JP4497816B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光走査装置に関し、特に複数の光源手段から出射した複数の光束を単一の多面体偏向器（ポリゴンミラー）を介して対応する被走査面上を走査して画像形成を行うようにした、例えばレーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の光源手段から出射した光束を１つのポリゴンミラーを介して複数の感光ドラム面上を走査し、異なる２面以上の偏向面で偏向走査する光走査装置は、大別すると以下の２つの方法で、感光ドラム面の書き出し位置を検知している。
【０００３】
１）複数の書き出し位置検知手段を備え、それぞれの書き出し位置検知手段で得られた検知情報を元にして感光ドラム面への書き出し位置を決定する（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
２）図１０に示すように１つの書き出し位置検知手段で書き出し位置検知を行い、複数の偏向面のうち、１つの偏向面の書き出し位置情報を元に他の書き出し位置を決定する（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
つまり同図に示すように４つの異なるステーションＳ１〜Ｓ４は、ステーションＳ１（図中右端のステーション）の書き出し位置検知信号（ＢＤ信号）８０１を元にして、全てのステーションＳ１〜Ｓ４がそれぞれの画像信号に基づいて同時に書き始める。
【０００６】
ここで図１１は図１０のカラー画像形成装置において、書き出し位置検知手段が書き出し位置検知信号を検知してから画像が書き出されるタイミングを示したタイミングチャートである。同図に示すようにステーションＳ１のＢＤ信号を元にして、全てのステーションＳ１〜Ｓ４がそれぞれの画像信号に基づいて同時に書き始めている。
【特許文献１】
特開平５−１９５８６号公報
【特許文献２】
特開平４−３１３７７６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記に示した従来の書き出し位置方法では次に示す問題点がある。
【０００８】
上記１）の方法では、書き出し位置検知手段を複数個持つため各々に光学素子や光受光素子（受光センサー）、電気基盤等が必要となり、装置全体が複雑化し、またコストアップの要因となる。さらに多面体偏向器の回転を制御するための装置が必要となり、装置全体の小型化を図るのが難しい。
【０００９】
上記２）の方法では、ポリゴンミラーの偏向面の分割誤差等の製造誤差により発生する書き出し位置ずれ（ジッター）が発生し、画像を劣化させ、高精細な画質を得ることが難しい。さらに本装置をカラー画像形成装置に用いる場合は各色の主走査方向の書き出し位置が異なることにより色ずれが発生する等の問題点がある。
【００１０】
また書き出しの精度を向上させる為に複数の走査ユニットのうち２以上の走査ユニットの被走査面への書き出しタイミングは、各々の多面体偏向器の偏向面からの光束を１つの書き出し位置検知手段で検出し、１つの書き出し位置検知手段からの信号を用いて決定することも考えられるが、多面体偏向器の偏向面から異なる時間にタイミングを検出することにより必要となる時間補正の精度によって同様の問題が発生する場合があった。
【００１１】
本発明は多面体偏向器の偏向面の分割誤差および時間補正の精度により発生するジッターを低減するとともに、走査スピードによる誤差を低減し、高精細で簡易な構成の光走査装置の提供を目的とする。
【００１２】
また本光走査装置をカラー画像形成装置に用いる場合は色ずれのない高精細なカラー画像を得ることができる画像形成装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の光走査装置は、光源手段と、前記光源手段から出射された光束を多面体偏向器に導光する入射光学系と、前記多面体偏向器の偏向面で偏向された光束を被走査面上に結像させる走査光学系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査装置において、
前記複数の走査ユニットのうち、２以上の走査ユニットは、同一の多面体偏向器を併用しており、かつ、
前記２以上の走査ユニットは、前記多面体偏向器の異なる偏向面で偏向した光束を用いており、かつ、
前記２以上の走査ユニットの被走査面への書き出しタイミングは、各々前記多面体偏向器の偏向面からの光束を１つの書き出し位置検知手段で検出し、前記１つの書き出し位置検知手段からの信号を用いて決定されており、
