(57)【要約】      （修正有）【課題】カールソンプロセスを実行する光走査装置の部品点数を削減する。【解決手段】光源ユニット１３０の発光源１３１から射出された光ビームを、ハーフミラー１０１により分岐する。分岐された光ビームのうち、Ｓ偏光成分をポリゴンミラーを介して受光素子１４２へ間欠的に入射するように導光し、光ビームのＰ偏光成分を受光素子１４２へ常時入射するように導光する。その結果、共通の受光素子からの信号で光ビームのモニタ信号と、同期タイミングを生成するための同期信号とを生成できる。【選択図】図６
2011209743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームにより被走査面を走査する光走査装置であって、
互いに等間隔で二次元配列された複数の発光源を含み、該複数の発光源の行方向が主走査方向に対し所定の角度を成す光源と、
前記複数の発光源からそれぞれ射出される複数の光ビームを一括して偏向する偏向手段と、
前記偏向された前記複数の光ビームを前記被走査面に結像する結像光学系と、
前記複数の光ビームそれぞれの少なくとも一部を、前記偏向手段を介さずに所定方向へ導光する導光手段と、
前記導光された前記複数の光ビームを受光するとともに、前記偏向された前記複数の光ビームを、前記結像光学系を介さずに直接受光し、前記受光した光ビームに基づいた信号を出力する光検出系と、を備え、
前記光検出系は前記光源と共通の基板に実装され、
前記複数の発光源を順次駆動して、前記偏向手段が偏向を開始した後、前記偏向手段で偏向された光ビームを前記光検出系が受光するまでの間に、前記導光された光ビームを受光した前記光検出系の出力信号に基づいて前記複数の発光源それぞれの光量を設定するとともに、該設定が最後になされた発光源の駆動を維持し、前記駆動が維持された発光源から射出され前記偏向手段で偏向された光ビームを受光したときに、前記複数の発光源それぞれによる書き出しタイミングをとるための同期信号を出力する光走査装置。
【請求項２】
前記結像光学系は、前記偏向手段により偏向された光ビームをそれぞれ回折する回折面が形成された光学素子を含み、前記回折面は、前記複数の光ビーム相互間の波長差に依存する、前記複数の光ビームの偏向方向に関するピント移動を補正する方向のパワーを有していることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記導光手段は、前記複数の光ビームを、前記偏向手段に向かう方向及び前記所定方向に分岐する手段であ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。
【請求項４】
前記複数の発光源は偏光方向がそれぞれ揃えられ、前記導光手段は前記複数の光ビームそれぞれのＳ偏光成分又はＰ偏光成分のいずれか１つの成分を導光することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
画像情報から得られる潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置により潜像が形成される被走査面を有する感光体と、を備える画像形成装置。
【請求項６】
多色画像に関する情報から得られる各色ごとの潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に重ね合わせて定着させることにより、多色画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置により各色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と、を備え、
前記複数の発光源は、前記複数の感光体にそれぞれ対応し、前記光走査装置の結像光学系は、前記複数の発光源からの光ビームを対応する前記感光体の被走査面に結像することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、被走査面に光ビームを走査する光走査装置、及び画像情報に基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カールソンプロセスを用いて多色画像を形成する画像形成装置としては、例えば、光走査装置により黒、イエロー、マゼンタ、シアンの成分画像に対応する潜像を、４つの感光ドラムの表面上にそれぞれ形成し、これらの潜像を対応する色のトナーにより可視化して得られたトナー像を、記録媒体としての用紙上にそれぞれ重ね合わせて定着させることにより多色画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
近年、この種の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よく用いられるようになり、生産性の向上及び画質の高品質化への要求が一層高まっている。生産性を向上させる手段の１つとしては、光ビームを偏向させるポリゴンミラーの回転数Ｒ（ｒｐｍ）と転写体の速度Ｖ（ｍ／ｓ）を増加させて、プリント速度を増加させることが考えられる。
【０００４】
一般に転写体の速度Ｖとポリゴンミラーの回転数Ｒの関係は次式のように表すことができる。
ｍ≧（６０／Ｒ・Ｎ）×（Ｄ／２５．４）×Ｖ
ここで、ｍは光ビームの本数、Ｎはポリゴンミラーの偏向面の数、Ｄは記録密度（ｄｐｉ）をそれぞれ表している。
【０００５】
しかしなら、ポリゴンミラーの回転数を増加すると、その駆動系からの発熱量も増加し、ハウジングなどの歪みなどに起因する経時的な走査位置の変化、例えば、レジストずれや走査ラインの傾きなどが生じ、色ずれが発生する。
【０００６】
このため、光ビームの本数を増加させ、前式を満たす範囲内でポリゴンミラーの回転数を低下させるために、光ビームを射出する発光源が複数配列された面発光型半導体レーザアレイがよく用いられるようになってきた。このような複数の発光源を有するレーザアレイを用いたマルチビーム方式の光走査装置においては、各発光源の光量を正確に合わせておかないと、印刷された画像に濃度むらが生じ、特に多色画像では色味が変化してしまい画質を劣化させる要因となる。
【０００７】
そこで、面発光型の半導体レーザアレイを光源として用いる場合には、特許文献１及び特許文献２に開示されるように、光源からの光ビームを分岐し、この分岐した光ビームを光検出センサを介してモニタしつつ、各発光源からの光ビームの出力を揃えることより、画質の劣化を回避することが可能な画像形成装置が提案されている。
【０００８】
しかしながら、新たに、分岐光学系や光検出センサを配備するとなると、部品点数の増加とともに、その調整に要する時間も増加し、生産コストが増加してしまうという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、係る事情の下になされたもので、その第１の目的は、走査精度を維持しつつ、装置の部品点数を削減し、生産コストの削減を図ることが可能な光走査装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、画質の品質を維持しつつ、装置の部品点数を削減し生産コストの削減を図ることが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、光ビームにより被走査面を走査する光走査装置であって、互いに等間隔で二次元配列された複数の発光源を含み、該複数の発光源の行方向が主走査方向に対し所定の角度を成す光源と、前記複数の発光源からそれぞれ射出される複数の光ビームを一括して偏向する偏向手段と、前記偏向された前記複数の光ビームを前記被走査面に結像する結像光学系と、前記複数の光ビームそれぞれの少なくとも一部を、前記偏向手段を介さずに所定方向へ導光する導光手段と、前記導光された前記複数の光ビームを受光するとともに、前記偏向された前記複数の光ビームを、前記結像光学系を介さずに直接受光し、前記受光した光ビームに基づいた信号を出力する光検出系と、を備え、前記光検出系は前記光源と共通の基板に実装され、前記複数の発光源を順次駆動して、前記偏向手段が偏向を開始した後、前記偏向手段で偏向された光ビームを前記光検出系が受光するまでの間に、前記導光された光ビームを受光した前記光検出系の出力信号に基づいて前記複数の発光源それぞれの光量を設定するとともに、該設定が最後になされた発光源の駆動を維持し、前記駆動が維持された発光源から射出され前記偏向手段で偏向された光ビームを受光したときに、前記複数の発光源それぞれによる書き出しタイミングをとるための同期信号を出力する光走査装置である。
