(57)【要約】【課題】多重露光する上で、回路規模を縮小してコスト低減を図ることができる光学走査装置を提供する。【解決手段】光学走査装置１０は、主走査方向に複数配列された面発光レーザ４３を順次点灯走査させ、感光体１１上の略同一位置に複数のレーザで露光する。そして複数配列された面発光レーザ４３感光体１１上の静止スポット間距離をＬ（ｍｍ）、感光体１１上の所定の画素間距離をＤ（ｍｍ）とすると、Ｌ＝Ｄ×ｎ（ｎ：自然数）が成り立つ。【選択図】図２
2009292131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に複数配列されたレーザを順次点灯走査させ、像担持体上の略同一位置に複数の前記レーザで露光する光学走査装置において、
前記複数配列されたレーザの前記像担持体上の静止スポット間距離をＬ（ｍｍ）、前記像担持体上の所定の画素間距離をＤ（ｍｍ）とすると、Ｌ＝Ｄ×ｎ（ｎ：自然数）が成り立つことを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
前記静止スポット間距離をＬ（ｍｍ）、走査速度をＶ（ｍｍ／ｓ）、画像クロックをＦ（Ｈｚ）とすると、Ｖ／Ｌ＝Ｆ／ｎ（ｎ：自然数）が成り立つ画像クロックに同期して画像データを遅延させるシフトレジスタを有し、前記シフトレジスタの各々の出力に、前記複数配列されたレーザの駆動を前記ｎに応じて割り当てたことを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
【請求項３】
請求項１記載の光学走査装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された画像信号に基づいて複数のレーザビーム源から画素変調されて出力されたレーザビームを像担持体上に導光して、その面上に、例えば、静電潜像からなる画像情報を形成する光学走査装置及びその光学走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のレーザビームにより、像担持体としての感光体上の同一点或いはほぼ同一点を多重露光する光学走査装置として、階調数を上げるために同一点を露光する回数を変えて多重露光する光学走査装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
上記従来技術によると、主走査方向に並べた発光素子は、その素子間隔に応じて、同一点或いはほぼ同一点へのレーザビーム照射のタイミングを変化させているため、発光素子を互いに近接して配置する必要はない。そして、発光素子間の距離を或る程度離すことで、各々の発光素子で発生した熱等により、各素子からのレーザビーム出力の不本意な変化が抑えられ、安定な画像を感光体上に形成できる。
【特許文献１】特開２００２−２６４３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術においては、解像度等に関係なくレーザ素子間隔或いは感光体上のスポット間隔を決定してしまうと、主走査方向に並ぶレーザの数だけ位相の異なる画像クロックや遅延回路が必要になり、回路規模が大きくなってしまう。
【０００５】
これを図６により説明する。
【０００６】
図６は、一般的な光学走査装置の概略平面図である。
【０００７】
尚、後述する本発明の光学走査装置は、図６における光量制御部４６の内部構造に特徴があるが、全体の構成は図６と同じである。
【０００８】
図６において、図７（ａ）で示す主走査方向に６ビーム並んだ面発光レーザ（以下、レーザと呼ぶ）４３から発した複数のレーザビームは、コリメータレンズ３５及び絞り３２によりほぼ平行光となり、所定のビーム径で回転多面鏡３３に入射する。また、レーザビームの一部はハーフミラー４４を介してレーザビームの一部を検出するＰＤセンサ（光量検出手段）４５に入射される。
【０００９】
ＰＤセンサ４５の検出信号Ｓ４５は光量制御部４６に入力され、光量制御部４６は、各レーザのＡＰＣ制御（オートパワーコントロール；自動光量制御）及び画素変調を行い、それぞれＡＰＣ信号Ｓ４６及び画素変調信号Ｓ７０を面発光レーザ駆動部４２に出力する。
【００１０】
面発光レーザ駆動部４２は、例えば、図８のような回路構成であり、光量制御部４６からの各レーザに対するＡＰＣ信号Ｓ４６を入力し、ＡＰＣ信号Ｓ４６に応じて定電流源７１−１、７１−２、・・・、７１−６を制御する。これにより、面発光レーザ駆動部４２は、各レーザ４３−１、４３−２、・・・、４３−６の光量が一定になるように光量制御される。
【００１１】
光量制御部４６は、これと平行して不図示のシーケンスコントローラから画像データＤＡＴＡを入力し、ＰＷＭ等の画素変調信号Ｓ７０を生成する。そして、光量制御部４６は、各レーザに対応して取り付けられているスイッチ７０−１、７０−２、・・・、７０−６をオン、オフさせることで、各レーザを画素毎にオン、オフさせる。
