JP4753291B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、被走査面に光ビームを走査する光走査装置、及び画像情報に基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来から、カールソンプロセスを用いて多色画像を形成する画像形成装置としては、例えば、黒、イエロー、マゼンダ、シアンの成分画像に対応する潜像を、４つの感光ドラムの表面上にそれぞれ形成し、これらの潜像を対応する色のトナーにより可視化して得られたトナー像を、記録媒体としての用紙上にそれぞれ重ね合わせて定着させることにより多色画像を形成する画像形成装置が知られている。

近年、この種の画像形成装置はオンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷によく用いられるようになり、生産性の向上及び画質の高品質化への要求が一層高まっている。しかしながら、処理を高速化すると装置の稼動部からの発熱量が増加し、各感光ドラムの走査光学系相互間に、装置内部の温度変化や温度斑に起因する経時的な位置ずれが生じ、重ね合わせ精度が低下してしまう。一方、処理中に位置ずれを解消するための補正を頻繁に行うと、装置の稼働率が低下し生産性が低下する。そこで、各感光ドラムの走査光学系を共通化し、トナー像相互間の相対的な位置ずれの発生を抑制することが可能な画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、各感光ドラムに対する光源装置が個別に配置されているため、装置のハウジングなどが熱膨張により変形すると、各光源装置から射出される光ビーム相互間の間隔が変動し、光ビームを十分に分離することができなくなることがある。また、光ビーム相互間の間隔の変動を考慮して、各光路間のマージンを大きくとると、走査レンズの厚みが増して装置の大型化を招くとともに、ポリゴンミラーへの斜入射にともなう走査ラインピッチのずれ幅が拡大し、光学性能を劣化させる要因となる。

一方、特許文献２に記載の画像形成装置では、光源装置が共通化されているため、光ビーム相互間の間隔の変動は生じないが、光ビームを確実に分離できるような走査ラインピッチを確保しつつ導光し、感光ドラム上では各光ビームを所定のピッチに揃える必要があり、マルチビーム化への対応が困難である。

特開２００４−２８６８５２号公報 特許第３２５７６４６号公報

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、走査速度の高速化及び装置の簡素化を図りつつ、走査精度を向上することが可能な光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、生産性の向上を図るとともに、画質の高品質化を可能とする画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、光ビームを第１方向へ偏向して、複数の被走査面を走査する光走査装置であって、少なくとも前記第１方向と所定の角度をなす第２方向へ所定間隔で配列された複数の発光源からなる発光源群が、所定面内で、前記第１方向及び前記第２方向のいずれかに直交する方向に前記所定間隔で前記被走査面の数よりも多数配置された光源と；前記光源の前記複数の発光源群のうち、前記複数の被走査面それぞれに対応する発光源群の前記複数の発光源のみを駆動する光源駆動手段と；前記光源から射出される光ビームを前記第１方向へ偏向する偏向手段と；前記偏向手段により偏向された光ビームを、対応する前記複数の被走査面にそれぞれ結像する結像光学系と；を備え、前記光源は、前記複数の被走査面に対応する隣り合う２つの前記発光源群間に、前記複数の発光源が駆動されない前記発光源群を少なくとも１つ有する光走査装置である。

これによれば、光源は複数の被走査面それぞれに対応した複数の発光源群を有し、複数の発光源からそれぞれ射出する複数の光ビームは、被走査面それぞれに共通の偏向手段により一括して偏向される。すなわち、光源と偏向手段が複数の被走査面相互間で共通化されている。したがって、装置の簡素化が実現されている。また、周囲環境の経時変化などによりハウジングが変形しても、発光源それぞれの相対的な位置関係は一定に維持され、共通化された部分では、光ビーム相互間の相対的な位置関係のずれはほとんど生じないので、結果的に被走査面相互間の光ビームのスポット位置のずれが小さくなり、走査精度の向上を図ることが可能となる。さらに、発光源は、主走査方向と所定の角度をなす方向へ配列されている。したがって、一度の走査で複数のラインを走査することができ、走査速度の向上を図ることが可能となる。ここで、主走査方向とは、光ビームが偏向手段により偏向される方向又はこれに対応する方向をいうものとする。

請求項１に記載の光走査装置において、請求項２に記載の光走査装置の如く、前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源は、前記第２方向への配列数と配列間隔との積が、前記複数の発光源群相互間で同一であることとすることができる。

請求項１又は２に記載の各光走査装置において、請求項３に記載の光走査装置の如く、前記光源は２次元アレイ素子であることとすることができる。

請求項１〜３に記載の各光走査装置において、請求項４に記載の光走査装置の如く、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源それぞれから前記偏向手段に対し射出された光ビームを分岐する分岐手段と；前記分岐手段により分岐された光ビームを時系列に検出する光検出系と；前記光検出系の検出結果に基づいて前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源の光量をそれぞれ設定する光量設定手段と；を更に備え、前記光源駆動手段は、前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源を、個別に駆動可能であることとすることができる。

この場合において、請求項５に記載の光走査装置の如く、前記光量設定手段は、前記複数の発光源から射出される光ビームの光量の総和が、前記複数の被走査面に対応する前記複数の前記発光源群ごとに等しくなるように、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源からの光ビームの光量をそれぞれ設定することとすることができる。

請求項１〜５に記載の各光走査装置において、請求項６に記載の光走査装置の如く、前記光源は、前記所定の平面内で回動可能に支持されていることとすることができる。

請求項１〜６に記載の各光走査装置において、請求項７に記載の光走査装置の如く、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群のうちのいずれか１つの発光源群の前記複数の発光源からの光ビームの少なくとも一部を検出するセンサと；前記センサからの信号に基づいて、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの同期信号を生成する同期信号生成手段と；をさらに備えることとすることができる。

請求項８に記載の発明は、多色画像に関する情報から得られる各色ごとの潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に重ね合わせて定着させることにより、多色画像を形成する画像形成装置であって、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置と；前記光走査装置により各色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と；前記感光体の被走査面にそれぞれに形成された潜像を顕像化する現像手段と；前記現像手段により顕像化された各色ごとのトナー像を前記記録媒体に重ね合わせて定着させる転写手段と；を備える画像形成装置である。

これによれば、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置により、各感光体上に潜像が形成される。したがって、ハウジングの変形などに起因する潜像相互間の位置ずれ量が減少し、各トナー像を精度よく記録媒体に重ね合わせて定着させることができ、結果的に画質の高品質化を図ることが可能となる。また、トナー像の位置ずれが生じにくいので補正に要する時間が削減され、生産性の向上を図ることが可能となる。