【００１２】
これによれば、光源のそれぞれの発光源から射出された光ビームは、導光手段により少なくとも一部が所定方向へ導光され、残りが偏向手段を介して偏向される。そして、導光された光ビームと偏向された光ビームは共通の光検出系に受光される。
【００１３】
したがって、光ビームの光量をモニタする光検出系と、偏向された光ビームを検出して同期信号を生成するための光検出系とを共通化することができる。このため、走査精度を維持しつつ、装置の部品点数を削減することができ、結果的に、生産コストの削減を図ることが可能となる。
【００１４】
請求項１に記載の光走査装置において、請求項２に記載の光走査装置の如く、前記結像光学系は、前記偏向手段により偏向された光ビームをそれぞれ回折する回折面が形成された光学素子を含み、前記回折面は、前記複数の光ビーム相互間の波長差に依存する、前記複数の光ビームの偏向方向に関するピント移動を補正する方向のパワーを有していることとすることができる。
【００１５】
請求項１又は２に記載の光走査装置において、請求項３に記載の光走査装置の如く、前記導光手段は、前記複数の光ビームを、前記偏向手段に向かう方向及び前記所定方向に分岐する手段であることとすることができる。
【００１６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置において、請求項４に記載の光走査装置の如く、前記複数の発光源は偏光方向がそれぞれ揃えられ、前記導光手段は前記複数の光ビームそれぞれのＳ偏光成分又はＰ偏光成分のいずれか１つの成分を導光することとすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、画像情報から得られる潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置であって、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置と、前記光走査装置により潜像が形成される被走査面を有する感光体と、を備える画像形成装置である。
【００１８】
これによれば、画像形成装置は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置を備えているため、画質の品質を維持しつつ、部品点数を削減することができ、結果的に生産コストを削減することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、多色画像に関する情報から得られる各色ごとの潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に重ね合わせて定着させることにより、多色画像を形成する画像形成装置であって、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置と、前記光走査装置により各色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と、を備え、前記複数の発光源は、前記複数の感光体にそれぞれ対応し、前記光走査装置の結像光学系は、前記複数の発光源からの光ビームを対応する前記感光体の被走査面に結像することを特徴とする画像形成装置である。
【００２０】
これによれば、画像形成装置は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置を備えているため、画質の品質を維持しつつ、部品点数を削減することができ、結果的に生産コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態にかかるプリンタ１０を示す図である。
【図２】図１におけるプリンタ１０の光走査装置１００を示す斜視図である。
【図３】図１における位置ずれ検出装置４５による位置ずれ検出方法を説明するための図（その１）である。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、図１における位置ずれ検出装置４５による位置ずれ検出方法を説明するための図（その２、その３、その４）である。
【図５】図１におけるプリンタ１０の光走査装置１００を示す側面図である。
【図６】図２における光源ユニット１３０の近傍の様子を示す斜視図である。
【図７】図６におけるレーザアレイ１３１を示す平面図である。
【図８】トロイダルレンズ１０７Ａの回折面を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は光走査装置１００の光学的なレイアウトを示す図である。
【図１０】光走査装置１００の制御回路２００のブロック図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は画素クロック信号の生成方法を説明するための図である
【図１２】図１０における２値化回路２１５の機能を説明するための図である。
【図１３】図１０における光源駆動回路２１３のブロック図である。
【図１４】第１発光モードと第２発光モードのタイミングチャートである。
【図１５】受光素子１４２の配置の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１４に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１０の概略構成が示されている。
【００２３】
プリンタ１０は、カールソンプロセスを用いて、例えば、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像を普通紙（用紙）上に重ね合わせて転写することにより、多色画像を印刷するタンデム方式のカラープリンタである。このプリンタ１０は、図１に示されるように、光走査装置１００、４本の感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、転写ベルト４０、位置ずれ検出装置４５、給紙トレイ６０、給紙コロ５４、第１レジストローラ対５６、第２レジストローラ対５２、定着ローラ５０、排紙ローラ５８、及び上記構成部品を収容するほぼ直方体状のハウジング１２などを備えている。
【００２４】
ハウジング１２には、上面に印刷が終了した用紙が排出される排紙トレイ１２ａが形成され、その排紙トレイ１２ａの下方に光走査装置１００が配置されている。
【００２５】
光走査装置１００は、感光ドラム３０Ａに対しては、上位装置（パソコン等）から供給された画像情報に基づいて変調された黒色画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム３０Ｂに対してはシアン画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム３０Ｃに対してはマゼンタ画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム３０Ｄに対してはイエロー画像成分の光ビームを走査する。なお、光走査装置１００の構成については後述する。
【００２６】
４本の感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、その表面に、光ビームが照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、光走査装置１００の下方にＸ軸方向に沿って等間隔に配置されている。
【００２７】
感光ドラム３０Ａは、ハウジング１２内部の−Ｘ側端部にＹ軸方向を長手方向として配置され、不図示の回転機構により図１における時計回り（図１の矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、図１における１２時（上側）の位置に帯電チャージャ３２Ａが配置され、２時の位置にトナーカートリッジ３３Ａが配置され、１０時の位置にクリーニングケース３１Ａが配置されている。
【００２８】
帯電チャージャ３２Ａは、長手方向をＹ軸方向として、感光ドラム３０Ａの表面に対し所定のクリアランスを介して配置され、感光ドラム３０Ａの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００２９】
