(57)【要約】【解決課題】簡易な回路構成であって、走査の基準となる信号を、走査方向を特定して出力することができるようにする。【解決手段】レーザビームが往路方向に走査された場合には、まず、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりハイレベルに立ち上がり、比較器９０からハイレベルの比較信号が出力され、ゲート信号生成回路８４によってゲート信号が出力される。そして、第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号が第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号よりハイレベルになると、比較器８８からハイレベルの比較信号Ｃが出力され、ゲート信号がハイレベルであって、かつ、比較器８８からの比較信号Ｃがハイレベルとなっているときに、走査開始信号がハイレベルとなって出力される。一方、レーザビームが復路方向に走査された場合には、走査開始信号はローレベルとなって出力される。【選択図】図４
2007144800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査される光ビームを受光することにより基準位置信号を出力する受光素子を、予め定めた順に前記光ビームを受光するように前記光ビームの走査方向に複数個並べて配置した基準位置信号出力手段と、
最初に前記光ビームを受光するように配置された受光素子から前記基準位置信号が出力されたとき、該基準位置信号の立ち上がりから、該受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力される基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有するゲート信号を生成するゲート信号生成回路と、
前記ゲート信号生成回路によって生成された前記ゲート信号と該受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力された前記基準位置信号との論理積を走査基準信号として出力する論理積出力回路と、
を含む走査基準信号出力装置。
【請求項２】
画像データに応じて光ビームを出射する光ビーム出射手段と、
前記光ビームが往復走査するように前記光ビームを偏向させる光偏向手段と、
前記光ビームを受光することにより基準位置信号を出力する受光素子を、往路方向及び復路方向の何れか一方に前記光ビームが走査されたときに予め定めた順に前記光ビームを受光するように前記光ビームの走査方向に複数個並べて配置した基準位置信号出力手段、
最初に前記光ビームを受光するように配置された受光素子から前記基準位置信号が出力されたとき、該基準位置信号の立ち上がりから、該受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力される基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有するゲート信号を生成するゲート信号生成回路、及び
前記ゲート信号生成回路によって生成された前記ゲート信号と該受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力された前記基準位置信号との論理積を走査基準信号として出力する論理積出力回路を備えた走査基準信号出力装置と、
前記論理積出力回路によって出力された前記走査基準信号に基づいて、前記光ビーム出射手段に前記光ビームを出射させて画像を形成する画像形成手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項３】
前記走査基準信号出力装置は、
最後に前記光ビームを受光するように配置された受光素子から前記基準位置信号が出力されたとき、該基準位置信号の立ち上がりから、該受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力される基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第２のゲート信号を生成する第２のゲート信号生成回路、及び
前記第２のゲート信号生成回路によって生成された前記第２のゲート信号と該受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力された前記基準位置信号との論理積を第２の走査基準信号として出力する第２の論理積出力回路を更に備え、
前記画像形成手段は、前記走査基準信号及び前記第２の走査基準信号に基づいて、前記光ビーム出射手段に前記光ビームを出射させて画像を形成する請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像データに応じて光ビームを出射する光ビーム出射手段と、
前記光ビームが往復走査するように前記光ビームを偏向させる光偏向手段と、
走査される光ビームを受光することにより往路方向の走査開始位置を示す第１の基準位置信号を出力する第１の受光素子を、往路方向に前記光ビームが走査されたときに予め定めた順に前記光ビームを受光するように前記光ビームの走査方向に複数個並べて配置した第１の基準位置信号出力手段、
最初に前記光ビームを受光するように配置された第１の受光素子から前記第１の基準位置信号が出力されたとき、該第１の基準位置信号の立ち上がりから、該第１の受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記第１の受光素子から出力される第１の基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第１のゲート信号を生成する第１のゲート信号生成回路、
前記第１のゲート信号生成回路によって生成された前記第１のゲート信号と該第１の受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記第１の受光素子から出力された前記第１の基準位置信号との論理積を往路方向の走査開始の基準となる第１の走査基準信号として出力する第１の論理積出力回路、
最後に前記光ビームを受光するように配置された第１の受光素子から前記第１の基準位置信号が出力されたとき、該第１の基準位置信号の立ち上がりから、該第１の受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記第１の受光素子から出力される第１の基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第２のゲート信号を生成する第２のゲート信号生成回路、及び
前記第２のゲート信号生成回路によって生成された前記第２のゲート信号と該第１の受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記第１の受光素子から出力された前記第１の基準位置信号との論理積を復路方向の走査終了の基準となる第２の走査基準信号として出力する第２の論理積出力回路を備えた第１の走査基準信号出力装置と、
前記光ビームを受光することにより往路方向の走査終了位置を示す第２の基準位置信号を出力する第２の受光素子を、往路方向に前記光ビームが走査されたときに予め定めた順に前記光ビームを受光するように前記光ビームの走査方向に複数個並べて配置した第２の基準位置信号出力手段、
最初に前記光ビームを受光するように配置された第２の受光素子から前記第２の基準位置信号が出力されたとき、該第２の基準位置信号の立ち上がりから、該第２の受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記第２の受光素子から出力される第２の基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第３のゲート信号を生成する第３のゲート信号生成回路、
前記第３のゲート信号生成回路によって生成された前記第３のゲート信号と該第２の受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記第２の受光素子から出力された前記第２の基準位置信号との論理積を往路方向の走査終了の基準となる第３の走査基準信号として出力する第３の論理積出力回路、
最後に前記光ビームを受光するように配置された第２の受光素子から前記第２の基準位置信号が出力されたとき、該第２の基準位置信号の立ち上がりから、該第２の受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記第２の受光素子から出力される第２の基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第４のゲート信号を生成する第４のゲート信号生成回路、及び
