揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度を切り替えることができるので、揺動ミラーの１軸方向の往復走査で形成される走査線を、揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度を切り替えることで、互いに離間した位置に形成することができる。そのため、例えば、揺動ミラーが１軸方向に往復揺動する間に、相異なる被走査媒体にそれぞれ１ビームずつの主走査を行うことができる。
また、本発明の画像形成システムは、本発明の光走査装置を用いて露光走査を行い、画像を形成する構成とする。
この発明によれば、本発明の光走査装置を用いるので、本発明の光走査装置と同様の作用効果を備える。
この発明によれば、本発明の光走査装置を用いるので、本発明の光走査装置と同様の作用効果を備える。
本発明の光走査装置およびそれを用いた画像形成システムによれば、揺動ミラーの１軸方向の往復走査で形成される走査線を揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度を切り替えることで、互いに離間した位置に形成することができるので、１つの光ビームあたり２ビームの光ビーム走査を揺動の往復方向にわたって行い、走査効率の高い光ビーム走査を行うことができるという効果を奏する。
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る光走査装置についてそれを用いた画像形成システムとともに説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置および画像形成システムの概略構成について説明するための模式的な正面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の概略構成について説明するための模式的な右側面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の概略光路について説明するための模式的な斜視図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置に用いる揺動偏向器の斜視図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置のミラー配置について説明するための模式説明図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置および画像形成システムの制御部について説明するための機能ブロック図である。
なお、図中のＸＹＺ右手直交座標系は、方向参照の便宜のために各図共通に設けたもので、Ｚ軸が鉛直方向に配置されている。
本発明の第１の実施形態に係る光走査装置についてそれを用いた画像形成システムとともに説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置および画像形成システムの概略構成について説明するための模式的な正面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の概略構成について説明するための模式的な右側面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の概略光路について説明するための模式的な斜視図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置に用いる揺動偏向器の斜視図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置のミラー配置について説明するための模式説明図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置および画像形成システムの制御部について説明するための機能ブロック図である。
なお、図中のＸＹＺ右手直交座標系は、方向参照の便宜のために各図共通に設けたもので、Ｚ軸が鉛直方向に配置されている。
本実施形態の光走査装置１は、図１、２に示すように、ビーム光源６を用いて、Ｙ軸方向に沿って延ばされＸ軸方向に沿って互いに略平行に配列された４つの走査線を形成するための装置である。以下では、画像形成装置５０と組み合わせて画像形成システム１００を構成している場合の例で説明する。画像形成システム１００は、例えば、４色フルカラー画像を形成するレーザプリンタ、デジタル複写機などに好適に用いることができるものである。
光走査装置１の概略構成は、図１〜３に示すように、ビーム光源６、折り返しミラー５、揺動偏向器７、走査レンズ８、ビーム分離ミラー９、ダイクロイックミラー１０Ａ、１０Ｂ、反射ミラー１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ、同期検知センサ１７およびこれらの制御を行うための制御部３００（図６参照）からなる。
ここで添字Ｂが付された部材は、特に断らない限り、添字Ａが付された部材と同様であり、図１の左右方向に対して対称に配置されている点のみが異なる。
ここで添字Ｂが付された部材は、特に断らない限り、添字Ａが付された部材と同様であり、図１の左右方向に対して対称に配置されている点のみが異なる。
ビーム光源６は、２波長ＬＤ２、コリメートレンズ３、およびアパーチャ４からなる。
２波長ＬＤ２は、互いに近接した２つの発光点から波長の異なるレーザ光である第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１を発散光として発生するＬＤ素子であり、後述する制御部３００から送出されるレーザ駆動信号３４１、３４２により第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１をそれぞれ独立に変調することができるようになっている。これらは、発光点が近接しているため、実質的に同軸光となっている。
２波長ＬＤ２は、各波長別に製造されたチップをＳｉサブマウント上に配置したハイブリッドタイプ、またはチップ間距離を十分に確保したモノリシックタイプの素子を採用する。そのため、２波長が同時発光してもクロストークの影響を受けないようになっている。
２つの波長は、後述する感光体ドラム５１Ｙなどが露光感度を有する波長であれば、適宜の波長を採用することができるが、本実施形態では、例えば、第１波長ビーム２０として、λ１＝７８０ｎｍ、第２波長ビーム２１として、λ２＝６５０ｎｍを採用している。
２波長ＬＤ２は、互いに近接した２つの発光点から波長の異なるレーザ光である第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１を発散光として発生するＬＤ素子であり、後述する制御部３００から送出されるレーザ駆動信号３４１、３４２により第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１をそれぞれ独立に変調することができるようになっている。これらは、発光点が近接しているため、実質的に同軸光となっている。
２波長ＬＤ２は、各波長別に製造されたチップをＳｉサブマウント上に配置したハイブリッドタイプ、またはチップ間距離を十分に確保したモノリシックタイプの素子を採用する。そのため、２波長が同時発光してもクロストークの影響を受けないようになっている。
２つの波長は、後述する感光体ドラム５１Ｙなどが露光感度を有する波長であれば、適宜の波長を採用することができるが、本実施形態では、例えば、第１波長ビーム２０として、λ１＝７８０ｎｍ、第２波長ビーム２１として、λ２＝６５０ｎｍを採用している。
コリメートレンズ３は、第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１をそれぞれ集光して略平行光にする光学素子である。
アパーチャ４は、コリメートレンズ３で略平行光とされた第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１が、像面上で主走査方向、副走査方向に適宜の結像スポット径を形成できるように、それらのビーム形状を整形するものであり、遮光板上に適宜の大きさを有する楕円状、矩形状、長円状などの開口が形成された部材を採用することができる。開口の大きさは、像面で必要なスポット径の大きさと後述する走査レンズ８の光学特性とに応じて適宜設定される。
アパーチャ４は、コリメートレンズ３で略平行光とされた第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１が、像面上で主走査方向、副走査方向に適宜の結像スポット径を形成できるように、それらのビーム形状を整形するものであり、遮光板上に適宜の大きさを有する楕円状、矩形状、長円状などの開口が形成された部材を採用することができる。開口の大きさは、像面で必要なスポット径の大きさと後述する走査レンズ８の光学特性とに応じて適宜設定される。
なお、以下では、誤解の恐れがないかぎり、主走査方向および副走査方向を広義の意味、つまり走査位置での方向に限らず、各光路に直交する断面の２方向を参照する場合にも用いることにする。すなわち、光路に沿って進んで像面に到達するときに、像面での主走査方向、副走査方向に対応する方向を、光路上のどの位置でもそれぞれ主走査方向、副走査方向と称する。