この場合において、請求項９に記載の画像形成装置の如く、前記各色のトナー像相互間の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段を更に備え、前記光走査装置の前記光源駆動手段は、前記位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源それぞれの発光タイミングを調整するタイミング調整手段を備えることとすることができる。

この場合において、請求項１０に記載の画像形成装置の如く、前記光走査装置の光源駆動手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群ごとに、第一回目の走査に用いる前記発光源を選択して、前記複数の感光体上の走査開始位置を調整することとすることができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１０の概略構成が示されている。

プリンタ１０は、カールソンプロセスを用いて、例えば、黒、イエロー、マゼンダ、シアンのトナー像を普通紙（用紙）上に重ね合わせて転写することにより、多色画像を印刷するタンデム方式のカラープリンタである。このプリンタ１０は、図１に示されるように、光走査装置１００、４本の感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、転写ベルト４０、位置ずれ検出装置４５、給紙トレイ６０、給紙コロ５４、第１レジストローラ対５６、第２レジストローラ対５２、定着ローラ５０、排紙ローラ５８、及び上記構成部品を収容するほぼ直方体状のハウジング１２などを備えている。

ハウジング１２には、上面に印刷が終了した用紙が排出される排紙トレイ１２ａが形成され、その排紙トレイ１２ａの下方に光走査装置１００が配置されている。

光走査装置１００は、感光ドラム３０Ａに対しては、上位装置（パソコン等）から供給された画像情報に基づいて変調された黒色画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム３０Ｂに対してはシアン画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム３０Ｃに対してはマゼンダ画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム３０Ｄに対してはイエロー画像成分の光ビームを走査する。なお、光走査装置１００の構成については後述する。

４本の感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、表面に光ビームが照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、光走査装置１００の下方にＸ軸方向に沿って等間隔に配置されている。

感光ドラム３０Ａは、ハウジング１２内部の−Ｘ側端部にＹ軸方向を長手方向として配置され、不図示の回転機構により図１における時計回り（図１の矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、図１における１２時（上側）の位置に帯電チャージャ３２Ａが配置され、２時の位置にトナーカートリッジ３３Ａが配置され、１０時の位置にクリーニングケース３１Ａが配置されている。

帯電チャージャ３２Ａは、長手方向をＹ軸方向として、感光ドラム３０Ａの表面に対し所定のクリアランスを介して配置され、感光ドラム３０Ａの表面を所定の電圧で帯電させる。

トナーカートリッジ３３Ａは、黒色画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３２Ａとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ａの表面に供給する。

クリーニングケース３１Ａは、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードの一端が感光ドラム３０Ａの表面に接するように配置されている。感光ドラム３０Ａの表面に吸着されたトナーは、感光ドラム３０Ａの回転に伴いクリーニングブレードにより剥離され、クリーニングケース３１Ａの内部に回収される。

感光ドラム３０Ｂは、感光ドラム３０Ａの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図１における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム３０Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ３２Ｂ、トナーカートリッジ３３Ｂ及びクリーニングケース３１Ｂがそれぞれ配置されている。

帯電チャージャ３２Ｂは、前述した帯電チャージャ３２Ａと同様に構成され、感光ドラム３０Ｂの表面を所定の電圧で帯電させる。

トナーカートリッジ３３Ｂは、シアン画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３２Ｂとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ｂの表面に供給する。

クリーニングケース３１Ｂは、クリーニングケース３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。

感光ドラム３０Ｃは、感光ドラム３０Ｂの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構を介して、図１における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム３０Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ３２Ｃ、トナーカートリッジ３３Ｃ及びクリーニングケース３１Ｃがそれぞれ配置されている。

帯電チャージャ３２Ｃは、前述した帯電チャージャ３２Ａと同様に構成され、感光ドラム３０Ｃの表面を所定の電圧で帯電させる。

トナーカートリッジ３３Ｃは、マゼンダ画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３２Ｃとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ｃの表面に供給する。

クリーニングケース３１Ｃは、クリーニングケース３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。

感光ドラム３０Ｄは、感光ドラム３０Ｃの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図１における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム３０Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｄがそれぞれ配置されている。

帯電チャージャ３２Ｄは、前述した帯電チャージャ３２Ａと同様に構成され、感光ドラム３０Ｄの表面を所定の電圧で帯電させる。

トナーカートリッジ３３Ｄは、イエロー画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３２Ｄとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ｄの表面に供給する。

クリーニングケース３１Ｄは、クリーニングケース３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。

以下、感光ドラム３０Ａ、帯電チャージャ３２Ａ、トナーカートリッジ３３Ａ及びクリーニングケース３１Ａを合わせて第１ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｂ、帯電チャージャ３２Ｂ、トナーカートリッジ３３Ｂ及びクリーニングケース３１Ｂを合わせて第２ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｃ、帯電チャージャ３２Ｃ、トナーカートリッジ３３Ｃ及びクリーニングケース３１Ｃを合わせて第３ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｄ、帯電チャージャ３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｄを合わせて第４ステーションと呼ぶものとする。

転写ベルト４０は、無端環状の部材で、感光ドラム３０Ａの下方に配置された従動ローラ４０ａと、感光ドラム３０Ｄの下方に配置された従動ローラ４０ｃと、これらの従動ローラ４０ａ、４０ｃより少し低い位置に配置された駆動ローラ４０ｂに、上端面が感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの下端面に接するように巻回されている。そして、駆動ローラ４０ｂが図１における反時計回りに回転することにより、反時計回り（図１の矢印に示される方向）に回転される。また、転写ベルト４０の＋Ｘ側端部近傍には、上述した帯電チャージャ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄとは逆極性の電圧が印加された転写チャージャ４８が配置されている。

位置ずれ検出装置４５は、転写ベルト４０の−Ｘ側に配置され、図１及び図２を総合するとわかるように、転写ベルト４０の−Ｙ側端部を照明するＬＥＤ４２ａとその反射光を受光するフォトセンサ４１ａ、転写ベルト４０の中央部を照明するＬＥＤ４２ｂとその反射光を受光するフォトセンサ４１ｂ、転写ベルト４０の−Ｙ側端部を照明するＬＥＤ４２ｃとその反射光を受光するフォトセンサ４１ｃを備えている。

そして、図２に示されるように、転写ベルト４０上に、Ｙ軸方向に沿って形成されたトナー像の検出パターン４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃを、ＬＥＤ４２ａ、４２ｂ、４２ｃによりそれぞれ照明し、反射光をフォトセンサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃでそれぞれ受光することにより得られる検出信号の時間差などに基づいて、後述するように、Ｙ軸方向のレジスト及び倍率、Ｘ軸方向におけるレジスト及び傾きを、第１ステーションで形成されたトナー像のパターンを基準とする相対的な位置ずれとして検出する。なお、第１ステーションからの相対的な位置ずれを検出するのは、各ステーションで形成されたトナー像を重ね合わせるときに、第１ステーションにおけるトナー像に、他のステーションで形成されるトナー像が重なり合うように、後述する光走査装置１００の制御を行なうためである。

