(57)【要約】【課題】複数の発光源を用いても発光源間の光量差に起因する画像劣化を防止し、鮮鋭性、階調性、粒状性の優れた画像を形成できるビーム走査装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】静電潜像形成用の像形成用発光源と主走査方向位置合わせ用の信号生成用発光源とで構成されるレーザーダイオードアレーチップ１００ａにおいて発光源同士が所定の間隔となるように配置し、静電潜像形成時に感光体２１上にビームを走査するポリゴンミラー１５と、同期検知信号の生成に用いる光センサー２５と、同期検知信号の生成時には信号生成用発光源をレーザーダイオードアレーチップ１００ａの複数の発光源の中から選択的に分離して発光させる同期検知信号生成指示手段とを備える。【選択図】        図１
2004361684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に静電潜像を形成するビーム走査装置において、
静電潜像形成用のビームを出力する像形成用発光源と主走査方向の位置合わせ用の同期検知信号を生成するためのビームを出力する信号生成用発光源とで構成される複数の発光源において発光源同士が所定の間隔となるように配置し、
静電潜像形成時に前記像担持体上にビームを走査する走査手段と、
同期検知信号を生成する同期検知信号生成手段と、
同期検知信号の生成時には信号生成用発光源を前記複数の発光源の中から選択的に分離して発光させる同期検知信号生成指示手段とを備えたことを特徴とするビーム走査装置。
【請求項２】
前記複数の発光源において発光源同士が所定の間隔となるように一列に配置し、一列に配置した前記複数の発光源の両端部のどちらか一方を前記信号生成用発光源として選択して使用するようにしたことを特徴とする請求項１記載のビーム走査装置。
【請求項３】
前記複数の発光源を像担持体上の走査方向と一定の角度をもって配置し、走査方向に向かって先頭になる発光源を前記信号生成用発光源とし、他の発光源を像形成用発光源としたことを特徴とする請求項２記載のビーム走査装置。
【請求項４】
所定の間隔で一列に並べる配置規則で前記像形成用発光源を複数配設すると共に、前記像形成用発光源の該配置規則に当てはまらない位置に前記信号生成用発光源を配設したことを特徴とする請求項１記載のビーム走査装置。
【請求項５】
走査方向に向かって先頭になる発光源を前記信号生成用発光源としたことを特徴とする請求項４記載のビーム走査装置。
【請求項６】
前記複数の発光源において発光源同士が所定の間隔となるように一列に配置し、一列に配置した前記複数の発光源の両端部のどちらか一方を前記信号生成用発光源として選択するビーム選択手段を具備したことを特徴とする請求項１記載のビーム走査装置。
【請求項７】
走査方向に向かって先頭になる発光源を前記信号生成用発光源とするように制御する制御手段を具備したことを特徴とする請求項４記載のビーム走査装置。
【請求項８】
前記信号生成用発光源のＡＰＣ（オートパワーコントロール）は、同期検知信号生成の為に前記信号生成用光源を強制点灯している期間に動作するようにしたことを特徴とする請求項２又は４記載のビーム走査装置。
【請求項９】
同期検知信号が作動した後に前記信号生成用発光源のＡＰＣ動作を行うことを特徴とする請求項８記載のビーム走査装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のビーム走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
静電潜像を顕像化して画像を形成する電子写真方式を用いたことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
画像形成のプロセスをデジタル処理によって行うことを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
デジタル書き込み画素密度が１２００ｄｐｉであることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体への静電潜像の書き込みに複数のレーザー光を用いる場合であっても、複数のレーザー光間における光量変動を抑えることができるビーム走査装置及び画像形成装置に係り、複写機、ファクシミリ、プリンター等に適用して好適なビーム走査装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いたプリンター、複写機等の画像形成装置は、帯電装置により感光体表面上を均一に帯電し、光書き込み手段により、外部からの記録データに対応する光ビームを感光体面上に照射し静電潜像を形成する。前記光書き込み手段に於いて、感光体面上を照射する光ビームは、レーザーダイオード等で発光された平行光線を集光し回転偏向手段により感光体面上を走査する。また、レーザー走査光学系の光書き込み手段は、書き込み開始タイミングを規定する同期信号が必要であり、この信号は光書き込み手段の任意の位置に設けられた同期検知手段により生成される。
