(57)【要約】    【課題】  適正な発振モードを保ちつつ、適正なる光量で印字することができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置を得ること。    【解決手段】  光源手段からの光束を集光する入射光学系と光束を偏向走査する偏向手段と光束を被走査面上に結像させる結像光学系とを有し、光源手段は主走査方向に複数の発光点が配置された少なくとも１つの発光点列部を有し、発光点列部は被走査面上で走査方向に直線状に結像されるように配置されており、複数の発光点のうち発光している複数の発光点からの各光束の光量を検知する光量検知手段と、光量検知手段からの出力信号を用いて複数の発光点のうち発光させる発光点の数を可変とする発光点数可変手段と、光量検知手段からの出力信号を用いて、発光している複数の発光点からの発光光量を制御する光量制御手段を有したこと。【選択図】    図１
2008224943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段と、
光源手段からの光束を集光する入射光学系と、
該第１結像光学系から導かれた光束を偏向走査する偏向手段と、
該偏向手段で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する走査光学装置において、
該光源手段は主走査方向に複数の発光点が配置された少なくとも１つの発光点列部を有し、該発光点列部は、該被走査面上で走査方向に直線状に結像されるように配置されており、
該発光点列部の複数の発光点のうち発光している複数の発光点からの各光束の光量を検知する光量検知手段と、
該光量検知手段からの出力信号を用いて、該発光点列部を構成する複数の発光点のうち発光させる発光点の数を可変とする発光点数可変手段と、
該光量検知手段からの出力信号を用いて、該発光している複数の発光点からの発光光量を制御する光量制御手段を有したことを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの発光点列部の複数の発光点のうち、前記発光点数可変手段により発光された複数の発光点は被走査面上で主走査方向の同じ結像位置において、同一画像データに基づき同一の光量にて駆動されていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの発光点列部の複数の発光点のうち前記発光点数可変手段により発光された複数の発光点は被走査面上で主走査方向の同じ結像位置において、同一画像データに基づき異なる光量にて駆動されていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項４】
前記光源手段は、複数の発光点が二次元状に配列された垂直共振器型の面発光レーザであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の走査光学装置。
【請求項５】
前記光量検知手段は、前記発光点列部の複数の発光点からの光量を同時にモニターすることを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項６】
前記光量制御手段は、前記光量検知手段での受光量が特定値に達するまで各発光点の光量を徐々に増加させることを特徴とする請求項５に記載の走査光学装置。
【請求項７】
前記発光点数可変手段は、前記光量制御手段によって制御された１つの発光点からの光量が特定の最大出力に達したときに、発光点の数を可変とし、前記光量検知手段で検知される受光量が特定値に達するまでに発光点の数を増加させることを特徴とする請求項６に記載の走査光学装置。
【請求項８】
前記発光点数可変手段で発光点の数が決定された後に、前記光量制御手段は決定したすべての発光点の光量を減じた後に、該決定したすべての発光点の光量を、前記光量検知手段で検知される受光量が特定値に達するまで同時に増加させることを特徴とする請求項７に記載の走査光学装置。
【請求項９】
前記発光点数可変手段により駆動される複数の発光点の発光は、走査方向に先行する側の発光点より順次発光されることを特徴とする請求項７又は８に記載の走査光学装置。
【請求項１０】
光量検知の後のタイミングで被走査面上における書き出しの同期を検知する同期検知手段を有し、該同期検知手段で検知される光束は、前記発光点列部の発光している複数の発光点のうち、該発光点の数が奇数のときは、配列方向の中心部の発光点から射出される光束にて行い、該発光点の数が偶数のときは、配列方向の中心部に最も近い少なくとも１つの発光点から射出される光束にて行うことを特徴とする請求項９に記載の走査光学装置。
【請求項１１】
前記発光点数可変手段により発光される発光点の数が増加したとき、前記光量検知手段によって検知された各発光点の光量に対して、実印字領域での発光量を減じたことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の走査光学装置。
【請求項１２】
前記発光点数可変手段により発光される発光点の数が増加したとき、前記光量検知手段によって検知された各発光点の光量に対して、実印字領域での発光量を増加させたことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の走査光学装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走査された光ビームによって該感光体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有してい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】
本発明は走査光学装置及びそれを用いた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やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）用の走査光学装置が種々と提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１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コリメータレンズにより平行光束に変換し、回転多面鏡からなる光偏向器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。
【０００４】
近年、レーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタでは高速な印字ができること、もしくは高精細な印字が得られることが要望されている。いずれの場合も単位時間に走査する回数を増やす必要がある。これまでは回転多面鏡の面数を増やしたり、もしくは回転数を上げたりして対応してきた。
【０００５】
しかしながら、これらの方法は回転多面鏡が大型化し、駆動モータへの負荷が増大してくる。また昇温や騒音という問題や装置全体が大型化するという問題が生じてくる。
【０００６】
光偏向器への負荷を少なくする方法として、光源手段としての半導体レーザの発光点（発光部）を増やし、同時に複数の光束にて被走査面を偏向走査する多ビーム走査方式を用いた走査光学装置が種々と提案されている。