前記第４のゲート信号生成回路によって生成された前記第４のゲート信号と該第２の受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記第２の受光素子から出力された前記第２の基準位置信号との論理積を復路方向の走査開始の基準となる第４の走査基準信号として出力する第４の論理積出力回路を備えた第２の走査基準信号出力装置と、
前記第１の走査基準信号乃至第４の走査基準信号に基づいて、前記光ビーム出射手段に前記光ビームを出射させて画像を形成する画像形成手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の走査基準信号乃至第４の走査基準信号に基づいて、前記画像形成手段によって形成される画像の伸縮を補正するように、前記往路方向及び前記復路方向の各々の前記光ビームの走査における前記光ビーム出射手段による前記光ビームの出射を調整する調整手段を更に含む請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記光偏向手段は、偏向面が正弦揺動することによって、前記光ビームが往復走査するように前記光ビームを偏向させる請求項２〜請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、走査基準信号出力装置及び画像形成装置に係り、特に、走査される光ビームを受光したときに光ビームの走査の基準信号を出力する走査基準信号出力装置及び該走査基準信号出力装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリゴンミラー等を使用してレーザビームを高速で走査するレーザビーム走査装置が、外径測定器やレーザプリンタ等に広く利用されている。図１３に示すように、ポリゴンミラー１５１を利用した代表的な光ビーム走査装置の基本構成では、ポリゴンミラー１５１は、モータ１５２によって一定速度で回転し、半導体レーザ１５３から出射された光ビームは、コリメータレンズ１５４により平行ビームとされ、ポリゴンミラー１５１の面に入射され、ポリゴンミラー１５１の回転により光ビームは走査面上を繰り返し移動し走査される。
【０００３】
ポリゴンミラーの各面は高い平面度になるように制作されており、各面毎の走査は高精度に行われる。しかし、ポリゴンミラーの各面には隣接する面との間で分割誤差があるため、各面毎に走査範囲及び走査開始点が異なってしまい、各面毎に走査開始点が異なると、走査途中でのビームの位置が特定できず、レーザプリンタであれば縦線が直線にならないという問題が生じる。
【０００４】
このような問題が生じない程分割精度を向上させるのは不可能であり、図１３に示すように走査の開始側に同期検出器１５５を設け、レーザビームがこの同期検出器１５５を通過したときに同期検知信号を発生させ、これを基準として計時することにより、走査位置を決定している。上記のようにポリゴンミラー１５１の各面の平面度は高精度に制作されているため各面毎の走査は高精度であり、同期検出器１５５により走査毎の開始点を検出して基準とすることにより、全体としても高精度の走査が可能になる。
【０００５】
また、図１４（Ａ）に示すように、レーザビーム走査基準信号出力装置の同期検出器１５５の受光面をレーザビーム６００が通過し、同期検出器１５５から図１４（Ｂ）に示すような出力が得られる。そこで図示の閾値を基準レベルとして同期検出器１５５の出力を比較器(コンパレータ)に入力し、図１４（Ｃ）のような２値化出力を得て、２値化出力の立ち上がりまたは立ち下がりを光ビーム通過時点として計時することにより、正確に走査位置を特定することができる。
【０００６】
また、光ビームの検出精度を向上させるために、走査方向に隣接して配置された２つの受光手段によって、光ビームの強度変動があっても、誤差の少ない安定した走査基準信号を発生する光ビーム走査基準信号出力装置が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平６−１４８５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の光ビーム走査基準信号出力装置では、光ビームを一定方向に走査する光走査装置の場合にはよいが、光ビームを往復走査する場合には、往路と復路とでそれぞれ受光手段上を光ビームが通過するため、走査基準信号が出力されてしまい、走査基準信号を分離するための分離回路と往路及び復路のどちらのビーム走査で走査基準信号が出力されたのかを判定する判定回路などが必要となり、回路構成が複雑化してしまう、という問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡易な回路構成であって、走査の基準となる信号を、走査方向を特定して出力することができる走査基準信号出力装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために第１の発明に係る走査基準信号出力装置は、走査される光ビームを受光することにより基準位置信号を出力する受光素子を、予め定めた順に前記光ビームを受光するように前記光ビームの走査方向に複数個並べて配置した基準位置信号出力手段と、最初に前記光ビームを受光するように配置された受光素子から前記基準位置信号が出力されたとき、該基準位置信号の立ち上がりから、該受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力される基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有するゲート信号を生成するゲート信号生成回路と、前記ゲート信号生成回路によって生成された前記ゲート信号と該受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力された前記基準位置信号との論理積を走査基準信号として出力する論理積出力回路とを含んで構成されている。
【００１０】
第１の発明に係る走査基準信号出力装置によれば、複数個並べて配置した受光素子が予め定めた順に光ビームを受光するように光ビームを走査すると、最初に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、この基準位置信号に基づいて、ゲート信号生成回路によって、ゲート信号を生成する。そして、最初に受光する受光素子の後に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、論理積出力回路によって、この基準位置信号と生成されたゲート信号との論理積をとって、ハイレベルである走査基準信号を出力する。
【００１１】
一方、複数個の受光素子が予め定めた順と反対の順に光ビームを受光するように光ビームを走査すると、最初に受光する受光素子の後に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、その後に、最初に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、ゲート信号生成回路によって、ゲート信号を生成するため、論理積出力回路によって、ローレベルである走査基準信号を出力する。
【００１２】
従って、複数個の受光素子、ゲート信号生成回路、及び論理積出力回路からなる簡易な回路構成であって、かつ、予め定めた順に受光素子が受光したときのみ走査基準信号を出力するため、光ビームを往復走査する場合であっても走査方向を特定して走査基準信号を出力することができる。
【００１３】
また、第２の発明に係る画像形成装置は、画像データに応じて光ビームを出射する光ビーム出射手段と、前記光ビームが往復走査するように前記光ビームを偏向させる光偏向手段と、前記光ビームを受光することにより基準位置信号を出力する受光素子を、往路方向及び復路方向の何れか一方に前記光ビームが走査されたときに予め定めた順に前記光ビームを受光するように前記光ビームの走査方向に複数個並べて配置した基準位置信号出力手段、最初に前記光ビームを受光するように配置された受光素子から前記基準位置信号が出力されたとき、該基準位置信号の立ち上がりから、該受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力される基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有するゲート信号を生成するゲート信号生成回路、及び前記ゲート信号生成回路によって生成された前記ゲート信号と該受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記受光素子から出力された前記基準位置信号との論理積を走査基準信号として出力する論理積出力回路を備えた走査基準信号出力装置と、前記論理積出力回路によって出力された前記走査基準信号に基づいて、前記光ビーム出射手段に前記光ビームを出射させて画像を形成する画像形成手段とを含んで構成されている。
