JPH11202247A

JPH11202247A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH11202247A
Application number: JP10006934A
Authority: JP
Inventors: Toru Kuno; 徹久野; Akira Ishii; 昭石井; Koichiro Shinohara; 浩一郎篠原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1999-07-30
Also published as: US6104524A

Abstract

(57)【要約】【課題】高コントラストの画像の形成に適し、製造が
容易な光走査装置を得る。【解決手段】ポリゴンミラー36の光反射面は、１面お
きに両端部に光反射率を低下させるコーティング38が施
されている。コーティング面36A の反射光幅は非コーテ
ィング面36B の反射光幅よりも小さくされており、レー
ザビームがコーティング面36A で偏向された場合には、
非コーティング面36B で偏向された場合よりも、感光体
ドラムに照射されるときの主走査方向に沿ったビーム径
が大きくなると共に照射光量が小さくなる。非コーティ
ング面36B で偏向されるときにはレーザビームを画像デ
ータに従って変調し、コーティング面36A で偏向される
ときにはレーザビームをバイアスデータに従って変調
し、両者のレーザビームを走査範囲の全面に各々照射す
ることで高コントラストの静電潜像が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置に係り、
特に、光源から射出された光ビームをポリゴンミラーに
よって偏向して被照射体上で走査させる光走査装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、電子写真プロセスに従って画像を形成する画像形成
装置において、帯電された感光体を形成すべき画像に応
じて露光する露光装置として、レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）等の光源から射出される光ビームを形成すべき画像
に応じて変調し、変調した光ビームをポリゴンミラー等
の偏向手段によって偏向し、感光体上で走査させる光走
査装置を用い、該光走査装置によって感光体上に静電潜
像を形成する構成が知られている。

【０００３】ところで、特開平３−２７７３号公報に
は、上記の光走査装置において、中間調を表現するため
にレーザ光源に対してパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Wi
dth Modulation）を行う場合、静電潜像の電位のコント
ラスト（感光体上での露光量分布のコントラスト）を高
くすればＰＷＭ方式における階調性が向上することが記
載されていると共に、コントラストを高くするための手
法として、感光体に照射する光ビームの走査方向（主走
査方向）に沿ったビーム径を記録画素サイズ（画素密
度）の７０％未満に絞ることが提案されている。

【０００４】しかし、上記の条件を満足するようにビー
ム径を絞ることは現実には困難である。今日では、ＰＷ
Ｍ方式は４００〜６００ｓｐｉ（ｓｐｉ：１インチ当た
りの光スポットの数（密度))程度の高解像度の画像を形
成する際にも採用されるようになってきているが、上記
の条件によれば、４００ｓｐｉでビーム径を４５μｍ以
下、６００ｓｐｉではビーム径を３０μｍ以下にする必
要があるのに対し、実際のビーム径は、焦点深度の制約
により、通常多用される波長７８０ｎｍのレーザビーム
を用いた場合は５０μｍ程度、可視光域である波長６７
０ｎｍのレーザビームを用いた場合でも４３μｍ程度が
限界と考えられている。従って上記技術の適用範囲は、
解像度で４００ｓｐｉ程度が限界であった。

【０００５】一方、特開平９−１６９１３６号公報に
は、図１２にも示すように、ビーム径が細くパワーが高
い第１の光ビームを画像信号に応じて変調すると共に、
ビーム径が太くパワーが低い第２の光ビームを反転した
画像信号に応じて変調し、第１の光ビーム及び第２の光
ビームを各々走査範囲の全面を各々走査させて（重ね書
きさせて）画像を形成する画像形成方法が提案されてい
る。上記により、第１の光ビームによる露光量分布と第
２の光ビームによる露光量分布とを重ね合わせた露光量
分布（図１２における合成露光像）のコントラストが高
くなり、電位のコントラストが高い静電潜像を得ること
ができる。

【０００６】特開平９−１６９１３６号公報には、上記
の画像形成方法を実現する光学系として、図１３にも示
すように、レーザ光源１００から射出された第１のレー
ザビームと、レーザ光源１０２から射出された第１のレ
ーザビームとは異なる幅の第２のレーザビームをビーム
スプリッタ１０４によって重ね合わせて感光体１０６に
照射する光学系、図１４（Ａ）にも示すように、光源と
して２つの発光点から異なるビーム広がり角θ₁、θ₂
でレーザビームを射出するデュアルスポットレーザ１０
８（一対のレーザ光源が近接して配されたレーザアレ
イ）を用い、該デュアルスポットレーザ１０８から射出
された２本のレーザビームを単一のコリメータレンズ１
１０を介して感光体に照射する構成、図１４（Ｂ）にも
示すように、２つの発光点から同一のビーム広がり角で
レーザビームを射出するデュアルスポットレーザ１１２
をコリメータレンズ１１０に対して傾けた構成、図１４
（Ｃ）にも示すように、２つの発光点から同一のビーム
広がり角でレーザビームを射出するデュアルスポットレ
ーザ１１２とコリメータレンズ１１０との間隙の一方の
レーザビームの光路上に、屈折率が空気と異なる光学部
材１１４を配置した構成が各々開示されている。

【０００７】しかしながら、図１３に示した光学系は２
本のレーザビームの感光体上での照射位置が一致してい
る状態を、経時変化や環境変化に拘らず維持することは
困難である。また、図１４（Ａ）乃至（Ｃ）に示した構
成は、２つの発光点の位置関係が変化しないので、照射
位置が一致している状態を維持することは比較的容易で
ある。しかし、図１４（Ａ）の構成ではデュアルスポッ
トレーザ１０８の２つの発光点からのビーム広がり角を
異ならせるために、レーザ１０８の本体に微細な加工を
施す必要があり、図１４（Ｂ）の構成ではデュアルスポ
ットレーザ１１２を高精度に所定角度傾けて取付ける必
要があり、図１４（Ｃ）の構成ではデュアルスポットレ
ーザ１１２とコリメータレンズ１１０との僅かな間隙に
光学部材１１４を精度良く配置する必要がある。従っ
て、図１４（Ａ）乃至（Ｃ）に示した構成は何れも製造
に手間がかかるという問題があった。

【０００８】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、高コントラストの画像の形成に適し、製造が容易な
光走査装置を得ることが目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載した第１の発明に係る光走査装置は、
光ビームを射出する光源と、回転方向に沿って並ぶ複数
の光反射面が、前記回転方向に沿った幅が前記各光反射
面によって相違するように形成され、前記光源から射出
された光ビームが入射されるポリゴンミラーと、前記ポ
リゴンミラーによって偏向された光ビームを被照射体上
で走査させる走査光学系と、を含んで構成している。

【００１０】本発明に係る光走査装置は、光源から射出
された光ビームが、回転方向に沿って複数の光反射面が
形成されたポリゴンミラーによって偏向され、走査光学
系によって被照射体上を走査される構成である。この構
成において、例としてポリゴンミラー回転方向に沿った
ポリゴンミラーの光反射面の幅を、ポリゴンミラーに入
射される光ビームのポリゴンミラー回転方向に沿ったビ
ーム径よりも小さい値を含む所定の数値範囲の下限から
上限に亘って変化させたとすると、ポリゴンミラーの光
反射面の幅が広くなるに従って被照射体上に照射される
光ビームのビーム径は小さくなり、ポリゴンミラーの光
反射面の幅と被照射体上に照射される光ビームのビーム
径とは略反比例する。

【００１１】上記に基づき本発明は、ポリゴンミラーの
複数の光反射面を、ポリゴンミラー回転方向に沿った幅
が各光反射面によって相違するように形成している。こ
れにより、幅が広い光反射面で光ビームを反射している
ときには被照射体上を走査される光ビームのビーム径が
小さくなり、幅が狭い光反射面で光ビームを反射してい
るときには被照射体上を走査される光ビームのビーム径
が大きくなるので、ポリゴンミラー回転方向に沿った幅
が各光反射面によって相違するように複数の光反射面を
形成することにより、ビーム径が互いに異なる光ビーム
を被照射体上で各々走査させることができる。

【００１２】また、被照射体上に照射される光ビームの
ビーム径が小さいときには、被照射体上の光ビーム照射
箇所における単位面積当たりの光ビームの照射光量が高
くなり、被照射体上に照射される光ビームのビーム径が
大きいときには、被照射体上の光ビーム照射箇所におけ
る単位面積当たりの光ビームの照射光量が低くなるの
で、本発明に係る光走査装置は高コントラストの画像の
形成に適している。

【００１３】すなわち、被照射体上をビーム径の小さい
光ビーム及びビーム径の大きい光ビームが各々走査する
ようにポリゴンミラーの複数の光反射面を形成すると共
に、光源から射出された光ビームが幅の広い光反射面で
偏向されるときには、光源から射出される光ビームを被
照射体上に形成すべき画像を表す画像信号に応じて変調
すれば、該光ビームはビーム径が小さく光強度が高い第
１の光ビームとして被照射体上を走査され、光源から射
出された光ビームが幅の狭い光反射面で偏向されるとき
には、光源から射出される光ビームを前記画像信号を反
転した反転画像信号に応じて変調すれば、該光ビームは
ビーム径が大きく光強度が低い第２の光ビームとして被
照射体上を走査される。これにより、被照射体上に高コ
ントラストに画像を形成することができる。