以下、図３を用いてＹ軸方向のレジスト及び倍率、Ｘ軸方向におけるレジスト及び傾きの検出方法について簡単に説明する。なお、図３は転写ベルトの平面図であるが、図中のｔ_y、ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃等は後述するラインパターンがフォトセンサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃにより検出されたときの検出時間差を表すものとする。

検出パターン４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃそれぞれは、検出パターン４３Ｃについて代表的に示されるように、Ｙ軸に平行な４本のラインパターンＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、Ｙ軸と４５度の角度をなす４本のラインパターンＹ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’から構成されている。ラインパターンＹ，Ｙ’は第４ステーションで転写されたものであり、ラインパターンＭ，Ｍ’は第３ステーションで転写されたものであり、ラインパターンＣ，Ｃ’は第２ステーションで転写されたものであり、ラインパターンＫ，Ｋ’は第１ステーションで転写されたものである。

検出パターン４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃのそれぞれは転写ベルト４０上に形成されると、転写ベルト４０の駆動とともに−Ｘ方向へ移動する。そして、ＬＥＤ４２ａ、４２ｂ、４２ｃによりそれぞれ照明されるとともに、その反射光がフォトセンサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃによりそれぞれ受光される。

ここで、図３に示されるように、検出パターン４３Ａと検出パターン４３ＣにＸ軸方向の位置ずれが生じていたとすると、例えば、検出パターン４３ＡのラインパターンＹを検出したときの時刻と、検出パターン４３ＣのラインパターンＹを検出した時刻とでは時間ｔ_yの差がある。したがって、この時間ｔ_yと転写ベルトの速度に基づいて第４ステーションで形成されるトナー像の傾きを検出することができる。同様に、検出パターン４３Ａと検出パターン４３Ｃの他のラインパターンＭ，Ｃ，Ｋについて同様の処理を行えば、第１〜第４ステーションで形成されるトナー像の傾きを検出できる。各パターンの傾きに関する情報は、後述する光走査装置１００へ供給され、第１ステーションで形成されるパターンを基準とした補正が行なわれる。

また、検出パターン４３ＢのラインパターンＹを検出した時刻から、他のラインパターンＭ，Ｃ，Ｋを検出した時刻までの時間ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃をそれぞれ計測することで、第１ステーションのラインパターンＫを基準とした、ラインパターンＹ，Ｍ，Ｃの、Ｘ軸方向の位置ずれを検出することができる。例えば、Ｘ軸方向の位置ずれがない場合には、ｔ₂はｔ₁の２倍となり、ｔ₃はｔ₁の３倍となる。しかしながら、位置ずれが生じた場合には上記の関係は成立しなくなるため、上記時間ｔ₁と、ｔ₂及びｔ₃との関係から、ラインパターンＫを基準とするラインパターンＹ，Ｍ，Ｃそれぞれの、Ｘ軸方向の位置ずれを検出することができる。ここで検出されたＸ軸方向の位置ずれに関する情報は、後述する光走査装置１００に供給され、この位置ずれに関する情報に基づいた補正が行なわれる。

また、検出パターン４３Ａにおいて、ラインパターンＹを検出してからラインパターンＹ’が検出されるまでの時間と、ラインパターンＭを検出してからラインパターンＭ’が検出されるまでの時間と、ラインパターンＣを検出してからラインパターンＣ’が検出されるまでの時間と、ラインパターンＫを検出してからラインパターンＫ’が検出されるまでの時間は、各ラインパターンＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’にＹ軸方向の位置ずれがない場合には同一となる。しかしながら、図４（Ａ）に示されるように、ラインパターンＫ，Ｋ’に対し、ラインパターンＹ，Ｙ’が−Ｙ方向へずれている場合には、ラインパターンＫ，Ｋに係る検出時間ｔ₀と、ラインパターンＹ，Ｙ’に係る検出時間ｔ₁を比較すると、時間ｔ₁は時間ｔ₀よりも小さくなる。一方、ラインパターンＹ，Ｙ’が＋Ｙ方向へずれている場合には、時間ｔ₁は時間ｔ₀よりも大きくなる。したがって、時間ｔ₀と時間ｔ₁を比較することで、第１ステーションで形成されたラインパターンＫ、Ｋ’に対する第４ステーションで形成されたラインパターンＹ，Ｙ’の相対的なＹ軸方向の位置ずれを検出できる。また、同様の処理をラインパターンＭ，Ｍ’及びラインパターンＣ，Ｃ’について行うことにより、第１ステーションで形成されたラインパターンＫ、Ｋ’に対する第２ステーション及び第３ステーションで形成されたラインパターンＭ，Ｍ’及びラインパターンＣ，Ｃ’の相対的なＹ軸方向の位置ずれを検出できる。

同様に検出パターン４３Ｂ、４３Ｃについても、第１ステーションで形成されたラインパターンＫ、Ｋ’に対する第１〜第３ステーションでそれぞれ形成されたラインパターンＭ，Ｍ’、ラインパターンＣ，Ｃ’及びラインパターンＹ，Ｙ’の相対的なＹ軸方向の位置ずれが検出できる。

また、図４（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向におけるフォトセンサ４２ａの位置を基準位置とし、この基準位置と検出パターン４３Ａの位置が一致するときのラインパターンＫ、Ｋ’に係る検出時間をｔ₀とすると、例えば、図４（Ｃ）に示されるように、検出パターン４３Ｃが＋Ｙ方向にずれた場合の、ラインパターンＫ、Ｋ’に係る検出時間ｔ₀’は、ｔ₀よりも大きくなる。一方、−Ｙ方向にずれた場合のラインパターンＫ、Ｋ’に係る検出時間ｔ₀’は、ｔ₀よりも小さくなる。したがって、検出時間ｔ₀とｔ₁を比較することで、検出パターン４３Ａの絶対的なＹ軸方向の位置ずれも検出できる。また、同様の処理を、検出パターン４３Ｃに対し行うことで、検出パターン４３Ｃの絶対的なＹ軸方向の位置ずれも検出できる。

