(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光源と、各レーザ光源から発せられるレーザビームを異なる副走査位置で走査する走査手段と、各レーザ光源を画像データに基づき発光駆動する駆動手段と、画像データの走査記録位置を決定するための基準となる基準ビームをいずれかのレーザ光源で発光させるか選択する選択手段と、各レーザ光源の現在までの発光に伴なう累積負荷を求める負荷量算出手段と、前記各レーザ光源を光量測定のために所定の電流に応じて発光させ、その光量の測定結果に基づいて前記各レーザ光源への電流量をフィードバック制御する光量調整手段とを備え、前記選択手段は、累積負荷量を参照して、いずれのレーザ光源に基準ビームを発光させるか選択し、前記光量調整手段は、前記選択手段が基準ビームを発光するレーザ光源の選択を変更した場合に、これに応じて前記各レーザ光源を光量測定のために発光させる順序を変更することを特徴とするレーザ走査光学装置。
【請求項２】
各レーザ光源は、それらを同時に発光させた場合、レーザビームの被走査面上での照射位置が主走査方向及び副走査方向の両方向にずれる状態で配置されており、選択手段がいずれのレーザ光源を基準ビーム発光用に選択するかに応じて、各レーザ光源の画像データに基づく発光のタイミングを調整するタイミング調整手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載のレーザ走査光学装置。
【請求項３】
前記負荷量算出手段は、前記各レーザ光源の負荷を、それぞれの通算発光時間で算出することを特徴とする、請求項１または２に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項４】
前記負荷量算出手段は、前記各レーザ光源の負荷を、それぞれの発光時間と発光量との積で与えられる強度を累算することによって求めることを特徴とする、請求項１または２に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項５】
前記請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ走査光学装置を含み、被走査面に静電潜像を形成すると共に当該潜像を顕像化して作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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ走査光学装置、特にマルチビーム方式のレーザ走査光学装置、並びに、それを主要部とした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチビーム方式の画像形成装置は、光学系において複数のレーザビームを射出可能な半導体レーザアレイを用いて、一度に複数の走査ラインを走査して走査処理を高速化したり、１本の走査ラインを複数のビームで露光して画像の質の向上を図るなどするものである。
画像形成装置が半導体レーザアレイを発光させる場合には、３つのパターンがある。第1には感光体走査露光のための発光、第２にはＳＯＳ（Start of Scan：走査開始位置）検出用の発光、第３にはＡＰＣ（Auto Power Control：自動パワー制御）のためのものである。ＳＯＳ検出は、走査開始位置の同期をとるための処理である。ＡＰＣは、温度上昇などの結果、同じ電流量に対してＬＤ（レーザダイオード）素子の発光量が変わってしまう現象に対応するためのもので、所定電流に対する発光量をフォトダイオードでチェックし、発光量の変動に応じて電流量を調整する処理である。
【０００３】
上記３つの発光パターンのうち、ＳＯＳ検知用の発光は、マルチビーム方式の光学系において２つの目的を持つ。一つは単一ビーム方式の画像形成装置の光学系と同じく、各走査処理ごとの走査開始位置の同期をとることである。もう一つは、１回の走査処理において複数出力されるレーザビーム間の走査開始位置の同期をとることである。マルチビーム方式で用いられる半導体レーザアレイでは、配置位置によってはレーザビーム間に走査開始位置の位相ずれが生じるため、こうした処理が必要になるのである。
【０００４】
複数のレーザビーム間で走査開始位置の同期をとる技術としては、特開平７−４６８２５がある。これは、レーザビームの一つでＳＯＳを検知し、このレーザビームと他のレーザビームとの走査開始位置の空間的な位相差をビームの走査開始タイミングの遅延によって補正する方法である。このようにＳＯＳ検知のために用いられ、走査開始位置調整の際に基準となるレーザビームを、以下、基準ビームという。
【０００５】
図１４は、以上の３種類の発光パターンについてレーザビームごとの射出タイミングを示すタイミング図である。ビームは３つあり、ビーム▲１▼を基準ビームとしている。各レーザビームの感光体走査露光用の射出については開始時間に差がある。これによってレーザビーム間の走査開始位置の空間的な位相差が補正されるのである。ＡＰＣ用の射出は、感光体露光用射出終了（EOI▲３▼）と次のＳＯＳ検知用発光の間に、順次行われる。ただし、基準ビームについては、ＡＰＣ用発光をＳＯＳ検知用発光と兼ねているのでＡＰＣ専用に発光することはない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方式の場合、基準ビーム用のレーザビームは、図１４を見て分かる通り、基準ビームを射出する回数だけ他のレーザビームに比べて射出される時間が長くなるので、半導体レーザアレイにのうち基準ビームとなるレーザビームを発光する光源は、他のレーザビーム光源よりも製品寿命が早く尽きる。