走査面の主走査方向はＹ軸方向（図１の紙面垂直方向）であり、副走査方向はＸ軸方向（図１の左右方向）である。
走査面の主走査方向はＹ軸方向（図１の紙面垂直方向）であり、副走査方向はＸ軸方向（図１の左右方向）である。
折り返しミラー５は、図３に示すように、ビーム光源６から出射された第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１の光路を折り返して、図示ＺＸ平面に平行な面を通る光路で、揺動偏向器７に入射させるものである。
揺動偏向器７は、Ｚ軸負方向に反射面が形成された揺動ミラー７ａを２軸方向に揺動可能に保持するもので、例えば、ガルバノミラーやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により製作されたＭＥＭＳ共振ミラーなどを採用することができる。
本実施形態では、図４に示すようなＭＥＭＳ共振ミラーを採用しているので、この場合の構成について説明する。
本実施形態では、図４に示すようなＭＥＭＳ共振ミラーを採用しているので、この場合の構成について説明する。
揺動偏向器７の概略構成は、それぞれＭＥＭＳ技術で形成された、支持枠部７ｅ、トーションバー部７ｄ、７ｄ、揺動枠部７ｃ、トーションバー部７ｂ、７ｂ、揺動ミラー７ａ、および支持枠部７ｅの外周側に配置され揺動ミラー７ａ、揺動枠部７ｃを揺動駆動するための静磁界を発生する磁界形成部（不図示）からなる。
支持枠部７ｅは、正面視矩形状の固定枠部材であり、その枠内に、一組の対辺の垂直２等分線上（図示ｙ軸上）に延びるトーションバー部７ｄ、７ｄを介して、揺動枠部７ｃをｙ軸回りに揺動可能に支持するものである。
揺動枠部７ｃは、正面視矩形状の可動枠部材であり、トーションバー部７ｄ、７ｄと接続されていない側の対辺の垂直２等分線上（図示ｘ軸上）に延びるトーションバー部７ｂ、７ｂを介して、揺動ミラー７ａをｘ軸回りに揺動可動に支持するものである。
揺動ミラー７ａの表面には、中心部の矩形状の領域に、例えば金属蒸着などにより反射膜コーティングが施された反射面が形成されている。
揺動ミラー７ａ、揺動枠部７ｃの外縁部には、後述する揺動偏向器制御手段３０２から駆動電流の供給を受ける駆動コイル（不図示）が形成されている。駆動コイルは、磁界形成部で形成される磁界を横切るように配置されている。
支持枠部７ｅは、正面視矩形状の固定枠部材であり、その枠内に、一組の対辺の垂直２等分線上（図示ｙ軸上）に延びるトーションバー部７ｄ、７ｄを介して、揺動枠部７ｃをｙ軸回りに揺動可能に支持するものである。
揺動枠部７ｃは、正面視矩形状の可動枠部材であり、トーションバー部７ｄ、７ｄと接続されていない側の対辺の垂直２等分線上（図示ｘ軸上）に延びるトーションバー部７ｂ、７ｂを介して、揺動ミラー７ａをｘ軸回りに揺動可動に支持するものである。
揺動ミラー７ａの表面には、中心部の矩形状の領域に、例えば金属蒸着などにより反射膜コーティングが施された反射面が形成されている。
揺動ミラー７ａ、揺動枠部７ｃの外縁部には、後述する揺動偏向器制御手段３０２から駆動電流の供給を受ける駆動コイル（不図示）が形成されている。駆動コイルは、磁界形成部で形成される磁界を横切るように配置されている。
このような構成によれば、揺動ミラー７ａの駆動コイルに電流を流すと、磁界形成部が形成する静磁界からローレンツ力を受け、揺動ミラー７ａがトーションバー部７ｂ回りに回動する。そして、トーションバー部７ｂが歪むことによりねじりトルクが発生し、揺動ミラー７ａに対して復元力が働く。そのため、例えば、駆動コイルに流す電流を所定周波数でＯＮ／ＯＦＦすることでスイッチングしたり、所定周波数の交流電流を流したりすることにより、揺動ミラー７ａとトーションバー部７ｂとで構成されるねじり振動系が共振を起こし、揺動ミラー７ａが所定周波数でトーションバー部１１ｂの延びる揺動中心軸まわりに揺動振動する状態となる。
また、揺動枠部７ｃとトーションバー部７ｄとに対しても同様の動作が可能となる。そのため、揺動枠部７ｃに支持されている揺動ミラー７ａは、２つの揺動中心軸、ｘ軸、ｙ軸回りの独立に揺動し、それぞれｙ軸方向と、ｘ軸方向に揺動することが可能となっている。
揺動ミラー７ａ、揺動枠部７ｃは、ＭＥＭＳ技術により低慣性の小型のものが形成できるので、揺動偏向器７は、高速かつ安定的な揺動振動を行うことができる。
また、揺動枠部７ｃとトーションバー部７ｄとに対しても同様の動作が可能となる。そのため、揺動枠部７ｃに支持されている揺動ミラー７ａは、２つの揺動中心軸、ｘ軸、ｙ軸回りの独立に揺動し、それぞれｙ軸方向と、ｘ軸方向に揺動することが可能となっている。
揺動ミラー７ａ、揺動枠部７ｃは、ＭＥＭＳ技術により低慣性の小型のものが形成できるので、揺動偏向器７は、高速かつ安定的な揺動振動を行うことができる。
揺動偏向器７は、図３に示すように、揺動ミラー７ａが揺動の中立位置でＸＹ平面に平行で、揺動偏向器７のｘ軸、ｙ軸が、それぞれＸ軸、Ｙ軸方向に沿う方向に配置されている。揺動ミラー７ａの揺動の中立位置における法線は図示Ｚ軸方向に一致する。
このため、揺動ミラー７ａに入射された第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１は、揺動ミラー７ａの揺動中心軸であるｘ軸回りの揺動に応じてＹ軸方向に偏向される。すなわち、第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１は、揺動ミラー７ａによりＹ軸方向に往復走査する主走査と、副走査方向であるＸ軸方向に往復走査することが可能となっている。
Ｙ軸方向の揺動範囲は、主走査の走査幅と後述する走査レンズ８の光学特性とから決まる角度範囲とする。一方、Ｘ軸方向の揺動範囲は、主走査の往路走査と復路走査とで、第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１を分離するのに十分な微小幅、例えば、±１°程度でよい。
なお、本明細書では、往路走査、復路走査は、それぞれ画像上の左から右への走査、右から左への走査を意味する。すなわち、図示のＹ軸方向正方向の走査を往路走査、負方向の走査を復路走査と称する。
このため、揺動ミラー７ａに入射された第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１は、揺動ミラー７ａの揺動中心軸であるｘ軸回りの揺動に応じてＹ軸方向に偏向される。すなわち、第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１は、揺動ミラー７ａによりＹ軸方向に往復走査する主走査と、副走査方向であるＸ軸方向に往復走査することが可能となっている。
Ｙ軸方向の揺動範囲は、主走査の走査幅と後述する走査レンズ８の光学特性とから決まる角度範囲とする。一方、Ｘ軸方向の揺動範囲は、主走査の往路走査と復路走査とで、第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１を分離するのに十分な微小幅、例えば、±１°程度でよい。
なお、本明細書では、往路走査、復路走査は、それぞれ画像上の左から右への走査、右から左への走査を意味する。すなわち、図示のＹ軸方向正方向の走査を往路走査、負方向の走査を復路走査と称する。
以下では、揺動枠部７ｃの揺動角度の切替に応じて、揺動ミラー７ａによる主走査がＸ軸正方向側で行われるか、負方向側で行われるかに応じて、光ビームにそれぞれ添え字Ａ、Ｂをつけて表すことにする。例えば、第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１が、Ｘ軸正方向側で走査された場合を第１波長ビーム２０Ａ、第２波長ビーム２１Ａとし、Ｘ軸負方向側で走査された場合を第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂと称する。
走査レンズ８は、揺動偏向器７により偏向走査される第１波長ビーム２０Ａ（２０Ｂ）、第２波長ビーム２１Ａ（２１Ｂ）を所定像面に結像するとともに、像面上の走査速度を補正するための走査光学系である。
本実施形態では、走査レンズ８として、歪曲特性がアークサイン特性を有するアークサインレンズを用いる。揺動ミラー７ａのｘ軸方向回りの揺動角は単振動、すなわち正弦振動するので、このようなアークサインレンズを採用することにより像面上で主走査方向の等速走査を実現することができる。
本実施形態では、走査レンズ８として、歪曲特性がアークサイン特性を有するアークサインレンズを用いる。揺動ミラー７ａのｘ軸方向回りの揺動角は単振動、すなわち正弦振動するので、このようなアークサインレンズを採用することにより像面上で主走査方向の等速走査を実現することができる。
なお、走査レンズ８は、後述するレーザ駆動信号３４０を適宜クロック補正された信号とすることで、例えば、ｆθ特性を有するｆθレンズを用いるようにしてもよい。この場合、ポリゴンスキャナを用いる光走査装置の汎用的なｆθレンズを共用することができるので好都合である。
ビーム分離ミラー９は、揺動ミラー７ａで反射され、走査レンズ８により集光される第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１をＸ軸方向の揺動位置に応じて異なる方向に偏向することにより、第１波長ビーム２０Ａ、第１波長ビーム２０Ａと、第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂとをそれぞれ異なる方向に偏向するための光学素子である。本実施形態では、図１に示すように、図示ＺＸ平面において、Ｚ軸正方向に凸の二等辺三角形断面を有し、その断面がＹ軸方向に延ばされた棒状のミラーからなり、断面の等辺に対応する斜面にそれぞれ反射面９ａ、９ｂが形成されている。
