JP2009036905A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップやレーザ光の検知精度の低下を招来することなく、各走査ラインへの画像書き込みタイミングを設定することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】制御部は、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を全て点灯させた状態で走査してＢＤ信号ＢＤ１を取得し（♯２，♯３）、この状態から現在点灯させているレーザ光源の個数を１個減らしては走査してＢＤ信号を得る動作を繰り返し行い（♯４，♯５）、現在点灯させているレーザ光源の個数が１個となると（♯４でＹＥＳ）、ＢＤ信号ＢＤ１〜ＢＤ４の信号幅の差を算出する（♯６）。制御部は、少なくともレーザ光源ＬＤ１を点灯させた状態で走査してＢＤ信号を得て（♯７）、このＢＤ信号に基づきレーザ光源ＬＤ１による描画開始タイミングを設定し（♯８）、♯６で算出した信号幅の差を用いてレーザ光源ＬＤ２〜ＬＤ４による描画開始タイミングを設定する（♯９）。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置の技術分野に属し、特に、感光体ドラムの表面にレーザを照射して露光を行うレーザ照射技術に関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、レーザ照射部から照射されるレーザ光を、回転多面鏡の各反射面でそれぞれ反射させて感光体ドラムの表面を露光し、感光体ドラム表面に静電潜像を形成するものが広く知られている。また、この種の装置において、レーザ光を所定位置で受光するＢＤ（Beam Detect）センサが設置され、このＢＤセンサの出力信号を用いて光線走査の開始タイミング（開始位置）を設定する技術も知られている。

また、この種の技術分野に関連する文献として例えば下記特許文献１がある。下記特許文献１には、複数の発光素子を有するレーザアレイ装置により、複数のラインへの書き込みを１回の走査で行う画像形成装置において、最初に通過するレーザビームの受光タイミングと、光学系の倍率と発光素子の間隔と解像度とによって決定する遅延値とを基に、他のレーザビームの描画開始タイミングを調整する技術が開示されている。
特開２００３−３０５８８６号公報

複数の光源から出力される各光線が主走査方向にそれぞれ異なる位置に照射され、各光源により１回の走査で複数のラインに複数の光線を走査する画像形成装置においては、走査を行うと各光線は異なるタイミングでＢＤセンサに入射するため、各入射タイミングに基づいて、画像形成のための各光源による点灯動作（描画動作）の開始タイミングを設定する必要がある。

ところが、各光源の主走査方向における位置ずれ量が微少なものである場合、先の光線がＢＤセンサを通過しきる前に次の光線がＢＤセンサに入射するという状態が生じる。この場合、全ての光線がＢＤセンサを通過し終えるまで、ＢＤセンサには常に光線が入射する状態となるため、該ＢＤセンサからは一定の信号が出力されることとなり、この出力信号からは各光線の通過タイミングを検出することができず、ひいては、各光源による描画開始タイミングを設定することができない。

そのため、従来では、各レーザ光の周波数やパワーを変え、ＢＤセンサの出力に電圧差を生じさせて各レーザ光によるＢＤ信号を分離するなどの更なる技術を要していた。しかしながら、このような技術はレーザ光の検知精度の低下を招来する。

