JP2008040136A - 光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置全体のコンパクト化及び構成自由度の向上を図り、更には書き出し位置ずれを低減することができること。
【解決手段】 光源手段、入射光学系、偏向手段そして結像光学系を有する走査ユニットを複数有し、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偏向手段の異なった偏向面で反射偏向した光束を用いており、被走査面への書き出しタイミングは、各々偏向手段の偏向面からの光束を１つの書き出し位置検出手段で検出し、１つの書き出し位置検出手段からの信号を用いて決定されており、同一走査時間において、２以上の走査ユニットのうち、書き出し位置検出手段が設けられている走査ユニットによる被走査面上の走査位置から、偏向手段に対して反対側の走査ユニットによる被走査面上の走査位置までの偏向手段の回転方向に沿って測ったときの角度が１８０度未満であること。
【選択図】 図１

Description

本発明は光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置に関し、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）のカラー画像形成装置に好適なものである。

従来よりレーザービームプリンター（ＬＢＰ）やデジタル複写機の光走査装置においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束を、回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器（偏向手段）により周期的に偏向させている。そして偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。

近年ではカラー画像を高速に形成するために各色毎の複数の感光体を同時に光走査し、被記録媒体（あるいは中間転写体）上で画像情報を重ね合わせることによりカラー画像を形成している。このような所謂タンデム型の光走査装置（カラー画像形成装置）が種々と提案されている。（特許文献１から６）。

このタンデム型の光走査装置においては、複数の走査ユニット（ステーション）で光偏向器を共有すると装置全体の小型化及び簡素化を図ることができる。

このような光走査装置では、複数の光源手段から出射した光束を同一の光偏向器（ポリゴンミラー）の互いに異なった偏向面で各々偏向して複数の感光ドラム面上を走査している。このような光走査装置では感光ドラム面の書き出し位置を次の方法で検知している。

まず１つ目の方法Ａは、各被走査面毎に複数の書き出し位置検出手段を備え、それぞれの書き出し位置検出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タイミングを決定する方法である。

もう１つの方法Ｂは、１つの書き出し位置検出手段で書き出し位置検知を行い、１つの偏向面による被走査面上の書き出し位置情報を元にして、他の偏向面による他の被走査面上における書き出し位置を決定する方法である。

図７は従来の１つの書き出し位置検出手段で書き出し位置検知を行う方法Ｂを用いた光走査装置の要部概略図である。

同図においては、まず第１の走査ユニット（ステーション）Ｓ１において、画像情報に応じて光源７１ａから光変調され出射した光束が開口絞り７４ａにより規制される。そして規制された光束はコリメーターレンズ７２ａにより平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ７３ａに入射する。シリンドリカルレンズ７３ａ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する。また副走査断面内においては収束して偏向器７５の偏向面７５ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。

そして光偏向器７５の偏向面７５ａで偏向された光束は結像光学系８５ａにより感光ドラム面７８ａ上にスポット状に結像され、光偏向器７５を矢印Ａ方向に回転させることによって、感光ドラム面７８ａ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７８ａ上に画像記録を行っている。

このとき感光ドラム面７８ａ上を光走査する前に該感光ドラム面７８ａ上の走査開始位置のタイミングを調整する。その為に光偏向器７５の偏向面７５ａで反射偏向された光束の一部（同期検出用光束）を同期検出用レンズ８０により同期検出用エッジ部８１面上に集光させた後、同期検出用センサー８２に導光している。そして同期検出用センサー８２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（同期検出用信号）を用いて感光ドラム面７８ａ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。

第２の走査ユニット（ステーション）Ｓ２においては，光源７１ｂ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偏向器７５の偏向面７５ｂに入射する。そして偏向面７５ｂで反射偏向された光束が結像光学系８５ｂにより感光ドラム面７８ｂ上にスポット状に結像され、光走査される。

このとき第２の走査ユニットＳ２では偏向面５ｂが第１の走査ユニットＳ１側を走査しているときの同期検出用光束を用いて感光ドラム面７８ｂ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。
特開平５-１９５８６号公報 特開平４-３１３７７６号公報 特開平１０-４８５４８号公報 特開２０００-１２１９８３号公報 特開２００４-１０２２７６号公報 特開２００４-２１９８１７号公報

上記に示した従来の書き出し位置決定方法では次に示す課題がある。

まず前者の方法Ａでは、書き出し位置検出手段を複数個持つため各々に光学素子や受光素子や回路基板が必要となる。このため装置全体が複雑化する傾向にある。また光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。