反射面９ａ（９ｂ）は、波長λ１、λ２に対して、良好な反射率を有する反射膜コーティングが施され、Ｚ軸正方向から入射する第１波長ビーム２０Ａ（２０Ｂ）、第２波長ビーム２１Ａ（２１Ｂ）をそれぞれ略Ｘ軸正（負）方向に沿って偏向するような傾斜角で配置されている。
なお、ビーム分離ミラー９は、必要に応じて、反射面９ａ、９ｂに対応する２枚のミラーの組み合わせや、内部反射面を用いたプリズムなどの光学素子を採用することもできる。
反射面９ａ（９ｂ）は、波長λ１、λ２に対して、良好な反射率を有する反射膜コーティングが施され、Ｚ軸正方向から入射する第１波長ビーム２０Ａ（２０Ｂ）、第２波長ビーム２１Ａ（２１Ｂ）をそれぞれ略Ｘ軸正（負）方向に沿って偏向するような傾斜角で配置されている。
なお、ビーム分離ミラー９は、必要に応じて、反射面９ａ、９ｂに対応する２枚のミラーの組み合わせや、内部反射面を用いたプリズムなどの光学素子を採用することもできる。
ダイクロイックミラー１０Ａ（１０Ｂ）は、第１波長ビーム２０Ａ（２０Ｂ）、第２波長ビーム２１Ａ（２１Ｂ）の光路を波長により分岐するためのもので、例えば、平行平板上に、波長λ１の第１波長ビーム２０Ａ（２０Ｂ）を透過し、波長λ２の第２波長ビーム２１Ａ（２１Ｂ）を反射するような波長特性を有するダイクロイックミラーコーティングを施した部材である。
反射ミラー１１Ａ（１１Ｂ）は、ダイクロイックミラー１０Ａ（１０Ｂ）を透過する第１波長ビーム２０Ａ（２０Ｂ）をＺ軸負方向に向けて反射し、感光体ドラム５１Ｋ（５１Ｙ）上に導く偏向手段であり、偏向する光ビームに対して反射率が良好となる反射膜コーティングが施されている。
反射ミラー１２Ａ（１２Ｂ）、１３Ａ（１３Ｂ）は、ダイクロイックミラー１０Ａ（１０Ｂ）が反射する第２波長ビーム２１Ａ（２１Ｂ）を折り畳んでそれぞれ感光体ドラム５１Ｃ（５１Ｍ）上に導く偏向手段であり、偏向する光ビームに対して反射率が良好となる反射膜コーティングが施されている。
反射ミラー１２Ａ（１２Ｂ）は、ＺＸ平面において、ダイクロイックミラー１０Ａ（１０Ｂ）と反対の傾斜角に配置され、ダイクロイックミラー１０Ａ（１０Ｂ）で反射された光をＸ軸負（正）方向側に反射する。また、反射ミラー１３Ａ（１３Ｂ）は、反射ミラー１２Ａ（１２Ｂ）で反射された光をＺ軸負方向に向けて反射する配置とされる。
反射ミラー１２Ａ（１２Ｂ）、１３Ａ（１３Ｂ）は、ダイクロイックミラー１０Ａ（１０Ｂ）が反射する第２波長ビーム２１Ａ（２１Ｂ）を折り畳んでそれぞれ感光体ドラム５１Ｃ（５１Ｍ）上に導く偏向手段であり、偏向する光ビームに対して反射率が良好となる反射膜コーティングが施されている。
反射ミラー１２Ａ（１２Ｂ）は、ＺＸ平面において、ダイクロイックミラー１０Ａ（１０Ｂ）と反対の傾斜角に配置され、ダイクロイックミラー１０Ａ（１０Ｂ）で反射された光をＸ軸負（正）方向側に反射する。また、反射ミラー１３Ａ（１３Ｂ）は、反射ミラー１２Ａ（１２Ｂ）で反射された光をＺ軸負方向に向けて反射する配置とされる。
それぞれの反射ミラーは、走査レンズ８から各像面までの光路長が等しくなるように配置される。
また、各像面での走査線が被走査媒体上で、平行な走査線画像を形成することができるように、揺動ミラー７ａの法線に対して対称位置にある反射ミラーのいずれかを、副走査方向に互いに逆方向にわずかに傾斜して配置しておく。本実施形態では、像面に最も近い反射ミラーを傾斜させる。
例えば、図５（ａ）に示すように、反射ミラー１１Ａ（１３Ａ）と反射ミラー１１Ｂ（１３Ｂ）とを互いに平行に配置すると、後述する感光体ドラム５１Ｋ（５１Ｙ）、５１Ｃ（５１Ｍ）上に記録される走査線が往路走査線画像６２、復路走査線画像６３のようなジグザグ状の画像となってしまう。
そこで、図５（ｂ）に示すように、例えば、反射ミラー１１Ｂ（１３Ｂ）を復路走査線画像６３の傾斜方向と反対方向にＸＹ平面内で角度θだけ回転し、往路走査線画像６２、復路走査線画像６３を互いに平行にすることができる。
角度θは、解像度から決まる副走査ピッチＰ、有効走査率η、有効走査幅ｗから決まる像面での走査線傾き量α（ただし、ｔａｎα＝（Ｐ・η）／ｗ）を補正できるような角度として、反射ミラーの配置位置に応じて設定する。
また、各像面での走査線が被走査媒体上で、平行な走査線画像を形成することができるように、揺動ミラー７ａの法線に対して対称位置にある反射ミラーのいずれかを、副走査方向に互いに逆方向にわずかに傾斜して配置しておく。本実施形態では、像面に最も近い反射ミラーを傾斜させる。
例えば、図５（ａ）に示すように、反射ミラー１１Ａ（１３Ａ）と反射ミラー１１Ｂ（１３Ｂ）とを互いに平行に配置すると、後述する感光体ドラム５１Ｋ（５１Ｙ）、５１Ｃ（５１Ｍ）上に記録される走査線が往路走査線画像６２、復路走査線画像６３のようなジグザグ状の画像となってしまう。
そこで、図５（ｂ）に示すように、例えば、反射ミラー１１Ｂ（１３Ｂ）を復路走査線画像６３の傾斜方向と反対方向にＸＹ平面内で角度θだけ回転し、往路走査線画像６２、復路走査線画像６３を互いに平行にすることができる。
角度θは、解像度から決まる副走査ピッチＰ、有効走査率η、有効走査幅ｗから決まる像面での走査線傾き量α（ただし、ｔａｎα＝（Ｐ・η）／ｗ）を補正できるような角度として、反射ミラーの配置位置に応じて設定する。
なお、このような反射ミラーの配置は反射ミラーの取付位置を予めずらして設けるようにしてもよいが、各反射ミラーの取付位置を調整する調整機構を設け、出力画像に応じて調整できるようにしてもよい。
このように、本実施形態の光走査装置１は、前記揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度に応じて、切り替えられた光路の少なくとも一方に、その光路における走査線の傾きを補正するミラー部材を備えた構成となっている。
そのため、被走査媒体が副走査される場合に、揺動方向に応じて、走査線の傾きを補正して、被走査媒体上に平行な走査線を描くことができる。
そのため、被走査媒体が副走査される場合に、揺動方向に応じて、走査線の傾きを補正して、被走査媒体上に平行な走査線を描くことができる。
同期検知センサ１７は、走査レンズ８を透過した第１波長ビーム２０Ａ、２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ａ、２１Ｂが、それぞれ所定像高に到来したことを検知して同期検知信号３１０（図５参照）を生成する同期検知手段であり、例えば、ＰＩＮフォトダイオードなどを採用することができる。
同期検知センサ１７は、本実施形態では、図２に示すように、Ｙ軸負方向側の走査領域外に配置されている。そして、走査レンズ８とビーム分離ミラー９との間の光路には、折り返しミラー１４Ａ、１５Ａが配置され、Ｙ軸方向負方向側の所定位置に到来した第１波長ビーム２０Ａ、第２波長ビーム２１Ａをそれぞれ折り返して同期検知センサ１７に導くようになっている。また、走査レンズ８とビーム分離ミラー９との間の光路には、折り返しミラー１４Ｂが配置され、Ｙ軸方向正方向側の所定位置に到来した第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂをそれぞれ折り返して同期検知センサ１７に導くようになっている。
折り返しミラー１４Ａ、１４Ｂの所定位置は、主走査の有効走査領域のうち、画像域の両外側の適宜像高となる光路にそれぞれ設定される。
同期検知センサ１７は、本実施形態では、図２に示すように、Ｙ軸負方向側の走査領域外に配置されている。そして、走査レンズ８とビーム分離ミラー９との間の光路には、折り返しミラー１４Ａ、１５Ａが配置され、Ｙ軸方向負方向側の所定位置に到来した第１波長ビーム２０Ａ、第２波長ビーム２１Ａをそれぞれ折り返して同期検知センサ１７に導くようになっている。また、走査レンズ８とビーム分離ミラー９との間の光路には、折り返しミラー１４Ｂが配置され、Ｙ軸方向正方向側の所定位置に到来した第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂをそれぞれ折り返して同期検知センサ１７に導くようになっている。
折り返しミラー１４Ａ、１４Ｂの所定位置は、主走査の有効走査領域のうち、画像域の両外側の適宜像高となる光路にそれぞれ設定される。
折り返しミラー１５Ａ、１４Ｂと同期検知センサ１７との間の光路には、同期レンズ１６が配置されている。
同期レンズ１６は、折り返しミラー１５Ａで偏向された第１波長ビーム２０Ａ、第２波長ビーム２１Ａと折り返しミラー１４Ｂで偏向された第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂの結像位置およびスポット径を同期検知センサ１７の受光面上で最適となるように調整するためのものである。例えば、同期検知センサ１７を配置するレイアウトの関係で結像位置を調整したり、受光面を広い範囲で覆う細長いスポットにして同期精度を良好にしたりするために設けている。