【００１４】特開平９−１６９１３６号公報に示された
技術において、高コントラストに画像を形成するために
は、同一の走査線上に露光される、画像信号に応じて変
調されるビーム径が小さい光ビームと、反転画像信号に
応じて変調されるビーム径の大きい光ビームと、の照射
位置のずれをなるべく小さくすることが求められる。本
発明によれば、単一の光源から射出された光ビームか
ら、本発明に係る単一のポリゴンミラーによって、ビー
ム径が小さい光ビーム及びビーム径の大きい光ビームを
各々得ることができるので、両者の光ビームの照射位置
のずれを、所謂ジッター(Jitter)のレベル、すなわち副
走査方向に沿って並ぶドットの列の乱れと同等のレベル
（具体的には例えば１０μｍ未満程度）に抑制されるの
で、高コントラストに画像を形成することができる。

【００１５】また、光源自体に微細な加工を施したり、
光源を傾けて取り付けたり、僅かな間隙に光学部品を配
置する等と比較して、ポリゴンミラーの複数の光反射面
を、ポリゴンミラー回転方向に沿った幅が各光反射面に
よって相違するように形成することは極めて容易に実現
できるので、本発明に係る光走査装置は製造も容易であ
る。

【００１６】次にその他の発明を説明する。第２の発明
は、第１の発明において、前記光源は、前記回転方向に
対応する方向と交差する方向に沿って並ぶ２×ｎ個の発
光点を備え、前記ポリゴンミラーは、前記回転方向に沿
った幅が同一の光反射面が前記回転方向に沿って１面お
きに現れるように、前記複数の光反射面が形成されてお
り、前記被照射体は、光ビームが被照射体上で１回走査
される間に、被照射体上での光ビームの走査軌跡の間隔
に前記ｎを乗じた結果に相当する距離だけ副走査方向に
移動されることを特徴としている。

【００１７】先に説明した第１の発明において、光源と
して複数（２×ｎ個）の発光点を備えた光源を用いる場
合、例えば第２の発明のように、ポリゴンミラーの複数
の光反射面を、ポリゴンミラー回転方向に沿った幅が広
い光反射面とポリゴンミラー回転方向に沿った幅が狭い
光反射面とがポリゴンミラー回転方向に沿って交互に現
れるように形成し、被照射体が、光ビームが被照射体上
で１回走査される間に、被照射体上での光ビームの走査
軌跡の間隔にｎを乗じた結果に相当する距離だけ副走査
方向に移動されるように構成することができる。

【００１８】これにより、２×ｎ本の光ビームは幅が広
い光反射面及び幅が狭い光反射面によって交互に走査さ
れるので、幅が広い光反射面によってビーム径が小さい
２×ｎ本の光ビームが被照射体上を同時に走査され、次
に幅が狭い光反射面によってビーム径が大きい２×ｎ本
の光ビームが被照射体上を同時に走査され、これが交互
に繰り返されることになる。また、被照射体は、光ビー
ムが被照射体上で１回走査される間に、被照射体上での
光ビームの走査軌跡の間隔にｎを乗じた結果に相当する
距離だけ副走査方向に移動されるので、被照射体上での
２×ｎ本の光ビームの走査軌跡は、各回の走査におい
て、副走査方向に沿って光ビームの走査軌跡ｎ本分ずつ
ずれていくことになる。これにより、被照射体上の走査
範囲の全面を、ビーム径の小さいビーム及びビーム径の
大きいビームによって各々走査させる（重ね書きさせ
る）ことができる。

【００１９】第３の発明は、第１の発明において、前記
光源から射出された光ビームを、前記回転方向に沿った
幅が前記回転方向に沿った前記各光反射面の幅よりも広
い光束としてポリゴンミラーに入射させる入射光学系を
備えていることを特徴としている。

【００２０】先に説明した第１の発明において、ポリゴ
ンミラーに入射される光ビームのポリゴンミラー回転方
向に沿ったビーム径は、例えばポリゴンミラー回転方向
に沿った各光反射面の幅の最大値よりも小さくしても構
わないが、これに伴い、ポリゴンミラーの光反射面の幅
の変化に拘らず被照射体上を走査される光ビームのビー
ム径が変化しない不感領域が生ずることが考えられる。

【００２１】これに対して第３の発明は、光源から射出
された光ビームを、入射光学系により、ポリゴンミラー
回転方向に沿った幅が回転方向に沿った各光反射面の幅
よりも広い光束としてポリゴンミラーに入射させるの
で、前述の不感領域が生ずることはなく、ポリゴンミラ
ーの光反射面の幅の変化に対して被照射体上を走査され
る光ビームのビーム径がリニアに変化する。従って、光
反射面の幅を調整することで、被照射体上を走査される
光ビームを所望のビーム径に容易に調整することができ
る。

【００２２】第４の発明は、第１の発明において、前記
ポリゴンミラーは、光反射率を低下させるコーティング
が前記回転方向に沿って部分的に前記光反射面に施され
ることで、前記回転方向に沿った実質的な光反射面の幅
が変更されていることを特徴としている。

【００２３】先に説明した第１の発明において、ポリゴ
ンミラー回転方向に沿って並ぶポリゴンミラーの複数の
光反射面の回転方向に沿った幅が各光反射面によって相
違するように形成することは、例えば第４の発明のよう
に、光反射率を低下させるコーティングをポリゴンミラ
ー回転方向に沿って部分的に光反射面に施すことで実現
できる。光反射面上の前記コーティングが施された箇所
は、入射された光ビームの偏向に殆ど寄与しないので、
光反射面上のコーティングを施す部分のポリゴンミラー
回転方向に沿った長さを変更することにより、ポリゴン
ミラー回転方向に沿った実質的な光反射面の幅を変更す
ることができる。従って、第４の発明ではポリゴンミラ
ーとして、例えば反射面の幅が一定の既存のポリゴンミ
ラーを利用することができる。

【００２４】第５の発明は、第１の発明において、前記
ポリゴンミラーは、光反射率を低下させるコーティング
が前記回転方向に沿った前記光反射面の両端部に対称に
施されることで、前記回転方向に沿った実質的な光反射
面の幅が変更されていることを特徴としている。

【００２５】ポリゴンミラーの光反射面上に光反射率を
低下させるコーティングを施すことで光反射面の実質的
な幅を変更する態様において、前記コーティングは、例
えば光反射面上でポリゴンミラー回転方向に沿って一端
側にのみ設けてもよいが、この場合、光反射面の実質的
な幅の変化（光反射面上のコーティングが施された箇所
のポリゴンミラー回転方向に沿った長さの変化）に伴っ
て、光反射面の実質的な中心位置が偏倚し、光ビームが
被照射体上を１回走査される間の被照射体への照射光量
の変化パターンが変動する。これに対し第５の発明は、
ポリゴンミラー回転方向に沿った光反射面の両端部に対
称にコーティングを施しているので、光反射面の実質的
な幅の変化に拘らず光反射面の実質的な中心位置の変化
が少なく、光ビームが被照射体上を１回走査される間の
被照射体への照射光量の変化パターンが変動することを
抑制できる。

【００２６】第６の発明は、第１の発明において、前記
ポリゴンミラーは、回転中心と光反射面との距離が前記
各光反射面によって相違するように形成されることで、
前記複数の光反射面の前記回転方向に沿った幅が各光反
射面によって相違されていることを特徴としている。

【００２７】先に説明した第１の発明において、ポリゴ
ンミラー回転方向に沿って並ぶポリゴンミラーの複数の
光反射面の回転方向に沿った幅が各光反射面によって相
違するように形成することは、例えば第６の発明のよう
に、ポリゴンミラーの回転中心と光反射面との距離が各
光反射面によって相違するようにポリゴンミラーを形成
することによっても実現できる。この場合、光反射面の
幅が一定である既存のポリゴンミラーを使用することは
できないが、コーティング等の工程が不要になるので、
本発明に係るポリゴンミラーを容易に製造することがで
きる。

【００２８】第７の発明は、第６の発明において、前記
光源から射出される光ビームを、該光ビームを反射する
前記ポリゴンミラーの光反射面によって周波数の異なる
基準クロック信号に同期して変調する変調部を備えてい
ることを特徴としている。

【００２９】先に説明した第６の発明に係るポリゴンミ
ラーは、回転中心と光反射面との距離が各光反射面によ
って相違しているので、光反射面から被照射体に至る光
路長が各光反射面によって相違し、光ビームの走査速度
も各光反射面によって相違することになる。これに対し
第７の発明では、光源から射出される光ビームを、該光
ビームを反射するポリゴンミラーの光反射面によって周
波数の異なる基準クロック信号に同期して変調するの
で、例えば光反射面による光ビームの走査速度が速くな
るに従って変調に用いる基準クロック信号の周波数を高
くすることにより、変調した光ビームを被照射体上で走
査させることで被照射体上に画像を形成する場合に、光
ビームによって被照射体上に形成されるドットの光ビー
ムの走査方向に沿った間隔を常に一定にすることができ
る。

