以下、本発明の一実施形態を図1〜図19に基づいて説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ1000の概略構成が示されている。
このレーザプリンタ1000は、光走査装置1010、感光体ドラム1030、帯電チャージャ1031、現像ローラ1032、転写チャージャ1033、除電ユニット1034、クリーニングブレード1035、トナーカートリッジ1036、給紙コロ1037、給紙トレイ1038、レジストローラ対1039、定着ローラ1041、排紙ローラ1042、排紙トレイ1043、通信制御装置1050、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置1060などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体1044の中の所定位置に収容されている。
通信制御装置1050は、ネットワークなどを介した外部機器との双方向の通信を制御する。
感光体ドラム1030は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム1030の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム1030は、図1における矢印方向に回転するようになっている。
帯電チャージャ1031、現像ローラ1032、転写チャージャ1033、除電ユニット1034及びクリーニングブレード1035は、それぞれ感光体ドラム1030の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム1030の回転方向に沿って、帯電チャージャ1031→現像ローラ1032→転写チャージャ1033→除電ユニット1034→クリーニングブレード1035の順に配置されている。
帯電チャージャ1031は、感光体ドラム1030の表面を均一に帯電させる。
光走査装置1010は、帯電チャージャ1031で帯電された感光体ドラム1030の表面に、上位装置(例えばパソコン)からの画像情報に基づいて変調された光束を照射する。これにより、感光体ドラム1030の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム1030の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム1030の回転に伴って現像ローラ1032の方向に移動する。なお、この光走査装置1010の構成については後述する。
トナーカートリッジ1036にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ1032に供給される。
現像ローラ1032は、感光体ドラム1030の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ1036から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像(以下では、便宜上「トナー像」ともいう)は、感光体ドラム1030の回転に伴って転写チャージャ1033の方向に移動する。
給紙トレイ1038には記録紙1040が格納されている。この給紙トレイ1038の近傍には給紙コロ1037が配置されており、該給紙コロ1037は、記録紙1040を給紙トレイ1038から1枚づつ取り出し、レジストローラ対1039に搬送する。該レジストローラ対1039は、給紙コロ1037によって取り出された記録紙1040を一旦保持するとともに、該記録紙1040を感光体ドラム1030の回転に合わせて感光体ドラム1030と転写チャージャ1033との間隙に向けて送り出す。
転写チャージャ1033には、感光体ドラム1030の表面上のトナーを電気的に記録紙1040に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム1030の表面のトナー像が記録紙1040に転写される。ここで転写された記録紙1040は、定着ローラ1041に送られる。
この定着ローラ1041では、熱と圧力とが記録紙1040に加えられ、これによってトナーが記録紙1040上に定着される。ここで定着された記録紙1040は、排紙ローラ1042を介して排紙トレイ1043に送られ、排紙トレイ1043上に順次スタックされる。
除電ユニット1034は、感光体ドラム1030の表面を除電する。
クリーニングブレード1035は、感光体ドラム1030の表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム1030の表面は、再度帯電チャージャ1031の位置に戻る。
次に、前記光走査装置1010の構成について説明する。
この光走査装置1010は、図2及び図3に示されるように、光源14、カップリングレンズ15、開口板16、シリンドリカルレンズ17、ポリゴンミラー13、偏向器側走査レンズ11a、像面側走査レンズ11b、3枚の走査用ミラー(12a、12b、12c)、同期検知センサ18、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)、液晶偏向素子20及び走査制御装置22(図2及び図3では図示省略、図13参照)などを備えている。そして、これらは、ハウジング21の中の所定位置に組み付けられている。なお、本明細書では、XYZ3次元直交座標系において、感光体ドラム1030の長手方向に沿った方向をY軸方向、各走査レンズ(11a、11b)の光軸に沿った方向をX軸方向として説明する。