【００１２】
また、図６の回転多面鏡３３は、矢印で示す方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射したレーザビームが連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射され、偏向ビームとなった光はｆ−θレンズ３４により集光作用を受ける。
【００１３】
一方、ｆ−θレンズ３４は、同時に走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行うために、レーザビームは、像担持体としての感光体１１上に図の矢印の方向に等速で結合走査される。こうして感光体１１上に画素変調信号に応じてオン、オフされたレーザビームによる静電潜像が形成される。
【００１４】
尚、回転多面鏡３３からの反射光を検出するＢＤ（ビームディテクト）センサ３６の検出信号Ｓ４７は、回転多面鏡３３の回転と画素変調信号の書き込みの同期を取るための同期信号として用いられる。
【００１５】
多重露光する光学走査装置においては、主走査方向に並んだレーザビームで感光体１１上の同一位置を複数露光しなければならない。
【００１６】
図７（ｂ）のように、主走査方向に並んだレーザ４３を全点灯させ、回転多面鏡３３を走査させずに感光体１１上を露光した時の各レーザの照射スポット（静止スポット）の間隔をＬ（ｍｍ）する。また、図７（ｃ）のように、所望の画素間隔をＤ（ｍｍ）、走査速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とした時に、要求される画像クロックＦ（Ｈｚ）は以下の式が成立する。
【００１７】
Ｆ＝Ｄ／Ｖ
ところが、図７（ｃ）に示すように、レーザ１（ＬＤ１）を画素Ａの位置で点灯させ（ｃ−１）、走査後、次いで画素Ｂの位置で点灯させた時に、レーザ２（ＬＤ２）はまだ画素Ａの位置に到達しておらず、Ｌ−Ｄ（ｍｍ）だけ遅れた位置にいる（ｃ−２）。
【００１８】
つまり、ＬＤ２はＬＤ１より画像クロック１クロック分と（Ｌ−Ｄ）／Ｖ（ｓ）だけ位相遅れがあることになる。
【００１９】
これは他のレーザも同様で、主走査に並んだレーザが等間隔だとすると、１つ前に走査するレーザに対して画像クロック１クロック分と（Ｌ−Ｄ）／Ｖ（ｓ）だけ位相遅れが発生する。（ｃ−３）は、ＬＤ１が画素Ｃを形成するタイミングを示している。
【００２０】
従って、最初に走査するレーザ（ＬＤ１）を基準にすると、ＬＤ２は画像クロック１クロック分と（Ｌ−Ｄ）／Ｖ（ｓ）だけ遅延させる回路が必要になり、ＬＤ３は画像クロック２クロック分と２×（Ｌ−Ｄ）／Ｖ（ｓ）だけ遅延させる回路が必要になる。同様にＬＤ６は画像クロック５クロック分と５×（Ｌ−Ｄ）／Ｖ（ｓ）だけ遅延させる回路が必要になる。
【００２１】
このように、従来の光学走査装置は、多重露光するレーザの数だけ遅延回路が必要になるため、回路規模が大きくなりコストアップしてしまうという問題がある。
【００２２】
本発明の目的は、多重露光する上で、回路規模を縮小してコスト低減を図ることができる光学走査装置及び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】
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項１記載の光学走査装置は、主走査方向に複数配列されたレーザを順次点灯走査させ、像担持体上の略同一位置に複数のレーザで露光する光学走査装置において、前記複数配列されたレーザの前記像担持体上の静止スポット間距離をＬ（ｍｍ）、前記像担持体上の所定の画素間距離をＤ（ｍｍ）とすると、Ｌ＝Ｄ×ｎ（ｎ：自然数）が成り立つことを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１記載の光学走査装置を備える。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の光学走査装置によれば、多重露光する上で、回路規模を縮小してコスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【００２８】
図１に示す画像形成装置としてのデジタル複写機の構成を動作と併せて説明する。
【００２９】
原稿給紙装置１上に積載された原稿は、１枚ずつ順次原稿台ガラス２面上に搬送される。原稿が搬送されると、スキャナ部分のランプ３が点灯し、かつスキャナユニット４が移動して原稿を照射する。
【００３０】
原稿の反射光はミラー５，６，７を介してレンズ８を通過し、その後イメージセンサ部９に入力される。イメージセンサ部９で電気信号に変換された画像信号は、直接、あるいは、一旦図示しない画像メモリに記憶され、再び読み出された後、図６の構造を有する光学走査装置１０に入力される。
【００３１】