【００１４】
第２の発明に係る画像形成装置によれば、光ビーム出射手段によって画像データに応じて光ビームを出射し、光偏向手段によって、光ビームが往復走査するように光ビームを偏向させる。ここで、予め定めた順に光ビームを受光するように往路方向及び復路方向の何れか一方に光ビームが複数個並べて配置した受光素子上を走査されると、最初に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、この基準位置信号に基づいて、ゲート信号生成回路によって、ゲート信号を生成する。そして、最初に受光する受光素子の後に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、論理積出力回路によって、この基準位置信号と生成されたゲート信号との論理積をとって、ハイレベルである走査基準信号を出力する。
【００１５】
一方、複数個の受光素子が予め定めた順と反対の順に光ビームを受光するように往路方向及び復路方向の何れか他方に光ビームを走査すると、最初に受光するように配置された受光素子の後に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、その後に、最初に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、ゲート信号生成回路によって、ゲート信号を生成するため、論理積出力回路によって、ローレベルである走査基準信号を出力する。
【００１６】
そして、画像形成手段によって、走査基準信号に基づいて、光ビーム出射手段に光ビームを出射させて画像を形成する。
【００１７】
従って、走査基準信号出力装置は、複数個の受光素子、ゲート信号生成回路、及び論理積出力回路からなる簡易な回路構成であって、かつ、予め定めた順に受光素子が受光するように往路方向及び復路方向の何れかに光ビームを走査したときのみ走査基準信号を出力するため、光ビームを往復走査する場合であっても走査方向を特定して走査基準信号を出力することができる。
【００１８】
また、第２の発明に係る走査基準信号出力装置は、最後に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力されたとき、該基準位置信号の立ち上がりから、該受光素子の前に光ビームを受光するように配置された受光素子から出力される基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第２のゲート信号を生成する第２のゲート信号生成回路、及び第２のゲート信号生成回路によって生成された第２のゲート信号と該受光素子の前に光ビームを受光するように配置された受光素子から出力された基準位置信号との論理積を第２の走査基準信号として出力する第２の論理積出力回路を更に備え、画像形成手段は、走査基準信号及び第２の走査基準信号に基づいて、光ビーム出射手段に光ビームを出射させて画像を形成することができる。
【００１９】
この構成によれば、予め定めた順に光ビームを受光するように往路方向及び復路方向の何れか一方に光ビームが複数個並べて配置した受光素子を走査すると、論理積出力回路によって、ハイレベルである走査基準信号を出力する。また、複数個の受光素子が予め定めた順と反対の順に光ビームを受光するように往路方向及び復路方向の何れか他方に光ビームを走査すると、最後に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、この基準位置信号に基づいて、第２のゲート信号生成回路によって、第２のゲート信号を生成する。そして、最後に受光するように配置された受光素子の前に光ビームを受光するように配置された受光素子から基準位置信号が出力され、第２の論理積出力回路によって、この基準位置信号と生成された第２のゲート信号との論理積をとって、ハイレベルである第２の走査基準信号を出力する。
【００２０】
従って、予め定めた順に受光素子が受光するように往路方向及び復路方向の何れか一方に光ビームを走査したときに走査基準信号を出力し、往路方向及び復路方向の何れか他方に光ビームを走査したときに第２の走査基準信号を出力するため、光ビームを往復走査する場合であっても走査方向が往路方向であるか復路方向であるかを特定して、往路方向及び復路方向の各々において走査基準信号を出力することができる。
【００２１】
また、第３の発明に係る画像形成装置は、画像データに応じて光ビームを出射する光ビーム出射手段と、前記光ビームが往復走査するように前記光ビームを偏向させる光偏向手段と、走査される光ビームを受光することにより往路方向の走査開始位置を示す第１の基準位置信号を出力する第１の受光素子を、往路方向に前記光ビームが走査されたときに予め定めた順に前記光ビームを受光するように前記光ビームの走査方向に複数個並べて配置した第１の基準位置信号出力手段、最初に前記光ビームを受光するように配置された第１の受光素子から前記第１の基準位置信号が出力されたとき、該第１の基準位置信号の立ち上がりから、該第１の受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記第１の受光素子から出力される第１の基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第１のゲート信号を生成する第１のゲート信号生成回路、前記第１のゲート信号生成回路によって生成された前記第１のゲート信号と該第１の受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記第１の受光素子から出力された前記第１の基準位置信号との論理積を往路方向の走査開始の基準となる第１の走査基準信号として出力する第１の論理積出力回路、最後に前記光ビームを受光するように配置された第１の受光素子から前記第１の基準位置信号が出力されたとき、該第１の基準位置信号の立ち上がりから、該第１の受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記第１の受光素子から出力される第１の基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第２のゲート信号を生成する第２のゲート信号生成回路、及び前記第２のゲート信号生成回路によって生成された前記第２のゲート信号と該第１の受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記第１の受光素子から出力された前記第１の基準位置信号との論理積を復路方向の走査終了の基準となる第２の走査基準信号として出力する第２の論理積出力回路を備えた第１の走査基準信号出力装置と、前記光ビームを受光することにより往路方向の走査終了位置を示す第２の基準位置信号を出力する第２の受光素子を、往路方向に前記光ビームが走査されたときに予め定めた順に前記光ビームを受光するように前記光ビームの走査方向に複数個並べて配置した第２の基準位置信号出力手段、最初に前記光ビームを受光するように配置された第２の受光素子から前記第２の基準位置信号が出力されたとき、該第２の基準位置信号の立ち上がりから、該第２の受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記第２の受光素子から出力される第２の基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第３のゲート信号を生成する第３のゲート信号生成回路、前記第３のゲート信号生成回路によって生成された前記第３のゲート信号と該第２の受光素子の後に前記光ビームを受光するように配置された前記第２の受光素子から出力された前記第２の基準位置信号との論理積を往路方向の走査終了の基準となる第３の走査基準信号として出力する第３の論理積出力回路、最後に前記光ビームを受光するように配置された第２の受光素子から前記第２の基準位置信号が出力されたとき、該第２の基準位置信号の立ち上がりから、該第２の受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記第２の受光素子から出力される第２の基準位置信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅を有する第４のゲート信号を生成する第４のゲート信号生成回路、及び前記第４のゲート信号生成回路によって生成された前記第４のゲート信号と該第２の受光素子の前に前記光ビームを受光するように配置された前記第２の受光素子から出力された前記第２の基準位置信号との論理積を復路方向の走査開始の基準となる第４の走査基準信号として出力する第４の論理積出力回路を備えた第２の走査基準信号出力装置と、前記第１の走査基準信号乃至第４の走査基準信号に基づいて、前記光ビーム出射手段に前記光ビームを出射させて画像を形成する画像形成手段とを含んで構成されている。