同期レンズ１６は、折り返しミラー１５Ａで偏向された第１波長ビーム２０Ａ、第２波長ビーム２１Ａと折り返しミラー１４Ｂで偏向された第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂの結像位置およびスポット径を同期検知センサ１７の受光面上で最適となるように調整するためのものである。例えば、同期検知センサ１７を配置するレイアウトの関係で結像位置を調整したり、受光面を広い範囲で覆う細長いスポットにして同期精度を良好にしたりするために設けている。
制御部３００の概略構成は、図６に示すように、水平同期制御手段３０１、レーザ駆動信号発生手段３０４、画像処理手段３０３、揺動偏向器制御手段３０２、およびシーケンス動作制御手段３０６からなる。
水平同期制御手段３０１は、同期検知センサ１７から送出される同期検知信号３１０を各色に対応して所定時間遅延させることにより書出し位置の同期をとる書出開始信号３５０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを生成するものである。
揺動偏向器制御手段３０２は、揺動ミラー７ａの駆動コイルに主走査を行うための主走査周波数のクロック信号に基づいて、揺動偏向器７にスイッチング電流、もしくは交流電流を供給し、揺動ミラー７ａを共振させ、ｙ軸方向に揺動させる。一方、揺動枠部７ｃの駆動コイルには、主走査周波数と同一周波数で揺動枠部７ｃの傾斜角度を２つの角度の間で切り替えるような矩形波状の駆動電流を供給し、揺動枠部７ｃのｙ軸回りの傾斜角度を切り替える。この切り替えは、揺動ミラー７ａで走査される光ビームが被走査媒体に到達しないタイミングで行われるようになっている。
なお、揺動ミラー７ａを揺動するクロック信号の位相情報は、揺動ミラー７ａの走査方向判別信号３５１として、レーザ駆動信号発生手段３０４に送出され、レーザ駆動信号発生手段３０４が往路走査および復路走査の走査開始タイミングを取得できるようになっている。
なお、揺動ミラー７ａを揺動するクロック信号の位相情報は、揺動ミラー７ａの走査方向判別信号３５１として、レーザ駆動信号発生手段３０４に送出され、レーザ駆動信号発生手段３０４が往路走査および復路走査の走査開始タイミングを取得できるようになっている。
レーザ駆動信号発生手段３０４は、走査方向判別信号３５１に応じて、送出すべき画像信号を選択し、第１波長ビーム２０を変調するレーザ駆動信号３４１と、第２波長ビーム２１を変調するレーザ駆動信号３４２への変換を行い、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した書出開始信号３５０Ｙ、３５０Ｍ、３５０Ｃ、３５０Ｋに応じた各タイミングで、レーザ駆動信号３４１、３４２を２波長ＬＤ２に送出するものである。
画像信号のレーザ駆動信号３４１、３４２への変換手段は、少なくとも往路走査か復路走査かに応じて、データ順序を反転する変換を含んでいる。本実施形態では、往路走査が画像上の左から右に向かう正規の走査方向となっているので、復路走査時に画像データのデータ順序が反転される。
また、レーザ駆動信号発生手段３０４は、非画像域における２波長ＬＤ２の点灯制御も行う。この点灯制御は、非画像域において、２波長ＬＤ２のオートパワー制御（以下、ＡＰＣと略称する）を行うとともに、同期検知センサ１７上で、同期検知信号３１０を得るために光ビームを点灯する制御である。第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１は、走査角が共通なので、同期検知もいずれか一方のみで行うことができる。
画像信号のレーザ駆動信号３４１、３４２への変換手段は、少なくとも往路走査か復路走査かに応じて、データ順序を反転する変換を含んでいる。本実施形態では、往路走査が画像上の左から右に向かう正規の走査方向となっているので、復路走査時に画像データのデータ順序が反転される。
また、レーザ駆動信号発生手段３０４は、非画像域における２波長ＬＤ２の点灯制御も行う。この点灯制御は、非画像域において、２波長ＬＤ２のオートパワー制御（以下、ＡＰＣと略称する）を行うとともに、同期検知センサ１７上で、同期検知信号３１０を得るために光ビームを点灯する制御である。第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１は、走査角が共通なので、同期検知もいずれか一方のみで行うことができる。
画像処理手段３０３は、外部入力された情報に基づいて、フルカラー画像を形成するために、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に色分解された画像信号３６０Ｙ、３６０Ｍ、３６０Ｃ、３６０Ｋを生成するものである。
揺動偏向器制御手段３０２は、所定周波数のクロックに基づいて、揺動偏向器７にスイッチング電流、もしくは交流電流を供給し、揺動偏向器７の揺動部１１ｂを所定周波数で共振させ、揺動振動を励起するものである。このクロック情報は、揺動偏向器７に供給する電流の位相情報も含まれており、少なくとも往路走査と復路走査とが切り替わるタイミング、すなわちそれぞれの走査の開始タイミングが取得できるようになっている。
シーケンス動作制御手段３０６は、プリント開始信号を受信することにより、プリント動作を開始し、光走査装置１および画像形成装置５０のシーケンス動作を協調して制御するものである。例えば、転写紙の搬送に同期して各装置の動作を協調せしめる制御を行う。この詳細は周知のことなので説明を省略する。
次に、画像形成装置５０の概略構成について説明する。
画像形成装置５０は、図１にその概略構成を示すように、光走査装置１の下方に配置され、光走査装置１により略平行な線上に走査される第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂ、第２波長ビーム２１Ａ、第１波長ビーム２０Ａを、それぞれ露光に用いる電子写真方式のタンデム型の装置である。
すなわち、駆動ローラ５３で図示左右方向に駆動され、テンションローラ５４で張力を与えられた不図示の転写紙を搬送するための転写搬送ベルト５２上に、所定間隔をおいて軸方向を平行に揃えられた感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが配置されている。
特に図示しないが、各感光体ドラムの円周方向には、それぞれ、感光体ドラムを一様帯電させるための帯電器、露光後に形成される静電潜像の電位に応じて帯電トナーを付着させて静電潜像を可視化する現像器、可視化されたトナー像を転写搬送ベルト５２により搬送された転写紙上に転写する転写器、感光体ドラムを再使用するために残留トナーを除去するクリーナなど、電子写真に係る周知の構成要素がこの順に配置されている。
現像器は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを含むものが、それぞれ感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋに対応して配置されている。現像方式は、特に限定されないが、以下では露光部分が現像される反転現像方式を採用するものとして説明する。
また、特に図示しないが、転写搬送ベルト５２の上下流には転写紙を給紙する給紙手段および転写紙に転写されたトナー像を転写紙上に熱定着する定着器が設けられている。
画像形成装置５０は、図１にその概略構成を示すように、光走査装置１の下方に配置され、光走査装置１により略平行な線上に走査される第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂ、第２波長ビーム２１Ａ、第１波長ビーム２０Ａを、それぞれ露光に用いる電子写真方式のタンデム型の装置である。
すなわち、駆動ローラ５３で図示左右方向に駆動され、テンションローラ５４で張力を与えられた不図示の転写紙を搬送するための転写搬送ベルト５２上に、所定間隔をおいて軸方向を平行に揃えられた感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが配置されている。
特に図示しないが、各感光体ドラムの円周方向には、それぞれ、感光体ドラムを一様帯電させるための帯電器、露光後に形成される静電潜像の電位に応じて帯電トナーを付着させて静電潜像を可視化する現像器、可視化されたトナー像を転写搬送ベルト５２により搬送された転写紙上に転写する転写器、感光体ドラムを再使用するために残留トナーを除去するクリーナなど、電子写真に係る周知の構成要素がこの順に配置されている。
現像器は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを含むものが、それぞれ感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋに対応して配置されている。現像方式は、特に限定されないが、以下では露光部分が現像される反転現像方式を採用するものとして説明する。
また、特に図示しないが、転写搬送ベルト５２の上下流には転写紙を給紙する給紙手段および転写紙に転写されたトナー像を転写紙上に熱定着する定着器が設けられている。
次に画像形成システム１００の動作について、光走査装置１の動作を中心に説明する。画像形成装置５０の動作については、周知なので詳しい説明は省略する。
図７は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の動作について説明するためのタイミングチャートである。図７において、角度θｍは、揺動ミラー７ａの揺動角を示し、Ｘ軸正方向に右ねじが進む回転方向を正とする。角度θｓは、揺動枠部７ｃの揺動角を示し、Ｙ軸正方向に右ねじが進む回転方向を正とする。また、同種の文字に付された添字は、数字の小さいものより大きいものの方が後に発生する事象であることを示す。