前記書き出し位置検知手段が設けられていない走査ユニットによる被走査面への書き出しタイミングは、前記書き出し位置検知手段からの信号及び前記多面体偏向器の回転時間を実測した走査周期から算出された一定時間を用いて決定されており、かつ、
主走査断面内において、前記同一の多面体偏向器を併用する２以上の走査ユニットについて、前記多面体偏向器の異なる偏向面に入射する複数の光束は、前記多面体偏向器に対して同一方向から入射しており、前記多面体偏向器の偏向面数は、４面であり、前記同一の多面体偏向器を併用する２以上の走査ユニットについて、前記多面体偏向器の異なる偏向面に入射する複数の光束は、隣接する偏向面に入射しており、前記書き出し位置検知手段が設けられていない走査ユニットによる被走査面への書き出しタイミングに用いられる前記書き出し位置検知手段からの信号は、前記書き出し位置検知手段が設けられていない走査ユニットの画像記録の走査に用いられる偏向面の１面前の偏向面にて偏向された光束を前記書き出し位置検知手段にて検知して得られた信号であることを特徴としている。
但し、前記実測した走査周期は、前記多面体偏向器の実際のモータ回転スピードを元に算出された値である
【００１４】
【発明の実施の形態】
［参考例１］
図１Ａは本発明の参考例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１Ｂは２つの偏向面の法線の成す角度を示した図である。図２は本発明の参考例１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図３（Ａ），（Ｂ）は各々書き出し位置検知手段（ＢＤ光学系）の要部断面図であり、多面体偏向器の偏向面で反射偏向された一部の光束（ＢＤ光束）が同期検出素子へ向かう光路のみを展開して示しており、同図（Ａ）は主走査断面図、同図（Ｂ）は副走査断面図である。
【００１５】
ここで、主走査方向とは多面体偏向器の回転軸及び走査光学系の光軸に垂直な方向（多面体偏向器で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは多面体偏向器の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査光学系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。
【００１６】
図中、Ｓ１，Ｓ２は各々第１、第２の走査ユニット（以下、「ステーション」とも称す。）である。光走査装置は走査ユニットを複数有する。第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、各々光源手段（１ａ，１ｂ）から出射した光束の状態を変える第１の光学系（２ａ，２ｂ）と、主走査方向に長い線像として結像させる第２の光学系（３ａ，３ｂ）と、光束を規制する開口絞り（４ａ，４ｂ）と、偏向手段としての多面体偏向器５と、該多面体偏向器で反射偏向された光束を被走査面上にスポットに形成する走査光学系（６ａ，６ｂ）とを有している。
【００１７】
本参考例においては第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２が同一の多面体偏向器５を併用しており、かつ第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該多面体偏向器５の異なった偏向面で反射偏向した光束を用いている。
【００１８】
また本参考例においては第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２の被走査面としての感光ドラム面（７ａ，７ｂ）への書き出しタイミングを、各々多面体偏向器５の異なった偏向面からの光束を１つの書き出し位置検知手段（ＢＤ光学系）６４で検出し、該１つの書き出し位置検知手段６４からの信号を用いて決定している。
【００１９】
また本参考例では第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２のうち、後述する書き出し位置検出手段６４が設けられている第１の走査ユニットＳ１と、該書き出し位置検出手段６４が設けられていない第２の走査ユニットＳ２は、該該書き出し位置検出手段６４が設けられている第１の走査ユニットＳ１が被走査面７ａの中央を走査しているときの偏向面５ａ（偏向面Ｒａ）の法線Ｌａと、該書き出し位置検出手段６４が設けられていない第２の走査ユニットＳ２が該被走査面７ｂの中央を走査しているときの偏向面５ｂ（偏向面Ｒｂ）の法線Ｌｂとのなす角度のうち、該偏向面５ａの法線Ｌａから偏向面５ｂへの法線Ｌｂへと多面体偏向器５の回転方向Ａに沿って測ったときの角度θが１８０度以下と成るように配置している（図１Ｂ参照）。