そうなると、他のレーザビーム光源がまだ発光可能であっても半導体レーザアレイ全体を交換せざるをず、交換のための保守作業が頻繁に発生する。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑み、マルチビームを発光する半導体レーザアレイの製品寿命を延ばすことで保守作業の発生を抑え、保守コストを軽減することのできるレーザ走査光学装置並びに、それを主要部とした画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のレーザ走査光学装置は、複数のレーザ光源と、各レーザ光源から発せられるレーザビームを異なる副走査位置で走査する走査手段と、各レーザ光源を画像データに基づき発光駆動する駆動手段と、画像データの走査記録位置を決定するための基準となる基準ビームをいずれかのレーザ光源で発光させるか選択する選択手段と、各レーザ光源の現在までの発光に伴なう累積負荷を求める負荷量算出手段とを備え、前記選択手段は、累積負荷量を参照して、いずれのレーザ光源に基準ビームを発光させるか選択することを特徴とする。
【０００９】
また、各レーザ光源は、それらを同時に発光させた場合、レーザビームの被走査面上での照射位置が主走査方向及び副走査方向の両方向にずれる状態で配置されており、選択手段がいずれのレーザ光源を基準ビーム発光用に選択するかに応じて、各レーザ光源の画像データに基づく発光のタイミングを調整するタイミング調整手段を更に備えることを特徴とするので、基準ビームを発光するレーザ光源が変更されても、レーザビーム間の照射位置の調整は正しく行える。
【００１０】
また、前記各レーザ光源を光量測定のために所定の電流に応じて発光させ、その光量の測定結果に基づいて前記各レーザ光源への電流量をフィードバック制御する光量調整手段を更に有し、前記光量調整手段は、前記選択手段が基準ビームを発光するレーザ光源の選択を変更した場合に、これに応じて前記各レーザ光源を光量測定のために発光させる順序を変更することを特徴とするので、基準ビームを切り替えても、各レーザ光源の発光量調整は正しく行える。
【００１１】
基準ビームを発光するレーザ光源の切り替えは、前記負荷量算出手段が、前記各レーザ光源の負荷をそれぞれの通算発光時間で算出するもの、または、前記負荷量算出手段が、前記各レーザ光源の負荷をそれぞれの発光時間と発光量との積で与えられる強度を累算することによって求めるものを基準とすることを特徴とする。
【００１２】
また、上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、上述の特徴を備えるレーザ走査光学装置を含み、被走査面に静電潜像を形成すると共に、当該潜像を顕像化して作像することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の適用された画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の適用された一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を表す概略断面図を示す。ここでの画像形成装置はデジタル複写機（以下、複写機１）である。
【００１４】
（複写機１の全体構成）
複写機１は、イメージリーダ部１０、画像信号処理部２０、メモリユニット部３０、制御部４０、光学系５０、作像系６０、給紙部７０、定着部８０などから構成されている。
イメージリーダ部１０は、原稿を読み取り、読み取った画像データを電気信号にして画像信号処理部２０に出力する。
【００１５】
画像信号処理部２０は、イメージリーダ部２０から送られてきた画像データの電気信号を原稿に忠実な画像を再現できるように補正処理して、メモリユニット部３０に格納する。
【００１６】
メモリユニット部３０は、画像信号処理部２０によって補正された画像データを画像情報メモリ３１に格納して、制御部４０からデータ出力の指定を受けると、行アドレス（ｎ）、列アドレス（ｍ）により指定さる画像データを制御部４０に出力する。ここでは１つのレーザビームに対して１行分のデータを出力するので、一度に３行分のデータを平行して出力することになる。
【００１７】
光学系５０は、制御部４０経由でメモリユニット部３０から送られてくる画像データに応じて変調させながらレーザビームを射出して感光体ドラム６１表面を露光し、感光体ドラム６１上に静電潜像を形成する。光学系５０については、構成と処理内容との詳細な説明を後述する。
【００１８】
制御部４０は、メモリユニット部３０と光学系５０との間にあり、メモリユニット部３０から順次画像データを読み出し、光学系５０に対し、読み出した画像データに応じて感光体ドラム６０を走査露光させる。その際、走査開始位置の調整処理を行う。制御部４０の構成と処理については、構成と処理内容との詳細な説明を後述する。
【００１９】
作像系６０は、感光体ドラム６１の周囲に、帯電チャージャ６２、現像器６３、転写器６４、クリーナ６５が配置された構成である。帯電チャージャ６２は、回転駆動される感光体ドラム６１を所定の電位に帯電させる。現像装置６３は、光学系５０によって感光体ドラム６１上に静電潜像が形成されると、感光体ドラム６１上の静電潜像を現像し、トナー像を生成する。転写器６４は感光体ドラム６１上のトナー像を記録紙上に転写させる。クリーナ６５は記録紙への転写処理後に、感光体ドラム６１上に残留したトナーを掻き落とす。
【００２０】
給紙部７０は、給紙カセット７１ａ、７１ｂ、給紙ローラ７２ａ、７２ｂなどを有する構成である。給紙カセット７１ａまたは７１ｂに収容された記録紙を、給紙ローラ７２ａまたは７２ｂが回転して１枚ずつ繰り出し、繰り出された記録紙は転写器６４に向けて送り出される。