図７は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の動作について説明するためのタイミングチャートである。図７において、角度θｍは、揺動ミラー７ａの揺動角を示し、Ｘ軸正方向に右ねじが進む回転方向を正とする。角度θｓは、揺動枠部７ｃの揺動角を示し、Ｙ軸正方向に右ねじが進む回転方向を正とする。また、同種の文字に付された添字は、数字の小さいものより大きいものの方が後に発生する事象であることを示す。
画像形成システム１００は、プリント開始信号を受信すると、揺動偏向器制御手段３０２により揺動偏向器７が駆動され、揺動ミラー７ａが２軸方向に揺動振動する。
例えば、揺動ミラー７ａの揺動角θｍは、図７に示すように、時刻ｍ１からｍ５が主走査周波数の一周期となるような正弦波状に変化する。すなわち、時刻ｍ１、ｍ５で揺動角θｍが正方向最大値をとり、時刻ｍ３で負方向最大値をとる。時刻ｍ２、ｍ４では、中立位置の角度０°となる。つまり、時刻ｍ１からｍ３までは復路走査の期間であり、時刻ｍ３からｍ５までは往路走査の期間である。時刻ｍ１、ｍ３、ｍ５は揺動の折り返し時刻を示す。
また、揺動枠部７ｃの揺動角θｓは、θｍと同周期で、時刻ｓ１からｓ２および時刻ｓ５からｓ６で所定の正の傾斜角度から所定の負の傾斜角度へ、時刻ｓ３からｓ４で所定の負の傾斜角度から所定の正の傾斜角度へ切り替えられ、それらの間で所定の正の傾斜角度または負の傾斜角度に保持されるような台形波状に変化する。
ここで、時刻ｓ１、ｓ２は、時刻ｍ１を、時刻ｓ３、ｓ４は、時刻ｍ３を、時刻ｓ５、ｓ６は、時刻ｍ５をそれぞれ挟むタイミングに設定されている。
例えば、揺動ミラー７ａの揺動角θｍは、図７に示すように、時刻ｍ１からｍ５が主走査周波数の一周期となるような正弦波状に変化する。すなわち、時刻ｍ１、ｍ５で揺動角θｍが正方向最大値をとり、時刻ｍ３で負方向最大値をとる。時刻ｍ２、ｍ４では、中立位置の角度０°となる。つまり、時刻ｍ１からｍ３までは復路走査の期間であり、時刻ｍ３からｍ５までは往路走査の期間である。時刻ｍ１、ｍ３、ｍ５は揺動の折り返し時刻を示す。
また、揺動枠部７ｃの揺動角θｓは、θｍと同周期で、時刻ｓ１からｓ２および時刻ｓ５からｓ６で所定の正の傾斜角度から所定の負の傾斜角度へ、時刻ｓ３からｓ４で所定の負の傾斜角度から所定の正の傾斜角度へ切り替えられ、それらの間で所定の正の傾斜角度または負の傾斜角度に保持されるような台形波状に変化する。
ここで、時刻ｓ１、ｓ２は、時刻ｍ１を、時刻ｓ３、ｓ４は、時刻ｍ３を、時刻ｓ５、ｓ６は、時刻ｍ５をそれぞれ挟むタイミングに設定されている。
このような揺動が行われる結果、例えば、２波長ＬＤ２が全点灯する場合、図１、３に示すように、２波長ＬＤ２から出射された第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１は、コリメートレンズ３で集光されて略平行光とされ、アパーチャ４により断面形状が整形される。そして、折り返しミラー５で反射されて揺動偏向器７に入射する。
そして、揺動枠部７ｃの走査角が有効画像領域の角度範囲の場合、揺動枠部７ｃの傾斜角度に応じて、Ｘ軸方向に偏向された状態で、走査レンズ８に入射し、像面で適宜スポット径となるように集光されるとともに、走査面内で主光線の進む向きが走査レンズ８のアークサイン特性に対応した方向に屈折されて走査速度が補正される。走査レンズ８を出射した光りビームは、ビーム分離ミラー９の反射面９ａまたは反射面９ｂに入射する。
例えば、θｓが正の値をとる復路走査では、第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂが反射面９ｂに到達してＸ軸負方向に反射され、それぞれダイクロイックミラー１０Ｂに至る。
ダイクロイックミラー１０Ｂでは、第１波長ビーム２０Ｂが透過され、第２波長ビーム２１Ｂが反射され２方向に分岐される。第１波長ビーム２０Ｂは、反射ミラー１１Ｂで反射されて、Ｚ軸負方向に偏向され、感光体ドラム５１Ｙ上で適宜のスポット径に結像される。また第２波長ビーム２１Ｂは、反射ミラー１２Ｂ、反射ミラー１３Ｂで反射されて、Ｚ軸負方向に偏向され、感光体ドラム５１Ｍ上に結像される。
θｓが負の値をとる往路走査では、容易に理解されるように、上記と略同様な過程を経て、第１波長ビーム２０Ａ、第２波長ビーム２１Ａがそれぞれ感光体ドラム５１Ｋ、５１Ｃ上にそれぞれ適宜のスポット径で結像される。
このとき、各光ビームが各感光体ドラム上に形成する走査線は、反射ミラー１１Ｂ、１３Ｂ、１３Ａ、１１Ａの間の傾斜角が適宜設定または調整されることにより、互いに平行とされているものである。
そして、揺動枠部７ｃの走査角が有効画像領域の角度範囲の場合、揺動枠部７ｃの傾斜角度に応じて、Ｘ軸方向に偏向された状態で、走査レンズ８に入射し、像面で適宜スポット径となるように集光されるとともに、走査面内で主光線の進む向きが走査レンズ８のアークサイン特性に対応した方向に屈折されて走査速度が補正される。走査レンズ８を出射した光りビームは、ビーム分離ミラー９の反射面９ａまたは反射面９ｂに入射する。
例えば、θｓが正の値をとる復路走査では、第１波長ビーム２０Ｂ、第２波長ビーム２１Ｂが反射面９ｂに到達してＸ軸負方向に反射され、それぞれダイクロイックミラー１０Ｂに至る。
ダイクロイックミラー１０Ｂでは、第１波長ビーム２０Ｂが透過され、第２波長ビーム２１Ｂが反射され２方向に分岐される。第１波長ビーム２０Ｂは、反射ミラー１１Ｂで反射されて、Ｚ軸負方向に偏向され、感光体ドラム５１Ｙ上で適宜のスポット径に結像される。また第２波長ビーム２１Ｂは、反射ミラー１２Ｂ、反射ミラー１３Ｂで反射されて、Ｚ軸負方向に偏向され、感光体ドラム５１Ｍ上に結像される。
θｓが負の値をとる往路走査では、容易に理解されるように、上記と略同様な過程を経て、第１波長ビーム２０Ａ、第２波長ビーム２１Ａがそれぞれ感光体ドラム５１Ｋ、５１Ｃ上にそれぞれ適宜のスポット径で結像される。
このとき、各光ビームが各感光体ドラム上に形成する走査線は、反射ミラー１１Ｂ、１３Ｂ、１３Ａ、１１Ａの間の傾斜角が適宜設定または調整されることにより、互いに平行とされているものである。
一方、角度θｍの絶対値が大きく、有効画像領域外である非画像域を走査する場合、折り返しミラー１４Ａ、１５Ａ、および１４Ｂで反射された光ビームが同期レンズ１６を介して、同期検知センサ１７に入射し、同期検知センサ１７から、パルス信号が出力されることになる。
例えば、２波長ＬＤ２が全点灯されている場合、図７に、破線で示すBD_imaginaryのように、揺動の折り返しのタイミングの前後で、例えば、時刻ｔ１でローとなり、時刻ｔ２でハイとなるパルス信号と、時刻ｔ５でローとなり、時刻ｔ６でハイとなるパルス信号が発生する。時刻ｔ１は、往路走査の終了時刻の近傍値を示し、時刻ｔ５は、復路走査の開始時刻の近傍値を示すから、同期検知信号３１０として用いる場合、時刻ｔ５のタイミングのパルス信号を用いることが好ましい。
例えば、２波長ＬＤ２が全点灯されている場合、図７に、破線で示すBD_imaginaryのように、揺動の折り返しのタイミングの前後で、例えば、時刻ｔ１でローとなり、時刻ｔ２でハイとなるパルス信号と、時刻ｔ５でローとなり、時刻ｔ６でハイとなるパルス信号が発生する。時刻ｔ１は、往路走査の終了時刻の近傍値を示し、時刻ｔ５は、復路走査の開始時刻の近傍値を示すから、同期検知信号３１０として用いる場合、時刻ｔ５のタイミングのパルス信号を用いることが好ましい。
そこで、本実施形態のレーザ駆動信号発生手段３０４は、図７に示す、SPL_HOLD1信号、SPL_HOLD2信号により、非画像域における２波長ＬＤ２の点灯制御を行う。
すなわち、SPL_HOLD2信号は、信号レベルがローの間、２波長ＬＤ２の一方のＬＤ（以下、ＬＤ２と称する）を強制点灯する制御信号である。またSPL_HOLD1信号は、信号レベルがローの間、２波長ＬＤ２の他方のＬＤ（以下、ＬＤ１と称する）を強制点灯する制御信号である。ここで、ＬＤ１は、同期検知センサ１７の波長感度を有していればいずれの波長のＬＤに設定してもよいが、本実施形態では、波長λ１のＬＤとしている。
これにより、例えば、時刻ｔ３からｔ４までの間、ＬＤ２が強制点灯され、時刻ｔ４からｔ６までの間、ＬＤ１が強制点灯される。
この強制点灯時には、ＬＤ１、ＬＤ２のＡＰＣを行い、所定の光パワーが得られるように、それぞれのピーク駆動電流値を固定する。そのため、それぞれの強制発光時間は、ＡＰＣが完了する程度確保する。特に、時刻ｔ４は、ＬＤ１による光ビームが同期検知センサ１７に入射する時刻ｔ５の以前のタイミングでＡＰＣが完了するように設定する。
すなわち、SPL_HOLD2信号は、信号レベルがローの間、２波長ＬＤ２の一方のＬＤ（以下、ＬＤ２と称する）を強制点灯する制御信号である。またSPL_HOLD1信号は、信号レベルがローの間、２波長ＬＤ２の他方のＬＤ（以下、ＬＤ１と称する）を強制点灯する制御信号である。ここで、ＬＤ１は、同期検知センサ１７の波長感度を有していればいずれの波長のＬＤに設定してもよいが、本実施形態では、波長λ１のＬＤとしている。
これにより、例えば、時刻ｔ３からｔ４までの間、ＬＤ２が強制点灯され、時刻ｔ４からｔ６までの間、ＬＤ１が強制点灯される。