【００２０】
また第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は光束が多面体偏向器５に対して同一方向から入射するように構成されている。また多面体偏向器５の偏向面の使い方は２つの光束が対向した面を用いない場合を示している。
【００２１】
尚、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２において、光源手段１ａ，１ｂは各々半導体レーザ（光源）より成り、また光源手段１ａと光源手段１ｂは同一の平面基板に配置されている。尚、光源手段１ａと光源手段１ｂは各々独立に配置しても良い。
【００２２】
第１の光学系２ａ，２ｂは各々集光レンズ（コリメーターレンズ）より成り、光源手段１ａ，１ｂから出射された光束を略平行光束もしくは発散光束もしくは収束光束に変換している。
【００２３】
第２の光学系３ａ，３ｂは各々レンズ系（シリンドリカルレンズ）より成り、プラスティックモールドで成形されており、副走査方向のみに所定の屈折力を有している。
【００２４】
開口絞り４ａ，４ｂは各々シリンドリカルレンズ３ａ，３ｂから出射された光束を所望の最適なビーム形状に成形している。
【００２５】
尚、コリメーターレンズ（２ａ，２ｂ）、シリンドリカルレンズ（３ａ，３ｂ）、開口絞り（４ａ，４ｂ）等の各要素は入射光学系（８ａ，８ｂ）の一要素を構成している。
【００２６】
多面体偏向器５は、例えば偏向面数Ｎが４面より成るポリゴンミラーより成り、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。本実施形態においては上記の如く第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２がこの多面体偏向器５を併用しており、かつ第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該多面体偏向器５の異なった偏向面で反射偏向した光束を用いている。
【００２７】
走査光学系は単一の走査レンズ６ａ，６ｂより成り、多面体偏向器５により反射偏向された光束を被走査面７ａ，７ｂ上にスポット状に結像させている。走査レンズ６ａ，６ｂは副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａ，５ｂ近傍と被走査面７ａ，７ｂ近傍との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００２８】
６４は書き出し位置検知手段（ＢＤ光学系）であり、同期検出用の同期検知レンズ（以下、「ＢＤレンズ」と記す。）６１と、スリット（以下、「ＢＤスリット」と記す。）６２と、同期検出素子（以下、「ＢＤセンサー」と記す。）６３とを有し、各走査ユニットＳ１，Ｓ２の被走査面７ａ，７ｂへの書き出しタイミングを決定している。
【００２９】
ＢＤレンズ６１は主走査方向の曲率と副走査方向の曲率とが互いに異なるアナモフィックレンズより成り、主走査方向、副走査方向共にＢＤ光束をＢＤスリット６２面上に結像させ、主走査断面内ではＢＤスリット６２上を走査し、副走査断面内では偏向面とＢＤスリット６２とが略共役であるため、偏向面の面倒れ補正系となっている。
【００３０】
ＢＤスリット６２は画像の書き出し位置を決めている。このＢＤスリット６２は端部がナイフエッジ状に成っており、主走査方向へ走査されるＢＤレンズ６１により略結像されたスポットがＢＤセンサー６３面に入射する位置を決めるものであって、これによりＢＤセンサー６３の受光面端部でＢＤ光束をけるよりＢＤスリット６２のナイフエッジでけった方がＢＤ検出精度を高くしている。
【００３１】
ＢＤ光学系６４の光路中には、例えば折り返しミラー等の光束を折り返す部材を配置しても良く、これによれば光走査装置を小型化できるというメリットを有する。また本実施形態のようにＢＤレンズ６１を個別に設けてもよいが、第１の走査ユニットＳ１の走査レンズ６ａの一部を用いてもよい。走査レンズ６ａの一部を用いた場合は通常、ＢＤスリット６２が感光ドラム面７ａと光学的に等価な位置に配置される。
【００３２】
またＢＤ光束は主走査方向、副走査方向共にＢＤスリット６２面上に結像しているため、ＢＤセンサー面上でのスポット径は、該ＢＤスリット面上の径より大きく成るようにしている。これによりＢＤセンサーの製造誤差による感度ムラやごみ等の付着物による感度ムラを拾いにくい構成としている。
【００３３】
