JP2010052296A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザの走査速度を変更した場合に発生するジッタを低減し、走査開始位置のずれを防止することを課題とする。
【解決手段】レーザを出射して画像形成対象物に走査するレーザ出射部と、画像形成対象物に対してレーザを走査する速度を変更する走査速度変更部と、走査されたレーザを検出して検出信号を生成する同期検出部と、基準電圧を生成する基準電圧生成部と、変更された走査速度に基づいて、検出信号または基準電圧のいずれかを調整する調整部と、基準電圧と調整された後の検出信号との比較、あるいは検出信号と調整された後の基準電圧との比較によって、画像形成対象物に対してレーザの走査を開始する位置を決定するための同期信号を生成する同期信号生成部と、生成された同期信号に基づいて、レーザ出射部から出射されるレーザの出力タイミングを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

この発明は、スキャナやレーザプリンタなどの画像形成装置に関し、特に走査されたレーザを検出して画像の書込み開始位置を決定する機能およびレーザの走査速度を変更する機能を有する画像形成装置に関する。

従来、レーザプリンタなどの画像形成装置では、光ビームを感光体ドラムなどの表面に照射して、感光体ドラム表面に所望の画像を露光像として形成した後、現像，転写および定着処理を行うことにより、その画像を用紙に形成していた。
また、光ビームの走査を所定の走査範囲内に限定し、画像を感光体ドラムへ書き込む際の光ビーム照射開始タイミングを決定するために、走査範囲外に光センサを配置していた。
さらに、光ビームの照射方向を変更して一定周期で走査するために、ポリゴンミラーやガルバノミラーが利用されていた。

光センサが走査された光ビームを検出すると、その光量に対応した検出信号が出力され、その検出信号の出力電圧レベルと所定の比較基準電圧とを比較することによって出力される判定信号に基づいて、照射開始タイミングが決定されていた（特許文献１参照）。
また、特許文献１には、光センサからの検出信号が変動した場合でも、光ビームの通過タイミングの変動を正確に検出することができるようにするために、検出信号のピークレベルに基づいて、変動する比較基準信号（電圧）を生成する光ビーム検出回路が開示されている。
特開２０００−３３８４３３号公報

しかし、従来の画像形成装置では、光ビームの走査速度を常に一定にして、光センサによって照射開始タイミングを決定するものであり、光ビームの走査速度を変更することに対する配慮はされていない。
たとえば、カラー印刷とモノクロ印刷とでは、定着時間に差があるため、光ビームの走査速度を異ならせることが好ましく、カラーとモノクロの両方の印刷をするレーザプリンタでは、光ビームの走査速度を変更する機能を有する必要がある。たとえば、カラー印刷はモノクロ印刷よりも定着に時間がかかるため、十分な定着時間を確保するために、モノクロ印刷よりも走査速度を遅くした方が好ましい。
また、副走査方向の解像度の変更は、光ビームの走査速度を変更することにより実現できる。

ところが、光ビームの走査速度を変更するためには、高速で回転するポリゴンミラーの回転速度を変更する必要があるが、走査速度を変更すると多数の反射面を持つポリゴンミラーの反射面ごとに、書込みのための照射開始タイミングがわずかにずれ、画像の書込み開始位置が、微妙に異なる現象が発生していた。
これは、ポリゴンミラーの各反射面は完全に物理的に同一な面ではないため、反射面ごとに光センサで検出される光ビームの検出タイミングがわずかにずれるジッタ現象が生じることが主原因であると考えられる。
このように、光ビームの走査速度を変更して画像形成を行う場合に、書込み開始位置がずれることにより、用紙に形成される画像の精度に問題が生じる場合もあった。

また、従来の画像形成装置においては、光ビームの走査速度を変更する場合の配慮はされていないので、上記のように、光ビームの走査速度を変更した場合に生じる書込み開始位置のずれを解消することはできなかった。

そこで、この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、レーザの走査速度を変更した場合であっても、画像の書込み開始位置のずれを低減させることができる調整機能を有する画像形成装置を提供することを課題とする。

この発明は、レーザを出射して画像形成対象物に走査するレーザ出射部と、画像形成対象物に対して前記レーザを走査する速度を変更する走査速度変更部と、前記走査されたレーザを検出して、そのレーザに対応した検出信号を生成する同期検出部と、所定の基準電圧を生成する基準電圧生成部と、前記変更された走査速度に基づいて、前記検出信号および前記基準電圧のいずれかを調整する調整部と、前記基準電圧と前記調整部によって調整された後の検出信号との比較、あるいは前記検出信号と前記調整部によって調整された後の基準電圧との比較によって、画像形成対象物に対してレーザの走査を開始する位置を決定するための同期信号を生成する同期信号生成部と、前記生成された同期信号に基づいて、前記レーザ出射部から出射されるレーザの出力タイミングを制御する制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

これによれば、走査速度を変更した場合でも、走査開始位置を決定する同期信号のジッタを低減させることができ、画像の書込み開始位置のずれを防止して安定した画像形成が可能となる。この発明において、画像形成対象物とは、後述するように、たとえば感光体ドラムを意味する。

ここで、前記調整部が、前記速度変更部によって変更された後の走査速度に基づいて、前記検出信号の電圧ピーク値を変更する入力電圧変更部を備え、入力電圧変更部は、前記検出信号の電圧値を変更可能な抵抗群からなることを特徴とする。
また、前記調整部が、前記速度変更部によって変更された後の走査速度に基づいて、前記基準電圧を変更する基準電圧変更部を備えたことを特徴とする。
さらに、前記調整部が、前記速度変更部によって変更された後の走査速度に基づいて、前記検出信号の利得を変更する電圧利得変更部を備えたことを特徴とする。

また、前記同期信号生成部が、比較部を備え、前記比較部が前記基準電圧Vthと前記検出信号の電圧値Vinとを比較し、Vin＞Vthとなっている場合に、同期信号を生成することを特徴とする。

この発明において、前記走査速度変更部が、走査速度を変更前よりも速くするように変更した場合、前記調整部は、前記検出信号の電圧ピーク値が前記基準電圧よりも高くなるように、前記生成された検出信号の電圧値を高くするか、あるいは前記基準電圧を低くするように調整することを特徴とする。
これにより、走査速度を速くした場合に発生する同期信号のジッタを低減させることができる。

また、前記走査速度変更部が、走査速度を変更前よりも遅くするように変更した場合、前記調整部は、前記検出信号の電圧ピーク値が前記基準電圧よりも高くなるように、前記生成された検出信号の電圧値を低くするか、あるいは前記基準電圧を高くするように調整することを特徴とする。
これにより、走査速度を遅くした場合に発生する同期信号のジッタを低減させることができる。

また、速度変更指示部をさらに備え、前記走査速度変更部は、速度変更指示部からの指示に基づいて、レーザを走査する速度を変更することを特徴とする。
ここで、前記速度変更指示部から、副走査方向の画像形成解像度を変更する指示があった場合、前記走査速度変更部は、前記解像度を向上させる指示の場合はレーザの走査速度を速くするように変更し、前記解像度を低下させる指示の場合はレーザの走査速度を遅くするように変更することを特徴とする。
これによれば、画像形成解像度を変更した場合においても、同期信号のジッタを低減させ、画像の書込み開始位置のずれを低減して安定した画像形成が可能となる。

