JP5712709B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、レーザプロッタ、デジタル複写機、普通紙ファックス等に用いられる光走査装置及び画像形成装置に関する。

レーザプリンタ、レーザプロッタ、デジタル複写機、普通紙ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等で用いられる電子写真方式のカラー画像形成装置として、感光体（ドラム）を１つのみ有し、１色ずつカラー画像を形成して、色の数だけ感光体を回転して中間転写体に順次重ね合わせて転写し、中間転写体上にカラー画像を形成した後、記録材に一括して転写するという、所謂１ドラム−中間転写方式のものがある。この４色、１ドラム方式によれば、１枚の画像形成毎に感光体を４回転する必要が有り、生産性が劣る。

そこで、近年、カラー化、高速化を図るために、像担持体である感光体を複数（通常は４つ）有するタンデム方式に対応する画像形成装置が普及してきている。このタンデム方式の画像形成装置は、記録材を搬送する転写ベルト（または中間転写ベルト）に沿って例えば４つの感光体（ドラム）を並設し、各感光体を帯電手段で帯電した後、書込ユニットで各感光体上に潜像を形成し、各感光体上の潜像を現像手段の色の異なる現像剤（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー）で各々現像して顕像化し、この各色の顕像を転写ベルトで搬送される記録材（または中間転写ベルト）に重ね合わせて転写し、カラー画像を形成する構成である。

このタンデム方式の画像形成装置では、１ドラム−中間転写方式に比べて高速化が図れ、カラー画像形成の生産性の向上が図れるが、光走査装置を用いた書込ユニットで複数の感光体に光書込みを行うために、どうしても光走査装置の光源数が増えてしまい（例えば感光体が４つの場合には、通常４つの光源が必要となる）、それに伴い、部品点数の増加、複数光源間の波長差に起因する色ずれ、コストアップ等の問題が生じてしまう。また、書込ユニットの故障の原因として半導体レーザの劣化が挙げられている。このため光源数が多くなると、故障の確率が増え、リサイクル性が劣化する。

そこで、タンデム方式の画像形成装置に用いる光走査装置で光源の数を増やさない工夫がなされた例がある。例えば、特許文献１では、ピラミダルミラーまたは平板ミラーを用いて、共通の光源からのビームが異なる被走査面を走査するようにしている。しかし、この方法では、光源数は低減できるが、偏向ミラーの面数は最大２面までになり、高速化に対して課題が残る。

また、上記の問題を解決するため、特許文献２で提案されている光走査装置は、光源からの１本の光束を光束分割手段で副走査方向にずらした２本の光束に分割し、互いに角度をずらして重ねた２枚のポリゴンミラーを同軸に回転させる偏向手段で走査し、相異なる２本の被走査面を走査する構成が示されている。
この従来技術では、共通の光源からのビームが異なる被走査面を走査する手段として、位相をずらして２段に重ねたポリゴンミラーを用いようとするものであるが、位相をずらしたポリゴンミラーは汎用品ではなく、コストアップが懸念される。また、ポリゴンミラーの加工性も要求され、それぞれの段の面倒れが異なることや面精度も異なることから、画像品質の劣化が懸念される。

そこで、特許文献３では、特許文献１，２の欠点を解消し、高速・高品位な画像出力を維持しつつ入射ビームと走査ビームの分離性を向上させ、レイアウト性も向上させ得る光走査装置として、偏向手段を４つの反射面を持つ偏向器とすると共に、変調駆動される光源と該偏向器との間において、該光源からのビームを２つに分割し、この分割した各ビームを偏向器の偏向反射面に向けて略π／２の位相差をつけて入射させる光束分割手段を備え、相異なる２本の被走査面を走査する構成が提案されている。