また高画角で光偏向器の偏向面を使用した場合には、いずれかの書き出し位置検出手段に導光される光束のけられが大きく、実質上使用ができないという可能性が高い。

後者の方法Ｂであれば、予め光偏向器の分割誤差を測定しておくことで、書き出し位置検出手段を有する側で検出した書き出し位置検出に分割誤差データに基づき補正をかけることで他の書き出し位置を決定することができる。この方法は装置全体の小型化及び簡素化に有効である。

特許文献４では書き出し位置検出手段を有する側と書き出し位置検出位置手段を持たない側で走査タイミングが一致するように各要素を構成することにより、書き出し位置ずれを低減している。しかしながら特許文献４の構成では構成自由度が低くなるという問題点がある。

本発明は装置全体のコンパクト化及び構成自由度の向上を図り、更には書き出し位置ずれを低減することができる光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段と、該光源手段から出射した光束を偏向手段に導光する入射光学系と、該偏向手段で偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査ユニットを複数有し、
該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偏向手段の異なった偏向面で反射偏向した光束を用いており、
該２以上の走査ユニットは各々該偏向面の偏向点から該被走査面までの光軸上の距離をＴｃ、該偏向面の偏向点から該結像光学系のうち、該偏向手段に最も近い結像光学素子の入射面までの光軸上の距離をａ、主走査断面内において該偏向手段の偏向面に入射する光束の主光線と結像光学系の光軸との成す角をθとするとき、
ａ／Ｔｃ＜０．１２
θ＞２π／ｎ（但し、ｎは偏向手段の偏向面数でｎ≧５）
であり、
該２以上の走査ユニットの被走査面への光束の書き出しタイミングは、各々該偏向手段の偏向面からの光束を１つの書き出し位置検出手段で検出し、該１つの書き出し位置検出手段からの信号を用いて決定されており、
同一走査時間において、該２以上の走査ユニットのうち、該書き出し位置検出手段が設けられている該走査ユニットによる被走査面上の光束の走査位置から、該偏向手段に対して反対側の走査ユニットによる被走査面上の光束の走査位置までの該偏向手段の回転方向に沿って測ったときの角度が１８０度未満であることを特徴としている。

請求項２の発明の光走査装置は、
複数の光源ユニットと、該複数の光源ユニット毎に設けた入射光学系と、異なった入射光学系から入射する光束を異なった偏向面にて偏向反射する１つの偏向手段と、該複数の光源ユニット毎に設けられ、該偏向面で偏向した光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する光走査装置であって、
前記被走査面への光束の書き出しタイミングは、各々該偏向手段の偏向面からの光束を１つの書き出し位置検出手段で検出し、該１つの書き出し位置検出手段からの信号を用いて決定されており、
前記複数の入射光学系のうち第１の入射光学系を介して前記偏向手段の偏向面に入射し該書き出し位置検出手段に入射する光束の主光線と、該第１の入射光学系を介し該偏向手段の偏向面で偏向された光束を被走査面に導光する第１の結像光学系の光軸との成す角をθ、該偏向面から該被走査面までの光軸上の距離をＴｃ、該偏向面の偏向点から該結像光学系のうち、該偏向面に最も近い結像光学素子の入射面までの光軸上の距離をａ、該偏向面の数をｎとするとき、
ａ／Ｔｃ＜０．１２
３６０度／ｎ＜θ度
であり、
同一走査時間において、該第１の結像光学系を介した主光線と該偏向手段に対して該第１の結像光学系と反対側に配置した第２の結像光学系を介した主光線との該偏向手段の回転方向に沿って測った角度が１８０度未満であることを特徴としている。

請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記書き出し位置検出手段は、前記結像光学系のうち、前記偏向手段に最も近い結像光学素子を通過した光束を用いて前記被走査面への光束の書き出しタイミングを決定していることを特徴としている。

請求項４の発明は請求項１から３の何れか１項の発明において、
前記光源手段はそれぞれ複数の発光部を有しており、それぞれの複数の発光部から出射した複数の光束は同一の被走査面に導光されており、前記入射光学系と前記偏向手段との間の光路中に該複数の光束を制限する開口絞りが配置されていることを特徴としている。

請求項５の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１から４の何れか１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ことを特徴としている。