また、前記速度変更指示部から、カラー印字およびモノクロ印字のいずれかの切替指示があった場合、前記走査速度変更部は、カラー印字への切替指示の場合はレーザの走査速度を遅くするように変更し、前記モノクロ印字への切替指示の場合はレーザの走査速度を速くするように変更することを特徴とする。
これによれば、カラー印字およびモノクロ印字への変更に伴って、走査速度が変更されても、同期信号のジッタを低減させ、画像の書込み開始位置のずれを低減して安定した画像形成が可能となる。

さらに、この発明は、レーザを画像形成対象物の所定の画像形成領域に走査させるレーザ走査部を備え、前記レーザ走査部が側面に多数の反射面を持ち回転させることによって反射面に照射されたレーザを前記画像形成領域に走査させるポリゴンミラーである場合、前記走査速度変更部は、前記ポリゴンミラーの回転速度を変更することにより、レーザの走査速度を変更することを特徴とする。

この発明によれば、走査されたレーザの検出信号等をレーザの走査速度に基づいて調整しているので、レーザの走査速度を変更した場合でも、レーザの走査開始位置を決定するのに利用する同期信号のジッタを低減させることができ、画像の書込み開始位置のずれを少なくすることにより、安定した画像形成が可能となる。

以下、図に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。なお、この発明はこれによって限定されるものではない。

＜画像形成装置の構成＞
図１に、この発明の画像形成装置１００の一実施例の概略説明図を示す。
画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するものであり、主として装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とから構成される。
装置本体１１０は、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８１、排紙トレイ９１等から構成される。
装置本体１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられ、原稿載置台９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられる。自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２の上に自動で原稿を搬送するものである。また原稿処理装置１２０は矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、原稿載置台９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。

図１に示した画像形成装置では、画像データは４色のデータから形成されるものを示している。ここでは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像を形成するものとする。
従って、図１では、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４の各モジュールは、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器を用いてもよい。

露光ユニット１は、この発明の特徴的部分に関係する構成であり、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えた画像書込み装置であり、光走査装置，あるいはレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）とも呼ぶ。
また、露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素部品を所定の位置に配置して構成される。露光ユニット１としては、この他に、ＥＬやＬＥＤなどの発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッドを用いたものも利用できる。

露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３に対してレーザ光を照射させ、入力された画像データに対応した露光をすることにより、その感光体ドラム３の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。感光体ドラム３は、その表面に画像データに対応する像が形成されるものであり、前記した画像形成対象物に相当する。

現像器２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものである。またクリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。上記中間転写ローラ６４は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、及び中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動させられる。また各中間転写ローラ６４は、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与えるものである。
中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。感光体ドラム３に形成された各色のトナー像が、この中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト６１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。図１の実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述の様に各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１で積層される。このように、積層されたカラー画像情報は中間転写ベルト６１の回転によって、図１の右方向に進行し、用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって用紙上に転写される。
このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１０は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方に硬質材料（金属等）を用い、他方に弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）を用いる。

また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６３で支持されている。

給紙カセット８１は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。また手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用するシートを置くことができる。また、装置本体１１０の上方に設けられている排紙トレイ９１は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。

また装置本体１１０には、給紙カセット８１及び手差し給紙カセット８２のシートを転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１ないし手差し給紙カセット８２から排紙トレイ９１までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ，レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配置されている。

搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。またピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給するものである。同様にピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙カセット８２の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット８２からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給するものである。

また、レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１０に搬送する機能を有している。

定着ユニット７は、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２を備える。ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転する部分である。またヒートローラ７１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて所定の定着温度となるように設定され、加圧ローラ７２とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。またヒートローラ７１を外部から加熱するための外部加熱ベルト７３が設けられている。

次に、シート搬送経路を説明する。
まず、予めシートを収納する給紙カセット８１、または手差し給紙カセット８２からシートを取出すために、ピックアップローラ１１ａまたは１１ｂが作動させられ、シートが１枚ずつ搬送路Ｓに導かれる。
各給紙カセット８１，８２から搬送されるシートは用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット７を通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後搬送ローラ１２ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。

上記の搬送経路は、シートに対する片面印字要求のときのものである。一方、両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット７を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆回転することによってシートを搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導く。そしてその後レジストローラ１３を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ９１に排出される。

＜露光ユニットの構成＞
図２および図３に、露光ユニット１（光走査装置）の一実施例の構成図を示す。
図２は、露光ユニットを構成する各部材の配置例を示した斜視図である。
この露光ユニット１は、複数本のレーザ光を、対応する複数の感光体ドラム３にそれぞれ照射し、同時に走査露光して各感光体ドラム３に互いに異なる色に対応する画像を書込み、各色に対応する画像を同一の転写媒体上に重ね合わせることによってカラー画像を形成するものである。

図１に示す画像形成装置は、タンデム方式の画像形成装置であり、図３に示すようにＫ画像形成用の感光体ドラム３、Ｃ画像形成用の感光体ドラム３、Ｍ画像形成用の感光体ドラム３、Ｙ画像形成用の感光体ドラム３が略等間隔で配置されている。タンデム方式の画像形成装置は、各色の画像を同時に形成するので、カラー画像の形成に要する時間を大幅に短縮することができるという特徴がある。

感光体ドラム３を露光するための露光ユニット１は、それぞれユニット化された１次光学系（入射光学系）と、２次光学系（出射光学系）とから構成される。
１次光学系は、ＹＭＣＫのレーザ光をそれぞれ出射する４つのレーザダイオード（２０２ａ〜ｄ）と、これらのレーザ光を２次光学系のポリゴンミラー（回転多面鏡）に導くミラー群（２０３，２０４，２０５）及びレンズ（２０６）等の光学要素とを備える。
２次光学系は、被走査体である感光体ドラム３上にレーザ光を走査する上記ポリゴンミラー３０１と、ポリゴンミラー３０１によって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズ（３０２）やミラー（３１１）等の光学要素、及びレーザ光を検出するＢＤセンサ（３１２）等を備える。また、図２では、ポリゴンミラー３０１は、各色で共有する構成を採用しているが、これに限るものではない。

図２において、２０１は基板ユニット、２０２ａはＫ用レーザダイオード、２０２ｂはＣ用レーザダイオード、２０２ｃはＭ用レーザダイオード、２０２ｄはＹ用レーザダイオード、２０３ａはＣ用第１ミラー、２０３ｂはＫ用第１ミラー、２０３ｃはＹ用第１ミラー、２０４は第２ミラー、２０５は第３ミラー、２０６はシリンドリカルレンズ、３０１はポリゴンミラー、３０２はｆθレンズ、３１１は折返しミラー、３１２はＢＤセンサ（ビームディテクタ）である。

図２に示すように、ＫＣＭＹの各色用のレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄは、共通の基板ユニット２０１に一体的に平面上に配置されている。そして基板ユニット２０１に配置された各レーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄから、第３ミラー２０５に到る経路に配置される光学系が１次光学系であり、ポリゴンミラー３０１からＢＤセンサ３１２までの光学系が２次光学系である。図２に示した２次光学系はポリゴンミラー３０１、ｆθレンズ３０２などの一部の構成のみを示している。