特許文献３に記載された発明では、高速化するには１光源あたりのチャンネル数を増加させざるを得ず、コストアップが懸念される。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、高速・高品位な画像出力を維持しつつさらなるコストダウンを可能とし、さらにレイアウト性も向上する光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の光走査装置は、変調駆動される光源と、複数の偏向反射面を有する偏向手段と、偏向手段により走査された光束を被走査面に導く走査光学系と、を備えた光走査装置において、偏向手段が６面の偏向反射面を有する回転式の反射鏡からなり、光源と偏向手段との間で光束を複数分割し、この分割した各光束を反射鏡の偏向反射面に向けて角度差をつけて入射させる光束分割手段を備え、光束分割手段が分割した２つの光束を互いに１２０度の角度差が付くように反射鏡の偏向反射面に入射させる構成であることを特徴とする。

また上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記構成の光走査装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ひとつの光源で異なる被走査面を走査することが可能となり、高速・高品位な画像出力を維持しつつ光源の削減によるコストダウンを達成可能であり、さらにレイアウト性も向上する。

本発明の一実施形態に係る光走査装置の構成を示す一部省略した斜視図である。 図１の光走査装置で使用するハーフミラーの説明図である。 図１の光走査装置の全体の構成を示す概略平面図である。 図１の光走査装置による光走査を説明するための図である。 本発明の複数色用の露光のタイミングチャートである。 本発明の色によって露光量を異ならせるためのタイミングチャートである。 ピッチ調整手段の例を示す図である。同図（ａ）は片側調整、同図（ｂ）は両側調整を示す図である。 実際の調整方法を説明するための図である。同図（ａ）は片側調整、同図（ｂ）は両側調整を示す図である。 入射ビームを境として光源側の反射光を同期検知に使用する光源側の同期検知を説明するための図である。 図１の光走査装置において、ＡＰＣ用の受光素子を使用したときの光源、ＡＰＣの受光素子、及び同期検知センサのタイミングチャートである。 図１の光走査装置を採用した多色画像形成装置の基本的な構成を示す図である。 図１の光走査装置と異なるレイアウトとしたときの説明図である。

以下、本発明の構成、動作及び作用効果を、図面を参照して詳細に説明する。
［実施形態１］
図１は本発明の一実施形態を示す光走査装置の概略斜視図である。図１において、符号１ａ，１ｂは副走査方向にのみ離れて配置されそれぞれ変調駆動される光源としての半導体レーザ（ＬＤ）、２ａ，２ｂは入射ミラー、３ａ，３ｂはカップリングレンズ、４は光束分割手段としてのハーフミラープリズム、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはシリンドリカルレンズ、６は防音ガラス、７は偏向手段として６面の偏向反射面を有する回転式の反射鏡偏向器（偏向器という）、８（８ａ，８ｂ）は副走査方向に配列された第１走査レンズ、９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ）は光路折返し用のミラー、１０（１０ａ，１０ｂ）は第２走査レンズ、１１（１１ａ，１１ｂ）は被走査面としての感光体（感光ドラム）、１２は開口絞り（アパーチャ）をそれぞれ示している。

ハーフミラープリズム４は、光源１ａ，１ｂの配置が副走査方向のみに異なるため、光源１ａ，１ｂに対して共通で使用でき、副走査方向に異なる２本のビームを４本のビームに分割することとなる。すなわち、副走査方向のみに異なるように配列された共通の光源としての半導体レーザ１ａ，１ｂから出射した２本の発散光束は、カップリングレンズ３ａ，３ｂを透過し、この際、弱い収束光束、または平行光束、または弱い発散光束に変換される。カップリングレンズ３ａ，３ｂを出た光束は、感光体１１の表面上でのビーム径を安定させるための開口絞り１２を通過し、光束分割手段としてのハーフミラープリズム４に入射する。半導体レーザ１ａ，１ｂからそれぞれ出射しハーフミラープリズム４に副走査方向に離れて入射した２本の光束は、該ハーフミラープリズム４によりそれぞれ反射光束と透過光束の２つに分割され、４本のビームとなってハーフミラープリズム４を出射する。

図２はハーフミラープリズム４を示している。ハーフミラープリズム４は、同一の大きさの２つのプリズム４ａ，４ｂを立方体形状に重ね、かつ、この重ね合わせ面４ｃにハーフミラーを形成してなり、透過光と反射光を１：１の割合で分割する光束分割する機能を有する。なお、ハーフミラー４ｃでの分割の割合は１：１で有る必要はなく、他の光学系の条件に合わせて設定してもよい。

