JP3667205B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光スポットで感光体上を走査し、電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置に関する。特に本発明の画像形成装置は、レーザービームプリンター（ＬＢＰ）或いはデジタル複写機等に好適なものである。
【０００２】
従来、レーザービームプリンターやデジタル複写機等の画像形成装置においては、例えば半導体レーザから成る光源から、画像信号に応じて強度変調された光束を出射させ、この光束を用いて画像を形成している。
【０００３】
図１１は、このような従来の画像形成装置に用いられる光走査ユニットの主走査断面における要部概略断面図である。図１１において、半導体レーザを含むレーザユニット６１から出射した平行光束は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ６２に入射する。シリンドリカルレンズ６２に入射した平行光束は、主走査断面内においては、そのまま平行光束の状態で出射する。一方、上記の平行光束は、副走査断面内においては集束され、回転多面鏡から成る光偏向器６３の偏向面６３ａに、主走査方向に長い線像として結像される。そして、この光偏向器６３の偏向面６３ａで、反射及び偏向された光束は、ｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ系）７１によって、被走査面である感光ドラム６６上に光スポットとして結像される。そして、この光スポットによって、感光ドラム６６上を繰り返し走査する。結像光学系７１は、球面レンズ６４と、トーリックレンズ６５とから構成されている。
【０００４】
上記の光走査ユニットにおいては、感光ドラム６６上を光スポットで走査する前に、感光ドラム６６上における画像形成を開始するタイミングを調整するために、光検出器としてのＢＤ（beam detector）センサー６９が設けられている。このＢＤセンサー６９は、光偏向器６３で偏向された光束の一部であるＢＤ光束、すなわち感光ドラム６６上の画像形成領域を走査する前の、画像形成領域外の領域を走査している時の光束を受光する。このＢＤ光束は、ＢＤミラー６７で反射され、ＢＤレンズ（集光レンズ）６８で集光されてＢＤセンサー６９に入射する。そして、このＢＤセンサー６９の出力信号から、ＢＤ信号（同期信号）を検出し、このＢＤ信号に基づいて感光ドラム６６における画像記録の開始タイミングを調整している。
【０００５】
感光ドラム６６は、レーザユニット６１内の半導体レーザの駆動信号に同期して一定速度で回転し、感光面は走査される光スポットに対して副走査方向に移動する。このようにして、感光ドラム６６上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、周知の電子写真プロセスによって現像され、紙などの被転写材に転写されて画像が具現化される。
【０００６】
一方、上記光走査ユニットは、半導体レーザから出射する光束の出力パワーを制御するための、所謂オートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路を備えている。このようなＡＰＣ回路は、図１１には図示していない。図１１のレーザユニット６１内には、半導体レーザとこの半導体レーザから発する光束の一部を検出する光検出器が設けられている。ＡＰＣ回路は、この光検出器の出力を所定のタイミングでサンプリングし、サンプリングされた出力に基づき、半導体レーザの出力パワーを制御している。
【０００７】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、従来の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャートである。これらの図は、繰り返し走査される光スポットの１回の走査の期間を示している。図１２（Ａ）は、半導体レーザの動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時は半導体レーザが点灯し、ローレベル（Ｌ）の時は消灯していることを示す。図１２（Ｂ）は、ＢＤセンサーの動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時にＢＤ信号（同期信号）の検出を行っている。
図１２（Ｃ）は、ＡＰＣ回路の動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時に、半導体レーザの出力パワーの制御（ＡＰＣ）を行っている。
【０００８】
画像形成装置に用いられる感光ドラムは、主走査方向に、画像形成領域（有効画像領域）と、この画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域（画像非形成領域）とを有している。画像形成領域とは、最終的にトナー像が被転写材に転写される領域である。このような感光ドラム上を光スポットが主走査方向に走査する時、図１２（Ａ）において、画像形成領域を走査している期間を画像形成期間と表す。そして、光スポットがブランク領域を走査している期間を、ブランク期間と表す。図１２（Ａ）からわかるように、光スポットの１回の走査において、画像形成期間の前後にそれぞれブランク期間が存在することになる。更に、各々のブランク期間の前後には、光スポットが感光ドラム上ではなく、その外側を走査する期間がある。これをドラム外走査期間と呼ぶ。
【０００９】
図１２（Ａ）のように、画像形成期間において、半導体レーザから出射される光束は、画像信号に応じて変調されており、これに伴い感光ドラム上を走査する光スポットもオン／オフされている。予め感光ドラムは帯電されており、このように強度変調された光スポットの照射によって、感光ドラム上に電位差が生じ、静電潜像が形成される。つまり、感光ドラムの光スポットが照射された部分（露光部）は、電荷が消失し、光スポットが照射されなかった部分（非露光部）は電荷が残る。
【００１０】
従来の画像形成装置においては、上記のように形成された静電潜像に対し、予め感光ドラムを帯電させた電荷と同極性のトナーを用い、所謂反転現像を行っていた。つまり、露光部が画線部（トナーが付着する部分）となるようにしていた。これは、非露光部を画線部とすると、半導体レーザを点灯させておく期間が長くなってしまうからである。
【００１１】
一方、従来の画像形成装置において、半導体レーザの出力パワーの制御、所謂オートパワーコントロール（ＡＰＣ）は、図１２（Ｃ）に示すように、画像形成期間より前のドラム外走査期間に行われていた。また、ＢＤセンサーによるＢＤ信号（同期信号）の検出は、図１２（Ｂ）に示すように、画像形成期間より前のドラム外走査期間に、ＡＰＣに引き続いて行われていた。ドラム外走査期間には、本来半導体レーザは点灯させる必要はないが、上記ＡＰＣ及びＢＤ信号の検出が行われている期間は、図１２（Ａ）のように、半導体レーザを点灯させていた。ここで、ブランク期間に半導体レーザを点灯させていないのは、点灯させると、ブランク領域にトナーが付着してしまうからである。ブランク領域は、被転写材（用紙）にトナーが転写される部分ではないが、わずかでもタイミングにずれが生じると、最終的に画像が転写された被転写材の端に、本来あってはならないトナーが付着してしまう。このため、ブランク期間では半導体レーザの点灯は行われていなかった。
【００１２】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）において、光スポットの１走査期間の全時間に対する画像形成期間の割合を走査効率と呼んでいる。高速で高精細の画像形成装置を実現するためには、走査効率は高い方が良い。しかしながら、走査効率を高くすると、安定したＡＰＣを行う時間的な余裕がなくなってきてしまうという問題があった。
【００１３】
一方、特開平４−２４７４７７号公報には、画像形成期間より前のブランク期間においてＢＤ信号を検出し、画像形成期間の後のブランク期間でＡＰＣを行う画像記録装置が記載されている。
【００１４】
上記の特開平４−２４７４７７号公報に記載された画像形成装置では、感光体面上のレーザ光が入射した露光部に現像プロセスでトナーを付着させている。そしてブランク期間内でＡＰＣを行うために、ブランク期間に半導体レーザを点灯させている。このとき感光体のブランク領域にレーザ光が入射し、その領域にトナーが付着すると、該トナーが用紙に付着したりする場合があるため、半導体レーザからの光束が感光ドラムに入射しないよう、光偏向器と感光ドラムとの間に遮蔽部材を設けている。このとき遮蔽部材の配置にわずかでも誤差が生じると、ブランク領域の一部が露光されてトナーが付着する。このようにブランク領域に付着したトナーは、後の転写プロセスにおいて、感光ドラムと被転写物（用紙）との位置関係に誤差があると、用紙の端に転写されてしまう場合がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来より画像形成装置においては簡易な構成で走査効率を低下させることなく、精度よく、オートパワーコントロール（ＡＰＣ）を行い高画質の画像を形成できることが重要な点となっている。
【００１６】
本発明の目的は、簡単な構成で、走査効率を落とすことなく、安定したオートパワーコントロール（ＡＰＣ）が可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の画像形成装置は、画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を繰り返し偏向する光偏向器と、前記光偏向器によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に配され前記光スポットによって繰り返し走査され、選択的に露光される感光体と、選択的に露光された感光体にトナーを付着させ、画像を現像する現像器と、前記光源手段から発した光束の一部を受光する光検出器と、前記光検出器の出力に基づき、オートパワーコントロール回路と、前記光源手段を駆動する駆動回路とを備え、前記感光体は、主走査方向に画像形成領域と、前記画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域とを有する画像形成装置において、
前記現像器は、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させること、前記駆動回路は、光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している期間においては、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが前記感光体上のブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させること、及び、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットが前記感光体上のブランク領域を走査している期間にオートパワーコントロールを行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記光偏向器によって偏向された光束の一部を受光して、同期信号を検出する同期信号検出センサーを備え、前記感光体上のブランク領域を走査している期間に前記駆動回路は検出された同期信号に基づいて感光体上の画像の形成開始タイミングを調整することを特徴としている。
【００１９】