光源14は、一例として図4に示されるように、40個の発光部が1つの基板上に形成された2次元アレイ100を有している。図4におけるM方向は主走査方向に対応する方向であり、S方向は副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向と同じ)である。また、T方向はM方向からS方向に向かって傾斜角α(0°<α<90°)をなす方向である。
この2次元アレイ100は、T方向に沿って10個の発光部が等間隔に配置された発光部列を4列有している。そして、これら4列の発光部列は、S方向に等間隔に配置されている。すなわち、40個の発光部は、T方向とS方向とにそれぞれ沿って2次元的に配列されている。ここでは、便宜上、各発光部列は、図4における紙面の上から下に向かって、第1発光部列、第2発光部列、第3発光部列、第4発光部列という。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは2つの発光部の中心間距離をいう。
また、各発光部を特定するために、便宜上、図4における紙面左下から右上に向かって、第1発光部列を構成する10個の発光部をv1〜v10、第2発光部列を構成する10個の発光部をv11〜v20、第3発光部列を構成する10個の発光部をv21〜v30、第4発光部列を構成する10個の発光部をv31〜v40とする。
また、各発光部は、設計上の発振波長が655nmの垂直共振器型面発光半導体レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:VCSEL)である。すなわち、2次元アレイ100は、いわゆる面発光レーザアレイである。
図2に戻り、カップリングレンズ15は、光源14から射出された光束を略平行光とする。
開口板16は、開口部を有し、カップリングレンズ15を介した光束のビーム径を規定する。
液晶偏向素子20は、開口板16の開口部を通過した光束の光路上に配置され、印加電圧に応じて、入射光を副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に関して偏向することができる。この液晶偏向素子20は、2枚の透明なガラス板の間に液晶が封入された構成であり、一例として図5(A)に示されるように、一方のガラス板の表面の上下に電極が形成されている。この電極間に電位差が与えられると、一例として図5(B)に示されるように、副走査方向に対応する方向に関して電位の傾斜が発生し、それに応じて液晶の配向が変化し、その結果、副走査方向に対応する方向に関して屈折率の傾斜が発生する。これにより、プリズムと同様に光の射出軸を副走査方向に対応する方向に関してわずかに傾けることができる。なお、液晶としては誘電異方性を有するネマティック液晶等が用いられる。
シリンドリカルレンズ17は、液晶偏向素子20を介した光束をポリゴンミラー13の偏向反射面近傍で副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に関して結像する。
光源14とポリゴンミラー13との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ15と開口板16と液晶偏向素子20とシリンドリカルレンズ17とから構成されている。
ポリゴンミラー13は、4面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー13は、副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に平行な軸の周りに等速回転し、シリンドリカルレンズ17からの光束を偏向する。
偏向器側走査レンズ11aは、ポリゴンミラー13で偏向された光束の光路上に配置されている。
像面側走査レンズ11bは、偏向器側走査レンズ11aを介した光束の光路上に配置されている。
走査用ミラー12aは、像面側走査レンズ11bを介した光束を反射し、その光路を折り曲げる。
走査用ミラー12bは、走査用ミラー12aを介した光束を反射し、その光路を折り曲げる。
走査用ミラー12cは、走査用ミラー12bを介した光束を反射し、その光路を折り曲げる。この走査用ミラー12cで反射された光束が感光体ドラム1030の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー13の回転に伴って感光体ドラム1030の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム1030上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。
偏向器側走査レンズ11a及び像面側走査レンズ11bの各面(入射面、射出面)は次の(1)式及び次の(2)式で表現される非球面である。ここで、XはX軸方向の座標、YはY軸方向の座標を示す。また、入射面の中央をY=0とする。Cm0はY=0における主走査方向に対応する方向の曲率を示し、曲率半径Rmの逆数である。a00,a01,a02,・・・は主走査形状の非球面係数である。また、Cs(Y)はYに関する副走査方向に対応する方向の曲率、Rs0は副走査方向に対応する方向の光軸上の曲率半径、b00,b01,b02,・・・は副走査方向に対応する方向の非球面係数である。なお、光軸は、Y=0で副走査方向に対応する方向における中央の点を通る軸をいう。