本参考例においては、まず第１のステーションＳ１において、画像情報に応じて光源手段１ａから光変調され出射した光束がコリメーターレンズ２ａにより略平行光束もしくは収束光束に変換され、シリンドリカルレンズ３ａに入射する。シリンドリカルレンズ３ａに入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で出射して開口絞り４ａを通過する（一部遮光される）。また副走査断面内においては収束して開口絞り４ａを通過し（一部遮光される）多面体偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして多面体偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は走査レンズ６ａにより感光ドラム面７ａ上にスポット状に結像され、該多面体偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面７ａ上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面７ａ上に画像記録を行っている。
【００３４】
このとき感光ドラム面７ａ上を光走査する前に該感光ドラム面７ａ上の走査開始位置のタイミングを調整する為に、多面体偏向器５の偏向面５ａで反射偏向され走査光学系６ａを通過しない光束の一部（ＢＤ光束）をＢＤレンズ６１によりＢＤスリット６２面上に集光させた後、ＢＤセンサー６３に導光している。そしてＢＤセンサー６３からの出力信号を検知して得られた書き出し位置検知信号（ＢＤ信号）を用いて感光ドラム面７ａ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。
【００３５】
第２のステーションＳ２においては，光源手段１ｂから出射した光束が第１の走査ユニットＳ１の入射方向と同一方向から多面体偏向器５の偏向面５ｂに入射し、該偏向面５ｂで反射偏向された光束が走査レンズ６ｂにより感光ドラム面７ｂ上にスポット状に結像され、光走査される。
【００３６】
ＢＤ光学系６４は多面体偏向器５の回転方向Ａの上流側に配置されている。ＢＤ光学系６４が回転方向Ａの上流側、即ち第１のステーションＳ１側にあることにより、該ＢＤ光学系６４が無い側の第２のステーションＳ２では、多面体偏向器５の偏向面５ｂが第１のステーションＳ１側を走査しているときのＢＤ信号を用いて走査開始のタイミングを調整することになるが、ＢＤ光学系６４が多面体偏向器５の回転方向Ａの上流側に配置されることにより、該多面体偏向器５の偏向面５ｂのＢＤ信号は走査方向に対して第１のステーションＳ１の走査に用いられる偏向面５ａの１面前の情報をもとに制御することが可能である。
【００３７】
これとは逆にＢＤ光学系６４を多面体偏向器５の回転方向Ａの下流側に配置した場合には、ＢＤ信号を得る側のステーションの偏向面に対して３面前のＢＤ信号を基に書き出し位置を制御する必要がある。
【００３８】
一般に多面体偏向器の偏向面数を４とすると本参考例のような同一方向から多面体偏向器に入射する光学配置では、第２のステーションＳ２の書き出しタイミングは第１のステーションＳ１の走査に用いられる偏向面の１面前のビーム書き出し位置検知信号を元に決定される。
【００３９】
ここで偏向面の面数の数え方は矢印で示す回転方向に数えて何面前と表示している。
【００４０】
即ち、偏向面の面数が４のとき、第２のステーションＳ２の書き出しタイミングは回転方向に対して１面前の偏向面を介したＢＤ光束をＢＤ光学系６４で検出し、ＢＤ信号を得ている。
【００４１】
図４はＢＤ光学系がＢＤ信号を検知してから画像が書き出されるタイミングを示したタイミングチャートである。
【００４２】
第１のステーションＳ１の光源手段１ａから発せられた光束がＢＤ光路を通過しＢＤセンサー６３で受光される。図４に示すようにＢＤ信号が立ち上がってから一定時間Ｔ１（一定クロック）後に第１のステーションＳ１の画像信号に基づいて感光ドラム面７ａに画像を形成する。
【００４３】
第２のステーションＳ２は第１のステーションＳ１内のＢＤ光学系６４で１面前の偏向面で偏向された光束を検知して得られたＢＤ信号（ＢＤ信号の立上がり、Ｓ１信号の立下りを起点）を元に一定時間Ｔ２（一定クロック）後に光源手段１ｂを発光させ、第２のステーションＳ２の画像信号に基づいて感光ドラム面７ｂに画像を形成する。
【００４４】
ＢＤ光学系６４で１面前に検知したＢＤ信号を元に一定時間Ｔ２（一定クロック）遅延させることにより、時間精度を向上させる事が可能となり、モーターの回転変動等により発生する誤差を最小限にすることが可能である。
【００４５】
このように第１のステーションＳ１側に有るＢＤ光学系６４を用いて２つの感光ドラム面７ａ，７ｂへのＢＤ信号を検知することにより、多面体偏向器５の偏向面の分割誤差により発生するジッターを低減し、かつ走査周期分の補正による誤差を最小限にする事により、色ずれのない高精細で簡易な構成の光走査装置を達成している。