請求項３の発明は請求項２の発明において、前記同期信号検出センサーは、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に同期信号の検出を行い、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットの走査終了側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間にオートパワーコントロールを行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間にオートパワーコントロールを行い、前記同期信号センサーは、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に、オートパワーコントロールの制御に引き続いて同期信号の検出を行うことを特徴としている。
【００２１】
請求項５の発明は請求項２の発明において、前記同期信号検出センサーは、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に同期信号の検出を行い、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に、前記同期信号の検出に引き続いてオートパワーコントロールを行うことを特徴としている。
【００２２】
請求項６の発明の画像形成装置は、画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を繰り返し偏向する光偏向器と、前記光偏向器によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に配され前記光スポットによって繰り返し走査され、選択的に露光される感光体と、選択的に露光された感光体にトナーを付着させ、画像を現像する現像器と、前記光偏向器によって偏向された光束の一部を受光して、同期信号を検出する同期信号検出センサーと、前記光源手段を駆動する駆動回路とを備え、前記感光体は、主走査方向に画像形成領域と、前記画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域とを有する画像形成装置において、
前記現像器は、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させること、前記駆動回路は、光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している期間においては、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが前記感光体上のブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させること、及び、前記感光体上のブランク領域を走査している期間に前記駆動回路は検出された同期信号に基づいて感光体上の画像の形成開始タイミングを制御することを特徴としている。
【００２３】
請求項７の発明は請求項１から６のいずれか１項の発明において、前記光スポットの１走査期間の全時間に対して、光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している期間は７０％以上であることを特徴としている。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項の発明において、前記光偏向器の偏向面に入射する光束の主走査方向の幅は、前記光偏向器の偏向面の主走査方向の幅より広いことを特徴としている。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記光源手段から出射した光束は、主走査断面内において、前記光偏向器による偏向角の中央の位置から前記光偏向器の偏向面に入射することを特徴としている。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項１から９のいずれか１項の発明において、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記駆動回路に入力せしめるプリンタコントローラを備えることを特徴としている。
【００２７】
請求項１１の発明の画像形成装置は、光源手段から出射した光束を光偏向器へ入射させる入射光学系と、該光偏向器で偏向された光束を感光ドラム面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置を具備し、
該光走査装置による光走査により該感光ドラム面上に露光部と非露光部による電位差を生じさせ、該非露光部に現像プロセスにおいて帯電したトナーを付着させ、電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置において、
前記感光ドラム面上の１ラインの画像形成領域の両側に形成されるブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させており、
オートパワーコントロールを該ブランク領域を光束が走査している間で行なうことを特徴としている。
【００２８】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、前記光偏向器で偏向された光束の一部を受光して前記感光ドラム面上の走査開始位置のタイミングを制御する同期信号を検出する同期信号検出センサーを有し、該同期信号検出センサーによる同期信号の検出を光束が前記ブランク領域を走査している間において行うことを特徴としている。
【００２９】
請求項１３の発明の画像形成装置は、光源手段から出射した光束を光偏向器へ入射させる入射光学系と、該光偏向器で偏向された光束を感光ドラム面上に結像させる結像光学系と、該光偏向器で偏向された光束の一部を受光して該感光ドラム面上の走査開始位置のタイミングを制御する同期信号を検出する同期信号検出センサーと、を有する光走査装置を具備し、
該光走査装置による光走査により該感光ドラム面上に露光部と非露光部による電位差を生じさせ、該非露光部に現像プロセスにおいて帯電したトナーを付着させ、電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置において、
前記感光ドラム面上の１ラインの画像形成領域の両側に形成されるブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させており、
該同期信号検出センサーによる同期信号の検出を光束が前記ブランク領域を走査している間において行うことを特徴としている。
【００３０】
請求項１４の発明は請求項１２の発明において、前記オートパワーコントロールと前記同期信号の検出を前記画像形成領域の両側のブランク領域の一方を光束が走査している間で行っていることを特徴としている。
【００３１】
請求項１５の発明は、請求項１２の発明において、前記画像形成領域の両側のブランク領域のうち光束が一方のブランク領域を走査している間で前記オートパワーコントロールを行ない、他方のブランク領域を走査している間で前記同期信号の検出を行っていることを特徴としている。
【００３２】
請求項１６の発明は、請求項１１〜１５のいずれか１項の発明において、前記入射光学系から出射した光束は前記光偏向器の偏向面に対し、該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射することを特徴としている。
【００３３】
請求項１７の発明は請求項１１〜１６のいずれか１項の発明において、１走査期間の全時間に対して、光束が前記感光ドラム面上の画像形成領域を走査している期間は７０％以上であることを特徴としている。
【００３４】
請求項１８の発明は、請求項１６の発明において、前記光源手段から出射した光束は、主走査断面内において、前記光偏向器による偏向角の中央の位置から前記光偏向器の偏向面に入射することを特徴としている。
【００３５】
請求項１９の発明は請求項１１〜１８のいずれか１項の発明において、外部機器から入力したコードデータを前記光源手段から発せられる光束の変調を行うための画像信号に変換するプリンタコントローラを備えることを特徴としている。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図１において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータDｃが入力する。このコードデータDｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Dｉに変換される。この画像データDｉは、光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【００４１】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。ここで用いられるトナー粒子は、帯電ローラ１０２によって帯電された電荷とは逆符号を持つものが用いられる。そして、感光ドラムの非露光部がトナーが付着する部分（画線部）となる。つまり、本実施形態においては、先に説明した従来技術のような反転現像ではなく、所謂正規現像が行われる。
【００４２】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図３において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【００４３】
図１においては図示していないが、プリンタコントローラ１１１は、先に説明データの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００４４】
図２は、図１の画像形成装置における、光走査ユニットの構成を示す主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。また、図３は、図２の光走査ユニットの副走査方向の要部断面図（副走査断面図）を示す。図４は、図２の光走査ユニットの光学系を光束に沿って主走査断面内に展開した展開図、図５は、図２の光走査ユニットの光学系を光束に沿って副走査断面内に展開した展開図をそれぞれ示す。図２〜図５において、同一の部材には同一の符号を付している。本実施形態においては、高速、高精細な画像形成装置に適用するのに適した、所謂オーバーフィルド(0verfilled)光学系（ＯＦＳ）を用いている。ＯＦＳは、回転多面鏡に入射する光束の主走査方向の幅が、回転多面鏡の複数の偏向面（反射面）の内の１つの主走査方向の幅よりも大きいものをいう。
【００４５】
図２〜図５において、符号１は、光源である半導体レーザを示す。半導体レーザは後述するレーザ駆動信号によって駆動され、光束（レーザ光）を出射する。符号２はコリメーターレンズを示す。このコリメータレンズ２は、半導体レーザ１から出射した発散光束を平行光束に変換している。尚、半導体レーザ１とコリメーターレンズ２とを一体化にして構成しても良い。符号３は開口絞りを示す。この開口絞り３は、通過光束（光量）を制限する。
【００４６】
符号４は、シリンドリカルレンズ（シリンダーレンズ）を示す。シリンドリカルレンズ４は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器６の偏向面（反射面）６ａに主走査方向に長い線像として結像させている。符号９は折り返しミラーを示す。この折り返しミラー９は、入射光束を光偏向器６側へ折り返している。尚、コリメーターレンズ２、開口絞り３、シリンドリカルレンズ４及び折り返しミラー９によって入射光学系（第１の光学系）２１が構成されている。
【００４７】
符号６は光偏向器を示す。光偏向器６は、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、不図示のポリゴンモータにより矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００４８】