半導体レーザ１ａ，１ｂからそれぞれ出射しハーフミラープリズム４に入射した２本のビームは、ハーフミラープリズム４の重ね合わせ面（ハーフミラー）４ｃで反射しプリズム４ａより副走査方向に離れて出射する２本のビームと、重ね合わせ面（ハーフミラー）４ｃを透過しプリズム４ｂより副走査方向に離れて出射する２本のビームとに分割される。重ね合わせ面（ハーフミラー）４ｃで反射しプリズム４ａより出射する２本のビームは、上下段に配備されるシリンドリカルレンズ５ａ，５ｂにより、ポリゴンミラー７の偏向反射面の近傍にて主走査方向に長い線像に変換される。また、重ね合わせ面（ハーフミラー）４ｃを透過しプリズム４ｂより出射するビームは、副走査方向に配備されるシリンドリカルレンズ５ｃ，５ｄにより、ポリゴンミラー７の偏向反射面の近傍にて主走査方向に長い線像に変換される。

図１では、半導体レーザ１ａ，１ｂからそれぞれ出射しハーフミラープリズム４に入射する２本のビームを重ね合わせ面（ハーフミラー）４ｃにて透過光と反射光とに分割し４本のビームとして出射するところを図示している。図１では、さらに、半導体レーザ１ａ，１ｂからそれぞれ出射しハーフミラープリズム４の重ね合わせ面（ハーフミラー）４ｃで反射し上側のプリズム４ａより出射する上下２本のビームのうち、上側のビームを、上側のシリンドリカルレンズ５ａと入射ミラー２ｂ を介して偏向器７の一方側の偏向反射面に入射させて偏向し、さらに上側の第１走査レンズ８ａ、光路折返し用のミラー９ａ，９ｂ，９ｃ、上側の第２走査レンズ１０ａを介して一方の被走査面としての感光体１１ａ上を母線方向に露光走査することを図示していると共に、下側のビームを、下側のシリンドリカルレンズ５ｂと入射ミラー２ｂ を介して偏向器７の上記と同一の一方側の偏向反射面に入射させて偏向し、さらに下側の第１走査レンズ８ｂ、光路折返し用のミラー９ｄ，９ｅ，９ｆ、下側の第２走査レンズ１０ｂを介して他方の被走査面としての感光体１１ｂ上を母線方向に露光走査することを図示している。

さらに、図１では、半導体レーザ１ａ，１ｂからそれぞれ出射しハーフミラープリズム４の重ね合わせ面（ハーフミラー）４ｃを透過し下側のプリズム４ｂより出射する上下２本のビームのうち、上側のビームを、上側のシリンドリカルレンズ５ｃと入射ミラー２ａを介して偏向器７の他方側の偏向反射面に入射させて偏向するところを図示していると共に、下側のビームを、下側のシリンドリカルレンズ５ｄと入射ミラー２ａを介して偏向器７の上記と同一の他方側の偏向反射面に入射させて偏向するところを図示している。

しかし、図１では、下側のプリズム４ｂより出射する上下２本のビームについて、偏向器７の他方側の偏向反射面に入射させて偏向した、その先について図示していないが、上述した上側のプリズム４ａより出射する上下２本のビームと同様に、第１走査レンズ、光路折返し用のミラー、第２走査レンズを介して被走査面としての２つの感光体上を母線方向に露光走査するように構成されている。

すなわち、図３に示すように、プリズム４ａより出射する上下２本のビームを走査する走査光学系と、プリズム４ｂより出射する上下２本のビームを走査する走査光学系とは、偏向器７を挟んで略対称な位置に配備された構成となっている。偏向器７の他方側には、上記一方側に設けられた走査レンズ１０ａ，１０ｂを含む走査光学系と同様の構成の走査レンズ１０ｃ，１０ｄを含む走査光学系が偏向器７を挟んで略対称な位置に配備されていて、下側のプリズム４ｂより出射する上下２本のビームは、シリンドリカルレンズ５ｃ，５ｄと入射ミラー２を介して偏向器７の他方側へ入射して偏向され、この他方側の走査レンズ１０ｃ，１０ｄを含む走査光学系を介して被走査面としての２つの感光体上を母線方向に露光走査するように構成されている。