定着部８０は、一対のローラを有し、記録紙上のトナー像をこれらローラによる熱圧着処理で定着させる。
【００２１】
（光学系５０の説明）
図２は、複写機１のうち、光学系５０の構成を示す斜視図である。
光学系５０は、半導体レーザアレイ５１、コリメータレンズ５３、ポリゴンミラー５４、モータ５５、ｆ−θレンズ５６、センサ用ミラー５７、ＳＯＳセンサ５８から構成されている。（なお、ｆ−θレンズ５６を通過したレーザビームを感光体ドラム６１に導くミラーについては、作図の便宜上省略した。）
コリメータレンズ５３は、半導体レーザアレイ５１から射出される各レーザビームを平行光にする。
【００２２】
ポリゴンミラー５４は、レーザビームを偏向させて感光体１１上を走査させる。
モータ５５は、ポリゴンミラー５４を一定速度で回転させる。
ｆ−θレンズ５６は、ポリゴンミラー５４が反射したレーザビームの偏向角速度を調整して、レーザビームが感光体１１を一定速度で走査するようにする。
【００２３】
センサミラー５７は、感光体１１の一側の所定位置に配置され、ＳＯＳ用のレーザビームを反射してＳＯＳセンサ５８に入射させる。
ＳＯＳセンサ５８は、ポリゴンミラー５４により偏向させられたレーザビーム（基準ビーム）を受光し、制御部４０に同期信号を送る。
半導体レーザアレイ５１は、３行分の画像データによって変調され、３つのレーザビームを射出する。
【００２４】
図３は、この半導体レーザアレイ５１を示す図である。
半導体レーザアレイ５１は、３本のＡｕワイヤ３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃを通じて制御部４０から送られてくる３行分の信号電流（画像データから変換されたもの）を受け取り、それをもとに３本のレーザビーム３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃを発光させて、コリメータレンズ５３に向けて射出する。
【００２５】
フォトダイオード３２０は、レーザビーム３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃの発光量を検知して、制御部４０に通知する。フォトダイオード３２０による発光量のモニタ処理はＡＰＣのためである。
なお、半導体レーザアレイ５１は、感光体走査露光処理時に副走査方向の走査線間隔が予め設定された間隔になるように、傾きを持たせて配置される。その結果、射出されるレーザビーム３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃの間には、主走査方向の位相ずれ（走査開始位置の位相差）が生じる。
【００２６】
図４は、この主走査方向の位相ずれを示す模式図である。ビームスポット４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃは、それぞれレーザビーム３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃの走査開始位置を示す。各スポットは主走査方向に１／２ドット長ずつずれている。よって、ビームスポット４０１ａとビームスポット４０１ｃとの間の位相差は１ドット長となる。こうした位相差は、調整を行って解消しておかないと、最終的には画像のぎざつき（ジッター）として表れる。（この位相差解消のための処理は制御部４０によって行われる。）
【００２７】
（制御部４０の説明）
図５は制御部４０の構成を示す図である。
制御部４０は、制御回路４１、発光制御回路４２、行アドレスカウンタ４３１、列アドレスカウンタ４３２、ラッチ回路４４１、遅延回路４４２、シフトレジスタ４４３ａ、４４３ｂ、４４３ｃ、周期タイマ４５１、発光時間タイマ４５２、クロック回路４７、ＲＡＭ４８、ＲＯＭ４９から成る。
【００２８】
ＲＯＭ４９には、制御処理用のプログラム４９１など、制御に必要な情報のうち内容の固定されたものが格納されている。調整パターン情報４９２には、各レーザビームの走査開始位置をどう調整するかを示すパターンが、基準ビームごとに格納されている。調整パターンの詳細は、制御回路４１の説明部分で述べる。不揮発性のＲＡＭ４８には、制御に必要な情報のうち内容の変化する情報が格納されている。ＲＡＭ４８内の通算発光時間メモリ４８１には、各レーザビームの通算発光時間の情報が格納される。基準ビーム情報４８２には、基準ビームとして用いるレーザビームのＩＤ（識別情報）が格納される。
【００２９】
行アドレスカウンタ４３１は、画像情報メモリ３１内の画像情報について、次に感光体１１上に作像される行のアドレス（何番目の行かを示す情報）を保持し、ＳＯＳに対する同期信号を受けた制御回路４１の指示に応じて、行アドレスをメモリユニット部３０に通知する。本実施の形態では、１回の走査露光処理で３ラインを走査するので、例えば行アドレスが‘ｎ’であれば、画像情報メモリ３１からはｎ，ｎ＋１，ｎ＋２行目のデータが出力される。
【００３０】
列アドレスカウンタ４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃは、各行の画像データの何列目のデータを読み出すかを示す列アドレスを保持している。複写機１では一度に３行分の画像データが画像情報メモリ３１から読み出されるが、列アドレスカウンタ４３２ａはそのうち１行目のデータの列アドレスを、列アドレスカウンタ４３２ｂ、列アドレスカウンタ４３２ｃは、それぞれ２行目、３行目のデータの列アドレスを管理している。列アドレスの値は、クロック回路４７から分周回路４７１経由で得られる画素クロックに同期してカウントアップされる。列アドレスカウンタ４３２は、制御回路４１からカウント開始の指示を受けて起動し、起動の際に読み出し開始位置の列アドレスをメモリユニット部３０に通知し、その後は列アドレスの値をカウントアップするたびに、カウントアップ後の値をメモリユニット部３０に通知する。列アドレスカウンタ４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃから列アドレスが通知されるたびに、１画素（ドット）分の画像データが画像情報メモリ３１から出力される。この点を考えると、列アドレスカウンタ４３２は、画像データ出力（読み出し）のタイミングを指示しているとも言える。
