(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光源をモノリシックに形成してなる面発光レーザと、該面発光レーザの光ビームの出力をモニタする光センサと、前記モニタ信号に基づいて前記面発光レーザを駆動する駆動回路が形成されるプリント基板と、前記面発光レーザからの光ビームを所定の光束状態とするカップリングレンズと、これらを一体的に保持する保持部材と、を有するマルチビーム光源装置において、
前記面発光レーザにおける前記複数の発光源のそれぞれの電極部と接続された発光源側配線パターンと前記駆動回路の端子とを結線する透明基板側配線パターンが形成される透明基板を備え、
前記発光源側配線パターンは、前記面発光レーザの射出面において、該発光源側配線パターンの中央部を前記複数の発光源から射出された光ビームが通過する光ビーム用開口とし、周辺部にて前記透明基板側配線パターンと接続するように形成され、
前記透明基板の前記配線パターン形成面に前記面発光レーザの射出面を当接して実装するとともに、前記プリント基板面に前記配線パターン形成面を当接して装着することで、前記透明基板側配線パターンを介して、前記駆動回路の端子と前記発光源側配線パターンとを接続し、前記透明基板を装着した前記プリント基板面を、前記保持部材に設けられ前記カップリングレンズの光軸と直交する取付面に突き当てて支持することを特徴とするマルチビーム光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチビーム光源装置において、
前記透明基板側配線パターンは、更に、前記光センサの電極と接続された光センサ側配線パターンと前記駆動回路の端子とを結線するよう構成され、
前記光センサ側配線パターンは、前記光センサの受光面において、該光センサ側配線パターンの中央部を該光センサが受光するための開口とし、周辺部にて前記透明基板側配線パターンと接続するように形成され、
前記配線パターン形成面に前記光センサの受光面を当接して実装することで、前記透明基板側配線パターンを介して、前記駆動回路の端子と前記光センサ側配線パターンとが接続されることを特徴とするマルチビーム光源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマルチビーム光源装置において、
前記取付面上における前記面発光レーザと前記光センサとの配列方向と直交する方向の前記プリント基板の位置決めを行う位置決め手段を、前記保持部材に配備したことを特徴とするマルチビーム光源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のマルチビーム光源装置において、
前記面発光レーザからの光ビームを分岐し、その一方を前記光センサへと反射する光路分岐部材を、前記保持部材に配備したことを特徴とするマルチビーム光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載のマルチビーム光源装置において、
前記光路分岐部材を、少なくとも前記カップリングレンズの光軸方向に調整可能としてなることを特徴とするマルチビーム光源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のマルチビーム光源装置において、
前記カップリングレンズから射出する光束径を規制するアパーチャを備えるとともに、前記アパーチャの開口の縦横比に対する前記光センサの受光面の開口の縦横比が±２０％の範囲内となるよう設定したことを特徴とするマルチビーム光源装置。
【請求項７】
請求項２に記載のマルチビーム光源装置において、
前記カップリングレンズから射出する光束径を規制するアパーチャを備えるとともに、前記アパーチャの開口の縦横比に対する前記光センサの受光面の開口の縦横比が±２０％の範囲内となるよう設定され、
前記光センサの受光面の開口幅は、該光センサの受光面において、前記光センサ側配線パターンの中央部に形成された開口の幅であることを特徴とするマルチビーム光源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のマルチビーム光源装置と、該マルチビーム光源装置からの光ビームを走査する偏向器と、走査された光ビームを被走査面上に結像する結像光学系とを有する光走査装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光走査装置において、