図４は、分割光による光走査を説明するための図である。図４（ａ）に示すように、共通の光源からの入射光ｘと入射光ｙは、偏向器７の回転中心に垂直な主走査平面内にあって、偏向器７の回転中心を通る走査光学系の中心光軸に対して３０°の角度をつけて入射するようになっており、かつ、入射光ｘと入射光ｙがなす角は１２０°となっていて、偏向器７の回転中心を通り中心光軸に対して垂直な線に関し対称に入射するようにしている。走査光学系の中心光軸は、偏向器７にて偏向された光束が被走査面の主走査方向に垂直に入射する際の光路と略一致する、もしくは、該光路と略平行である。

入射光ｘと入射光ｙがなす角が１２０°であって、かつ、入射光ｘと入射光ｙの各々の走査光学系の中心光軸とのなす角（＝入射角）が３０°近傍であれば、分割された光束が同時に有効走査領域を走査することがない。例として、図４（ａ）に示す上側の有効走査領域ｘを走査しているとき（反射光ｃが反射光ｂ、反射光ａへと走査される時）の下側の反射光について、以下に説明する。

図４（ａ）， (ｄ)に示すように、上側の入射光ｘが上側の有効走査領域ｘの露光開始端に一致する反射光ｃとなるときは、下側の入射光ｙが反射光ｃ'となり下側の有効走査領域ｙに入らない。次いで、図４（ａ），（ｃ）に示すように、偏向器７が回転して上側の入射光ｘが中心光軸に一致する反射光ｂとなるときは、下側の入射光ｙが反射光ｂ'となり走査領域ｙに入らない。次いで、さらに偏向器７が回転して、上側の入射光ｘが上側の有効走査領域ｘの露光終了端に一致する反射光ａとなるときも、図４（ａ），（ｂ）に示すように、下側の入射光ｙが反射光ａ'となり下側の有効走査領域ｙに入らない。

すなわち、図４（ｄ）から図４（ｃ）を経て図４（ｂ）まで下側の反射光は、走査領域に入らないことが分かる。これは、入射光ｘと入射光ｙがなす角は１２０°、入射光ｘと入射光ｙの各々の入射角が３０°であり、偏向器７の面数が６面であるため上記関係が成立するのである。

入射光ｘと入射光ｙが、偏向器７の主走査平面に平行で、かつ偏向器７の回転中心を通る中心光軸に直角な軸に関して上下対称配置となっているので、上側の入射光ｘが有効走査領域ｘ内を走査しているときは、下側の入射光ｙが、有効走査領域ｙ外を走査しており、感光体面上を走査しない、という関係と、下側の入射光ｙが有効走査領域ｙ内を走査しているときは、上側の入射光ｘが、有効走査領域ｘ外を走査しており感光体面上を走査しない、という関係とが成立する。そして、この関係は、入射光ｘと入射光ｙがなす角は１２０°、入射光ｘと入射光ｙの各々の入射角が３０°より少しずれても成立するものである。

これに対し、従来の偏向器として４面ポリゴン使用時の入射角４５°（特開２００８−２５７１６９の例）を本発明の６面ポリゴンにそのまま適用すると、画像走査中にポリゴンと反対側の走査光が光源に戻ってしまう。その場合、光源へ走査光が戻ってしまう（この現象を以下の記述では戻り光と記す）と光出力が不安定になってしまうため、画像への光出力が不安定になり、画像としては濃度ムラとして品質不良が発生してしまう。

本発明では、入射光ｘと入射光ｙがなす角は１２０°、入射光ｘと入射光ｙの各々の入射角３０°であるので、戻り光の発生が、偏向器７を挟んで２つの走査光で同じタイミングで発生するため、戻り光の発生タイミングが画像走査領域外になるから、偏向器７を挟んだ２つの走査光に濃度ムラが発生することが避けられる。