【００４６】
尚、２色の画像形成装置に用いる場合は、本装置を１つだけ用いればよく、後述するように４色のカラー画像形成装置に用いる場合は、本装置を２つ用いて画像を形成すれば良い。
【００４７】
また第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２のシリンドリカルレンズ３ａ、３ｂを各々独立に設けたが、これに限らず、例えばプラスティックモールド等で一体的に成形しても良い。また第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２においてはコリメーターレンズ（２ａ，２ｂ）とシリンドリカルレンズ（３ａ，３ｂ）等を用いずに、光源手段（１ａ，１ｂ）からの光束を直接開口絞り（４ａ，４ｂ）を介して多面体偏向器５に導光しても良い。また第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２においては走査レンズ系（６ａ，６ｂ）を１枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば２枚以上のレンズより構成しても良い。
【００４８】
またポリゴンミラーの偏向面数が４面の場合について説明したが、これに限らず、偏向面数が３面以上の場合（例えば偏向面数が５面、６面、７面等）であっても同様の効果を得ることができる。また入射光束を同一の方向から隣接した偏向面に対して入射させたが、これに限らず、入射方向が異なる場合や隣接していない面に対して入射させる場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００４９】
［カラー画像形成装置］
図５は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施態様は、光走査装置を２個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
【００５０】
図５において、６０はカラー画像形成装置、１１，１２は各々参考例１の構成を有する光走査装置、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【００５１】
図５において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置１１，１２に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。
【００５２】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（１１，１２）を２個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【００５３】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く２つの光走査装置１１，１２により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【００５４】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００５５】
［実施形態１］
次に本発明の実施形態１について説明する。
【００５６】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、第２のステーションＳ２が第１のステーションＳ１内のＢＤ光学系６４で１面前に検知したＢＤ信号を元に一定時間Ｔ２（一定クロック）後に光源手段１ｂを発光させ、第２のステーションＳ２の画像信号に基づいて感光ドラム面７ｂに画像を形成する場合、一定時間Ｔ２は計算上から求まる一定の設計上の値では無く、実際の回転時間を実測し、その値に基いて一定時間Ｔ３を決定したことである。その他の構成および光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００５７】
即ち、本実施形態ではＢＤ光学系６４が設けられていない第２のステーションＳ２による感光ドラム面７ｂへの書き出しタイミングを、多面体偏向器５の実測した走査周期（走査時間）を用いて決定している。尚、上記走査周期は、書き出し位置検知手段６４で多面体偏向器５の１回転の周期を測定した結果から割り出しており、又は位置検知手段（不図示）により周期を測定した結果から割り出している。
【００５８】