偏向器側走査レンズ11aの各面(入射面(第1面)、射出面(第2面))におけるRm、Rs0及び各非球面係数の値の一例が図6に示されている。
像面側走査レンズ11bの各面(入射面(第3面)、射出面(第4面))におけるRm、Rs0及び各非球面係数の値の一例が図7に示されている。
ポリゴンミラー13と感光体ドラム1030との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ11aと像面側走査レンズ11bと3枚の走査用ミラー(12a、12b、12c)から構成されている。
ところで、偏向器前光学系及び走査光学系の主な光学素子の位置関係が図8に示されている。そして、図8における符号d1〜d11の具体的な値(単位mm)の一例が図9に示されている。
また、シリンドリカルレンズ17からの光束の射出方向と、ポリゴンミラー13の偏向反射面により感光体ドラム1030の表面における像高0の位置(図8における符号p0の位置)へ向けて反射される光束の進行方向とのなす角(図8におけるθr)は60度である。
図2及び図3に戻り、ポリゴンミラー13で偏向され、走査光学系を介した光束のうち、画像形成に関与しない光束の一部は、同期検知用光束として、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)を介して同期検知センサ18に入射する。同期検知センサ18における同期検知用光束の入射位置は、ポリゴンミラー13の回転に伴って、主走査方向に対応する方向(便宜上、m方向とする)に移動する。
すなわち、ポリゴンミラー13から感光体ドラム1030に向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー13から同期検知センサ18に向かう光束が介するミラー面の数との差は、2枚である。
また、3枚の走査用ミラーのうち、光学的に感光体ドラム1030に最も近い位置に配置された走査用ミラー12cで反射された光束が同期検知センサ18で受光されるまでに介するミラー面の数は2枚である。
《同期検知センサ》
同期検知センサ18は、一例として図10に示されるように、その受光面が光学的に像面(設計上の像面)に略平行となるように配置されている。なお、図10における符号18´は、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)がないと仮定したときの同期検知センサ18の位置を示している。また、同期検知センサ18の受光面の法線方向は、同期検知用光束の入射方向に対して傾斜している(図10参照)。
同期検知センサ18は、一例として図11に示されるように、2つの受光部(第1受光部181、第2受光部182)を有する受光素子、該受光素子からの受光量に応じた信号(光電変換信号)を増幅するアンプ(AMP)183、該アンプ183の出力信号レベルと予め設定されている基準レベルVsとを比較し、その比較結果を出力する比較器(CMP)184を有している。この比較器184の出力信号は走査制御装置22に供給される。
受光素子の各受光部は、副走査方向に対応する方向(便宜上、s方向とする)の位置によってm方向の互いの間隔が異なっている。
第1受光部181は、一例として長方形状の受光部であり、長手方向がs方向と一致するように配置されている。すなわち、同期検知用光束が通過する2辺がs方向に平行である。
第2受光部182は、一例として平行四辺形状の受光部であり、第1受光部181の+m側に配置されている。そして、第2受光部182の長手方向は、受光面内において第1受光部181の長手方向に対して角度θ(0<θ<90°)だけ傾斜している。すなわち、同期検知用光束が通過する2辺がm方向に対して傾斜している。
アンプ183では、入力信号の反転が行われる。従って、受光素子の受光量が多いほど、アンプ183の出力信号レベルは低くなる。
前記基準レベルVsは、同期検知用光束が受光素子で受光されたときのアンプ183の出力信号レベル(最低値)よりも若干高いレベルに設定されている。そこで、各受光部のいずれかが同期検知用光束を受光したときに、比較器184での判断結果が変化し、それに応じて比較器184の出力信号が変化する。
同期検知センサ18は、感光体ドラム1030の表面における光束の入射位置が、設計上の位置のときに、同期検知用光束が、各受光部のほぼ中央を通過するように調整されている(図12(A)参照)。そして、このときに、同期検知用光束が第1受光部181で検知されてから第2受光部182で検知されるまでの時間は、基準時間Tsとして予め得られている(図12(B)参照)。なお、便宜上、このときの同期検知センサ18における同期検知用光束の入射位置の移動経路、すなわち設計上の移動経路を「経路A」という。
ところで、上記各光学素子をハウジング21内に取り付ける際の取り付け位置の誤差や、ハウジング21の変形等により、感光体ドラム1030に向かう光束の光路が設計上の光路に対して副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)にずれることがある。この場合には、同期検知用光束も、感光体ドラム1030に向かう光束と同様に、設計上の光路に対して副走査方向に対応する方向(ここでは、s方向)にずれることとなる。そして、一例として図12(C)に示されるように、同期検知センサ18における同期検知用光束の入射位置の移動経路も、経路Aに対して副走査方向に対応する方向にずれる。なお、便宜上、このときの移動経路を経路Bという。