請求項６の発明は請求項５の発明において、
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ことを特徴としている。

本発明によれば装置全体のコンパクト化及び構成自由度の向上を図ることができ、更には書き出し位置ずれを低減することができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１は本発明の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２は本発明の実施例１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。

尚、以下の説明において、主走査方向とは光偏向器の回転軸および結像光学系の光軸に垂直な方向（光偏向器で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）である。副走査方向とは光偏向器の回転軸と平行な方向である。また主走査断面とは主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面である。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面である。

本実施例の光走査装置は偏向手段としての光偏向器（ポリゴンミラー）５を挟み２つの結像光学系（ｆθレンズ系）１５ａ，１５ｂを備え、夫々の結像光学系１５ａ，１５ｂへ２本の光束を入射させて１つの光偏向器５により同時に４本の光束を反射偏向する。そして４本の光束を夫々に対応した被走査面としての感光ドラム面８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄに導光し、該感光ドラム面８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄ上を光走査するタンデム型の光走査装置である。

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」または「走査光学系」とも称す。）である。

以下、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２の各部材については第１の走査ユニットＳ１を中心に述べる。そして第２の走査ユニットＳ２の各部材のうち第１の走査ユニットＳ１と同じ部材については括弧を付して示す。

第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）は、各々光源手段１ａ，１ｃ（１ｂ，１ｄ）からの光束の状態を他の光束の状態に変換する第１の光学系としての第１の光学素子２ａ，２ｃ（２ｂ，２ｄ）を有している。尚、光源手段１ａ，１ｃは１つの光源ユニットを形成している。さらに主走査方向に長い線像として結像させる第２の光学系としての第２の光学素子３ａ，３ｃ（３ｂ，３ｄ）を有している。さらに光束を制限する開口絞り４ａ，４ｃ（４ｂ，４ｄ）と、偏向手段としての光偏向器５とを有している。さらに光偏向器５で反射偏向された光束を被走査面としての感光ドラム面８ａ，８ｃ（８ｂ，８ｄ）にスポットに形成する結像光学系１５ａ（１５ｂ）を有している。

本実施例においては第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２が同一の光偏向器５を併用している。また第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、光偏向器５の回転軸を含み副走査方向に平行な平面に対して対称に配置され、互いに異なる偏向面で偏向反射された光束を用いている。

また本実施例においては第１、第２の走査ユニットＳ１、Ｓ２の被走査面８ａ、８ｃ、８ｂ、８ｄへの書き出しタイミングを光偏向器５の偏向面５ａで偏向された光束を用いて１つの書き出し位置検知手段（同期検出手段）１６で検出している。そして書き出し位置検知手段１６で検知された信号を用いて感光ドラム面８ａ，８ｃ・８ｂ，８ｄへの書き出しタイミングを決定している。

本実施例では同一走査時間において、書き出し位置検出手段１６が設けられている光偏向器５の偏向面５ａ側の走査位置から、対向側の走査位置までの該光偏向器５の回転方向に沿って測ったときの角度δが１８０度未満となるように構成している。

本実施例では上記角度δを１６０度と設定している。

上記第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２において、光源手段１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄは各々半導体レーザより成っている。

第１の光学素子２ａ，２ｃ・２ｂ，２ｄは各々コリメーターレンズより成り、光源手段１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄから出射された光束を平行光束（もしくは発散光束もしくは収束光束）に変換している。

第２の光学素子３ａ，３ｃ・３ｂ，３ｄは各々シリンドリカルレンズより成り、副走査方向のみに屈折力を有している。

開口絞り４ａ，４ｃ・４ｂ，４ｄは各々光偏向器５とシリンドリカルレンズ３ａ，３ｃ・３ｂ，３ｄとの間の該光偏向器５側に配置され、該シリンドリカルレンズ３ａ，３ｃ・３ｂ，３ｄを通過した光束のビーム形状を成形している。

尚、光源手段１ａ，１ｃ（１ｂ，１ｄ）、コリメーターレンズ２ａ，２ｃ（２ｂ，２ｄ）、シリンドリカルレンズ３ａ，３ｃ（３ｂ，３ｄ）、開口絞り４ａ，４ｃ（４ｂ，４ｄ）の各要素は入射光学系ＬＡ（ＬＢ）の一要素を構成している。