本実施形態では図６に示すように同一の偏向面が１回転する間の時間を、ＢＤ信号を元に実測し、その時間をＴｓとすると、１面前に検知したＢＤ信号に対して一定時間Ｔ３を算出する。この値は実際のモーター回転スピードを元に算出しているので、モーターの回転速度ムラをキヤンセルする事が可能であり、計算上から求まる一定の設計上の値を用いるのに対して、精度を向上させることが可能である。
【００５９】
尚、上記一定時間Ｔ３は図４に示した一定時間Ｔ２と一致している。
【００６０】
このように本実施形態においては上記の如くＢＤ光学系６４で１面前に検知したＢＤ信号を元に一定時間Ｔ３（一定クロック）遅延させることにより、時間精度を向上させる事が可能となり、モーターの回転変動等により発生する誤差を最小限にする事が可能である。
【００６１】
［実施形態２］
図７は本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図８は副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図７、図８において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６２】
本実施形態において前述の参考例１と異なる点は、偏向面が副走査断面内で２段より成る多面体偏向器８５を用い、本装置を第１、第２、第３、第４の４つの走査ユニット（ステーション）Ｓ１〜Ｓ４から構成した点と、各走査ユニットＳ１〜Ｓ４の光源手段８１ａ，８１ｂから出射する４つの光束が多面体偏向器８５へ入射する入射角度を７０°となるように構成した点である。その他の構成及び光学的作用は参考例１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００６３】
即ち、同図においてＳ１，Ｓ３は第１、第３の走査ユニット（以下、「ステーション」とも称す。）である。第１、第３の走査ユニットＳ１，Ｓ３は、副走査方向に光源を２つ並置して構成された光源手段８１ａから出射した２つの光束を他の光束に変換するコリメーターレンズ８２ａと、主走査方向に長い線像として結像させるシリンドリカルレンズ８３ａと、光束を規制する開口絞り８４ａと、多面体偏向器８５と、該多面体偏向器８５で反射偏向された２つの光束を被走査面としての感光ドラム面８７ａ，８７ｃにスポットに形成する走査レンズ８６ａとを有している。
【００６４】
Ｓ２，Ｓ４は第２、第４の走査ユニット（以下、「ステーション」とも称す。）である。第２、第４の走査ユニットＳ２，Ｓ４は、副走査方向に光源を２つ並置して構成された光源手段８１ｂから出射した２つの光束を他の光束に変換するコリメーターレンズ８２ｂと、主走査方向に長い線像として結像させるシリンドリカルレンズ８３ｂと、光束を規制する開口絞り８４ｂと、多面体偏向器８５と、該多面体偏向器８５で反射偏向された２つの光束を被走査面としての感光ドラム面８７ｂ，８７ｄにスポットに形成する走査レンズ８６ｂとを有している。
【００６５】
本実施形態における各走査ユニットＳ１〜Ｓ４は同一の多面体偏向器８５を併用しており、かつ各走査ユニットＳ１〜Ｓ４は、該多面体偏向器８５の異なった偏向面で反射偏向した光束を用いている。
【００６６】
また本実施形態においては各走査ユニットＳ１〜Ｓ４の感光ドラム面８７ａ〜８７ｄへの書き出しタイミングを各々多面体偏向器８５の異なった偏向面からの光束を第１、第３の走査ユニットＳ１，Ｓ３側に設けた１つの書き出し位置検知手段（ＢＤ光学系）で検出し、該１つの書き出し位置検知手段からの信号を用いて決定している。
【００６７】
走査レンズ８６ａ，８６ｂは各々副走査方向に並置した２つのレンズを一体的にして成型しており、多面体偏向器８５により反射偏向された４つの光束を各々対応する第１〜第４の走査ユニットＳ１〜Ｓ４の感光ドラム面８７ａ〜８７ｄ上にスポット状に結像させている。また走査レンズ８６ａ，８６ｂは副走査断面内において光偏向器８５の偏向面近傍と感光ドラム面近傍との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００６８】
本実施形態においては第１〜第４の走査ユニットＳ１〜Ｓ４内の光源手段８１ａ，８１ｂから出射した４つの光束が共に入射角７０°で異なる偏向面に入射するように構成している。ここで入射角とは光源手段８１ａ，８１ｂから出射された光束の主光線と走査レンズ８６ａ，８６ｂの光軸とのなす角度である。これにより実施形態１よりも更にピッチムラを低減でき、より高精細な光走査装置を達成している。
【００６９】
本実施形態のような各光源手段８１ａ，８１ｂから出射した４つの光束が同一方向から多面体偏向器に入射する光学配置では、ＢＤ光学系６４が設けられていない第２、第４のステーションＳ２，Ｓ４の感光ドラムへの書き出しタイミングは第１、第３のステーションＳ１，Ｓ３の走査に用いられる偏向面の１面前のＢＤ信号を元に決定される。