この強制点灯時には、ＬＤ１、ＬＤ２のＡＰＣを行い、所定の光パワーが得られるように、それぞれのピーク駆動電流値を固定する。そのため、それぞれの強制発光時間は、ＡＰＣが完了する程度確保する。特に、時刻ｔ４は、ＬＤ１による光ビームが同期検知センサ１７に入射する時刻ｔ５の以前のタイミングでＡＰＣが完了するように設定する。
このため、時刻ｔ５からｔ６の間発光するＬＤ１により、同期検知センサ１７に光りビームが入射し、同期検知信号３１０であるHSYNC信号が発生する。
水平同期制御手段３０１は、このHSYNC信号を、各色の画像書き出しタイミングに対応して遅延させた書出開始信号３５０Ｙ、３５０Ｍ、３５０Ｃ、３５０Ｋを発生し、レーザ駆動信号発生手段３０４に送出する。
レーザ駆動信号発生手段３０４は、揺動偏向器制御手段３０２から送出される走査方向判別信号３５１に応じて、現在の走査が往路走査か復路走査かを判定し、２波長ＬＤ２を制御する書出開始信号と、画像処理手段３０３から送出される画像信号とを選択し、レーザ駆動信号３４１、３４２として２波長ＬＤ２に送出する。
例えば、時刻ｔ５では、復路走査であると判定されるので、図７に示すように、レーザ駆動信号３４１としては、書出開始信号３５０Ｙで設定される時刻ｔＹから送出されるY_VIDEO信号が選択される。また、レーザ駆動信号３４２としては、書出開始信号３５０Ｍで設定される時刻ｔＭから送出されるM_VIDEO信号が選択される。
このY_VIDEO信号、M_VIDEO信号は、復路走査に対応して、レーザ駆動信号発生手段３０４により画像処理手段３０３からの画像信号のデータ順序が反転されているものである。
また、書出開始信号３５０Ｙ、Ｍの遅延時間は、往路走査により書き込まれた最終画素位置と整列するタイミングとされる。
また、これらのVIDEO信号は、画像データに対応するタイミングでＬＤが点灯され、１ラインの走査がすべて終了すると消灯されるようになっている。
このようにして、復路走査によるイエロー、マゼンタに対応する走査線が形成され、感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍが画像信号に応じて露光走査される。
水平同期制御手段３０１は、このHSYNC信号を、各色の画像書き出しタイミングに対応して遅延させた書出開始信号３５０Ｙ、３５０Ｍ、３５０Ｃ、３５０Ｋを発生し、レーザ駆動信号発生手段３０４に送出する。
レーザ駆動信号発生手段３０４は、揺動偏向器制御手段３０２から送出される走査方向判別信号３５１に応じて、現在の走査が往路走査か復路走査かを判定し、２波長ＬＤ２を制御する書出開始信号と、画像処理手段３０３から送出される画像信号とを選択し、レーザ駆動信号３４１、３４２として２波長ＬＤ２に送出する。
例えば、時刻ｔ５では、復路走査であると判定されるので、図７に示すように、レーザ駆動信号３４１としては、書出開始信号３５０Ｙで設定される時刻ｔＹから送出されるY_VIDEO信号が選択される。また、レーザ駆動信号３４２としては、書出開始信号３５０Ｍで設定される時刻ｔＭから送出されるM_VIDEO信号が選択される。
このY_VIDEO信号、M_VIDEO信号は、復路走査に対応して、レーザ駆動信号発生手段３０４により画像処理手段３０３からの画像信号のデータ順序が反転されているものである。
また、書出開始信号３５０Ｙ、Ｍの遅延時間は、往路走査により書き込まれた最終画素位置と整列するタイミングとされる。
また、これらのVIDEO信号は、画像データに対応するタイミングでＬＤが点灯され、１ラインの走査がすべて終了すると消灯されるようになっている。
このようにして、復路走査によるイエロー、マゼンタに対応する走査線が形成され、感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍが画像信号に応じて露光走査される。
復路走査の有効画像走査が終了すると、時刻ｓ３、ｍ３、ｓ４の間に、揺動枠部７ｃ、揺動ミラー７ａの揺動方向の切替が行われる。そして、２波長ＬＤ２のＡＰＣが行われ、同期検知信号３１０を発生し、往路走査に対応して、時刻ｔＣ、ｔＫから、シアン、ブラックに対応する走査線が形成され、感光体ドラム５１Ｃ、５１Ｋが露光走査される。
これらの制御については、往路走査であるため、画像信号の反転の制御が不要であることを除いて上記と同様に行われる。例えば、時刻ｔ１１からｔ１６のタイミングは、それぞれ時刻ｔ１からｔ６のタイミングに主走査周期の半周期分を加えたタイミングとされる。
以上で、復路走査、往路走査が終了する。
これらの制御については、往路走査であるため、画像信号の反転の制御が不要であることを除いて上記と同様に行われる。例えば、時刻ｔ１１からｔ１６のタイミングは、それぞれ時刻ｔ１からｔ６のタイミングに主走査周期の半周期分を加えたタイミングとされる。
以上で、復路走査、往路走査が終了する。
このように、本実施形態の光走査装置１によれば、画像形成装置５０において平行配置された感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ上に、それぞれの色ごとの画像信号に応じた静電潜像を、平行かつ主走査方向に位置合わせした状態の走査線で形成することができる。そのため、２波長ＬＤ２と揺動偏向器７とを用いて、４色を色重ねしてフルカラー画像を形成する画像形成システム１００を構成することができる。
その際、往路走査、復路走査で、それぞれ２ビーム分の走査線を形成するので、少ないビーム光源でも、高速の走査を行うことができる。例えば、単一光源、２次元走査ミラーからなる単一偏向器を用いる従来の４ビーム走査光学系のように、主走査方向の４回の往路走査と、副走査方向の往復走査とで、４つの走査線を形成する場合と比べて、８倍の高速走査を実現することができる。
その際、往路走査、復路走査で、それぞれ２ビーム分の走査線を形成するので、少ないビーム光源でも、高速の走査を行うことができる。例えば、単一光源、２次元走査ミラーからなる単一偏向器を用いる従来の４ビーム走査光学系のように、主走査方向の４回の往路走査と、副走査方向の往復走査とで、４つの走査線を形成する場合と比べて、８倍の高速走査を実現することができる。
本実施形態の光走査装置１は、本発明の光走査装置において、前記ビーム光源が偶数の光ビームを略同軸上に出射する多ビーム光源であり、前記揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度に応じて切り替えられた光路上で、前記偶数の光ビームを２つに分岐する光路分岐手段を備えた構成となっている。
この場合、往路走査と復路走査とにおいてそれぞれさらに２倍の走査線を形成することができるので、効率的な多ビーム走査を行うことができる。
この場合、往路走査と復路走査とにおいてそれぞれさらに２倍の走査線を形成することができるので、効率的な多ビーム走査を行うことができる。
本実施形態の光走査装置１は、本発明の前記光路分岐手段および前記多ビーム光源を備えた光走査装置において、前記多ビーム光源が、互いに光学特性の異なる２群の光ビームを発生するものであり、前記光路分岐手段が、前記２群の光ビームを前記光学特性により分岐する構成となっている。
この場合、同軸上を進む光ビームであっても、光ビームの光学特性により容易に分岐することができるので、光路をずらすといった余分なスペースを必要としないから、コンパクトな構成とすることができる。また、軸上光として分岐することができるから、収差劣化などが起こりにくく、良好な光学性能を実現することができる。
特に、本実施形態の光走査装置１は、前記多ビーム光源が、複数波長の光ビームを出射する多波長ビーム光源であり、前記光路分岐手段が、ダイクロイックミラーである場合の例となっている。
この場合、波長の違いを利用して容易に分岐することができる。
この場合、同軸上を進む光ビームであっても、光ビームの光学特性により容易に分岐することができるので、光路をずらすといった余分なスペースを必要としないから、コンパクトな構成とすることができる。また、軸上光として分岐することができるから、収差劣化などが起こりにくく、良好な光学性能を実現することができる。
特に、本実施形態の光走査装置１は、前記多ビーム光源が、複数波長の光ビームを出射する多波長ビーム光源であり、前記光路分岐手段が、ダイクロイックミラーである場合の例となっている。
この場合、波長の違いを利用して容易に分岐することができる。
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
本変形例の画像形成システム１０１は、上記第１の実施形態の画像形成システム１００の光走査装置１に代えて、光走査装置７０を備えるものである。
光走査装置７０は、図１に示すように、光走査装置１の２波長ＬＤ２、ダイクロイックミラー１０Ａ、１０Ｂに代えて、２ビームＬＤ６０、偏光ビームスプリッタ６１Ａ、６１Ｂを備えるものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
本変形例の画像形成システム１０１は、上記第１の実施形態の画像形成システム１００の光走査装置１に代えて、光走査装置７０を備えるものである。
光走査装置７０は、図１に示すように、光走査装置１の２波長ＬＤ２、ダイクロイックミラー１０Ａ、１０Ｂに代えて、２ビームＬＤ６０、偏光ビームスプリッタ６１Ａ、６１Ｂを備えるものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