【００２２】
第３の発明に係る画像形成装置によれば、光ビーム出射手段によって、画像データに応じて光ビームを出射し、光偏向手段によって、光ビームが往復走査するように光ビームを偏向させ、往路方向に光ビームが走査され、第１の基準位置信号出力手段の第１の受光素子が光ビームを受光すると、最初に前記光ビームを受光するように配置された第１の受光素子から前記第１の基準位置信号が出力され、第１のゲート信号生成回路によって、第１のゲート信号を生成する。そして、最初に受光するように配置された第１の受光素子の後に光ビームを受光するように配置された第１の受光素子から第１の基準位置信号が出力され、第１の論理積出力回路によって、この第１の基準位置信号と第１のゲート信号との論理積を往路方向の走査開始の基準となる第１の走査基準信号として出力する。
【００２３】
また、第２の基準位置信号出力手段の第２の受光素子が光ビームを受光すると、最初に前記光ビームを受光するように配置された第２の受光素子から第２の基準位置信号が出力され、第３のゲート信号生成回路によって、第３のゲート信号を生成する。そして、最初に受光するように配置された第２の受光素子の後に光ビームを受光するように配置された第２の受光素子から第２の基準位置信号が出力され、第３の論理積出力回路によって、この第２の基準位置信号と第３のゲート信号との論理積を往路方向の走査終了の基準となる第３の走査基準信号として出力する。
【００２４】
一方、復路方向に光ビームが走査され、第２の基準位置信号出力手段の第２の受光素子が光ビームを受光すると、最後に光ビームを受光するように配置された第２の受光素子から第２の基準位置信号が出力され、この第２の基準位置信号に基づいて、第４のゲート信号生成回路によって、第４のゲート信号を生成する。そして、最後に受光するように配置された第２の受光素子の前に光ビームを受光するように配置された第２の受光素子から第２の基準位置信号が出力され、第４の論理積出力回路によって、この第２の基準位置信号と第４のゲート信号との論理積を復路方向の走査開始の基準となる第１の走査基準信号として出力する。
【００２５】
また、第１の基準位置信号出力手段の第１の受光素子が光ビームを受光すると、最後に光ビームを受光するように配置された第１の受光素子から第１の基準位置信号が出力され、この第１の基準位置信号に基づいて、第２のゲート信号生成回路によって、第２のゲート信号を生成する。そして、最後に受光するように配置された第１の受光素子の前に光ビームを受光するように配置された第１の受光素子から第１の基準位置信号が出力され、第２の論理積出力回路によって、この第１の基準位置信号と第２のゲート信号との論理積を復路方向の走査終了の基準となる第２の走査基準信号として出力する。
【００２６】
従って、第１の走査基準信号出力装置及び第２の走査基準信号出力装置の各々は、複数個の受光素子、２つのゲート信号生成回路、及び２つの論理積出力回路からなる簡易な回路構成であって、かつ、往路方向に光ビームを走査したときに、往路方向の走査開始の基準となる第１の走査基準信号及び走査終了の基準となる第３の走査基準信号を出力し、復路方向に光ビームを走査したときに、復路方向の走査開始の基準となる第４の走査基準信号及び走査終了の基準となる第２の走査基準信号を出力するため、光ビームを往復走査する場合であっても走査方向が往路方向であるか復路方向であるかを特定して、往路方向及び復路方向の各々において走査開始及び走査終了の基準となる走査基準信号を出力することができる。
【００２７】
また、第３の発明に係る画像形成装置は、第１の走査基準信号乃至第４の走査基準信号に基づいて、画像形成手段によって形成される画像の伸縮を補正するように、往路方向及び復路方向の各々の光ビームの走査における光ビーム出射手段による光ビームの出射を調整する調整手段を更に含むことができる。これにより、光ビームの走査のばらつきによって、形成される画像の伸縮が生じる場合であっても、第１の走査基準信号乃至第４の走査基準信号に基づいて、光ビームの出射を調整し、高精度に画像を形成することができる。
【００２８】
また、上記の光偏向手段は、偏向面が正弦揺動することによって、光ビームが往復走査するように光ビームを偏向させることができる。これにより、光偏向手段を小型化することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明の走査基準信号出力装置及び画像形成装置は、複数個の受光素子、ゲート信号生成回路、及び論理積出力回路からなる簡易な回路構成であって、かつ、光ビームを往復走査する場合であっても走査方向を特定して走査基準信号を出力することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、画像形成装置に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００３１】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置１０は、図１の矢印Ｑ方向へ定速回転する像担持体である感光体ドラム１２と、形成すべき画像データに基づいて感光体ドラム１２表面にレーザビームを照射する光走査装置１４とを備えている。
【００３２】
光走査装置１４から出射されるレーザビームは、反射ミラー１５を介して感光体ドラム１２上の所定の照射位置Ａに照射されるようになっている。
【００３３】
感光体ドラム１２の外周部近傍において、上記照射位置Ａよりも感光体ドラム１２の回転方向（図１の矢印Ｑ方向）上流側には、感光体ドラム１２の表面を所定の帯電電圧で帯電させる帯電ユニット１６が配設されている。また、光走査装置１４の照射位置Ａを挟んで感光体ドラム１２の回転方向下流側には、感光体ドラム１２表面に照射されたレーザビームによって形成される静電潜像に応じたトナー画像を形成する現像ユニット１８と、当該トナー画像を記録用紙Ｐに転写する転写ロール２０と、記録用紙Ｐと感光体ドラム１２との剥離を容易にするべく記録用紙Ｐに剥離電圧を放電する剥離板２２と、感光体ドラム１２表面の残留トナー等を除去するクリーナ３８とが順に配置されている。
【００３４】
また、画像形成装置１０内の最下部には記録用紙Ｐが積層されており、これらの記録用紙Ｐは、半月ロール２４によって上から１枚ずつ引き出され、搬送ロール２６、２８等によって所定の搬送路Ｔに沿って搬送されるようになっている。なお、記録用紙Ｐの搬送路Ｔは、感光体ドラム１２と転写ロール２０とのニップ部Ｎ、及び加熱ロール３２と加圧ロール３４とを含んで構成された定着ユニット３０を順に通過するよう設定されている。
【００３５】
従って、この画像形成装置１０では、帯電ユニット１６により帯電された感光体ドラム１２表面に対して、形成すべき画像データに基づいて照射制御されたレーザビームによる走査がなされることで、感光体ドラム１２表面には、形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。ここで形成された静電潜像は、感光体ドラム１２の回転により現像ユニット１８に到達し、現像ユニット１８内の例えばマイナス帯電されたトナーによってトナー画像が形成される。さらに、このトナー画像は、感光体ドラム１２とプラスの高電圧を印加された転写ロール２０とのニップ部Ｎに到達し、感光体ドラム１２のトナー画像が転写ロール２０に十分ひきつけられることにより、同じくニップ部Ｎに搬送されてきた記録用紙Ｐにトナー画像が転写される。トナー画像が転写された記録用紙Ｐは、剥離板２２による剥離放電によって感光体ドラム１２から剥離され、定着ユニット３０へ搬送される。定着ユニット３０では、トナー画像が加熱ロール３２及び加圧ロール３４により記録用紙Ｐに定着される。トナー画像の定着処理が完了した記録用紙Ｐは、用紙剥離用フィンガー３６によって加熱ロール３２及び加圧ロール３４から剥離され、搬送ロール２８等によって画像形成装置１０の外部へ排出される。なお、感光体ドラム１２表面は、記録用紙Ｐへのトナー画像の転写完了後にクリーナ３８によってクリーニングされ、残存したトナー等が除去される。
【００３６】