光偏向器５は、偏向面数が６面より成る回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、モーターの駆動手段（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。本実施例においては上記の如く第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２がこの光偏向器５を併用しており、かつ第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該光偏向器５の異なった偏向面５ａ，５ｂで反射偏向した光束を用いている。

１５ａ（１５ｂ）は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系（ｆθレンズ系）であり、第１、第２の２枚の結像レンズ６ａ，７ａ（６ｂ，７ｂ）より成っている。結像光学系１５ａ（１５ｂ）は光偏向器５により反射偏向された複数の光束を対応する被走査面８ａ，８ｃ（８ｂ，８ｄ）上にスポット状に結像させている。また結像光学系１５ａ（１５ｂ）は副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａ（５ｂ）と被走査面８ａ，８ｃ（８ｂ，８ｄ）との間を共役関係にすることにより、面倒れ補正機能を有している。

２０ａ,２１ａ,２２ａ（２０ｂ,２１ｂ,２２ｂ）は各々反射ミラーであり、結像光学系１５ａ（１５ｂ）を通過した光束を対応する感光ドラム面８ａ,８ｃ（８ｂ,８ｄ）側へ折り返している。

１６は書き出し位置検知手段（同期検出手段）であり、第１の走査ユニットＳ１側に設けられている。同期検出手段１６は反射ミラー９と、同期検出用レンズ１０を有している。さらに同期検出手段１６は直線状のエッジ部１１と、同期検出用センサー１２を有している。この同期検出手段１６で検出された同期信号に基づいて第１、第２の走査ユニットＳ１、Ｓ２の被走査面８ａ，８ｃ・８ｂ，８ｄへの書き出しタイミングを決定している。

本実施例における同期検出手段１６は、光偏向器５に最も近い第１の結像レンズ６ａを通過した光束を用いて被走査面８ａ，８ｃ・８ｂ，８ｄへの書き出しタイミングを決定している。

同期検出用ミラー９は同期検出手段１６の光路中に配置されており、第１の結像レンズ６ａを通過した光束を同期検出用センサー１２側へ反射させている。この同期検出用ミラー９は装置全体の小型化に寄与している。

同期検出用レンズ１０は偏向面５ａで反射偏向された同期検出用の光束（同期検出用光束）を同期検出用エッジ１１面上に結像させている。また同期検出用レンズ１０は主走査断面内では同期検出用エッジ１１上を走査し、副走査断面内では偏向面５ａと同期検出用エッジ１１とが共役であるため、偏向面の面倒れ補正系となっている。

同期検出用エッジ１１は画像の書き出し位置を決めている。この同期検出用エッジ１１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同期検出用レンズ１０により結像されたスポットが同期検出用センサー１２面に入射する位置を決めるものである。これにより同期検出用センサー１２の受光面端部で同期検出用光束をけるより同期検出用エッジ１１のナイフエッジでけった方が同期検出の検出精度を高くしている。

同期検出用センサー１２は複数の素子が一次元方向に配置されたセンサーより成っている。

尚、本実施例における同期検出用センサー１２は光源手段１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄと独立に配置しているが、該光源手段１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄと同一の基板上に配置しても良い。

また本実施例では同期検出用レンズ１０を個別に設けたが、これに限らず第１の走査ユニットＳ１の第１の結像レンズ６ａの一部を用いてもよい。第１の結像レンズ６ａの一部を用いた場合は通常、同期検出用エッジ１１が感光ドラム面８ａ，８ｃと光学的に等価な位置に配置される。

また本実施例では同期検出用光束を主走査方向、副走査方向共に同期検出用エッジ１１面上に結像させているので同期検出用センサー１２面上でのスポット径は、同期検出用エッジ１１面上の径より大きく成るように設定している。これにより本実施例では同期検出用センサー１２の製造誤差による感度ムラやごみの付着物による感度ムラを拾いにくい構成としている。

本実施例においては、まず第１の走査ユニットＳ１において、画像情報に応じて光源手段１ａ、１ｃから光変調され出射した２本の光束がコリメーターレンズ２a、２ｃにより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、３ｃに入射する。シリンドリカルレンズ３a、３ｃ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、４ｃ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、４ｃを通過し（一部遮光される）光偏向器５の偏向面５ａに対し互いに異なる角度をもって入射（斜入射）し、線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。

そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された２本の光束は結像光学系１５ａにより対応する反射ミラー２０ａ,２１ａ,２２ａを介して感光ドラム面８a、８ｃ上にスポット状に結像される。そして光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、感光ドラム面８a、８ｃ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８a、８ｃ上に画像記録を行っている。