上述したＹ軸方向の位置ずれに関する情報は、後述する光走査装置１００へ供給され、該光走査装置１００の制御により、ラインパターンＫ、Ｋ’を基準とした補正が行われる。

なお、この位置ずれ検出装置４５の構成は、特許第３６４４９２３号公報に開示され、公知であるためここでの説明は省略する。

図１に戻り、給紙トレイ６０は、転写ベルト４０の下方に配置されている。この給紙トレイ６０は略直方体状のトレイであり、内部に印刷対象としての複数枚の用紙６１が積み重ねられて収納されている。そして、給紙トレイ６０の上面の＋Ｘ側端部近傍には矩形状の給紙口か形成されている。

給紙コロ５４は、給紙トレイ６０から用紙６１を一枚ずつ取り出し、一対の回転ローラから構成されるレジストローラ５６を介して、転写ベルト４０と転写チャージャ４１によって形成される隙間に導出する。

定着ローラ５０は、一対の回転ローラから構成され、用紙６１を過熱するとともに加圧し、レジストローラ５２を介して、排紙ローラ５８へ導出する。

排紙ローラ５８は一対の回転ローラから構成され、導出された用紙６１を排紙トレイ１２ａに順次スタックする。

次に、光走査装置１００の構成について説明する。この光走査装置１００は、図２及び図５を総合するとわかるように、感光ドラム３０Ａのほぼ上方（＋Ｚ側）に配置された６つの偏向面を有するポリゴンミラー１０４、このポリゴンミラー１０４の＋Ｘ方向に順次配置されたｆθレンズ１０５、及び反射ミラー１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄ、反射ミラー１０６Ｄの−Ｙ側に配置された同期センサ１２０、ｆθレンズ１０５の下方に配置されたトロイダルレンズ１０７Ａ、このトロイダルレンズ１０７Ａの＋Ｘ方向に順次配置されたトロイダルレンズ１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのほぼ上方にそれぞれ配置された反射ミラー１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、ポリゴンミラー１０４を基点としてＸ軸と所定の角度θをなす直線上に配置された、第２シリンダレンズ１０３、第１シリンダレンズ１０２（以下、これらを合わせて走査光学系ともいう）及び光源ユニット１３０などを備えている。

ここで、Ｚ軸を中心にＸＹ座標を角度θ回転することにより定まる座標系をｘｙ座標系とし、以下、前記直線上に配置された第２シリンダレンズ１０３、第１シリンダレンズ１０２、及び光源ユニット１３０などの説明には当該ｘｙ座標系を用いるものとする。

図６（Ａ）は光源ユニット１３０の概略斜視図であり、図６（Ｂ）は光源ユニット１３０の内部に収容された光学系などを示す概略斜視図である。

光源ユニット１３０は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を総合するとわかるように、略直方体状のケーシング１３１と、その内部に収納された基板１４０、レーザアレイ１４１、受光素子１４２、ハーフミラー１４３、収束レンズ１４４、反射ミラー１４５、カップリングレンズ１４６などを備えている。

ケーシング１３１は、図６（Ａ）に示されるように、前面（＋ｘ側の面）の＋ｙ側の端部近傍に＋ｘ側に突出した円形の凸部１３２が形成され、その突出した面の中心には正方形の開孔１３２ａが形成されている。そして、ケーシング１３１のｙ軸方向の両側面には、中央付近に長手方向をＺ軸方向とする長孔１３３ａが形成された長方形板状のブラケット１３３が固定されている。このケーシング１３１は、各ブラケット１３３の−ｘ側から長孔１３３ａに挿入された螺子などにより、ハウジング１２に設けられた不図示の支持部に取りつけられている。したがって、長孔１３３ａと挿入された螺子との関係で規定される範囲内で、ｙＺ平面に平行な面内での位置調整が可能である。本実施形態では、図６（Ａ）に示されるように、例えば、送りねじ機構を構成する可動部１３４をブラケット１３３の下方に当接させ、この可動部１３４を上下に駆動することにより、ケーシング１３１のＺ軸方向の位置及び回転の調整を行う。ここでは光源ユニット１３０は、図６（Ａ）における手前側（＋ｘ側）からみて時計回りに角度α回転した状態で支持されている。

基板１４０は、図６（Ｂ）に示されるように、長方形板状でケーシング１３１内部の−ｘ側の内壁面に固定されている。

レーザアレイ１４１は、発光源が２次元配列された面発光型半導体レーザアレイである。このレーザアレイ１４１は、基板１４０の＋Ｘ側の面の、＋ｙ側の端部近傍に実装され、一例として、図７に示されるように、行間及び列間がｄ１の１０行４列のマトリクス状に配置された４０個の発光源を有している。本実施形態では、４０個の発光源のうち、黒丸で表示された１行目、４行目、７行目、１０行目に配置された発光源のみを駆動するものとし、他はダミー光源となっている。

ここで、１行目に配置された４つの発光源を第１発光源群Ｇ１、４行目に配置された４つの発光源を第２発光源群Ｇ２、７行目に配置された４つの発光源群を第３発光源群Ｇ３、１０行目に配置された４つの発光源群を第４発光源群Ｇ４と呼ぶものとし、第１発光源群Ｇ１を構成する発光源を、１列目から順に発光源Ｇ１−１、発光源Ｇ１−２、発光源Ｇ１−３、発光源Ｇ１−４と呼び、第２発光源群Ｇ２を構成する発光源を、１列目から順に発光源Ｇ２−１、発光源Ｇ２−２、発光源Ｇ２−３、発光源Ｇ２−４と呼び、第３発光源群Ｇ３を構成する発光源を、１列目から順に発光源Ｇ３−１、発光源Ｇ３−２、発光源Ｇ３−３、発光源Ｇ３−４と呼び、第４発光源群Ｇ４を構成する発光源を、１列目から順に発光源Ｇ４−１、発光源Ｇ４−２、発光源Ｇ４−３、発光源Ｇ４−４と呼ぶものとする。

なお、図７では上述したように、ケーシング１３１が角度α回転した状態で支持されているため、レーザアレイ１４１もｘ軸を中心に角度α回転した状態で示されている。

図６（Ｂ）に戻り、受光素子１４２は、基板１４１の＋ｘ側の面の、−ｙ側の端部近傍に実装され、受光した光ビームの強度に応じた信号を出力する。

ハーフミラー１４３は、レーザアレイ１４１の＋ｘ側に配置され、レーザアレイ１４１からの光ビームを透過するとともに、その一部を−ｙ方向へ分岐する。

集光レンズ１４４は、ハーフミラー１４３によって分岐された光ビームを、反射ミラー１４５を介して、受光素子１４２に集光する。

カップリングレンズ１４６は、ハーフミラー１４３の＋ｘ側に配置され、ハーフミラー１４３を透過した光ビームが、ケーシング１３１の開孔１３２ａの位置で一旦集光するように整形する。