２ビームＬＤ６０は、第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１に代えて、偏光方向が互いに直交する２つのレーザビーム、例えば、ｓ偏光ビーム６２、ｐ偏光ビーム６３を形成するレーザ光源である。本実施形態では、同一波長のレーザ光を発生する２つのＬＤチップを活性層の方向が直交するように配置したＬＤ素子を採用しているが、２つのＬＤを偏光方向が直交する向きに配置して個別にコリメートし、偏光ビームスプリッタで同軸上に合成するＬＤユニットを採用してもよい。後者の場合、コリメートレンズ３は不要になる。
偏光ビームスプリッタ６１Ａ、６１Ｂは、平行平板に、ｓ偏光成分を１００％透過しｐ偏光成分を１００％反射する偏光ビームスプリッタ面が形成されたもので、ｐ偏光ビーム６３Ａ、６３Ｂをそれぞれ反射ミラー１２Ａ、１２Ｂに向けて反射するように配置されている。
偏光ビームスプリッタ６１Ａ、６１Ｂは、平行平板に、ｓ偏光成分を１００％透過しｐ偏光成分を１００％反射する偏光ビームスプリッタ面が形成されたもので、ｐ偏光ビーム６３Ａ、６３Ｂをそれぞれ反射ミラー１２Ａ、１２Ｂに向けて反射するように配置されている。
制御部３００は、レーザ駆動信号３４１、３４２が、それぞれ２ビームＬＤ６０のｓ偏向ビーム６５、ｐ偏光ビーム６６を変調すること以外は、上記実施形態と同様である。
このような構成によれば、ｓ偏光ビーム６２、ｐ偏光ビーム６３は、第１の実施形態の第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１と同様にして、揺動偏向器７に入射し、揺動枠部７ｃの揺動方向に応じて、ｓ偏光ビーム６２Ａ、６２Ｂ、ｐ偏光ビーム６３Ａ、６３Ｂに分かれる。そして、走査レンズ８、ビーム分離ミラー９を介して、ｓ偏光ビーム６２Ａ、ｐ偏光ビーム６３Ａが、Ｘ軸正方向に偏向され、上記実施形態と同様に、それぞれ感光体ドラム５１Ｋ、５１Ｃ上に結像される。また、ｓ偏光ビーム６２Ｂ、ｐ偏光ビーム６３Ｂが、Ｘ軸負方向に偏向され、上記実施形態と同様に、それぞれ感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍ上に結像される
本変形例の光走査装置７０は、前記多ビーム光源が光学特性として偏光方向が異なるものであり、前記光路分岐手段が前記光ビームの偏光方向によって光路を分岐する場合の例となっている。
この場合、光ビームの波長を共通にできるので、色収差を考慮する必要がないから走査レンズ８を簡素化することができ、感光体ドラムの露光感度特性も共通化することができる利点がある。
この場合、光ビームの波長を共通にできるので、色収差を考慮する必要がないから走査レンズ８を簡素化することができ、感光体ドラムの露光感度特性も共通化することができる利点がある。
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る光走査装置についてそれを用いた画像形成システムとともに説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る光走査装置および画像形成システムの概略構成について説明するための模式的な正面図である。図９は、本発明の第２の実施形態に係る光走査装置に用いる多段分離ミラーの断面図である。
本発明の第２の実施形態に係る光走査装置についてそれを用いた画像形成システムとともに説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る光走査装置および画像形成システムの概略構成について説明するための模式的な正面図である。図９は、本発明の第２の実施形態に係る光走査装置に用いる多段分離ミラーの断面図である。
本実施形態の画像形成システム１０２は、上記第１の実施形態の画像形成システム１００の光走査装置１に代えて、光走査装置８０を備えるものである。
光走査装置８０は、図８に示すように、光走査装置１のビーム光源６、ビーム分離ミラー９、ダイクロイックミラー１０Ａ、１０Ｂに代えて、ビーム光源２６、多段分離ミラー２７、反射ミラー３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂを備え、ダイクロイックミラー１０Ａ、１０Ｂに代えて、ビーム光源２６、偏光ビームスプリッタ６１Ａ、６１Ｂを備えるものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
光走査装置８０は、図８に示すように、光走査装置１のビーム光源６、ビーム分離ミラー９、ダイクロイックミラー１０Ａ、１０Ｂに代えて、ビーム光源２６、多段分離ミラー２７、反射ミラー３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂを備え、ダイクロイックミラー１０Ａ、１０Ｂに代えて、ビーム光源２６、偏光ビームスプリッタ６１Ａ、６１Ｂを備えるものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
ビーム光源２６は、同一波長を有するレーザビームをビームピッチｄで発光する２ビームＬＤ２５と、コリメートレンズ３およびアパーチャ４からなる。
このような構成によれば、コリメートレンズ３と２ビームＬＤ２５の発光点との位置関係を調整することにより、光軸に対してそれぞれ異なる方向に微小角度だけ傾斜した略同軸の平行光束である第１ビーム３０、第２ビーム３１を出射することができる。第１ビーム３０、第２ビーム３１の間の微小角度は、コリメートレンズ３の焦点距離ｆとビームピッチｄとの関係で決まるものである。
このような構成によれば、コリメートレンズ３と２ビームＬＤ２５の発光点との位置関係を調整することにより、光軸に対してそれぞれ異なる方向に微小角度だけ傾斜した略同軸の平行光束である第１ビーム３０、第２ビーム３１を出射することができる。第１ビーム３０、第２ビーム３１の間の微小角度は、コリメートレンズ３の焦点距離ｆとビームピッチｄとの関係で決まるものである。
多段分離ミラー２７は、第１ビーム３０、第２ビーム３１が揺動偏向器７で、Ｘ軸正方向に偏向され走査レンズ８を透過した第１ビーム３０Ａ、第２ビーム３１Ａと、Ｘ軸負方向に偏向され走査レンズ８を透過した第１ビーム３０Ｂ、第２ビーム３１Ｂとを、ＺＸ平面内でそれぞれ異なる方向に反射することによりそれぞれの光路を分離する光学素子である。本実施形態では、図９に示すように、ＺＸ断面においてＺ軸に対して対称な４つの傾斜反射面である反射面２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋを備え、その断面が主走査方向（図示Ｙ軸方向）に延ばされた棒状ミラーにより構成され、多段分離ミラー２７のＺＸ断面の対称軸は、走査レンズ８の光軸に略沿って配置されている。
反射面２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋは、それぞれ、第２ビーム３１Ｂ、第１ビーム３０Ｂ、第２ビーム３１Ａ、第１ビーム３０Ａを反射する反射面である。反射面２７ｙ、２７ｃのＸ軸方向の間隔と、反射面２７ｍ、２７ｋのＸ軸方向の間隔とは、それぞれ、揺動枠部７ｃの揺動範囲により、それぞれビーム分離可能な間隔とされる。
また、反射面２７ｙ、２７ｍと、反射面２７ｃ、２７ｋとにおける反射面の大きさは、第１ビーム３０と第２ビーム３１との間の傾斜角およびビーム径に応じて、それぞれが互いに分離できる大きさとされる。
反射面２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋは、それぞれ、第２ビーム３１Ｂ、第１ビーム３０Ｂ、第２ビーム３１Ａ、第１ビーム３０Ａを反射する反射面である。反射面２７ｙ、２７ｃのＸ軸方向の間隔と、反射面２７ｍ、２７ｋのＸ軸方向の間隔とは、それぞれ、揺動枠部７ｃの揺動範囲により、それぞれビーム分離可能な間隔とされる。
また、反射面２７ｙ、２７ｍと、反射面２７ｃ、２７ｋとにおける反射面の大きさは、第１ビーム３０と第２ビーム３１との間の傾斜角およびビーム径に応じて、それぞれが互いに分離できる大きさとされる。
反射ミラー３２Ａ（３２Ｂ）は、反射面２７ｃ（２７ｍ）で反射された第２ビーム３１Ａ（第１ビーム３０Ｂ）を反射して、反射ミラー１１Ａ（１１Ｂ）に導くための偏向手段である。
また、反射ミラー３３Ａ（３３Ｂ）は、反射面２７ｋ（２７ｙ）で反射された第１ビーム３０Ａ（第２ビーム３１Ｂ）を反射して、反射ミラー１２Ａ（１２Ｂ）に導くための偏向手段である。
ここで、反射ミラー１１Ａ（１１Ｂ）、１２Ａ（１２Ｂ）の角度は、それぞれに対する入射ビームの入射角に応じて、反射ビームの方向が第１の実施形態と同様となるように適宜設定する。
また、反射ミラー３３Ａ（３３Ｂ）は、反射面２７ｋ（２７ｙ）で反射された第１ビーム３０Ａ（第２ビーム３１Ｂ）を反射して、反射ミラー１２Ａ（１２Ｂ）に導くための偏向手段である。
ここで、反射ミラー１１Ａ（１１Ｂ）、１２Ａ（１２Ｂ）の角度は、それぞれに対する入射ビームの入射角に応じて、反射ビームの方向が第１の実施形態と同様となるように適宜設定する。
制御部３００は、レーザ駆動信号３４１、３４２が、それぞれ２ビームＬＤ２５の第１ビーム３０、第２ビーム３１を変調すること以外は、上記実施形態と同様である。