そして、このときの移動経路のずれ量Δh(図12(C)参照)は、次の(3)式から求めることができる。ここで、ΔTは、比較器184の出力信号における立下りから次の立下りまでの時間Tと前記基準時間Tsとの差であり(図12(D)参照)、Vは同期検知用の光束の移動速度(走査速度)である。このずれ量Δhは、感光体ドラム1030に向かう光束の光路の設計上の光路に対する副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)のずれ量と相関関係がある。
Δh=(V/tanθ)×ΔT ……(3)
また、第1受光部181が同期検知用光束を受光したときの、比較器184の出力信号における立下りは、s方向における同期検知用光束の入射位置の影響を受けない(図12(B)及び図12(D)参照)。そこで、第1受光部181が同期検知用光束を受光したときの、比較器184の出力信号における立下りから走査開始のタイミングを求めることができる。
《走査制御装置》
走査制御装置22は、一例として図13に示されるように、CPU210、フラッシュメモリ211、RAM212、液晶素子駆動回路213、IF(インターフェース)214、画素クロック生成回路215、画像処理回路216、フレームメモリ217、ラインバッファ2181〜21840、書込み制御回路219、及び光源駆動回路221などを有している。なお、図13における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
画素クロック生成回路215は、画素クロック信号を生成する。なお、画素クロック信号は、1/8クロックの分解能で位相変調が可能である。
フレームメモリ217は、CPU210によってラスター展開された画像データ(以下、便宜上「ラスターデータ」と略述する)を一時的に格納する。
画像処理回路216は、フレームメモリ217に格納されているラスターデータを読み出し、所定の中間調処理などを行った後、発光部毎のドットデータを作成し、発光部それぞれに対応したラインバッファ2181〜21840へ出力する。
書込制御回路219は、同期検知センサ18の出力信号に基づいて、第1受光部181が同期検知用の光束を受光したときの、比較器184の出力信号における立下りを監視する。そして、該立下りを検出すると、走査開始のタイミングを求める。そして、走査開始のタイミングに合わせて、ラインバッファ2181〜21840から各発光部のドットデータを読み出し、画素クロック生成回路215からの画素クロック信号に重畳させるとともに、発光部毎にそれぞれ独立した変調データを生成する。
光源駆動回路221は、書込制御回路219からの変調データに応じて2次元アレイ100の各発光部を駆動する。
フラッシュメモリ211には、CPU210にて解読可能なコードで記述された各種プログラムが格納されている。
RAM212は、作業用のメモリである。
CPU210は、フラッシュメモリ211に格納されているプログラムに従って動作し、光走査装置1010の全体を制御する。
例えば、CPU210は、所定のタイミング毎に、同期検知センサ18の出力信号に基づいて、前記ずれ量Δhを求め、感光体ドラム1030の表面での光束の副走査方向に関する位置ずれ量(以下、便宜上「副走査ずれ量」と略述する)がほぼ0となるように、液晶偏向素子20の印加電圧を決定する。なお、ずれ量Δhと副走査ずれ量とは、一例として図14に示されるように線形の関係にあり、副走査ずれ量と印加電圧との関係は予め求められ、フラッシュメモリ211に格納されている。
なお、CPU210は、副走査ずれ量が感光体ドラム1030における走査線の間隔の1/2以上の場合は、副走査ずれ量が低減されるように画像データをシフトする。
液晶素子駆動回路215は、CPU210で決定された印加電圧を液晶偏向素子20に印加する。
IF(インターフェース)214は、プリンタ制御装置1060との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。上位装置からの画像データは、IF(インターフェース)214を介して供給される。
ところで、光走査装置1010は、一例として図15(A)に示されるように、ハウジング21の下部の締結部21aを介してプリンタ筐体1044の構造部材1044aに固定されている。そして、同期検知センサ18は、締結部21aの近傍に配置されている。
光走査装置1010が駆動されると、ポリゴンミラー13などの発熱により、一例として図15(B)に示されるように、ハウジング21は変形する。
ここでは、ハウジング21は、その周辺部が締結されるため中央部が持ち上がるように変形する。そこで、一例として図16に示されるように、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)は、傾き角が変化したり、位置が変化する。
一例として図17には、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)の傾き角変化(チルト)による同期検知用光束の光路変化が示されている。このときには、各同期検知用ミラーでの同期検知用光束の反射方向が変化する。しかしながら、同期検知用ミラー19aと同期検知用ミラー19bは、互いに近接した位置に配置されているため、それらの傾き角変化量はほぼ等しい。すなわち、θ1≒θ2であり、同期検知センサ18で受光される同期検知用光束は、略平行にシフトする。