光源の変調駆動は、上側の入射光が有効走査領域内を走査しているときは、対応する色（例えばマゼンタ）の画像情報に基づき光源の変調駆動を行う。さらに、下側の入射光が有効走査領域内を走査しているときは、対応する色（例えばブラック）の画像情報に光源の変調駆動を行うことで、共通の光源で２色分の画像を走査することが可能となる。

図１２に示すように、偏向器７の同一の反射面に入射させることもできるが、ハーフミラープリズム４に対して直角に２方向から光束を入射させて各分割した光束を有効走査領域を跨って光線をミラーで折り返す必要があり、レイアウト性が悪くなる。
従って、図１に示すように、偏向器７の異なる反射面に分割された光束を入射させた方がレイアウト性も向上する。従って、図１に示す構成のようにすると、偏向器７を挟んで上下対称に光走査が行えるため、光走査装置のコンパクト化が可能となる。

図５は複数色用の露光のタイミングチャートである。図５において縦軸は光量、横軸は時間をそれぞれ表す。共通の光源によりブラックとマゼンタの露光を行い、なおかつ、有効走査領域において、それぞれ全点灯する場合のタイムチャートを同図に示す。実線がブラックに相当する部分、点線がマゼンタに相当する部分を示す。ブラック、マゼンタにおける、書き出しのタイミングは、有効走査幅外に配備される同期受光手段で走査ビームを検知することにより決定される。なお、同期受光手段は図示されていないが、通常はフォトダイオードが用いられる。

図６は色によって露光量を異ならせるためのタイミングチャートである。図５ではブラックとマゼンタの領域での光量を同じに設定しているが、実際には光学素子の透過率、反射率が相対的に異なるため、光源の光量を同じにしてしまうと、感光体に到達するビームの光量が異なってしまう。そこで、図６に示すように、異なる感光体面を走査するときに互いの設定光量を異ならせることにより、異なる感光体面上に到達するビーム光量を等しくできる。

図１に記載の複数の光源１ａ，１ｂから出射した複数ビームは異なる２つの感光体１１ａ，１１ｂにそれぞれ、一回の走査で２つの走査線を形成する。このとき、画素密度に応じて、走査線の副走査方向のピッチを調整する必要がある。ピッチ調整の方法としてよく用いられる方法としては、光源ユニット（図１の光源１ａ，１ｂから入射ミラー２ａ，２ｂまでを１つのユニットとする）を、主走査方向および副走査方向に垂直な軸を中心に回転させる方法があるが、この場合、ある感光体においては、所望のピッチとすることができるが、もう一方の感光体については光束分割素子以降の光学素子の形状誤差、取り付け誤差等によりピッチ誤差が生じる。
この不具合を解決するためには光束分割素子と偏向手段の間に副走査方向のピッチを調整するピッチ調整手段を配備する必要がある。

図７はピッチ調整手段の例を示す図である。図７（ａ）は片側調整、図７（ｂ）は両側調整を示す図である。
その一例として、シリンドリカルレンズ５（図１のシリンドリカルレンズ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）は、中間部材２１ａ〜２１ｃを介してハウジング（図示しない）に装着される。中間部材２１ａ〜２１ｃのシリンドリカルレンズ５を装着する面と、ハウジングの中間部材２１ａ〜２１ｃを装着する面には、予め硬化性樹脂（例えば光硬化性）を塗布しておく。このとき、中間部材２１ａ〜２１ｃはハウジングに対し、主走査方向に平行な軸回りの偏心調整と、光軸方向の調整とが可能であり、シリンドリカルレンズ５は中間部材に対して、光軸に平行な軸回りの偏心調整と、副走査方向の配置調整とが可能であり、ハウジングに対して中間部材が調整可能な方向の少なくとも１つと、中間部材２１に対してシリンドリカルレンズ５の調整可能な方向の少なくとも１つが異なっている。
このような構成とすることで、複数の光学特性（ビームウエスト径太り、ビームウエスト位置ずれ低減、ビームスポット位置ずれ低減）を同時に確保でき、なおかつ、シリンドリカルレンズ５を光軸に平行な回りに偏心調整可能とすることで、副走査方向の走査線間隔を最適に設定できる。
また、中間部材２１ａのシリンドリカルレンズ５に接する面とハウジングに接する面は平面となっていて調整が容易になっている。調整が終了したら硬化性樹脂を所定の方法（例えば紫外線照射）で硬化させることにより、相互の位置を固定させる。