【００３０】第８の発明は、第６の発明において、前記
走査光学系は、副走査方向について縮小光学系とされて
いることを特徴としている。

【００３１】先に説明した第６の発明に係るポリゴンミ
ラーは、前述のように、光反射面から被照射体に至る光
路長が各光反射面によって相違しているので、例えば光
源としてポリゴンミラー回転方向に対応する方向と交差
する方向に沿って並ぶ複数の発光点を有する光源を用
い、各発光点から射出される複数本の光ビームをポリゴ
ンミラーの同一の光反射面で反射させ、被照射体上で同
時に走査させるようにした場合、被照射体上での複数本
の光ビームの副走査方向（走査方向に略直交する方向）
に沿った間隔が各光反射面によって相違することにな
る。

【００３２】これに対し第８の発明では、ポリゴンミラ
ーによって偏向された光ビームを被照射体上で走査させ
る走査光学系を、副走査方向について縮小光学系として
いるので、被照射体上での副走査方向に沿った光ビーム
の間隔（光ビームの照射位置の間隔）の変動幅を小さく
することができる。

【００３３】第９の発明は、第２の発明において、前記
被照射体上に形成すべき画像を表す画像データを少なく
ともｎライン分記憶可能な記憶容量を有する記憶部と、
前記形成すべき画像を表す画像データをｎライン分を単
位として順に入力する入力手段と、入力手段からｎライ
ン分の画像データが入力される毎に、前記記憶部に記憶
されているｎライン分の画像データを読み出し、前記ポ
リゴンミラーの前記回転方向に沿った幅が広い光反射面
によって光ビームが偏向される場合には、前記入力され
たｎライン分の画像データ及び前記読み出したｎライン
分の画像データに基づいて前記光源から射出される２ｎ
本の光ビームを変調させ、前記ポリゴンミラーの前記回
転方向に沿った幅が狭い光反射面によって光ビームが偏
向される場合には、前記入力されたｎライン分の画像デ
ータ及び前記読み出したｎライン分の画像データを反転
し、前記光源から射出される２ｎ本の光ビームを２ｎラ
イン分の反転画像データに基づいて変調すると共に、前
記入力されたｎラインの画像データを前記記憶部に記憶
させることを繰り返す制御部と、を更に備えたことを特
徴としている。

【００３４】先にも説明したように、被照射体上に高コ
ントラストに画像を形成することは、光源から射出され
た光ビームが幅の広い光反射面で偏向されるときには、
光源から射出される光ビームを画像信号（画像データ）
に応じて変調し、光源から射出された光ビームが幅の狭
い光反射面で偏向されるときには、光源から射出される
光ビームを反転画像信号（反転画像データ）に応じて変
調し、両者を被照射体上で各々走査させる（重ね書きさ
せる）ことで実現できるが、先に説明した第２の発明に
おいて、上記のように画像を形成する場合、画像データ
及び反転画像データの記憶の仕方によっては大容量の記
憶部が必要になる。

【００３５】このため、第９の発明のように、被照射体
上に形成すべき画像を表す画像データをｎライン分を単
位として順に入力する入力手段を設け、ｎライン分の画
像データが入力される毎に、記憶部に記憶されているｎ
ライン分の画像データを読み出し、ポリゴンミラーの幅
が広い光反射面によって光ビームが偏向される場合に
は、入力されたｎライン分の画像データ及び読み出した
ｎライン分の画像データに基づいて光源から射出される
２ｎ本の光ビームを変調させ、ポリゴンミラーの幅が狭
い光反射面によって光ビームが偏向される場合には、入
力されたｎライン分の画像データ及び読み出したｎライ
ン分の画像データを反転し、光源から射出される２ｎ本
の光ビームを２ｎライン分の反転画像データに基づいて
変調すると共に、前記入力されたｎラインの画像データ
を前記記憶部に記憶させることを繰り返すことが好まし
い。これにより、例えば１面分の画像データを記憶する
記憶手段及び１面分の反転画像データを記憶する記憶手
段を各々設ける必要がなくなるので、データを記憶する
ための記憶手段の小容量化を実現できる。

【００３６】第１０の発明は、第１の発明において、前
記光源は、前記回転方向に対応する方向と交差する方向
に沿って沿って並ぶ一対の発光点を備え、前記ポリゴン
ミラーは、前記回転方向に沿って並ぶｍ個の光反射面を
単位として前記回転方向に沿った幅が広い光反射面と前
記回転方向に沿った幅が狭い光反射面とが交互に現れる
ように前記複数の光反射面が形成され、前記走査光学系
は、ポリゴンミラーによって偏向された２本の光ビーム
が、副走査方向に沿って、被照射体上での光ビームの走
査軌跡の間隔に前記ｍを乗じた結果に相当する距離だけ
隔てて被照射体に照射されるように構成され、前記被照
射体は、光ビームが被照射体上で１回走査される間に、
被照射体上での光ビームの走査軌跡の間隔に相当する距
離だけ副走査方向に移動されることを特徴としている。

【００３７】先に説明した第１の発明において、光源と
して一対（２個）の発光点を備えた光源を用いる場合、
例えば第１０の発明のように、ポリゴンミラーの複数の
光反射面を、ポリゴンミラー回転方向に沿って並ぶｍ個
の光反射面を単位として回転方向に沿った幅が広い光反
射面と回転方向に沿った幅が狭い光反射面とが交互に現
れるように形成し、走査光学系を、ポリゴンミラーによ
って偏向された２本の光ビームが、副走査方向に沿っ
て、被照射体上での光ビームの走査軌跡の間隔に前記ｍ
を乗じた結果に相当する距離だけ隔てて被照射体に照射
されるように構成し、被照射体が、光ビームが被照射体
上で１回走査される間に、被照射体上での光ビームの走
査軌跡の間隔に相当する距離だけ副走査方向に移動され
るように構成することができる。

【００３８】これにより、一対の発光点から射出された
２本の光ビームは、幅の広い光反射面によってｍ回走査
され、続いて幅の狭い光反射面によってｍ回走査される
ことが繰り返される。また２本の光ビームは、副走査方
向に沿って、被照射体上での光ビームの走査軌跡の間隔
に前記ｍを乗じた結果に相当する距離だけ隔てて被照射
体に照射され、被照射体は、光ビームが被照射体上で１
回走査される間に、被照射体上での光ビームの走査軌跡
の間隔に相当する距離だけ副走査方向に移動されるの
で、２本の光ビームが同一幅の光反射面によってｍ回走
査されると、副走査方向に沿って、光ビームの走査軌跡
２ｍ本分の範囲が２本の光ビームによって走査され、こ
の間に被照射体は副走査方向に沿って光ビームの走査軌
跡ｍ本分だけ移動することになる。これにより、被照射
体上の走査範囲の全面を、ビーム径の小さいビーム及び
ビーム径の大きいビームによって各々走査させる（重ね
書きさせる）ことができる。

【００３９】第１０の発明では、２本の光ビームを、副
走査方向に沿って、被照射体上での光ビームの走査軌跡
の間隔にｍを乗じた結果に相当する距離だけ隔てて被照
射体に照射するので、一対の発光点の間隔が比較的大き
い場合にも、例えば２本の光ビームの照射位置の間隔を
小さくするために光学系の副走査方向の倍率を小さく設
定し、光ビームの光路の途中に設けたスリット等によっ
て光ビームのビーム幅を絞ることで、被照射体に照射さ
れる光ビームの副走査方向に沿ったビーム径を大きくす
る（形成すべき画像の解像度に相当する大きさにする）
等の対策を講ずる必要はなく、光源から射出される光ビ
ームのエネルギーを有効に利用することができる。

【００４０】第１１の発明は、第１の発明において、前
記ポリゴンミラーによって光ビームが走査開始端方向に
偏向されたときに前記光ビームが入射されるように配置
された検出器と、前記検出器に光ビームが入射されたと
きに、前記検出器によって検出された受光量に基づい
て、光ビームを反射している光反射面の幅を判断し、判
断結果に応じて前記光ビームの変調を制御する変調制御
部と、を更に備えたことを特徴としている。

【００４１】先に説明した第１の発明において、光ビー
ムを変調するためには光ビームを反射している光反射面
の幅を検知する必要がある。これは、種々のセンサを設
けることで実現できるが、第１１の発明のように、ポリ
ゴンミラーによって光ビームが走査開始端方向に偏向さ
れたときに光ビームが入射されるように配置された検出
器に光ビームが入射されたときに、検出器によって検出
された受光量に基づいて、光ビームを反射している光反
射面の幅を判断し、判断結果に応じて光ビームの変調を
制御することが好ましい。上記の検出器は、変調開始タ
イミングを検出するためのＳＯＳセンサとして通常設け
られているものである。従って、第１１の発明によれ
ば、新たな構成を追加することなく光ビームの反射面の
幅を検知することができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の一例を詳細に説明する。

【００４３】〔第１実施形態〕図１には本第１実施形態
に係る画像形成装置１０が示されている。画像形成装置
１０は、被照射体としての感光体ドラム１２と、感光体
ドラム１２上にレーザビームを照射する光走査装置１４
と、ＣＰＵ等を含んで構成され画像形成装置１０全体の
作動を制御すると共に、光走査装置１４から射出される
レーザビームを形成すべき画像に応じて変調する制御部
１６と、を備えている。