また、画像形成装置１０には、画像形成装置１０の各部を制御するための制御部８０が設けられている。
【００３７】
光走査装置１４は、図２に示すように、画像データに基づいて点滅してレーザビームを出射する半導体レーザ４２と、このレーザビームを平行ビームにするコリメータレンズ４４と、平行ビームにされたレーザビームをさらにビーム整形して出射するシリンドリカルレンズ４６と、正弦揺動する光偏向素子４０とを備えて構成されている。なお、半導体レーザ４２が出射するレーザビームの点滅は、制御部８０によって制御される。
【００３８】
光偏向素子４０は、図３に示すように、片面が反射鏡であって、矩形状をなしており、その長手方向の両縁中央部に、光偏向素子４０をねじり方向に振動させるための弾性部材として金属または半導体材料からなる一対のバネ部５０が配置され、また、光偏向素子４０の背面にコイルパターン５２(以下、駆動コイルと称する)が形成されている。この駆動コイル５２によって、光偏向素子４０の幅方向の側縁と平行である駆動コイル５２の配線部５４に対して直交する方向の成分を有する磁界が発生するようになっている。
【００３９】
駆動コイル５２に周波数ｆの交流電流が流れると、この電流方向に直交する永久磁石５６の磁界により、光偏向素子４０の面と垂直な向きに、フレミング左手の法則に従った力が発生し、バネ部５０により、光偏向素子４０が周波数ｆでねじれ方向に振動するようになっている。このように、光偏向素子４０が正弦的に揺動し、反射鏡によって反射されるレーザビームは正弦的に往復偏向作用を受ける。
【００４０】
また、光走査装置１４は、レーザビームを感光体ドラム１２上に結像されるべく収束作用させるＦアークサインθレンズ６０を備えており、このＦアークサインθレンズ６０により、光偏向素子４０により偏向されたレーザビームが、感光体ドラム１２上を等速度に走査されるような光路屈折作用を受けるようになっている。
【００４１】
また、光走査装置１４には、画像走査範囲外のレーザビームの一部を反射させる反射ミラー６２と、反射ミラー６２によって導かれたレーザビームを受光して検知する走査基準信号出力装置としての同期検知装置８２が設けられており、光偏向素子４０によって偏向走査されたレーザビームのうち、画像走査範囲内であれば感光体ドラム１２上を走査され、画像走査範囲外のレーザビームの一部は反射ミラー６２によって同期検知装置８２に導かれる。
【００４２】
ここで、光走査装置１４の電源を入れたとき、即ち初期状態においては、光偏向素子４０の反射鏡は、レーザビームが出射されているとすれば、該レーザビームが全偏向角の最も往路側よりの位置から往路進行方向に進むようにレーザビームを偏向し、レーザビームが反射ミラー６２に至る。このとき、レーザビームは同期検知装置８２に導かれ、同期検知装置８２がレーザビームを受光する。その後、光偏向素子４０の反射鏡が正弦揺動するにつれて、レーザビームが出射されているとすれば、光偏向素子４０の反射鏡によって、該レーザビームが感光体ドラム１２を照射する角度に達するようにレーザビームを偏向する。さらに光偏向素子４０の反射鏡が正弦揺動すると、光偏向素子４０の反射鏡によって、往路進行方向から復路進行方向に切り替わるようにレーザビームを偏向し、レーザビームが同期検知装置８２上を走査すると、同期検知装置８２によってレーザビームが受光される。
【００４３】
また、同期検知装置８２は、図４に示すように、基準位置信号出力手段としての２分割受光素子ＰＤを備え、２分割受光素子ＰＤは、走査されるレーザビームを受光することにより、基準位置信号としてのセンサ信号を出力する長方形の第１の受光素子ＰＤ１及び第２の受光素子ＰＤ２から構成されている。なお、往路方向にレーザビームが走査されたときに、第１の受光素子ＰＤ１、第２の受光素子ＰＤ２の順にレーザビームを受光するように走査方向に並んで配置されている。
【００４４】
また、同期検知装置８２は、第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号と第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号とを比較する比較器８８を備え、第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号が第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号よりハイレベルであるとハイレベルの比較信号Ｃを出力するようになっている。
【００４５】
また、同期検知装置８２は、第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号のレベルと閾値電圧Ｖｔｈとを比較する比較器９０を備え、第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号のレベルが閾値電圧Ｖｔｈよりハイレベルであるとハイレベルの比較信号を出力するようになっている。また、同期検知装置８２は、比較器９０から出力された比較信号の立ち上がりの立ち上がりエッジを検知して、ある一定のパルス幅のゲート信号を出力するゲート信号生成回路８４と、アンド回路８６とを備え、アンド回路８６には、ゲート信号生成回路８４の出力したゲート信号と、比較器８８から出力される比較信号Ｃとが入力され、これらの信号の論理積出力が走査基準信号としての走査開始信号として出力されるようになっている。なお、ゲート信号生成回路８４によって出力されるゲート信号のパルス幅は、第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号の立ち上がりから第２の受光素子ＰＤ２から出力されるセンサ信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅となっている。
【００４６】
なお、画像形成装置１０は、従来公知のプリンタや複合機の一般的な構成や機能を備えていればよく、画像形成装置１０の他の構成や一般的な機能について、詳細な説明を省略する。
【００４７】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置１０の作用について説明する。まず、ユーザがクライアントＰＣ（図示省略）を操作することによって、ネットワーク（図示省略）を介して、画像データの印刷指示を画像形成装置１０に入力すると、制御部８０によって、画像データに基づいて半導体レーザ４２からのレーザビームの出射が制御される。また制御部８０によって、光偏向素子４０の駆動が制御され、光偏向素子４０が正弦揺動して半導体レーザ４２からのレーザビームを偏向し、レーザビームが感光体ドラム１２上を走査され、また、レーザビームが反射ミラー６２を介して同期検知装置８２の第１の受光素子ＰＤ１及び第２の受光素子ＰＤ２によって受光されて、センサ信号が各々から出力される。このとき、正弦揺動する光偏向素子４０では、レーザビームを往復走査させるため、往路及び復路の各々でセンサ信号が出力される。
【００４８】
ここで、レーザビームが往路方向に走査された場合には、図５（Ａ）に示すように、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりハイレベルに立ち上がり、比較器９０からハイレベルの比較信号が出力され、ゲート信号生成回路８４によってゲート信号が出力される。
【００４９】
そして、第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号が第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号よりハイレベルになると、比較器８８からハイレベルの比較信号Ｃが出力され、ゲート信号がハイレベルであって、かつ、比較器８８からの比較信号Ｃがハイレベルとなっているときに、走査開始信号がハイレベルとなって出力される。
【００５０】
また、レーザビームが復路方向に走査された場合には、図５（Ｂ）に示すように、第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号が第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号よりハイレベルになり、比較器８８からハイレベルの比較信号Ｃが出力され、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号の方が第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号よりハイレベルになると、比較器８８から比較信号Ｃがローレベルに立ち下がる。
【００５１】