【００７０】
即ち、第２、第４のステーションＳ２，Ｓ４においては，第１、第３のステーションＳ１，Ｓ３の走査に用いられる偏向面の１面前の偏向面で反射偏向された光束の一部（ＢＤ光束）を用いて、感光ドラム面８７ｂ，８７ｄ上の走査開始位置のタイミングを調整している。
【００７１】
多面体偏向器８５は図８に示すように偏向面が副走査方向に２段に配置されており、各光源手段８１ａ，８１ｂから出射した４つの光束が２段ポリゴンミラーのそれぞれ対応する偏向面に入射する。本実施形態における２段ポリゴンミラー８５は偏向面が加工上同時に加工され同一平面であるため、ＢＤ光学系６４は図面上、上側の偏向面８５ａ、８５ｂで偏向反射された光束のみを検知すればよい。即ち、第２、第４のステーションＳ２，Ｓ４は第１、第３のステーションＳ１，Ｓ３で得られるＢＤ信号を用いて走査開始位置のタイミングの調整を行えば良い。
【００７２】
また各走査レンズ８６ａ，８６ｂにおいては、図面上、上下（副走査方向）のレンズ（８６ａ１，８６ａ２・８６ｂ１，８６ｂ２）が各々一体で成型されており、同一の光学性能を有しているため、各感光ドラム面８７ａ〜８７ｄへの光路長を合わせるために折り返しミラーを複数枚配置している。
【００７３】
尚、折り返しミラーの配置は、各感光ドラム面８７ａ〜８７ｄへの光路長が等しくなるように配置されていればよく、他の配置でも全く同様の効果を得ることができる。
【００７４】
図９は本実施形態においてＢＤ光学系が書き出し位置検知信号を検知してから画像が書き出されるタイミングを示したタイミングチャートである。
【００７５】
本実施形態においては第１のステーションＳ１の光源から発せられた光束がＢＤ光路を通過しＢＤセンサー６３で受光される。ＢＤ信号が立ち上がってから一定時間Ｔ１（一定クロック）後に第１のステーションＳ１の画像信号に基づいて感光ドラム面８７ａに画像を形成する。第３のステーションＳ３は第１のステーションＳ１と同様にＢＤ信号が立ち上がってから一定時間Ｔ１（一定クロック）後に第３のステーションＳ３の画像信号に基づいて感光ドラム面８７ｃに画像を形成する。
【００７６】
第２のステーションＳ２は第１のステーションＳ１内のＢＤ光学系６４で１面前に検知したＢＤ信号（ＢＤ信号の立上がり、Ｓ１信号の立下りを起点）を元に一定時間Ｔ２（一定クロック）後に光源を発光させ、第２のステーションＳ２の画像信号に基づいて感光ドラム面８７ｂに画像を形成する。第４のステーションＳ４は第２のステーションＳ２と同様であり、第４のステーションＳ４の画像信号に基づいて感光ドラム面８７ｄに画像を形成する。
【００７７】
尚、上記一定時間Ｔ２は図６に示した一定時間Ｔ３と一致している。
【００７８】
このように本実施形態においては上述の如く各走査ユニットＳ１〜Ｓ４の光源から出射した光束が多面体偏向器８５へ入射する入射角を７０°と成るように構成することにより、実施形態１より更にピッチムラを低減でき、より高精細な光走査装置を達成することができる。また多面体偏向器８５を副走査方向に２段の偏向面を有するポリゴンミラーで構成することにより、１つの光走査装置で４色のカラー画像形成装置を達成することができる。
【００７９】
本発明の様々な例と実施形態が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００８０】
【００８１】
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【００８７】
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く２以上の走査ユニットの被走査面への書き出しタイミングを各々多面体偏向器の異なった偏向面からの光束を１つの書き出し位置検知手段で検出し、該１つの書き出し位置検知手段からの信号を用いて決定し、かつ書き出し位置検出手段の配置されている位置を基準としたとき、多面体偏向器の回転方向の最も上流側の走査ユニットで、書き出しタイミング信号を得ることにより、該多面体偏向器の偏向面の分割誤差により発生するジッターを低減するとともに、走査スピードによる誤差を低減し、これにより高精細で簡易な構成の光走査装置を達成することができる。
【００９３】
また本発明によれば前述の如くＢＤ信号を多面体偏向器の異なる時間に検出することによる補正を、実測した走査周期をもとに決定することによって、さらにＢＤ検出精度を向上させることができる光走査装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の参考例１の主走査断面図
【図１Ｂ】２つの偏向面の法線の成す角度を示した図