静電潜像の形成方法としては感光体面上での光ビームのＯＮ／ＯＦＦとする、所謂２値記録方式が多くなっている。この２値記録方式に於いては記録信号にディザ方式、誤差拡散方式等の画像処理を行い中間調再現を実現している。前記の様に感光体面上に形成された静電潜像に対して現像手段により像可視化剤を付着させ感光体面上に顕像化された像可視化像を得、転写手段に於いて前記像可視化像を記録媒体に転写し、転写材に転写された像は定着手段により加熱及び加圧され、記録媒体上に固定される。近年前記画像形成装置に於いて、高画素密度化、高速化の要求が大きくなっている。画像形成装置の高速化の方法として、複数の光ビームを同時に発光可能な複数ビームレーザー或いは、複数のレーザーダイオードからなるレーザーアレイ素子を用いて、複数の光ビームを同時に感光体面上に照射し静電潜像を形成する方式が用いられている。
【０００３】
ところで、前記２値記録方式に於いては安定した解像力と階調再現性を両立するには、１０００値／ｍｍ２で面積階調を行う必要性が知られている。この条件を満たすには記録密度６００×１２００ｄｐｉ以上の画像形成に於いて感光体上に形成される潜像ドットはその潜像位置及び潜像ドット径が正確に形成される必要があり、潜像を形成する発光量の変動が少ないことが必要とされる。ところが、複数レーザービームを用いた画像形成装置において複数のレーザー光にて走査することにより複数ライン同時に発光して画像形成を行なう場合、複数のレーザーの光量差に起因する画像劣化が懸念される。これは複数のレーザー光量差により階調特性の逆転等が生じ階調性、鮮鋭性に影響を与えるために生じる問題である。
レーザーダイオードの光量変動はレーザーダイオード自身の劣化に起因する場合が多いので、一定光量のレーザービームを発生するに必要な電流量を測定し、その値が規定値より多くなった場合にレーザーダイオードが劣化しているという判断をする手段を画像形成装置内に備えている場合もある。レーザーダイオード劣化の原因としてはレーザーダイオード駆動時の突入電流、或はレーザーダイオード総点灯時間に起因する経時劣化が挙げられる。複数光源を持つレーザーダイオードアレーの光量変動の原因が各光源の総点灯時間に関係することは画像形成装置の開発において既に確認している。
例えば、４チャネルのレーザーダイオードアレーを用いて画像形成装置を構成する場合、４チャネルで感光体面上に潜像を形成するとともに４チャネルの内、任意に１チャネルを用いて主走査方向の同期検知信号を生成する為に使用している場合、明らかに同期検知信号生成に使用している光源と、感光体面上への潜像形成のみに使用している光源の光量特性が異なることが判っている。それは同期検知信号生成に使用しているチャネルは同期検知信号生成の為に強制点灯している故に、他のチャネルより総点灯時間が多いからである。
【０００４】
図１２は従来の画像形成時のビーム走査装置のタイムチャートである。図１２に示すように、画像記録範囲信号の期間に、主走査同期信号の周期で画像データが感光体面上に形成される。この例は４チャネルの複数発光源を備えた場合を示している。各々のチャネルの発光源は主走査同期信号の周期で、画像データに依る発光、及びＡＰＣ（オートパワーコントロール）の為の発光駆動を行う。さらに、図１２では同期検知信号生成の為に１チャネルが（ＣＨ１）が使用され発光駆動する。このように、従来のビーム走査装置では画像形成に用いる発光源の内、任意の発光源を同期検知信号生成の為に共用するのが一般的であるため、１チャネルの発光源の総発光量と他のチャネルの総発光量との間に大きな差が生じ、上述した問題を招くことになる。
このような問題に対し、例えば、特許文献１に記載された画像形成装置では、光量分布測定手段を用いて複数の各レーザーダイオードの出射光の光量分布を検出し、この検出された測定量を基に各レーザーダイオードのビームの有効下限発光量における光量分布曲線の幅が等しくなるように各レーザーダイオードの発光量を制御する方法や、各レーザービームによって形成された潜像にトナーに拠って可視化されたトナー像の濃度を測定し、その測定値を基に各レーザーダイオードの発光量を制御する濃度測定手段を用いた方法が提案されている。
また、特許文献２に記載された画像形成装置では、レーザーダイオードアレーの各発光素子の発光に要する電流量を比較し、最も電流量の少ない発光素子を主走査方向の位置合わせの為の発光素子として選択し、レーザーダイオードアレー総点灯時間に起因するレーザーダイオードアレー劣化レベルの発光素子間の偏りを無くす方法が提案されている。
【特許文献１】特開平０７−３１９０８６号公報