トナーカートリッジ３３Ａは、黒色画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３２Ａとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ａの表面に供給する。
【００３０】
クリーニングケース３１Ａは、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードの一端が感光ドラム３０Ａの表面に接するように配置されている。感光ドラム３０Ａの表面に吸着されたトナーは、感光ドラム３０Ａの回転に伴いクリーニングブレードにより剥離され、クリーニングケース３１Ａの内部に回収される。
【００３１】
感光ドラム３０Ｂは、感光ドラム３０Ａの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図１における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム３０Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ３２Ｂ、トナーカートリッジ３３Ｂ及びクリーニングケース３１Ｂがそれぞれ配置されている。
【００３２】
帯電チャージャ３２Ｂは、前述した帯電チャージャ３２Ａと同様に構成され、感光ドラム３０Ｂの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００３３】
トナーカートリッジ３３Ｂは、シアン画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３２Ｂとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ｂの表面に供給する。
【００３４】
クリーニングケース３１Ｂは、クリーニングケース３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００３５】
感光ドラム３０Ｃは、感光ドラム３０Ｂの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構を介して、図１における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム３０Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ３２Ｃ、トナーカートリッジ３３Ｃ及びクリーニングケース３１Ｃがそれぞれ配置されている。
【００３６】
帯電チャージャ３２Ｃは、前述した帯電チャージャ３２Ａと同様に構成され、感光ドラム３０Ｃの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００３７】
トナーカートリッジ３３Ｃは、マゼンタ画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３２Ｃとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ｃの表面に供給する。
【００３８】
クリーニングケース３１Ｃは、クリーニングケース３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００３９】
感光ドラム３０Ｄは、感光ドラム３０Ｃの＋Ｘ側に所定間隔隔てて配置され、不図示の回転機構により、図１における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム３０Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｄがそれぞれ配置されている。
【００４０】
帯電チャージャ３２Ｄは、前述した帯電チャージャ３２Ａと同様に構成され、感光ドラム３０Ｄの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００４１】
トナーカートリッジ３３Ｄは、イエロー画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３２Ｄとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ｄの表面に供給する。
【００４２】
クリーニングケース３１Ｄは、クリーニングケース３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００４３】
以下、感光ドラム３０Ａ、帯電チャージャ３２Ａ、トナーカートリッジ３３Ａ及びクリーニングケース３１Ａを合わせて第１ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｂ、帯電チャージャ３２Ｂ、トナーカートリッジ３３Ｂ及びクリーニングケース３１Ｂを合わせて第２ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｃ、帯電チャージャ３２Ｃ、トナーカートリッジ３３Ｃ及びクリーニングケース３１Ｃを合わせて第３ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｄ、帯電チャージャ３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｄを合わせて第４ステーションと呼ぶものとする。
【００４４】
転写ベルト４０は、無端環状の部材で、感光ドラム３０Ａの下方に配置された従動ローラ４０ａと、感光ドラム３０Ｄの下方に配置された従動ローラ４０ｃと、これらの従動ローラ４０ａ、４０ｃより少し低い位置に配置された駆動ローラ４０ｂに、上端面が感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの下端面に接するように巻回されている。そして、駆動ローラ４０ｂが図１における反時計回りに回転することにより、反時計回り（図１の矢印に示される方向）に回転される。また、転写ベルト４０の＋Ｘ側端部近傍には、上述した帯電チャージャ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄとは逆極性の電圧が印加された転写チャージャ４８が配置されている。
【００４５】
位置ずれ検出装置４５は、転写ベルト４０の−Ｘ側に配置され、図１及び図２を総合するとわかるように、転写ベルト４０の−Ｙ側端部を照明するＬＥＤ４２ａとその反射光を受光するフォトセンサ４１ａ、転写ベルト４０の中央部を照明するＬＥＤ４２ｂとその反射光を受光するフォトセンサ４１ｂ、転写ベルト４０の−Ｙ側端部を照明するＬＥＤ４２ｃとその反射光を受光するフォトセンサ４１ｃを備えている。
【００４６】
そして、図２に示されるように、転写ベルト４０上に、Ｙ軸方向に沿って形成されたトナー像の検出パターン４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃを、ＬＥＤ４２ａ、４２ｂ、４２ｃによりそれぞれ照明し、反射光をフォトセンサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃでそれぞれ受光することにより得られる検出信号の時間差などに基づいて、後述するように、Ｙ軸方向のレジスト及び倍率、Ｘ軸方向におけるレジスト及び傾きを、第１ステーションで形成されたトナー像のパターンを基準とする相対的な位置ずれとして検出する。なお、第１ステーションからの相対的な位置ずれを検出するのは、各ステーションで形成されたトナー像を重ね合わせるときに、第１ステーションにおけるトナー像に、他のステーションで形成されるトナー像が重なり合うように、後述する光走査装置１００の制御を行なうためである。
【００４７】
以下、図３を用いてＹ軸方向のレジスト及び倍率、Ｘ軸方向におけるレジスト及び傾きの検出方法について簡単に説明する。なお、図３は転写ベルトの平面図であるが、図中のｔy、ｔ1、ｔ2、ｔ3等は後述するラインパターンがフォトセンサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃにより検出されたときの検出時間差を表すものとする。
【００４８】