【０００７】
多ビーム走査方式で用いる光源タイプには大きく分けて２種類ある。まず第１の光源タイプはレーザ光（光束）を発する半導体レーザ素子を複数個ならべ、偏光ビームスプリッターやハーフミラーの光路合成手段を用いて複数光束を得るタイプである。次に第２の光源タイプは単一の半導体基板上に複数の発光点を構成した、いわゆるモノリシックなマルチビーム方式を用いるタイプである。
【０００８】
第１の光源タイプは製造しやすく、簡易なシングルビーム半導体レーザを用いることができる。その反面、ビーム合成手段を必要とするため装置全体が複雑、かつ大型化してくる。これに対し、モノリシックなマルチビーム方式を用いる第２の光源タイプは半導体レーザ素子さえ製造できれば、ビーム合成手段が不要となる。これによれば走査光学装置をシンプルで、かつ装置全体を小型化することが容易となる。
【０００９】
このモノリシックなマルチビーム方式を用いた半導体レーザ素子は、大きく分けて２つに分類される。その１つが水平共振器型の半導体レーザ、もう１つが垂直共振器型の半導体レーザである。いずれも半導体プロセスによって製造されるが、ウエハー基板面に積層された素子構成に対し、共振器の方向（光ビームの射出方向）が水平方向か垂直方向かということで分類される。
【００１０】
現在一般に使われる半導体レーザは製造のし易さから水平共振器型の半導体レーザが主流である。水平共振器型の半導体レーザの発光点を複数にした場合、素子構造からビーム（発光点）の配列方向は１次元となる。なお水平共振器型の半導体レーザは端面射出型レーザ、もしくはエッジエミッタレーザと呼ばれている。
【００１１】
これに対し近年、注目されているのが垂直共振器型の面発光レーザ（VCSEL:Vertical  Cavity  Surface  Emitting  Laser）である。
【００１２】
この垂直共振器型の面発光レーザは、基板面に対し垂直方向に光束を射出することから、非常に多数の発光点を基板面上に２次元的に容易に配列することができる。この垂直共振器型の半導体レーザをレーザ光源（光源手段)として用いた走査光学装置が、従来より種々と提案されている（特許文献２、３、４参照）。
【００１３】
これらの走査光学装置は、レーザ光源から出射した複数の光束を光偏向器で偏向走査させて複数の光束で結像レンズを介して被走査面上を光走査する。
【００１４】
一般に走査光学装置では、レーザ光源の光量を特定量に維持することが必要になる。このためレーザ光源から射出される光束の一部を光量検知センサによってモニターし、レーザ光源の駆動電流を制御する、ＡＰＣ（Auto  Power  Control）が行われる。
【００１５】
端面射出型レーザでは後方出射光をモニターできるのに対し、面発光レーザは後方出射光を生じない。このため被走査面に向かう光束の一部を分離して光量検知センサに入射させる、所謂Ｆ−ＡＰＣ（Front  Auto  Power  Control）を行う必要がある。具体的には、特許文献２に開示されているように、光学系内にビームスプリッターやハーフミラーといったビーム分離手段を挿入し、面発光レーザから出射された光束の一部を分離反射させて、光量検知センサで検知して光量をモニターする。
【００１６】
一方、走査光学装置に用いられる結像レンズは金型によるモールド成形で形成されている。金型によるモールド成形は一度金型を作成してしまえば、複雑な形状のレンズでも安定的に、かつ簡易に製造できる。また非球面形状を積極的に取り入れたモールド成形レンズを用いると、光学性能の改善やレンズ枚数の削減が容易となる。
【特許文献１】特開２００３−１５６７０４号公報
【特許文献２】特開２００２−４０３５０号公報
【特許文献３】特開平５−４２７１６号公報
【特許文献４】特開２００４−１０９６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記のような面発光レーザを用いた走査光学装置には下記に示す問題点がある。
【００１８】
面発光レーザは端面発光レーザに比べレーザ共振器長が短いため、
（１）適正な発振での最大出力が小さい、
（２）自己発熱や雰囲気温度の変動により発光効率が変動しやすい、
という問題点がある。
【００１９】
具体的に上記問題点（１）については、図１４Ａ、Ｂ、図１５Ａ、Ｂに示すように、発光光量を増大させるため電流量を増やし電力をアップさせると、レーザ光源の発振モードがシングルモードからマルチモードに変化してしまう。図１４Ａ、Ｂでは各々シングルモード発振時のニアフィールドパターンの写真と断面強度分布を示す。図１５Ａ、Ｂでは各々マルチモード発振時のニアフィールドパターンの写真と断面強度分布を示す。
【００２０】
光学的に適正なシングルモード発振に対し、マルチモード発振状態になると結像レンズでビームスポットを小さく絞り込むことが困難となる。言い換えると、光量を増大させていくと小さなビームスポットから大きなビームスポットへと変化することに成り、安定した画像形成が困難となる。
【００２１】
また上記問題点（２）については、温度上昇に伴い発光効率が大幅に低下し、光量検知センサに到達する光量が減少する。このときＡＰＣにより面発光レーザに対してより多くの電流を印加し、発光光量を増やそうとする制御が行われる。印加電流がどんどん増えていくと上記問題点（１）で指摘したマルチモード発振状態になってしまい、やはりビームスポットの結像性能が劣化する。
【００２２】
画像形成装置では、レーザスポットによって感光体上に潜像を形成し、既知の電子写真プロセスにてトナー像として現像し、記録媒体（紙）に転写し画像を形成する。
【００２３】
このため潜像を形成するスポット径が変動してしまうと、潜像のサイズ、さらには紙面上の画素サイズも変化してしまう。このため、機内昇温によりレーザ光源の温度が上昇すると、発光効率が低下するためＡＰＣにより駆動電流が増加する。これによりシングルモード発振からマルチモード発振に変化する。この結果、上述したようにレーザスポットが変化する。
【００２４】
レーザスポットのドットを一列に形成して得られる画像として『細線』がある。またレーザスポットのドットを一定周期で形成して得られる画像として『ドットマトリクス』がある。これらはレーザスポットの大きさが変化すると『細線』の線幅や『ドットマトリクス』のドットサイズが変化してしまう。
【００２５】
白黒画像の画像形成装置では、『細線』の線幅や『ドットマトリクス』のドットサイズは画像の濃度の差として被験者に認知される。またカラー画像の画像形成装置では、『細線』の線幅や『ドットマトリクス』のドットサイズは画像の色差として被験者に認知される。このようにスポット径が変化すると画像の安定性が劣化する。
【００２６】
さらに、近年の画像形成装置では、消耗品の寿命を延ばす高耐久であることも求められている。画像形成装置に用いられる感光体（感光ドラム）は寿命が進むにつれて感度が劣化していくことが知られている。感光体の感度が劣化した場合は、レーザスポットのエネルギー量を増大させて印字させる必要がある。求められる寿命が長くなるほど、必要となるレーザ光源の発光量のレンジは広がる。当初、適正なシングルモード発振の面発光レーザを使用していた製品でも、感光体の劣化により求められる発光量が増えると、適正なシングルモード発振での使用が困難となる。
【００２７】