複数の像担持体に対して、前記マルチビーム光源装置からの光ビームを、前記偏向器の一走査毎に時系列に交互に走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の光走査装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のビームを同時に走査して画像形成を行う光走査装置などに用いられる、面発光レーザ（VCSEL）を搭載したマルチビーム光源装置、該マルチビーム光源装置を有する光走査装置、該光走査装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１等に示されるタンデム方式によるカラー画像形成装置においては、各色に対応した感光体ドラムを転写体の搬送方向に沿って配列し、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ね合わせることで、１パス（１回の通紙）でカラー画像が形成でき高速化が可能である。
一方、光走査装置を高速化する手段として、マルチビーム方式の走査装置が提案されている。
マルチビーム走査装置は、複数のビームを一括で走査し、隣接する複数のラインを同時に記録することができ、偏向手段であるポリゴンスキャナの回転速度を上げずに高速化が可能となる。
【０００３】
特許文献２には、面発光レーザ（VCSEL）を用いて一括走査することで、複数ラインを同時に形成する方式が提案されている。面発光型半導体レーザを用いることで、数十ビーム以上にまで発光源を増やすことができるので、ポリゴンモータの回転速度を上げることなく、感光体上での記録密度を向上でき、印刷ライクな高精細な画像記録が行える。
このような面発光レーザ200は、図９に示すように、モノリシックに2次元配列された面発光型半導体レーザアレイチップ201を、放射状にリード端子が配備され、箱型に形成されたフラットパッケージ206内に、その射出面をパッケージの表側に向けて裏面をパッケージの表面に形成された凹部底面に接着し、ワイヤーボンディングにより各発光源の電極をリード端子に結線して装着され、ゴミ付着や酸化防止から発光源を保護するためガラス窓205を被せて密封状態とされる。フラットパッケージ206は、一般の電子部品と同様、プリント基板207に裏面を当接し、側面に露出したリード端子を半田付けして実装される。
【０００４】
特許文献３には、面発光レーザと光センサとを共通のプリント基板に実装し、面発光レーザからの光ビームを分岐して、その一方を光センサに導いて出力をモニタする構成例が開示されている。
図９は光センサを面実装型とした従来例を示すが、面発光レーザからの光ビーム出力をモニタする光センサ202は、リード端子が配備された樹脂パッケージ内にPDセンサチップを密封状態とした形態をなし、端子を半田付けしてプリント基板207に実装される。
面発光レーザ200からの光ビームは、ハーフミラー208等を用いて光路を分岐され、ハーフミラー208で反射された光ビームを集光レンズ209を介して光路ずれを補正して光センサ202に導き、各発光源からの光ビームを確実に入射させ、光量を検出することで、ハーフミラー208を通過した光ビームの出力を制御し、被走査面である感光体上での露光光量を一定に保っている。
【０００５】
また、特許文献４には、面発光半導体レーザチップを、配線パターンを形成したガラス基板に実装した面発光レーザが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
昨今、電子写真プロセスを用いたカラー画像形成装置は、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用いられるようになりつつあり、より高精細な画像品質が求められており、面発光レーザを用いることで、高速・高密度な画像記録が可能となる。
前記したように、従来、面発光レーザはフラットパッケージ内に収納され、発光源毎に電極を結線していることで、実装にかかるコストが高く、また、パッケージに対する装着面が射出面とは異なる裏面であることで、装着面誤差の影響を受けて面発光レーザからの光ビームの射出方向のばらつきが大きく、光ビームを所定の光束状態、実施例では平行光束とするカップリングレンズにおいては、光軸に対する光ビームの入射位置の偏心に対応するために、口径を大きく、かつ焦点距離を長くする必要があり、マルチビーム光源装置そのものが大型化するという欠点があった。
【０００７】
また、特許文献４に開示されるように、ガラス基板上に直接、面発光型半導体レーザアレイチップを実装する構成とすることでパッケージレスは可能となるが、従来の光源ユニットでは、フラットパッケージの外壁面をカップリングレンズを保持する保持部材に突き当てて位置決めを行っている。