検出パターン４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃそれぞれは、検出パターン４３Ｃについて代表的に示されるように、Ｙ軸に平行な４本のラインパターンＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、Ｙ軸と４５度の角度をなす４本のラインパターンＹ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’から構成されている。ラインパターンＹ，Ｙ’は第４ステーションで転写されたものであり、ラインパターンＭ，Ｍ’は第３ステーションで転写されたものであり、ラインパターンＣ，Ｃ’は第２ステーションで転写されたものであり、ラインパターンＫ，Ｋ’は第１ステーションで転写されたものである。
【００４９】
検出パターン４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃのそれぞれは転写ベルト４０上に形成されると、転写ベルト４０の駆動とともに−Ｘ方向へ移動する。そして、ＬＥＤ４２ａ、４２ｂ、４２ｃによりそれぞれ照明されるとともに、その反射光がフォトセンサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃによりそれぞれ受光される。
【００５０】
ここで、図３に示されるように、検出パターン４３Ａと検出パターン４３ＣにＸ軸方向の位置ずれが生じていたとすると、例えば、検出パターン４３ＡのラインパターンＹを検出したときの時刻と、検出パターン４３ＣのラインパターンＹを検出した時刻とでは時間ｔyの差がある。したがって、この時間ｔyと転写ベルトの速度に基づいて第４ステーションで形成されるトナー像の傾きを検出することができる。同様に、検出パターン４３Ａと検出パターン４３Ｃの他のラインパターンＭ，Ｃ，Ｋについて同様の処理を行えば、第１〜第４ステーションで形成されるトナー像の傾きを検出できる。各パターンの傾きに関する情報は、後述する光走査装置１００へ供給され、第１ステーションで形成されるパターンを基準とした補正が行なわれる。
【００５１】
また、検出パターン４３ＢのラインパターンＹを検出した時刻から、他のラインパターンＭ，Ｃ，Ｋを検出した時刻までの時間ｔ1、ｔ2、ｔ3をそれぞれ計測することで、第１ステーションのラインパターンＫを基準とした、ラインパターンＹ，Ｍ，Ｃの、Ｘ軸方向の位置ずれを検出することができる。例えば、Ｘ軸方向の位置ずれがない場合には、ｔ2はｔ1の２倍となり、ｔ3はｔ1の３倍となる。しかしながら、位置ずれが生じた場合には上記の関係は成立しなくなるため、上記時間ｔ1と、ｔ2及びｔ3との関係から、ラインパターンＫを基準とするラインパターンＹ，Ｍ，Ｃそれぞれの、Ｘ軸方向の位置ずれを検出することができる。ここで検出されたＸ軸方向の位置ずれに関する情報は、後述する光走査装置１００に供給され、この位置ずれに関する情報に基づいた補正が行なわれる。
【００５２】
また、検出パターン４３Ａにおいて、ラインパターンＹを検出してからラインパターンＹ’が検出されるまでの時間と、ラインパターンＭを検出してからラインパターンＭ’が検出されるまでの時間と、ラインパターンＣを検出してからラインパターンＣ’が検出されるまでの時間と、ラインパターンＫを検出してからラインパターンＫ’が検出されるまでの時間は、各ラインパターンＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’にＹ軸方向の位置ずれがない場合には同一となる。しかしながら、図４（Ａ）に示されるように、ラインパターンＫ，Ｋ’に対し、ラインパターンＹ，Ｙ’が−Ｙ方向へずれている場合には、ラインパターンＫ，Ｋ’に係る検出時間ｔ0と、ラインパターンＹ，Ｙ’に係る検出時間ｔ1を比較すると、時間ｔ1は時間ｔ0よりも小さくなる。一方、ラインパターンＹ，Ｙ’が＋Ｙ方向へずれている場合には、時間ｔ1は時間ｔ0よりも大きくなる。したがって、時間ｔ0と時間ｔ1を比較することで、第１ステーションで形成されたラインパターンＫ、Ｋ’に対する第４ステーションで形成されたラインパターンＹ，Ｙ’の相対的なＹ軸方向の位置ずれを検出できる。また、同様の処理をラインパターンＭ，Ｍ’及びラインパターンＣ，Ｃ’について行うことにより、第１ステーションで形成されたラインパターンＫ、Ｋ’に対する第２ステーション及び第３ステーションで形成されたラインパターンＭ，Ｍ’及びラインパターンＣ，Ｃ’の相対的なＹ軸方向の位置ずれを検出できる。
【００５３】
同様に検出パターン４３Ｂ、４３Ｃについても、第１ステーションで形成されたラインパターンＫ、Ｋ’に対する第１〜第３ステーションでそれぞれ形成されたラインパターンＭ，Ｍ’、ラインパターンＣ，Ｃ’及びラインパターンＹ，Ｙ’の相対的なＹ軸方向の位置ずれが検出できる。
【００５４】
また、図４（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向におけるフォトセンサ４１ａの位置を基準位置とし、この基準位置と検出パターン４３Ａの位置が一致するときのラインパターンＫ、Ｋ’に係る検出時間をｔ0とすると、例えば、図４（Ｃ）に示されるように、検出パターン４３Ａが＋Ｙ方向にずれた場合の、ラインパターンＫ、Ｋ’に係る検出時間ｔ0’は、ｔ0よりも大きくなる。一方、−Ｙ方向にずれた場合のラインパターンＫ、Ｋ’に係る検出時間ｔ0’は、ｔ0よりも小さくなる。したがって、検出時間ｔ0とｔ1を比較することで、検出パターン４３Ａの絶対的なＹ軸方向の位置ずれも検出できる。また、同様の処理を、検出パターン４３Ｃに対し行うことで、検出パターン４３Ｃの絶対的なＹ軸方向の位置ずれも検出できる。
【００５５】
上述したＹ軸方向の位置ずれに関する情報は、後述する光走査装置１００へ供給され、該光走査装置１００の制御により、ラインパターンＫ、Ｋ’を基準とした補正が行われる。
【００５６】
なお、この位置ずれ検出装置４５の構成は、特許第３６４４９２３号公報に開示され、公知であるためここでの説明は省略する。
【００５７】
図１に戻り、給紙トレイ６０は、転写ベルト４０の下方に配置されている。この給紙トレイ６０は略直方体状のトレイであり、内部に印刷対象としての複数枚の用紙６１が積み重ねられて収納されている。そして、給紙トレイ６０の上面の＋Ｘ側端部近傍には矩形状の給紙口が形成されている。
【００５８】
給紙コロ５４は、給紙トレイ６０から用紙６１を一枚ずつ取り出し、一対の回転ローラから構成されるレジストローラ対５６を介して、転写ベルト４０と転写チャージャ４８によって形成される隙間に導出する。
【００５９】
定着ローラ５０は、一対の回転ローラから構成され、用紙６１を過熱するとともに加圧し、レジストローラ対５２を介して、排紙ローラ５８へ導出する。
【００６０】
排紙ローラ５８は一対の回転ローラから構成され、導出された用紙６１を排紙トレイ１２ａに順次スタックする。
【００６１】
次に、光走査装置１００の構成について説明する。この光走査装置１００は、図２及び図５を総合するとわかるように、ポリゴンミラー１０４と、ポリゴンミラー１０４の−Ｘ方向に順次配置されたｆθレンズ１０５、反射ミラー１０６Ｂ及び反射ミラー１０６Ａと、反射ミラー１０６Ａの下方に配置されたトロイダルレンズ１０７Ａ、このトロイダルレンズ１０７Ａの＋Ｘ方向に順次配置されたトロイダルレンズ１０７Ｂ及び反射ミラー１０９Ｂと、トロイダルレンズ１０７Ａの下方に配置された反射ミラー１０９Ａ、この反射ミラー１０９Ａの＋Ｘ方向に順次配置された反射ミラー１０８Ａ及び反射ミラー１０８Ｂ、ならびに、ポリゴンミラー１０４の＋Ｘ方向に順次配置されたｆθレンズ３０５、反射ミラー３０６Ｃ及び反射ミラー３０６Ｄと、反射ミラー３０６Ｄの下方に配置されたトロイダルレンズ３０７Ｄ、このトロイダルレンズ３０７Ｄの−Ｘ方向に順次配置されたトロイダルレンズ３０７Ｃ及び反射ミラー３０９Ｃと、トロイダルレンズ３０７Ｄの下方に配置された反射ミラー３０９Ｄ、この反射ミラー３０９Ｄの＋Ｘ方向に順次配置された反射ミラー３０８Ｄ及び反射ミラー３０８Ｃを備え、さらに、Ｘ軸と所定の角度θをなす直線上に、ポリゴンミラー１０４を挟むように配置された、一対の光源ユニット１３０，３３０及びシリンダレンズ１０２，３０２、シリンダレンズ１０２の近傍に配置された集光レンズ１１０、シリンダレンズ３０２の近傍に配置された集光レンズ３１０、光源ユニット１３０の近傍に配置された、ハーフミラー１０１、反射ミラー１１１、集光レンズ１１２及び受光素子１４２と、光源ユニット３３０の近傍に配置された、ハーフミラー３０１、反射ミラー３１１、集光レンズ３１２及び受光素子１４２などを備えている。