符号２２は集光機能とｆθ特性を有する結像光学系（第２の光学系）を示す。結像光学系２２は、単一のｆθレンズ（ｆθレンズ系）５と、副走査方向にのみ所定のパワーを有するシリンドリカルミラー７とを有しており、光偏向器６からの偏向光束を被走査面８上に結像させる。また、結像光学系２２は、副走査断面内において光偏向器６の偏向面６ａと被走査面８との間を光学的に略共役関係に形成している。このような構成は、光偏向器６の偏向面６ａの加工誤差や、光偏向器の回転軸の傾きによる偏向面６ａの傾きを補償するもので、倒れ補正と呼ばれている。なお、光偏向器６に入射する光束は、一度ｆθレンズ５を通過している。つまり、ｆθレンズ５は入射光学系２１の構成要素の一部にもなっている。尚、ｆθレンズ系を本実施形態のような単レンズではなく、複数枚のレンズより構成しても良い。被走査面８は、図１における感光ドラム１０１の感光面に相当する。
【００４９】
本実施形態の光走査ユニットにおいては、被走査面（感光ドラム面）８上の画像形成領域を光スポットで走査する前に、画像形成を開始するタイミングを調整するために、光検出器としてのＢＤ（beam detector）センサー（同期信号検出センサー）１２が設けられている。このＢＤセンサー１２は、光偏向器６で偏向された光束の一部であるＢＤ光束、すなわち感光ドラム１０１上の画像形成領域を走査する前の、画像形成領域外の領域（ブランク領域）を走査している時の光束を受光する。このＢＤ光束は、ＢＤミラー（同期信号検出用ミラー）１０で反射され、ＢＤレンズ（集光レンズ）１１で集光されてＢＤセンサー１２に入射する。そして、このＢＤセンサー１２の出力信号から、ＢＤ信号（同期信号）を検出し、このＢＤ信号に基づいて被走査面（感光ドラム面）８における画像記録の開始タイミングを調整している。
【００５０】
図２の符号１３は、半導体レーザ１から出射した光束の一部を受光し半導体レーザ１からの出力パワーを制御する、オートパワーコントロールを行うための光検出器を示す。本実施形態においては、光検出器１３は、半導体レーザ１のコリメータレンズ２に向いた端面とは反対側の端面から出射した光束を受光するように構成されている。半導体レーザ１と光検出器１３とは、後述するように、同一のレーザユニット内に収納されている。図３〜図５においては、この光検出器１３は省略した。
【００５１】
尚、以上説明した符号１〜１３が付された各要素は、本実施形態の画像形成装置の走査効率が７０％以上となるように構成されている。
【００５２】
図６は、本実施形態で用いられるレーザユニットの構成を示す概略斜視図である。レーザユニットのステム３０には、基台３１が設けられ、この基台３１上に半導体レーザ１が載置されている。半導体レーザ１の両端面からは、それぞれ光束ＬF及びＬRが出射する。半導体レーザ１の後方の端面から出射した光束ＬRは、基台３１上に設けられた光検出器１３によって受光される。これら基台３１、半導体レーザ１及び光検出器１３は、ステム３０に取り付けられたキャップ３２内に収納されている。そして、半導体レーザ１の前方の端面から出射した光束ＬFは、キャップ３２に設けられた窓３３を透過して外部に取り出される。この窓には、ガラス等から成る光透過性の部材が取り付けられている。半導体レーザの駆動信号は、通電端子３４を介して半導体レーザ１に入力される。一方、光検出器１３の出力信号も、通電端子３４を通して出力される。そして、取り出された光検出器１３の出力信号を用いて、オートパワーコントロール（ＡＰＣ）が行われる。
【００５３】
図７は、図１に示した光走査ユニット１００内に設けられた制御回路を示す図である。図３のプリンタコントローラ１１１から送られた画像データＤｉは、レーザ駆動回路４１に入力される。レーザ駆動回路４１は、光スポットが画像形成領域を走査している間は、入力された画像データＤｉに従って変調された光束を半導体レーザ１から出射させる。一方、ＢＤセンサー１２の出力信号に基づいて、同期信号検出回路４３において、ＢＤ信号（同期信号）Ｓ1及びＳ2が検出される。ＢＤ信号Ｓ1は、レーザ駆動回路４１に入力され、このＢＤ信号Ｓ1に基づいて画像形成の開始タイミングが調整される。
【００５４】
図７において、半導体レーザ１の前方の端面から出射した光束ＬFは、図２〜図５に示す入射光学系２１を介して光偏向器６に導かれ、被走査面８の走査に用いられる。一方、半導体レーザ１の後方の端面から出射した光束ＬRは、光検出器１３によって受光される。この光検出器１３の出力信号は、オートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路４２に入力される。ＡＰＣ回路は、例えばサンプル・ホールド回路と、このサンプル・ホールド回路でサンプリングされた値を基準値と比較する比較回路とから構成される。そして、ＡＰＣ回路から出力される制御信号ＳAPCは、レーザ駆動回路４１に入力され、この制御信号ＳAPCに基づいて、半導体レーザ１の出力パワーの制御が行われる。このようなＡＰＣを行うタイミングは、同期信号検出回路４３から送られたＢＤ信号Ｓ2によって決定される。
【００５５】
本実施形態において、図２に示す主走査断面内においては、半導体レーザ１から出射した発散光束がコリメーターレンズ２によって平行光束に変換される。この平行光束は、開口絞り３によってその光量が制限され、シリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４に入射した平行光束は、そのままの状態で出射し、折り返しミラー９を介してｆθレンズ５を透過して光偏向器６の偏向角の略中央から偏向面６ａへ入射する。このような構成は、正面入射と呼ばれている。このとき光偏向器６へ入射する光束の主走査方向の幅は、光偏向器６の偏向面６ａの主走査方向の幅より広い。このような構成は、先に説明したように、オーバーフィルド光学系と呼ばれている。そして光偏向器６の偏向面６ａで偏向され、反射された走査用の光束は、再度ｆθレンズ５を透過することによって収束され、シリンドリカルミラー７を介して感光ドラム面８上に導光される。ここで、光束はｆθレンズ５を２度通ることになる。このような構成を、ダブルパスと呼ぶ。
【００５６】
一方、本実施形態において、図３に示す副走査断面内においては、半導体レーザ１から出射した発散光束はコリメーターレンズ２によって平行光束に変換される。この平行光束は、開口絞り３によって、その光量が制限され、シリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４に入射した平行光束は収束して、折り返しミラー９で反射される。折り返しミラー９で反射された収束光束は、ｆθレンズ５を透過して、光偏向器６の偏向面６ａの法線に対して零でない所定の角度、例えばφ／２の角度で入射する。このような構成を斜入射光学系と呼んでいる。このように偏向面６ａに傾けて入射させることによって、光偏向器６で偏向及び反射された光束が、入射光学系２１と干渉しないように構成している。そして光偏向器６の偏向面６ａで、偏向及び反射された走査用の光束は、再度ｆθレンズ５を透過し、シリンドリカルミラー７により収束されて被走査面（感光ドラム面）８上に光スポットとして結像される。
【００５７】
このとき被走査面（感光ドラム面）８上を光スポットで走査する前に、被走査面８上の画像記録を開始するタイミングを調整する為に、光偏向器６で偏向された光束の一部であるＢＤ光束を、ＢＤミラー１０で反射させてＢＤレンズ１１を通し、ＢＤセンサー１２に導光している。そしてＢＤセンサー１２からの出力信号を検知して得られたＢＤ信号（同期信号）を用いて感光ドラム面８上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【００５８】
そして、図１で説明したように、感光ドラム１０１は半導体レーザ１の駆動信号に同期して一定速度で回転する。この回転に伴って感光面（被走査面）は光スポットに対して副走査方向に移動し、走査される光スポットにより静電潜像が感光面上に形成される。この静電潜像は、光スポットの露光部と非露光部で生じる電位差から成る。この静電潜像から図１で説明したような周知の電子写真プロセスにより紙の上に画像が具現化される。本発明においては、非露光部に現像プロセスにおいて帯電したトナーを付着させる、正規現像を採用したものである。
【００５９】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本発明の実施形態の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャートである。これらの図は、繰り返し走査される光スポットの１回の走査（1ライン）の期間を示している。図８（Ａ）は、半導体レーザの動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時は半導体レーザが点灯し、ローレベル（Ｌ）の時は消灯していることを示す。図８（Ｂ）は、ＢＤセンサーの動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時にＢＤ信号（同期信号）の検出を行っている。図８（Ｃ）は、ＡＰＣ回路の動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時に、半導体レーザの出力パワーの制御を行っている。
【００６０】
先に説明したように、画像形成装置に用いられる感光ドラムは、主走査方向に、画像形成領域（有効画像領域）と、この画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域（画像非形成領域）とを有している。画像形成領域とは、最終的にトナー像が被転写材に転写される領域である。このような感光ドラム上を光スポットが主走査方向に走査する時、図８（Ａ）において、画像形成領域を走査している期間を画像形成期間と表す。そして、光スポットがブランク領域を走査している期間を、ブランク期間と表す。図８（Ａ）からわかるように、光スポットの１回の走査において、画像形成期間の前後にそれぞれブランク期間が存在することになる。
【００６１】
図８（Ａ）のように、画像形成期間において、半導体レーザから出射される光束は、画像信号に応じて変調されており、これに伴い感光ドラム上を走査する光スポットもオン／オフされている。予め感光ドラムは帯電されており、このように強度変調された光スポットの照射によって、感光ドラム上に電位差が生じ、静電潜像が形成される。つまり、感光ドラムの光スポットが照射された部分（露光部）は、電荷が消失し、光スポットが照射されなかった部分（非露光部）は電荷が残る。本発明においては、正規現像を用いているため、上記のように形成された静電潜像に対し、予め感光ドラムを帯電させた電荷と逆極性のトナーを用い、非露光部が画線部（トナーが付着する部分）となるようにしている。一方、光スポットが感光体上のブランク領域を走査している全ての期間、すなわちブランク期間中は常に半導体レーザを点灯している。これは、現像プロセスにおいて画像非形成部の感光ドラム面上にトナーを付着させないために行なうものであって、ブランク露光と呼ばれている。このブランク露光は、非露光部を画線部とするタイプ（バックグランド露光タイプ）の画像形成装置においては、不必要なトナーを感光ドラム面上に付着させないために行っている。このような半導体レーザの点灯及び消灯の制御は、図７のレーザ駆動回路４１によって行っている。
【００６２】