＜１次光学系の構成＞
１次光学系において、レーザ出射部５０５（図９）に相当するＫＣＭＹ用の各レーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄは、光源駆動手段としてのレーザ駆動回路（図示せず）によって駆動される。このレーザ駆動回路には、画像形成装置の各種制御信号や画像処理部から供給される画像データが入力され、これら制御信号及び画像データに従って各レーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄの発光が制御される。

また、各レーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄのレーザ出射側には、出射されたレーザ光を平行光とするそれぞれＫＣＭＹ用のコリメータレンズが配設されており、さらにその近傍に、平行光の径を規制するための所定の間隙をもったアパーチャ（スリット）を配置する（いずれも図示せず）。ここで平行光とは、光が進行してもその光束の径が変わらない状態の光を指すものとし、複数のレーザ光の光軸が互いに平行である状態と区別する。

図２において、Ｃ用レーザダイオード２０２ｂから出射したレーザ光（Ｃビーム）は、Ｃ用第１ミラー２０３ａで反射して第２ミラー２０４に向かう。同様にＫ用レーザダイオード２０２ａから出射したレーザ光（Ｋビーム）は、Ｋ用第１ミラー２０３ｂで反射して第２ミラー２０４に向かう。Ｙ用レーザダイオード２０２ｄから出射したレーザ光（Ｙビーム）は、Ｙ用第１ミラー２０３ｃで反射して第２ミラー２０４に向かう。

ＫＣＭＹの各色用のレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄは、副走査方向（基板ユニット２０１の高さ方向）について、互いに異なる高さに配置されている。そして３つの第１ミラー２０３ａ〜２０３ｃは、対応するレーザダイオード２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｄから出射したレーザ光のみを反射し得る位置に配置されている。またこれら３つの第１ミラー２０３ａ〜２０３ｃは、主走査方向から見て各色用のレーザ光が互いに重なる位置に配置されている。

各第１ミラー２０３ａ〜２０３ｃで反射した３つのレーザ光（Ｃ，Ｋ，Ｙビーム）は、同じ第２ミラー２０４の異なる位置で反射して、主走査方向に重なった状態でシリンドリカルレンズ２０６に向かう。ここでＭ用レーザダイオード２０２ｃから出射したレーザ光（Ｍビーム）が、さらに３つのレーザ光（Ｃ，Ｋ，Ｙビーム）と主走査方向に重なった光路で進行し、シリンドリカルレンズ２０６に向かう。
このような構成により、４つのレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄから出射したレーザ光は、主走査方向については全て一致し、副走査方向についてはずれ（高低差）を有して、それぞれのレーザ光の光軸が互いに平行となってシリンドリカルレンズ２０６に入射する。このようにシリンドリカルレンズ２０６に入射される４つのレーザ光（Ｃ，Ｋ，Ｙ，Ｍビーム）は、進行してもその光束の径が変わらない平行光である。

すなわち、図２の構成では、共通の基板ユニット２０１に配置された複数のレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄのうち、最上部に位置するＭ用のレーザダイオード２０２ｃから出射したＭビームは、シリンドリカルレンズ２０６に直接入射し、最上部のＭ用のレーザダイオード２０２ｃを除く他のＣＫＹ用のレーザダイオード２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｄから出射したレーザ光（Ｃ，Ｋ，Ｙビーム）は、折返しミラー（第１ミラー２０３ａ〜２０３ｃ、第２ミラー２０４）により折り返された後に、同じシリンドリカルレンズ２０６の異なる位置に入射する。

シリンドリカルレンズ２０６は、入射した各色用のレーザ光を副走査方向に集光するためのレンズである。シリンドリカルレンズ２０６を出射した各色用のレーザ光は、第３ミラー２０５で反射した後、２次光学系に入り、ポリゴンミラー３０１の反射面に入射する。
シリンドリカルレンズ２０６は、副走査方向にパワーを有しており、シリンドリカルレンズ２０６からポリゴンミラー３０１までの光路長に従って、副走査方向にはポリゴンミラー３０１の反射面近傍で４つのレーザ光が集光されるように設定されている。すなわち、それぞれが平行光となってシリンドリカルレンズ２０６に入射した４つのレーザ光は、副走査方向ではポリゴンミラー３０１の反射面の表面でほぼ同一位置に集光される。

このシリンドリカルレンズ２０６は、主走査方向にはパワーを有していないため、入射した各色用のレーザ光は、主走査方向（水平方向）についてはそのまま平行光として出射して、ポリゴンミラー３０１の反射面に入射する。通常、ポリゴンミラー３０１に対して、主走査方向には平行光を入射させる。もしレーザ光が主走査方向に収束する光であるとすると、ｆθレンズ３０２によって負の像面湾曲が生じて好ましくないからである。一方、
副走査方向については、反射面の面倒れを補正するために、反射面の表面に収束させるようにすることが好ましい。例えば、ポリゴンミラー３０１の反射面に入射させるレーザ光の副走査方向の位置は、反射面の高さ方向での中央近傍とする。

図２に示したこの発明の露光ユニット１では、ＫＣＭＹ用の４本のレーザ光を２次光学系の１つのポリゴンミラー３０１で偏向させる。この場合、ポリゴンミラー３０１を経た後に４本のレーザ光を分離できるようにし、かつ、各色用のレーザ光に主走査方向のずれが生じないようにする必要がある。このために、１次光学系のシリンドリカルレンズ２０６から出射した４本のレーザ光が、ポリゴンミラー３０１に対して、主走査方向については同一方向から同一位置に入射し、副走査方向については角度差のある方向から略同一位置に入射するように設定する。これらの光路設定は、図２に示すように、副走査方向に高低差を持ったレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄの配置によって、各色用のレーザ光が主走査方向については全て一致し、副走査方向について所定の高低差を有して進行することによって実現されている。これにより、走査光学系によって各色用のレーザ光を分離することができる。

＜２次光学系の構成＞
２次光学系のＢＤ（Beam Detect）センサ３１２は、レーザ光の感光体ドラム３上での主走査を開始する前に、レーザ光を検知して書き出しの開始位置を特定する基準となる信号を発生させるためのものである。ポリゴンミラー３０１で反射して感光体ドラム３（図２では図示せず）へ向かうレーザ光のうち、感光体ドラム３上での画像形成に使用されるレーザ光を主走査光と呼ぶ。すなわち主走査ラインを走査するためのレーザ光が主走査光である。ここで主走査光が感光体ドラムを走査する際に通過する空間領域を画像形成領域と呼び、画像形成領域以外の領域を非画像領域と呼ぶものとする。

レーザ光が感光体ドラム３を走査するとき、レーザ光は主走査ラインを定期的に走査する。このとき、感光体ドラム３は回転しているので、一定期間ごとにドラムの異なる場所が走査されることになる。正確に画像を形成するためには、レーザ光を走査する各主走査ラインの書き始めの位置は、副走査方向（ドラムの回転方向）に対して同一である必要がある。
この走査ラインの書き始めの位置を検出するために、同期検出部５０１が設けられている。同期検出部５０１は、非画像領域のレーザ光（同期検出光）を検出するためのＢＤセンサ３１２と、ＢＤセンサ３１２に同期検出光を導く案内手段である折り返しミラー３１１とからなる。