【００６２】
ここで、Ｚ軸を中心にＸＹ座標を角度θ回転することにより定まる座標系をｘｙ座標系とし、以下適宜この座標系を用いるものとする。
【００６３】
図６には光源ユニット１３０近傍の様子が示されている。この図６に示されるように、光源ユニット１３０は、長手方向をｘ軸方向とする長方形板状の基板１４０の−ｙ側の面の＋ｘ側端部近傍に実装され、直方体状のケーシング１３０ｂ、レーザアレイ１３１、カップリングレンズ１３０ａを備えている。
【００６４】
ケーシング１３０ｂは、直方体状で−ｙ側の面に円形の開孔が形成され、この開孔にはカップリングレンズ１３０ａが隙間なくはめ込まれている。
【００６５】
レーザアレイ１３１は、発光源が２次元配列された面発光型半導体レーザアレイであり、カップリングレンズ１３０ａと光軸が一致するように、ケーシング１３０ｂ内部の＋ｙ側の内壁面に、ｙ軸を中心に（手前からみて時計回り）に傾き角α回転された状態で固定されている。このレーザアレイ１３１は、図７に示されるように、−ｙ側の面に行間及び列間がｄ１の８行４列のマトリクス状に配置された３２個の発光源が形成されている。そして、各発光源の偏光方向は、一例として、図７中の矢印の方向（行方向）に揃えられている。本実施形態では、３２個の発光源のうち、黒丸で表示された１行目と２行目、及び、７行目と８行目に配置された発光源を駆動するマルチビーム光源が実現されており、他はダミー光源となっている。
【００６６】
ここで、傾き角αは、後述する光学系の副走査方向の倍率をＭｓとすると、次式（１）で表される。
α＝ｓｉｎ-1（２・ｄ１・Ｍｓ）…（１）
レーザアレイ１３１は、上記式（１）で決定された傾き角αで固定されることにより、１行目及び２行目の８つの発光源、及び、７行目及び８行目の８つの発光源が、それぞれ副走査方向のピッチをｄ２として配置され、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂの副走査方向における光ビームのスポットのピッチが記録密度に相当する走査ラインピッチに一致するようになっている。
【００６７】
また、１行目及び２行目に配置された８つの発光源を第１発光源群Ｇ１、７行目及び８行目に配置された８つの発光源を第２発光源群Ｇ２と呼ぶものとし、第１発光源群Ｇ１を構成する発光源を、１行目の１列目から順に発光源Ｇ１11、発光源Ｇ１12、発光源Ｇ１13、発光源Ｇ１14と呼び、２行目の１列目から順に発光源Ｇ１21、発光源Ｇ１22、発光源Ｇ１23、発光源Ｇ１24と呼び、第２発光源群Ｇ２を構成する発光源を、７行目の１列目から順に発光源Ｇ２11、発光源Ｇ２12、発光源Ｇ２13、発光源Ｇ２14と呼び、８行目の１列目から順に発光源Ｇ２21、発光源Ｇ２22、発光源Ｇ２23、発光源Ｇ２24と呼ぶものとする。
【００６８】
なお、上述のようにレーザアレイ１３１を傾きαで固定するのではなくて、レーザアレイ１３１の加工プロセスの段階で、発光源の行方向が主走査方向に対し角度αをなし、列方向が副走査方向と一致するように、それぞれの発光源を形成してもよい。
【００６９】
図６に戻り、受光素子１４２は、基板１４０の−ｙ側の面の、−ｘ側の端部近傍に実装され、受光した光ビームの強度に応じた、例えば電圧信号を出力する。
【００７０】
ハーフミラー１０１は、光源ユニット１３０の−ｙ側に配置され、レーザアレイ１３１からカップリングレンズ１３０ａを介して射出された光ビームを透過するとともに、その一部を−ｘ方向へ分岐する。上述したようにレーザアレイは傾き角αを有しているため、光ビームはハーフミラー１０１に対し、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とを有している。ここでは、ハーフミラー１０１は、光ビームのＰ偏光成分を−ｘ方向へ分岐するものとする。
【００７１】
集光レンズ１１２は、ハーフミラー１０１によって分岐された光ビームを、反射ミラー１１１を介して、受光素子１４２に集光する。
【００７２】
図２及び図５に戻り、シリンダレンズ１０２は、プリンタ１０のハウジング１２に不図示の支持部材を介して固定され、光源ユニット１３０から射出された光ビームをポリゴンミラー１０４の偏向面へ集光する。
【００７３】
集光レンズ１１０は、ポリゴンミラー１０４からの光ビームを受光素子１４２へ集光する。
【００７４】
光源ユニット３３０は、長手方向をｘ軸方向とする長方形板状の基板１４０の−ｙ側の面の＋ｘ側端部近傍に実装され、光源ユニット１３０と同様の構成を有している。
【００７５】
受光素子１４２は、基板１４０の＋ｙ側の面の、＋ｘ側の端部近傍に実装され、受光した光ビームの強度に応じた信号を出力する。
【００７６】
ハーフミラー３０１は、光源ユニット３３０の＋ｙ側に配置され、光源ユニット３３０から射出された光ビームを透過するとともに、その一部を＋ｘ方向へ分岐する。ここでは、ハーフミラー３０１は、光ビームのＰ偏光成分を−ｘ方向へ分岐するものとする。
【００７７】
集光レンズ３１２は、ハーフミラー３０１によって分岐された光ビームを、反射ミラー３１１を介して、受光素子１４２に集光する。
【００７８】
シリンダレンズ３０２は、プリンタ１０のハウジング１２に不図示の支持部材を介して固定され、光源ユニット３３０から射出された光ビームをポリゴンミラー１０４の偏向面へ集光する。
【００７９】
集光レンズ３１０は、ポリゴンミラー１０４からの光ビームを受光素子１４２へ集光する。
【００８０】
ポリゴンミラー１０４は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には６面の偏向面が形成されている。そして、Ｚ軸に平行な軸Ｐを中心に、不図示の回転機構により、図２に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。したがって、上述した光源ユニット１３０及び光源ユニット３３０から射出し、ポリゴンミラー１０４の偏向面に集光された光ビームは、ポリゴンミラー１０４の回転により、一定の角速度でＹ軸に沿って偏向される。
【００８１】
ｆθレンズ１０５、３０５は、光ビームの入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１０４により、一定の角速度で偏向される光ビームの像面をＹ軸に対して等速移動させる。
【００８２】
反射ミラー１０６Ａ、１０６Ｂ、３０６Ｃ、３０６Ｄは、長手方向をＹ軸方向として配置され、ｆθレンズ１０５、３０５を経由した光ビームをそれぞれ折り返し、トロイダルレンズ１０７Ａ、１０７Ｂ、３０７Ｃ、３０７Ｄへ導光する。
【００８３】
トロイダルレンズ１０７Ａは、長手方向をＹ軸方向とし両端がハウジング１２に対し固定された支持板１１０Ａに安定的に支持され、反射ミラー１０６Ａにより折れ返された光ビームを、Ｙ軸方向を長手方向とする反射ミラー１０８Ａ、１０９Ａを介して、感光ドラム３０Ａの表面に結像する。このトロイダルレンズ１０７Ａは、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示されるように、光ビームの入射する面に、鋸歯状の回折格子からなるフレネル状の回折面が形成されている。この回折面は、発光源それぞれから射出された光ビームの波長差に伴う主走査方向のピント変化が補正されるようなパワー（屈折力）を有し、屈折によるパワーと、回折によるパワーの比が光軸上から光軸外に向かい一定となるように構成されている。本実施形態では、走査光学系のパワーは正としているので、波長が長くなると屈折力が弱くなりピントが遠ざかる方向へ移動する。したがって、回折面には、このピント移動と逆方向となるような回折パワーが設定されている。
【００８４】
トロイダルレンズ１０７Ｂ、３０７Ｃ、３０７Ｄは、トロイダルレンズ１０７Ａと同様に構成され、長手方向をＹ軸方向とし、一端（＋Ｙ側）がハウジング１２に対し固定され、他端（−Ｙ側）が、例えば回転モータと送りねじ機構を備える駆動機構１１２Ｂ、３１２Ｃ、３１０Ｄ（図２には不図示、図５参照）により支持された支持板１１０Ｂ、３１０Ｃ、３１０Ｄにそれぞれ安定的に支持されている。そして、反射ミラー１０６Ｂ、３０６Ｃ、３０６Ｄによりそれぞれ折れ返された光ビームを、Ｙ軸方向を長手方向とする反射ミラー１０８Ｂ、３０８Ｃ、３０８Ｄを介して、感光ドラム３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面にそれぞれ結像する。