図８は実際の調整方法を説明するための図である。図８（ａ）は片側調整、図８（ｂ）は両側調整を示す図である。シリンドリカルレンズ５を冶具で保持しておき、調整すべき方向（ここでは光軸方向位置、光軸に平行な軸回りの偏心、副走査方向の位置）にシリンドリカルレンズ５を移動する。その後、紫外線硬化樹脂を塗布した中間部材２１をシリンドリカルレンズ５およびハウジングに押し当て、紫外線を照射しシリンドリカルレンズを固定する。このような構成とすることで、簡単な構造で容易に複数方向の調整が可能となる。ここで、中間部材２１は透明とすることにより、紫外線硬化樹脂による固定がより容易になる。図７（ａ）のように１つの中間部材２１ａを用いて光学素子を保持することも可能だが、光ビームを挟んで互いに逆側に複数の中間部材２１ｂ、２１ｃを配備することも可能である。この構成とすることにより、例えば、ハウジングと中間部材２１（樹脂を想定）の線膨張係数が異なるとき、温度上昇が発生しても光軸に対して光学素子に関し対称的に応力が発生するので、光学素子の姿勢変化は小さくなる。

通常、画像形成装置に用いる半導体レーザは、光量自動制御（Auto Power Control：以下ＡＰＣと称す）を行い、光出力の安定化を図っている。ＡＰＣとは、半導体レーザの光出力を受光素子によりモニタし、半導体レーザの光出力に比例する受光電流の検出信号により、半導体レーザの順方向電流を所望の値に制御する方式のことである。
半導体レーザが端面発光半導体レーザの場合、上記受光素子はカップリングレンズに向かって出射する方向と逆方向に出射した光をモニタするフォトダイオード（ＰＤ）モニタを用いることが多いが、ＡＰＣを行なう際に、余計なゴースト光が入射すると、上記受光素子で検出する光量が増加してしまう。
例えば、上段の反射鏡へのビームの入射角が０°のとき、その反射鏡の反射面が光源方向に正対しているので、この位置でＡＰＣを行なうと、反射ビームが光源に戻り、受光素子で検出する光量が増加してしまう。そこで、ＰＤモニタについて、入射角が０°であるときはＡＰＣを行なわないように設定しておく。この構成をとることにより、適切な濃度で、濃度むらの少ない画像出力が可能となる。

次に同期検知手段の配置例を説明する。図９に示すように、同期検知は、光源と反対側（入射光ｘの側）では、有効走査領域ｘ外に同期センサとしてのフォトダイオード１５を置いて走査光を検知することが可能であるが、光源側（入射光ｙの側）では、有効走査領域ｙの近傍に入射光ｙがあるため、同期検知センサを設置する余裕がない。そのため、光源側の同期検知は、図９に示すように、入射ビームを境として光源側の反射光をフォトダイオード１６で検知して同期検知に使用する。
また、上記の方式に代えて、ＡＰＣ用の受光素子を用い、反射鏡へのビームの入射角が０°のときの受光素子の光出力を使用して同期検知することも可能である。
このようにＡＰＣ用の受光素子で同期検知をすることにより、さらに部品点数が下がり、かつコストダウン効果も期待できる。