同期検出光は、ポリゴンミラー３０１で反射されたレーザ光のうち、折返しミラー３１１により折り返され、ＢＤセンサ３１２に到達する光である。ＢＤセンサ３１２は同期検出光の受光量に対応した電気的な検出信号を出力するものである。そして、ＢＤセンサ３１２から出力された検出信号を用いて、画像書き込みの開始位置を決定するための同期信号（ＢＤ信号）が生成される。言いかえれば、ドラムに対してレーザの走査を開始する位置を決定するものが、同期信号（水平同期信号とも呼ぶ）である。同期信号は主走査方向の１つの走査ラインの走査開始の基準信号として用いられ、この同期信号によって、すべての主走査ラインの書出し開始位置の同期が取られる。

また一般に同期検出光は一定周期で検出されるはずであるが、一定時間経過しても、ＢＤセンサ３１２でレーザ光が検出できない場合には、エラー信号を出力する。エラー信号が出力された場合、画像形成装置の動作を停止するとともに、例えば所定のサービスコードをその表示画面に表示させることにより、走査方向の書き始めの位置の不具合をユーザに知らせることが好ましい。
図２に示すＢＤセンサ３１２は、例えば４つのレーザ光のうちＫ用レーザ光の光路上のみに備えられ、Ｋ用のレーザ光のみを同期検出光として受光する。他の色用のレーザ光は、この同期検出光を参照させることにより、予め決定された画像データの書き出し開始タイミングによって走査を開始させるようにする。

以上のように、ＣＫＹ用のレーザダイオード２０２ｂ，２０２ａ，２０２ｄから出射したレーザ光は、各第１ミラー２０３ａ〜２０３ｃで反射された後、第２ミラー２０４で反射されシリンドリカルレンズ２０６に向かう。またＭ用レーザダイオード２０２ｃから出射したレーザ光は、直接にシリンドリカルレンズ２０６に向かう。異なる位置の４つのレーザダイオードから出射された全てのレーザ光が、シリンドリカルレンズ２０６の副走査方向の異なる位置で同一の方向に進行するように収束される。

これら４つのレーザ光を収束させるための光学要素、つまりＣ用第１ミラー２０３ａ、Ｋ用第１ミラー２０３ｂ、Ｙ用第１ミラー２０３ｃ、及び第２ミラー２０４は、複数のレーザダイオードから出射した複数のレーザ光を同一の方向に進行させるように収束する収束手段に該当する。
またシリンドリカルレンズ２０６は、ポリゴンミラー３０１の反射面の特定の集光位置にこれらのレーザ光を集光させる集光手段に該当する。さらに第３ミラー２０５は、収束手段で収束されたレーザ光をポリゴンミラー３０１へ向けて反射させる反射手段に該当する。

図３は、露光ユニット１の２次光学系の一実施例の構成図であり、２次光学系を構成する各モジュール部品を側面から見た筐体内部の概略説明図である。ここで、説明のためにミラーの配置については図２と異なり、レーザを感光体ドラムの方へ導くものを示している。
図３において、３００は２次光学系ユニット、３０１はポリゴンミラー、３０２はｆθレンズ、３０３ａはＫ用シリンドリカルレンズ、３０３ｂはＣ用シリンドリカルレンズ、３０３ｃはＭ用シリンドリカルレンズ、３０３ｄはＹ用シリンドリカルレンズ、３０４はＹ用第１ミラー、３０５はＹ用第２ミラー、３０６はＫ用第１ミラー、３０７はＣ用第１ミラー、３０８はＣ用第２ミラー、３０９はＭ用第１ミラー、３１０はＭ用第２ミラー、３１３は筐体である。

ポリゴンミラー３０１は、回転方向に複数（例えば７つ）の反射面を有し、図示しないポリゴンモータによって回転駆動される。ポリゴンモータは、ポリゴンミラー３０１を設置する筐体３１３の裏面側凹部に設置され、さらにその凹部を密閉するための蓋が設けられる。またポリゴンモータには放熱のためのフィンが設けられる。１次光学系のレーザダイオードから出射してミラーなどの光学系で反射した各色用のレーザ光は、２次光学系のポリゴンミラー３０１の反射面によって反射され、その後の各光学要素を介して感光体ドラム３を走査する。

１次光学系のレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄから出射したＫＣＭＹ用の４つのレーザ光は、副走査方向について角度差を有してポリゴンミラー３０１に入射する。その後４つのレーザ光は、その角度差を維持したまま、ｆθレンズ３０２による走査光学系を経た後に分離される。
ｆθレンズ３０２は、主走査方向にレンズパワーを有している。これにより主走査方向において、ポリゴンミラー３０１から出射した平行光のレーザ光を、感光体ドラム３の表面で所定のビーム径となるように収束させる。またｆθレンズ３０２は、ポリゴンミラー３０１の等角速度運動により主走査方向に等角速度で移動するレーザ光を、感光体ドラム３上の走査ライン上で等線速で移動するように変換する機能を有するものである。さらに、ｆθレンズ３０２は、副走査方向にもレンズパワーを有するものであり、副走査方向において、ポリゴンミラー３０１から出射した拡散光の光ビームを平行光に変換する。

ポリゴンミラー３０１で分離され、ｆθレンズ３０２を通過したＫＣＭＹの各色用の４本のレーザ光のうち、Ｙ用のレーザ光（Ｙビーム）は、Ｙ用第１ミラー３０４，Ｙ用第２ミラー３０５で順に反射して、Ｙ用シリンドリカルレンズ３０３ｄを通ってＹ用の感光体ドラム３に照射される。感光体ドラム３上ではＹビームが照射された走査領域に描画が行われる。
また分離されたＫ用のレーザ光（Ｋビーム）は、ｆθレンズ３０２を通過した後、Ｋ用第１ミラー３０６で反射して、Ｋ用シリンドリカルレンズ３０３ａを通ってＫ用の感光体ドラム３に照射される。

同様に、分離されたＣ用のレーザ光（Ｃビーム）は、ｆθレンズ３０２を通過した後、Ｃ用第１ミラー３０７，Ｃ用第２ミラー３０８で順に反射して、Ｃ用シリンドリカルレンズ３０３ｂを通ってＣ用の感光体ドラム３に照射される。またＭ用のレーザ光（Ｍビーム）は、ｆθレンズ３０２を経て、Ｍ用第１ミラー３０９，Ｍ用第２ミラー３１０で順に反射し、Ｍ用シリンドリカルレンズ３０３ｃを通ってＭ用の感光体ドラム３に照射される。ここでは、上下方向に整列されたレーザ光の配列順と、感光体ドラム３の配列順とが一致するように、光学系による光路が設定されている。

図３に示した２次光学系においてＫＣＭＹの各色用のシリンドリカルレンズ３０３ａ〜３０３ｄは、副走査方向にレンズパワーを有するものであり、副走査方向について、平行光で入射されたレーザ光を、感光体ドラム３上で所定のビーム径となるように収束させる機能を有するものである。
また主走査方向については、上述のｆθレンズ３０２で収束光となったレーザ光がそのまま感光体ドラム３上で収束する。シリンドリカルレンズ３０３ａ〜３０３ｄはたとえば、透明樹脂を用いて形成されている。感光体ドラムの走査幅全域をカバーするためには、長尺のシリンドリカルレンズ３０３ａ〜３０３ｄが必要であるが、樹脂レンズを用いることが好適である。