【００４４】感光体ドラム１２の上方には感光体ドラム
１２を帯電させるための帯電器１８が配置されており、
光走査装置１４から射出されたレーザビームは、感光体
ドラム１２の回転方向（図１矢印Ａ参照）に沿って帯電
器１８の配置位置よりも下流側に位置している露光位置
において、感光体ドラム１２に照射される。帯電器１８
によって帯電された感光体ドラム１２は、露光位置でレ
ーザビームが照射されることで静電潜像が形成される。
感光体ドラム１２の回転方向に沿って露光位置よりも下
流側には現像器２０が設けられている。現像器２０は、
感光体ドラム１２上の静電潜像が形成された部位にトナ
ーを供給して静電潜像を現像し、感光体ドラム１２上に
トナー像を形成させる。

【００４５】感光体ドラム１２直下は画像転写位置とさ
れており、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は
画像転写位置において図示しない転写ベルト又は転写材
に転写される。これにより、転写ベルト又は転写材上に
画像が形成される。また、感光体ドラム１２の回転方向
に沿って露光位置よりも下流側には清掃器２２が設けら
れている。清掃器２２は、画像（トナー像）転写後に感
光体ドラム１２上に残留しているトナーを除去する。

【００４６】次に光走査装置１４について説明する。図
２及び図３に示すように、光走査装置１４は、本発明の
光源としてのレーザダイオード（ＬＤ）２６を備えてい
る。本実施形態ではＬＤ２６として、２つの発光点（図
３（Ｂ）に示す発光点Ａ及び発光点Ｂ）を備え、発光点
からはレーザビームを各々射出するデュアルスポットレ
ーザダイオード（図３（Ｂ）参照）を用いている。な
お、以下では発光点Ａから射出されるレーザビームを
「レーザビームＡ」、発光点Ｂから射出されるレーザビ
ームを「レーザビームＢ」と称する。

【００４７】ＬＤ２６のレーザビーム射出側には、コリ
メータレンズ２８、シリンドリカルレンズ３０、平面ミ
ラー３２、３４が順に配置されており（図３では平面ミ
ラー３２、３４の図示を省略している）、平面ミラー３
４のレーザビーム射出側には外周に多数の光反射面が形
成された正Ｎ角柱状（Ｎは偶数）のポリゴンミラー３６
が配置されている。ポリゴンミラー３６は図示しないス
キャナモータによって図２矢印Ｂ方向に回転される。

【００４８】コリメータレンズ２８及びシリンドリカル
レンズ３０は請求項３に記載の入射光学系に対応してお
り、ＬＤ２６から射出された２本のレーザビームは、コ
リメータレンズ２８によってポリゴンミラー３６の回転
方向に沿ったポリゴンミラー３６の光反射面の幅よりも
幅広の平行光束とされた後に、ポリゴンミラー３６によ
るレーザビーム偏向方向（主走査方向）に略直交する副
走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ３
０により、主走査方向を長手方向とする線状の光像とし
てポリゴンミラー３６の光反射面に各々結像される（所
謂オーバフィルド光学系）。

【００４９】ポリゴンミラー３６のレーザビーム射出側
には、ｆθレンズ４０、４２、副走査方向にのみパワー
を有するシリンドリカルレンズ４４が順に配置されてい
る。ｆθレンズ４０、４２及びシリンドリカルレンズ４
４は本発明の走査光学系に対応している。ポリゴンミラ
ー３６の反射面で反射されることで所定方向に沿って偏
向された２本のレーザビームはｆθレンズ４０、４２及
びシリンドリカルレンズ４４を透過し、図示しない平面
ミラー等の光学部材を介して光走査装置１４から射出さ
れ、感光体ドラム１２に各々照射される。感光体ドラム
１２に照射されるレーザビームは、ポリゴンミラー３６
の回転に伴って、感光体ドラム１２の軸線に平行な方向
に沿って感光体ドラム１２の周面上を走査（主走査）さ
れる。なお、副走査は感光体ドラム１２が回転すること
によって成される。

【００５０】ＬＤ２６は、発光点Ａ、Ｂの配列方向が、
ポリゴンミラー３６によるレーザビームの偏向方向と略
直交するように配置されており、感光体ドラム１２の周
面上の副走査方向に沿ってずれた位置に照射される（図
３（Ｂ）参照）。本第１実施形態では、発光点Ａ、Ｂか
ら射出されたレーザビームＡ、Ｂが、感光体ドラム１２
の周面上に、形成すべき画像のライン（主走査方向に沿
って並ぶドット列）の間隔分だけ副走査方向にずれた位
置に照射されるように、シリンドリカルレンズ４４が設
計されている。従って、レーザビームの１走査に相当す
る角度だけポリゴンミラー３６が回転すると、感光体ド
ラム１２に対し、画像上で隣り合う２ラインの露光が行
われる。

【００５１】ところで、本第１実施形態に係るポリゴン
ミラー３６の光反射面は、図４に示すようにポリゴンミ
ラー３６の回転方向に沿って１面おきに、ポリゴンミラ
ー３６の回転方向に沿った両端部に対称に光反射率を低
下させるコーティング３８（図４（Ｂ）参照）が施され
ている（図４では、コーティング３８が施された光反射
面（コーティング面）に「３６Ａ」、コーティング３８
が施されていない光反射面（非コーティング面）に「３
６Ｂ」の符号を付して示す）。コーティング３８が施さ
れた箇所は光を殆ど反射しないので、コーティング面３
６Ａの反射光幅は非コーティング面３６Ｂの反射光幅よ
りも小さくされている。

【００５２】このように、ポリゴンミラー３６は、請求
項４に記載のポリゴンミラーに対応している（より詳し
くは、請求項５に記載のポリゴンミラー、並びに請求項
２に記載のポリゴンミラーに対応している）。なお、コ
ーティング３８は、光反射面の角度変化に対して光反射
率が変化せず（又は光反射率の変化が十分に小さく）、
かつ高速で回転されるポリゴンミラー３６の風損にも十
分に耐え得る強度を有していることが望ましく、具体的
にはＮＤフィルタ等に用いられる吸収型コーティング等
が適している。

【００５３】上記により、ＬＤ２６から射出されたレー
ザビームが、ポリゴンミラー３６の光反射面のうちのコ
ーティング面３６Ａで偏向されるときには、非コーティ
ング面３６Ｂで偏向されるときと比較して光学系のＦナ
ンバが大きくなる。従って、レーザビームがコーティン
グ面３６Ａで偏向された場合には、非コーティング面３
６Ｂで偏向された場合と比較して、感光体ドラム１２に
照射されるときのレーザビームの主走査方向に沿ったビ
ーム径（以下、照射ビーム径という）が大きくなると共
に、感光体ドラム１２上のレーザビームが照射された箇
所における単位面積当たりの照射光量（感光体ドラム１
２上での照度）が小さくなる。

【００５４】本第１実施形態に係るポリゴンミラー３６
は、図４に示すようにポリゴンミラー３６の回転方向に
沿って１面おきにコーティング面３６Ａが形成されてい
るので、ＬＤ２６から射出される２本のレーザビーム
は、１回走査される毎に照射ビーム径が切り替わること
になる。

【００５５】なお、ポリゴンミラー回転方向に沿った光
反射面の幅は、ｆθレンズの焦点距離と前述の照射ビー
ム径とによって定まる。後述するように、本実施形態で
は、レーザビームがポリゴンミラー３６の非コーティン
グ面３６Ｂによって偏向されるときにはレーザビームを
画像データに従って変調し、レーザビームがコーティン
グ面３６Ａによって偏向されるときにはレーザビームを
バイアスデータ（画像データを反転したデータ）に従っ
て変調する。高コントラストの静電潜像を得るために
は、バイアスデータに従って変調したレーザビームの照
射ビーム径を、画像データに従って変調したレーザビー
ムの照射ビーム径の２倍程度に設定することが好まし
い。

【００５６】上記より、例えばｆθレンズ４０、４２と
して焦点距離が約３２０ｍｍのｆθレンズを用い、画像
データに従って変調したレーザビームの照射ビーム径を
５０μｍ、バイアスデータに従って変調したレーザビー
ムの照射ビーム径を１００μｍとした場合、画像データ
に従って変調したレーザビームを偏向する非コーティン
グ面３６Ｂの幅は７．５ｍｍ、バイアスデータに従って
変調したレーザビームを偏向するコーティング面の幅は
３．８ｍｍとなる。従って、コーティング面３６Ａは、
ポリゴンミラー回転方向に沿った光反射面の両端部に、
回転方向に沿って各々１．９ｍｍの幅でコーティング３
８を施せばよいことになる。

【００５７】一方、シリンドリカルレンズ４４のレーザ
ビーム射出側には、レーザビームの全走査範囲のうち走
査開始側の端部（ＳＯＳ:Start Of Scan）に相当する位
置に折り返しミラー４６が配置されており、折り返しミ
ラー４６で反射されたレーザビームはＳＯＳセンサ４８
に入射される。ＬＤ２６から射出されたレーザビーム
は、ポリゴンミラー３６の各光反射面のうちレーザビー
ムを反射している光反射面が、入射ビームをＳＯＳに相
当する方向へ反射する向きとなったときに、折り返しミ
ラー４６を介してＳＯＳセンサ４８に入射される。