バックグランド露光タイプの典型としては、感光ドラムにアモルファスシリコンを用いたものがある。このタイプにおいては露光前の１次帯電により感光ドラムをプラスの電荷で帯電させる。そして、帯電された感光ドラム上を光スポットで走査することにより、露光部の電荷を中和する。次に、現像プロセスにおいて、マイナスの電荷をもったトナーを非露光部に付着させる。さらに転写、定着等の周知の電子写真プロセスにより紙上に画像を形成する。
【００６３】
本実施形態においては、図８（Ａ）に示すように１回の光スポットの走査の内、画像形成期間の走査終了後で、次の走査開始前のブランク露光時（ブランク期間）にＡＰＣを行っている。また、画像形成期間の前のブランク期間においてＢＤ信号の検出を行っている。これにより本実施形態では従来、画像形成期間の前のドラム外走査期間において、ＢＤ信号検出前にＡＰＣを行うのとは異なり、走査効率を落とさなくても、ＡＰＣのための十分な時間が確保できるというメリットが得られる。
【００６４】
上記の実施形態においては、画像形成期間の前後のブランク期間にそれぞれＢＤ信号の検出とＡＰＣとを行っている。しかしながら、本発明においては、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示すように、画像形成期間の前のブランク期間にＡＰＣ及びＢＤ信号の検出を順次行うようにしても良い。また、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、ＡＰＣとＢＤ信号の検出との順序を逆にして、画像形成期間の前のブランク期間にＢＤ信号及びＡＰＣの検出を順次行うようにしても良い。この場合、画像形成期間の前のブランク期間において、ＡＰＣ及びＢＤ信号の検出を行う点では、１０（Ａ）〜図１０（Ｂ）で説明した従来技術と同様である。ただし、本発明においては、正規現像であるため、ブランク期間の間、常に半導体レーザを発光させており、従来技術のように、画像形成期間の前に消灯期間を設ける必要がないため、その分、ＡＰＣの時間をとることができる。なお、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）及び図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、本発明の他の実施形態の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャートである。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）及び図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、それぞれ図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に対応するもので、図の意味するところは同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
尚、以上の各本実施形態においてブランク期間全てにおいて半導体レーザ以外の他の光源を点灯させてブランク領域を露光させ，ブランク期間内のうちＡＰＣ又は／及びＢＤ信号の検出を行う期間内だけ半導体レーザを点灯させるようにしても良い。
【００６６】
オーバーフィルド光学系を用いた画像形成装置における走査効率は、通常９０％前後であり、このためＡＰＣのための時間を確保することが難しかったが、本発明を用いることで、ＡＰＣに十分な時間をかけることができ、精度の高いＡＰＣを行うことができる。
【００６７】
上記のように、本発明は、オーバーフィルド光学系を用いた画像形成装置に特に好適なものであるが、もちろんアンダーフィルド光学系においても適用することができる。この場合においても、走査効率を低下させることなく、ＡＰＣのための時間を十分に確保することができるという効果が得られる。ここで、アンダーフィルド光学系とは、光偏向器に入射する光束の主走査方向の幅が、光偏向器の１つの偏向面の主走査方向の幅よりも狭いものをいう。
【００６８】
また、先の実施形態においては、レーザ駆動回路、ＡＰＣ回路及び同期信号検出回路を別個の回路として示したが、これらの動作を単一の中央処理ユニット（ＣＰＵ）によって行うようにしても良い。本発明は、このようにＣＰＵを用いた場合も含むものである。つまり、特許請求の範囲に記載されたオートパワーコントロール回路、駆動回路等の表現は、これらを独立した別個の回路として構成することを意味するものではない。
【００６９】
また、実施形態では、半導体レーザの後方から出射される光束を光検出器で受光してＢＤ信号を検出する例を示したが、被走査面を走査する光束の一部を光検出器に導き、ＢＤ信号を検出するようにしても良い。
【００７０】
本発明は、先に説明した例の他にも種々の応用が可能である。本発明は特許請求の範囲を逸脱しない限りにおいて、このような応用例を全て包含するものである。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば簡単な構成で、走査効率を落とすことなく、安定したオートパワーコントロール（ＡＰＣ）が可能な画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図。
【図２】図１の画像形成装置における光走査ユニットの構成を示す主走査方向の要部断面図。
【図３】図２の光走査ユニットの副走査方向の要部断面図。
【図４】図２の光走査ユニットの光学系を光束に沿って主走査方向に展開した展開図。
【図５】図２の光走査ユニットの光学系を光束に沿って副走査方向に展開した展開図。
【図６】図２の光走査ユニットで用いられるレーザユニットの構成を示す概略斜視図。
【図７】図１に示した光走査ユニット内に設けられた制御回路を示す図。
【図８】図１の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャート。
【図９】本発明の他の実施形態の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１０】本発明の更に他の実施形態の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１１】従来の画像形成装置に用いられる光走査ユニットの主走査断面における要部概略断面図。
【図１２】図１１の装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１ 光源手段
２ コリメーターレンズ
３ 開口絞り
４ シリンドリカルレンズ
５ ｆθレンズ
６ 光偏向器
７ シリンドリカルミラー
８ 感光ドラム面（被走査面）
９ 折り返しミラー
１０ ミラー
１１ ＢＤレンズ
１２ ＢＤセンサー
１３ 光検出器
２１ 入射光学系
２２ 結像光学系
１００ 光走査ユニット
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０４ 画像形成装置
１０７ 現像器
１１１ プリンタコントローラ
１１２ 用紙
１１５ モータ
１１７ 外部機器
【発明の属する技術分野】
本発明は、光スポットで感光体上を走査し、電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置に関する。特に本発明の画像形成装置は、レーザービームプリンター（ＬＢＰ）或いはデジタル複写機等に好適なものである。
【０００２】
従来、レーザービームプリンターやデジタル複写機等の画像形成装置においては、例えば半導体レーザから成る光源から、画像信号に応じて強度変調された光束を出射させ、この光束を用いて画像を形成している。
【０００３】
図１１は、このような従来の画像形成装置に用いられる光走査ユニットの主走査断面における要部概略断面図である。図１１において、半導体レーザを含むレーザユニット６１から出射した平行光束は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ６２に入射する。シリンドリカルレンズ６２に入射した平行光束は、主走査断面内においては、そのまま平行光束の状態で出射する。一方、上記の平行光束は、副走査断面内においては集束され、回転多面鏡から成る光偏向器６３の偏向面６３ａに、主走査方向に長い線像として結像される。そして、この光偏向器６３の偏向面６３ａで、反射及び偏向された光束は、ｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ系）７１によって、被走査面である感光ドラム６６上に光スポットとして結像される。そして、この光スポットによって、感光ドラム６６上を繰り返し走査する。結像光学系７１は、球面レンズ６４と、トーリックレンズ６５とから構成されている。
【０００４】
上記の光走査ユニットにおいては、感光ドラム６６上を光スポットで走査する前に、感光ドラム６６上における画像形成を開始するタイミングを調整するために、光検出器としてのＢＤ（beam detector）センサー６９が設けられている。このＢＤセンサー６９は、光偏向器６３で偏向された光束の一部であるＢＤ光束、すなわち感光ドラム６６上の画像形成領域を走査する前の、画像形成領域外の領域を走査している時の光束を受光する。このＢＤ光束は、ＢＤミラー６７で反射され、ＢＤレンズ（集光レンズ）６８で集光されてＢＤセンサー６９に入射する。そして、このＢＤセンサー６９の出力信号から、ＢＤ信号（同期信号）を検出し、このＢＤ信号に基づいて感光ドラム６６における画像記録の開始タイミングを調整している。
【０００５】
感光ドラム６６は、レーザユニット６１内の半導体レーザの駆動信号に同期して一定速度で回転し、感光面は走査される光スポットに対して副走査方向に移動する。このようにして、感光ドラム６６上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、周知の電子写真プロセスによって現像され、紙などの被転写材に転写されて画像が具現化される。
【０００６】
一方、上記光走査ユニットは、半導体レーザから出射する光束の出力パワーを制御するための、所謂オートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路を備えている。このようなＡＰＣ回路は、図１１には図示していない。図１１のレーザユニット６１内には、半導体レーザとこの半導体レーザから発する光束の一部を検出する光検出器が設けられている。ＡＰＣ回路は、この光検出器の出力を所定のタイミングでサンプリングし、サンプリングされた出力に基づき、半導体レーザの出力パワーを制御している。
【０００７】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、従来の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャートである。これらの図は、繰り返し走査される光スポットの１回の走査の期間を示している。図１２（Ａ）は、半導体レーザの動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時は半導体レーザが点灯し、ローレベル（Ｌ）の時は消灯していることを示す。図１２（Ｂ）は、ＢＤセンサーの動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時にＢＤ信号（同期信号）の検出を行っている。
図１２（Ｃ）は、ＡＰＣ回路の動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時に、半導体レーザの出力パワーの制御（ＡＰＣ）を行っている。
【０００８】