なお、前記引用文献１の技術を利用すると、各光源による描画開始タイミングを設定することは可能であるが、画像形成装置内の環境変化（温度変化や湿度変化）により光路上に設置される光学系等の状態が変化して各レーザ光の照射位置間の距離が変化した場合には、前記遅延値はこの変化後の距離を反映したものではなくなるため、前記引用文献１の技術ではこのような場合に対応することはできない。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、各光源による描画開始タイミングを適切に設定することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、主走査方向及び副走査方向にそれぞれ異なる位置に光線を照射する、第１の光源及び該光源と異なる第２の光源とを含む複数の光源と、前記各光源から出力される光線を、予め定められた一定領域内で主走査方向に繰り返し走査するための走査部とを備えた光源部と、前記第１の光源に対応付けられた第１の光路変更面と前記第２の光源に対応付けられた第２の光路変更面とを含む複数の光路変更面が前記一定領域内において前記主走査方向に異なる位置に設置されてなる光路変更部と、前記光路変更部により光路変更される光線を受光して光電変換動作を行う１の受光部を有し、前記受光部の出力信号に基づいて矩形波状のＢＤ信号を生成するＢＤ信号生成部と、前記各光源による点灯動作を制御する光源制御部と、前記光源による画像データに基づく点灯動作を描画動作というとき、前記光源から出力される光線により生成されるＢＤ信号の出力タイミングに基づき、当該光源による各描画ラインにおける描画動作の開始タイミングを描画開始タイミングとして設定する描画開始タイミング設定部とを備え、前記第１及び第２の光源から出力される光線は、前記第１の光路変更面、第２の光路変更面の順番で各光路変更面に入射するとともに、前記第１及び第２の光源をそれぞれ点灯した状態で各光源の光線を前記走査部により走査した場合、前記第１の光源から出力される光線が前記第２の光源から出力される光線より先に前記第１の光路変更面に入射し、前記描画開始タイミング設定部は、ＢＤ信号の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングのうち一方のタイミングが、前記第１及び第２の光源を含む複数の光源のうち予め定められた１の光源から出力される光線が前記第１及び第２の光路変更面を含む複数の光路変更面のうち予め定められた１の光路変更面を通過することにより生成され、且つ、他方のタイミングが、前記第１の光源から出力される光線が前記第１の光路変更面を通過することにより生成されるように、前記光源部における各光源の点灯制御を行いつつ前記走査部により光線を走査することにより、１のＢＤ信号を第１のＢＤ信号として取得し、ＢＤ信号の前記一方のタイミングが、前記予め定められた１の光源から出力される光線が前記予め定められた１の光路変更面を通過することにより生成され、且つ、他方のタイミングが、前記第２の光源から出力される光線が前記第２の光路変更面を通過することにより生成されるように、前記光源部における各光源の点灯制御を行いつつ前記走査部により光線を走査することにより、１のＢＤ信号を第２のＢＤ信号として取得し、前記第１の光源による描画開始タイミングを、当該光源から出力される光線により得られた前記第１のＢＤ信号に基づいて設定するとともに、前記第２の光源による描画開始タイミングを前記第１のＢＤ信号の信号幅と前記第２のＢＤ信号の信号幅との差分と、前記第１の光源による描画開始タイミングとに基づいて設定し、前記発光制御部は、前記描画開始タイミング設定部により設定された描画開始タイミングにしたがって前記各光源に描画動作を開始させる画像形成装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記描画開始タイミング設定部は、前記第２の光源による描画開始タイミングを、前記第１の光源による描画開始タイミングから前記差分だけ遅延させたタイミングに設定するものである。

これらの発明によれば、第１及び第２の光路変更面を備え、前記第１のＢＤ信号と前記第２のＢＤ信号とを得て、それらのＢＤ信号の各信号幅の差分と、前記第１の光源による描画開始タイミングとに基づいて設定する（請求項２に記載の発明においては、前記描画開始タイミング設定部は、前記第２の光源による描画開始タイミングを、前記第１の光源による描画開始タイミングから前記差分だけ遅延させたタイミングに設定する）ことで、前記第１の光源による描画開始タイミングを基準とした前記第２の光源による描画開始タイミングを設定するようにしただけであるので、レーザ光の検知精度の低下を招来することなく、比較的簡単な構成や演算により各光源による描画開始タイミングを設定することができる。

また、画像形成装置内の環境変化（温度変化や湿度変化）により光路上に設置される光学系等の状態が変化して各レーザ光の照射位置間の距離が変化した場合、その変化が前記差分に反映されるため、画像形成装置内の環境変化が生じた場合であっても、その変化に応じて適切な描画開始タイミングを設定することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記描画開始タイミング設定部は、描画動作における走査によって前記第１及び第２の光源による描画開始タイミングを設定するものである。

本発明によれば、描画動作における走査によって前記第１及び第２の光源による描画開始タイミングを設定するようにしたので、前記描画動作のための走査を実行する前に、前記第１及び第２の光源による描画開始タイミングを設定するための動作や処理を別途行う必要がなくなる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記描画開始タイミング設定部は、描画動作における１回の走査ごとに前記第１及び第２の光源による描画開始タイミングを設定するものである。