このような構成によれば、第１ビーム３０、第２ビーム３１は、第１の実施形態の第１波長ビーム２０、第２波長ビーム２１と同様にして、揺動偏向器７に入射し、揺動枠部７ｃの揺動方向に応じて、第１ビーム３０Ａ、３０Ｂ、第２ビーム３１Ａ、３１Ｂに分かれる。そして、走査レンズ８、多段分離ミラー２７を介して、第１ビーム３０Ａ、第２ビーム３１Ａが、Ｘ軸正方向に偏向され、上記実施形態と同様に、それぞれ感光体ドラム５１Ｋ、５１Ｃ上に結像される。また、第１ビーム３０Ｂ、第２ビーム３１Ｂが、Ｘ軸負方向に偏向され、上記実施形態と同様に、それぞれ感光体ドラム５１Ｙ、５１Ｍ上に結像される
本実施形態の光走査装置８０は、本発明の前記光路分岐手段を備えた光走査装置において、前記ビーム光源が偶数の光ビームを略同軸上に出射する多ビーム光源であり、前記揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度に応じて切り替えられた光路上で、前記偶数の光ビームを２つに分岐する光路分岐手段を備えた構成となっている。
この光路分岐手段は、光学特性を用いることなく光ビームを分離する場合の例となっている。
この場合、光ビームの波長や偏光方向などの光学特性を共通にできるので、多ビーム光源や光路分岐手段を簡素かつ安価に構成することができ、走査レンズ８などの走査光学系を従来技術による部品を容易に転用することができるという利点がある。
この光路分岐手段は、光学特性を用いることなく光ビームを分離する場合の例となっている。
この場合、光ビームの波長や偏光方向などの光学特性を共通にできるので、多ビーム光源や光路分岐手段を簡素かつ安価に構成することができ、走査レンズ８などの走査光学系を従来技術による部品を容易に転用することができるという利点がある。
なお、上記の説明では、ビーム光源が多ビーム光源であって、２つの光ビームを発生し、それぞれの副走査方向の揺動位置において、光路分岐手段によりそれぞれ２つの光路に分岐して、４ビーム走査を行う場合の例で説明したが、光路分岐手段を用いることなく、１つの光ビームを揺動偏向器で副走査方向に揺動させて２ビーム走査を行う構成としてもよい。
また、多ビーム光源のビーム数は、２つ以上の偶数であってもよい。例えば、４ビーム光源として、各色の走査線上で、２ビーム同時走査を行う構成としてもよい。この場合、１回の往路走査および復路走査で、各色に２ビーム露光が行えるので、揺動周波数の比して高速な画像形成を行うことができる。
また、多ビーム光源のビーム数は、２つ以上の偶数であってもよい。例えば、４ビーム光源として、各色の走査線上で、２ビーム同時走査を行う構成としてもよい。この場合、１回の往路走査および復路走査で、各色に２ビーム露光が行えるので、揺動周波数の比して高速な画像形成を行うことができる。
また、上記の説明では、光走査装置が、レーザプリンタなどの画像形成システムに用いられる場合で説明したが、例えば、加工部を描画するための多ビームのレーザ加工システムなど、他のシステムに用いてもよいことは言うまでもない。この場合、多ビームの走査位置は、同一の加工部上に平行な複数の走査線を形成して面状の描画を行うようにしてもよい。
また、上記の説明では、像面で等速走査を行うために、走査レンズを用いた例で説明したが、被写界深度や走査画角によっては、走査速度の補正を行わないレンズを用いてもよい。また、必要なスポット径や走査精度によっては、走査レンズを用いない構成としてもよい。
ここで、上記実施形態の用語と特許請求の範囲の用語との対応関係について名称が異なる場合について説明する。
ビーム分離ミラー９、多段分離ミラー２７は、光路分岐手段の一実施形態である。第１波長ビーム２０、２０Ａ、２０Ｂ、第２波長ビーム２１、２１Ａ、２１Ｂ、第１ビーム３０、３０Ａ、３０Ｂ、第２ビーム３１、３１Ａ、３１Ｂ、ｓ偏向ビーム６５、６５Ａ、６５Ｂ、ｐ偏光ビーム６６、６６Ａ、６６Ｂは、光ビームに対応する。揺動偏向器制御手段３０２は、揺動ミラー角度切替手段の一実施形態である。ダイクロイックミラー１０Ａ、１０Ｂ、偏光ビームスプリッタ６１Ａ、６１Ｂ、多段分離ミラー２７は、光路分岐手段の一実施形態である。また、揺動偏向器７のトーションバー部７ｄ、７ｂの中心軸であるｙ軸方向、ｘ軸方向は、互いに直交する２軸方向であり、それぞれ１軸方向、他の１軸方向に対応する。
ビーム分離ミラー９、多段分離ミラー２７は、光路分岐手段の一実施形態である。第１波長ビーム２０、２０Ａ、２０Ｂ、第２波長ビーム２１、２１Ａ、２１Ｂ、第１ビーム３０、３０Ａ、３０Ｂ、第２ビーム３１、３１Ａ、３１Ｂ、ｓ偏向ビーム６５、６５Ａ、６５Ｂ、ｐ偏光ビーム６６、６６Ａ、６６Ｂは、光ビームに対応する。揺動偏向器制御手段３０２は、揺動ミラー角度切替手段の一実施形態である。ダイクロイックミラー１０Ａ、１０Ｂ、偏光ビームスプリッタ６１Ａ、６１Ｂ、多段分離ミラー２７は、光路分岐手段の一実施形態である。また、揺動偏向器７のトーションバー部７ｄ、７ｂの中心軸であるｙ軸方向、ｘ軸方向は、互いに直交する２軸方向であり、それぞれ１軸方向、他の１軸方向に対応する。
１、 ７０、８０ 光走査装置
２ ２波長ＬＤ
３ コリメートレンズ
６、２６ ビーム光源
７ 揺動偏向器
７ａ 揺動ミラー
７ｃ 揺動枠部
８ 走査レンズ
９ ビーム分離ミラー
１０Ａ、１０Ｂ ダイクロイックミラー（光路分岐手段）
１１Ａ、１１Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ 反射ミラー（走査線の傾きを補正するミラー部材）
１７ 同期検知センサ
２０、２０Ａ、２０Ｂ 第１波長ビーム（光ビーム）
２１、２１Ａ、２１Ｂ 第２波長ビーム（光ビーム）
２５、６０ ２ビームＬＤ
２７ 多段分離ミラー（光路分岐手段）
３０、３０Ａ、３０Ｂ 第１ビーム（光ビーム）
３１、３１Ａ、３１Ｂ 第２ビーム（光ビーム）
５０ 画像形成装置
５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ 感光体ドラム
６１Ａ、６１Ｂ 偏光ビームスプリッタ（光路分岐手段）
６５、６５Ａ、６５Ｂ ｓ偏向ビーム（光ビーム）
６６、６６Ａ、６６Ｂ ｐ偏光ビーム（光ビーム）
１００、１０１、１０２ 画像形成システム
３００ 制御部
３０１ 水平同期制御手段
３０２ 揺動偏向器制御手段（揺動ミラー角度切替手段）
３０４ レーザ駆動信号発生手段
３１０ 同期検知信号
３４１、３４２ レーザ駆動信号
３５０Ｙ、３５０Ｃ、３５０Ｍ、３５０Ｋ 書出開始信号
３５１ 走査方向判別信号
２ ２波長ＬＤ
３ コリメートレンズ
６、２６ ビーム光源
７ 揺動偏向器
７ａ 揺動ミラー
７ｃ 揺動枠部
８ 走査レンズ
９ ビーム分離ミラー
１０Ａ、１０Ｂ ダイクロイックミラー（光路分岐手段）
１１Ａ、１１Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ 反射ミラー（走査線の傾きを補正するミラー部材）
１７ 同期検知センサ
２０、２０Ａ、２０Ｂ 第１波長ビーム（光ビーム）
２１、２１Ａ、２１Ｂ 第２波長ビーム（光ビーム）
２５、６０ ２ビームＬＤ
２７ 多段分離ミラー（光路分岐手段）
３０、３０Ａ、３０Ｂ 第１ビーム（光ビーム）
３１、３１Ａ、３１Ｂ 第２ビーム（光ビーム）
５０ 画像形成装置
５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ 感光体ドラム
６１Ａ、６１Ｂ 偏光ビームスプリッタ（光路分岐手段）
６５、６５Ａ、６５Ｂ ｓ偏向ビーム（光ビーム）
６６、６６Ａ、６６Ｂ ｐ偏光ビーム（光ビーム）
１００、１０１、１０２ 画像形成システム
３００ 制御部
３０１ 水平同期制御手段
３０２ 揺動偏向器制御手段（揺動ミラー角度切替手段）
３０４ レーザ駆動信号発生手段
３１０ 同期検知信号
３４１、３４２ レーザ駆動信号
３５０Ｙ、３５０Ｃ、３５０Ｍ、３５０Ｋ 書出開始信号
３５１ 走査方向判別信号
Claims (5)
- 互いに直交する２軸方向に揺動する揺動ミラーを有する揺動偏向器と、
前記揺動ミラーに光ビームを入射するビーム光源と、
前記揺動ミラーの１軸方向の揺動ごとの往路走査と復路走査との間で、前記揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度を切り替える揺動ミラー角度切替手段とを備えたことを特徴とする光走査装置。 - 前記揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度に応じて切り替えられた光路の少なくとも一方に、その光路における走査線の傾きを補正するミラー部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
- 前記ビーム光源が偶数の光ビームを略同軸上に出射する多ビーム光源であり、
前記揺動ミラーの他の１軸方向の揺動角度に応じて切り替えられた光路上で、前記偶数の光ビームを２つに分岐する光路分岐手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。 - 前記多ビーム光源が、互いに光学特性の異なる２群の光ビームを発生するものであり、
前記光路分岐手段が、前記２群の光ビームを前記光学特性により分岐することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置を用いて露光走査を行い、画像を形成することを特徴とする画像形成システム。
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