【００５８】次に制御部１６について説明する。図５に
は、制御部１６のうち、光走査装置１４の制御に関する
部分が示されている。制御部１６は、ＣＰＵ等を含んで
構成されたコントローラ５２を備えている。ＳＯＳセン
サ４８はコントローラ５２に直接接続されており、ＳＯ
Ｓセンサ４８から出力された信号はコントローラ５２に
直接入力される。コントローラ５２は、ＳＯＳセンサ４
８から直接入力された信号に基づいて、レーザビームの
変調を開始するタイミングを検知することができる。

【００５９】また、ＳＯＳセンサ４８は増幅器５４、ア
ナログデジタル変換器（ＡＤＣ）５６を介してコントロ
ーラ５２と接続されている。ＳＯＳセンサ４８から増幅
器５４、ＡＤＣ５６を介してコントローラ５２に入力さ
れるデータはＳＯＳセンサ４８に入射されたレーザビー
ムの光量を表している。コントローラ５２は、入力され
たデータの値を所定値と比較することで、ポリゴンミラ
ー３６がレーザビームを反射している光反射面がコーテ
ィング面３６Ａか非コーティング面３６Ｂかを判断す
る。

【００６０】また、制御部１６は入力部６０を備えてい
る。入力部６０の出力端は遅延回路６２及び切替／反転
器６６の入力端に各々接続されている。入力部６０は図
示しない画像メモリ（記憶手段）を含んで構成されてお
り、画像形成装置１０が内蔵している図示しない原稿読
取装置が原稿をスキャニングすることによって得られた
画像データ、或いはコンピュータ等の外部の情報処理装
置から転送された画像データを前記画像メモリに記憶す
ると共に、コントローラ５２からの指示に従って画像メ
モリから画像データを１ライン単位で読み出し、読み出
した画像データを遅延回路６２及び切替／反転器６６に
各々入力する。入力部６０は請求項９に記載の入力手段
に対応している。

【００６１】遅延回路６６の出力端には、１ライン分の
画像データを記憶可能な記憶容量を有するバッファ６４
（請求項９に記載の記憶部に対応）が接続されており、
入力部６０から入力された画像データは、遅延回路６２
によって所定時間遅延されてバッファ６４に入力され
る。バッファ６４はコントローラ５２及び切替／反転器
６６に接続されており、コントローラ５２からの指示に
応じて、入力されたデータの記憶、記憶しているデータ
の切替／反転器６６への出力を行う。

【００６２】切替／反転器６６には変調器６８Ａ、６８
Ｂが接続されている。切替／反転器６６はコントローラ
５２に接続されており、バッファ６４から入力された画
像データを、コントローラ５２からの指示に応じて、そ
のまま変調器６８Ａに出力するか、又は前記画像データ
を反転したバイアスデータ（反転画像データ）として変
調器６８Ａに出力すると共に、入力部６０から直接入力
されたデータを、コントローラ５２からの指示に応じ
て、そのまま変調器６８Ｂに出力するか、又は前記画像
データを反転したバイアスデータ（反転画像データ）と
して変調器６８Ｂに出力する。

【００６３】変調器６８Ａ、６８Ｂはクロック信号生成
部７０に各々接続されており、クロック信号生成部７０
はコントローラ５２に接続されている。クロック信号生
成部７０は、コントローラ５２からの指示に従って一定
周波数のクロック信号を変調器６８Ａ、６８Ｂに出力す
る。変調器６８Ａ、６８Ｂは、クロック信号発生器７０
から入力されたクロック信号に同期したタイミングで、
切替／反転器６６から入力されたデータをデジタル−ア
ナログ変換し、変換によって得られた信号のレベルに基
づいてＬＤ２６から射出されるレーザビームをパルス幅
変調するための変調信号を生成する。

【００６４】変調器６８Ａ、６８ＢはＬＤ２６に接続さ
れており、ＬＤ２６から射出される２本のレーザビーム
のうち、レーザビームＡは変調器６８Ａから入力された
変調信号に基づいて駆動され、レーザビームＢは変調器
６８Ｂから入力された変調信号に基づいて駆動される。
なお、図５ではＬＤ２６を便宜的に２個のＬＤ２６Ａ、
２６Ｂとして示している。

【００６５】次に本第１実施形態の作用を説明する。画
像の形成を行う場合、制御部１６は帯電器１８、光走査
装置１４、現像器２０及び清掃器２２を作動させると共
に、感光体ドラム１２を回転駆動させ、更に制御部１６
のコントローラ５２は図６に示す露光制御処理を実行す
ることによって、ＬＤ２６から射出されるレーザビーム
を形成すべき画像に応じて変調する。なお、感光体ドラ
ム１２の回転速度は、光走査装置１４におけるレーザビ
ームの走査の１周期の間に、感光体ドラム１２の周面
が、形成すべき画像のライン間隔分（請求項２に記載の
移動距離（但しｎ＝１のケース）に対応）だけ副走査方
向に移動するように設定されている。

【００６６】以下、コントローラ５２で実行される露光
制御処理について図６のフローチャートを参照して説明
する。ステップ１５０では変数ｉを「１」に初期設定す
る。ステップ１５２ではＳＯＳセンサ４８から直接入力
される信号、及びＳＯＳセンサ４８から増幅器５４、Ａ
ＤＣ５６を介して入力されるデータを取込み、次のステ
ップ１５４において、ポリゴンミラー３６の狭面（コー
ティング面３６Ａ）によってＬＤ２６から射出されたレ
ーザビームの反射（偏向）が開始されるタイミングが到
来したか否か判定する。

【００６７】この判定は、まずＳＯＳセンサ４８から直
接入力される信号のレベルの変化に基づいて、ＳＯＳセ
ンサ４８にレーザビームが入射されたタイミングを検知
し、続いてＳＯＳセンサ４８にレーザビームが入射され
ている期間内に、ＳＯＳセンサ４８から増幅器５４、Ａ
ＤＣ５６を介して入力されるデータの値（ＳＯＳセンサ
４８に入射されたレーザビームの光量）を所定値と比較
することで行うことができる。データの値が所定値以上
であった場合には、レーザビームを反射している光反射
面は非コーティング面３６Ｂ（広面）であると判断でき
るので、ステップ１５４の判定が否定され、ステップ１
５２、１５４を繰り返す。一方、前記期間内に入力され
たデータの値が所定値未満であった場合には、レーザビ
ームを反射している光反射面はコーティング面３６Ａ
（狭面）であると判断できるので、ステップ１５４の判
定が否定されてステップ１５６へ移行する。

【００６８】なお、上記のステップ１５４は、請求項１
１の変調制御部による光反射面の幅の判断に対応してい
る。

【００６９】ステップ１５６では、入力部６０からｉラ
イン目（このときは１ライン目）の画像データを出力さ
せ、入力部６０から出力された画像データＭ_iが切替／
反転器６６で反転されてバイアスデータＢ_iとして変調
器６８Ｂに出力されるように切替／反転器６６を制御す
ると共に、入力された画像データＭ_iを遅延回路６２を
介してバッファ６４に記憶させる。また、ＬＤ２６を比
較的低レベルの駆動電流によって駆動させる。

【００７０】これによりＬＤ２６は、発光点Ｂからのみ
バイアスデータＢ_iに従って変調されたレーザビームＢ
が射出される。このレーザビームＢは、ポリゴンミラー
３６のコーティング面３６Ａによって偏向されるので、
図７に「」の符号を付して示すように、主走査方向に
沿ったスポット径が比較的大きく、照射光量が低い（感
光体ドラム１２の電位が、レーザビームが照射されても
現像電位以上に維持される程度の照射光量の）光スポッ
トＢとして感光体ドラム１２上を１回走査される。

【００７１】ステップ１５８ではＳＯＳセンサ４８から
入力される信号を取込み、次の走査を開始するタイミン
グを検知してステップ１６０へ移行する。本第１実施形
態に係るポリゴンミラー３６は、コーティング面３６Ａ
及び非コーティング面３６Ｂが回転方向に沿って１面お
きに形成されているので、次の走査では、レーザビーム
Ａ及びＢは非コーティング面３６Ｂによって偏向され
る。

【００７２】このため、ステップ１６０では入力部６０
からｉ＋１ライン目（このときは２ライン目）の画像デ
ータＭ_i+1を出力させ、バッファ６４に記憶されている
ｉライン目の画像データＭ_iを切替／反転器６６へ出力
させる。また、バッファ６４から出力された画像データ
Ｍ_iが変調器６８Ａに出力され、入力部６０から出力さ
れた画像データＭ_i+1が変調器６８Ｂに出力されるよう
に切替／反転器６６を制御すると共に、入力された画像
データＭ_i+1を遅延回路６２を介してバッファ６４に記
憶させる。また、ＬＤ２６を比較的高レベルの駆動電流
によって駆動させる。