本発明によれば、描画動作における１回の走査ごとに前記第１及び第２の光源による描画開始タイミングを設定するようにしたので、描画ラインごとに、適切な描画開始タイミングで描画動作を行うことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１、第２の光源をそれぞれ点灯した状態で前記走査部により走査した場合に、同一の光路変更面で光路変更される前記各光源の光線により得られる各ＢＤ信号の出力期間が部分的にオーバーラップするように、前記第１及び第２の光源が近接して配設されているものである。

本発明によれば、前記第１、第２の光源をそれぞれ点灯した状態で前記走査部により走査した場合に、同一の光路変更面で光路変更される前記各光源の光線により得られる各ＢＤ信号の出力期間が部分的にオーバーラップするように、前記第１及び第２の光源が近接して配設されているので、第１及び第２の光源を単一の素子に集積化して小型化することが容易となる。

本発明によれば、レーザ光の検知精度の低下を招来することなく、比較的簡単な演算により第２の光源による描画開始タイミングを適切に設定することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態について図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複合機の内部構成を概略的に示す側面図である。

複合機１は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能等の機能を兼ね備えたものであり、本体部２と、本体部２の左方に配設されたスタックトレイ３と、本体部２の上部に配設された原稿読取部５と、原稿読取部５の上方に配設された原稿給送部６とを有している。

複合機１の前面適所には、操作部７が設けられている。操作部７には、ユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキー８と、印刷部数等を入力するためのテンキー９と、各種複写動作の操作ガイド情報等を表示し、これら各種設定入力用にタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等からなる表示部１０と、表示部１０で設定された設定内容等をリセットするリセットキー１１と、実行中の印刷（画像形成）動作を停止させるためのストップキー１２と、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能を切り換えるための機能切換キー１３とが備えられている。

原稿読取部５は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ及び露光ランプ等からなるスキャナ部１４と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台１５及び原稿読取スリット１６とを備える。スキャナ部１４は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台１５に載置された原稿を読み取るときは、原稿台１５に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿画像を走査しつつ取得した画像データを図略の画像処理部へ出力する。また、原稿給送部６により給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット１６と対向する位置に移動され、原稿読取スリット１６を介して原稿給送部６による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を取得し、その画像データを図略の画像処理部へ出力する。

原稿給送部６は、原稿を載置するための原稿載置部１７と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部１８と、原稿載置部１７に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット１６に対向する位置へ搬送し、原稿排出部１８へ排出するための給紙ローラ、搬送ローラ等からなる原稿搬送機構１９を備える。原稿搬送機構１９は、さらに原稿を表裏反転させて原稿読取スリット１６と対向する位置へ再搬送する用紙反転機構（図略）を備え、原稿の両面の画像を、原稿読取スリット１６を介してスキャナ部１４から読取可能にしている。

原稿給送部６は、その前面側が上方に移動可能となるように本体部２に対して回動自在に設けられている。原稿給送部６の前面側を上方に移動させて原稿台１５上面を開放することにより、原稿台１５の上面に読み取り原稿、例えば見開き状態にされた書籍等を操作者が載置できるようになっている。

本体部２は、複数の給紙カセット２０と、給紙カセット２０から用紙を１枚ずつ繰り出して後述する記録部２２へ搬送する給紙ローラ２１と、給紙カセット２０から搬送されてきた用紙に画像を形成する記録部２２とを備える。

記録部２２は、スキャナ部１４等で取得された画像データに基づきレーザ等を出力して感光体ドラム２３を露光する光走査装置２４と、感光体ドラム２３上にトナー像を形成する現像部２５と、感光体ドラム２３上のトナー像を用紙に転写する転写部２６と、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を用紙に定着させる定着部２７と、記録部２２内の用紙搬送路中に設けられ、用紙をスタックトレイ３又は排出トレイ２８まで搬送する搬送ローラ２９，３０等とを備える。