ガラス基板は剛性が低く、切断端面も精度良く仕上がっていないため、パッケージレスに伴って同様な方式で位置決めができず、カップリングレンズと面発光レーザとの配置精度をどう安定的に維持するかが課題となる。
さらに、前記した面発光レーザからの光ビームを検出する光センサについても、面発光レーザの発光源の配列と光センサとの姿勢や相対位置がプリント基板上に実装する際のばらつきによって、光センサで検出される光量の発光源間の偏差が大きくなり、出力を一定に保つAPC（Auto Power Control）制御の精度劣化を招き、画像濃度を安定的に維持するうえで支障となっている。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、面発光レーザのパッケージレスを実現できるとともに、小型・低コストでありながら、複数の発光源からの光ビームの光量を精度よく制御でき、被走査面上における発光源間の偏差を最小限とし、濃度むらのない高品位な画像形成を行うことができるマルチビーム光源装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の発光源をモノリシックに形成してなる面発光レーザと、該面発光レーザの光ビームの出力をモニタする光センサと、前記モニタ信号に基づいて前記面発光レーザを駆動する駆動回路が形成されるプリント基板と、前記面発光レーザからの光ビームを所定の光束状態とするカップリングレンズと、これらを一体的に保持する保持部材と、を有するマルチビーム光源装置において、
前記面発光レーザにおける前記複数の発光源のそれぞれの電極部と接続された発光源側配線パターンと前記駆動回路の端子とを結線する透明基板側配線パターンが形成される透明基板を備え、前記発光源側配線パターンは、前記面発光レーザの射出面において、該発光源側配線パターンの中央部を前記複数の発光源から射出された光ビームが通過する光ビーム用開口とし、周辺部にて前記透明基板側配線パターンと接続するように形成され、前記透明基板の前記配線パターン形成面に前記面発光レーザの射出面を当接して実装するとともに、前記プリント基板面に前記配線パターン形成面を当接して装着することで、前記透明基板側配線パターンを介して、前記駆動回路の端子と前記発光源側配線パターンとを接続し、前記透明基板を装着した前記プリント基板面を、前記保持部材に設けられ前記カップリングレンズの光軸と直交する取付面に突き当てて支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パッケージ実装にかかるコストおよび部品点数を削減でき、カップリングレンズに対する面発光レーザからの光ビームの偏心も高精度に抑制できるので、カップリングレンズの焦点距離を短縮でき、マルチビーム光源装置を小型化することができるとともに、濃度むらのない高品位な画像形成に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る光走査装置の斜視図である。
【図２】光源ユニットの要部と制御構成を示す図である。
【図３】光源ユニットの分解斜視図である。
【図４】透明基板に対する面発光レーザの実装位置関係を示す斜視図である。
【図５】面発光レーザの発光源の配列パターン等を示す拡大図である。
【図６】書込制御のタイミングチャートである。
【図７】偏向器におけるポリゴンミラーの回転位相制御構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。
【図９】従来における透明基板に対する面発光レーザの実装位置関係を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図1は4つの画像形成ステーション（以下、単に「ステーション」ともいう）を走査する光走査装置の実施例である。
2ステーション毎に2体に分けてユニット化され、各々光源ユニットからの複数の光ビームを単一のポリゴンミラーにより同一方向に偏向、走査することで、像担持体としての各感光体ドラムを走査するようにした光走査装置の構成例を示す。
【００１３】
4つの感光体ドラム101、102、103、104は、中間転写体としての中間転写ベルト105の移動方向（矢印方向）に沿って等間隔で配列され、順次異なる色のトナー像を、図示しない１次転写手段により中間転写ベルトに転写し重ね合わせることでカラー画像を形成する。中間転写ベルト105は３つの支持ローラに掛け回されている。
図示するように各感光体ドラムを走査する光走査装置は一体的に構成された２つの光走査装置９００Ａ、９００Ｂからなり、それぞれにおいて、回転方向に位相をずらした2段構成のポリゴンミラー106により各々光ビームを走査する。ポリゴンミラー106とこれを回転させる駆動源等により偏向器が構成される。