【００３１】
ラッチ回路４４１には、画像情報メモリ３１から３行分の画像情報が１画素ずつ順次出力されてくるので、これを行ごとに一時保持し、制御回路４１からの出力指示があると、シフトレジスタ４４３ａ、４４３ｂ、４４３ｃに向けて、やはり行ごとに出力する。
シフトレジスタ４４３ａ、４４３ｂ、４４３ｃはそれぞれが、ラッチ回路から出力されてくる各行の画像データを、遅延回路４４２から送られてくるシフトクロック分遅延させたうえで、発光制御回路４２に出力する。
【００３２】
周期タイマ４５１は、制御回路４１の指示で起動し、同期信号発光から次のＳＯＳ検知用の発光までの時間間隔であるＴ1を計測し、Ｔ1が経過した時点で制御回路４１に通知する。
発光時間タイマ４５２は、各走査処理ごとにレーザビーム３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃそれぞれの発光時間長を計測し、計測結果を制御回路４１に通知する。計測に必要な情報（計測開始・終了のタイミング、どのレーザビームの発光か）は制御回路４１から受け取る。
【００３３】
制御回路４１は、各レーザビームの発光時間長に応じて基準ビームの切り替え処理を行う。また、走査処理ごとの走査開始位置の調整、各走査処理における各レーザビームの光走査開始位置の調整を行う。そして、走査開始位置の調整処理においては、基準ビーム切り替えに対応した処理を行う。
以下、基準ビームの切り替えと、各レーザビームの走査開始位置の調整との処理について詳しく説明する。
【００３４】
（１）基準ビーム切り替え
制御回路４１は、複写機１の電源がＯＮとされたタイミングで、複写実行の前処理として基準ビームの設定を行う。まず、ＲＡＭ４８にある通算発光時間情報４８１を参照して、最大値と最小値の差分を求め、これをＲＡＭ４８内にあらかじめ格納されている閾値と比較する。もし、差分が閾値を上回っていれば、基準ビーム情報４８２に格納してある基準ビームＩＤを、通算発光時間の値が最小であるビームのＩＤに変更する。そして、変更後基準ビームのＩＤをＬＤ駆動制御部４２に通知する。
【００３５】
制御回路４１は、この切り替え判定に必要な発光時間の情報を以下の手順で得る。
制御回路４１は、発光制御回路４２から、各レーザビーム光源の発光開始・終了の通知を受け、これを発光時間タイマ４５２に通知して、レーザビームごとの発光時間を計測させる。
【００３６】
制御回路４１は、１回の走査処理が終了する毎に、後処理として、発光時間タイマ４５２から各レーザビームの発光時間を読み出し、これらを通算発光時間メモリ４８１内のそれぞれ対応する通算発光時間に足し込んだうえで、発光時間タイマ４５２をリセットする。
【００３７】
（２）走査開始位置調整
次いで、制御回路４１による、レーザビーム間の走査開始位置調整について説明する。
制御回路４１は、周期タイマ４５１から所定時間経過の通知を受けると、発光制御回路４２にＳＯＳ用発光の指示を出し、ＳＯＳセンサ５８から同期信号が送出されてくると、画像情報メモリ３１から発光制御回路４２まで画像データを送出させて各レーザビーム光源を露光のために発光させる。そして、この画像データが画像情報メモリ３１から発光制御回路４２に送られるまでの間に、各レーザビーム間の走査開始位置を調整する。
【００３８】
図６にこの処理の概要を示す。処理内容は、同期信号検知に用いられた基準ビームの走査開始位置を基準位置とし、他のレーザビームの走査開始位置を基準位置に合わせる、というものである。どのレーザビームを基準ビームとするかによって調整処理の内容は異なる。
【００３９】
同図（ａ）は、レーザビーム３０１ａが基準ビームの場合である。開始位置を示す開始線６０１ａに３つのビームスポット４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃの位置をそろえるためには、ビームスポット４０１ｂを１／２ドット分、ビームスポット４０１ｃを１ドット分、主走査方向（図面における右方向）にずらす必要がある（図６（ａ）の右図参照）。
【００４０】
以下、主走査方向へずらすことを正の補正とし、補正量は"＋"で表す。逆に主走査方向とは反対側（図面における左方向）へずらすことは負の補正とし、補正量は"−"で表す。正の補正は走査露光用発光開始のタイミングを遅らすことによって実現され、負の補正は走査露光用発光開始のタイミングを早めることによって実現できる。
【００４１】
同図（ｂ）は、レーザビーム３０１ｂが基準ビームの場合である。走査開始位置を示す開始線６０１ｂに３つのビームスポット４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃの位置をそろえるためには、ビームスポット４０１ａを負方向に１／２ドット分、ビームスポット４０１ｃを正の方向に１／２ドット分、ずらす必要がある。
【００４２】
同図（ｃ）は、レーザビーム３０１ｃが基準ビームの場合である。走査開始位置を示す開始線６０１ｃに３つのビームスポット４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃの位置をそろえるためには、ビームスポット４０１ａを負方向に１ドット分、ビームスポット４０１ｂを負方向に１／２ドット分、ずらす必要がある。