用紙の両面に画像を形成する場合は、記録部２２で用紙の一方の面に画像を形成した後、この用紙を排出トレイ２８側の搬送ローラ２９にニップされた状態とする。この状態で搬送ローラ２９を反転させて用紙をスイッチバックさせ、用紙を用紙搬送路Ｌに送って記録部２２の上流域に再度搬送し、記録部２２により他方の面に画像を形成した後、用紙をスタックトレイ３又は排出トレイ２８に排出する。

図２は、光走査装置２４の構成図である。図２に示すように、光走査装置２４は、レーザ照射部３１、コリメータレンズ３２、プリズム３３、ポリゴンミラー（回転多面鏡）３４、ｆ−θレンズ３５、反射部３６及びビームディテク卜センサ（以下、ＢＤセンサという）３７を備えている。

レーザ照射部３１は、図略の支持軸により軸支された状態で回転可能に構成された円柱状表面を有する感光体ドラム２３の前記表面に、画像データに応じて光を照射するものである。なお、前記回転軸（支持軸）方向を主走査方向という。レーザ照射部３１は、図３に示すように、先端面Ｙに一定間隔で１列に配列された複数のレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４がユニット化されてなり、前記先端面Ｙに対する法線のうち内側に位置するレーザ光源ＬＤ２，ＬＤ３の中間位置を通る法線Ｇを回転軸として矢印Ａの方向に回転可能に構成されている。

レーザ照射部３１は、例えばモノリシックマルチレーザダイオードを用いて構成されている。そして、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４から出力されるレーザ光Ｌ１〜Ｌ４のピッチ（ビームピッチ）の光学的調整は半導体生成工程で行われる。

光走査装置２４は、前記各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を全て点灯させ、そのレーザ光Ｌ１〜Ｌ４を感光体ドラム２３の表面に照射した場合に、その照射位置（結像位置）の配列方向が、前記主走査方向及び副走査方向（感光体ドラム２３の表面を展開した場合に前記主走査方向に直交する方向）のそれぞれに対して傾斜角度を有するようにレーザ照射部３１を回転した状態に設定することで、複数の描画ラインへの画像の書き込みを１回の走査で行えるとともに、前記傾斜角度を調整することで、副走査方向の解像度を調整できるように構成されている。

図２に戻り、コリメータレンズ３２は、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４から出力されるレーザ光を集光するためのものである。プリズム３３は、コリメータレンズ３２を透過した光をそれぞれ平行光に変換し、ポリゴンミラー３４に向けて放出するものである。ポリゴンミラー３４は、入射光を感光体ドラム２３及び後述する反射部３６に向けて反射させる反射面を複数有し、例えば一定速度で回転することで、各レーザ光を前記反射面で感光体ドラム２３や反射部３６に向けて反射しつつ主走査方向に走査させるものである。ｆ−θレンズ３５は、ポリゴンミラー３４により反射されたレーザ光を感光体ドラム２３の表面上及び反射部３６に所定の径を有するスポット状に結像するものである。

反射部３６は、前記光路変更部の一例であり、図５に示すように、主走査方向に走査されるレーザ光が感光体ドラム２３に入射する前に当該反射部３６に入射される位置に設置されており、複数の反射ミラー３８〜４１を備えて構成されている。図５は、反射部３６の構成及び感光体ドラム２３、ポリゴンミラー３４、前記各反射ミラー３８〜４１及びＢＤセンサ３７の位置関係を示す図である。

反射ミラー３８〜４１は、ポリゴンミラー３４からの反射光をＢＤセンサ３７に向けて反射するように各反射面（前記光路変更面の一例）の向き（姿勢）がそれぞれ設定された状態で、互いに異なる位置に設置されている。隣接する反射ミラー間の離間距離は、レーザ光源ＬＤ１から出力されるレーザ光Ｌ１の照射位置とレーザ光ＬＤ４から出力されるレーザ光Ｌ４の照射位置までの距離より大きく設定されている。なお、本件においては、反射ミラー３８〜４１における反射面の向き（姿勢）も反射ミラー３８〜４１の位置の概念に含めるものとする。