【００８５】
上述のように構成された光走査装置１００の光ビームの光路は図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されるような光学的レイアウト図で示すことができる。
【００８６】
以下、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を参照して光走査装置１００の走査光学系の動作とカールソンプロセスについて説明する。図９（Ａ）に示されるように、光源ユニット１３０の発光源群Ｇ１、Ｇ２それぞれから射出された複数の光ビームは、カップリングレンズ１３０ａにより一旦交差され、シリンダレンズ１０２へ入射する。シリンダレンズ１０２は、入射した発光源群Ｇ１、Ｇ２からの光ビームをポリゴンミラー１０４の偏向面の近傍に集光する。ポリゴンミラー１０４で偏向された光ビームは、光ビーム同士の間隔を広げつつ、ｆθレンズ１０５へ入射する。
【００８７】
ｆθレンズ１０５へ入射した発光源群Ｇ１からの光ビームは、反射ミラー１０６Ｂで反射されトロイダルレンズ１０７Ｂへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ｂにより、反射ミラー１０８Ｂ及び反射ミラー１０９Ｂを介して、感光ドラム３０Ｂの表面に集光される。
【００８８】
ｆθレンズ１０５へ入射した発光源群Ｇ２からの光ビームは、反射ミラー１０６Ａで反射されトロイダルレンズ１０７Ａへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ａにより、反射ミラー１０８Ａ及び反射ミラー１０９Ａを介して感光ドラム３０Ａの表面に集光される。
【００８９】
一方、図９（Ｂ）に示されるように、光源ユニット３３０の発光源群Ｇ１、Ｇ２それぞれから射出された複数の光ビームは、カップリングレンズ１３０ａにより一旦交差され、シリンダレンズ３０２へ入射する。シリンダレンズ３０２は、入射した発光源群Ｇ１、Ｇ２からの光ビームをポリゴンミラー１０４の偏向面の近傍に集光する。ポリゴンミラー１０４で偏向された光ビームは、光ビーム同士の間隔を広げつつ、ｆθレンズ３０５へ入射する。
【００９０】
ｆθレンズ３０５へ入射した発光源群Ｇ１からの光ビームは、反射ミラー３０６Ｃで反射されトロイダルレンズ３０７Ｃへ入射する。そして、トロイダルレンズ３０７Ｃにより、反射ミラー３０８Ｃ及び反射ミラー３０９Ｃを介して、感光ドラム３０Ｃの表面に集光される。
【００９１】
ｆθレンズ３０５へ入射した発光源群Ｇ２からの光ビームは、反射ミラー３０６Ｄで反射されトロイダルレンズ３０７Ｄへ入射する。そして、トロイダルレンズ３０７Ｄにより、反射ミラー３０８Ｄ及び反射ミラー３０９Ｄを介して感光ドラム３０Ｄの表面に集光される。
【００９２】
このようにして感光ドラム３０Ａ，３０Ｂ上にそれぞれ形成された光源ユニット１３０の発光源群Ｇ１，Ｇ２からの光ビーム集光点は、ポリゴンミラー１０４が回転することにより、図２の矢印Ｂに示される方向に一括して移動（走査）される。また、感光ドラム３０Ｃ、３０Ｄ上にそれぞれ形成された光源ユニット３３０の発光源群Ｇ１，Ｇ２からの光ビーム集光点は、ポリゴンミラー１０４が回転することにより、図２の矢印Ｃに示される方向に一括して移動（走査）される。
【００９３】
ここで、図７に示されるように、光源ユニット１３０のレーザアレイ１３１はｙ軸を中心に角度α回転して固定されているため、発光源群Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ構成する８つの発光源は、隣り合う間隔をｄ２（ｄ１・ｓｉｎα）として副走査方向に等間隔に配置されているのと等価である。同様に、光源ユニット３３０のレーザアレイ１３１はｙ軸を中心に角度−α回転して固定されているため、発光源群Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ構成する８つの発光源は、隣り合う間隔をｄ２（ｄ１・ｓｉｎα）として副走査方向に等間隔に配置されているのと等価である。したがって、各感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、１回の走査で８つの発光源による８ライン走査が行われることとなる。
【００９４】
一方、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面の感光層は、帯電チャージャ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄにより所定の電圧で帯電されることにより、電荷が一定の電荷密度で分布している。そして、上述したように、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄがそれぞれ走査されると、光ビームが集光したところの感光層が導電性を有するようになり、その部分では電荷移動がおこり電位が零となる。したがって、図１の矢印の方向にそれぞれ回転している感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに対し、画像情報に基づいて変調した光ビームを走査することにより、それぞれの感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面に、電荷の分布により規定される静電潜像を形成することができる。
【００９５】
感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面に静電潜像が形成されると、図１に示されるトナーカートリッジ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの現像ローラにより、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面にトナーが供給される。このときトナーカートリッジ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄそれぞれの現像ローラは感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと逆極性の電圧により帯電しているため、現像ローラに付着したトナーは感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと同極性に帯電されている。したがって、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面のうち電荷が分布している部分にはトナーが付着せず、走査された部分にのみトナーが付着することにより、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面に静電潜像が可視化されたトナー像が形成される。そして、このトナー像は転写ベルト４０に転写される。
【００９６】
次に、上述のように構成された光走査装置１００の、光源ユニット１３０及び光源ユニット３３０の制御回路について、光源ユニット１３０の制御回路２００を代表的に取りあげて説明する。制御回路２００は、光源ユニット１３０の基盤１４０に形成され、図１０に示されるように、高周波クロック生成回路２０１、トロイダルレンズ制御回路２０２、カウンタ２０３、比較回路２０４、画素クロック生成回路２０５、画像処理回路２０７、フレームメモリ２０８、ラインバッファ２１０1〜２１０16、書込制御回路２１１、２値化回路２１５及び光源駆動回路２１３などを有している。
【００９７】
高周波クロック生成回路２０１は、位置ずれ検出装置４５から供給される主走査方向の位置ずれに関する情報に基づいて、クロック信号ＶＣＬＫを生成する。具体的には、基準倍率と、位置ずれ検出装置４５により検出された検出パターン４３Ａ及び４３ＣのラインパターンＫ、Ｋ’の基準位置からの絶対的な位置ずれに関する情報に基づいて得られた倍率との誤差がキャンセルされるようなクロック信号ＶＣＬＫを出力する。
【００９８】
トロイダルレンズ制御回路２０２は、位置ずれ検出装置４５から供給される各検出パターンの傾きに関する情報に基づいて、駆動機構１１２Ｂを介して、トロイダルレンズ１０７Ｂを駆動し、第２ステーションで転写されるトナー像の傾きを、第１ステーションで形成されるトナー像の傾きに一致させる。