レーザビームの走査開始位置をずらすための具体的な方法として、遅延回路を用いる方法と、画像情報メモリ３１からのデータ読み出しを列アドレス情報で管理する列アドレスカウンタ４３２の処理開始タイミングを変更する方法との２種類が用いられる。遅延回路４４２を用いる方法によって正方向の補正が、列アドレスカウンタ４３２の処理開始タイミングを変更する方法によって負方向の補正が行なわれる。
【００４３】
遅延回路を用いる方法は特開平７−４６８２５に開示されている公知の技術である。
まず、制御回路４１は、遅延回路４４２に指示して、基準ビーム以外のレーザビームについて、個別のシフトクロックを求め、このシフトクロックをシフトレジスタ４４３ａ、４４３ｂ、４４３ｃに送出させる。画像メモリ３１からの３行分の画像データは、シフトレジスタ４４３ａ、４４３ｂ、４４３ｃから発光制御回路４２に出力される段階でシフトクロック分遅延させられる。この遅延が各レーザビームの走査開始の遅延となり、これに応じて各レーザビームの出力開始時間を遅延させることで、基準ビームとその他のビームとの位相差を補正し、走査開始位置を一定にする。
【００４４】
遅延による調整なので、図６でいえば正方向にしか走査開始位置を動かすことができない。ただし、シフトクロックは画素クロックよりも高速なので、１ドット未満の位相差についても補正が可能である。同図において"＋"で示した補正は遅延によるものである。
【００４５】
一方、列アドレスカウンタ４３２の処理開始のタイミングを変更する方法は、制御回路４１が、同期信号受信から各レーザビーム用の画像データ出力開始（列アドレスカウンタ４３２の処理開始）までの間隔を調整することで、レーザビームの走査開始位置を変更する方法である。各レーザビームが出力する画像データは、同期信号検知後所定の時間間隔をおいて画像メモリ３１から読み出される。よって、列アドレスカウンタ４３２の処理開始のタイムング（同期信号受信から各レーザビーム用の画像データ出力開始までの時間間隔）を調整すれば、各行ごとに画像データの出力のタイミングを調整できる。それによって、レーザビーム３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃそれぞれについて発光開始（走査開始）の位置も調整できる。なお、この時間間隔の単位は画素クロックであり、制御回路４１が内蔵する読み出しカウンタ４１１によって計測される。
【００４６】
図７は、画像データ出力のタイミングと走査開始位置との関連を示す図である。
同図（ａ）では、同期信号検知（ＳＯＳ）から４クロックの時間間隔を置いて画像データ出力を開始する。この４という間隔を示す値は制御回路４１が内蔵メモリ内に格納している。この値を同図（ｂ）のように、３に変更すると、画像データ出力のタイミングが１クロック（＝１ドット）分早くなり、走査開始位置は同図（ａ）にくらべて１ドット分左に移動する。これは、図６でいえば、負方向へ１ドット分の移動となる。制御回路４１は、この時間間隔の情報を３つの列アドレスカウンタ４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃそれぞれについて保持し、基準ビームに応じてその値を調整することで、各レーザビームの走査開始位置を調整する。図６（ｃ）を例にとれば、同図（ｃ）中央の図ではレーザビーム４０１ａ、４０１ｂはいずれも時間間隔が‘３’に減らされ、レーザビム４０１ｃだけは時間間隔が‘４’のままになっているのである。
【００４７】
この方法であれば正負両方向に位置調整できるが、カウンタの最小単位が１ドット（クロック）なので、１ドット未満の位置調整はできない。
そのため、図６（ｃ）のレーザビーム４０１ａは、列アドレスカウンタ４３２ａ起動までの時間間隔を‘３’に減らすだけで位置調整できるが、一方、同図（ｃ）のレーザビーム４０１ｂは上記２つの方法を併用して位置調整されている。列アドレスカウンタ４３２ｂ起動までの時間間隔を‘３’に減らして、１ドット分負方向に開始位置を移動させたうえで、遅延回路４４２により１／２ドット分遅延させるという２段階の調整で開始線６１０の位置に移動させられている。
【００４８】
制御回路４１は、図６に示した基準ビームごとの調整パターンを、上述した基準パターン切り替え処理の後に、調整パターン情報４９２から読み出して内蔵メモリに一時記憶し、走査処理の際に参照する。
【００４９】
発光制御回路４２は、半導体レーザアレイ５１の発光を制御する。レーザビームごとに発光を制御するために、駆動回路４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃを用いる。これら３つの駆動回路は、それぞれ、レーザビーム３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃに対応する。
発光制御回路４２が制御する発光のパターンは３種類である。ひとつは、画像データ情報から変換された電流によって感光体走査露光のために３つのレーザビーム３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃを発光させるもの。ふたつめは、制御回路４１からの指示に従って、ＳＯＳ検知のために基準ビームを強制発光させるもの。そして、３つめはＡＰＣのために３つのレーザビーム３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃを順次発光させるものである。
【００５０】