【特許文献２】特開２０００−１１８０４０公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平０７−３１９０８６号公報の画像形成装置や特開２０００−１１８０４０公報の画像形成装置では、任意の発光源を画像形成の為の発光と同期検知信号生成の為の発光とに共用している為に複数光源間の光量差に起因する画像劣化を根本的に防止することはできない。
そこで、本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、複数の発光源を用いても発光源間の光量差に起因する画像劣化を防止し、鮮鋭性、階調性、粒状性の優れた画像を形成できるビーム走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の問題点を解決するために、請求項１記載の発明では、像担持体上に静電潜像を形成するビーム走査装置において、静電潜像形成用のビームを出力する像形成用発光源と主走査方向の位置合わせ用の同期検知信号を生成するためのビームを出力する信号生成用発光源とで構成される複数の発光源において発光源同士が所定の間隔となるように配置し、静電潜像形成時に前記像担持体上にビームを走査する走査手段と、同期検知信号を生成する同期検知信号生成手段と、同期検知信号の生成時には信号生成用発光源を前記複数の発光源の中から選択的に分離して発光させる同期検知信号生成指示手段とを備えたビーム走査装置を最も主要な特徴とする。
請求項１の発明によれば、複数の発光源を同期検知信号生成用と画像形成用に分離することにより、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて各発光源の総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
請求項２記載の発明では、請求項１記載のビーム走査装置において、前記複数の発光源において発光源同士が所定の間隔となるように一列に配置し、一列に配置した前記複数の発光源の両端部のどちらか一方を前記信号生成用発光源として選択して使用するようにしたビーム走査装置を主要な特徴とする。
請求項２の発明によれば、各発光源の配置とレンズとの配置に応じて、一列に並んだ複数の発光源の両端部のどちらか一方を信号生成用発光源として選択できるので、選択の幅が広がることで駆動方法の自由度が広がり、装置の利便性が向上する。
【０００７】
請求項３記載の発明では、請求項２記載のビーム走査装置において前記複数の発光源を像担持体上の走査方向と一定の角度をもって配置し、走査方向に向かって先頭になる発光源を前記信号生成用発光源とし、他の発光源を像形成用発光源としたビーム走査装置を主要な特徴とする。
請求項３の発明によれば、複数の発光源をその配列方法が像担保体上走査方向に対して一定の角度になるように配置し、走査方向に向かって先頭になる発光源を信号生成用発光源とし、他の発光源を像形成用発光源として選択できるようにしたので、同期検知信号と画像形成タイミングの制御が容易に行えるようになり、装置の利便性が向上する。
請求項４記載の発明では、請求項１記載のビーム走査装置において、所定の間隔で一列に並べる配置規則で前記像形成用発光源を複数配設すると共に、前記像形成用発光源の該配置規則に当てはまらない位置に前記信号生成用発光源を配設したビーム走査装置を主要な特徴とする。
請求項４の発明によれば、信号生成用発光源を像形成用発光源群から分離独立させることにより、且つ、距離をとることにより、信号生成用発光源を駆動することによる熱ストレスの影響を像形成用発光源に対して少なくし、像形成用発光源の劣化を防止して各発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質が提供できる。
請求項５記載の発明では、請求項４記載のビーム走査装置において、走査方向に向かって先頭になる発光源を前記信号生成用発光源としたビーム走査装置を主要な特徴とする。
請求項５の発明によれば、複数の発光源の内で走査方向に向かって先頭になる発光源を信号生成用発光源としたことにより、同期検知信号と画像形成タイミングの制御が容易になり、装置の利便性が向上する。
請求項６記載の発明では、請求項１記載のビーム走査装置において、前記複数の発光源において発光源同士が所定の間隔となるように一列に配置し、一列に配置した前記複数の発光源の両端部のどちらか一方を前記信号生成用発光源として選択するビーム選択手段を具備したビーム走査装置を主要な特徴とする。
請求項６の発明によれば、一列に並んだ複数の発光源において両端部のどちらか一方を信号生成用発光源として選択できるので、レーザーアレーチップ及びその周辺の光学部品のレイアウトの自由度が向上する。
【０００８】