光量の不足に対して、特許文献３、４では、２つの光束を時間的にずらして走査することで走査線を２回の露光で形成する「二重露光」を利用している。特許文献３、４では、常時２重の露光を繰り返しており、適正な発振モードでの発光を行うことや、必要な発光量に関して記載がなされていない。
【００２８】
また特許文献３、４には、多重露光するスポット同士の印字位置精度に関して記載がなされていない。更に異なる発光点から射出された光束を結像光学系によって同一個所に印字する際にそれぞれの印字タイミングを適正に行う手法について記載がなされていない。複数の色を重ね合わせる画像形成装置では各色の印字精度の劣化はレジズレとして観測される。２重露光では印字精度が劣化するとスポットが増大して線像が形成される。このため厳密な印字タイミングの制御が必要となる。
【００２９】
また特許文献２では発光量が少ない面発光レーザ(VCSEL)の光量検知において発光点の幾つかを選択的に点灯させ、その発光点の組合せを順次変更させ、各光束の光量検知の精度を向上させている。しかしながら特許文献２では感光体への光束の光量を増加させる方法に対して記載がなされていない。
【００３０】
本発明は適正な発振モードを保ちつつ、適正なる光量で印字することができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
請求項１の発明の走査光学装置は、
光源手段と、
光源手段からの光束を集光する入射光学系と、
該第１結像光学系から導かれた光束を偏向走査する偏向手段と、
該偏向手段で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する走査光学装置において、
該光源手段は主走査方向に複数の発光点が配置された少なくとも１つの発光点列部を有し、該発光点列部は、該被走査面上で走査方向に直線状に結像されるように配置されており、
該発光点列部の複数の発光点のうち発光している複数の発光点からの各光束の光量を検知する光量検知手段と、
該光量検知手段からの出力信号を用いて、該発光点列部を構成する複数の発光点のうち発光させる発光点の数を可変とする発光点数可変手段と、
該光量検知手段からの出力信号を用いて、該発光している複数の発光点からの発光光量を制御する光量制御手段を有したことを特徴としている。
【００３２】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記少なくとも１つの発光点列部の複数の発光点のうち、前記発光点数可変手段により発光された複数の発光点は被走査面上で主走査方向の同じ結像位置において、同一画像データに基づき同一の光量にて駆動されていることを特徴としている。
【００３３】
請求項３の発明は請求項１の発明において、
前記少なくとも１つの発光点列部の複数の発光点のうち前記発光点数可変手段により発光された複数の発光点は被走査面上で主走査方向の同じ結像位置において、同一画像データに基づき異なる光量にて駆動されていることを特徴としている。
【００３４】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記光源手段は、複数の発光点が二次元状に配列された垂直共振器型の面発光レーザであることを特徴としている。
【００３５】
請求項５の発明は請求項１の発明において、
前記光量検知手段は、前記発光点列部の複数の発光点からの光量を同時にモニターすることを特徴としている。
【００３６】
請求項６の発明は請求項５の発明において、
前記光量制御手段は、前記光量検知手段での受光量が特定値に達するまで各発光点の光量を徐々に増加させることを特徴としている。
【００３７】
請求項７の発明は請求項６の発明において、
前記発光点数可変手段は、前記光量制御手段によって制御された１つの発光点からの光量が特定の最大出力に達したときに、発光点の数を可変とし、前記光量検知手段で検知される受光量が特定値に達するまでに発光点の数を増加させることを特徴としている。
【００３８】
請求項８の発明は請求項７の発明において、
前記発光点数可変手段で発光点の数が決定された後に、前記光量制御手段は決定したすべての発光点の光量を減じた後に、該決定したすべての発光点の光量を、前記光量検知手段で検知される受光量が特定値に達するまで同時に増加させることを特徴としている。
【００３９】
請求項９の発明は請求項７又は８の発明において、
前記発光点数可変手段により駆動される複数の発光点の発光は、走査方向に先行する側の発光点より順次発光されることを特徴としている。
【００４０】
請求項１０の発明は請求項９の発明において、
光量検知の後のタイミングで被走査面上における書き出しの同期を検知する同期検知手段を有し、該同期検知手段で検知される光束は、前記発光点列部の発光している複数の発光点のうち、該発光点の数が奇数のときは、配列方向の中心部の発光点から射出される光束にて行い、該発光点の数が偶数のときは、配列方向の中心部に最も近い少なくとも１つの発光点から射出される光束にて行うことを特徴としている。
【００４１】
請求項１１の発明は請求項５乃至１０のいずれか１項の発明において、
前記発光点数可変手段により発光される発光点の数が増加したとき、前記光量検知手段によって検知された各発光点の光量に対して、実印字領域での発光量を減じたことを特徴としている。
【００４２】
請求項１２の発明は請求項５乃至１０のいずれか１項の発明において、
前記発光点数可変手段により発光される発光点の数が増加したとき、前記光量検知手段によって検知された各発光点の光量に対して、実印字領域での発光量を増加させたことを特徴としている。
【００４３】
請求項１３の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走査された光ビームによって該感光体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００４４】
請求項１４の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば適正な発振モードを保ちつつ、適正なる光量で印字することができる走査光学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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００４７】
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は図１の一部分のＦ−ＡＰＣ（Front   Auto  Power  Control）光学系の要部概略図である。
【００４８】
尚、以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）とは偏向手段の軸及び結像光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向（偏向手段で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）である。副走査方向（Ｚ方向）とは偏向手段の軸と平行な方向である。主走査断面とは結像光学系の光軸と主走査方向とを含む平面である。副走査断面とは主走査断面に垂直な断面である。
【００４９】