【００９９】
カウンタ２０３は、高周波クロック生成回路２０１で生成されたクロック信号ＶＣＬＫをカウントし、そのカウント値を比較回路２０４へ供給する。
【０１００】
比較回路２０４は、カウンタ２０３から供給されるカウント値と、メモリ２０６に格納されたデューティー比に基づいて予め設定された設定値Ｌ、及び、画素クロックの遷移タイミングとして、走査位置と走査光学系の特性から決定される設計上の位相データＨN（Ｎ＝１、２、３…）とを比較する。そして、カウント値がＬと一致しているときには制御信号ｓｉｇ_Ｌを出力し、カウント値が位相データＨNと一致しているときには制御信号ｓｉｇ_Ｈを出力するとともに、カウンタ２０３にリセット信号を供給する。
【０１０１】
画素クロック生成回路２０５は、比較回路２０４から供給される制御信号ｓｉｇ_Ｌの立ち下り時に１となり、制御信号ｓｉｇ_Ｈの立ち下り時に０となる画素クロック信号ＰＣＬＫを出力する。
【０１０２】
以下、この画素クロック信号の生成方法について、図１１（Ａ）を用いて説明する。図１１（Ａ）には、高周波クロック生成回路２０１により生成された波長がＴであるクロック信号ＶＣＬＫが示されている。クロック信号ＶＣＬＫは１周期毎にカウンタ２０３によりカウントされ、そのカウント値ｃｏｎｔが比較回路に供給される。比較回路２０４は、カウント値ｃｏｎｔと、メモリ２０６に格納された設定値Ｌ及び位相データＨとを比較する。ここでは、デューティー比を５０パーセントとして設定値Ｌの値が３であり、位相データが７であるとすると、比較回路２０４はカウント値ｃｏｎｔが３になると、制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち上げ、カウント値ｃｏｎｔが３から変化すると制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち下げる。そして、カウント値ｃｏｎｔが７になると、制御信号ｓｉｇ＿Ｌを立ち上げ、カウント値ｃｏｎｔが７から変化すると制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち下げる。画素クロック生成回路２０５は、制御信号ｓｉｇ＿Ｈが立ち下がると画素クロック信号ＰＣＬＫを０とし、制御信号ｓｉｇ＿Ｌが立ち下がると画素クロック信号ＰＣＬＫを１とする。上記の動作を繰り返すことにより、画素クロック生成回路２０５で、クロック信号ＶＣＬＫが８分周された画素クロック信号ＰＣＬＫが生成される。本実施形態では、８分周された画素クロック信号を基本画素クロック信号とし、１／８クロックの分解能で位相変調できるようになっている。
【０１０３】
次に、一例として図１１（Ｂ）を用いて、クロック信号ＶＣＬＫを１／８クロックだけ位相を遅らせた場合を説明する。図１１（Ｂ）には、高周波クロック生成回路２０１により生成された波長がＴであるクロック信号ＶＣＬＫと、カウンタ２０３からのカウント値ｃｏｎｔが示されている。ここで、位相データＨNを６に変更すると、比較回路２０４はカウント値ｃｏｎｔが３になると、制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち上げ、カウント値ｃｏｎｔが３から変化すると制御信号ｓｉｇ＿Ｈを立ち下げる。そして、カウント値ｃｏｎｔが６になると、制御信号ｓｉｇ＿Ｌを立ち上げ、カウント値ｃｏｎｔが６から変化すると制御信号ｓｉｇ＿Ｌを立ち下げる。画素クロック生成回路２０５は、制御信号ｓｉｇ＿Ｈが立ち下がると画素クロック信号ＰＣＬＫを０とし、制御信号ｓｉｇ＿Ｌが立ち下がると画素クロック信号ＰＣＬＫを１とする。上記の動作を繰り返すことにより、画素クロック信号ＰＣＬＫの位相を１／８クロック分だけ遅らせることができる。すなわち、本実施形態では、位相データＬの値を任意に設定することで、ＰＣＬＫを１／８クロックの分解能で位相変調できるようになっている。
【０１０４】
図１０に戻り、フレームメモリ２０８は、上位装置２１４から供給されるラスター展開された画像データを一時的に格納する。
【０１０５】
画像処理回路２０７は、フレームメモリ２０８に格納されたデータを読み出し、レーザアレイ１３１の各発光源ごとの画素データを作成し、発光源それぞれに対応したラインバッファ２１０1〜２１０16へ供給する。ここでは、ラインバッファ２１０1〜２１０8に第１発光源群Ｇ１の発光源に対応する画素データが格納され、ラインバッファ２１０9〜２１０16に第２発光源群Ｇ２の発光源に対応する画素データが格納されるものとする。
【０１０６】
２値化回路２１５は、受光素子１４２から出力される信号を、例えば、所定の閾値に基づいて２値化する。以下、その方法について図１２を用いて説明する。光源１３０から照射された光ビームは、ハーフミラー１０１により、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分の光ビームに分岐される。そして、Ｓ偏光成分の光ビームはポリゴンミラー１０４に偏向されることにより、間欠的に受光素子１４２へ入射する。一方、Ｐ偏光成分の光ビームは直接受光素子１４２へ連続的に入射する。受光素子１４２は、Ｓ偏光成分の光ビームとＰ偏光成分の光ビームをそれぞれ受光するとことで、図１２に示されるような電圧信号Ｖ142を出力する。２値化回路２１５は、受光素子１４２からの電圧信号Ｖ142が入力されると、あらかじめ設定された閾値Ｖsと、電圧信号Ｖ142を比較して、電圧信号Ｖ142が閾値Ｖs以下のときに０となり、電圧信号Ｖ142が閾値Ｖs以上になると１となる２値化信号Ｔｒを生成し、書込制御回路２１１へ出力する。ここで、上述したようにレーザアレイ１３１の各発光源は図７の矢印に示される方向に偏光方向が揃えられており、角度αは微少であるから、光ビームのＳ偏光成分の光量は、Ｐ偏光成分の光量に比べて著しく大きい。したがって、閾値Ｖsは、光ビームのＰ偏光成分に相当する電圧Ｖ0に対し十分大きくとることができる。
【０１０７】
光源駆動回路２１３は、図１３に示されるように、レーザアレイ１３１の第１発光源群Ｇ１を駆動する光源駆動部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２ａ、１ｂ、１ｃ、２ｄ、及び、第２発光源群Ｇ２を駆動する光源駆動部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、光量設定回路２１３ａを備えている。光源駆動部１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄそれぞれは、書込制御回路２１１から供給される画像情報に応じて変調された駆動信号に基づいて対応する発光源を光量設定回路２１３ａにより設定されたパワーでそれぞれ駆動する。
【０１０８】
光量設定回路２１３ａは、非画像領域の走査時にそれぞれの発光源を順次個別に駆動して、その光量を光源ユニット１３０の受光素子１４２を介してモニタし、所定の光量になるように光源駆動部１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄそれぞれから出力されるパワーを設定する。以下、この動作を第１発光モードという。
【０１０９】
書込制御回路２１１は、２値化回路２１５からの２値化信号Ｔｒの、例えば立ち下がりに同期して、発光源ごとの画素データを読み出し、画素クロック生成回路２０５から供給される画素クロック信号ＰＣＬＫに重畳させ、発光源ごとにそれぞれ独立した変調データを生成する。そして、位置ずれ検出装置４５からのＸ軸方向（副走査方向）の位置ずれ情報に基づいて、発光源群ごとに最初に変調データを供給する光源駆動回路２１３の駆動部１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄを選択し、これを基点に駆動部１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄを順送りに選択しつつ変調データを供給する。
【０１１０】