【００７３】これにより、ＬＤ２６の発光点Ａからは画
像データＭ_iに従って変調されたレーザビームＡが射出
され、発光点Ｂからは画像データＭ_i+1に従って変調さ
れたレーザビームＢが射出される。このレーザビーム
Ａ、Ｂは、ポリゴンミラー３６の非コーティング面３６
Ｂによって偏向されるので、図７に「」の符号を付し
て示すように、主走査方向に沿ったスポット径が比較的
小さく、照射光量が高い（感光体ドラム１２上のレーザ
ビームが照射された箇所を完全に除電する照射光量の）
光スポットＡ、Ｂとして感光体ドラム１２上を１回走査
される。

【００７４】なお、感光体ドラム１２は、レーザビーム
の走査の１周期の間に、形成すべき画像のライン間隔分
だけ周面が移動する速度で回転されるので、今回の走査
において、画像データＭ_iに従って変調されたレーザビ
ームＡの感光体ドラム１２上での走査箇所（光スポット
Ａの移動箇所）は、前回の走査において、画像データＭ
_iを反転したバイアスデータＢ_iに従って変調されたレ
ーザビームＢの感光体ドラム１２上での走査箇所（光ス
ポットＢの移動箇所）に一致する。

【００７５】次のステップ１６２では、入力部６０から
全てのラインの画像データが出力されたか否か判定す
る。判定が否定された場合にはステップ１６４へ移行
し、ＳＯＳセンサ４８から入力される信号を取込み、次
の走査を開始するタイミングを検知してステップ１６６
へ移行する。

【００７６】次の走査ではレーザビームＡ及びＢはコー
ティング面３６Ａによって偏向されるので、ステップ１
６６では、入力部６０からｉ＋２ライン目（このときは
３ライン目）の画像データＭ_i+2を出力させ、バッファ
６４に記憶されているｉ＋１ライン目の画像データＭ
_i+1を切替／反転器６６へ出力させる。また、バッファ
６４から出力された画像データＭ_i+1が切替／反転器６
６で反転されてバイアスデータＢ_i+1として変調器６８
Ａに出力され、入力部６０から出力された画像データＭ
_i+2が切替／反転器６６で反転されてバイアスデータＢ
_i+2として変調器６８Ｂに出力されるように切替／反転
器６６を制御すると共に、入力された画像データＭ_i+2
を遅延回路６２を介してバッファ６４に記憶させる。ま
た、ＬＤ２６を比較的低レベルの駆動電流によって駆動
させる。

【００７７】これにより、ＬＤ２６の発光点Ａからはバ
イアスデータＢ_i+1に従って変調されたレーザビームＡ
が射出され、発光点ＢからはバイアスデータＢ_i+2に従
って変調されたレーザビームＢが射出される。このレー
ザビームＡ、Ｂは、ポリゴンミラー３６のコーティング
面３６Ａによって偏向されるので、図７に「」の符号
を付して示すように、主走査方向に沿ったスポット径が
比較的小さく、照射光量が低い光スポットＡ、Ｂとして
感光体ドラム１２上を走査される。

【００７８】今回の走査では、ｉ＋１ライン目の画像デ
ータＭ_i+1を反転したバイアスデータＢ_i+1に従って変
調されたレーザビームＡの感光体ドラム１２上での走査
箇所が、前回の走査において、画像データＭ_i+1に従っ
て変調されたレーザビームＢの感光体ドラム１２上の走
査箇所に一致することになる。次のステップ１６８では
変数ｉに「２」を加算してステップ１５８に戻り、ステ
ップ１６２の判定が肯定される迄の間、ステップ１５８
〜１６８が繰り返される。従って、図７に示した以降
のレーザビームＡ、Ｂの走査が順次行われ、感光体ドラ
ム１２上のレーザビーム露光範囲の全面が、画像データ
に従って変調されたレーザビーム及び画像データを反転
したバイアスデータに従って変調されたレーザビームに
よって各々露光されることになる。これにより、感光体
ドラム１２上に高コントラストの静電潜像が形成され
る。なお、上述したステップ１５８〜１６８は請求項９
に記載の制御手段に対応している。

【００７９】ステップ１６２の判定が肯定されるとステ
ップ１７０へ移行し、ＳＯＳセンサ４８から入力される
信号を取込み、次の走査を開始するタイミングを検知し
てステップ１７２へ移行する。そしてステップ１７２で
は、バッファ６４に記憶されているｉ＋１ライン目（画
像の最終ライン）の画像データＭ_i+1を切替／反転器６
６へ出力させ、バッファ６４から出力された画像データ
Ｍ_i+1が切替／反転器６６で反転されてバイアスデータ
Ｂ_i+1として変調器６８Ａに出力されるように切替／反
転器６６を制御する。また、ＬＤ２６を比較的低レベル
の駆動電流によって駆動させる。

【００８０】これにより、ＬＤ２６の発光点Ａからは画
像の最終ラインの画像データＭ_i+1を反転したバイアス
データＢ_i+1に従って変調されたレーザビームＡが射出
され、ポリゴンミラー３６のコーティング面３６Ａによ
って偏向されて、前回の走査において、最終ラインの画
像データＭ_i+1に従って変調されたレーザビームＢの感
光体ドラム１２上の走査箇所に重なるように走査され
る。

【００８１】なお、上記の第１実施形態では、２個の発
光点を備えたＬＤ２６（請求項２に記載のｎ＝１の光
源）を用いた場合を例に説明したが、これに限定される
ものではなく、２×ｎ（ｎ≧２）の発光点を備えた光源
を用いてもよい。

【００８２】この場合にも、バッファ６４の記憶容量
を、画像データをｎライン分記憶可能な大きさとし、入
力部６０を、ｎライン分を単位として画像データを入力
するよう構成し、レーザビームの走査の１周期の間に、
感光体ドラム１２の周面が、画像のライン間隔×ｎに相
当する距離だけ副走査方向に移動するように感光体ドラ
ム１２を回転させ、コントローラ５２を、入力部６０か
らｎライン分の画像データが入力される毎に、バッファ
６４に記憶されているｎライン分の画像データを読み出
し、ポリゴンミラー３６の非コーティング面３６Ｂによ
ってレーザビームが偏向される場合には、入力されたｎ
ライン分の画像データ及び読み出したｎライン分の画像
データに基づいてＬＤ２６から射出される２ｎ本のレー
ザビームを変調させ、ポリゴンミラー３６のコーティン
グ面３６Ａによってレーザビームが偏向される場合に
は、入力されたｎライン分の画像データ及び読み出した
ｎライン分の画像データを反転し、ＬＤ２６から射出さ
れる２ｎ本のレーザビームを２ｎライン分のバイアスデ
ータ（反転画像データ）に基づいて変調すると共に、入
力されたｎラインの画像データをバッファ６４に記憶さ
せることを繰り返すように構成すればよい。

【００８３】これにより、例として図８に示すように、
光源の２×ｎ個の発光点から射出された２×ｎ本のレー
ザビームによって感光体ドラム１２に照射される２×ｎ
個の光スポットは、１回走査される毎に、主走査方向に
沿ったスポット径が比較的小さく照射光量が高い光スポ
ットと、主走査方向に沿ったスポット径が比較的大きく
照射光量が低い光スポットと、に交互に切り替わること
になる（なお図８は、例として６個（ｎ＝３）の発光点
を備えた光源を用いた場合の走査シーケンスを示す）。
また、２×ｎ本のレーザビームは、コーティング面３６
Ａによって偏向されるときにはバイアスデータに従って
各々変調され、非コーテイング面３６Ｂによって偏向さ
れるときには画像データに従って各々変調されて感光体
ドラム１２上を同時に走査されるので、感光体ドラム１
２上に高コントラストの静電潜像を高速で形成すること
ができる。

【００８４】〔第２実施形態〕次に本発明の第２実施形
態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分
には同一の符号を付して説明を省略し、以下、第１実施
形態と異なる部分についてのみ説明する。

【００８５】本第２実施形態では、第１実施形態で説明
したポリゴンミラー３６に代えて、図９に示すポリゴン
ミラー８０を用いている。ポリゴンミラー８０は、複数
の光反射面の中心角α（光反射面のポリゴンミラー回転
方向に沿った両端と、ポリゴンミラー８０の回転中心
と、を結ぶ一対の線分（図８に破線で示す）の成す角度
α（図８参照))が、ポリゴンミラー回転方向に沿って順
にα₁，α₂，α₁，α ₂，…（但しα₁≠α₂）とな
るように、底面が非正多角形状とされている。図９から
も明らかなように、中心角αが小さい光反射面８０Ａ
は、主走査方向に沿った幅が小さく、かつポリゴンミラ
ー８０の回転中心との距離が大きく（距離＝Ｌ₁）、中
心角αが大きい光反射面８０Ｂは、主走査方向に沿った
幅が大きく、かつポリゴンミラー８０の回転中心との距
離が小さい（距離＝Ｌ₂）。