図中、１は光源手段としてのレーザ光源であり、複数の発光点（発光部）を二次元状に配列した垂直共振器型の面発光レーザ（VCSEL:Vertical  Cavity  Surface  Emitting  Laser）より成っている。
【００５０】
本実施例におけるレーザ光源１は後述する図３、図４に示す如く主走査方向に複数（本実施例では４つ）の発光点が配置された少なくとも１つの発光点列部（本実施例では５組）を有している。各発光点列部は、後述する入射光学系と結像光学系を介した後に被走査面上で走査方向に平行な直線状に結像されるように配置されている。
【００５１】
２はコリメータレンズ(集光レンズ)であり、レーザ光源１から放射された光束を平行光束に変換している。３は開口絞り（絞り部材）であり、通過光束を制限してビーム形状を整形（光軸に対する断面が楕円形状）している。
【００５２】
８はビーム分離手段であり、ハーフミラーより成っている。本実施例におけるビーム分離手段８はレーザ光源１から出射された光束を画像形成用の光束（透過光束）とＦ−ＡＰＣ用の光束（反射光束）とに分割し、透過光束を後述する光偏向器５側へ、反射光束を光量検知手段１０側へ分割している。
【００５３】
４はシリンドリカルレンズであり、副走査断面内（副走査方向）にのみパワーを有しており、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面（反射面）５ａに結像させている。
【００５４】
尚、コリメータレンズ２、開口絞り３、シリンドリカルレンズ４の各要素はレーザ光源１からの光束を集光する入射光学系の一要素を構成している。
【００５５】
５は偏向手段としての光偏向器であり、φ２０（直径20mmの円）に内接する４面構成の回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成っており、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。本実施例における回転多面鏡５の偏向面（偏向反射面）５ａの主走査方向の幅は14.1mmである。
【００５６】
６は結像光学系(ｆθレンズ系)であり、樹脂製(プラスチック製)の材料より成る第１、第２の結像レンズ(ｆθレンズ)６ａ，６ｂを有している。結像光学系６は光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面７上(感光体上)に結像させている。かつ結像光学系６は副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面７との間を共役関係にすることにより偏向面５ａの面倒れ補償を行っている。
【００５７】
第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂは共に金型に樹脂を充填させ、冷却後に型から取り出す既知の成形技術にて製造される。これによりガラスレンズを使用した従来の結像レンズより簡易に製造できる。
【００５８】
第１の結像レンズ６ａは主に主走査方向に正のパワーを有し、レンズ面形状は既知の関数で表現された非球面形状より成っている。また第１の結像レンズ６ａは主走査断面内において入射面が非円弧形状で、光偏向器５側に凹面を向けたメニスカス形状より成っている。また副走査断面内においては入射面が平面形状で、出射面が凸のパワーを有する形状であり、Ｙ方向（主走査方向）に軸上から軸外にかけて曲率が徐々に変化する凸形状であり、光軸に対してＹ方向とＺ方向（副走査方向）にそれぞれ対称な形状をしている。ただし、必ずしも入射面は完全なフラットである必要は無く、多少のパワーを有していても良い。
【００５９】
一方、第２の結像レンズ６ｂは主走査方向と副走査方向とでパワーの異なるアナモフィックレンズより成っている。第２の結像レンズ６ｂはレンズ面が既知の関数で表現された非球面形状である。また第２の結像レンズ６ｂの出射面は副走査断面内において非円弧形状(副走査非円弧)より成っている。
【００６０】
第２の結像レンズ６ｂは主走査断面内のパワーより副走査断面内のパワーの方が大きく、かつ主走査断面内において入射面が円弧形状で、出射面が非円弧形状より成っている。また第２結像レンズ６ｂの主走査断面内のレンズ面形状は光軸に対して非対称である。副走査断面内のレンズ面形状は入射面の曲率がＹ方向に軸上から軸外にかけて変化する凹面形状、出射面が副走査方向にも非円弧形状でＹ方向に軸上から軸外にかけて曲率が徐々に変化する凸面形状であり、光軸に対してＹ方向に非対称形状をしている。
【００６１】
第１の結像レンズ６ａと第２の結像レンズ６ｂは副走査方向の焦点距離が、該第１の結像レンズ６ａの方が短い、つまりパワーが大きい。入射した光束に対し主に副走査方向の結像及び主走査方向の若干の収差補正を担っている。
【００６２】
７は被走査面としての感光ドラム面である。
【００６３】
９は集光レンズであり、ビーム分離手段８で反射された光束を後述する光量検知手段１０面上に集光している。１０は光量検知手段としての光量検知センサ(APCセンサ)であり、発光点列部の複数の発光点のうち発光している複数の発光点からの各光束の光量を検知している。１１は発光点数可変手段であり、光量検知センサ１０からの出力信号を用いて、発光点列部を構成する複数の発光点のうち発光させる発光点の数を可変としている。１２は光量制御手段であり、光量検知センサ１０からの出力信号を用いて、発光している複数の発光点からの発光光量を制御している。
【００６４】
尚、集光レンズ９、光量検知センサ１０、発光点数可変手段１１、光量制御手段１２の各要素はＦ−ＡＰＣ（Front   Auto  Power  Control）光学系の一要素を構成している。
【００６５】
１１１はプリンタコントローラであり、コードデータを画像データ（ドットデータ）に変換している。
【００６６】
１３は同期検知用の結像レンズ（以下、「同期検知用レンズ」と記す。）である。同期検知用レンズ１３は感光ドラム面７上の走査開始位置のタイミングを決定するための同期信号検知用の光束（同期検知用光束）を主走査断面内及び副走査断面内において共に同期検知手段１４面上に結像させている。
【００６７】
１４は同期検知手段としての光センサ（以下、「同期検知用センサ」と記す。）であり、光量検知の後のタイミングで被走査面上における書き出しの同期を検知（同期検知）する。つまり本実施例では同期検知用センサ１４からの出力信号を検知して得られた同期信号（同期検知信号）を用いて感光ドラム面７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。
【００６８】
尚、同期検知用レンズ１３、同期検知用センサ１４の各要素は同期位置検知手段（同期検知用光学系）の一要素を構成している。
【００６９】
本実施例において面発光レーザ１から出射した複数の発散光束はコリメータレンズ２により平行光束に変換され、開口絞り３によって該光束（光量）が制限される。そして開口絞り３によって光束が制限された光束は、ビーム分離手段８で透過光束と反射光束とに分離される。そしてビーム分離手段８で分離された画像形成用の透過光束（平行光束）はシリンドリカルレンズ４に入射する。そしてシリンドリカルレンズ４に入射した平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器５の偏向面５ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された複数の光束は第１、第２の結像レンズ６ａ，６ｂを介して感光ドラム面７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、該感光ドラム面７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としての感光ドラム面７上に画像記録を行っている。