そして、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりハイレベルに立ち上がると、比較器９０からハイレベルの比較信号が出力され、ゲート信号生成回路８４によって、ゲート信号が出力され、このゲート信号がハイレベルになっているときに、比較器８８からの比較信号はローレベルとなっているため、走査開始信号がローレベルとなる。
【００５２】
このように、往路方向の走査において先にレーザビームを受光する第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号を基準にゲート信号を出力させて、後で受光する第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号とゲート信号との論理積出力を走査開始信号として出力させることによって、簡易的な回路構成で、往路方向の走査のみにおいて走査開始信号を出力している。
【００５３】
そして、制御部８０は、出力された走査開始信号に基づいて、往路方向の走査開始位置を特定し、画像データに基づいて、半導体レーザ４２からレーザビームを出力するように制御して、感光体ドラム１２上にレーザビームを走査させる。
【００５４】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る画像形成装置によれば、同期検知装置は複数の受光素子、ゲート信号生成回路、及びアンド回路からなる簡易な回路構成であって、かつ、往路方向の走査し、第１の受光素子、第２の受光素子の順に受光したときのみ走査開始信号を出力するため、レーザビームを往復走査する場合であっても走査方向を特定して走査開始信号を出力することができる。
【００５５】
また、正弦揺動する光偏向素子を用いることにより、光走査装置の小型化に寄与することができる。
【００５６】
また、走査開始信号に基づいて、レーザビームの往路方向の主走査を開始することにより、高精度にレーザビームを主走査することができる。
【００５７】
また、第１の受光素子及び第２の受光素子が順にレーザビームを受光しなければ走査開始信号を出力せず、ノイズなどによって走査開始信号が出力する可能性が低いため、走査開始信号を高精度に得ることができ、レーザビームを高精度に感光体上に走査することによって、高精度に画像を形成することができる。
【００５８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
第２の実施の形態では、同期検知装置に、２分割受光素子ではなく、３分割受光素子が設けられている点が第１の実施の形態と異なっている。
【００６０】
図６に示すように、第２の実施の形態に係る同期検知装置１８２は、基準位置信号出力手段としての３分割受光素子ＰＤ１０を備え、３分割受光素子ＰＤ１０は、走査されるレーザビームを受光することにより、センサ信号を出力する第１の受光素子ＰＤ１１、第２の受光素子ＰＤ１２、及び第３の受光素子ＰＤ１３から構成されている。なお、往路方向にレーザビームが走査されたときに、第１の受光素子ＰＤ１１、第２の受光素子ＰＤ１２、第３の受光素子１３の順番にレーザビームを受光するように走査方向に並んで配置されている。
【００６１】
また、同期検知装置１８２は、第３の受光素子ＰＤ１３のセンサ信号と第２の受光素子ＰＤ１２のセンサ信号とを比較する比較器１８８を備え、第３の受光素子ＰＤ１３のセンサ信号が第２の受光素子ＰＤ１２のセンサ信号よりハイレベルであるとハイレベルの比較信号Ｃを出力するようになっている。
【００６２】
また、同期検知装置１８２は、第１の受光素子ＰＤ１１のセンサ信号のレベルと閾値電圧Ｖｔｈとを比較する比較器９０、ゲート信号生成回路８４、及びアンド回路８６を備えており、アンド回路８６には、ゲート信号生成回路８４の出力したゲート信号と、比較器８８から出力される比較信号とが入力され、これらの信号の論理積出力が走査基準信号としての走査開始信号として出力されるようになっている。なお、ゲート信号生成回路８４によって出力されるゲート信号のパルス幅は、第１の受光素子ＰＤ１１のセンサ信号の立ち上がりから第３の受光素子ＰＤ１３から出力されるセンサ信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅となっている。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施の形態の作用について説明する。
【００６４】
まず、レーザビームが往路方向に走査された場合には、図７（Ａ）に示すように、第１の受光素子ＰＤ１１からのセンサ信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりハイレベルに立ち上がり、比較器９０からハイレベルの比較信号が出力され、ゲート信号生成回路８４によって、ゲート信号が出力される。
【００６５】
そして、第２の受光素子ＰＤ１２からのセンサ信号がハイレベルになり、その後、第３の受光素子ＰＤ１３からのセンサ信号が第２の受光素子ＰＤ１２からのセンサ信号よりハイレベルになると、比較器１８８からハイレベルの比較信号Ｃが出力され、ゲート信号がハイレベルであって、かつ、比較器１８８からの比較信号Ｃがハイレベルとなっているときに、走査開始信号がハイレベルとなって出力される。
【００６６】
また、レーザビームが復路方向に走査された場合には、図７（Ｂ）に示すように、第３の受光素子ＰＤ１３からのセンサ信号が第２の受光素子ＰＤ１２からのセンサ信号よりハイレベルになり、比較器１８８からハイレベルの比較信号Ｃが出力され、第２の受光素子ＰＤ１２からのセンサ信号の方が第３の受光素子ＰＤ１３からのセンサ信号よりハイレベルになると、比較器１８８から比較信号Ｃがローレベルに立ち下がる。
【００６７】
そして、第１の受光素子ＰＤ１１からのセンサ信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりハイレベルに立ち上がると、比較器９０からハイレベルの比較信号が出力され、ゲート信号生成回路８４によってゲート信号が出力される。このゲート信号がハイレベルになっているときに、比較器１８８からの比較信号Ｃはローレベルとなっているため、走査開始信号がローレベルとなる。
【００６８】
このように、往路方向の走査において先にレーザビームを受光する第１の受光素子ＰＤ１１のセンサ信号を基準にゲート信号を出力させて、後で受光する第３の受光素子ＰＤ１３のセンサ信号とゲート信号との論理積出力を走査開始信号として出力させることによって、簡易的な回路構成で、往路方向の走査のみにおいて走査開始信号を出力し、また、第１の受光素子ＰＤ１１が、レーザビームの走査方向を特定するための受光素子として設けられ、第２の受光素子ＰＤ１２及び第３の受光素子１３をレーザビームの位置を特定するための受光素子として設けられているため、ゲート信号とセンサ信号との間に時間差の余裕がもてるようになり、センサ信号とゲート信号の論理積を出力させるときの誤動作を防止することが可能である。
【００６９】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
第３の実施の形態では、往路方向の走査開始信号だけでなく、復路方向の走査終了信号も出力するようにした点が第１の実施の形態と異なっている。
【００７１】
図８に示すように、第３の実施の形態に係る同期検知装置２８２は、２分割受光素子ＰＤ、比較信号Ｃ１を出力する比較器８８、比較信号を出力する比較器９０、ゲート信号Ｇ１を生成するゲート信号生成回路８４、及び往路走査開始信号を出力するアンド回路８６を備えている。
【００７２】
また、同期検知装置２８２は、第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号と第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号とを比較する比較器２８８を備え、第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号が第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号よりハイレベルであるとハイレベルの比較信号Ｃ２を出力するようになっている。
【００７３】