このとき感光ドラム面８a、８ｃ上を光走査する前に該感光ドラム面８a、８ｃ上の走査開始位置のタイミングを調整する。その為に光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束の一部（同期検出用光束）を同期検出用レンズ１０により同期検出用エッジ１１面上に集光させる。その後、同期検出用エッジ１１面上に集光させた光束を同期検出用センサー１２に導光している。そして同期検出用センサー１２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（同期検出用信号）を用いて感光ドラム面８ａ、８ｃ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。

第２の走査ユニットＳ２においては、光源手段１ｂ、１ｄから出射した２本の光束が第１の走査ユニットＳ１の入射方向と同一方向から光偏向器５の偏向面５ｂに対し互いに異なる角度をもって入射する。そして偏向面５ｂで反射偏向された２本の光束が結像光学系１５ｂにより対応する反射ミラー２０ｂ,２１ｂ,２２ｂを介して感光ドラム面８ｂ、８ｄ上にスポット状に結像され、光走査される。

このとき感光ドラム面８ｂ，８ｄ上を光走査する前に該感光ドラム面８ｂ，８ｄ上の走査開始位置のタイミングを調整する。このときの調整は、第１の走査ユニットＳ１の走査に用いられる偏向面５ａで反射偏向された光束の一部（同期検出用光束）を同期検出用センサー１２で検出した信号を用いている。

つまり同期検出用センサー１２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（同期検出用信号）に後述する手法にて光偏向器の分割誤差分を補正した擬似書き出し位置検知信号（擬似同期検出用信号）用いる。そして擬似書き出し位置検知信号に基づいて感光ドラム面８ｂ，８ｄ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。

これにより本実施例では４つの感光ドラム面８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄ上に夫々１本ずつの走査線を形成し、画像記録を行っている。

本実施例においては光偏向器５の光束が反射偏向される偏向点５ａ１（５ｂ１）から第１の結像レンズ６ａ（６ｂ）の第１面（入射面）６ａ１（６ｂ１）までの光軸上の距離をａとする。さらに偏向点５ａ１（５ｂ１）から被走査面８ａ，８ｃ（８ｂ、８ｄ）までの光軸上の距離をＴｃとする。このとき、
ａ／Ｔｃ＜０．１２ ‥‥(1)
なる条件を満足するように設定している。

条件式(1)は距離aと距離Ｔｃの比を規定するものである。条件式(1)を外れると結像光学系１５ａ（１５ｂ）を構成する第１、第２の結像レンズ６ａ，７ａ（６ｂ，７ｂ）のうち、最も光偏向器５に近接する第１の結像レンズ６ａ（６ｂ）の小型化を図ることが難しくなってくるので良くない。

本実施例では
ａ／Ｔｃ＝0.1
であり、条件式(1)を満足している。これにより第１の結像レンズ６ａ，６ｂの小型化を図っている。

更に上記条件式（１）を次の如く設定するのが良い。

0.08＜ａ／Ｔｃ＜0.12 ‥‥(1ａ)
上記条件式の下限値を下回ると第1の結像レンズが光偏向器に近くなりすぎ、それにより光偏向器の駆動モーターの発する熱の影響が大きくなり、昇温によるピントシフトや全体倍率変化が大きくなるのでよくない。

また本実施例では主走査断面内において入射光学系ＬＡの光軸と、結像光学系１５ａの光軸Ｌとの成す角をθとするとき、
θ＞２π／ｎ ‥‥(2)（但し、nは光偏向器の偏向面数でｎ≧５）
なる条件を満足するように設定している。

条件式(2)は入射光学系ＬＡの光軸と、結像光学系１５ａの光軸Ｌとの成す角θを規定したものである。

言い換えると、主走査断面内において、光偏向器５の偏向面５ａに入射する光束の主光線と結像光学系１５ａの光軸Ｌとの成す角θを規定したものである。

条件式(2)を外れると入射光束と第１の結像レンズ６ａ（６ｂ）との干渉を避けつつ、該第１の結像レンズ６ａ（６ｂ）の小型化の実現が難しくなってくるので良くない。

また、本実施例の光走査装置は、以下の条件を満たす。

３６０度／ｎ＜θ度‥‥(3)（但し、nは光偏向器の偏向面数でｎ≧５）
本実施例では
θ＝７０°
であり、条件式(2)を満足している。これにより入射光束と第１の結像レンズ６ａ（６ｂ）との干渉を避けつつ、該第１の結像レンズ６ａ（６ｂ）の小型化を実現している。