【００７０】
一方、ビーム分離手段８で分離された反射光束は集光レンズ９により光量検知センサ１０面上に集光され、Ｆ−ＡＰＣ（光量検知）が行なわれる。
【００７１】
次にＦ−ＡＰＣの動作について図２を用いて説明する。
【００７２】
光学走査装置では、レーザ光源の光量を特定量に維持することが望ましい。そのため、レーザ光源から射出される光束の一部を光量検知センサによってモニターし、レーザの駆動電流を制御する、つまりＡＰＣ（Auto  Power  Control）が行われる。レーザ光源としての面発光レーザは後方出射光を生じないため、被走査面に向かうビームの一部を分離して光量検知センサに入射させる、Ｆ-ＡＰＣ（Front  Auto  Power  Control）が行われる。
【００７３】
尚、Ｆ−ＡＰＣの動作は被走査面の有効印字領域（有効画像領域）以外の時間（画像データに基づく印字駆動を行っていない時間）に行うことが望ましい。またＦ−ＡＰＣの動作は同期検知よりも先行して行なわれることが望ましい。つまり、被走査面の有効印字領域以外の時間で最初にＦ−ＡＰＣの動作を行ない、次に同期検知を行なう。続いて有効印字領域において画像データに基づく印字駆動を行う。
【００７４】
図１、図２ではレーザ光源１（VCSEL）から複数本の光束が放射される。ビーム分離手段８はハーフミラーより成り、該レーザ光源１から入射した光束を一定の比率で反射し、残りの光束を透過する。透過光量と反射光量は膜の設計により自在に変えることができる。反射された複数本の光束は集光レンズ９により光量検知センサ（APCセンサ）１０上に結像される。光量検知センサ１０の受光エリアは複数本の光束をすべて受光するのに十分な大きさを有している。また光量検知センサ１０は、発光点列部の複数の発光点からの光量（複数の発光点が同時に点灯したときのトータルの光量）を同時にモニター(検知)することができる。また複数の発光点を個別に発光したときは個別の光量を検知することができる。
【００７５】
集光レンズ９の集光作用はそれぞれの光束を完全に１点に集光する必要はなく、光量検知センサ１０の受光エリア内にすべての光束が入るのであれば、若干ボケた状態で集光させても差し障りない。
【００７６】
さらに光量検知センサ１０で得られた受光信号は発光点数可変手段１１へ伝達され、後述するアルゴルにより点灯させるべき発光点の数を決定する。さらに光量検知センサ１０から光量制御手段１２へ制御信号が送られ、該光量制御手段１２で各発光点の発光光量を制御する。光量制御手段１２は光量検知センサ１０からの信号及びプリンタコントローラ１１１からの印字情報信号を基にレーザ光源１の各発光点の発光駆動を行う。
【００７７】
次に同期検知光学系の構成及び動作について説明する。
【００７８】
同期検知光学系は、光量検知（Ｆ−ＡＰＣ）の後のタイミングで被走査面７上における書き出しの同期を検知する。
【００７９】
本実施例においては、前述の如く被走査面7上で有効画像領域に結像する画角以外の像高の光束に対し、同期検知用レンズ１３を介して同期検知用センサ１４に導く。同期検知用レンズ１３はアナモフィックなパワーを有しており、少なくとも入射光束を主走査方向に結像している。その結像点に同期検知用センサ１４が設けられる。
【００８０】
なお、より好適には前記結像点に同期検知用のエッジ（以下、「同期検知用エッジ」と記す。）（不図示）を設け、そのさらに後方に同期検知用センサ１４を設けることで、検知精度を向上させることができる。
【００８１】
同期検知用エッジは走査方向の上流もしくは下流に設けられ、走査方向に対して垂直方向（副走査方向）に直線状のエッジよりなる。なお、同期検知用エッジは走査方向に対して垂直方向（副走査方向）に平行な二対の直線状のエッジを主走査方向の幅が0.5mm程度で離したスリット形状として構成してもよい。
【００８２】
同期検知用センサ１４上に同期検知用光束が到達すると電気信号が出力される。その信号の立ち上がり波形もしくは立下り波形に対し、特定のスライスレベルの信号出力に達した時間を同期検知時間とする。この同期検知時間を基準に画像を書き始める時間までをカウンターにて計測して、画像信号にてレーザ光源１を駆動点灯させることで書き始め位置を常に一定に保つことができる。このような同期検知(同期信号検知)の電気的な駆動方法は既知の方法により行なわれる。
【００８３】
次にレーザ光源１からの光束の結像状態について図１、図３及び図４を用いて説明する。
【００８４】
図１のレーザ光源１は前述の如く垂直共振器型の面発光レーザ（VCSEL:Vertical  Cavity  Surface  Emitting  Laser）である。垂直共振器型の面発光レーザは、基板面に対し垂直方向に光束を射出する。図１において基板面は紙面に対して垂直な方向である。
【００８５】
基板面上には複数の発光点を２次元的に配列している。その配列は、図１の結像光学系にて被走査面上での光束の結像状態が図３、図４に示すような配置となるように設けられている。図３、図４は各々被走査面（感光ドラム面）７上での各光束の配列関係を示しており、矢印の方向が光束の走査方向（主走査方向）となる。また○が非発光状態、●が発光状態のレーザ集光点を示す。
【００８６】
図３、図４から分かるように４個のビーム(発光点)が直線状に１列になって、主走査方向に平行な方向に並んでいる。このときレーザ光源１側でも４個の発光点が直線状に１列になって１つの発光点列部を構成している。４個の発光点は主走査方向に平行な方向に並んでいる。尚、本実施例では発光点列部の組を全部で５組設けている。
【００８７】
本実施例においては主走査方向に平行な方向に複数の発光点を並べたことにより以下のことが可能となる。
【００８８】
つまり、複数の発光点が１列に並んだ各組は、発光点数可変手段１１により発光された複数の発光点が被走査面７上の有効印字領域内で、主走査方向の同じ結像位置において、同一画像データに基づき同一の光量もしくは異なる光量にて駆動される。これにより本実施例ではレーザスポットを重ね打ちすることが可能となっている。
【００８９】
面発光レーザは端面発光レーザに比べレーザ共振器長が短いため、自己発熱や雰囲気温度の変動により発光効率が変動しやすく、温度上昇に伴い発光効率が大幅に低下する。図３は常温時の発光状態を示し、１列の発光点の各発光点列部は１個の発光点のみが発光している。図４は昇温時の発光状態を示し、１列の発光点の各発光点列部は３個の発光点が発光している。
【００９０】
この発光点の数を可変とする動作及びF-APCの動作について図５、図６を用いて説明する。
【００９１】
図５はF-APCの動作を示すフローチャートであり、図６は光量検知を示すグラフである。図６において縦軸はAPCセンサの出力、横軸は時間である。
【００９２】
図中、Eapcは印字に適正な初期設定光量、ImaxはVCSELの各発光点が適正な発光状態（シングルモード発振）を維持できる最大印加電流、Mmaxは整数であり、印加電流を増加させる際の最大ステップ数である。