＜画像形成装置の機能ブロックの説明＞
図９に、この発明の画像形成装置の一実施例の機能構成ブロック図を示す。
図９では、画像形成装置の機能のうち、特にこの発明の特徴的な部分についての機能ブロックを示している。
ここで、主として、レーザを検出して検出信号を生成する機能ブロック，基準電圧又は検出信号を調整する機能ブロック，同期信号を生成する機能ブロック，走査速度を変更する機能ブロック，レーザを出射する機能ブロックから構成される。

図９において、同期検出部５０１は、上記したように、ＢＤセンサ３１２を含み、走査されたレーザをＢＤセンサで検出して、ＢＤセンサで検出されたレーザの光量に対応した電気的な検出信号を出力する部分である。
基準電圧生成部５００は、基準電圧Vthを生成する部分である。基準電圧は、同期信号生成部５０３で同期信号を生成するために参照される一定電圧値である。

調整部５０２は、基準電圧および検出信号のいずれか一方を調整する部分であり、走査速度が変更された場合において、制御部５０４から与えられる制御信号に基づいて調整を行う部分である。
この調整部５０２は、基準電圧変更部５２１，入力電圧変更部５２２，電圧利得変更部５２３を備えるが、この３つの機能ブロックをすべて備える必要はなく、必要に応じて、少なくともいずれか一つの機能ブロックのみを備えればよい。

後述する３つの実施例（１，２，３）では、調整部５０２として、それぞれ入力電圧変更部５２２、基準電圧変更部５２１、あるいは電圧利得変更部５２３のみを備えたものを記載している。
図１０が、実施例１に対応し、入力電圧変更部５２２を備えた画像形成装置のブロック図である。
図１１が、実施例２に対応し、基準電圧変更部５２１を備えた画像形成装置のブロック図である。
図１２が、実施例３に対応し、電圧利得変更部５２３を備えた画像形成装置のブロック図である。

基準電圧変更部５２１は、変更された走査速度に対応して基準電圧を変更する部分である。
基準電圧変更部５２１は、たとえば走査速度を速くした場合、制御部からの制御信号に基づいて、基準電圧を低くなるように変更する。後述する図６には、１つの実施例として、基準電圧生成部５００と基準電圧変更部５２１の両方の機能を備えた構成を示している。

入力電圧変更部５２２は、検出信号の電圧ピーク値を変更するものであり、たとえば、図５に示すような、検出信号の電圧値を変更可能な抵抗群と、切替スイッチとから構成されるものである。
図５では、スイッチを制御部から与えられる切替信号により切り替えることにより、抵抗群の全体の抵抗値が変更され、それによって入力された検出信号の電圧値が変更される。切替信号は、変更された後の走査速度に対応した信号である。

電圧利得変更部５２３は、変更された後の走査速度に基づいて、検出信号の利得を変更する部分であり、たとえば、図７に示すように、ゲイン制御信号に基づいて、検出信号の利得を変更可能な増幅器Ｇ１である。

このように、調整部５０２は、走査速度が変更された場合に、基準電圧および検出信号のいずれかを調整するものであるが、たとえば、走査速度変更部５０６によって走査速度を変更前よりも速くするように変更された場合、調整部５０２は、検出信号の電圧ピーク値が基準電圧よりも高くなるように、ＢＤセンサの検出信号の電圧値を高くするか、あるいは基準電圧を低くするように調整する。
また、走査速度変更部５０６によって走査速度を変更前よりも遅くするように変更された場合、調整部５０２は、検出信号の電圧ピーク値が基準電圧よりも高くなるように、ＢＤセンサの検出信号の電圧値を低くするか、あるいは基準電圧を高くするように調整すればよい。

基準電圧変更部５２１によって変更された基準電圧Vthは、同期信号生成部５０３に与えられる。
また、入力電圧変更部５２２または電圧利得変更部５２３によって調整された検出信号Vinは、同期信号生成部５０３に与えられる。

同期信号生成部５０３は、画像形成対象物に対してレーザの走査を開始する位置を決定するための同期信号を生成する部分であり、主として、比較部５３１によって構成される。
この同期信号生成部５０３では、たとえば調整部５０２の基準電圧変更部５２１で基準電圧が調整された場合、調整された基準電圧Vthと、同期検出部５０１のＢＤセンサ３１２から出力された検出信号Vinとの比較を行って、VinとVthとが所定の関係を満たすときに、同期信号を生成する。具体的には、Vin＞Vthとなっている場合に、一定電圧値の同期信号を生成する。
また、調整部５０２で検出信号が調整された場合は、調整された検出信号Vinと、基準電圧生成部５００で生成された基準電圧Vthとの比較を行って、VinとVthとが上記のような関係（Vin＞Vth）を満たすとき、同期信号を生成する。

制御部５０４は、図９に示したこの発明の各機能ブロックの動作を制御する部分であり、たとえば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏコントローラ，タイマーなどを備えたマイクロコンピュータによって実現される。
速度変更指示部５０８は、利用者が所定の入力操作を行うことによって、変更したい速度を入力する部分である。たとえば、キーボードや速度変更用の専用のキーを備え、利用者が、所望の速度に対応するキーを押下ることにより、速度変更の指示入力をする。
入力された速度変更の情報は、制御部５０４に与えられ、さらに、制御部５０４は、その速度変更の指示に基づいて、走査速度変更部５０６，レーザ出射部５０５，調整部５０２などに対して制御を行う。

レーザ出射部５０５は、レーザを出射して、画像形成対象物である感光体ドラム３にレーザを走査する部分であり、主として前記したレーザダイオード２０２等からなるものである。
制御部５０４は、同期信号生成部５０３によって生成された同期信号に基づいて、レーザ出射部５０５から出射されるレーザの出力タイミングを制御する。特に、レーザの走査を開始する位置がすべての主走査ラインで一致するように、レーザの出力タイミングを制御する。

走査速度変更部５０６は、速度変更指示部５０８からの指示入力によって、制御部５０４から与えられる速度制御信号に基づいて、画像形成対象物に対してレーザを走査する速度を変更する部分である。変更後の速度の情報は、レーザ走査部５０７に与えられる。
レーザ走査部５０７は、画像形成対象物の所定の画像形成領域にレーザを走査する部分であり、上記したように、主としてポリゴンミラー３０１から構成されるが、多数のミラーおよびレンズ群をも含む部分である。
ポリゴンミラー３０１によってレーザを走査する場合は、走査速度変更部５０６から与えられる速度情報に基づいてポリゴンミラーの回転速度を変更することにより、レーザの走査速度を変更する。

また、速度変更指示部５０８は、走査速度を直接的に変更する指示を入力する部分であるが、これに限るものではなく、他の指示入力をするものであって間接的に走査速度を変更する指示を入力する部分であってもよい。
たとえば、後述するように、副走査方向（感光体ドラムの回転方向）の画像形成解像度を変更する指示をするものであってもよい。
速度変更指示部５０８から、解像度を向上させるような指示入力がされた場合は、走査速度変更部５０６によって、レーザの走査速度が速くなるように変更される。
逆に、解像度を低下させるような指示入力がされた場合は、レーザの走査速度が遅くなるように変更される。