また、発光制御回路４２は、レーザビームごとに発光開始と発光停止とのタイミングを制御回路４１に通知する。
【００５１】
さらに、発光制御回路４２は、走査露光のための発光終了から、次回のＳＯＳ検知用の基準ビーム発光までの間にＡＰＣを行う。この時、発光制御回路４２は、ＡＰＣ用のレーザビーム発光の順序を基準ビームに応じて調整する。光量の計測は、１つのフォトダイオード３２０で行う公知の方法である（特開平７−１９９０９６）。
【００５２】
発光制御回路４２は、半導体レーザアレイ５１にレーザビームを発光させる順序を、基準ビームをもとに決定する。
【００５３】
図８（ａ）は、レーザビーム３０１ａを基準ビームとした場合の、ＡＰＣ用の発光８０２ｂ、８０２ｃと、ＳＯＳ用ならびに露光走査用の発光とのタイミングチャートである。具体例として、レーザビーム３０１ａが基準ビームの場合のＡＰＣ用発光８０２ｂ、８０２ｃは、走査露光のための発光が終了して後、レーザビーム３０１ｃ、レーザビーム３０１ｂの順で発光させ、基準ビームであるレーザビーム３０１ａについては、ＳＯＳ検知用の発光８０１の際に光量を計測するので、ＡＰＣ専用に発光させることはない。同期信号発光前にＡＰＣ処理を終了させておく必要があるため、ＡＰＣ用発光は、基準ビームのＳＯＳ用発光より前に済ませておかなければならない。
【００５４】
発光制御回路４２は、基準ビームの切り替えが行われた場合、このＡＰＣ用の発光順序も変更する。同図（ｂ）は、基準ビームをレーザビーム３０１ｃに切り替えた場合のタイミング図である。ＡＰＣ用発光順序が、レーザビーム３０１ｂ−レーザビーム３０１ａ−レーザビーム３０１ｃ（ＳＯＳ検知用発光）となっている。
【００５５】
基準ビームの変更に対して、ＡＰＣ用発光の順序を変更しなかった場合にどんな問題が発生するかを参考として同図（ｃ）に示す。レーザビーム３０１ｃはＡＰＣ用８０２ｃとＳＯＳ検知用８０１の２度にわたって発光され、しかもレーザビーム３０１ａは、ＡＰＣ用発光を行わないことになる。
【００５６】
（制御回路４１の動作）
次に、基準ビーム切り替え処理と、各レーザビーム操作開始位置調整処理とにおける制御回路４１の動作を説明する。
【００５７】
図９は、基準ビーム切り替えに関する動作を示すフローチャート図である。
先ず、制御回路４１は複写機１の電源ＯＮのタイミングで図外の起動装置によって起動させられる。そして、通算発光時間メモリ４８１を参照し（Ｓ９０１）、各レーザビームごとの通算発光時間長を比較して、最長のものと最短のものとの差分を求める（Ｓ９０２）。
【００５８】
それから、制御回路４１はこの差分とＲＡＭ４９に格納されている閾値とを比べ、差分が閾値を上回っていれば（Ｓ９１０：Yes）、基準ビーム情報４８２の内容を通算発光時間長が最短のレーザビームのＩＤに変更する（Ｓ９１１）。
差分が閾値以下であれば（Ｓ９１０：No）、基準ビーム情報４８２の内容はそのままにして後続の処理を行う。
【００５９】
以上の切り替え判定を終えると、制御回路４１は、基準ビームに応じた走査開始位置調整パターンの情報を調整パターン情報４９２から読み出し、内蔵メモリに格納するとともに、基準ビームを発光制御回路４２に通知してＡＰＣ用発光の順序を決定させる（Ｓ９２０）。
上記の処理終了後、制御部４０の構成各部は複写処理のための動作を行う。そして、この複写処理の間、各レーザビームの発光時間を計測し、通算発光時間メモリ４８１に足し込んでいく（Ｓ９３０）。こうして更新された通算発光時間の情報は、次回の電源ＯＮ時に基準ビーム切り替え判定のために参照されることになる。
【００６０】
図１０は、制御回路４１が各レーザビームの走査開始位置を調整するために行う動作（ＳＯＳ用発光指示以降）のメインルーチンを示すフローチャート図である。
制御回路４１は、操作者指示受け付け部（図示せず）から、複写処理実行指示を受けて起動し、先ず、周期タイマ４５１を起動する（Ｓ１００１）。
【００６１】
そして、制御回路４１は、周期タイマ４５１から所定時間経過を通知されると（Ｓ１００２:Yes）、発光制御回路４２に指示を出して基準ビームとなっているレーザビームを（Ｓ１００３）、ＳＯＳ検知用に発光させる（Ｓ１００４、Ｓ１００５、Ｓ１００６）。
【００６２】
制御回路４１はＳＯＳセンサ５８から同期信号が送られてくるのを待ち（Ｓ１００７:Yes）、それから基準ビームに対応して（Ｓ１０１０）、走査開始位置調整処理ルーチンをコールする（Ｓ１０２０、Ｓ１０３０、Ｓ１０４０）。
制御回路４１は、処理対象の３行分の画像データすべての出力が終わるの待って（Ｓ１０５０:Yes）、列アドレスカウンタ４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃの値を初期化（Ｓ１０６０）する。そして、行アドレスカウンタ４３１の保持する処理対象行番号（ｎ）をカウントアップ（ｎ←ｎ＋３）する（Ｓ１０７０）。そして、画像メモリ３１内の処理対象データすべての出力が終了したかどうかをチェック（カウントアップ後の行番号が画像メモリ３１内の処理対象データの行数を越えているかどうかで判定）し、終了していれば（Ｓ１０８０:Yes）、周期タイマ４５１を停止させてから処理を終える（Ｓ１０９０）。まだ処理すべき画像データが残っていれば（Ｓ１０８０:No）、ステップＳ１００２に戻って、周期タイマ４５１からの通知を待つ。
【００６３】
なお、制御回路４１の動作ではないので図１０には示していないが、発光制御回路４２によるＡＰＣ処理は、ステップＳ１０５０終了からステップＳ１０８０終了までの間に実行される。
【００６４】
次いで、各基準ビーム別の調整ルーチンにおける制御回路４１の処理ついて説明する。