第１シリンダレンズ１０２及び第２シリンダレンズ１０３は、図２及び図５を総合するとわかるように、プリンタ１０のハウジング１２に不図示の支持部材を介して固定され、第１シリンダレンズ１０２は、光源ユニット１３０から射出された光ビームを所定の形状に整形し、第２シリンダレンズ１０３は、第１シリンダレンズを通過した光ビームを、ポリゴンミラー１０４の偏向面へ集光する。

ポリゴンミラー１０４は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には６面の偏向面が形成されている。そして、Ｚ軸に平行な軸Ｐを中心に、不図示の回転機構により、図２に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。したがって、上述した光源ユニット１３０から射出し、第１シリンダレンズ１０２及び第２シリンダレンズ１０３を経由して、ポリゴンミラー１０４の偏向面に集光された光ビームは、ポリゴンミラー１０４の回転により、一定の角速度でＹ軸に沿って偏向される。

ｆθレンズ１０５は、光ビームの入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１０４により、一定の角速度で偏向される光ビームの像面をＹ軸に対して等速移動させる。

反射ミラー１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄは、長手方向をＹ軸方向とし、ｆθレンズを経由した光ビームを折り返し、トロイダルレンズ１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄそれぞれに導光する。

トロイダルレンズ１０７Ａは、長手方向をＹ軸方向とし両端がハウジング１２に対し固定された支持板１１０Ａに安定的に支持されている。そして、反射ミラー１０６Ａにより折り返された光ビームを、Ｙ軸方向を長手方向とする反射ミラー１０８Ａを介して、感光ドラム３０Ａの表面に結像する。

トロイダルレンズ１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄは、長手方向をＹ軸方向とし、一端（＋Ｙ側）がハウジング１２に対し固定され、他端（−Ｙ側）が、例えば回転モータと送りねじ機構を備える駆動機構１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄにより支持された支持板１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄに安定的に支持されている。そして、反射ミラー１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄによりそれぞれ折り返された光ビームを、Ｙ軸方向を長手方向とする反射ミラー１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄを介して、感光ドラム３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面にそれぞれ結像する。

同期センサ１２０は、受光した光ビームの強度に応じた信号を出力する。

上述のように構成された光走査装置１００の光ビームの光路は図８に示されるような光学的レイアウト図で示すことができる。

以下、図８を参照して光走査装置１００の走査光学系の動作とカールソンプロセスについて説明する。各発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４からの複数の光ビームは、カップリングレンズ１４６により一旦交差され、第１シリンダレンズ１０２により副走査方向の間隔が拡張されて第２のシリンダレンズ１０３に入射する。第２のシリンダレンズ１０３は、入射した発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４それぞれから射出される光ビームをポリゴンミラー１０４の偏向面の近傍に集光する。ポリゴンミラー１０４で偏向された光ビームは、光ビーム同士の間隔を広げつつ、ｆθレンズ１０５に入射する。

ｆθレンズ１０５に入射した発光源群Ｇ１からの光ビームは、反射ミラー１０６Ｄで反射されトロイダルレンズ１０７Ｄへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ｄにより感光ドラム３０Ｄの表面に集光される。

ｆθレンズ１０５に入射した発光源群Ｇ２からの光ビームは、反射ミラー１０６Ｃで反射されトロイダルレンズ１０７Ｃへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ｃにより、反射ミラー１０８Ｃを介して感光ドラム３０Ｃの表面に集光される。

ｆθレンズ１０５に入射した発光源群Ｇ３からの光ビームは、反射ミラー１０６Ｂで反射されトロイダルレンズ１０７Ｂへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ｂにより、反射ミラー１０８Ｂを介して感光ドラム３０Ｂの表面に集光される。

ｆθレンズ１０５に入射した発光源群Ｇ４からの光ビームは、反射ミラー１０６Ａで反射されトロイダルレンズ１０７Ａへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ａにより、反射ミラー１０８Ａを介して感光ドラム３０Ａの表面に集光される。

このようにして感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ上にそれぞれ形成された発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４からの光ビームの集光点は、ポリゴンミラー１０４が回転することにより、図２の矢印Ｂに示される方向に一括して移動（走査）される。

ここで、図７に示されるように、レーザアレイ１４１はｘ軸を中心に角度α回転して固定されているため、発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４をそれぞれ構成する４つの発光源は、隣り合う間隔をｄ２（＝ｄ１・ｓｉｎα）として副走査方向に等間隔に配置されているのと等価である。したがって、各感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、一回の走査で４つの発光源による４ライン走査が行われることとなる。

一方、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面の感光層は、帯電チャージャ３２Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３２Ｄにより所定の電圧で帯電されることにより、電荷が一定の電荷密度で分布している。そして、上述したように、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄがそれぞれ走査されると、光ビームが集光したところの感光層が導電性を有するようになり、その部分では電荷移動がおこり電位が零となる。したがって、図１の矢印の方向にそれぞれ回転している感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに対し、画像情報に基づいて変調した光ビームを走査することにより、それぞれの感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面に、電荷の分布により規定される静電潜像を形成することができる。

感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面に静電潜像が形成されると、図１に示されるトナーカートリッジ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの現像ローラにより、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面にトナーが供給される。このときトナーカートリッジ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄそれぞれの現像ローラは感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと逆極性の電圧により帯電しているため、現像ローラに付着したトナーは感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと同極性に帯電されている。したがって、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面のうち電荷が分布している部分にはトナーが付着せず、走査された部分にのみトナーが付着することにより、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面に静電潜像が可視化されたトナー像が形成される。そして、このトナー像は転写ベルト４０に転写される。

次に、上述のように構成された光走査装置１００の制御回路２００について図９を用いて説明する。制御回路２００は、図９に示されるように、高周波クロック生成回路２０１、トロイダルレンズ制御回路２０２、カウンタ２０３、比較回路２０４、画素クロック生成回路２０５、画像処理回路２０７、フレームメモリ２０８、ラインバッファ２１０₁〜２１０₁₆、書込み制御回路２１１及び光源駆動回路２１３などを有している。

高周波クロック生成回路２０１は、位置ずれ検出装置４５から供給される主走査方向の位置ずれに関する情報に基づいて、クロック信号ＶＣＬＫを生成する。具体的には、基準倍率と、位置ずれ検出装置４５により検出された検出パターン４３Ａ及び４３ＣのラインパターンＫ、Ｋ’の基準位置からの絶対的な位置ずれに関する情報に基づいて得られた倍率との誤差がキャンセルされるようなクロック信号ＶＣＬＫを出力する。