光学走査装置１０は、主走査方向に複数配列されたレーザを順次点灯走査させ、像担持体としての感光体１１上の略同一位置に複数のレーザで露光する。
【００３２】
光学走査装置１０が発生させる照射光によって感光体１１上に作られた潜像は、電位センサ（電位検出センサ）１２によって、感光体１１上の電位が所望の値になっているか監視される。次いで、現像器１３によって感光体１１上の潜像画像が現像される。
【００３３】
上記潜像とタイミングを合わせて転写部材積載部１４、或いは転写部材積載部１５より記録用紙、記録用のフィルム等の転写部材（転写材）が搬送され、転写部１６において、上記現像されたトナー像が転写部材上に転写される。
【００３４】
転写されたトナー像は定着部１７にて転写部材に定着された後、転写部材は、排紙用の搬送路２１を通り、排紙ローラ１８により装置外部に排出される。
【００３５】
転写後の感光体１１の表面をクリーナ２５で清掃し、クリーナ２５で清掃された感光体１１の表面を補助帯電器２６で除電して１次帯電器２８において良好な帯電を得られるようにした上で、感光体１１上の残留電荷を前露光ランプ２７で消去する。そして、１次帯電器２８で感光体１１の表面を帯電する。この工程を繰り返すことで複数枚の画像形成を行う。
【００３６】
センサ１９は転写材の後端を検知する。フラッパ２０は、片面プリント（画像形成）された転写部材をそのまま排出するか、搬送路２２，２３，２４に導くかの切り替えを行う。両面プリント時には、センサ１９により転写材の後端が検知されると、排紙ローラ１８を逆回転させ、かつ、フラッパ２０は、転写材を搬送路２２，２３，２４に導く方向に切り替わる。
【００３７】
次に、光学走査装置１０の光量制御部の詳細な構成と動作を説明する。尚、本実施の形態では上、述した静止スポットの間隔Ｌと画素の間隔Ｄの関係がＬ＝２×Ｄになるように光学設計された光学走査装置の場合で説明する。
【００３８】
図２は、図１における光学走査装置１０の光量制御部の構成図である。
【００３９】
図２において、シフトレジスタ２００は、不図示のシーケンスコントローラからの画像データＤＡＴＡと画像クロックＣＬＫを入力し、画像クロック単位で画像データＤＡＴＡを順次シフトさせる。
【００４０】
画素変調器２０１−１は、シフトレジスタ２００が画像データＤＡＴＡを１画像クロックだけシフトさせた画像データＳ２００−１を入力し画素変調データを出力する。
【００４１】
画素変調器２０１−３は、シフトレジスタ２００が画像データＤＡＴＡを３画像クロックだけシフトさせた画像データＳ２００−３を入力し画素変調データを出力する。
【００４２】
画素変調器２０１−６は、シフトレジスタ２００が画像データＤＡＴＡを１１画像クロックだけシフトさせた画像データＳ２００−１１を入力し画素変調データを出力する。
【００４３】
ここでは、シフトレジスタ２００が出力するシフトされた画像データが１つおきにＬＤ１〜ＬＤ６の画素変調器２０１に接続されている。即ち、画像データＳ２００−２、画像データＳ２００−４は画素変調器２０１に接続されない。
【００４４】
論理素子２０２−１〜２０２−６は、それぞれの画素変調器２０１−１〜２０１−６が出力した画素変調信号Ｓ２０１−１〜Ｓ２０１−６と、不図示のシーケンスコントローラからの各レーザのフル点灯信号Ｓ６０−１〜Ｓ６０−６を入力して論理和演算する。
【００４５】
そして、論理素子２０２−１〜２０２−６は、出力信号Ｓ７０−１〜Ｓ７０−６を、図６の面発光レーザ駆動部４２に出力する。出力信号Ｓ７０−１〜Ｓ７０−６は、図３に示すようになる。
【００４６】
この信号に従って、図８のスイッチ７０−１〜７０−６がオン、オフする。このフル点灯信号でスイッチ７０−１〜７０−６がオンしたタイミングで、同じく不図示のシーケンスコントローラから各レーザに対応したサンプルホールド信号Ｓ６１−１〜Ｓ６１−６が入力される。
【００４７】
電流電圧変換器（Ｉ／Ｖ）５０は、図６のＰＤセンサ４５からの信号Ｓ４５を電流／電圧変換する。ゲイン調整器（ゲイン）５１は、電流電圧変換器５０の出力電圧をゲイン調整する。
【００４８】
アナログスイッチ等のスイッチ５３−１〜５３−６は、サンプルホールド信号Ｓ６１−１〜Ｓ６１−６に基づいてオン、オフされる。コンデンサ５４−１〜５４−６は、スイッチ５３−１〜５３−６がオンした時にサンプルした電圧をホールドする。
【００４９】
比較器５５−１〜５５−６は、レーザ毎に設定される基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆ６と各ホールドされた電圧値とを比較する。
【００５０】
各レーザ４３（図６）の駆動電流Ｓ４６−１〜Ｓ４６−６は、比較器５５−１〜５５−６の比較結果に基づいて、図３に示すように、基準電圧と、コンデンサ５４にてホールドした電圧値の差分が小さくなるように制御され、ある時定数を持った信号になる。この信号に基づいて各レーザがＡＰＣされる。この動作を１走査内で各レーザに対して順次行うことで全レーザのＡＰＣ動作を行う。