【００８６】従って、ポリゴンミラー８０は、ポリゴン
ミラー回転方向に沿った幅が狭い光反射面８０Ａ（以
下、幅狭反射面８０Ａという）と、ポリゴンミラー回転
方向に沿った幅が広い光反射面８０Ｂ（以下、幅広反射
面８０Ｂという）と、がポリゴンミラー回転方向に沿っ
て交互に現れるように、複数の光反射面が形成されてい
る。このように、ポリゴンミラー３６は、請求項６に記
載のポリゴンミラー、並びに請求項２に記載のポリゴン
ミラーに対応している。

【００８７】本第２実施形態に係るポリゴンミラー８０
は、第１実施形態で説明したポリゴンミラー３６と同様
に、コーティング面３６Ａに対応する幅狭反射面８０Ａ
と、非コーティング面３６Ｂに対応する幅広反射面８０
Ｂと、がポリゴンミラー回転方向に沿って１面おきに並
んでいる。従って、第１実施形態で説明した露光制御処
理を行ってＬＤ２６から射出されるレーザビームＡ及び
レーザビームＢを変調することにより、感光体ドラム１
２上のレーザビーム露光範囲の全面を、画像データに従
って変調したレーザビーム及び画像データを反転したバ
イアスデータに従って変調したレーザビームによって各
々露光することができる。

【００８８】但し、ポリゴンミラー８０の幅狭反射面８
０Ａは、幅広反射面８０Ｂよりも回転中心との距離が大
きいので、光反射面から感光体ドラム１２に至る光路長
については幅広反射面８０Ｂよりも短くなる。これによ
り、感光体ドラム１２上におけるレーザビームの走査速
度が、レーザビームが幅狭反射面８０Ａによって偏向さ
れる場合と、レーザビームが幅広反射面８０Ｂによって
偏向される場合と、で相違し、レーザビームが幅狭反射
面８０Ａによって偏向される場合の方が前記走査速度は
遅くなる。

【００８９】このため、本第２実施形態に係るコントロ
ーラ５２は、レーザビームが幅広反射面８０Ｂによって
偏向される場合に比較して、レーザビームが幅狭反射面
８０Ａによって偏向される場合の方が、変調器６８Ａ、
６８Ｂに入力されるクロック信号（請求項７に記載の基
準クロック信号）の周波数が低くなるようにクロック信
号生成部７０を制御する。変調器６８Ａ、６８Ｂは、ク
ロック信号生成部７０から入力されるクロック信号に同
期したタイミングでレーザビームが変調されるように変
調信号を生成するので、ポリゴンミラー８０を用いた場
合にも、幅狭反射面８０Ａによって偏向されたレーザビ
ームと、幅広反射面８０Ｂによって偏向されたレーザビ
ームと、の主走査方向に沿った照射位置のずれを解消す
ることができる。なお、上記処理におけるコントローラ
５２、クロック信号生成部７０及び変調器６８Ａ、６８
Ｂは、請求項７に記載の変調部に対応している。

【００９０】また、ポリゴンミラー８０を用いた場合、
前述のように光反射面から感光体ドラム１２に至る光路
長が幅狭反射面８０Ａと幅広反射面８０Ｂとで相違する
ことにより、レーザビームが幅狭反射面８０Ａによって
偏向される場合と、幅広反射面８０Ｂによって偏向され
る場合とで、ＬＤ２６から感光体ドラム１２に至る光路
上におけるレーザビームの副走査方向についてのビーム
ウエスト位置が相違する、という不都合が生ずる。

【００９１】このため、本第２実施形態では、ポリゴン
ミラー８０に入射されるレーザビームの副走査方向につ
いてのビームウエスト位置を、幅広反射面８０Ｂによっ
てレーザビームが偏向されるときの幅広反射面８０Ｂに
一致するように設定し、感光体ドラム１２上の露光位置
がこのときの幅広反射面８０Ｂの位置と共役となるよう
に、感光体ドラム１２と光走査装置１４の相対位置を定
めている。これにより、画像データに従って変調され幅
広反射面８０Ｂによって偏向されたレーザビームの副走
査方向についてのビームウエスト位置を、感光体ドラム
１２上に一致させることができる。

【００９２】なお、レーザビームが幅狭反射面８０Ａに
よって偏向されるときには、レーザビームの副走査方向
についてのビームウエスト位置は、幅狭反射面８０Ａ及
び感光体ドラム１２上からずれるので、ワブルと称され
るバンディングが発生する可能性があるが、レーザビー
ムが幅狭反射面８０Ａによって偏向されるときには、レ
ーザビームはバイアスデータに従って変調され、感光体
ドラム１２の電位が現像電位以上に維持される程度の低
い照射光量で感光体ドラム１２に照射されるので、上記
のバンディングが視認されることはない。

【００９３】更に、ポリゴンミラー８０を用いた場合、
前述のように光反射面から感光体ドラム１２に至る光路
長が幅狭反射面８０Ａと幅広反射面８０Ｂとで相違する
ことにより、レーザビームが幅狭反射面８０Ａによって
偏向された場合と、幅広反射面８０Ｂによって偏向され
た場合と、で感光体ドラム１２上での照射位置が副走査
方向に沿ってずれる、という不都合が生ずる。

【００９４】このため、本第２実施形態では、ポリゴン
ミラー８０と感光体ドラム１２との間に配置される光学
系（本発明に係る走査光学系）が、副走査方向について
物距離ｓ＞像距離ｓ’の縮小光学系となるように、前記
光学系を構成する光学部品のうち副走査方向にパワーを
有する光学部品（例えばシリンドリカルレンズ４４）を
設計している。これにより、レーザビームが幅狭反射面
８０Ａによって偏向された場合と、幅広反射面８０Ｂに
よって偏向された場合の、感光体ドラム１２上でのレー
ザビームの照射位置の副走査方向に沿ってずれが軽減さ
れる。上記におけるポリゴンミラー８０と感光体ドラム
１２との間の光学系は、請求項８に記載の走査光学系に
対応している。

【００９５】〔第３実施形態〕次に本発明の第３実施形
態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分
には同一の符号を付して説明を省略し、以下、第１実施
形態と異なる部分についてのみ説明する。

【００９６】光源として複数の発光点を備えたマルチビ
ームレーザを用いた光走査装置では、光学系の副走査方
向についての倍率が被照射体上での複数本のレーザビー
ムの照射位置の間隔によって定まるので、被照射体上で
の複数本のレーザビームの照射位置の間隔に比して、マ
ルチビームレーザの複数の発光点の間隔が大きい場合に
は、レーザビームの照射位置の間隔を小さくするために
光学系の副走査方向の倍率を小さく設定すると共に、レ
ーザビームの光路の途中に設けたスリット等によってレ
ーザビームのビーム幅を絞ることで、感光体ドラム１２
に照射されるレーザビームの副走査方向に沿ったビーム
径を大きくする等の対策を講ずる必要があり、レーザビ
ームのエネルギーが有効利用されず露光量が不足するこ
とがある、という問題がある。

【００９７】先に説明した第１実施形態では、ＬＤ２６
から射出された２本のレーザビームＡ、Ｂを、感光体ド
ラム１２の周面上に、形成すべき画像のライン間隔分だ
け副走査方向にずれた位置に照射し、レーザビームの１
回の走査で、画像上で隣り合う２ラインの露光を行って
いるので、感光体ドラム１２上での２本のレーザビーム
の照射位置の間隔は、形成すべき画像の副走査方向につ
いての解像度に相当する大きさとなり、形成すべき画像
の副走査方向についての解像度を高くしようとすると、
上述した問題が生ずる可能性がある。

【００９８】このため、本第３実施形態では、ＬＤ２６
から射出された２本のレーザビームＡ、Ｂが、感光体ド
ラム１２の周面上に、形成すべき画像のライン間隔×ｍ
（但しｍ≧２の整数）に相当する距離だけ副走査方向に
ずれた位置に照射されるように、シリンドリカルレンズ
４４が設計されている。

【００９９】また本第３実施形態では、第１実施形態で
説明したポリゴンミラー３６に代えて、図１０に示すポ
リゴンミラー８４を用いている。ポリゴンミラー８４
は、ポリゴンミラー３６と同様に正Ｎ角柱状とされてい
ると共に、ポリゴンミラー３６のコーティング面３６Ａ
と同様のコーティング３８が施されたコーティング面８
４Ａと、ポリゴンミラー３６のコーティング面３６Ｂと
同様にコーティングが施されていない非コーティング面
８４Ｂと、がポリゴンミラー回転方向に沿って並ぶｍ個
（図１０ではｍ＝３）の光反射面を単位として交互に現
れるように構成されている。従ってポリゴンミラー８４
は、請求項４に記載のポリゴンミラーに対応している
（より詳しくは、請求項５に記載のポリゴンミラー、並
びに請求項１０に記載のポリゴンミラーに対応してい
る）。

【０１００】更に本第３実施形態では、感光体ドラム１
２の回転速度は、レーザビームの走査の１周期の間に、
感光体ドラム１２の周面が、形成すべき画像のライン間
隔分だけ副走査方向に移動するように設定されている。

【０１０１】そして本第３実施形態では、入力部６０か
ら出力される画像データ（のライン番号）、バッファ６
４に記憶する画像データ、及び変調器６８Ａ、６８Ｂに
出力するデータを以下の表１に示すように制御する。な
お、以下の表１は、例としてｍ＝３の場合を示してい
る。また、Ｍ_xはＸライン目の画像データ、Ｂ_xはＸラ
イン目のバイアスデータを表す。