図１０は、図３においてＡＰＣ用の受光素子を使用したときの光源１ａ，１ｂ、ＡＰＣの受光素子（図１０中、ＡＰＣ＿ＰＤと記載）、及び同期検知センサ１７のタイミングチャートを示す。図中、偏向器７は時計回りに回転しており、一方の感光体Ｙｅｌｌｏｗ（タイミングチャートではＹ画像と記載）の画像を走査した後、他方の感光体Ｂｌａｃｋ（タイミングチャートではＫ画像と記載）の画像を走査し、次は感光体Ｙｅｌｌｏｗを走査するという順序でＹｅｌｌｏｗの画像とＢｌａｃｋの画像を順次走査している。
ここで、同期検知は各画像の開始前に行う必要があるが、Ｙ画像開始時は光源と反対側に光束が向かうため同期検知センサをＹ画像書き始めの位置よりも前側に配置し、光源を点灯させて、同期センサにて同期検知を行う。
Ｋの画像開始のタイミングはＡＰＣ＿ＰＤに入射する戻り光で決定する。ＡＰＣ＿ＰＤの信号は光源が点灯している間は常に出力があるが、戻り光のタイミングでは、偏向器７で反射した光束が光源１ａ，１ｂに戻り、その光がフォトダイオードに入るため、通常のＡＰＣ＿ＰＤ出力よりも値が大きくなる。その出力を利用してＫ画像の同期検知を行っている。
また、ＡＰＣをＹ画像の後に入れることとしたが、このタイミングはＫ画像の後でももちろん構わない。

上記技術は、集積化された面発光レーザを光源としたときも当然有効であり、例えば４０チャンネルの面発光レーザを用いる場合、光源が２つで４色４０チャンネルのビームを得ることができ、４０ビーム書込みの高速性を維持したまま光源のコストダウンが可能となる。

［実施形態２］
次に、上述した本発明の光走査装置を書込ユニットに備えた画像形成装置の実施形態について説明する。
図１１は多色画像形成装置の基本的な構成を示す図である。図１１において、符号３０は帯電された各感光体に画像信号に応じて変調されたビームを露光して静電潜像を形成する前述の光走査装置を用いた書込ユニット（本発明の光走査装置）、３１は像担持体である感光体（感光ドラム）、３２は感光体を帯電する帯電器、３４は感光体上の潜像を各色のトナーで現像して顕像化する現像器、３５は感光体上の潜像を各色のトナーで現像して顕像化する現像器、３５は感光体上の転写残トナーを清掃するクリーニング手段、３６は感光体上の転写残トナーを清掃するクリーニング手段、３６は感光体上の顕像を記録材に転写するための転写用帯電手段、３９は感光体上の顕像を記録材に転写するための転写用帯電手段、３７は記録材を担持搬送する転写ベルト、４０は記録材に転写された画像を定着する定着手段、Ｓは記録紙をそれぞれ示す。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは画像の色を表し、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックを示す。

４つの感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋは転写ベルト３７に沿って並設され、それぞれ時計回り方向に回転する。書込ユニット３０は、感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面にビームを照射して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像となる静電潜像を形成する。感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋには、それぞれ、ビーム照射位置よりも回転方向上流側に、が配備されると共にさらにクリーニング手段３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋが配備され、またビーム照射位置よりも回転方向下流側に、現像器３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋが配備され、そして、転写ベルト３９の下側に、転写用帯電手段３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ，３６Ｋが配備されている。

帯電器３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋは、感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する帯電部材であり、この帯電器には、ローラ状やブラシ状等の接触帯電方式の帯電部材や、帯電チャージャ等の非接触帯電方式のもの等がある。書き込みユニット（上記構成の光走査装置）３０による感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋへ表面のビームの照射は、それぞれに対応する帯電器３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋと、現像器３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋのと間において行われる。このビームの照射により、感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋに静電潜像が形成される。そして、静電潜像に基づき、現像器３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋにより感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの面上にトナー像が形成される。さらに、転写用帯電手段３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ，３６Ｋにより、転写ベルト３９上を搬送される記録紙Ｓに各色順次転写トナー像が転写され、この記録紙Ｓが定着手段４０を通過するときに記録紙Ｓに画像が最終的に定着される。