画像形成装置に用いられる感光ドラムは、主走査方向に、画像形成領域（有効画像領域）と、この画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域（画像非形成領域）とを有している。画像形成領域とは、最終的にトナー像が被転写材に転写される領域である。このような感光ドラム上を光スポットが主走査方向に走査する時、図１２（Ａ）において、画像形成領域を走査している期間を画像形成期間と表す。そして、光スポットがブランク領域を走査している期間を、ブランク期間と表す。図１２（Ａ）からわかるように、光スポットの１回の走査において、画像形成期間の前後にそれぞれブランク期間が存在することになる。更に、各々のブランク期間の前後には、光スポットが感光ドラム上ではなく、その外側を走査する期間がある。これをドラム外走査期間と呼ぶ。
【０００９】
図１２（Ａ）のように、画像形成期間において、半導体レーザから出射される光束は、画像信号に応じて変調されており、これに伴い感光ドラム上を走査する光スポットもオン／オフされている。予め感光ドラムは帯電されており、このように強度変調された光スポットの照射によって、感光ドラム上に電位差が生じ、静電潜像が形成される。つまり、感光ドラムの光スポットが照射された部分（露光部）は、電荷が消失し、光スポットが照射されなかった部分（非露光部）は電荷が残る。
【００１０】
従来の画像形成装置においては、上記のように形成された静電潜像に対し、予め感光ドラムを帯電させた電荷と同極性のトナーを用い、所謂反転現像を行っていた。つまり、露光部が画線部（トナーが付着する部分）となるようにしていた。これは、非露光部を画線部とすると、半導体レーザを点灯させておく期間が長くなってしまうからである。
【００１１】
一方、従来の画像形成装置において、半導体レーザの出力パワーの制御、所謂オートパワーコントロール（ＡＰＣ）は、図１２（Ｃ）に示すように、画像形成期間より前のドラム外走査期間に行われていた。また、ＢＤセンサーによるＢＤ信号（同期信号）の検出は、図１２（Ｂ）に示すように、画像形成期間より前のドラム外走査期間に、ＡＰＣに引き続いて行われていた。ドラム外走査期間には、本来半導体レーザは点灯させる必要はないが、上記ＡＰＣ及びＢＤ信号の検出が行われている期間は、図１２（Ａ）のように、半導体レーザを点灯させていた。ここで、ブランク期間に半導体レーザを点灯させていないのは、点灯させると、ブランク領域にトナーが付着してしまうからである。ブランク領域は、被転写材（用紙）にトナーが転写される部分ではないが、わずかでもタイミングにずれが生じると、最終的に画像が転写された被転写材の端に、本来あってはならないトナーが付着してしまう。このため、ブランク期間では半導体レーザの点灯は行われていなかった。
【００１２】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）において、光スポットの１走査期間の全時間に対する画像形成期間の割合を走査効率と呼んでいる。高速で高精細の画像形成装置を実現するためには、走査効率は高い方が良い。しかしながら、走査効率を高くすると、安定したＡＰＣを行う時間的な余裕がなくなってきてしまうという問題があった。
【００１３】
一方、特開平４−２４７４７７号公報には、画像形成期間より前のブランク期間においてＢＤ信号を検出し、画像形成期間の後のブランク期間でＡＰＣを行う画像記録装置が記載されている。
【００１４】
上記の特開平４−２４７４７７号公報に記載された画像形成装置では、感光体面上のレーザ光が入射した露光部に現像プロセスでトナーを付着させている。そしてブランク期間内でＡＰＣを行うために、ブランク期間に半導体レーザを点灯させている。このとき感光体のブランク領域にレーザ光が入射し、その領域にトナーが付着すると、該トナーが用紙に付着したりする場合があるため、半導体レーザからの光束が感光ドラムに入射しないよう、光偏向器と感光ドラムとの間に遮蔽部材を設けている。このとき遮蔽部材の配置にわずかでも誤差が生じると、ブランク領域の一部が露光されてトナーが付着する。このようにブランク領域に付着したトナーは、後の転写プロセスにおいて、感光ドラムと被転写物（用紙）との位置関係に誤差があると、用紙の端に転写されてしまう場合がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来より画像形成装置においては簡易な構成で走査効率を低下させることなく、精度よく、オートパワーコントロール（ＡＰＣ）を行い高画質の画像を形成できることが重要な点となっている。
【００１６】
本発明の目的は、簡単な構成で、走査効率を落とすことなく、安定したオートパワーコントロール（ＡＰＣ）が可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の画像形成装置は、画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を繰り返し偏向する光偏向器と、前記光偏向器によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に配され前記光スポットによって繰り返し走査され、選択的に露光される感光体と、選択的に露光された感光体にトナーを付着させ、画像を現像する現像器と、前記光源手段から発した光束の一部を受光する光検出器と、前記光検出器の出力に基づき、オートパワーコントロール回路と、前記光源手段を駆動する駆動回路とを備え、前記感光体は、主走査方向に画像形成領域と、前記画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域とを有する画像形成装置において、
前記現像器は、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させること、前記駆動回路は、光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している期間においては、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが前記感光体上のブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させること、及び、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットが前記感光体上のブランク領域を走査している期間にオートパワーコントロールを行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記光偏向器によって偏向された光束の一部を受光して、同期信号を検出する同期信号検出センサーを備え、前記感光体上のブランク領域を走査している期間に前記駆動回路は検出された同期信号に基づいて感光体上の画像の形成開始タイミングを調整することを特徴としている。
【００１９】
請求項３の発明は請求項２の発明において、前記同期信号検出センサーは、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に同期信号の検出を行い、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットの走査終了側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間にオートパワーコントロールを行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間にオートパワーコントロールを行い、前記同期信号センサーは、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に、オートパワーコントロールの制御に引き続いて同期信号の検出を行うことを特徴としている。
【００２１】
請求項５の発明は請求項２の発明において、前記同期信号検出センサーは、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に同期信号の検出を行い、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に、前記同期信号の検出に引き続いてオートパワーコントロールを行うことを特徴としている。
【００２２】
請求項６の発明の画像形成装置は、画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を繰り返し偏向する光偏向器と、前記光偏向器によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に配され前記光スポットによって繰り返し走査され、選択的に露光される感光体と、選択的に露光された感光体にトナーを付着させ、画像を現像する現像器と、前記光偏向器によって偏向された光束の一部を受光して、同期信号を検出する同期信号検出センサーと、前記光源手段を駆動する駆動回路とを備え、前記感光体は、主走査方向に画像形成領域と、前記画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域とを有する画像形成装置において、
前記現像器は、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させること、前記駆動回路は、光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している期間においては、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが前記感光体上のブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させること、及び、前記感光体上のブランク領域を走査している期間に前記駆動回路は検出された同期信号に基づいて感光体上の画像の形成開始タイミングを制御することを特徴としている。
【００２３】
請求項７の発明は請求項１から６のいずれか１項の発明において、前記光スポットの１走査期間の全時間に対して、光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している期間は７０％以上であることを特徴としている。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項の発明において、前記光偏向器の偏向面に入射する光束の主走査方向の幅は、前記光偏向器の偏向面の主走査方向の幅より広いことを特徴としている。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記光源手段から出射した光束は、主走査断面内において、前記光偏向器による偏向角の中央の位置から前記光偏向器の偏向面に入射することを特徴としている。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項１から９のいずれか１項の発明において、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記駆動回路に入力せしめるプリンタコントローラを備えることを特徴としている。
【００２７】
請求項１１の発明の画像形成装置は、光源手段から出射した光束を光偏向器へ入射させる入射光学系と、該光偏向器で偏向された光束を感光ドラム面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置を具備し、
該光走査装置による光走査により該感光ドラム面上に露光部と非露光部による電位差を生じさせ、該非露光部に現像プロセスにおいて帯電したトナーを付着させ、電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置において、
前記感光ドラム面上の１ラインの画像形成領域の両側に形成されるブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させており、
オートパワーコントロールを該ブランク領域を光束が走査している間で行なうことを特徴としている。