本実施例では上記条件式(1),(2)を満たすことにより、光偏向器５とシリンドリカルレンズ３ａ，３ｃ（３ｂ，３ｄ）との間に開口絞り４ａ，４ｃ（４ｂ，４ｄ）を配置することが容易となる。

これにより光源手段１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄを複数の発光部（発光点）を有するマルチビーム光源より構成した場合においても、マルチビーム時のジッタ（像面湾曲）を有効に低減することができる。

尚、光源手段１ａ，１ｃ，１ｂ，１ｄを各々複数の発光部より構成したときは、該複数の発光部から出射した複数の光束は同一の被走査面に導光される。

また本実施例においては光偏向器（ポリゴンミラー）５の偏向面数が６面の場合について述べたが、これに限定されるものではなく、５面以上の光偏向器を用いた場合において有効である。

本実施例においては上記の如く被走査面８ａ、８ｃ、８ｂ、８ｄへの書き出しタイミングを、各々光偏向器５の異なった偏向面からの光束を１つの同期検出手段１６で検出し、該同期検出手段１６からの検出信号に基づいて決定している。

また本実施例においては主走査断面内において入射光学系ＬＡの光軸と、結像光学系１５ａの光軸Ｌとの成す角θを上記の如く７０度と設定しているため、第１、第２の走査ユニットＳ１、Ｓ２の走査タイミングに差が生じることになる。

そこで本実施例では同期検出手段を持たない第２の走査ユニットＳ２の書き出しタイミングを以下に示す決定手法に基づいて決定している。

まず、感光面（被走査面）上において、画像形成の開始前に光偏向器５の偏向面の特定と、各偏向面間の分割誤差を測定しておく。偏向面の特定および光偏向器の分割誤差は既知の方法で算出することが可能である。

光偏向器５の６つの偏向面をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ面とする。

光偏向器５を回転開始した際に同期検出手段で得られる検出信号として図３に示すようにＡ面−Ｂ面（ＴＡ−Ｂ）、Ｂ面−Ｃ面（ＴＢ−Ｃ）、Ｃ面−Ｄ面（ＴＣ−Ｄ）の各区間の時間を測定する。さらにＤ面−Ｅ面（ＴＤ−Ｅ）、Ｅ面−Ｆ面（ＴＥ−Ｆ）、Ｆ面−Ａ面（ＴＦ−Ａ）の各区間の時間を測定する。測定したＡ面−Ａ面間の時間から一走査の平均走査時間Ｔ：（Ａ面−Ａ面間時間／６）を算出し、先に測定した各面間の時間との差（分割誤差）：Δｔを算出する。例えばＡ面とＢ面であれば
Δｔ＝Ｔ−（ＴＡ−Ｂ）
である。

尚、先の各面間の時間測定の際に面の特定を併せて行っておく（このとき平均走査時間を計算値から算出するとモーターの回転ジッタにより誤差が発生するため実測値から算出する。）。

分割誤差ΔｔがΔｔ＞０の場合には、同期検出手段を有する第１の走査ユニットＳ１で検出した書き出し位置信号に対して書き出しを遅らせる方向にΔｔ遅延をかけて第２の走査ユニットＳ２の書き出し位置信号とすれば良い。

逆に分割誤差ΔｔがΔｔ＜０の場合には、書き出しを早める方向にΔｔ遅延をかけて第２の走査ユニットＳ２の書き出し位置信号とすれば良い。

図１に示すように本実施例においては第１、第２の走査ユニットＳ１、Ｓ２で走査タイミングに２０度の位相差がある。このため実際にはその位相差分を、分割誤差分を補正した信号に対して更に位相差分（本実施例においては走査画角で２０°相当）遅延をかける。この遅延をかけたものが第２の走査ユニットＳ２の擬似書き出し位置信号（擬似同期検出用信号）となる。

この擬似同期検出用信号に基づき第２の走査ユニットＳ２の被走査面８ｂ、８ｄへの書き出しタイミングを制御している。図４はこのときの各信号を示したタイムチャートである。

図４において第１の走査ユニットＳ１では、１つの偏向面５ａからの光束を検出してＳ１同期検出用信号が検出されたとき、特定時間ｔ_０後にＳ１画像信号に基づいて画像の書き込みを行う。