トロイダルレンズ制御回路２０２は、位置ずれ検出装置４５から供給される各パターンの傾きに関する情報に基づいて、トロイダルレンズ１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄを駆動し、第２〜第４ステーションで転写されるトナー像の傾きを、第１ステーションで形成されるトナー像の傾きに一致させる。

カウンタ２０３は、高周波クロック生成回路２０１で生成されたクロック信号ＶＣＬＫをカウントし、そのカウント値を比較回路２０４へ供給する。

比較回路２０４は、カウンタ２０３から供給されるカウント値と、メモリ２０６に格納されたデューティー比に基づいて予め設定された設定値Ｌ、及び、画素クロックの遷移タイミングとして、走査位置と走査光学系の特性から決定される設計上の位相データＨ_N（Ｎ＝１、２、３…）とを比較する。そして、カウント値がＬと一致しているときには制御信号ｓｉｇ_Ｌを出力し、カウント値が位相データＨ_Nと一致しているときには制御信号ｓｉｇ_Ｈを出力するとともに、カウンタ２０３にリセット信号を供給する。

画素クロック生成回路２０５は、比較回路２０４から供給される制御信号ｓｉｇ_Ｌの立ち下り時に１となり、制御信号ｓｉｇ_Ｈの立ち下り時に０となる画素クロック信号ＰＣＬＫを出力する。

以下、この画素クロック信号の生成方法について、図１０（Ａ）を用いて説明する。図１０（Ａ）には、高周波クロック生成回路２０１により生成された波長がＴであるクロック信号ＶＣＬＫが示されている。クロック信号ＶＣＬＫは１周期毎にカウンタ２０３によりカウントされ、そのカウント値ｃｏｎｔが比較回路に供給される。比較回路２０４は、カウント値ｃｏｎｔと、メモリ２０６に格納された設定値Ｌ及び位相データＨとを比較する。ここでは、デューティー比を５０パーセントとして設定値Ｌの値が３であり、位相データＨ_Nが７であるとすると、比較回路２０４はカウント値ｃｏｎｔが３になると、制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち上げ、カウント値ｃｏｎｔが３から変化すると制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち下げる。そして、カウント値ｃｏｎｔが７になると、制御信号ｓｉｇ＿Ｌを立ち上げ、カウント値ｃｏｎｔが７から変化すると制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち下げる。画素クロック信号生成回路２０５は、制御信号ｓｉｇ＿Ｈが立ち下がると画素クロック信号ＰＣＬＫを０とし、制御信号ｓｉｇ＿Ｌが立ち下がると画素クロック信号ＰＣＬＫを１とする。上記の動作を繰り返すことにより、画素クロック信号生成回路２０５で、クロック信号ＶＣＬＫが８分周された画素クロック信号ＰＣＬＫが生成される。本実形態では、８分周された画素クロック信号を基本画素クロック信号とし、１／８クロックの分解能で位相変調できるようになっている。

次に、一例として図１０（Ｂ）を用いて、画素クロック信号ＶＣＬＫを１／８クロックだけ位相を遅らせた場合を説明する。図１０（Ｂ）には、高周波クロック生成回路２０１により生成された波長がＴであるクロック信号ＶＣＬＫと、カウンタ２０３からのカウント値ｃｏｎｔが示されている。ここで、位相データＨ_Nを６に変更すると、比較回路２０４はカウント値ｃｏｎｔが３になると、制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち上げ、カウント値ｃｏｎｔが３から変化すると制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち下げる。そして、カウント値ｃｏｎｔが６になると、制御信号ｓｉｇ＿Ｌを立ち上げ、カウント値ｃｏｎｔが６から変化すると制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち下げる。画素クロック信号生成回路２０５は、制御信号ｓｉｇ＿Ｈが立ち下がると画素クロック信号ＰＣＬＫを０とし、制御信号ｓｉｇ＿Ｌが立ち下がると画素クロック信号ＰＣＬＫを１とする。上記の動作を繰り返すことにより、画素クロック信号ＰＣＬＫの位相を１／８クロック分だけ遅らせることができる。すなわち、本実施形態では、位相データＬの値を任意に設定することで、ＰＣＬＫを１／８クロックの分解能で位相変調できるようになっている。

図９に戻り、フレームメモリ２０８は、上位装置２１４から供給されるラスター展開された画像データを一時的に格納する。

画像処理回路２０７は、フレームメモリ２０８に格納されたデータを読み出し、レーザアレイ１４１の各発光源ごとの画素データを作成し、発光源それぞれに対応したラインバッファ２１０₁〜２１０₁₆へ供給する。ここでは、ラインバッファ２１０₁〜２１０₄に第１発光源群Ｇ１の発光源に対応する画素データが格納され、ラインバッファ２１０₅〜２１０₈に第２発光源群Ｇ２の発光源に対応する画素データが格納され、ラインバッファ２１０₉〜２１０₁₂に第３発光源群Ｇ３の発光源に対応する画素データが格納され、ラインバッファ２１０₁₃〜２１０₁₆に第４発光源群Ｇ４の発光源に対応する画素データが格納されるものとする。

光源駆動回路２１３は、図１１に示されるように、レーザアレイ１４１の第１発光源群Ｇ１を駆動する光源駆動部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、第２発光源群Ｇ２を駆動する光源駆動部２ａ、１ｂ、１ｃ、２ｄ、第３発光源群Ｇ３を駆動する光源駆動部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、第４発光源群Ｇ４を駆動する光源駆動部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、光量設定回路２１３ａを備えている。光源駆動部１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄそれぞれは、書き込み制御回路２１１から供給される画像情報に応じて変調された駆動信号に基づいて対応する発光源Ｇ１−１、Ｇ１−２、Ｇ１−３、Ｇ１−４、Ｇ２−１、Ｇ２−２、Ｇ２−３、Ｇ２−４、Ｇ３−１、Ｇ３−２、Ｇ３−３、Ｇ３−４、Ｇ４−１、Ｇ４−２、Ｇ４−３、Ｇ４−４を光量設定回路２１３により設定されたパワーでそれぞれ駆動する。

光量設定回路２１３ａは、非画像領域の走査時にそれぞれの発光源を順次個別に駆動して、その光量を光源ユニット１３０の受光素子１４２を介してモニタし、所定の光量になるように光源駆動部１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄそれぞれから出力されるパワーを設定する。本実施形態では、例えば、発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４それぞれの発光源から射出される光ビームの光量の総和が発光源群相互間で等しくなるようにそれぞれの発光源へ供給されるパワーを設定する。