ポリゴンミラー３４により主走査方向に走査されるレーザ光は、反射部３６の各反射ミラー３８〜４１の反射面上を通過した後、感光体ドラム２３の表面を通過する。また、反射部３６の各反射ミラー３８〜４１の反射面上を通過している期間のうち、反射ミラー３８〜４１の反射面に入射するレーザ光の入射角がそれぞれ或る入射角範囲内（反射ミラー３８〜４１によって異なる）であるときに、当該反射面で反射されたレーザ光がＢＤセンサ３７の受光面に入射する。そして、前記ＢＤセンサ３７の受光面上でのレーザ光の入射位置（到達位置）は、前記入射角の変化に伴って一定方向（主走査方向）に変化する。なお、前記各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を全て点灯させた状態でポリゴンミラー３４を回転させた場合、反射部３６の各反射ミラー３８〜４１の反射面や感光体ドラム２３の表面には、レーザ光源ＬＤ１が出力するレーザ光Ｌ１が最初に入射し、レーザ光源ＬＤ４が出力するレーザ光Ｌ４が最後に入射するものとする。

図４に示すように、ＢＤ（Beam Detect）センサ３７は、前記一定方向（主走査方向）に所定の幅ｗを有する受光面を備えており、例えばフォトダイオードを用いて構成されている。前記各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４は前述したような配列態様とされているため、ＢＤセンサ３７の受光面上や感光体ドラム２３の表面上での各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射位置は、主走査方向及び副走査方向の各方向にそれぞれ或る傾斜角度で傾斜する一方向に一定の間隔を介して配列した態様となる。したがって、全てのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を点灯させた状態でポリゴンミラー３４による走査を行った場合、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４は、ＢＤセンサ３７の受光面上を、それぞれ或る時間差を有して通過開始することとなる。

ＢＤセンサ３７は、レーザ光を受光すると受光信号をＢＤ信号変換部４２に出力する。光走査装置２４は、この受光信号に基づき、レーザ照射部３１による画像データに基づく点灯動作（レーザ光の照射による電荷除去動作；以下、描画動作という）を開始するタイミングを設定する。

以上のような構成により、感光体ドラム２３の表面上でレーザ光が主走査方向に一定速度で繰り返し走査される。帯電された感光体ドラム２３の表面にレーザ光が照射されると、その照射された部分の電荷が除去される。複合機１は、このような感光体ドラム２３の表面に対するレーザ光の照射を画像データに対応して行い、感光体ドラム２３の表面の電位を選択的に減衰させて静電潜像を形成し、感光体ドラム２３の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像し、該トナー像を用紙に転写するように構成されている。

ＢＤ信号変換部４２は、ＢＤセンサ３７から出力される受光信号を矩形波のＢＤ信号に整形し、このＢＤ信号を描画開始タイミング設定部４７に出力するものである。ＢＤ信号変換部４２は、例えば図６に示すように、フォトダイオード４３と、増幅器４４と、シュミットトリガ４５とを備えて構成されている。このＢＤ信号変換部４２においては、フォトダイオード４３に前記レーザ光が照射されると、該フォトダイオード４３から受光信号が増幅器４４に出力され、増幅器４４により前記受光信号が増幅されたのち、その増幅信号がシュミットトリガ４５の反転入力端子に入力されるようになっている。また、シュミットトリガ４５は、前記増幅信号の電圧値について異なる２つの閾値Ｖ_ＳＨＬ，Ｖ_ＳＨＨを有し、前記反転入力端子に入力された増幅信号の電圧値と非反転入力端子に入力される閾値Ｖ_ＳＨＬ，Ｖ_ＳＨＨとの大小に応じた出力信号が出力されるようになっている。

すなわち、各レーザ光の照射位置の位置関係（間隔）が例えば図７（ａ）に示すような態様であった場合に、フォトダイオード４３から出力された受光信号が図７（ｂ）の矢印Ｐ１で示す波形となったものとする。このとき、前記増幅信号の電圧値が増加して前記閾値Ｖ_ＳＨＨより大きくなると、シュミットトリガ４５の出力信号はＬ（ロー）となり、その状態から前記増幅信号の電圧値が減少して前記閾値Ｖ_ＳＨＬより小さくなると、シュミットトリガ４５の出力信号はＨ（ハイ）となる。以下の説明においては、シュミットトリガ４５から出力されるＬ（ロー）の出力信号及びＨ（ハイ）の出力信号のうち、Ｌ（ロー）の出力信号をＢＤ信号というものとする。