図１１は、レーザビーム３０１ａが基準ビームの場合を示す。レーザビーム３０１ａに対応した走査開始位置調整パターンの内容は図６（ａ）に示したように、
・ レーザビーム３０１ｂ用の画像データ
…シフトレジスタ４４３ｂで遅延１／２ドット
・ レーザビーム３０１ｃ用の画像データ
…シフトレジスタ４４３ｃで遅延１／２ドット
である。
【００６５】
調整は遅延によってのみ行われ、列アドレスカウンタの処理開始タイミング操作による調整は行われない。
【００６６】
先ず、制御回路４１は、遅延回路４４２に対して、レーザビーム３０１ｂ、３０１ｃに対応する画像データを、シフトレジスタ４４３ｂ、４４３ｃから発光制御回路４３への出力の際にそれぞれ１／２ドット、１ドット分遅延させるよう指示を出す（Ｓ１１０１）。
次いで、制御回路４１は、列アドレスカウンタ４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃの処理開始（画像データ出力開始）のタイミングを管理する読み出しカウンタ４１１（内蔵）の値を０にする（Ｓ１１０２）。そして、分周回路４７１から得られる画素クロックに同期を取って読み出しカウンタ４１１の値を１ずつ増やしていく（Ｓ１１０４）。
【００６７】
読み出しカウンタ４１１の値が４になったところで（Ｓ１１０３:Yes）、列アドレスカウンタ４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃに対して画像データ読み出し開始を指示する（Ｓ１１０５）。
【００６８】
図１２は、レーザビーム３０１ｂが基準ビームの場合を示す。レーザビーム３０１ｂに対応した走査開始位置調整パターンの内容は図６（ｂ）に示したように、
・ レーザビーム３０１ａ用の画像データ
…読み出し開始を１クロック早める（４→３）
＋シフトレジスタ４４３ａで遅延１／２ドット
・ レーザビーム３０１ｃ用の画像データ
…シフトレジスタ４４３ｃで遅延１／２ドット
である。
【００６９】
先ず、制御回路４１は、遅延回路４４２に対して指示を出し、レーザビーム３０１ａ、３０１ｃに対応する画像データを、シフトレジスタ４４３ａ、４４３ｃから発光制御回路４３への出力の際にそれぞれ１／２ドット分遅延させる（Ｓ１２０１）。
次いで、制御回路４１は、列アドレスカウンタ４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃの処理開始（画像データ出力開始）のタイミングを管理する読み出しカウンタ４１１（内蔵）の値を０にする（Ｓ１２０２）。そして、分周回路４７１から得られる画素クロックに同期を取って読み出しカウンタ４１１の値を１ずつ増やしていく（Ｓ１２０６）。
【００７０】
読み出しカウンタ４１１の値が３になったところで（Ｓ１２０３:Yes）、列アドレスカウンタ４３２ａに対して画像データ読み出し開始を指示し（Ｓ１２０４）、次いで、読み出しカウンタ４１１の値が４になると（Ｓ１２０５:Yes）、列アドレスカウンタ４３２ｂ、列アドレスカウンタ４３２ｃに対して画像データ読み出し開始を指示する（Ｓ１２０７）。これによって、レーザビーム３０１ａに対応する画像データは、他のレーザビーム用のデータよりも１クロック（＝１ドット）早く出力されることになり、結果として走査開始位置が１ドット分負方向へずれる。
【００７１】
図１３は、レーザビーム３０１ｃが基準ビームの場合を示す。レーザビーム３０１ｃに対応した走査開始位置調整パターンの内容は図６（ｃ）に示したように、
・ レーザビーム３０１ａ用の画像データ
…読み出し開始を１クロック早める（４→３）
・ レーザビーム３０１ｂ用の画像データ
…読み出し開始を１クロック早める（４→３）
＋シフトレジスタ４４３ｃで遅延１／２ドット
である。
【００７２】
先ず、制御回路４１は、遅延回路４４２に対して指示を出し、レーザビーム３０１ｂに対応する画像データの、シフトレジスタ４４３ｂから発光制御回路４３への出力の際に１／２ドット分遅延させる（Ｓ１３０１）。
次いで、制御回路４１は、列アドレスカウンタ４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃの処理開始（画像データ出力開始）のタイミングを管理する読み出しカウンタ４１１（内蔵）の値を０にする（Ｓ１３０２）。そして、分周回路４７１から得られる画素クロックに同期を取って読み出しカウンタ４１１の値を１ずつ増やしていく（Ｓ１３０６）。
【００７３】
読み出しカウンタ４１１の値が３になったところで（Ｓ１３０３:Yes）、列アドレスカウンタ４３２ａ、４３２ｂに対して画像データ読み出し開始を指示し（Ｓ１３０４）、次いで、読み出しカウンタ４１１の値が４になると（Ｓ１３０５:Yes）、列アドレスカウンタ４３２ｃに対して画像データ読み出し開始を指示する（Ｓ１３０７）。これによって、レーザビーム３０１ａ、３０１ｂに対応する画像データは、レーザビーム３０１ｃ用のデータよりも１クロック（＝１ドット）早く出力されることになり、結果として走査開始位置が１ドット分負方向へずれる。
【００７４】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態の複写機１では、基準ビームを各レーザビームの通算発光時間に応じて切り替えるので、半導体レーザアレイ５１の特定のレーザビーム光源にだけ負荷がかかることがなく、半導体レーザアレイ５１の製品寿命は、特定のレーザビームのみを基準ビームとした場合に比べて長くなる。さらに、基準ビームの切り替えに応じて走査開始位置調整の内容や、ＡＰＣ処理用のレーザビーム発光順序も切り替えるので、基準ビームの切り替えによる不都合は生じない。
【００７５】