上記構成によれば、光源からの光束を分割して分割したそれぞれのビームを偏向器７に向けて角度差をつけて入射させる光束分割手段を備え、偏向器７が６面の偏向反射面を有する回転式の反射鏡からなり、６面の反射面を有し、光源と前記偏向器との間で光束を複数分割し、この分割した各光束を前記反射鏡の偏向反射面に向けて角度差をつけて入射させる光束分割手段を備えたので、１つの光源で異なる被走査面を走査することが可能となり、高速を維持しつつ、光源の削減によるコストダウンを達成可能な走査装置を提供することが可能となる。特許文献３に記載された発明では、高速化するには１光源あたりのチャンネル数を増加させざるを得ず、コストアップが懸念される。そこで、６面の反射面を有する偏向器を用いる方がコストを維持しつつ高速化を図るためには有利である。

上記構成によれば、同一タイミングにおいて分割されたビームがそれぞれ偏向器の回転中心を通り主走査方向に平行な軸に対して線対称な位置に入射する構成としたのでレイアウト性が向上する。

上記構成によれば、入射ビームを境として走査光学系と反対側に同期検知手段を配備することでレイアウト自由度が向上する。

上記構成によれば、同期検知をＡＰＣのフォトダイオードで行い同期検知センサを減らせるためさらなるコストダウンを達成可能な光装置を提供することが可能となる。

上記構成によれば、複数の走査線の副走査方向ピッチ調整手段を光束分割手段と偏向手段の間に配置することで被走査面上の副走査方向の走査線間隔を精度良く補正できる。

上記構成によれば、副走査方向に異なる位置に光束分割手段を配置する構成であるので、副走査方向に異なる光束をひとつの光束分割素子で光束分割可能となり、コストダウンが達成可能である。

上記構成によれば、光量調整により、それぞれの色の光量調整が可能となり、色再現性の優れた高品位な画像を出力することが可能である。

上記構成によれば、面発光レーザを用いて構成されているので、高速な光走査処理が行える。

上記構成によれば、上記構成の光走査装置を用いて構成されているので、高速・高品位を維持しつつコストダウン可能となる。

１ａ，１ｂ 半導体レーザ（光源）
２ａ，２ｂ 入射ミラー
４ ハーフミラープリズム（光束分割手段）
７ 偏向器（偏向手段）
８ａ，８ｂ 第１走査レンズ（走査光学系）
９ 光路折返し用のミラー（走査光学系）
１０ａ，１０ｂ 第２走査レンズ（走査光学系）
１１ａ，１１ｂ 感光体（被走査面）
１５，１６ 同期検知手段

特開２００２−２３０８５号公報 特開２００６−２８４８２２号公報 特開２００８−２５７１６９号公報

Claims (10)

1. 変調駆動される光源と、複数の偏向反射面を有する偏向手段と、前記偏向手段により走査された光束を被走査面に導く走査光学系と、を備えた光走査装置において、
   前記偏向手段が６面の偏向反射面を有する回転式の反射鏡からなり、
   前記光源と前記偏向手段との間で光束を複数分割し、この分割した各光束を前記反射鏡の偏向反射面に向けて角度差をつけて入射させる光束分割手段を備え、
   前記光束分割手段が分割した２つの光束を互いに１２０度の角度差が付くように前記反射鏡の偏向反射面に入射させる構成であることを特徴とする光走査装置。
2. 前記光束分割手段で分割した各光束を前記反射鏡の異なる偏向反射面に入射するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光束分割手段で分割した二つの光束を、前記反射鏡の回転中心を通り主走査方向に平行な軸に対して略線対称な位置に同一タイミングで入射するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記偏向手段に入射する入射光束を境として走査光学系と反対側に同期検知手段を配備したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記偏向手段により光源側へ反射された光束による同期検知を光源の光量制御用のＰＤモニタで行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記被走査面に形成される複数の走査線の副走査方向ピッチを調整するピッチ調整手段が、前記光束分割手段と前記偏向手段の間に配置されたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光走査装置。
7. 前記光源は、複数個備えられ、各光源が副走査方向に異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光走査装置。
8. 前記各光源が互いに異なる光量に設定され、この各光源がそれぞれに対応する異なる被走査面を走査するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 前記光源が、面発光レーザよりなることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光走査装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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