【００９３】
Eapc、Imax、Mmaxはいずれも初期値としてメモリ（不図示）に記録されている。ｎは発光させる発光点数、ｍは印加電流のステップ数を示す整数、Eｎは光量検知センサ１０が検知する各発光点の光量である。
【００９４】
図５、図６に示すように最初は発光点数可変手段１１により１つの発光点(第１の発光点)のみを決定し点灯する。光量制御手段１２により印加電流を徐々に増加させ、光量検知センサ１０が受光する光量（受光量）が特定の設定光量（特定値）Eapcに達するかを判定する。最大印加電流Imaxまで増加させて発光点が特定の最大出力に達したときにでも受光量が設定光量Eapcに達しない場合は、一度消灯する。つまり発光点の光量を減ずる。
【００９５】
次に発光点数可変手段１１により発光点の数を自動的に可変とし、２つの発光点(第１、第２の発光点)を決定し点灯する。光量制御手段１２により同時に２つの発光点の印加電流を徐々に増加させ、光量検知センサ１０が受光する光量が特定の設定光量Eapcに達するかを判定する。最大印加電流Imaxまで増加させても受光量が設定光量Eapcに達しない場合は、２つの発光点を消灯する。つまり発光点の光量を減ずる。
【００９６】
次に発光点数可変手段１１により発光点の数を可変とし、３つの発光点(第１、第２、第３の発光点)を決定し点灯する。光量制御手段１２により同時に３つの発光点の印加電流を徐々に増加させ、光量検知手段１０が受光する光量が特定の設定光量Eapcに達するかを判定する。受光量が特定の設定光量Eapcに達したらF-APCの動作を終了し、印加電流を確定する。以上がF-APCの動作の手順である。
【００９７】
なお、図３、図４に示すように発光点数可変手段１１により駆動される複数の発光点の発光は、走査方向に先行する側の発光点より順次発光されることが望ましい。
【００９８】
この理由は、光量検知センサ１０の受光面に最初に到達する光束が走査方向に一番先行する発光点の光束であり、その後走査方向に並ぶ発光点の順に、光量検知センサ１０の受光面に入射するようになるからである。最初に受光した光束に対し、光量の過不足を判断し、不足であるならば二つ目の光束を決定し点灯させる図５のアルゴルにおいて、早期にF-APCの動作を完了させるには先行して受光できる光束から順番に決定した方が有利である。
【００９９】
本実施例では有効印字領域以外の時間でF-APCの動作が終了後、同期検知を行ない、続いて有効印字領域において画像データに基づく印字駆動を行う。
【０１００】
印字駆動は、複数の発光点が１列に並んだ各組毎に、３つの発光点が被走査面上の有効印字領域内で、一走査毎の主走査方向の同じ結像位置において、同一画像データに基づきそれぞれ同一の光量にて駆動され、レーザスポットを重ね打ちする。このとき複数の発光点の光量はF-APCの動作で得られた光量に基づき点灯駆動が行われる。
【０１０１】
尚、本実施例では３つの発光点から発光した３つの光束で必要光量を満足する場合を説明したが、２つの発光点や４つの発光点で必要光量になる場合も考えられる。また機内昇温によりVCSELの発光効率が変動した場合も同様であり、必要光量に応じて発光点の数が変動することも考えられる。さらに図３、図４では主走査方向に並んだ複数の発光点(発光点列部)が５組あるが、この５組すべてが同じ数の発光点で必要光量となる必要はなく、各組ごとに決定される発光点数が異なっても良い。
【０１０２】
また、ビーム分離手段８はハーフミラーとしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、偏光ビームスプリッターであっても良い。ハーフミラーであれ偏光ビームスプリッターであれ、入射する光束の偏光依存性を考慮すればよいのである。
【０１０３】
一般に面発光レーザ（VCSEL）は端面発光型レーザに比べ、素子製造上、偏光方向の制御が難しく、二次元に配列されたすべての発光点の偏光方向が同じとは限らない。さらに素子構造によっては発光量によって偏光方向が変動する場合もある。よってビーム分離手段８は入射光束に対し、反射して出射する光束と透過して出射する光束の光量比率が偏光方向に依らず同じになることが望ましい。
【０１０４】
さらに望ましくは、ビーム分離手段８は入射光束に対し、光量検知センサ１０に到達する光束と被走査面７に到達する光束の光量比率が偏光方向に依らず同じになることが望ましい。なぜならビーム分離手段８以降の光学素子も偏光特性をもつ場合があるのでこれらも加味して、ビーム分離手段８の偏光特性を決定してあげればよい。
【０１０５】
また本実施例では光偏向器５へ入射する光束を平行光束としたが、必ずしもこれに限られることはなく、収束光束もしくは発散光束であっても良い。
【０１０６】
また本実施例では結像光学系６を２枚のレンズより構成したが、これに限らず、単一、もしくは３枚以上のレンズより構成しても良い。また結像光学系６に回折光学素子を含ませて構成しても良い。またコリメータレンズ２とシリンドリカルレンズ４を１つの光学素子(アナモフィックレンズ)より構成しても良い。
【実施例２】
【０１０７】
次に本発明の実施例２について説明する。
【０１０８】
図７は本発明の実施例２のF-APCの動作を示すフローチャートであり、図８は本発明の実施例２の光量検知を示すグラフである。図８において縦軸はAPCセンサの出力、横軸は時間である。
【０１０９】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は発光点の数を自動的に可変とする動作及びF-APCの動作を変更したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１１０】
次に発光点の数を可変とする動作及びF-APCの動作について図７、図８を用いて説明する。
【０１１１】
図中、Eapcは印字に適正な初期設定光量、ImaxはVCSELの各発光点が適正な発光状態（シングルモード発振）を維持できる最大印加電流、Mmaxは整数であり、印加電流を増加させる際の最大ステップ数である。
【０１１２】
Eapc、Imax、Mmaxはいずれも初期値としてメモリ（不図示）に記録されている。ｎは発光させる発光点数、Mnはｎ番目に決定された発光点の印加電流のステップ数を示す整数、Eｎは光量検知センサ１０が検知する各発光点の光量である。
【０１１３】
図７、図８に示すように最初は発光点数可変手段１１により第１の発光点のみを決定し点灯する。光量制御手段１２により印加電流を徐々に増加させ、光量検知センサ１０が受光する光量（受光量）が特定の設定光量（特定値）Eapcに達するかを判定する。最大印加電流Imaxまで増加させて発光点が特定の最大出力に達したときにでも受光量が設定光量Eapcに達しない場合は、第１の発光点を消灯させることなく、次の発光点を決定する。
【０１１４】
次に発光点数可変手段１１により第２の発光点を決定し点灯する。光量制御手段１２により第２の発光点の印加電流を徐々に増加させ、光量検知センサ１０が受光する光量が特定の設定光量Eapcに達するかを判定する。最大印加電流Imaxまで増加させて発光点が特定の最大出力に達したときにでも受光量が設定光量Eapcに達しない場合は、第１、第２の発光点を消灯させることなく、次の発光点を決定する。
【０１１５】