【００２８】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、前記光偏向器で偏向された光束の一部を受光して前記感光ドラム面上の走査開始位置のタイミングを制御する同期信号を検出する同期信号検出センサーを有し、該同期信号検出センサーによる同期信号の検出を光束が前記ブランク領域を走査している間において行うことを特徴としている。
【００２９】
請求項１３の発明の画像形成装置は、光源手段から出射した光束を光偏向器へ入射させる入射光学系と、該光偏向器で偏向された光束を感光ドラム面上に結像させる結像光学系と、該光偏向器で偏向された光束の一部を受光して該感光ドラム面上の走査開始位置のタイミングを制御する同期信号を検出する同期信号検出センサーと、を有する光走査装置を具備し、
該光走査装置による光走査により該感光ドラム面上に露光部と非露光部による電位差を生じさせ、該非露光部に現像プロセスにおいて帯電したトナーを付着させ、電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置において、
前記感光ドラム面上の１ラインの画像形成領域の両側に形成されるブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させており、
該同期信号検出センサーによる同期信号の検出を光束が前記ブランク領域を走査している間において行うことを特徴としている。
【００３０】
請求項１４の発明は請求項１２の発明において、前記オートパワーコントロールと前記同期信号の検出を前記画像形成領域の両側のブランク領域の一方を光束が走査している間で行っていることを特徴としている。
【００３１】
請求項１５の発明は、請求項１２の発明において、前記画像形成領域の両側のブランク領域のうち光束が一方のブランク領域を走査している間で前記オートパワーコントロールを行ない、他方のブランク領域を走査している間で前記同期信号の検出を行っていることを特徴としている。
【００３２】
請求項１６の発明は、請求項１１〜１５のいずれか１項の発明において、前記入射光学系から出射した光束は前記光偏向器の偏向面に対し、該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射することを特徴としている。
【００３３】
請求項１７の発明は請求項１１〜１６のいずれか１項の発明において、１走査期間の全時間に対して、光束が前記感光ドラム面上の画像形成領域を走査している期間は７０％以上であることを特徴としている。
【００３４】
請求項１８の発明は、請求項１６の発明において、前記光源手段から出射した光束は、主走査断面内において、前記光偏向器による偏向角の中央の位置から前記光偏向器の偏向面に入射することを特徴としている。
【００３５】
請求項１９の発明は請求項１１〜１８のいずれか１項の発明において、外部機器から入力したコードデータを前記光源手段から発せられる光束の変調を行うための画像信号に変換するプリンタコントローラを備えることを特徴としている。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図１において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータDｃが入力する。このコードデータDｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Dｉに変換される。この画像データDｉは、光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【００４１】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。ここで用いられるトナー粒子は、帯電ローラ１０２によって帯電された電荷とは逆符号を持つものが用いられる。そして、感光ドラムの非露光部がトナーが付着する部分（画線部）となる。つまり、本実施形態においては、先に説明した従来技術のような反転現像ではなく、所謂正規現像が行われる。
【００４２】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図３において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【００４３】
図１においては図示していないが、プリンタコントローラ１１１は、先に説明データの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００４４】
図２は、図１の画像形成装置における、光走査ユニットの構成を示す主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。また、図３は、図２の光走査ユニットの副走査方向の要部断面図（副走査断面図）を示す。図４は、図２の光走査ユニットの光学系を光束に沿って主走査断面内に展開した展開図、図５は、図２の光走査ユニットの光学系を光束に沿って副走査断面内に展開した展開図をそれぞれ示す。図２〜図５において、同一の部材には同一の符号を付している。本実施形態においては、高速、高精細な画像形成装置に適用するのに適した、所謂オーバーフィルド(0verfilled)光学系（ＯＦＳ）を用いている。ＯＦＳは、回転多面鏡に入射する光束の主走査方向の幅が、回転多面鏡の複数の偏向面（反射面）の内の１つの主走査方向の幅よりも大きいものをいう。
【００４５】
図２〜図５において、符号１は、光源である半導体レーザを示す。半導体レーザは後述するレーザ駆動信号によって駆動され、光束（レーザ光）を出射する。符号２はコリメーターレンズを示す。このコリメータレンズ２は、半導体レーザ１から出射した発散光束を平行光束に変換している。尚、半導体レーザ１とコリメーターレンズ２とを一体化にして構成しても良い。符号３は開口絞りを示す。この開口絞り３は、通過光束（光量）を制限する。
【００４６】
符号４は、シリンドリカルレンズ（シリンダーレンズ）を示す。シリンドリカルレンズ４は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器６の偏向面（反射面）６ａに主走査方向に長い線像として結像させている。符号９は折り返しミラーを示す。この折り返しミラー９は、入射光束を光偏向器６側へ折り返している。尚、コリメーターレンズ２、開口絞り３、シリンドリカルレンズ４及び折り返しミラー９によって入射光学系（第１の光学系）２１が構成されている。
【００４７】
符号６は光偏向器を示す。光偏向器６は、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、不図示のポリゴンモータにより矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００４８】
符号２２は集光機能とｆθ特性を有する結像光学系（第２の光学系）を示す。結像光学系２２は、単一のｆθレンズ（ｆθレンズ系）５と、副走査方向にのみ所定のパワーを有するシリンドリカルミラー７とを有しており、光偏向器６からの偏向光束を被走査面８上に結像させる。また、結像光学系２２は、副走査断面内において光偏向器６の偏向面６ａと被走査面８との間を光学的に略共役関係に形成している。このような構成は、光偏向器６の偏向面６ａの加工誤差や、光偏向器の回転軸の傾きによる偏向面６ａの傾きを補償するもので、倒れ補正と呼ばれている。なお、光偏向器６に入射する光束は、一度ｆθレンズ５を通過している。つまり、ｆθレンズ５は入射光学系２１の構成要素の一部にもなっている。尚、ｆθレンズ系を本実施形態のような単レンズではなく、複数枚のレンズより構成しても良い。被走査面８は、図１における感光ドラム１０１の感光面に相当する。
【００４９】
本実施形態の光走査ユニットにおいては、被走査面（感光ドラム面）８上の画像形成領域を光スポットで走査する前に、画像形成を開始するタイミングを調整するために、光検出器としてのＢＤ（beam detector）センサー（同期信号検出センサー）１２が設けられている。このＢＤセンサー１２は、光偏向器６で偏向された光束の一部であるＢＤ光束、すなわち感光ドラム１０１上の画像形成領域を走査する前の、画像形成領域外の領域（ブランク領域）を走査している時の光束を受光する。このＢＤ光束は、ＢＤミラー（同期信号検出用ミラー）１０で反射され、ＢＤレンズ（集光レンズ）１１で集光されてＢＤセンサー１２に入射する。そして、このＢＤセンサー１２の出力信号から、ＢＤ信号（同期信号）を検出し、このＢＤ信号に基づいて被走査面（感光ドラム面）８における画像記録の開始タイミングを調整している。
【００５０】
図２の符号１３は、半導体レーザ１から出射した光束の一部を受光し半導体レーザ１からの出力パワーを制御する、オートパワーコントロールを行うための光検出器を示す。本実施形態においては、光検出器１３は、半導体レーザ１のコリメータレンズ２に向いた端面とは反対側の端面から出射した光束を受光するように構成されている。半導体レーザ１と光検出器１３とは、後述するように、同一のレーザユニット内に収納されている。図３〜図５においては、この光検出器１３は省略した。
【００５１】
尚、以上説明した符号１〜１３が付された各要素は、本実施形態の画像形成装置の走査効率が７０％以上となるように構成されている。
【００５２】
図６は、本実施形態で用いられるレーザユニットの構成を示す概略斜視図である。レーザユニットのステム３０には、基台３１が設けられ、この基台３１上に半導体レーザ１が載置されている。半導体レーザ１の両端面からは、それぞれ光束ＬF及びＬRが出射する。半導体レーザ１の後方の端面から出射した光束ＬRは、基台３１上に設けられた光検出器１３によって受光される。これら基台３１、半導体レーザ１及び光検出器１３は、ステム３０に取り付けられたキャップ３２内に収納されている。そして、半導体レーザ１の前方の端面から出射した光束ＬFは、キャップ３２に設けられた窓３３を透過して外部に取り出される。この窓には、ガラス等から成る光透過性の部材が取り付けられている。半導体レーザの駆動信号は、通電端子３４を介して半導体レーザ１に入力される。一方、光検出器１３の出力信号も、通電端子３４を通して出力される。そして、取り出された光検出器１３の出力信号を用いて、オートパワーコントロール（ＡＰＣ）が行われる。
【００５３】
図７は、図１に示した光走査ユニット１００内に設けられた制御回路を示す図である。図３のプリンタコントローラ１１１から送られた画像データＤｉは、レーザ駆動回路４１に入力される。レーザ駆動回路４１は、光スポットが画像形成領域を走査している間は、入力された画像データＤｉに従って変調された光束を半導体レーザ１から出射させる。一方、ＢＤセンサー１２の出力信号に基づいて、同期信号検出回路４３において、ＢＤ信号（同期信号）Ｓ1及びＳ2が検出される。ＢＤ信号Ｓ1は、レーザ駆動回路４１に入力され、このＢＤ信号Ｓ1に基づいて画像形成の開始タイミングが調整される。
【００５４】
図７において、半導体レーザ１の前方の端面から出射した光束ＬFは、図２〜図５に示す入射光学系２１を介して光偏向器６に導かれ、被走査面８の走査に用いられる。一方、半導体レーザ１の後方の端面から出射した光束ＬRは、光検出器１３によって受光される。この光検出器１３の出力信号は、オートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路４２に入力される。ＡＰＣ回路は、例えばサンプル・ホールド回路と、このサンプル・ホールド回路でサンプリングされた値を基準値と比較する比較回路とから構成される。そして、ＡＰＣ回路から出力される制御信号ＳAPCは、レーザ駆動回路４１に入力され、この制御信号ＳAPCに基づいて、半導体レーザ１の出力パワーの制御が行われる。このようなＡＰＣを行うタイミングは、同期信号検出回路４３から送られたＢＤ信号Ｓ2によって決定される。