書込制御回路２１１は、同期センサ１２０からの信号をトリガとして、発光源ごとの画素データを読み出し、画素クロック生成回路２０５から供給されるクロック信号ＰＣＬＫに重畳させ、発光源ごとにそれぞれ独立した変調データを生成する。そして、位置ずれ検出装置４５からのＸ軸方向（副走査方向）の位置ずれ情報に基づいて、発光源群ごとに最初に変調データを供給する光源駆動回路２１３の駆動部１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄを選択し、これを基点に駆動部１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄを順送りに選択しつつ変調データを供給する。

具体的に第１発光源群Ｇ１について説明すると、一回の走査により４ラインの走査を行って、転写ベルト４０上にトナー像を形成する場合には、先頭ラインは発光源Ｇ１−１により走査される。例えばトナー像を副走査方向に１ライン分ずらして形成したいときには、先頭ラインを走査する発光源としてＧ１−２を選択して、これを基点として、まず、発光源Ｇ１−２，Ｇ１−３，Ｇ１−４を用いた３ラインで走査し、２回目以降の走査では、第１発光源群Ｇ１の全ての発光源群Ｇ１−１、Ｇ１−２，Ｇ１−３，Ｇ１−４を用いた４ラインで走査する。同様に、先頭行を走査する発光源としてＧ１−３，Ｇ１−４を選択すれば、それぞれ、２ライン分或いは３ライン分副走査方向へトナー像をずらすことができる。したがって、位置ずれ検出装置４５により副走査方向の位置ずれが検出された場合に上記補正処理を行うと、通常行われているポリゴンミラー１０４への入射タイミングを可変する場合に比べて、細かくトナー像の位置を調整することができる。通常、上記補正処理は、位置ずれ状況に応じ、ポリゴンミラー１０４への入射タイミングを可変する処理と合わせて行われる。

また、変調データを光源駆動回路２１３へ供給する際には、各発光源の規則的な配置を考慮して、各発光源による走査開始位置が一致するタイミングでそれぞれの変調データが光源駆動回路２１３へ供給される。具体的には、発光源Ｇ４−１を基準とすると、それぞれの発光源は主走査方向に関し、表１のような光学的距離を有する。なお、Ｍは光学系の倍率である。したがって、同期センサ１２０からの信号をトリガとして、それぞれの発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４には表１に示される光学的距離を走査速度で除した時間だけ遅延させたタイミングで光源駆動回路２１３へ変調データがそれぞれ供給される。例えば、表１から各ステーション間では、3M・d1sinαずつ、変調データを供給するタイミングをずらせばよいことがわかる。また、位置ずれ検出装置４５から主走査方向の位置ずれが検出された場合には、その位置ずれに応じた分だけさらにタイミングを遅延させればよい。

上記のように構成された制御回路２００を有する光走査装置２００では、上位装置２１４からの画像情報を受信すると、画像情報に基づく変調データにより光源ユニット１３０が駆動され、第１ステーション、第２ステーション、第３ステーション、及び第４ステーションで、各色画像成分のトナー像が転写ベルト４０上に重ねあわせて形成される。そして、このトナー像は、図１に示されるように、給紙トレイ６０から取り出された用紙６１に、転写チャージャ４１によって転写され、定着ローラ５０により定着される。このようにして画像が形成された用紙６１は、排紙ローラ５８により排紙され、順次排紙トレイ１２ａにスタックされる。

以上説明したように、本実施形態にかかる光走査装置１００によると、光源ユニット１３０のレーザアレイ１４１には、第１〜第４ステーションにそれぞれ対応した、４つの発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を有し、それぞれの光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の複数の発光源からそれぞれ射出される複数の光ビームは、ｆθレンズ１０５を通過するまでは、共通の走査光学系（第１シリンダレンズ１０２、第２シリンダレンズ、ポリゴンミラー１０４、ｆθレンズ１０５）により導光される。したがって、それぞれのステーションごとに光源ユニットを設ける必要がなく、装置の簡素化が実現されている。
そして、周囲環境の経時変化などによりハウジングが変形しても、レーザアレイ１４１の光源相互間の相対的位置関係は一定に維持される。また、走査光学系を共通にする部分では、光ビーム相互間の位置関係のずれが小さいので、ステーション相互の光ビームのスポット位置のずれが小さくなり、走査精度の向上を図ることが可能となる。
さらに、レーザアレイ１４１に形成された発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４それぞれの発光源は、主走査方向と角度αをなす方向へ等間隔に配列されている。したがって、一度の走査で４つのラインを走査することができ、走査速度の向上を図ることが可能となる。

また、組立て時の光軸調整時などには、光源ユニット１３０のみを調整すればよく、例えば、それぞれのステーションごとに光源ユニットがある場合のように、光源ユニット相互間の調整が不要になり、部品点数を減少させるだけでなく、組立てコストも合わせて削減することが可能となる。

また、光源ユニット１３０は、所定平面に対し回動可能に支持されているため、光源ユニット１３０を回動させることにより、それぞれのステーションのラインピッチを同時に調整することができる。この場合に、発光源群ごとに発光源の数が異なる場合には、発光源群相互間で、発光源の個数と主走査方向の発光ピッチの積が等しくなるように発光源を配置することで、光源ユニット１３０の回動により、均等な割合でそれぞれのステーションのラインピッチを同時に調整することが可能となる。

また、各発光源はマトリクス状に規則正しく配置されているため、第１〜第３ステーションの走査を行うタイミングは、第４ステーションへの光ビームを受光する同期センサ１２０からの信号をトリガとして、発光源の配列の規則性に基づいて算出することができる。すなわち、ステーション相互間の走査タイミングは、第４ステーションの走査タイミングから一定間隔に設定すればよく、それぞれのステーションごとに調整するが必要ない。したがって、調整時間を削減することができ結果的に組立てコストを削減することが可能となる。

また、走査が非画像領域で行なわれている場合には、各発光源からの光量を受光素子１４２によりモニタし、それぞれの発光源群から出力される光量が相互に等しくなるように揃えられるので光量差にともなう色変わりの発生を回避することができる。また、発光源の光量調整は、発光源群ごとに各発光源を同時に駆動して行ってもよく、この場合には、例えば、各発光源群を構成する発光源の数が増加した場合にも短時間で光量調整を行うことが可能となり、より高速な画像形成にも対応することができる。

また、制御回路２００は、発光源群ごとに先頭ラインを走査する発光源を選択する。したがって、通常行われているポリゴンミラー１０４への入射タイミングを可変する場合に比べて、細かく副走査方向における走査開始位置を調整することができる。