請求項７記載の発明では、請求項４記載のビーム走査装置において、走査方向に向かって先頭になる発光源を前記信号生成用発光源とするように制御する制御手段を具備したビーム走査装置を主要な特徴とする。
請求項７の発明によれば、信号生成用発光源とする発光源を制御プロセスによって選択することができるので制御方法の自由度を増すことができる。
請求項８記載の発明では、請求項２又は４記載のビーム走査装置において、前記信号生成用発光源のＡＰＣ（オートパワーコントロール）は、同期検知信号生成の為に前記信号生成用光源を強制点灯している期間に動作するようにしたビーム走査装置を主要な特徴とする。
請求項８の発明によれば、同期検知信号生成の為に信号生成用発光源を強制点灯している期間に信号生成用発光源のＡＰＣ動作を行うので、信号生成用発光源の総点灯時間を短縮可能とし、発光源の劣化を軽減することができる。
請求項９記載の発明では、請求項８記載のビーム走査装置において、同期検知信号が作動した後に前記信号生成用発光源のＡＰＣ動作を行うビーム走査装置を主要な特徴とする。
請求項９の発明によれば、同期検知信号が作動した後に信号生成用発光源のＡＰＣ動作を行うので、同期検知信号が確実に生成した後にＡＰＣ動作を実行させることができる。
請求項１０記載の発明では、請求項１〜９のいずれかに記載のビーム走査装置を用いた画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項１０の発明によれば、複数の発光源を同期検知信号生成用と画像形成用に分離することにより、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を得られる画像形成装置を提供することができる。
【０００９】
請求項１１記載の発明では、請求項１０記載の画像形成装置において、静電潜像を顕像化して画像を形成する電子写真方式を用いた画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項１１の発明によれば、感光層にＯＰＣ膜を形成し、像可視剤として樹脂で形成したトナーを用いる従来の電子写真プロセス方式に於いても、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
請求項１２記載の発明では、請求項１１記載の画像形成装置において、画像形成のプロセスをデジタル処理によって行う画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項１２の発明によれば、画像形成のプロセスをデジタル処理によって行う電子写真方式に於いても、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
請求項１３記載の発明では、請求項１２記載の画像形成装置において、デジタル書き込み画素密度が１２００ｄｐｉである画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項１３の発明によれば、１２００ｄｐｉのデジタル書き込み画素密度を確保し、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発行量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態であるビーム走査装置１００の要部を示す斜視図である。ビーム走査装置１００は静電潜像を形成するビーム（レーザー光）を出力する像形成用発光源と主走査方向位置合わせ用の同期検知信号を生成するためのビームを出力する信号生成用発光源とで構成される複数の発光源を備えたレーザーダイオードアレーチップ１００ａと、各発光源からのビームを走査する走査手段としてのポリゴンミラー１５と、同期検知信号を生成する同期検知信号生成手段を構成する光センサー２５と、同期検知信号生成用のビームを複数の発光源の中から選択的に発光させる同期検知信号生成指示手段（図示せず）とを有している。なお、レーザーダイオードアレーチップ１００ａにおける各発光源は互いに所定の間隔となるように配置されている。
図１に示すように、レーザーダイオードアレーチップ１００ａから出射された複数ビームは集光レンズ１１により平行光にされ、ドットの大きさに応じたスリット部を持つアパーチャ１２により必要なビーム径のみ取り出され、第１のシリンダーレンズ１３により適正なビーム径に形成され、ポリゴンミラー１５により感光体２１の長軸方向である主走査方向に走査される。光路上には等角走査を等速走査へ変換するｆθレンズ１７、１８、光路変更ミラー１９、感光体２１の回転方向への集光を行なう第２のシリンダーレンズ２０を配し、感光体２１の面上に微小レーザービームスポットを結像させている。さらに、同期検知ミラー２３に拠って折り返されたビームは光センサー２５に照射され同期検知信号が生成される。