また、後述するように、速度変更指示部５０８は、カラー印字およびモノクロ印字のいずれかの切替指示をするものであってもよい。
ここで、カラー印字への切替指示の場合は、レーザの走査速度が遅くなるように変更され、逆にモノクロ印字への切替指示の場合は、レーザの走査速度が速くなるように変更される。

以上が、この発明の主要な機能ブロックであるが、制御部５０４による各機能ブロックの制御は、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶素子に記憶された制御プログラムに基づいて、ＣＰＵが各種ハードウェアを動作させることにより行うことができる。

＜ＢＤセンサの出力波形＞
図４に、ＢＤセンサの出力波形の一実施例の説明図を示す。
ＢＤセンサ３１２としては、フォトダイオードを用いることができる。フォトダイオードから出しうる最大パワー（出力）Pは、走査速度ωの２乗に反比例することが知られている。たとえば、レーザ光の走査速度ωが遅い時は、ＢＤセンサ３１２の出力Ｐは高くなる。

図４の縦軸はＢＤセンサ出力電圧（ＢＤ電圧）、横軸は時間であり、出力波形はガウス分布を示す。
図４（Ａ），（Ｃ）は、走査速度が速いときのＢＤセンサの出力波形を示しており、出力電圧が比較的小さい。すなわち、ＢＤ電圧のピーク値（ＢＤ電圧値）は比較的低い。
図４（Ｂ），（Ｄ）は、走査速度が遅いときのＢＤセンサの出力波形を示しており、出力電圧が比較的大きい。すなわち、ＢＤ電圧のピーク値は比較的高い。
このＢＤセンサの出力波形は、ＢＤセンサ３１２から出力される電気的な検出信号に相当する。

ただし、ポリゴンミラーの回転軸が回転時に傾斜するなどの原因によりポリゴンミラーの各反射面間で特性にばらつきが生じるため、ガウス分布の広がりにばらつきが見られた。点線で示すグラフが第1の反射面で得られたＢＤ出力波形のガウス分布であり、実線で示すグラフが第1の反射面とは異なる第2の反射面で得られたＢＤ出力波形のガウス分布である。このように、他の反射面で得られるガウス分布も完全に同一なものはほとんどなく、ばらつきが生じている。

ここで、ＢＤセンサの検出信号の検出レベルとして、図４（Ａ），（Ｂ）に示すような基準電圧（Vth1）を設定する。この基準電圧より高い電圧値の検出信号が出力されている場合、検出信号が検出されたと判断する。
たとえば、図４（Ａ）の走査速度が速いときに、ＢＤ出力波形のガウス分布の頂上の電圧ピーク値よりもわずかに低い値を、基準電圧（Vth1）に設定するものとする。もし、このような設定状態において、図４（Ｂ）のようにレーザ走査速度を遅くした場合には、ＢＤ出力波形の電圧ピーク値は高くなるので、ＢＤ出力波形のガウス分布の裾野付近で検出信号が検出され、それに対応した同期信号が出力されることになる。このとき走査に用いた反射面が異なると、ガウス分布の広がりが異なるため、図４（Ｂ）のように同期信号のジッタ（時間差）が大きくなる。すなわち、安定した時間幅を持つ同期信号が得られず、走査開始タイミングが一定せず、走査ラインごとに走査の開始位置がずれることになる。なお、図４（Ａ）では、ガウス分布の広がりの影響は少ないのでジッタは小さい。

一方、図４（Ｄ）のようにレーザ走査速度が遅いときに適合するよう、基準電圧Vthをガウス分布の頂上の電圧ピーク値よりもわずかに低い値を、基準電圧(Vth2)に設定したとする。図４（Ｄ）では、反射面が異なることによりガウス分布の広がりが異なっても、ジッタは小さい。しかし、図４（Ｃ）のようにレーザ走査速度を速くなるように変更したとすると、ＢＤ出力波形の電圧ピーク値は低くなるが、電圧ピーク値が基準電圧（Vth2）よりも低くなった場合には、検出信号が検出されなくなり、その結果同期信号が出力できなくなる。すなわち、走査開始タイミングが不明となる。

したがって、走査速度を変更する必要がある場合に、基準電圧を一つの値に固定的に設定してしまうと、走査速度の速いときかあるいは遅いときのいずれかの場合に、走査開始位置の決定に不都合が生じるおそれがある。
そこで、走査速度の変化に対応して、基準電圧VthやＢＤ出力波形の電圧値を変更し、基準電圧がＢＤ出力波形のガウス分布の頂上よりもわずかに低いレベルとなるように、基準電圧VthとＢＤ出力波形との関係を動的に調整できるようにすることが望ましい。
たとえば、ＢＤ出力波形を増幅する増幅器を設け、走査速度に応じて増幅器の利得（ゲイン）を変更して、基準電圧VthとＢＤ出力波形のピーク値との関係を、図４（Ａ）もしくは図４（Ｄ）の状態となるようにすれば、走査速度が変更されても常にガウス分布の頂上付近で同期信号を生成することになるので、ジッタを抑制することができ、一定した走査開始タイミングを得ることができ、走査開始位置、すなわち画像の書込み開始位置のずれを少なくすることができる。

＜同期信号生成部等の構成の実施例＞
図５、図６および図７に、ＢＤセンサ，調整部および同期信号生成部を含む機能ブロックの一実施例の構成図を示す。
（実施例１）
図５は、ＢＤセンサから出力される検出信号を調整する構成例を示している。
ここでは、ＢＤセンサ（フォトダイオード）のアノード側に接続する抵抗群の全体抵抗値Ｒを変更することで、コンパレータＣ１の−側入力端子へ入力される検出信号の電圧Ｖinを調整する。

図５において、ＢＤセンサ３１２としては、フォトダイオードを用い、フォトダイオードのカソード側がVcc（たとえば、＋５Ｖ）に接続され、アノード側は、抵抗Ｒ０１を介して、接地される。ＢＤセンサ３１２と抵抗Ｒ０１は、同期検出部５０１に相当する。
また、同期信号生成部５０３としては、基準電圧Vthと、ＢＤセンサ３１２から出力される検出信号Vinとを比較する比較器（コンパレータ）Ｃ１を備える。比較器Ｃ１からは、同期信号が出力され、制御部５０４へ与えられる。
ここで、比較器Ｃ１の＋側入力端子には、一定の基準電圧Vthを与える直流電源（基準電圧生成部５００）が接続される。また、比較器Ｃ１の−側入力端子には、ＢＣセンサから出力された検出信号を調整した後の信号Vinが入力される。
このとき、比較器Ｃ１は、検出信号Vinが基準電圧Vthよりも大きいか否かを判断し、Vin＞Vthの場合は一定電圧値の同期信号を出力する。一方、Vin≦Vthの場合は出力しない。

また、図５において、比較器Ｃ１に入力される検出信号Vinの電圧値を調整するための抵抗群（Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３）と切替スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）とを備える。この抵抗群は、調整部５０２の入力電圧変更部５２２に相当する。
図１０が、この実施例１の画像形成装置のブロック図である。
抵抗群を形成する抵抗の数および各抵抗値は特に限定されるものではないが、図４に示したように、基準電圧Vthと変更後の走査速度との関係で、適切な抵抗値を持ついくつかの抵抗が予め設けられる。