一方、第２の走査ユニットＳ２では１つの偏向面５ａからの光束を検出する。同期検出用信号が検出されたときは、このときのＳ１同期検出用信号から第１の走査ユニットＳ１と第２の走査ユニットＳ２間の位相差と複数の偏向面の分割誤差分補正した信号（時刻）より決定されるＳ２同期検出用信号を決定する。そしてＳ２同期検出用信号から特定時間後にＳ２画像信号に基づいて画像の書き込みを行う。

以上のように本実施例の光走査装置では、
複数の光源ユニットと、複数の光源ユニット毎に設けた入射光学系と、複数の偏向面を有する１つの偏向手段とを有している。そして複数の光源ユニットからの光束であって、入射光学系を介して偏向手段の互いに異なる偏向面に入射し、該偏向面で偏向した光束を結像光学系により、各々異なった被走査面上に導光している。そして複数の光源ユニットのうち１つの光源ユニットからの光束であって、偏向面で偏向された光束を検出し、被走査面への光束による書き出し用の同期信号を得るための１つの書き出し位置検出手段を設けている。

このとき同一走査時間において第１の結像光学系１５ａを介した主光線と偏向手段５に対して第１の結像光学系１５ａと反対側に配置した第２の結像光学系１５ｂを介した主光線との偏向手段５の回転方向に沿って測った角度が１８０度未満となるように構成している。

つまり本実施例では複数の光源ユニットからの光束による各々の被走査面上での書き出し用の同期信号は、偏向手段５の１つの偏向面で偏向された光束を書き出し位置検出手段１６で検出したときに得られる信号に基づいて決定している。

尚、走査タイミングの位相差が大きくなればなるほど誤差が大きくなるため走査タイミングの位相差は９０°以下が望ましい。

このように本実施例では上述した如く光偏向器を挟んで対向する走査ユニット（ステーション）で書き出し位置が一致しない場合でも常に同期検出手段を有する側の走査ユニットの書き出しが先行するように構成している。これにより対向する走査ユニットの書き出し位置が光偏向器の回転速度の変化の影響を有効に抑えることができる。

また本実施例では上述した如く複数の光源手段の発光部の数を複数にしたマルチビーム光源の場合においても、条件式(1),(2)を満足させると共に第1の結像レンズ６ａ（６ｂ）を通過した光束を同期検出手段１６へ導くように構成している。これにより光偏向器とシリンドリカルレンズとの間に開口絞りを配置することが容易に可能となり、マルチビーム時のジッターを低減することができる。
［比較例］
図５は本発明の効果を説明するための比較例の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。

本比較例において上記実施例１と異なる点は光偏向器５の回転方向を逆に構成したこと、同期検出用光束を結像光学素子６ａを介さずに同期検出手段に導いたことである。

本比較例のような構成をとった場合には第１の走査ユニットＳ１に対して、該第１の走査ユニットＳ１側の同期検出手段で検出される検出信号を基に書き出しタイミングを決定している第２の走査ユニットＳ２の方が画像書き出しが先行してしまう。

従って第１の走査ユニットＳ１が現在走査している偏向面５ａの１面前の偏向面５ｃで偏向した光束で検出した書き出し位置検出信号（同期検出用信号）に基づき第２の走査ユニットＳ２の擬似書き出し位置信号（擬似同期検出用信号）を生成することになる。そのため、１面分ジッタが悪化してしまう。

そこで本実施例では上述した如く光偏向器を挟んで対向する走査ユニット（ステーション）で書き出し位置が一致しない場合でも常に同期検出手段を有する側の走査ユニットの書き出しが先行するように構成している。これにより対向する走査ユニットの書き出し位置が光偏向器の回転速度の変化等の影響を有効に抑えることができる。

尚、本実施例では第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２の光源手段としてをそれぞれ２つの光源手段を用いたが、これに限らず、各々１つの光源手段から構成しても良い。

［カラー画像形成装置］
図６は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、光走査装置を1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。図６において、６０はカラー画像形成装置、６１は実施例１に示した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。

図６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、光走査装置６１に入力される。そして、光走査装置６１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。

本実施例におけるカラー画像形成装置は複数の走査ユニットからなる単一の光走査装置６１を１個配置している。そして各々の光束が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。