また、同期検知装置２８２は、第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号のレベルと閾値電圧Ｖｔｈとを比較する比較器２９０、第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号のレベルが閾値電圧Ｖｔｈよりハイレベルであるとハイレベルの比較信号Ｃ２を出力するようになっている。また、同期検知装置２８２は、比較器２９０から出力された比較信号の立ち上がりの立ち上がりエッジを検知して、ある一定のパルス幅のゲート信号Ｇ２を出力するゲート信号生成回路２８４と、アンド回路２８６とを備え、アンド回路２８６には、ゲート信号生成回路２８４の出力したゲート信号Ｇ２と、比較器２８８から出力される比較信号Ｃ２とが入力され、これらの信号の論理積出力が復路走査終了信号として出力されるようになっている。なお、ゲート信号生成回路２８４によって出力されるゲート信号Ｇ２のパルス幅は、第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号の立ち上がりから第２の受光素子ＰＤ２から出力されるセンサ信号の立ち上がりまでの大きさを越えるパルス幅となっている。
【００７４】
次に、本発明の第３の実施の形態の作用について説明する。
【００７５】
まず、レーザビームが往路方向に走査された場合には、図９（Ａ）に示すように、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりハイレベルに立ち上がり、比較器９０からハイレベルの比較信号が出力され、ゲート信号生成回路８４によって、ゲート信号Ｇ１が出力される。
【００７６】
また、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号が第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号よりハイレベルになるため、比較器２８８からハイレベルの比較信号Ｃ２が出力される。
【００７７】
そして、第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号がハイレベルになり、第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号が第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号よりハイレベルになると、比較器８８からハイレベルの比較信号Ｃ１が出力され、ゲート信号Ｇ１がハイレベルであって、かつ、比較器８８からの比較信号Ｃ１がハイレベルとなっているときに、往路走査開始信号がハイレベルとなって出力される。
【００７８】
また、第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号の方が第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号よりハイレベルになり、比較器２８８から比較信号Ｃ２がローレベルに立ち下がる。そして、第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりハイレベルに立ち上がると、比較器２９０からハイレベルの比較信号が出力され、ゲート信号生成回路２８４によってゲート信号Ｇ２が出力される。このゲート信号Ｇ２がハイレベルになっているときに、比較器２８８からの比較信号Ｃ２はローレベルとなっているため、復路走査終了信号がローレベルとなる。
【００７９】
また、レーザビームが復路方向に走査された場合には、図９（Ｂ）に示すように、第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりハイレベルに立ち上がり、比較器２９０からハイレベルの比較信号が出力され、ゲート信号生成回路２８４によって、ゲート信号Ｇ２が出力される。
【００８０】
また、第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号が第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号よりハイレベルになるため、比較器８８からハイレベルの比較信号Ｃ１が出力される。
【００８１】
そして、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号がハイレベルになり、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号が第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号よりハイレベルになると、比較器２８８からハイレベルの比較信号Ｃ２が出力され、ゲート信号Ｇ２がハイレベルであって、かつ、比較器２８８からの比較信号Ｃ２がハイレベルとなっているときに、復路走査終了信号がハイレベルとなって出力される。
【００８２】
また、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号の方が第２の受光素子ＰＤ２からのセンサ信号よりハイレベルになり、比較器８８から比較信号Ｃ１がローレベルに立ち下がる。そして、第１の受光素子ＰＤ１からのセンサ信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりハイレベルに立ち上がると、比較器９０からハイレベルの比較信号が出力され、ゲート信号生成回路８４によってゲート信号Ｇ１が出力される。このゲート信号Ｇ１がハイレベルになっているときに、比較器８８からの比較信号Ｃ１はローレベルとなっているため、往路走査開始信号がローレベルとなる。
【００８３】
このように、往路方向の走査において先にレーザビームを受光する第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号を基準にゲート信号Ｇ１を出力させて、後で受光する第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号とゲート信号Ｇ１との論理積出力を往路方向の走査開始信号として出力させ、また、往路方向の走査において後にレーザビームを受光する第２の受光素子ＰＤ２のセンサ信号を基準にゲート信号Ｇ２を出力させて、往路方向の走査において先に受光する第１の受光素子ＰＤ１のセンサ信号とゲート信号Ｇ２との論理積出力を復路方向の走査終了信号として出力させることによって、簡易的な回路構成で、往路方向の走査開始信号及び復路方向の走査終了信号を分離して出力することができる。
【００８４】
以上説明したように、第３の実施の形態に係る画像形成装置によれば、第１の受光素子及び第２の受光素子が順にレーザビームを受光するように往路方向にレーザビームを走査したときに往路走査開始信号を出力し、第２の受光素子、第１の受光素子の順にレーザビームを受光するように復路方向にレーザビームを走査したときに復路走査終了信号を出力するため、レーザビームを往復走査する場合であっても走査方向が往路方向であるか復路方向であるかを特定して、往路走査開始信号及び復路走査終了信号を出力することができる。
【００８５】
なお、上記の実施の形態では、往路方向の走査開始位置に同期検知装置を配置した場合を例に説明したが、往路方向の走査終了位置に同期検知装置を配置するようにしてもよい。この場合には、往路走査終了信号と復路走査開始信号が出力されるため、これらの信号に基づいて、レーザビームの出射を制御するようにすればよい。
【００８６】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態乃至第３の実施の形態と同様の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００８７】
第４の実施の形態では、往路及び復路の双方において、走査開始信号及び走査終了信号を出力するようにした点が第１の実施の形態と異なっている。
【００８８】
図１０に示すように、第４の実施の形態に係る光走査装置３１４には、画像走査範囲外のレーザビームの一部を反射させる反射ミラー６２、３６２が設けられており、画像走査範囲外の両端に配置されている。また、反射ミラー６２によって導かれたレーザビームを受光して検知する同期検知装置２８２及び反射ミラー３６２によって導かれたレーザビームを受光して検知する同期検知装置３８２が設けられており、光偏向素子４０によって偏向走査されたレーザビームのうち、画像走査範囲内であれば感光体ドラム１２上を走査され、画像走査範囲外のレーザビームの一部は反射ミラー６２によって同期検知装置２８２に導かれ、また、反射ミラー３６２によって同期検知装置３８２に導かれる。
【００８９】