各光走査装置９００Ａ、９００Ｂの構成は同様であるので、ここでは、感光体ドラム101、102を走査する一方（９００Ａ）のみを説明する。
【００１４】
光源ユニット107は同時に走査する2ステーションに対し共用に配備され、光束分割プリズム108を用い、上記回転方向に位相をずらした2段構成のポリゴンミラー106の各面に対応して上下2段に光ビームを分岐し、各感光体ドラムに、時系列に、交互に各ステーションに対応した画像を形成していく。
光源ユニット107は、図2、5に示すように、主走査方向・副走査方向にマトリクス状に等間隔で配列したｍ行×n列、実施例では8×4に亘って2次元に配列した32個の発光源を有する面発光型半導体レーザアレイ211を有している。
面発光型半導体レーザアレイの発光源は、副走査方向における発光源の配列方向が主走査方向に対して直交するように主走査方向から所定だけ傾けて配列されており、結像面である感光体ドラム上において各発光源からのビームスポットが記録密度に相当する走査ラインピッチpとなるように配列ピッチが設定され、32ラインが同時に走査されるようにしている。
【００１５】
光束分割プリズム108はハーフミラー面121と、該ハーフミラー面121と平行なミラー面122とを有し、アパーチャ214を通過した各発光源からのビーム200は、各々ハーフミラー面で1/2の光量が反射され、残りの1/2は透過して上下に2分岐され、方向を揃えて副走査方向に所定間隔をもって射出される。
本実施例ではこの間隔をポリゴンミラー、ｆθレンズの上下間隔と等しい6mmとしている。
図１に示すように、シリンダレンズ110、111は、分岐された各光ビームに対応して設けられ、副走査方向に正の曲率を有し、ポリゴンミラー面上で光ビームを一旦収束させ、後述するトロイダルレンズとにより偏向点と感光体面上とを副走査方向に共役関係となるように、光軸方向に位置調整して支持する。
【００１６】
ポリゴンミラー106は4面で、同一の偏向面により各発光点列からの複数のビームを一括で偏向、走査する。上下のポリゴンミラーの位相は回転方向に45°ずつずらしており、光ビームの走査は上下段で交互に行われる。
結像光学系はｆθレンズ112とトロイダルレンズ113、114とからなり、いずれもプラスチック成形によるもので、ｆθレンズ112は主走査方向にはポリゴンミラーの回転に伴って感光体面上でビームが等速に移動するようにパワーを持たせた非円弧面形状となし、層状に2段に積み重ねて一体に構成される。
トロイダルレンズ113を通った走査ビームは、走査開始側に配備された同期検知手段としての光検知センサ123、走査終端側に配備された同期検知手段としての光検知センサ124に入射され、光検知センサ123の同期検出信号を基に各々発光源毎の書込み開始のタイミングをとる。
【００１７】
一方、走査終端側に配備された光検知センサ124の検出信号は、各々走査開始側に配備された光検知センサ123からの光ビームの検出時間差を計測し、あらかじめ定められた基準値と比較して、発光源を変調する画素クロックを可変することで、主走査方向の倍率のずれを補正している。
なお、本実施例では、一方のステーションのみに光検知センサを配備し共用しているが、各々のステーション毎に配備しても良い。
【００１８】
以下、発光源から感光体ドラムに至る光線の経路について説明する。
図２に示すように、面発光型半導体レーザアレイ211の複数の発光源は、カップリングレンズ213の光軸に対して対称に配置され、カップリングレンズ213によって各々平行光束に変換された後、上記したように、光束分割プリズム108によって副走査方向上下に2分岐され、各ステーションに対応する感光体ドラムに導かれる。
図１に示すように、光束分割プリズム108の下段から射出した複数の発光源からのビームは、シリンダレンズ110を介してポリゴンミラー106の下段で偏向、走査され、ｆθレンズ112の下段を通って折返しミラー120によりトロイダルレンズ113に入射され、折返しミラー115、116を介して感光体ドラム101上にスポット状に結像し、第1の画像形成ステーションとしてイエロー（Ｙ）色の画像情報に対応した潜像を形成する。
【００１９】
光束分割プリズム108の上段から射出した複数の発光源からのビームは、シリンダレンズ111を介しポリゴンミラー106の上段で偏向、走査され、ｆθレンズ112の上段を通って折返しミラー117によりトロイダルレンズ114に入射され、折返しミラー118、119を介して感光体ドラム102上にスポット状に結像し、第2の画像形成ステーションとしてマゼンタ（Ｍ）色の画像情報に対応した潜像を形成する。