【０１０２】

【表１】

【０１０３】上記により、図１１に示すように、最初の
３回の走査（図１１の〜）では、１ライン目から３
ライン目のバイアスデータＢ₁、Ｂ₂、Ｂ₃に従って変
調されたレーザビームＢのみが、コーティング面８４Ｂ
によって偏向されて照射ビーム径が大きい光スポットと
して感光体ドラム１２上を走査されるが、４回目から６
回目の走査（図１１の〜）では、レーザビームＡは
画像データＭ₁、Ｍ₂、Ｍ₃に従って変調されると共
に、レーザビームＢは画像データＭ₄、Ｍ₅、Ｍ ₆に従
って変調され、非コーティング面８４Ａによって各々偏
向されて照射ビーム径が大きい光スポットとして、副走
査方向に沿ってライン間隔×３に相当する距離を隔てて
感光体ドラム１２上を走査される。

【０１０４】そして、７回目の走査（図１１の）から
９回目の走査では、レーザビームＡ及びレーザビームＢ
はバイアスデータに従って変調され（７回目の走査では
バイアスデータＢ₄、Ｂ₇に従って変調される）、再び
コーティング面８４Ｂによって偏向されて照射ビーム径
が大きい光スポットとして感光体ドラム１２上を走査さ
れることになる。上記の走査シーケンスが繰り返される
ことにより、第１実施形態と同様に、感光体ドラム１２
上のレーザビーム露光範囲の全面が、画像データに従っ
て変調されたレーザビーム及び画像データを反転したバ
イアスデータに従って変調されたレーザビームによって
各々露光（重ね書き）される。

【０１０５】第３実施形態では、レーザビームＡ及びレ
ーザビームＢを、感光体ドラム１２の周面上に、形成す
べき画像のライン間隔×３に相当する距離だけ副走査方
向にずれた位置に照射しているので、発光点の間隔が大
きい光源を用いる場合にも、レーザビームの照射位置の
間隔を小さくするために光学系の副走査方向の倍率を小
さく設定すると共に、レーザビームの光路の途中に設け
たスリット等によってレーザビームのビーム幅を絞るこ
とで、感光体ドラム１２に照射されるレーザビームの副
走査方向に沿ったビーム径を大きくする等の対策を講ず
る必要はなく、レーザビームのエネルギーを有効利用す
ることができる。

【０１０６】なお、上述した第１乃至第３実施形態で
は、光源として複数の発光点を備えた光源を例に説明し
たが、これに限定されるものではなく、単一の発光点を
備えた光源を用いてもよい。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光源から
入射された光ビームを偏向するポリゴンミラーの複数の
光反射面を、ポリゴンミラーの回転方向に沿った幅が各
光反射面によって相違するように形成したので、高コン
トラストの画像の形成に適し、かつ容易に製造できる、
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図で
ある。

【図２】光走査装置の概略構成を示す平面図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は光走査装置の概略構成図で
ある。

【図４】第１実施形態に係るポリゴンミラーの、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は側面図である。

【図５】画像形成装置の制御部の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】第１実施形態に係る露光制御処理を示すフロー
チャートである。

【図７】第１実施形態に係る２本のレーザビームによる
走査シーケンスを説明するための概念図である。

【図８】他の例として、６本のレーザビームによる走査
シーケンスを説明するための概念図である。

【図９】第２実施形態に係るポリゴンミラーの、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は側面図である。

【図１０】第３実施形態に係るポリゴンミラーの、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。

【図１１】第３実施形態に係る２本のレーザビームによ
る走査シーケンスを説明するための概念図である。

【図１２】ビーム径が細くパワーが高い第１の光ビー
ム、及びビーム径が太くパワーが低い第２の光ビームに
よって高コントラストの静電潜像を得るための露光方法
を説明するためのタイミングチャートである。

【図１３】図１２で説明した露光方法を実現するための
光学系の一例を示す概略構成図である。

【図１４】（Ａ）乃至（Ｃ）は、図１２で説明した露光
方法を実現するための光学系の他の例を部分的に示す概
略図である。

【符号の説明】

１４光走査装置１６制御部２６ＬＤ３０シリンドリカルレンズ３６、８０、８４ポリゴンミラー３８コーティング４０、４２ｆθレンズ４４シリンドリカルレンズ４８ＳＯＳセンサ５２コントローラ６０入力部６４バッファ６８変調器７０クロック信号生成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを射出する光源と、回転方向に沿って並ぶ複数の光反射面が、前記回転方向
に沿った幅が前記各光反射面によって相違するように形
成され、前記光源から射出された光ビームが入射される
ポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーによって偏向された光ビームを被照
射体上で走査させる走査光学系と、を含む光走査装置。
【請求項２】前記光源は、前記回転方向に対応する方
向と交差する方向に沿って並ぶ２×ｎ個の発光点を備
え、前記ポリゴンミラーは、前記回転方向に沿った幅が広い
光反射面と前記回転方向に沿った幅が狭い光反射面とが
前記回転方向に沿って交互に現れるように前記複数の光
反射面が形成されており、前記被照射体は、光ビームが被照射体上で１回走査され
る間に、被照射体上での光ビームの走査軌跡の間隔に前
記ｎを乗じた結果に相当する距離だけ副走査方向に移動
されることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】前記光源から射出された光ビームを、前
記回転方向に沿った幅が前記回転方向に沿った前記各光
反射面の幅よりも広い光束としてポリゴンミラーに入射
させる入射光学系を備えていることを特徴とする請求項
１記載の光走査装置。
【請求項４】前記ポリゴンミラーは、光反射率を低下
させるコーティングが前記回転方向に沿って部分的に前
記光反射面に施されることで、前記回転方向に沿った実
質的な光反射面の幅が変更されていることを特徴とする
請求項１記載の光走査装置。
【請求項５】前記ポリゴンミラーは、光反射率を低下
させるコーティングが前記回転方向に沿った前記光反射
面の両端部に対称に施されることで、前記回転方向に沿
った実質的な光反射面の幅が変更されていることを特徴
とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項６】前記ポリゴンミラーは、回転中心と光反
射面との距離が前記各光反射面によって相違するように
形成されることで、前記複数の光反射面の前記回転方向
に沿った幅が各光反射面によって相違されていることを
特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項７】前記光源から射出される光ビームを、該
光ビームを反射する前記ポリゴンミラーの光反射面によ
って周波数の異なる基準クロック信号に同期して変調す
る変調部を備えていることを特徴とする請求項６記載の
光走査装置。
【請求項８】前記走査光学系は、副走査方向について
縮小光学系とされていることを特徴とする請求項６記載
の光走査装置。
【請求項９】前記被照射体上に形成すべき画像を表す
画像データを少なくともｎライン分記憶可能な記憶容量
を有する記憶部と、前記形成すべき画像を表す画像データをｎライン分を単
位として順に入力する入力手段と、入力手段からｎライン分の画像データが入力される毎
に、前記記憶部に記憶されているｎライン分の画像デー
タを読み出し、前記ポリゴンミラーの前記回転方向に沿
った幅が広い光反射面によって光ビームが偏向される場
合には、前記入力されたｎライン分の画像データ及び前
記読み出したｎライン分の画像データに基づいて前記光
源から射出される２ｎ本の光ビームを変調させ、前記ポ
リゴンミラーの前記回転方向に沿った幅が狭い光反射面
によって光ビームが偏向される場合には、前記入力され
たｎライン分の画像データ及び前記読み出したｎライン
分の画像データを反転し、前記光源から射出される２ｎ
本の光ビームを２ｎライン分の反転画像データに基づい
て変調すると共に、前記入力されたｎラインの画像デー
タを前記記憶部に記憶させることを繰り返す制御部と、を更に備えたことを特徴とする請求項２記載の光走査装
置。
【請求項１０】前記光源は、前記回転方向に対応する
方向と交差する方向に沿って沿って並ぶ一対の発光点を
備え、前記ポリゴンミラーは、前記回転方向に沿って並ぶｍ個
の光反射面を単位として前記回転方向に沿った幅が広い
光反射面と前記回転方向に沿った幅が狭い光反射面とが
交互に現れるように前記複数の光反射面が形成され、前記走査光学系は、ポリゴンミラーによって偏向された
２本の光ビームが、副走査方向に沿って、被照射体上で
の光ビームの走査軌跡の間隔に前記ｍを乗じた結果に相
当する距離だけ隔てて被照射体に照射されるように構成
され、前記被照射体は、光ビームが被照射体上で１回走査され
る間に、被照射体上での光ビームの走査軌跡の間隔に相
当する距離だけ副走査方向に移動されることを特徴とす
る請求項１記載の光走査装置。
【請求項１１】前記ポリゴンミラーによって光ビーム
が走査開始端方向に偏向されたときに前記光ビームが入
射されるように配置された検出器と、前記検出器に光ビームが入射されたときに、前記検出器
によって検出された受光量に基づいて、光ビームを反射
している光反射面の幅を判断し、判断結果に応じて前記
光ビームの変調を制御する変調制御部と、を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の光走査装
置。