【図２】本発明の参考例１の副走査断面図
【図３】本発明の参考例１の書き出し位置検出手段の要部断面図
【図４】本発明の参考例１の書き出し位置決定のタイミングを示すタイムチャート
【図５】本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図
【図６】本発明の実施形態１の主走査断面図
【図７】本発明の実施形態２の主走査断面図
【図８】本発明の実施形態２の副走査断面図
【図９】本発明の実施形態２の書き出し位置決定のタイミングを示すタイムチャート
【図１０】従来のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１１】従来の書き出し位置決定のタイミングを示すタイムチャート
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，８１ａ，８１ｂ 光源手段
２ａ，２ｂ，８２ａ，８２ｂ コリメーターレンズ
３ａ，３ｂ，８３ａ，８３ｂ シリンドリカルレンズ
４ａ，４ｂ，８４ａ，８４ｂ 開口絞り
５，８５ 多面体偏向器（ポリゴンミラー）
６ａ，６ｂ，８６ａ，８６ｂ 走査レンズ系（ｆθレンズ）
７ａ，７ｂ，８７ａ，８７ｂ 被走査面（感光ドラム面）
８ａ，８ｂ，８８ａ，８８ｂ 入射光学系
６１ ＢＤレンズ
６２ ＢＤスリット
６３ ＢＤセンサー
６４ ＢＤ光学系
１１，１２ 光走査装置
２１、２２、２３、２４ 像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４ 現像器
４１，４２，４３，４４ レーザ光束
５１ 搬送ベルト
５２ 外部機器
５３ プリンタコントローラ
６０ カラー画像形成装置

Claims (5)

1. 光源手段と、前記光源手段から出射された光束を多面体偏向器に導光する入射光学系と、前記多面体偏向器の偏向面で偏向された光束を被走査面上に結像させる走査光学系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査装置において、
   前記複数の走査ユニットのうち、２以上の走査ユニットは、同一の多面体偏向器を併用しており、かつ、
   前記２以上の走査ユニットは、前記多面体偏向器の異なる偏向面で偏向した光束を用いており、かつ、
   前記２以上の走査ユニットの被走査面への書き出しタイミングは、各々前記多面体偏向器の偏向面からの光束を１つの書き出し位置検知手段で検出し、前記１つの書き出し位置検知手段からの信号を用いて決定されており、
   前記書き出し位置検知手段が設けられていない走査ユニットによる被走査面への書き出しタイミングは、前記書き出し位置検知手段からの信号及び前記多面体偏向器の回転時間を実測した走査周期から算出された一定時間を用いて決定されており、かつ、
   主走査断面内において、前記同一の多面体偏向器を併用する２以上の走査ユニットについて、前記多面体偏向器の異なる偏向面に入射する複数の光束は、前記多面体偏向器に対して同一方向から入射しており、前記多面体偏向器の偏向面数は、４面であり、前記同一の多面体偏向器を併用する２以上の走査ユニットについて、前記多面体偏向器の異なる偏向面に入射する複数の光束は、隣接する偏向面に入射しており、前記書き出し位置検知手段が設けられていない走査ユニットによる被走査面への書き出しタイミングに用いられる前記書き出し位置検知手段からの信号は、前記書き出し位置検知手段が設けられていない走査ユニットの画像記録の走査に用いられる偏向面の１面前の偏向面にて偏向された光束を前記書き出し位置検知手段にて検知して得られた信号であることを特徴とする光走査装置。
   但し、前記実測した走査周期は、前記多面体偏向器の実際のモータ回転スピードを元に算出された値である
2. 前記走査周期は、前記多面体偏向器の１回転の周期を測定した結果から割り出している請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記多面体偏向器を介して前記書き出し位置検知手段へ向かう光束は、前記走査光学系を通過しない請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 各々が請求項１乃至３の何れか一項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有するカラー画像形成装置。
5. 外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有している請求項４に記載のカラー画像形成装置。

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