図２はビーム走査装置１００のタイムチャートである。図２に示すように、画像記録範囲信号の期間に、主走査同期信号の周期で画像データが感光体面上に形成される。この例は５チャネルの複数発光源を備えた場合を示している。５チャネルの内１チャネルが同期検知信号生成用の発光源で、他の発光源は画像形成用である。このように、複数の発光源を同期検知信号生成用と画像形成用に分離することにより、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を得るための静電潜像を得ることが可能となる。
【００１１】
次に、本発明の第２の実施の形態であるビーム走査装置２００について説明する。ビーム走査装置２００の基本的な構成は後述するレーザーダイオードアレーチップ２００ａの構成を除いてビーム走査装置１００と概ね同じであるため、装置本体の詳細な説明は省略する。図３はビーム走査装置２００に用いているレーザーダイオードアレーチップ２００ａの斜視図である。図３に示すように、この例では５個の発光源が一列に所定の間隔をもって配列されている。
レーザーダイオードアレーチップ２００ａによる画像形成の様子を図４、図５に示す。図４において、５個の発光源の内チャネル１（ＣＨ１）は同期検知信号を生成する信号生成用発光源であり、他の発光源は静電潜像を形成する像形成用発光源である。同期信号の周期に合わせ副走査方向に４画素毎に移動し画像を形成する。同様に図５は５個の発光源の内、チャネル５（ＣＨ５）が同期検知信号生成用発光源であり、他の発光源は像形成用発光源である。
このように、５個の発光源から任意の発光源を同期検知信号生成用とした場合、同期検知信号生成用の動作をするだけでよく、必ずしも画像形成の為のレンズ郡を走査する必要が無く、ビーム走査装置のレイアウトにおいて従来のレンズ幅等の部品を採用できる。その際、レーザーダイオードアレーチップ２００ａの各発光源の配置とレンズとの配置に応じて、５個の発光源の両端部のどちらか一方を信号生成用発光源として選択可能とし、選択の幅を広げることにより、駆動方法の自由度が広がり、装置の利便性が向上する。
【００１２】
次に、本発明の第３の実施の形態であるビーム走査装置３００について説明する。ビーム走査装置３００の基本的な構成は後述するレーザーダイオードアレーチップ３００ａの構成を除いてビーム走査装置１００と概ね同じであるため、装置本体の詳細な説明は省略する。図６はビーム走査装置３００に用いているレーザーダイオードアレーチップ３００ａの正面図及び画像形成の様子を示す図である。図６に示すように、この例では５個の発光源が一列に所定の間隔をもって配列される。
このとき、５個の発光源はその配列方向が像担保体上走査方向に対して一定の角度となるように配置される。さらに、走査方向に向かって先頭になる発光源を同期検知信号生成用発光源とし、他の発光源を像形成用発光源として選択できるようになされている。これにより、同期検知信号と画像形成タイミングの制御が容易に行えるようになり、装置の利便性が向上する。
【００１３】
次に、本発明の第４の実施の形態であるビーム走査装置４００について説明する。ビーム走査装置４００の基本的な構成は後述するレーザーダイオードアレーチップ４００ａの構成を除いてビーム走査装置１００と概ね同じであるため、装置本体の詳細な説明は省略する。図７はビーム走査装置４００に用いているレーザーダイオードアレーチップ４００ａの斜視図であり、図８はレーザーダイオードアレーチップ４００ａの変形例として示したレーザーダイオードアレーチップ４００ｂの斜視図である。図７の例では、５個の発光源が使用され、このうち４個の像形成用発光源（レーザーダイオードアレーＣＨ１〜レーザーダイオードアレーＣＨ４）は一列に所定の間隔で配列され、他の１個の同期検知信号生成用発光源（レーザーダイオードアレーＣＨ５）は像形成用発光源の列から外れた位置（配置規則に当てはまらない位置）に配置されている。
図８のレーザーダイオードアレーチップ４００ｂでは、５個の発光源が使用され、このうち４個の像形成用発光源（レーザーダイオードアレーＣＨ１〜レーザーダイオードアレーＣＨ４）は一列に所定の間隔で配列され、この列の延長線上であって像形成用発光源の配置間隔とは異なる任意の間隔をおいた位置に同期検知信号生成用発光源（レーザーダイオードアレーＣＨ５）が配置される。
このように、同期検知信号生成用発光源を像形成用発光源郡から分離独立させることにより、且つ、距離をとることにより、同期検知信号生成用発光源を駆動することによる熱ストレスの影響を像形成用発光源に対して少なくし、レーザーダイオードの劣化を防止して各発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を得るための静電潜像を得ることが可能となる。
【００１４】