ここで、光走査装置１１４の電源を入れたとき、即ち初期状態においては、光偏向素子４０の反射鏡は、レーザビームが出射されているとすれば、該レーザビームが全偏向角の最も往路側よりの位置から往路進行方向に進むようにレーザビームを偏向し、レーザビームが反射ミラー６２に至る。このとき、レーザビームは同期検知装置３８２に導かれ、同期検知装置３８２がレーザビームを受光する。その後、光偏向素子４０の反射鏡が正弦揺動するにつれて、レーザビームが出射されているとすれば、光偏向素子４０の反射鏡によって、該レーザビームが感光体ドラム１２を照射する角度に達するようにレーザビームを偏向する。さらに光偏向素子４０の反射鏡が正弦揺動すると、往路進行方向にさらに進むようにレーザビームを偏向し、レーザビームが反射ミラー３６２に至る。このとき、レーザビームは同期検知装置３８２に導かれ、同期検知装置３８２がレーザビームを受光するようになっている。
【００９０】
また、光偏向素子４０の反射鏡によって、往路進行方向から復路進行方向に切り替わると、該レーザビームが全偏向角の最も復路側よりの位置から復路進行方向に進むようにレーザビームを偏向し、レーザビームが再び反射ミラー３６２に至る。このとき、レーザビームは同期検知装置３８２に導かれ、同期検知装置３８２がレーザビームを受光し、さらに光偏向素子４０の反射鏡が正弦揺動すると、復路進行方向にさらに進むようにレーザビームを偏向し、レーザビームが反射ミラー６２に至り、レーザビームが同期検知装置２８２に導かれ、同期検知装置２８２がレーザビームを受光するようになっている。
【００９１】
このように光偏向素子４０の反射鏡によって、レーザビームを偏向し、レーザビームが同期検知装置２８２、３８２上を走査すると、往路及び復路の各々において同期検知装置２８２、３８２がレーザビームを受光する。また、図１１に示すように、同期検知装置２８２は、レーザビームを受光することにより、往路方向の走査開始信号及び復路方向の走査開始信号を出力し、同期検知装置３８２は、同期検知装置２８２と同様の構成となっており、レーザビームを受光することにより、復路方向の走査開始信号及び往路方向の走査終了信号を出力するようになっている。
【００９２】
次に、本発明の第４の実施の形態の作用について説明する。
【００９３】
電源をオンにした時などの所定のタイミングにおいて、制御部８０によって、図１２に示すクロック周波数補正処理ルーチンが実行される。
【００９４】
まず、ステップ４００において、半導体レーザ４２からレーザビームを出射させ、光偏向素子４０によってレーザビームを偏向させ、レーザビームを往路及び復路を走査させて、往路走査時間Ｔ１及び復路走査時間Ｔ２（図１１参照）を測定する。往路走査時間Ｔ１は、同期検知装置２８２から往路走査開始信号が出力されたタイミングと、同期検知装置３８２から往路走査終了信号が出力されたタイミングとによって測定し、復路走査時間Ｔ２は、同期検知装置３８２から復路走査開始信号が出力されたタイミングと、同期検知装置２８２から復路走査終了信号が出力されたタイミングとによって測定する。
【００９５】
そして、ステップ４０２において、往路走査時間Ｔ１と予め定められた走査時間の基準値Ｔ０とを比較する。基準値Ｔ０は、例えば、光走査装置３１４の仕様から想定される走査時間であり、実験的又は統計的に求められ、往路及び復路において同じ値となっている。ここで、往路走査時間Ｔ１が基準値Ｔ０より小さいと、ステップ４０４で、レーザビームを往路方向に走査する場合に、半導体レーザ４２がレーザビームを点滅させるタイミングの基準となる書込クロック周波数を上げるように調整し、往路方向の走査によって形成される画像の伸びを補正して、ステップ４０８へ移行する。また、往路走査時間Ｔ１が基準値Ｔ０より大きいと、ステップ４０６で、レーザビームを往路方向に走査する場合の書込クロック周波数を下げるように調整し、往路方向の走査によって形成される画像の縮みを補正して、ステップ４０８へ移行する。また、往路走査時間Ｔ１が基準値Ｔ０と等しい場合には、書込クロック周波数を調整せずに、ステップ４０８へ移行する。
【００９６】
ステップ４０８では、復路走査時間Ｔ２と予め定められた基準値Ｔ０とを比較し、復路走査時間Ｔ２が基準値Ｔ０より小さいと、ステップ４１０で、レーザビームを復路方向に走査する場合の書込クロック周波数を上げるように調整し、復路方向の走査によって形成される画像の伸びを補正して、クロック周波数補正処理ルーチンを終了する。また、復路走査時間Ｔ２が基準値Ｔ０より大きいと、ステップ４１２で、レーザビームを復路方向に走査する場合の書込クロック周波数を下げるように調整し、復路方向の走査によって形成される画像の縮みを補正して、クロック周波数補正処理ルーチンを終了する。また、復路走査時間Ｔ２が基準値Ｔ０と等しい場合には、書込クロック周波数を調整しないで、クロック周波数補正処理ルーチンを終了する。
【００９７】
以上説明したように、第４の実施の形態に係る画像形成装置によれば、２つの同期検知装置の各々は、複数の受光素子、２つのゲート信号生成回路、及び２つのアンド回路からなる簡易な回路構成であって、かつ、往路方向にレーザビームを走査したときに、往路走査開始信号及び往路走査終了信号を出力し、復路方向にレーザビームを走査したときに、復路走査開始信号及び復路走査終了信号を出力するため、レーザビームを往復走査する場合であっても走査方向が往路方向であるか復路方向であるかを特定して、往路方向及び復路方向の各々において走査開始及び走査終了の基準となる信号を出力することができる。
【００９８】
また、レーザビームの走査のばらつきによって、形成される画像の伸縮が生じる場合であっても、往路走査開始信号及び往路走査終了信号に基づいて、レーザビームの書込クロック周波数を調整し、また、復路走査開始信号及び復路走査終了信号に基づいて、レーザビームの書込クロック周波数を調整することにより、高精度に画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光偏向素子の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る同期検知装置の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る同期検知装置におけるセンサ信号、比較信号、ゲート信号、及び走査開始信号の様子を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る同期検知装置の構成を示す回路図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る同期検知装置におけるセンサ信号、比較信号、ゲート信号、及び走査開始信号の様子を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る同期検知装置の構成を示す回路図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る同期検知装置におけるセンサ信号、比較信号、ゲート信号、往路走査開始信号、及び復路走査終了信号の様子を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る光走査装置の構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る同期検知装置における往路走査開始信号、往路走査終了信号、復路走査開始信号、及び復路走査終了信号の様子を示すタイムチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置が実行するクロック周波数補正処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１３】従来の光ビーム走査装置の基本構成を示す斜視図である。
【図１４】光ビームが通過したときに走査基準信号を発生する従来例を示すイメージ図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０  画像形成装置
１２  感光体ドラム
１４、１１４、３１４  光走査装置
４０  光偏向素子
４２  半導体レーザ
６２、３６２  反射ミラー
８０  制御部
８２、１８２、２８２  同期検知装置
８４、２８４  ゲート信号生成回路
８６、２８６  アンド回路
３８２  同期検知装置
Ｇ１、Ｇ２  ゲート信号
ＰＤ  ２分割受光素子
ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ１１、ＰＤ１２、ＰＤ１３  受光素子
ＰＤ１０  ３分割受光素子
Ｔ０  基準値
Ｔ１  往路走査時間
Ｔ２  復路走査時間
【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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