【００５１】
次に、シフトレジスタ２００の動作を、図４の各レーザ走査位置とスポット位置の関係を示す図、及び図５のタイムチャートを用いて説明する。
【００５２】
ここでは、説明の簡略化のために、ＬＤ１〜ＬＤ６の全レーザとも、画素Ａの位置に露光したい画像データをＡ、画素Ｂの位置に露光したい画像データをＢ、画素Ｃの位置に露光したい画像データをＣ、・・・とする。
【００５３】
まず、シフトレジスタ２００に入力された１画素目の画像データ（ＤＡＴＡ）Ａが、画像クロック（ＣＬＫ）でシフトされて画素変調器２０１−１に出力され、画素変調されて、ＬＤ１により露光される（図４（ａ）。
【００５４】
次の画像クロックでシフトレジスタ２００に入力された２画素目の画像データＢが、画素変調器２０１−１に出力され、画素変調されてＬＤ１により画像データＡに引き続き露光される（図４（ｂ））。それと同時に、シフトレジスタ２００は、画像データＡを画素変調器２０１−２に出力する。
【００５５】
次いで、シフトレジスタ２００に入力された３画素目の画像データＣが、画像クロックでシフトされて画素変調器２０１−１に出力され、画素変調されてＬＤ１により画像データＢに引き続き露光される（図４（ｃ））。
【００５６】
それと同時に、シフトレジスタ２００は、画像データＡを画素変調器２０１−３に出力し、画像データＢを画素変調器２０１−２に出力する。この時、ＬＤ２は、変調器２０１−３に出力された画像データＡを画素変調して露光する（図４（ｃ））。
【００５７】
従って、ＬＤ２はＬＤ１の画像クロック２クロック分遅延して露光されることになる。他のＬＤ３〜ＬＤ６のレーザも同様で前に走査するレーザの２クロック遅延で露光される。図５において、画素変調信号Ｓ２０１−１〜Ｓ２０１−１１を示す。
【００５８】
本実施の形態の光学走査装置は、複数配列されたレーザ４３の感光体１１上の静止スポット間距離をＬ（ｍｍ）、感光体１１上の所定の画素間距離をＤ（ｍｍ）とすると、Ｌ＝Ｄ×ｎ（ｎ：自然数）が成り立つように構成されている。
【００５９】
また、本実施の形態の光学走査装置は、静止スポット間距離をＬ（ｍｍ）、走査速度をＶ（ｍｍ／ｓ）、画像クロックをＦ（Ｈｚ）とすると、Ｖ／Ｌ＝Ｆ／ｎ（ｎ：自然数）が成り立つ画像クロックに同期して画像データを遅延させるシフトレジスタ２００を有する。そして、シフトレジスタ２００の各々の出力に、複数配列されたレーザ４３の駆動をｎに応じて割り当てる。
【００６０】
上述したように本実施の形態によれば、従来必要だった各レーザ間の遅延回路を用いることなく、シフトレジスタ２００のみの簡単な構成で、主走査方向に並ぶ複数のレーザにより、同一点或いはほぼ同一点を多重露光することが可能になる。
【００６１】
ここで、シフトレジスタ２００の出力を１つおきに各レーザ４３の画素変調器２０１に接続したのは、本実施の形態の光学走査装置が、静止スポット位置間隔Ｌが画素位置間隔Ｄの２倍になるように設計されているためである。
【００６２】
これを３倍になるように設計した光学走査装置に用いるならば、シフトレジスタ２００の出力を１つおきに接続するのではなく、２つおきに接続すればよい。また静止スポット位置間隔Ｌが画素位置間隔Ｄと等しくなるように光学走査装置を設計できれば、シフトレジスタ２００の出力を１つおきに接続するのではなく順次接続すればよい。そうすることでシフトレジスタ２００の段数を減らすことができ、より小規模な回路構成も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光学走査装置の光量制御部の構成図である。
【図３】図２の光量制御部におけるＡＰＣシーケンスを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光学走査装置の各レーザビーム走査位置とスポット位置の関係を示す図である。
【図５】図２におけるシフトレジスタのタイムチャートである。
【図６】一般的な光学走査装置の概略平面図である。
【図７】従来例に係る光学走査装置の各レーザビーム走査位置とスポット位置の関係を示す図である。
【図８】従来例に係る光学走査装置における面発光レーザ駆動部の構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  光学走査装置
４２  面発光レーザ駆動部
４３  面発光レーザ
２００  シフトレジスタ
【図１】
2009292131.tif 000003
【図２】
2009292131.tif 000004
【図３】
2009292131.tif 000005
【図４】
2009292131.tif 000006
【図５】
2009292131.tif 000007
【図６】
2009292131.tif 000008
【図７】
2009292131.tif 000009
【図８】
2009292131.tif 000010