また、切替スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）は、たとえば制御部５０４からの切替信号（１，２）によって、ＯＮとＯＦＦを切替えることのできる接点スイッチあるいは半導体スイッチ（トランジスタ，ＭＯＳＦＥＴなど）を用いることができる。
図５では、ＢＤセンサに流れる電流ｉと、これらの抵抗群の全体の抵抗値Ｒとによって比較器Ｃ１への入力電圧Vin（＝ｉＲ）が決定される。たとえば、抵抗値Ｒが大きくなるように切替スイッチを切替えれば、比較器Ｃ１に入力される検出信号の電圧値Vinを大きくすることができる。

図４（Ａ）に示すように、レーザ走査速度を高速に変更する場合は、ＢＤ出力波形の電圧Vinピークは小さくなる傾向があるので、できるだけ比較器Ｃ１に入力される電圧Vinを大きくして、Vin＞Vthの関係を満たしてジッタが少なくなるようにすることが好ましい。この場合、抵抗群の全体抵抗値Ｒが大きくなるように切替スイッチを切り替えて、Vinが大きくなるように調整する。

一方、レーザ走査速度を低速に変更する場合は、図４（Ｂ）のようにＢＤ出力波形の電圧Vinピークは大きくなる傾向があるので、図４（Ｄ）のように、Vin＞Vthの関係を満たしつつ、VinのピークとVthの値ができるだけ近くなるようにしてジッタを少なくすることが好ましい。この場合、抵抗群の全体抵抗値Ｒが小さくなるように切替スイッチを切り替えて、Vinが小さくなるように調整すればよい。

図８に、レーザの照射光量が比較的大きいときのフォトダイオードの出力特性１のグラフと、光量が小さいときのフォトダイオードの出力特性２のグラフと、抵抗値Ｒ１の時の負荷曲線と、抵抗値Ｒ２の時の負荷曲線とを示す。ここで抵抗値を、Ｒ１＜Ｒ２とする。
フォトダイオードを流れる光電流値ｉは、負荷曲線と出力特性との交点(●)の値となる。縦軸は光電流値ｉであり、横軸はＢＤ出力電圧である。
図８によれば、抵抗群の全体抵抗値Ｒを大きく（＝Ｒ２）設定することにより、電圧Ｖinは大となり、基準電圧Vth以上の値となりやすくなることになる。Vin＞Vthの時に同期信号が出力されるので、レーザ走査速度が高速時には、Ｒの値を上げるように切換を行えばよいことがわかる。
図５のような調整部等の構成を設けることにより、走査速度が変更されてもジッタを小さくすることができ、書き込み開始位置のずれを少なくすることができる。

（実施例２）
図６に、基準電圧Vthを調整する構成例を示す。
図６において、同期信号生成部５０３として、ＢＤセンサのアノード側の出力信号を、−側入力端子に入力し、基準電圧Vthを、＋側入力端子に入力する比較器Ｃ１を設ける。また、基準電圧Vthを調整可能な可変直流電源を設ける。基準電圧Vthの調整は、手動調整により行ってもよいが、制御部からの調整指示信号によって行うようにしてもよい。ここで、可変直流電源は、基準電圧生成部５００と基準電圧変更部５２１の両方の機能を有するものに相当する。
図１１が、この実施例２の画像形成装置のブロック図である。
図６の場合、Ｖthを低くすることにより、VinはVth以上の値となりやすくなる。
また、Vin＞Vthの時に同期信号が出力されるので、たとえば、レーザ走査速度を高速に変更する場合、Ｖthの値を下げるように調整を行えばよい。
基準電圧Vthを調整する装置としては、たとえばシャントレギュレータが利用できる。

（実施例３）
図７に、ＢＤセンサの検出信号の電圧値Vinのゲイン調整が可能な増幅器Ｇ１を設けた構成例を示す。ここでは、図７の抵抗Ｒ０１にかかる電圧を、増幅器Ｇ１を構成する非反転増幅回路により増幅し、制御部５０４からのゲイン制御信号に基づいて、ゲインを設定する増幅器内部の抵抗値を変更することにより、比較器Ｃ１に入力される電圧Vinの値を調整する。
たとえば、レーザ走査速度を高速に変更する場合、増幅器のゲインを上げるように、抵抗値の変更を行えばよい。

図７において、調整部５０２として、ＢＤセンサ３１２のアノード側と、比較器Ｃ１の−側入力端子との間に、増幅器Ｇ１を設ける。増幅器Ｇ１のゲインは、制御部５０４から与えられるゲイン制御信号により変更可能なようにする。増幅器Ｇ１は、調整部５０２の電圧利得変更部５２３に相当する。
図１２が、この実施例３の画像形成装置のブロック図である。
また、図７には、増幅器Ｇ１の内部回路の構成例を示している。増幅器Ｇ１は、たとえば、非反転増幅回路Ｃ２と、ゲインを決める抵抗群（Ｒ１１〜Ｒ１４）とから構成される。
ここで、抵抗群を構成する複数の抵抗のうち、いくつかの抵抗（Ｒ１３，Ｒ１４）は、ゲイン制御信号によって接続の可否を設定できるようにする。たとえば、図７のように、抵抗Ｒ１３およびＲ１４にそれぞれ直列に接続されたスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）を設け、ゲイン制御信号によって、各スイッチのＯＮとＯＦＦを制御すればよい。

このようにスイッチを制御することにより、抵抗群（Ｒ１１〜Ｒ１４）の全体の抵抗値を変更すれば、増幅器Ｇ１のゲインを調整することができる。したがって、増幅器Ｇ１のゲインを変更することにより、比較器Ｃ１に入力されるＢＤ出力波形の電圧値Vinを変更することができる。
図７では増幅器のゲインを調整するために、接点スイッチを用いているが、トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴなど半導体スイッチを用いてもよい。

＜走査速度を変更する実施例１＞
レーザの走査速度を変更する一つの例としては、副走査方向の書込み解像度（画像形成解像度）を変更する場合がある。
すなわち、ある１つの主走査ラインの走査速度と、これとは異なる位置での主走査ラインの走査速度を異ならせることにより、１つの画像を形成するときに、途中で書込み解像度を変更する場合である。解像度の変更指示は、速度変更指示部５０８からの指示入力により行う。

この場合、感光体ドラム３の回転速度は一定のままにしておき、ポリゴンミラー３０１の単位時間当たりの回転数を増加あるいは減少させる。この回転数を増加させることにより、その走査ラインの書込み解像度（画像形成解像度）を向上させることができ、逆に回転数を減少させることにより、その走査ラインの書込み解像度を低下させることができる。ここで、回転数の増加は、レーザの走査速度を速くすることを意味し、回転数の減少は、レーザ走査速度を遅くすることを意味する。
このように、副走査方向の書込み解像度を変更する場合に、ポリゴンミラーの回転数（すなわち走査速度）の変更に対応して、図５乃至図７に示すようないずれかの構成を用いて、ジッタが少なくなるように、ＢＤセンサから出力される検出信号（Vin）と、基準電圧（Vth）との関係を調整する。