また、本実施形態にかかる画像形成装置１０によると、ハウジングの変形などに起因する発光源相互間の位置ずれが抑制されるため、走査系全体の位置ずれ量を少なくすることができ、用紙に形成される画像の高品質化を図ることが可能となる。また、位置ずれを補正する回数及び時間を短縮することができるので、装置の稼働率が向上しランニングコストを低減することができる。

また、転写ベルト４０上に形成された、検出パターン４３Ａ〜４３Ｂに基づいて、適宜、トナー像の重ね合わせ誤差が補正されるので、トナー像の重ね合わせ精度の向上を図ることができ、結果的に用紙に形成される画像の高品質化を図ることができる。

なお、本実施形態では、レーザアレイ１４１のうち、図５に示されるように、１行目、４行目、７行目、１０行目に形成された発光源を用いるものとしたが、これに限らず、他の行の発光源を用いてもよいし、又は、１行目、４行目、７行目、１０行目の発光源と他の行の発光源を組み合わせて用いてもよい。要は、レーザアレイ１４１に、各ステーションに用いられる発光源群が構成されていればよい。

また、本実施形態では、発光源が行方向と列方向が垂直なマトリクス状に配置されたレーザアレイ１４１を用いた場合について説明したが、図１２に示されるように、列方向を副走査方向に一致させ、行方向を角度α傾けたものを用いてもよい。この場合には、発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４それぞれの主走査方向に関する位置が一致しているため、相互に同一のタイミングで各発光源を駆動することができる。

また、上記実施形態では、本発明の光走査装置１００がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。

本発明の一実施形態にかかるプリンタ１０を示す図である。 図１におけるプリンタ１０の光操作装置１００を示す斜視図である。 図１における位置ずれ検出装置４５による位置ずれ検出方法を説明するための図（その１）である。 図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、図１における位置ずれ検出装置４５による位置ずれ検出方法を説明するための図（その２、その３、その４）である。 図１におけるプリンタ１０の光走査装置１００を示す側面図である。 図６（Ａ）は図２における光源ユニット１３１の斜視図であり、図６（Ｂ）は図２における光源ユニット１３１の内部に収容された各要素を説明するための図である。 図６（Ｂ）におけるレーザアレイ１４１を示す平面図である。 光走査装置１００の光学的なレイアウトを示す図である。 光操作装置１００の制御回路２００のブロック図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は画素クロック信号の生成方法を説明するための図である 図９における光源駆動回路２１３のブロック図である。 レーザアレイ１４１の変形例を示す図である。

符号の説明

１０…プリンタ、１２…ハウジング、３０Ａ〜３０Ｂ…感光ドラム、４０…転写ベルト、５０…定着ローラ、４５…位置ずれ検出装置、１００…光走査装置、１０２…第１シリンダレンズ、１０３…第２シリンダレンズ、１０５…ｆθレンズ１０５、１０４…ポリゴンミラー、１０６Ａ〜１０６Ｄ…反射ミラー、１０７Ａ〜１０７Ｄ…トロイダルレンズ、１０８Ａ〜１０８Ｃ…反射ミラー、１２０…同期センサ、１３０…光源ユニット、ケーシング１３１、１３４…可動部、１４１…レーザアレイ、１４３…ハーフミラー、収束レンズ…１４４、１４５…反射ミラー、１４２…受光素子、２０２…トロイダルレンズ制御回路、２１３…光源駆動回路、２１３ａ…光量設定回路、２１３…光源駆動回路、Ｇ１…第１発光源群、Ｇ２…第２発光源群、Ｇ３…第３発光源群、Ｇ４…第４発光源群、Ｇ１−１，１−２，Ｇ１−３，Ｇ１−４，Ｇ２−１，Ｇ２−２，Ｇ２−３，Ｇ２−４，Ｇ３−１，Ｇ３−２，Ｇ３−３，Ｇ３−４，Ｇ４−１，Ｇ４−２，Ｇ４−３，Ｇ４−４…発光源

Claims (10)

1. 光ビームを第１方向へ偏向して、複数の被走査面を走査する光走査装置であって、
   少なくとも前記第１方向と所定の角度をなす第２方向へ所定間隔で配列された複数の発光源からなる発光源群が、所定面内で、前記第１方向及び前記第２方向のいずれかに直交する方向に前記所定間隔で前記被走査面の数よりも多数配置された光源と；
   前記光源の前記複数の発光源群のうち、前記複数の被走査面それぞれに対応する発光源群の前記複数の発光源のみを駆動する光源駆動手段と；
   前記光源から射出される光ビームを前記第１方向へ偏向する偏向手段と；
   前記偏向手段により偏向された光ビームを、対応する前記複数の被走査面にそれぞれ結像する結像光学系と；を備え、
   前記光源は、前記複数の被走査面に対応する隣り合う２つの前記発光源群間に、前記複数の発光源が駆動されない前記発光源群を少なくとも１つ有する光走査装置。
2. 前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源は、前記第２方向への配列数と配列間隔との積が、前記複数の発光源群相互間で同一であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光源は２次元アレイ素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源それぞれから前記偏向手段に対し射出された光ビームを分岐する分岐手段と；
   前記分岐手段により分岐された光ビームを時系列に検出する光検出系と；
   前記光検出系の検出結果に基づいて前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源の光量をそれぞれ設定する光量設定手段と；を更に備え、
   前記光源駆動手段は、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源を、個別に駆動可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 前記光量設定手段は、前記複数の発光源から射出される光ビームの光量の総和が、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群ごとに等しくなるように、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源からの光ビームの光量をそれぞれ設定することを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 前記光源は、前記所定の平面内で回動可能に支持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群のうちのいずれか１つの発光源群の前記複数の発光源からの光ビームの少なくとも一部を検出するセンサと；
   前記センサからの信号に基づいて、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの同期信号を生成する同期信号生成手段と；をさらに備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 多色画像に関する情報から得られる各色ごとの潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に重ね合わせて定着させることにより、多色画像を形成する画像形成装置であって、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置と；
   前記光走査装置により各色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と；
   前記感光体の被走査面にそれぞれに形成された潜像を顕像化する現像手段と；
   前記現像手段により顕像化された各色ごとのトナー像を前記記録媒体に重ね合わせて定着させる転写手段と；を備える画像形成装置。
9. 前記各色のトナー像相互間の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段を更に備え、
   前記光走査装置の前記光源駆動手段は、前記位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群それぞれの前記複数の発光源それぞれの発光タイミングを調整するタイミング調整手段を備えることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記光走査装置の光源駆動手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の被走査面に対応する前記複数の発光源群ごとに、第一回目の走査に用いる前記発光源を選択して、前記複数の感光体上の走査開始位置を調整することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

Images