また、一例として図18には、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)のZ軸方向に関する位置変化(シフト)による同期検知用光束の光路変化が示されている。同期検知用ミラー19aと同期検知用ミラー19bは、互いに近接した位置に配置されているため、それらの位置変化量(シフト量)はほぼ等しい。すなわち、ΔZ1=ΔZ2であり、同期検知センサ18で受光される同期検知用光束に変化はない。なお、X軸方向についても同様である。
従って、ハウジング21が変形し、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)に傾き角変化及び位置変化が生じると、同期検知センサ18で受光される同期検知用光束には、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)の傾き角変化による略平行なシフトが生じる。
また、一例として図19には、比較例として、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)に代えて1枚の同期検知用ミラー19が用いられ、ハウジング21の変形によって同期検知用ミラー19が傾き角変化を生じた場合の、同期検知用光束の光路変化が示されている。このときには、同期検知用ミラー19の傾き角変化による同期検知用光束の反射方向の変化が打ち消されるように同期検知センサ18も傾き角が変化する。この場合には、同期検知センサ18での同期検知用光束の受光位置の変化量が小さくなってしまうためダイナミックレンジが小さくなり、副走査ずれ量の検出精度が低下する。
しかしながら、本実施形態では、同期検知用ミラーを2枚備えているため、同期検知センサ18での同期検知用光束の受光位置は、ハウジング21の変形に対応して変化することとなる。すなわち、副走査ずれ量を精度良く検出することができる。
また、本実施形態では、同期検知センサ18が締結部21aの近傍に配置されているため、ハウジング21の変形による同期検知センサ18の姿勢変化を抑制することができる。
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置1010では、同期検知センサ18によってビーム検知センサが構成され、同期検知用ミラー19aと同期検知用ミラー19bとによってビーム検知光学系が構成されている。
また、走査制御装置22によって制御装置が構成されている。
また、CPU210によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置1010によると、ポリゴンミラー13で偏向され、走査光学系を介した光束のうち、画像形成に関与しない光束の一部は、同期検知用光束として、2枚の同期検知用ミラー(19a、19b)を介して同期検知センサ18に入射する。そこで、ポリゴンミラー13から感光体ドラム1030に向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー13から同期検知センサ18に向かう光束が介するミラー面の数との差は、2枚となる。これにより、稼動中にポリゴンミラー13から発生する熱によってハウジング21が変形したときに、各同期検知用ミラーの傾き角及び位置が変化しても、副走査ずれ量を精度良く検出することが可能となる。すなわち、副走査ずれ量を安定して精度良く検出することが可能となる。
そして、CPU210は、得られた副走査ずれ量がほぼ0となるように、液晶偏向素子20の印加電圧を決定し、液晶素子駆動回路215を介して液晶偏向素子20に印加している。従って、副走査ずれ量を安定して小さくすることが可能となる。
また、同期検知センサ18が、s方向の位置によってm方向の互いの間隔が異なる第1受光部181と第2受光部182とを有する受光素子を備えているため、ずれ量Δhを容易に精度良く検出することが可能となる。
また、光源14が、2次元アレイ100を有しているため、同時に複数の走査を行うことが可能となる。
また、同期検知センサ18の受光面が、光学的に像面と略平行であるため、像面上での走査速度と同期検知センサ18の受光面での走査速度とを等価にすることが可能となる。また、同期検知センサ18の受光面での反射光が戻り光として光源14まで到達するのを抑制できる。
また、本実施形態に係るレーザプリンタ1000によると、副走査ずれ量が安定して小さい光走査装置1010を備えているため、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。
さらに、光走査装置1010が2次元アレイ100を有する光源14を備えているため、高速で画像を形成することが可能となる。また、形成される画像の高密度化を図ることが可能となる。
また、ネットワークを介して、レーザプリンタ1000と、電子演算装置(コンピュータ等)、画像情報通信システム(ファクシミリ等)等とを接続することにより、1台の画像形成装置で複数の機器からの出力を処理することができる情報処理システムを形成することができる。また、ネットワーク上に複数の画像形成装置を接続すれば、各出力要求から各画像形成装置の状態(ジョブの混み具合、電源が入っているかどうか、故障しているかどうか等)を知ることができ、一番状態の良い(使用者の希望に一番適した)画像形成装置を選択し、画像形成を行うことができる。