本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く複数の走査ユニットからなる単一の光走査装置６１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。

前記外部機器５２としては、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。

本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図 本発明の実施例１の光走査装置の副走査断面図 本発明の実施例１の分割誤差の補正を説明する図 本発明の実施例１のタイミングチャート 比較例の光走査装置の主走査断面図 本発明のカラー画像形成装置の要部断面図 従来の光走査装置の主走査断面図

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 光源手段
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 集光レンズ（コリメーターレンズ）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ シリンドリカルレンズ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 開口絞り
５ 偏向手段（ポリゴンミラー）
１５ａ，１５ｂ 結像光学系（ｆθレンズ系）
６ａ，６ｂ 第１の結像レンズ（ｆθレンズ）
７ａ，７ｂ 第２の結像レンズ（ｆθレンズ）
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 被走査面（感光ドラム面）
９ 同期検出用ミラー
１０ 同期検出用レンズ
１１ 同期検出用エッジ
１２ 同期検出用センサー
６１ 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 光ビーム
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 (6)

1. 光源手段と、該光源手段から出射した光束を偏向手段に導光する入射光学系と、該偏向手段で偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査ユニットを複数有し、
   該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偏向手段の異なった偏向面で反射偏向した光束を用いており、
   該２以上の走査ユニットは各々該偏向面の偏向点から該被走査面までの光軸上の距離をＴｃ、該偏向面の偏向点から該結像光学系のうち、該偏向手段に最も近い結像光学素子の入射面までの光軸上の距離をａ、主走査断面内において該偏向手段の偏向面に入射する光束の主光線と結像光学系の光軸との成す角をθとするとき、
   ａ／Ｔｃ＜０．１２
   θ＞２π／ｎ（但し、ｎは偏向手段の偏向面数でｎ≧５）
   であり、
   該２以上の走査ユニットの被走査面への光束の書き出しタイミングは、各々該偏向手段の偏向面からの光束を１つの書き出し位置検出手段で検出し、該１つの書き出し位置検出手段からの信号を用いて決定されており、
   同一走査時間において、該２以上の走査ユニットのうち、該書き出し位置検出手段が設けられている該走査ユニットによる被走査面上の光束の走査位置から、該偏向手段に対して反対側の走査ユニットによる被走査面上の光束の走査位置までの該偏向手段の回転方向に沿って測ったときの角度が１８０度未満であることを特徴とする光走査装置。
2. 複数の光源ユニットと、該複数の光源ユニット毎に設けた入射光学系と、異なった入射光学系から入射する光束を異なった偏向面にて偏向反射する１つの偏向手段と、該複数の光源ユニット毎に設けられ、該偏向面で偏向した光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する光走査装置であって、
   前記被走査面への光束の書き出しタイミングは、各々該偏向手段の偏向面からの光束を１つの書き出し位置検出手段で検出し、該１つの書き出し位置検出手段からの信号を用いて決定されており、
   前記複数の入射光学系のうち第１の入射光学系を介して前記偏向手段の偏向面に入射し該書き出し位置検出手段に入射する光束の主光線と、該第１の入射光学系を介し該偏向手段の偏向面で偏向された光束を被走査面に導光する第１の結像光学系の光軸との成す角をθ、該偏向面から該被走査面までの光軸上の距離をＴｃ、該偏向面の偏向点から該結像光学系のうち、該偏向面に最も近い結像光学素子の入射面までの光軸上の距離をａ、該偏向面の数をｎとするとき、
   ａ／Ｔｃ＜０．１２
   ３６０度／ｎ＜θ度
   であり、
   同一走査時間において、該第１の結像光学系を介した主光線と該偏向手段に対して該第１の結像光学系と反対側に配置した第２の結像光学系を介した主光線との該偏向手段の回転方向に沿って測った角度が１８０度未満であることを特徴とする光走査装置。
3. 前記書き出し位置検出手段は、前記結像光学系のうち、前記偏向手段に最も近い結像光学素子を通過した光束を用いて前記被走査面への光束の書き出しタイミングを決定してい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. 前記光源手段はそれぞれ複数の発光部を有しており、それぞれの複数の発光部から出射した複数の光束は同一の被走査面に導光されており、前記入射光学系と前記偏向手段との間の光路中に該複数の光束を制限する開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光走査装置。
5. 各々が請求項１から４の何れか１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ことを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 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ことを特徴とする請求項５に記載のカラー画像形成装置。