次に、本発明の第５の実施の形態であるビーム走査装置について説明する。ビーム走査装置の基本的な構成は後述するレーザーダイオードアレーチップの構成を除いてビーム走査装置１００と概ね同じであるため、装置本体の詳細な説明は省略する。このビーム走査装置は図７および図８に示したビーム走査装置４００において走査方向に向かって先頭になる発光源を同期検知信号生成用発光源とした場合である。これにより、同期検知信号と画像形成タイミングの制御が容易になり、装置の利便性が向上する。
次に、本発明の第６の実施の形態であるビーム走査装置６００について説明する。このビーム走査装置６００の基本的な構成は後述する制御部６００ｃを除いてビーム走査装置１００と概ね同じであるため、装置本体の詳細な説明は省略する。ビーム走査装置６００は上述のビーム走査装置２００において、一列に配置した複数の発光源の両端部のどちらか一方を同期検知信号生成用発光源として選択するビーム選択手段を具備したものである。
図９はビーム走査装置６００の制御部６００ｃの概略図である。ビーム走査装置６００ｃはビーム発生部３２とビーム駆動部３３によって複数のビームを発生させるビーム発生手段３０とビーム発生手段３０に複数のビームを発生させる為のトリガーパルスを提供するトリガー発生手段３１と、トリガー入力に対応し画像データ入力信号を所定の発光時間を発光するビーム幅設定手段３４と、同期検知信号生成用の信号生成用発光源を選択するビーム選択手段３６とを備えている。このように構成されたビーム走査装置６００では、一列に並んだ複数の発光源において両端部のどちらか一方を信号生成用発光源として選択できるので、レーザーアレーチップ及びその周辺の光学部品のレイアウトの自由度が向上する。
次に、本発明の第７の実施の形態であるビーム走査装置について説明する。このビーム走査装置の基本的な構成は後述する制御手段を除いてビーム走査装置１００と概ね同じであるため、装置本体の詳細な説明は省略する。このビーム走査装置は上述のビーム走査装置４００において、走査方向に向かって先頭になる発光源を信号生成用発光源とするように制御する制御部を備えている。したがって、このビーム走査装置では、信号生成用発光源とする発光源を制御プロセスによって選択することができるので制御方法の自由度を増すことができる。
【００１５】
次に、本発明の第８の実施の形態であるビーム走査装置について説明する。このビーム走査装置の基本的な構成はビーム走査装置１００と概ね同じであるため、装置本体の詳細な説明は省略する。このビーム走査装置は上述のビーム走査装置２００又はビーム走査装置４００において、同期検知信号生成用発光源のＡＰＣ（オートパワーコントロール）が同期検知信号生成の為に信号生成用光源を強制点灯している期間に動作するようにしたものである。
レーザーダイオードは使用する環境周囲温度、或はレーザーダイオード自体の発熱による温度変動によって発光量が変動することが良く知られている。このような性質を持ったレーザーダイオードを画像形成発光源として使用する場合は、発光光量を一定にする為に、レーザーダイオードアレーチップに付設されたフォトダイオードでレーザーダイオードの発光量を検出し、制御部にフィードバックすることで発光量を一定に保つＡＰＣを行うことが良く知られている。
図２に示すように、このビーム走査装置においても像形成用発光源は同期信号の周期でＡＰＣを実施している。像形成用発光源と信号生成用発光源を分離した場合でも信号生成用発光源のＡＰＣは必要である。もしＡＰＣを省略した場合、上述したように温度変動による発光量変動が生じ同期検知信号が正常に生成されないことが懸念される。そのため、このビーム走査装置８００では、図１０に示すように、同期検知信号生成用発光源のＡＰＣは、同期検知信号生成の為に信号生成用発光源を強制点灯している期間にＡＰＣ動作を行うようになっている。同期検知信号生成用発光源のＡＰＣもより短時間で効果的なＡＰＣの動作が要求される。このようになされたビーム走査装置では、信号生成用発光源の総点灯時間を短縮可能とし、発光源の劣化を軽減することができる。
次に、本発明の第９の実施の形態であるビーム走査装置について説明する。このビーム走査装置の基本的な構成はビーム走査装置１００と概ね同じであるため、装置本体の詳細な説明は省略する。このビーム走査装置は上述の第８の実施の形態のビーム走査装置において、同期検知信号が作動した後に信号生成用発光源のＡＰＣ動作を行うようにしたものである。したがって、このビーム走査装置では、同期検知信号が確実に生成した後にＡＰＣ動作を実行させることができる。
【００１６】
次に、本発明の第１０の実施の形態である画像形成装置１０００について説明する。画像形成装置１０００には上述したビーム走査装置２００が適用されている。図１１は画像形成装置１０００の概略図である。同図において画像形成装置１０００では感光体２１の周りに帯電手段４４、光書き込み手段４３、現像手段４２、転写手段４９、クリーニング手段４６を配し、画像形成装置制御部５３により画像形成の開始を指示されると、感光体２１は図中時計方向に回転し、光書き込み手段４３はポリゴンモータを駆動して同期信号を生成し、帯電手段４４により感光体２１を帯電し、光書き込み手段４３にて図示していない外部入力装置から入力された画像データに対応し、前記同期信号に同期して、この例では上述のビーム走査装置２００を用いて複数のビームを生成し、感光体２１の面上に潜像を形成する。