【００５５】
本実施形態において、図２に示す主走査断面内においては、半導体レーザ１から出射した発散光束がコリメーターレンズ２によって平行光束に変換される。この平行光束は、開口絞り３によってその光量が制限され、シリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４に入射した平行光束は、そのままの状態で出射し、折り返しミラー９を介してｆθレンズ５を透過して光偏向器６の偏向角の略中央から偏向面６ａへ入射する。このような構成は、正面入射と呼ばれている。このとき光偏向器６へ入射する光束の主走査方向の幅は、光偏向器６の偏向面６ａの主走査方向の幅より広い。このような構成は、先に説明したように、オーバーフィルド光学系と呼ばれている。そして光偏向器６の偏向面６ａで偏向され、反射された走査用の光束は、再度ｆθレンズ５を透過することによって収束され、シリンドリカルミラー７を介して感光ドラム面８上に導光される。ここで、光束はｆθレンズ５を２度通ることになる。このような構成を、ダブルパスと呼ぶ。
【００５６】
一方、本実施形態において、図３に示す副走査断面内においては、半導体レーザ１から出射した発散光束はコリメーターレンズ２によって平行光束に変換される。この平行光束は、開口絞り３によって、その光量が制限され、シリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４に入射した平行光束は収束して、折り返しミラー９で反射される。折り返しミラー９で反射された収束光束は、ｆθレンズ５を透過して、光偏向器６の偏向面６ａの法線に対して零でない所定の角度、例えばφ／２の角度で入射する。このような構成を斜入射光学系と呼んでいる。このように偏向面６ａに傾けて入射させることによって、光偏向器６で偏向及び反射された光束が、入射光学系２１と干渉しないように構成している。そして光偏向器６の偏向面６ａで、偏向及び反射された走査用の光束は、再度ｆθレンズ５を透過し、シリンドリカルミラー７により収束されて被走査面（感光ドラム面）８上に光スポットとして結像される。
【００５７】
このとき被走査面（感光ドラム面）８上を光スポットで走査する前に、被走査面８上の画像記録を開始するタイミングを調整する為に、光偏向器６で偏向された光束の一部であるＢＤ光束を、ＢＤミラー１０で反射させてＢＤレンズ１１を通し、ＢＤセンサー１２に導光している。そしてＢＤセンサー１２からの出力信号を検知して得られたＢＤ信号（同期信号）を用いて感光ドラム面８上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【００５８】
そして、図１で説明したように、感光ドラム１０１は半導体レーザ１の駆動信号に同期して一定速度で回転する。この回転に伴って感光面（被走査面）は光スポットに対して副走査方向に移動し、走査される光スポットにより静電潜像が感光面上に形成される。この静電潜像は、光スポットの露光部と非露光部で生じる電位差から成る。この静電潜像から図１で説明したような周知の電子写真プロセスにより紙の上に画像が具現化される。本発明においては、非露光部に現像プロセスにおいて帯電したトナーを付着させる、正規現像を採用したものである。
【００５９】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本発明の実施形態の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャートである。これらの図は、繰り返し走査される光スポットの１回の走査（1ライン）の期間を示している。図８（Ａ）は、半導体レーザの動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時は半導体レーザが点灯し、ローレベル（Ｌ）の時は消灯していることを示す。図８（Ｂ）は、ＢＤセンサーの動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時にＢＤ信号（同期信号）の検出を行っている。図８（Ｃ）は、ＡＰＣ回路の動作を示し、信号がハイレベル（Ｈ）の時に、半導体レーザの出力パワーの制御を行っている。
【００６０】
先に説明したように、画像形成装置に用いられる感光ドラムは、主走査方向に、画像形成領域（有効画像領域）と、この画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域（画像非形成領域）とを有している。画像形成領域とは、最終的にトナー像が被転写材に転写される領域である。このような感光ドラム上を光スポットが主走査方向に走査する時、図８（Ａ）において、画像形成領域を走査している期間を画像形成期間と表す。そして、光スポットがブランク領域を走査している期間を、ブランク期間と表す。図８（Ａ）からわかるように、光スポットの１回の走査において、画像形成期間の前後にそれぞれブランク期間が存在することになる。
【００６１】
図８（Ａ）のように、画像形成期間において、半導体レーザから出射される光束は、画像信号に応じて変調されており、これに伴い感光ドラム上を走査する光スポットもオン／オフされている。予め感光ドラムは帯電されており、このように強度変調された光スポットの照射によって、感光ドラム上に電位差が生じ、静電潜像が形成される。つまり、感光ドラムの光スポットが照射された部分（露光部）は、電荷が消失し、光スポットが照射されなかった部分（非露光部）は電荷が残る。本発明においては、正規現像を用いているため、上記のように形成された静電潜像に対し、予め感光ドラムを帯電させた電荷と逆極性のトナーを用い、非露光部が画線部（トナーが付着する部分）となるようにしている。一方、光スポットが感光体上のブランク領域を走査している全ての期間、すなわちブランク期間中は常に半導体レーザを点灯している。これは、現像プロセスにおいて画像非形成部の感光ドラム面上にトナーを付着させないために行なうものであって、ブランク露光と呼ばれている。このブランク露光は、非露光部を画線部とするタイプ（バックグランド露光タイプ）の画像形成装置においては、不必要なトナーを感光ドラム面上に付着させないために行っている。このような半導体レーザの点灯及び消灯の制御は、図７のレーザ駆動回路４１によって行っている。
【００６２】
バックグランド露光タイプの典型としては、感光ドラムにアモルファスシリコンを用いたものがある。このタイプにおいては露光前の１次帯電により感光ドラムをプラスの電荷で帯電させる。そして、帯電された感光ドラム上を光スポットで走査することにより、露光部の電荷を中和する。次に、現像プロセスにおいて、マイナスの電荷をもったトナーを非露光部に付着させる。さらに転写、定着等の周知の電子写真プロセスにより紙上に画像を形成する。
【００６３】
本実施形態においては、図８（Ａ）に示すように１回の光スポットの走査の内、画像形成期間の走査終了後で、次の走査開始前のブランク露光時（ブランク期間）にＡＰＣを行っている。また、画像形成期間の前のブランク期間においてＢＤ信号の検出を行っている。これにより本実施形態では従来、画像形成期間の前のドラム外走査期間において、ＢＤ信号検出前にＡＰＣを行うのとは異なり、走査効率を落とさなくても、ＡＰＣのための十分な時間が確保できるというメリットが得られる。
【００６４】
上記の実施形態においては、画像形成期間の前後のブランク期間にそれぞれＢＤ信号の検出とＡＰＣとを行っている。しかしながら、本発明においては、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示すように、画像形成期間の前のブランク期間にＡＰＣ及びＢＤ信号の検出を順次行うようにしても良い。また、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、ＡＰＣとＢＤ信号の検出との順序を逆にして、画像形成期間の前のブランク期間にＢＤ信号及びＡＰＣの検出を順次行うようにしても良い。この場合、画像形成期間の前のブランク期間において、ＡＰＣ及びＢＤ信号の検出を行う点では、１０（Ａ）〜図１０（Ｂ）で説明した従来技術と同様である。ただし、本発明においては、正規現像であるため、ブランク期間の間、常に半導体レーザを発光させており、従来技術のように、画像形成期間の前に消灯期間を設ける必要がないため、その分、ＡＰＣの時間をとることができる。なお、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）及び図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、本発明の他の実施形態の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャートである。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）及び図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、それぞれ図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に対応するもので、図の意味するところは同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
尚、以上の各本実施形態においてブランク期間全てにおいて半導体レーザ以外の他の光源を点灯させてブランク領域を露光させ，ブランク期間内のうちＡＰＣ又は／及びＢＤ信号の検出を行う期間内だけ半導体レーザを点灯させるようにしても良い。
【００６６】
オーバーフィルド光学系を用いた画像形成装置における走査効率は、通常９０％前後であり、このためＡＰＣのための時間を確保することが難しかったが、本発明を用いることで、ＡＰＣに十分な時間をかけることができ、精度の高いＡＰＣを行うことができる。
【００６７】
上記のように、本発明は、オーバーフィルド光学系を用いた画像形成装置に特に好適なものであるが、もちろんアンダーフィルド光学系においても適用することができる。この場合においても、走査効率を低下させることなく、ＡＰＣのための時間を十分に確保することができるという効果が得られる。ここで、アンダーフィルド光学系とは、光偏向器に入射する光束の主走査方向の幅が、光偏向器の１つの偏向面の主走査方向の幅よりも狭いものをいう。
【００６８】
また、先の実施形態においては、レーザ駆動回路、ＡＰＣ回路及び同期信号検出回路を別個の回路として示したが、これらの動作を単一の中央処理ユニット（ＣＰＵ）によって行うようにしても良い。本発明は、このようにＣＰＵを用いた場合も含むものである。つまり、特許請求の範囲に記載されたオートパワーコントロール回路、駆動回路等の表現は、これらを独立した別個の回路として構成することを意味するものではない。
【００６９】
また、実施形態では、半導体レーザの後方から出射される光束を光検出器で受光してＢＤ信号を検出する例を示したが、被走査面を走査する光束の一部を光検出器に導き、ＢＤ信号を検出するようにしても良い。
【００７０】
本発明は、先に説明した例の他にも種々の応用が可能である。本発明は特許請求の範囲を逸脱しない限りにおいて、このような応用例を全て包含するものである。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば簡単な構成で、走査効率を落とすことなく、安定したオートパワーコントロール（ＡＰＣ）が可能な画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図。