具体的に第１発光源群Ｇ１について説明すると、一回の走査により８ラインの走査を行って、転写ベルト４０上にトナー像を形成した場合には、先頭ラインは発光源Ｇ１11により走査される。例えばトナー像を副走査方向に１ライン分ずらして形成したいときには、先頭ラインを走査する発光源としてＧ１12を選択して、これを基点として、まず、発光源Ｇ１12、Ｇ１13、Ｇ１14、Ｇ１21、Ｇ１22、Ｇ１23、Ｇ１24、を用いた７ラインで走査し、２回目以降の走査では、第１発光源群Ｇ１の全ての発光源群を用いた８ラインで走査する。同様に、先頭行を走査する発光源としてＧ１13、Ｇ１14、…、Ｇ１24をそれぞれ選択すれば、２ライン分〜７ライン分副走査方向へトナー像をずらすことができる。したがって、位置ずれ検出装置４５により副走査方向の位置ずれが検出された場合に上記補正処理を行うと、通常行われているポリゴンミラー１０４への入射タイミングを可変する場合に比べて、細かくトナー像の位置を調整することができる。通常、上記補正処理は、位置ずれ状況に応じ、ポリゴンミラー１０４への入射タイミングを可変する処理と合わせて行われる。
【０１１１】
また、変調データを光源駆動回路２１３へ供給する際には、各発光源の規則的な配置を考慮して、各発光源による走査開始位置が一致するタイミングでそれぞれの変調データが光源駆動回路２１３へ供給される。これにより、各発光源は変調データに基づいて駆動される。以下、この動作を第２発光モードという。
【０１１２】
図１４には、第１発光モードと第２発光モードのタイミングチャートが示されている。図１４に示されるように、ポリゴンミラー１０４の偏向面が変わると同時に、第１発光モードが開始される。具体的には、光量設定回路２１３ａは、受光素子１４２からの電圧信号をモニタしつつ、光源駆動部１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４それぞれに対し、発光源Ｇ１11〜Ｇ２24の駆動信号をｔ秒間ずつ順次供給することにより、発光源Ｇ１11〜Ｇ２24を順次発光させ、それぞれ光量を設定していく。そして、最後の発光源Ｇ２24の光量設定が終了すると、そのまま発光源Ｇ２24の駆動を維持する。そして、この発光源Ｇ２24からの光ビームにより、２値化回路２１５から電圧信号Ｔｒが出力されると第２発光モードが開始される。なお、この第１発光モードは、光ビームが非画像領域を走査している間に完了するように行われる。
【０１１３】
上記のように構成された光走査装置２００では、上位装置２１４からの画像情報を受信すると、画像情報に基づく変調データにより光源ユニット１３０、３３０が駆動され、第１ステーション、第２ステーション、第３ステーション、及び第４ステーションで、各色画像成分のトナー像が転写ベルト４０上に重ね合わせて形成される。そして、このトナー像は、図１に示されるように、給紙トレイ６０から取り出された用紙６１に、転写チャージャ４８によって転写され、定着ローラ５０により定着される。このようにして画像が形成された用紙６１は、排紙ローラ５８により排紙され、順次排紙トレイ１２ａにスタックされる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態にかかる光走査装置１００によると、光源ユニット１３０及び光源ユニット３３０それぞれの発光源から射出された光ビームは、ハーフミラー１０１により分岐され、光ビームのＳ偏光成分がポリゴンミラー１０４を介して受光素子１４２へ間欠的に入射し、光ビームのＰ偏光成分が受光素子１４２に常時入射する。したがって、光ビームの光量をモニタする光検出系と、偏向された光ビームを検出して同期信号（Ｔｒ）を生成するための光検出系とを共通化することができるため、走査精度を維持しつつ、装置の部品点数を削減することができ、結果的に、生産コストの削減を図ることが可能となる。
【０１１５】
また、走査前にはレーザアレイ１３１の各発光源の出力の調整が行われるので、印刷された画像に濃度むらが生じるのを回避できる。特に多色画像では色味が変化することにより画質が劣化するのを効果的に回避することができる。
【０１１６】
また、レーザアレイ１３１の各発光源は偏光方向が揃えられているので、走査光学系でのポリゴンミラー１０４、各反射ミラーでの反射特性が光ビーム相互間で一様になっている。したがって、各走査ライン相互間の濃度が一様になり、高品位なマルチビーム走査による画像形成が行えるとともに、光量を効率よく利用することができる。
【０１１７】
また、本実施形態では、受光素子１４２の２値化前の信号により発光源のモニタ信号が生成され、２値化後の信号により書き出しタイミングをとる同期信号が生成される。したがって、信号処理回路が共通化され、部品点数が削減されることにより、低コスト化が実現されている。
【０１１８】
また、レーザアレイ１３１、受光素子１４２、制御回路２００は同一の基板１４０に実装されているので、受光素子１４２からレーザアレイ１３１までの配線が短くてすむ。このためノイズの影響を受けにくく、また微弱信号であっても減衰が少なく、確実かつ正確に発光源の制御及び光量設定を行うことができ、高品質な画像を形成することができる。
【０１１９】
また、ポリゴンミラー１０４に偏向された光ビームは、結像光学系（トロイダルレンズ１０７Ａ、１０７Ｂ、３０７Ｃ、３０７Ｄ）を介さずに直接、受光素子１４２に受光される。したがって、各発光源間で波長差があっても、結像光学系による主走査方向の倍率ずれが発生しにくくなり、各発光源間で同期検知のタイミングがそろえられるので、色ずれのない高品位な画像形成を行うことができる。
【０１２０】
また、トロイダルレンズ１０７Ａ、１０７Ｂ、３０７Ｃ、３０７Ｄの入射面には、鋸歯状の回折面が形成され、この回折面には、それぞれの発光源から射出される光ビームの波長差にともなう少なくとも主走査方向におけるピント移動を補正するようにパワーが設定されている。したがって、光ビーム相互間で波長差があっても、主走査方向の倍率ずれを回折面に設定されたパワーにより補正できるので、各走査ラインの主走査方向の倍率が揃えられ、色ずれのない高品位な画像形成を行うことができる。
【０１２１】
また、レーザアレイ１３１の各発光源に対し、受光素子が共通化されているので、感度のバラつきなく、各発光源からの出力を調整できる。したがって、色味の変化のない高品位な画像形成を行うことができる。
【０１２２】
また、本実施形態にかかるプリンタ１０によると、光走査装置１００を備えている。したがって、画質の品質を維持しつつ、装置の部品点数を削減し生産コストの削減を図ることが可能となる。
【０１２３】
なお、本実施形態の光源ユニット１３０、３３０では、受光素子１４２が基板１４０に実装されている場合について説明したが、これに限らず、図１５に示されるように、基板１４０にフレキシブルケーブルＦＣを介して接続されていてもよい。
【０１２４】
また、上記実施形態では、本発明の光走査装置１００がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０…プリンタ、１２…ハウジング、３０Ａ〜３０Ｂ…感光ドラム、４０…転写ベルト、５０…定着ローラ、４５…位置ずれ検出装置、１００…光走査装置、１０４…ポリゴンミラー、１０５，３０５…ｆθレンズ、１０６Ａ，１０６Ｂ，１０８Ａ，１０８Ｂ，１０９Ａ，１０９Ｂ、３０６Ｃ，３０６Ｄ，３０８Ｃ，３０８Ｄ，３０９Ｃ，３０９Ｄ…反射ミラー、１０７Ａ，１０７Ｂ，３０７Ｃ，３０７Ｄ…トロイダルレンズ、１３０，３３０…光源ユニット、１０２，３０２…シリンダレンズ、１１０，３１０…集光レンズ、１０１，３０１…ハーフミラー、１１１，３１１…反射ミラー、１１２，３１２…集光レンズ、１４２…受光素子、１３１…レーザアレイ、２００…制御回路、２０２…トロイダルレンズ制御回路、２１３…光源駆動回路、２１３ａ…光量設定回路、２１３…光源駆動回路、２１５…２値化回路、Ｇ１，Ｇ２…発光源群、Ｇ１11、Ｇ１12、Ｇ１13、Ｇ１14、Ｇ１21、Ｇ１22、Ｇ１23、Ｇ１24、Ｇ２11、Ｇ２12、Ｇ２13、Ｇ２14，Ｇ２21、Ｇ２22、Ｇ２23、Ｇ２24…発光源。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２６】
【特許文献１】特許第２９０８６５２号公報
【特許文献２】特開２００２−４０３５０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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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