次に発光点数可変手段１１により第３の発光点を決定し点灯する。光量制御手段１２により第３の発光点の印加電流を徐々に増加させ、光量検知センサ１０が受光する光量が特定の設定光量Eapcに達するかを判定する。受光量が特定の設定光量Eapcに達したらF-APCのを終了し、印加電流を確定する。印加電流は第１、第２の発光点がImax、第３の発光点はImax/Mmax×Mnである。以上がF-APCの動作の手順である。
【０１１６】
なお、前述した実施例１と同様に図３、図４に示す如く発光点数可変手段１１により駆動される複数の発光点の発光は、走査方向に先行する側の発光点より順次発光されることが望ましい。この理由は前記実施例１で述べた通りである。
【実施例３】
【０１１７】
図９は本発明の実施例３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図１０は本発明の実施例３の各ビーム(発光点)の配列関係を示した説明図である。図９、図１０において前記図１、図３に示した要素と同一要素には同符番を付している。尚、図１０において矢印の方向が光束の走査方向（主走査方向）である。また○が非発光状態、●が発光状態のレーザ集光点を示す。
【０１１８】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は発光点数可変手段１１により決定された３つの発光点によって射出された光束を被走査面７上に光束(1)(2)(3)として到達(結像)させたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１１９】
本実施例においては、図１０に示す光束(1)(2)(3)は図９に示す光束(1)(2)(3)に対応している。図９、図１０から分かるように光束(1)が先行して走査し、これに続いて光束(2)、(3)が走査する。これら光束(1)(2)(3)により有効印字領域（有効画像領域）で重ね打ちをする。
【０１２０】
本実施例において光束(1)(2)(3)が走査するにあたり、F-APCの動作は被走査面７の有効印字領域以外の時間に行うことが望ましい。またF-APCの動作は同期検知よりも先行して行なわれることが望ましい。つまり被走査面７の有効印字領域以外の時間で最初にF-APCの動作を行ない、次に同期検知を行ない、続いて有効印字領域において画像データに基づく印字駆動を行う。
【０１２１】
ここで同期検知は光束(1)(2)(3)すべてにおいて行っても良いが、以下のように簡略化することも可能である。つまり光束(1)(2)(3)のうち決定された１つの光束について同期検知を行い、他の光束は同期検知を行なった光束とのディレイ情報に基づき、書き出しタイミングを決定するのである。決定され同期検知される光束は発光点数可変手段１１により決定された複数の発光点のうち、配列方向の中心部の発光点から射出される光束にて行うことが望ましい。
【０１２２】
つまり、同期検知センサ１４で検知される光束は、発光点列部の発光している複数の発光点のうち、該発光点の数が奇数のときは、配列方向の中心部の発光点から射出される光束にて行う。尚、発光点列部の発光している複数の発光点のうち、発光点の数が偶数のときは、配列方向の中心部に最も近い少なくとも１つの発光点から射出される光束にて行う。
【０１２３】
その理由は同期検知し書き出しタイミングが決められる光束とその同期検知を行った光束とのディレイ情報を基に書き出しタイミングを決定される光束の距離が離れていると、ディレイ情報に誤差が生じやすく、書き出したタイミングが正確に決定できないのである。
【０１２４】
本実施例において主走査方向にｎ個の発光点を並べて重ね打ちを行う際は、隣り合う発光点のディレイ情報にそれぞれΔＴの誤差要因がある場合、トータルでΔT×（n-1）の誤差要因となる。それに対し本実施例のように発光点数可変手段１１により決定された複数の発光点のうち、配列方向の中心部の発光点から射出される光束にて同期検知を行えばトータルの誤差要因はΔT×（n-1）/2と半減できる。
【０１２５】
図９、図１０に示すように発光点数可変手段１１により決定された発光点による光束が３つの場合、光束(2)で同期検知を行うことが望ましい。
【０１２６】
ディレイ情報を得る為の方法として、
（イ）画像形成装置の製造組立時に測定してメモリーに記憶する、
（ロ）画像形成装置自身が画像形成以外の時間に測定しメモリーに記憶する、
（ハ）設計値に基づく理論値をメモリーに記録する、
が挙げられる。
【０１２７】
さらに詳しくは、上記方法（イ）では被走査面上７の画像中心位置にタイミング検知センサを設置し、偏向走査される光束がタイミング検知センサ上を横切る時間的タイミングを検知計測すればよい。上記方法（ロ）では、画像形成以外の時間に１列に並んだ光束(1)(2)(3)・・・を偏向走査し、同期検知センサ１４にて時間差を検知計測する。このとき偏向走査するスピードを減じて走査すればより精度良く検知計測が可能である。上記方法（イ）でも方法（ロ）でも、ディレイ情報の検知系即時には主走査方向に直線状に並んだ発光点の組（発光点列部）毎に行うことが望ましい。
【実施例４】
【０１２８】
次に本発明の実施例４について図１１を用いて説明する。尚、本実施例の装置構成は前記図１に示した構成と同一である。
【０１２９】
図１１は本発明の実施例４のビーム光量比を示したグラフであり、適正な画像形成を行うために必要な特定光量とF-APCの動作で決定される光量、実際の印字光量を示している。
【０１３０】
図１１において印字光量Ａは特定光量と同じであり、印字光量Ｂは特定光量より減じられた場合、印字光量Ｃは特定光量より増加させた場合を示している。
【０１３１】
複数の発光点による光束を重ね打ちする際には感光ドラムの特性や電子写真プロセスの諸条件の設定により、見かけ上の感度が変わることがある。感光剤には相反則不軌といわれるものがあり一般には重ね打ちにより一層強固に潜像が形成されてしまう。このような場合は重ね打ち時にはレーザパワーを減じるのが良い。
【０１３２】
つまり発光点数可変手段１１により発光される発光点の数が増加したとき、光量検知センサ１０によって検知された各発光点の光量に対して、実印字領域(有効画像領域)での発光量を減じる。
【０１３３】
一方、感光材料によっては１度目の露光で形成された潜像電荷が経時的に拡散し潜像が浅くなる減少も確認されている。このような場合は重ね打ちのタイミング間隔が長くなると同一光量による露光では鮮明な潜像が得られないので、よりエネルギーの高いビームスポットでの露光が良い。
【０１３４】
つまり発光点数可変手段１１により発光される発光点の数が増加したとき、光量検知センサ１０によって検知された各発光点の光量に対して、実印字領域(有効画像領域)での発光量を増加させる。
【０１３５】
重ね打ちの際により多くの光量が必要か光量を減じる必要があるのかは画像形成装置で用いられる感光体および装置構成により決まる。光量の加減比は印字する光束の本数＝重ね打ちの回数により決まるので、予めメモリーに記憶させておけばよい。光量の加減が必要な装置においては、前記実施例１及び実施例２で定義した最大印加電流Imax（VCSELの各発光点が適正な発光状態（シングルモード発振）を維持できる最大印加電流）を越えないように光量制御を行えば良い。
【０１３６】
具体的にF-APCの動作で決定された適正光量に対し印字光量を増加させなければならないケース（図１１の印字光量Ｃ）の場合は、予め特定光量Imaxを低めに設定させれば良いのである。