図５で説明したビーム発生装置２００のレーザーダイオードアレーチップ２００ａを画像形成装置１０００に用いた場合は、トリガー発生手段３１（図９）の入力部には光書込み手段４３（図１１）で生成された同期信号が入力され、この信号がビーム発生用周期Ｔｓｅｃのトリガーとなる。このトリガーは図９のビーム発生手段３０のビーム発生部３２に供給される。ビーム幅設定手段３４の入力として画像の階調値を表す０〜２５５の整数値画像データが入力され、その入力データに対応してビーム発光時間（幅）を設定する。ビーム発光時間設定データはビーム発生部３２に供給され、トリガーに同期して指定時間ビーム信号をＯＮにする。
このとき、複数のビームの信号ＯＮは前記トリガーを任意に選択して実施される。ビーム発生部３２で生成された信号はビーム駆動部３３に供給され発光源であるレーザーダイオードに電流を供給しレーザーダイオードを発光させ感光体２１（図１）の面上に潜像を形成するビームを生成する。ビームによって形成された静電潜像は現像手段４２にて像可視化剤により可視化像を得る。用紙収納部４０に収納された用紙は、給紙手段４１により給紙され、レジスト部５１により用紙搬送タイミングと書き込みタイミングを合わせ所定の位置に像可視化剤による顕在像を転写手段４９にて転写する。用紙に転写された像可視化剤による顕在像は定着手段４７で定着され、入力された画像データが用紙上に可視化固定される。
このように構成された画像形成装置１０００では、複数の発光源を同期検知信号生成用と画像形成用に分離することにより、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。なお、画像形成装置１０００にはビーム走査装置２００を適用した例を説明したが、ビーム走査装置２００以外のビーム走査装置の実施形態のいずれかを適用してもよく、この場合には少なくとも画像形成装置１０００と同様の効果を奏することができる。
【００１７】
次に、本発明の第１１の実施の形態である画像形成装置について説明する。この画像形成装置はビーム走査装置を備えた画像形成装置１０００において、従来の電子写真プロセス方式を用いて構成したものである。つまり、感光体には感光層にＯＰＣ膜を形成し、像可視化剤として樹脂で形成したトナーを用いて構成する。したがって、この画像形成装置では、このような従来の電子写真プロセス方式に於いても、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
次に、本発明の第１２の実施の形態である画像形成装置１２００について説明する。この画像形成装置はビーム走査装置を備えた第１１の実施形態の画像形成装置において、光書き込み手段の複数の書き込み光としてレーザーダイオードを用いたレーザービームデジタル電子写真方式を用いて画像形成のプロセスをデジタル処理によって行うようにしたものである。したがって、この画像形成装置では、レーザービームデジタル電子写真方式に於いても、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
次に、本発明の第１３の実施の形態である画像形成装置１３００について説明する。この画像形成装置はビーム走査装置を備え、レーザービームデジタル電子写真方式を用いた第１２の実施形態の画像形成装置において、デジタル書き込み画素密度を１２００ｄｐｉとしたものである。したがって、この画像形成装置では、１２００ｄｐｉのデジタル書き込み画素密度を確保し、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、複数の発光源を同期検知信号生成用と画像形成用に分離することにより、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて各発光源の総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
請求項２の発明によれば、各発光源の配置とレンズとの配置に応じて、一列に並んだ複数の発光源の両端部のどちらか一方を信号生成用発光源として選択できるので、選択の幅が広がることで駆動方法の自由度が広がり、装置の利便性が向上する。
請求項３の発明によれば、複数の発光源をその配列方向が像担保体上走査方向に対して一定の角度となるように配置し、走査方向に向かって先頭になる発光源を信号生成用発光源とし、他の発光源を像形成用発光源として選択できるようにしたので、同期検知信号と画像形成タイミングの制御が容易に行えるようになり、装置の利便性が向上する。