また、上記実施形態では、同期検知センサが、主走査の開始情報とずれ量Δhに関する情報とを含む信号を出力する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、主走査の終了を検知するためのセンサが設けられているときには、該センサにずれ量Δhに関する情報を出力する機能を持たせても良い。また、主走査の開始を検知するためのセンサ及び主走査の終了を検知するためのセンサの両方に、ずれ量Δhに関する情報を出力する機能を持たせても良い。この場合には、走査線の曲がり情報を得ることが可能となる。
また、上記実施形態では、前記第1受光部181が長方形状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、同期検知用光束が通過する2辺がs方向に平行な形状であれば良い。
また、上記実施形態では、前記第2受光部182が、平行四辺形状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、同期検知用の光束が通過する2辺がm方向に対して傾斜している形状であれば良い。
また、上記実施形態では、光源14が40個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
また、上記実施形態において、前記液晶偏向素子20に代えて、副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に平行な軸回りに回動可能な非平行平板やガルバノミラーを用いても良い。
また、上記実施形態では、ポリゴンミラー13から感光体ドラム1030に向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー13から同期検知センサ18に向かう光束が介するミラー面の数との差が、2枚の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、ポリゴンミラー13から感光体ドラム1030に向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー13から同期検知センサ18に向かう光束が介するミラー面の数との差が、0枚あるいは偶数枚であれば良い。
また、上記実施形態では、3枚の走査用ミラーのうち、光学的に感光体ドラム1030に最も近い位置に配置された走査用ミラー12cで反射された光束が同期検知センサ18で受光されるまでに介するミラー面の数が2枚の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、複数の走査用ミラーのうち、光学的に感光体ドラム1030に最も近い位置に配置された走査用ミラーで反射された光束が同期検知センサ18で受光されるまでに介するミラー面の数が偶数枚であれば良い。
なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ1000の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置1010を備えた画像形成装置であれば、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。
例えば、レーザ光によって発色する媒体(例えば、用紙)に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、CTスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
また、多色のカラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高品質のカラー画像を安定して形成することが可能となる。
例えば、図20に示されるように、カラー画像に対応し、複数の感光体ドラムを備えるプリンタ2000であっても良い。
このプリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置2010、4個の感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4個の帯電チャージャ(2032a、2032b、2032c、2032d)、4個の現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、4個のトナーカートリッジ(2034a、2034b、2034c、2034d)、4個のクリーニングケース(2031a、2031b、2031c、2031d)、転写ベルト2040、給紙トレイ2060、給紙コロ2054、レジストローラ対2056、定着ローラ2050、排紙トレイ2070、排紙ローラ2058、通信制御装置2050、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2060などを備えている。
光走査装置2010は、一例として図21及び図22に示されるように、2個の光源ユニット(2200a、2200b)、2個の開口板(2201a、2201b)、2個の光束分割プリズム(2202a、2202b)、ポリゴンミラー2104、4個の液晶偏向素子(2203a、2203b、2203c、2203d)、4個のシリンダレンズ(2204a、2204b、2204c、2204d)、4個のfθレンズ(2105a、2105b、2105c、2105d)、8枚の走査用ミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108a、2108b、2108c、2108d)、4個のトロイダルレンズ(2107a、2107b、2107c、2107d)、4個の同期検知センサ(2205a、2205b、2205c、2205d)、及び不図示の走査制御装置などを備えている。