感光体ドラム104上にブラック（Ｋ）色の画像情報に対応した潜像を形成する第4の画像形成ステーション、感光体ドラム103上にシアン（Ｃ）色の画像情報に対応した潜像を形成する第3の画像形成ステーションも同様であるので、ここでは説明を省く。
【００２０】
ここで、トロイダルレンズ113、114は、レンズ部を囲うようにリブ部が一体形成され、支持板金132に保持される。支持板金132は、その一端をステッピングモータ131のシャフトに螺合した送りねじの先端を突き当て、もう一端を支点にして光軸と平行な軸を回転軸として回動調節でき(図２のγ方向の調整と同様；以下、「γ回転」ともいう)、それに伴って副走査方向におけるトロイダルレンズの母線が傾いてトロイダルレンズの結像位置としての走査ラインが傾けられ、感光体上においてステーション間の走査ラインが平行となるように補正できる。
【００２１】
図3、4および図5には、光源ユニット107の構成を示す。
モノリシックに2次元配列された面発光型半導体レーザアレイチップ211および各発光源からの光ビームを受光する光センサとしてのモニタ用PDチップ（フォトダイオードチップ）212は、面発光型半導体レーザアレイチップ211の各発光源およびモニタ用PDチップ212の電極と前記駆動回路の端子とを結線する配線パターンが形成される透明基板210に、面発光型半導体レーザアレイチップ211の射出面、モニタ用PDチップ212の受光面を、各々アップサイドダウンで、配線パターン形成面に当接して実装し、結線される。
そのため、各発光源およびモニタ用PDチップ212の電極部における配線パターンは中央部を開口とし周辺部で接続するパターンとしている。
半導体レーザアレイチップ211とモニタ用PDチップ212とは主走査方向に配列され、副走査方向の中心位置が整列するように配置されている。
【００２２】
さらに、前記構成による透明基板210の配線パターン形成面を、面発光型半導体レーザアレイチップ211の各発光源を駆動する駆動回路が形成されるプリント基板215の基板面に当接して装着し、回路接続がなされる。
プリント基板215は、ベース部材224に形成したカップリングレンズ213の光軸と直交する取付面219に、透明基板210を装着した基板面を突き当て、面発光型半導体レーザアレイチップ211とモニタ用PDチップ212との中心位置の延長線上に配置した位置決めピン220をプリント基板215の基準穴、従基準穴221に係り合うようにして位置決めし、ネジ固定される。
面発光型半導体レーザアレイチップ211の各発光源から射出した光ビームは、透明基板210を透過し、主走査方向に約10°傾けた光路分岐部材としてのハーフミラー217で分岐され、発光源から射出される約10％の光量が反射されてモニタ用PDチップ212に入射されるようにしている。
【００２３】
ハーフミラー217は、光源側の面にハーフミラー膜がコーティングされ、一体形成された枠部218の外壁をベース部材224に形成した貫通部の内壁222に沿わせて、光軸方向に移動調整可能としており、面発光型半導体レーザアレイチップ211の各発光源から射出した光ビームについて、モニタ用PDチップ212での検出光量の偏差が最小となるよう入射位置が調整され、接着固定される。
光センサを面発光レーザとの配置精度を保って保持できるので、各発光源からの光ビーム間の検出光量の偏差を最小限とすることができ、濃度むらのない高品位な画像形成が行える。
また、光路分岐部材を保持部材に配備したことにより、光路分岐部材を光センサと面発光レーザとの配置精度を保って保持できるので、各発光源からの光ビーム間の検出光量の偏差を最小限とすることができ、濃度むらのない高品位な画像形成が行える。
さらに、光路分岐部材をカップリングレンズの光軸方向に調整可能としてなることにより、光センサに入射する各発光源からの光ビーム間の検出光量の偏差を高精度に抑制することができ、一層濃度むらのない高品位な画像形成が行える。
なお、本実施例では、ハーフミラーを光路分岐部材として用いた例を示したが、反射ミラーに光束径よりも小さな開口を設け、開口外の領域を反射するアパーチャミラーや、回折面を用いて0次光と1次光で分岐するなど、いずれの方式を用いても良い。
【００２４】
ポリゴンミラー各面での走査開始後、画像領域に至るまでの時間、図6に示すAPC（Auto Power Control）信号のタイミングで、各発光源を順次点灯して各々のビーム強度をモニタ用PDチップ212で検出し、あらかじめ設定された基準値と比較して各発光源の出力が所定値となるように注入電流をセットする。セットされた注入電流は次の検出時まで保持され、発光源出力を一定に保つ。