【図２】図１の画像形成装置における光走査ユニットの構成を示す主走査方向の要部断面図。
【図３】図２の光走査ユニットの副走査方向の要部断面図。
【図４】図２の光走査ユニットの光学系を光束に沿って主走査方向に展開した展開図。
【図５】図２の光走査ユニットの光学系を光束に沿って副走査方向に展開した展開図。
【図６】図２の光走査ユニットで用いられるレーザユニットの構成を示す概略斜視図。
【図７】図１に示した光走査ユニット内に設けられた制御回路を示す図。
【図８】図１の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャート。
【図９】本発明の他の実施形態の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１０】本発明の更に他の実施形態の画像形成装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１１】従来の画像形成装置に用いられる光走査ユニットの主走査断面における要部概略断面図。
【図１２】図１１の装置における半導体レーザ、ＢＤセンサー及びＡＰＣ回路の動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１ 光源手段
２ コリメーターレンズ
３ 開口絞り
４ シリンドリカルレンズ
５ ｆθレンズ
６ 光偏向器
７ シリンドリカルミラー
８ 感光ドラム面（被走査面）
９ 折り返しミラー
１０ ミラー
１１ ＢＤレンズ
１２ ＢＤセンサー
１３ 光検出器
２１ 入射光学系
２２ 結像光学系
１００ 光走査ユニット
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０４ 画像形成装置
１０７ 現像器
１１１ プリンタコントローラ
１１２ 用紙
１１５ モータ
１１７ 外部機器
Claims (19)
- 画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を繰り返し偏向する光偏向器と、前記光偏向器によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に配され前記光スポットによって繰り返し走査され、選択的に露光される感光体と、選択的に露光された感光体にトナーを付着させ、画像を現像する現像器と、前記光源手段から発した光束の一部を受光する光検出器と、前記光検出器の出力に基づき、オートパワーコントロール回路と、前記光源手段を駆動する駆動回路とを備え、前記感光体は、主走査方向に画像形成領域と、前記画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域とを有する画像形成装置において、
前記現像器は、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させること、前記駆動回路は、光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している期間においては、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが前記感光体上のブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させること、及び、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットが前記感光体上のブランク領域を走査している期間にオートパワーコントロールを行うことを特徴とする画像形成装置。 - 前記光偏向器によって偏向された光束の一部を受光して、同期信号を検出する同期信号検出センサーを備え、前記感光体上のブランク領域を走査している期間に前記駆動回路は検出された同期信号に基づいて感光体上の画像の形成開始タイミングを調整することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
- 前記同期信号検出センサーは、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に同期信号の検出を行い、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットの走査終了側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間にオートパワーコントロールを行うことを特徴とする請求項２の画像形成装置。
- 前記オートパワーコントロール回路は、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間にオートパワーコントロールを行い、前記同期信号センサーは、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に、オートパワーコントロールの制御に引き続いて同期信号の検出を行うことを特徴とする請求項２の画像形成装置。
- 前記同期信号検出センサーは、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に同期信号の検出を行い、前記オートパワーコントロール回路は、光スポットの走査開始側にあるブランク領域を光スポットが走査している期間に、前記同期信号の検出に引き続いてオートパワーコントロールを行うことを特徴とする請求項２の画像形成装置。
- 画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を繰り返し偏向する光偏向器と、前記光偏向器によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に配され前記光スポットによって繰り返し走査され、選択的に露光される感光体と、選択的に露光された感光体にトナーを付着させ、画像を現像する現像器と、前記光偏向器によって偏向された光束の一部を受光して、同期信号を検出する同期信号検出センサーと、前記光源手段を駆動する駆動回路とを備え、前記感光体は、主走査方向に画像形成領域と、前記画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域とを有する画像形成装置において、
前記現像器は、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させること、前記駆動回路は、光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している期間においては、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが前記感光体上のブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させること、及び、前記感光体上のブランク領域を走査している期間に前記駆動回路は検出された同期信号に基づいて感光体上の画像の形成開始タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記光スポットの１走査期間の全時間に対して、光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している期間は７０％以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記光偏向器の偏向面に入射する光束の主走査方向の幅は、前記光偏向器の偏向面の主走査方向の幅より広いことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記光源手段から出射した光束は、主走査断面内において、前記光偏向器による偏向角の中央の位置から前記光偏向器の偏向面に入射することを特徴とする請求項８の画像形成装置。
- 外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記駆動回路に入力せしめるプリンタコントローラを備えることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置。
- 光源手段から出射した光束を光偏向器へ入射させる入射光学系と、該光偏向器で偏向された光束を感光ドラム面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置を具備し、
該光走査装置による光走査により該感光ドラム面上に露光部と非露光部による電位差を生じさせ、該非露光部に現像プロセスにおいて帯電したトナーを付着させ、電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置において、
前記感光ドラム面上の１ラインの画像形成領域の両側に形成されるブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させており、
オートパワーコントロールを該ブランク領域を光束が走査している間で行なうことを特徴とする画像形成装置。 - 前記光偏向器で偏向された光束の一部を受光して前記感光ドラム面上の走査開始位置のタイミングを制御する同期信号を検出する同期信号検出センサーを有し、該同期信号検出センサーによる同期信号の検出を光束が前記ブランク領域を走査している間において行うことを特徴とする請求項１１の画像形成装置。
- 光源手段から出射した光束を光偏向器へ入射させる入射光学系と、該光偏向器で偏向された光束を感光ドラム面上に結像させる結像光学系と、該光偏向器で偏向された光束の一部を受光して該感光ドラム面上の走査開始位置のタイミングを制御する同期信号を検出する同期信号検出センサーと、を有する光走査装置を具備し、
該光走査装置による光走査により該感光ドラム面上に露光部と非露光部による電位差を生じさせ、該非露光部に現像プロセスにおいて帯電したトナーを付着させ、電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置において、
前記感光ドラム面上の１ラインの画像形成領域の両側に形成されるブランク領域を走査している期間において、前記光源手段を点灯させており、
該同期信号検出センサーによる同期信号の検出を光束が前記ブランク領域を走査している間において行うことを特徴とする画像形成装置。 - 前記オートパワーコントロールと前記同期信号の検出を前記画像形成領域の両側のブランク領域の一方を光束が走査している間で行っていることを特徴とする請求項１２の画像形成装置。
- 前記画像形成領域の両側のブランク領域のうち光束が一方のブランク領域を走査している間で前記オートパワーコントロールを行ない、他方のブランク領域を走査している間で前記同期信号の検出を行っていることを特徴とする請求項１２の画像形成装置。
- 前記入射光学系から出射した光束は前記光偏向器の偏向面に対し、該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の画像形成装置。
- １走査期間の全時間に対して、光束が前記感光ドラム面上の画像形成領域を走査している期間は７０％以上であることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記光源手段から出射した光束は、主走査断面内において、前記光偏向器による偏向角の中央の位置から前記光偏向器の偏向面に入射することを特徴とする請求項１６の画像形成装置。
- 外部機器から入力したコードデータを前記光源手段から発せられる光束の変調を行うための画像信号に変換するプリンタコントローラを備えることを特徴とする請求項１１から１８のいずれかに記載の画像形成装置。
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