請求項４の発明によれば、信号生成用発光源を像形成用発光源郡から分離独立させることにより、且つ、距離をとることにより、信号生成用発光源を駆動することによる熱ストレスの影響を像形成用発光源に対して少なくし、像形成用発光源の劣化を防止して各発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質が提供できる。
請求項５の発明によれば、複数の発光源の内で走査方向に向かって先頭になる発光源を信号生成用発光源としたことにより、同期検知信号と画像形成タイミングの制御が容易になり、装置の利便性が向上する。
請求項６の発明によれば、一列に並んだ複数の発光源において両端部のどちらか一方を信号生成用発光源として選択できるので、レーザーアレーチップ及びその周辺の光学部品のレイアウトの自由度が向上する。
請求項７の発明によれば、信号生成用発光源とする発光源を制御プロセスによって選択することができるので制御方法の自由度を増すことができる。
【００１９】
請求項８の発明によれば、同期検知信号生成の為に信号生成用発光源を強制点灯している期間に信号生成用発光源のＡＰＣ動作を行うので、信号生成用発光源の総点灯時間を短縮可能とし、発光源の劣化を軽減することができる。
請求項９の発明によれば、同期検知信号が作動した後に信号生成用発光源のＡＰＣ動作を行うので、同期検知信号が確実に生成した後にＡＰＣ動作を実行させることができる。
請求項１０の発明によれば、複数の発光源を同期検知信号生成用と画像形成用に分離することにより、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質をを得られる画像形成装置を提供することができる。
請求項１１の発明によれば、感光層にＯＰＣ膜を形成し、像可視化剤として樹脂で形成したトナーを用いる従来の電子写真プロセス方式に於いても、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
請求項１２の発明によれば、画像形成のプロセスをデジタル処理によって行う電子写真方式に於いても、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
請求項１３の発明によれば、１２００ｄｐｉのデジタル書き込み画素密度を確保し、画像形成用の各発光源の劣化を同一レベルに留めて発光源であるレーザーダイオードの総発光量を近似した量に管理することで発光源間の光量変動差を抑え、階調性、鮮鋭性、粒状度の良い画質を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるビーム走査装置１００の要部を示す斜視図。
【図２】上記ビーム走査装置１００のタイムチャート。
【図３】本発明の他の実施形態によるレーザーダイオードアレーチップ２００ａの斜視図。
【図４】上記レーザーダイオードアレーチップ２００ａによる画像形成の様子を示す図（ＣＨ１が信号生成用発光源の場合）。
【図５】上記レーザーダイオードアレーチップ２００ａによる画像形成の様子を示す図（ＣＨ５が信号生成用発光源の場合）。
【図６】本発明の他の実施形態によるレーザーダイオードアレーチップ３００ａの正面図及び画像形成の様子を示す図。
【図７】本発明の他の実施形態によるレーザーダイオードアレーチップ４００ａの斜視図。
【図８】上記レーザーダイオードアレーチップ４００ａの変形例として示したレーザーダイオードアレーチップ４００ｂの斜視図。
【図９】ビーム走査装置６００の制御部６００ｃの概略図。
【図１０】本発明の他の実施形態による信号生成用発光源のＡＰＣ動作を説明する図。
【図１１】本発明の他の実施形態による画像形成装置１０００の概略図。
【図１２】従来の画像形成時のビーム走査装置のタイムチャート。
【符号の説明】
１１  集光レンズ、１２  アパーチャ、１３  シリンダーレンズＡ、１５  ポリゴンミラー、１７、１８  ｆθレンズ、１９  光路変更ミラー、２１  感光体、２３  同期検知ミラー、２５  光センサー、３０  ビーム発生手段、３１  トリガー発生手段、３２  ビーム発生部、３３  ビーム駆動部、３４  ビーム幅設定手段、３６  ビーム選択手段、４２  現像手段、４３  光書き込み手段、４４帯電手段、４６  クリーニング手段、４９  転写手段、５３  画像形成装置制御部、１００〜９００  ビーム走査装置、１００ａ、２００ａ、３００ａ、４００ａ、４００ｂ  レーザーダイオードアレーチップ、６００ｃ  制御部、１０００〜１３００  画像形成装置
【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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