面発光型半導体レーザアレイ211からの複数の光ビームはカップリングレンズ213のx、y、z方向の配置調整によって、カップリングレンズ213の光軸に直交する面内(yz平面)において光軸に対して各発光源が対称に配列するように、また、各発光源からの光ビームが平行光束となるように調整され、射出される。
【００２５】
光源ユニット107は、カップリングレンズ213を保持するホルダ部材223と、面発光型半導体レーザアレイ211を実装したプリント基板215を保持するベース部材224とをカップリングレンズ213の光軸に直交する基準面で接合し、ネジ締結することで一体化した構成としている。ベース部材224とホルダ部材223とで保持部材が構成されている。
ベース部材224とホルダ部材223とは略同一の熱膨張係数であることが望ましく、本実施例では同一の材質で2体に分割して構成しているが、一体構成としてもよい。
プリント基板215には上記発光源の発光出力を一定に保持するパワー制御回路や画像情報に応じて発光源を各々変調する駆動回路が形成される。
カップリングレンズ213は、ホルダ部材223に形成された円筒面225に、上記した面発光型半導体レーザアレイ211との位置出しを行い、コバ部との隙間に接着剤を充填して固定され、光源ユニットから射出する光束径を規制するアパーチャ214が形成されたキャップ216が装着されて、光源ユニットをなす。
【００２６】
ここで、アパーチャ214は、カップリングレンズ213の光軸と同軸に形成した矩形開口をなし、主走査幅a1、副走査幅b1、また、前記したモニタ用PDチップ212の主走査幅a2、副走査幅b2とすると、本実施例では、a1／b1が約5に対し、a2／b2乃至はb2／a2が5±1となるようにモニタ用PDチップ212の開口幅を設定しており、透明基板210の配線パターンにより開口幅を規定している。
これにより、面発光型半導体レーザアレイ211の放射角の変化によりアパーチャ214の開口を通過する光ビームの光量が変動しても、アパーチャ214の開口を通過する前で分岐した光ビームを受光するモニタ用PDチップ212で検出した光量との比が常に一律、実施例では±20％以内となるように開口の縦横比を揃えている。
光センサを複数の発光源の配列との配置精度を保って開口を規定できるので、走査面に到達する光量の制御精度が向上できる。
なお、放射角が主走査、副走査に等方的に変化するため、長辺、短辺の方向が合っていなくてもよく、a2／b2乃至はb2／a2のいずれでもよい。
また、本実施例では矩形開口（長方形）としているが、楕円や長円であっても効果は同様である。
カップリングレンズから射出する光束径を規制するアパーチャと光センサの受光面との開口の縦横比が略等しくなるよう設定したことにより、面発光レーザからの放射角の変動があっても光センサで精度よく検出できるので、被走査面に到達する光量の制御精度を向上できる。
【００２７】
光源ユニット107は、光軸に直交する面内に当接し、光軸と同軸に形成した円筒部228を、ポリゴンスキャナ（偏向器と同義）や結像光学系が支持される、図示しないハウジングに嵌合して回動可能に支持される。
ホルダ部材223にはアーム部229が設けられ、調節ネジ230を突き当てて、調節ネジ230のねじ込み量を加減することで、光源ユニット107全体をγ回転して、面発光型半導体レーザアレイ211の配列方向の姿勢を調整することで、プリント基板215上の面発光型半導体レーザアレイ211の姿勢誤差などがあっても、感光体面上における各発光源からのビームスポットの副走査方向配列が主走査方向と直交するように組み付けることができ、走査ラインピッチが均一化できる。
本実施例では、前記したように、モニタ用PDチップ212を一体的に構成していることで、前記調整によっても面発光型半導体レーザアレイ211とモニタ用PDチップ212との相対位置は保たれる。
【００２８】
図６は、書込制御におけるタイミング図を示す。面発光型半導体レーザアレイ211の配列方向のずれは、例えば、ビームスポットb(1,1)、b(m,n)各々の同期検知信号の発生タイミングを検出することで確認でき、発生タイミングのずれΔtが0となるように調整すればよい。
ここで、GATE信号1、GATE信号2は各ステーションの画像記録を行う書込タイミングを示す。
一方、上記したように、本実施例では、光走査装置は2ステーション毎に2体に分けてユニット化される。
図中、δは各ユニットにおける2つのポリゴンスキャナの位相制御を示すが、ユニット間におけるポリゴンスキャナの回転位相を制御することにより、各々の副走査方向の書出し位置が揃うように走査位置をシフトする。
【００２９】
図７に示すように、ポリゴンスキャナ401、402は、一般に、円周方向に等分するようにS極とN極が配列されたロータマグネットを回転体に有し、各極の境目が回路基板上に配備したホール素子上を通過する度に一定周期の回転位置検出信号を発生して回転速度が制御される。