【０１３７】
［画像形成装置］
図１２は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータの外部機器１１７からコードデータDｃが入力する。このコードデータDｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Dｉに変換される。この画像データDｉは、実施例１から４のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１３８】
静電潜像担持体（感光ドラム）たる感光ドラム１０１は、モーター１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１３９】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１４０】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１２において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１４１】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１２において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されている。そして転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。さらに定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１４２】
図１２においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モーター１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のモーターの制御を行う。
【０１４３】
本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において本発明の実施例１〜４の構成はより効果を発揮する。
【０１４４】
［カラー画像形成装置］
図１３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、走査光学装置（光結像光学系）を４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１３において、６０はカラー画像形成装置、６１，６２，６３，６４は各々実施例１から４に示したいずれかの構成を有する走査光学装置である。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。尚、図１４においては現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器（不図示）と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器（不図示）とを有している。
【０１４５】
図１３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、それぞれ走査光学装置６１，６２，６３，６４に入力される。そして、これらの走査光学装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が射出され、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。
【０１４６】
本実施例におけるカラー画像形成装置は走査光学装置（６１，６２，６３，６４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。そして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。
【０１４７】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの走査光学装置６１，６２，６３，６４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。
【０１４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の実施例１の主走査断面図
【図２】本発明の実施例１の主要部分の要部断面図
【図３】本発明の実施例１のビーム配列図
【図４】本発明の実施例１のビーム配列図
【図５】本発明の実施例１のF-APCの動作のフローチャート
【図６】本発明の実施例１のF-APCの光量検知の説明図
【図７】本発明の実施例２のF-APCの動作のフローチャート
【図８】本発明の実施例２のF-APCの光量検知の説明図
【図９】本発明の実施例３の主走査断面図
【図１０】本発明の実施例３のビーム配列図
【図１１】本発明の実施例４のビーム光量比
【図１２】本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図１３】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１４Ａ】シングルモード発振時のニアフィールドパターンの写真
【図１４Ｂ】シングルモード発振時のニアフィールドパターンの断面強度分布図
【図１５Ａ】マルチモード発振時のニアフィールドパターンの写真
【図１５Ｂ】マルチモード発振時のニアフィールドパターンの断面強度分布図
【符号の説明】
【０１５０】
１  光源手段
２  開口絞り
３  コリメータレンズ(集光レンズ）
４  シリンドリカルレンズ
５  偏向手段
６  結像光学系
６ａ，６ｂ  結像レンズ
７  被走査面（感光ドラム面）
８  ビーム分離手段
９  集光レンズ
１０  光量検知手段
１１  発光点数可変手段
１２  光量制御手段
１３  同期検知用レンズ
１４  同期検知用センサ
１１１  プリンタコントローラ
６１、６２、６３、６４  走査光学装置
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
１００  走査光学装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
１０４  画像形成装置
１０７  現像装置
１０８  転写ローラ
１０９  用紙カセット
１１０  給紙ローラ
１１１  プリンタコントローラ
１１２  転写材（用紙）
１１３  定着ローラ
１１４  加圧ローラ
１１５  モーター
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
【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１３】
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【図１２】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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