たとえば、解像度を低下させる指示入力があった場合、すなわち、回転数（走査速度）を遅くさせる場合には、Vin＞Vthの関係を保ちつつ、予め想定されるVinのピーク電圧値とVthとができるだけ近くなるように、比較器Ｃ１に入力される電圧（Vin）を小さくするか、あるいは基準電圧Vthを大きくするように調整する。逆に、解像度を向上させる指示の場合は、レーザ走査速度を速くするために、回転数を速くするように調整すればよい。
このような調整を行うようにすれば、走査速度を変更して副走査方向の解像度を変更した場合でも、ジッタの発生を少なくすることができるので、各走査ラインの書込み開始位置をほとんどずれることがないようにすることができ、安定した画像形成が可能となる。

＜走査速度を変更する実施例２＞
また、カラー印字モードとモノクロ印字モードとで、レーザの走査速度を変更する場合にも、この発明の電圧調整を行えば、安定した画像形成が可能である。
カラー印字モードでは、４色トナーを用いるため、用紙上にトナー層が４層に形成される。したがって、十分な定着性を確保するためには、モノクロ印刷時より印刷速度を低下させる方が好ましい。すなわち、カラー印刷時には、モノクロ印刷時よりレーザの走査速度を遅くすることが好ましい。
したがって、カラー印刷時には、感光体ドラムの回転速度を低下させるのに加えて、ポリゴンミラーの単位時間当たりの回転数をモノクロ印刷時より減少させるようにすれば、より十分な定着性を実現できる。このとき、解像度はモノクロ印刷時と同一としたままで、印刷速度を低下させることができる。

たとえば、印字モードをカラー印字へ切替える指示入力があり、カラー印字モードが設定された場合、走査速度変更部５０６は、レーザの走査速度を遅くするように変更し、図５乃至図７のいずれかの構成を用いて、Vin＞Vthを保ちつつ、比較器Ｃ１への入力電圧Vinが低くなるように調整するか、あるいは基準電圧Vthが高くなるように調整すればよい。
一方、カラー印字モードからモノクロ印字モードに切り替え指示があったときは、走査速度変更部５０６はレーザの走査速度を速くするように変更するので、Vin＞Vthを保ちつつ上記調整と逆の調整を行えばよい。
このように、印字モードがカラーあるいはモノクロに変更された場合でも、走査速度に対応して、走査開始位置を特定する信号電圧（VinまたはVth）の調整が行われるので、より安定した画像形成が可能となる。

この発明の画像形成装置の一実施例の概略構成図である。 この発明の露光ユニットを構成する各部材の配置例の斜視図である。 この発明の露光ユニットの２次光学系の一実施例の構成図である。 この発明のＢＤセンサの出力波形の一実施例の説明図である。 ＢＤセンサから出力される検出信号を調整する一実施例の構成図である。 基準電圧を調整する一実施例の構成図である。 検出信号を増幅器を用いて調整する一実施例の構成図である。 この発明のフォトダイオードの出力特性等のグラフである。 この発明の画像形成装置の一実施例の機能構成ブロック図である。 この発明の実施例１の画像形成装置のブロック図である。 この発明の実施例２の画像形成装置のブロック図である。 この発明の実施例３の画像形成装置のブロック図である。

符号の説明

１ 露光ユニット（光走査装置）
２ 現像器
３ 感光体ドラム
４ クリーナユニット
５ 帯電器
６ 中間転写ベルトユニット
７ 定着ユニット
１０ 転写ローラ
１００ 画像形成装置
１１０ 装置本体
１２０ 自動原稿処理装置
２０２ レーザ出射部（レーザダイオード）
２０３ ミラー
２０６ シリンドリカルレンズ
３０１ ポリゴンミラー
３０２ ｆθレンズ
３１１ 折返しミラー
３１２ ＢＤセンサ

Claims (11)

1. レーザを出射して画像形成対象物に走査するレーザ出射部と、
   画像形成対象物に対して前記レーザを走査する速度を変更する走査速度変更部と、
   前記走査されたレーザを検出して、そのレーザに対応した検出信号を生成する同期検出部と、
   所定の基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
   前記変更された走査速度に基づいて、前記検出信号および前記基準電圧のいずれかを調整する調整部と、
   前記基準電圧と前記調整部によって調整された後の検出信号との比較、あるいは前記検出信号と前記調整部によって調整された後の基準電圧との比較によって、画像形成対象物に対してレーザの走査を開始する位置を決定するための同期信号を生成する同期信号生成部と、
   前記生成された同期信号に基づいて、前記レーザ出射部から出射されるレーザの出力タイミングを制御する制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記調整部が、前記速度変更部によって変更された後の走査速度に基づいて、前記検出信号の電圧ピーク値を変更する入力電圧変更部を備え、入力電圧変更部は、前記検出信号の電圧値を変更可能な抵抗群からなることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記調整部が、前記速度変更部によって変更された後の走査速度に基づいて、前記基準電圧を変更する基準電圧変更部を備えたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
4. 前記調整部が、前記速度変更部によって変更された後の走査速度に基づいて、前記検出信号の利得を変更する電圧利得変更部を備えたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
5. 前記同期信号生成部が、比較部を備え、前記比較部が前記基準電圧Vthと前記検出信号の電圧値Vinとを比較し、Vin＞Vthとなっている場合に、同期信号を生成することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
6. 前記走査速度変更部が、走査速度を変更前よりも速くするように変更した場合、
   前記調整部は、前記検出信号の電圧ピーク値が前記基準電圧よりも高くなるように、前記生成された検出信号の電圧値を高くするか、あるいは前記基準電圧を低くするように調整することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
7. 前記走査速度変更部が、走査速度を変更前よりも遅くするように変更した場合、
   前記調整部は、前記検出信号の電圧ピーク値が前記基準電圧よりも高くなるように、前記生成された検出信号の電圧値を低くするか、あるいは前記基準電圧を高くするように調整することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
8. 速度変更指示部をさらに備え、前記走査速度変更部は、速度変更指示部からの指示に基づいて、レーザを走査する速度を変更することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
9. 前記速度変更指示部から、副走査方向の画像形成解像度を変更する指示があった場合、
   前記走査速度変更部は、前記解像度を向上させる指示の場合はレーザの走査速度を速くするように変更し、
   前記解像度を低下させる指示の場合はレーザの走査速度を遅くするように変更することを特徴とする請求項８の画像形成装置。
10. 前記速度変更指示部から、カラー印字およびモノクロ印字のいずれかの切替指示があった場合、前記走査速度変更部は、カラー印字への切替指示の場合はレーザの走査速度を遅くするように変更し、
    前記モノクロ印字への切替指示の場合はレーザの走査速度を速くするように変更することを特徴とする請求項８の画像形成装置。
11. レーザを画像形成対象物の所定の画像形成領域に走査させるレーザ走査部を備え、
    前記レーザ走査部が側面に多数の反射面を持ち回転させることによって反射面に照射されたレーザを前記画像形成領域に走査させるポリゴンミラーである場合、
    前記走査速度変更部は、前記ポリゴンミラーの回転速度を変更することにより、レーザの走査速度を変更することを特徴とする請求項１の画像形成装置。

Images