ポリゴンスキャナは、回転数に応じて一定の周波数のパルス信号f0が外部から入力され回転するが、このパルス信号と上記した回転位置検出信号とをPLL回路に入力することで、回転位置検出信号が一定周期となるように位相を制御した駆動周波数fdを生成してポリゴンミラーを等速で回転する。
【００３０】
各ポリゴンスキャナには同一周波数のパルス信号f0が入力され、ポリゴンミラーの回転速度は等しい。
一方、ポリゴンミラーにより偏向された光ビームは、各走査の開始端で同期検知センサ123で検出され、各面毎に同期検知信号が発生される。
本実施例では、同一像高に同期検知センサを配置し、ポリゴンミラーの面数と1回転に対応した回転位置検出信号とのパルス数が等しくなるように極数を設定することで、ポリゴンミラー106を基準としたもう一方の同期検知信号の位相差を加算器に入力することで、PLL回路から出力された駆動周波数fdの位相を制御することで、ユニット間の同期検知信号の検知タイミングσが所定値となるようにポリゴンミラーの回転位相を制御している。
ここで、回転位相σは、走査位置のシフト量をｄ(mm)、中間転写ベルトの移動速度をv（mm/s）、ポリゴンスキャナの走査周波数をｆ(Hz)とすると、以下の式で与えられる。
σ＝ｄ／v−ｋ／ｆ
ここで、ｋはσを最小とする整数
【００３１】
上記のように、マルチビーム光源装置と、マルチビーム光源装置からの光ビームを走査する偏向器と、走査された光ビームを被走査面上に結像する結像光学系とを有することにより、小型・低コストでありながら、被走査面上における各発光源からの光ビームの光量偏差が小さい、濃度むらのない高品位な画像形成が行える光走査装置を提供できる。
また、複数の感光体ドラムに対して、マルチビーム光源装置からの光ビームを、前記偏向器の一走査毎に時系列に交互に走査することにより、
複数の感光体に対応した画像データにより、時系列に交互に前記面発光レーザを駆動することで、1つのマルチビーム光源装置により複数の感光体に同時に画像書込みが行えるので、光源ユニットの占めるスペースが1/2で済み、光走査装置を小型化することができる。
【００３２】
図８は上記光走査装置を搭載した画像形成装置の例を示す。
ブラック色の画像情報に対応した潜像を形成する第4の画像形成ステーションを代表して説明すると、感光体ドラム104の周囲には、感光体を高圧に帯電する帯電器902、光走査装置900Bにより記録された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ903を有する現像装置904、中間転写ベルト105に転写後ドラムに残ったトナーを除去するクリーニング装置905が配置されている。
感光体ドラムへは上記したようにポリゴンミラー1面毎の走査により複数ライン同時に画像記録が行われる。
上記したように、画像形成ステーションは中間転写ベルト105の移動方向に並列され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が中間転写ベルト上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
各画像形成ステーションはトナー色が異なるだけで、基本的には同一構成である。
一方、記録媒体としての記録紙Ｓは給紙トレイ907から給紙コロ908により供給され、レジストローラ対909により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送り出され、２次転写手段としての２次転写ローラ920により中間転写ベルト上のカラー画像が転写されて、定着装置910で定着して排紙ローラ対912により排紙トレイ911に排出される。
【符号の説明】
【００３３】
１０１、１０２、１０３  １０４  像担持体としての感光体ドラム
２１０  透明基板
２１１  面発光レーザ
２１２  光センサ
２１３  カップリングレンズ
２１４  アパーチャ
２１５  プリント基板
２１７  光路分岐部材
２１９  取付面
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特開2002-341273号公報
【特許文献２】特開2003-211728号公報
【特許文献３】特開2007-79295号公報
【特許文献４】特開2009-194151号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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