感光体ドラム2030a、帯電チャージャ2032a、現像ローラ2033a、トナーカートリッジ2034a、クリーニングケース2031a、液晶偏向素子2203a、シリンダレンズ2204a、fθレンズ2105a、走査用ミラー2106a、トロイダルレンズ2107a、走査用ミラー2108a、同期検知センサ2205aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030b、帯電チャージャ2032b、現像ローラ2033b、トナーカートリッジ2034b、クリーニングケース2031b、液晶偏向素子2203b、シリンダレンズ2204b、fθレンズ2105b、走査用ミラー2106b、トロイダルレンズ2107b、走査用ミラー2108b、同期検知センサ2205bは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030c、帯電チャージャ2032c、現像ローラ2033c、トナーカートリッジ2034c、クリーニングケース2031c、液晶偏向素子2203c、シリンダレンズ2204c、fθレンズ2105c、走査用ミラー2106c、トロイダルレンズ2107c、走査用ミラー2108c、同期検知センサ2205cは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030d、帯電チャージャ2032d、現像ローラ2033d、トナーカートリッジ2034d、クリーニングケース2031d、液晶偏向素子2203d、シリンダレンズ2204d、fθレンズ2105d、走査用ミラー2106d、トロイダルレンズ2107d、走査用ミラー2108d、同期検知センサ2205dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。
各光源ユニットはいずれも、前記2次元アレイ100を有している。
光源ユニット2200aから射出され、開口板2201aの開口部を通過した光束は、光束分割プリズム2202aでKステーション用の光束とCステーション用の光束とに分割される。また、光源ユニット2200bから射出され、開口板2201bの開口部を通過した光束は、光束分割プリズム2202bでMステーション用の光束とYステーション用の光束とに分割される。
各同期検知センサはいずれも、前記同期検知センサ18と同様なセンサであり、対応する像面に等価な面に対して前記同期検知センサ18と同様な位置に配置され、ずれ量Δh及び対応する感光体ドラムにおける主走査の開始を検出するために用いられる。
走査制御装置は、前記走査制御装置22と同様にして、各同期検知センサの出力信号に基づいて、各感光体ドラムにおける副走査ずれ量を取得する。そして、走査制御装置は、副走査ずれがほぼ0となるように各液晶偏向素子に電圧を印加する。
また、走査制御装置は、前記走査制御装置22と同様にして、各感光体ドラムにおける走査開始を検出する。
また、走査制御装置は、前記走査制御装置22と同様に、副走査ずれ量が感光体ドラムにおける走査線の間隔の1/2以上の場合は、副走査ずれが相殺されるように、対応する画像データをシフトする。
このプリンタ2000では、ポリゴンミラー2104から各感光体ドラムに向かう光束が介するミラー面の数と、ポリゴンミラー2104から各同期検知センサに向かう光束が介するミラー面の数との差は、0枚である。従って、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
このプリンタ2000では、感光体ドラムが1つだけのタイプの画像形成装置、すなわち4色に対応して4回の書き込みが必要な画像形成装置と比較して、4倍の速度で画像を形成することが可能となる。
なお、このプリンタ2000において、光走査装置を1色毎に設けても良いし、2色毎に設けても良い。
11a…偏向器側走査レンズ(走査光学系の一部)、11b…像面側走査レンズ(走査光学系の一部)、12a〜12c…走査用ミラー(走査光学系の一部)、13…ポリゴンミラー(偏向器)、14…光源、18…同期検知センサ(ビーム検知センサ)、181…第1受光部、182…第2受光部、19a…同期検知用ミラー(ビーム検知光学系の一部)、19b…同期検知用ミラー(ビーム検知光学系の一部)、20…液晶偏向素子、21…ハウジング、22…走査制御装置(制御装置)、1000…レーザプリンタ(画像形成装置)、1010…光走査装置、1030…感光体ドラム(像担持体)、1050…通信制御装置(通信装置)、2000…プリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置、2030a,2030b,2030c,2030d…感光体ドラム(像担持体)、2050…通信制御装置(通信装置)、2104…ポリゴンミラー(偏向器)、2105a〜2105d…fθレンズ(走査光学系の一部)、2106a〜2106d…走査用ミラー(走査光学系の一部)、2107a〜2107d…トロイダルレンズ(走査光学系の一部)、2108a〜2108d…走査用ミラー(走査光学系の一部)、2205a〜2205d…同期検知センサ(ビーム検知センサ)。