なお、基準ビームの切り替えのタイミングについて、本実施の形態では複写機１の電源ＯＮ時としたが、これに限定されるわけではない。１回の複写処理終了ごと、あるいは、一定時間間隔ごとに行うなどしてもよい。
また、上記の実施の形態においては、基準ビーム切り替えの基準となるのは各レーザビームの通算発光時間の差であったが、通算発光時間と発光量との積を基準にしてもよい。発光量は一定ではないので、各レーザビーム光源の寿命は、通算発光時間だけではなく発光量にも影響されるからである。
【００７６】
通算発光時間と発光量とを基準に基準ビームを切り替えるには、各レーザビームの走査処理ごとの発光時間と上記の実施の形態にもあるフォトダイオードから得られる各レーザビームの発光量との積である強度を求め、強度累積値メモリに足し込む。そして、適当なタイミング（複写機の電源ＯＮ時など）で、累積値の最大値と最小値との累積値差が閾値より大きければ、基準ビームを累積値が最小のレーザビームに変更する。
【００７７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のレーザ走査光学装置及び画像形成装置は、複数のレーザ光源から発せられるレーザビームで走査を行い、その際、画像データの走査記録位置を決定するための基準となる基準ビームを発するレーザ光源を、各レーザ光源の負荷を基準にして選択するので、各レーザ光源の寿命を等しく延ばし、その結果、レーザ光源を搭載した半導体レーザーアレイの交換などの保守作業の発生を抑えることができ、保守コストも低減できる。
【００７８】
また、各レーザ光源から発せられるレーザビームの照射位置は、基準ビームを発するレーザ光源に応じて各レーザ光源の発光タイミングが調整されるので、ずれが生じるといった不都合は防止できる。
そして、各レーザ光源を光量調整のために発光させる順序については、基準ビームを発するレーザ光源に応じて各レーザ光源の発光順序を変更するので、基準ビームを発するレーザ光源が変更されても、光量調整にに不都合が生じることはない。
【００７９】
なお、基準ビームを発するレーザ光源の選択において基準となる各レーザ光源の負荷は、それぞれの通算発光時間であってもよいし、発光時間と発光量との積として与えられる強度の累積であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用された一実施の形態における複写機の構造を示す断面図である。
【図２】  同実施の形態における複写機の光学系の構造を示す斜視図である。
【図３】  同実施の形態における半導体レーザアレイの構造を示す斜視図である。
【図４】  同実施の形態におけるレーザビーム間の開始位置位相差を示す図である。
【図５】  同実施の形態における制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】  同実施の形態における各基準ビームごとの開始位置位相差調整の内容を示す図である。
【図７】  同実施の形態における行アドレスカウンタの値と走査開始位置との関係を示す図である。
【図８】  同実施の形態における基準ビーム切り替え前後のレーザビームの発光状態を示すタイミング図である。
【図９】  同実施の形態における基準ビーム切り替え処理時の制御回路の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１０】  同実施の形態における走査開始位置調整処理時の制御回路のメイン処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１１】  同実施の形態における制御回路の基準ビーム別走査開始位置調整処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１２】  同実施の形態における制御回路の基準ビーム別走査開始位置調整処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１３】  同実施の形態における制御回路の基準ビーム別走査開始位置調整処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１４】  従来のマルチビーム方式の半導体レーザアレイにおけるレーザビームの発光状態を示すタイミング図である。
【符号の説明】
１  複写機
３０  メモリユニット
３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ  レーザビーム
３１  画像情報メモリ
４０  制御部
４１  制御回路
４１１  開始タイマ
４２  発光制御回路
４３２ａ，４３２ｂ，４３２ｃ  列アドレスカウンタ
４４２  遅延回路
４４３ａ，４４３ｂ，４４３ｃ  シフトレジスタ
４５２  発光時間タイマ
４８１  通算発光時間メモリ
４８２  基準ビーム情報
４９２  調整パターン情報
５０  光学系
【図１】
0003772528.tif 000002
【図２】
0003772528.tif 000003
【図３】
0003772528.tif 000004
【図４】
0003772528.tif 000005
【図５】
0003772528.tif 000006
【図６】
0003772528.tif 000007
【図７】
0003772528.tif 000008
【図８】
0003772528.tif 000009
【図９】
0003772528.tif 000010
【図１０】
0003772528.tif 000011
【図１１】
0003772528.tif 000012
【図１２】
0003772528.tif 000013
【図１３】
0003772528.tif 000014
【図１４】
0003772528.tif 000015