図７（ｂ）の矢印Ｗで示す期間は、各レーザ光がフォトダイオード４３により受光された期間（各レーザ光がフォトダイオード４３を通過した期間）である。このように、厳密には、各レーザ光がフォトダイオード４３を通過した期間と、各レーザ光に対応するＢＤ信号の出力期間とは微少時間だけずれるが、前記両期間は一致するものとして以下説明することとする。図７（ａ）は、図７（ｂ）の矢印Ｔｘで示す時点の、ＢＤセンサ３７と各レーザ光の照射位置との位置関係を示している。

図２に戻り、制御部４６は、各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ、及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行する中央演算処理装置等からなり、描画開始タイミング設定部４７と、描画部４８と、ＬＤ駆動部４９とを備える。

描画開始タイミング設定部４７は、ＢＤ信号変換部４２から入力されたＢＤ信号に基づいて描画動作を開始するタイミング（以下、描画開始タイミングという）を設定し、この描画開始タイミングを示す情報を描画部４８に出力するものである。

ところで、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４から出力されるレーザ光Ｌ１〜Ｌ４は、ＢＤセンサ３７の受光面上や感光体ドラム２３の表面上を或る時間差を有して通過する旨前述したが、各光源ＬＤ１〜ＬＤ４によるＢＤセンサ３７の受光面上での各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射位置に着目した場合に、ＢＤセンサ３７の受光面上での前記照射位置の主走査方向におけるピッチが比較的大きいときには、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４に対応して個別にＢＤ信号が得られるため、それらのＢＤ信号の出力タイミングを用いて、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４がＢＤセンサ３７の受光面を通過したタイミングを検出することができ、ひいては、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４による描画開始タイミングを設定することができる。

しかしながら、前記ピッチが小さいときには、先のタイミングでＢＤセンサ３７の受光面を通過するレーザ光が該受光面を通過し終える前に次のレーザ光が前記受光面を通過するという状況が発生し、これにより、ＢＤセンサ３７には常に何らかのレーザ光が入射する状態となる。

すなわち、全てのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を点灯した状態で各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を走査した場合、例えばモノリシックマルチレーザダイオードを用いたときのようにレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４が近接していると、レーザ光Ｌ１〜Ｌ４は、当該レーザ光源の隣に存在するレーザ光とＢＤセンサ３７の受光面上における照射位置が一部オーバーラップする。したがって、このときに得られるＢＤ信号は、全てのレーザ光がＢＤセンサ３７の受光面上を通過し終えるまで一定の信号となり、得られたＢＤ信号に基づいて、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４が前記受光面を通過したタイミングを検出することができない。

また、前記ＢＤ信号変換部４２の構成上、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射位置が主走査方向にオーバーラップしていなくても、全てのレーザ光Ｌ１〜Ｌ４がＢＤセンサ３７の受光面上を通過し終えるまで一定の信号となって、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４が前記受光面を通過したタイミングを検出することができない場合がある。

すなわち、ＢＤセンサ３７は、描画動作を行うときのレーザ光の発光開始タイミングをナノ秒オーダーで検知するが、前記モノリシックマルチレーザダイオードは個々のレーザ光源の取り付けが半導体シリコンウエハで行われるためビーム光Ｌ１〜Ｌ４の光軸が揃っており、一般的に、ＢＤセンサ３７の受光面上での各ビーム光Ｌ１〜Ｌ４の照射位置は数百ｎｍ程度しか離間していない。前記各照射位置の間隔を２００μｍとしてこの間隔を走査時間に置き換えた場合、６００ｄｐｉで１画素のビーム点灯時間が２０ｎｓであるとすると、（２００μｍ／４２．３３３μｍ）×２０ｎｓ＝９４．５ｎｓとなり、ＢＤセンサ３７は、後述するように、一般に使用されるもので数百ｎｓの反応遅延があるため、レーザ光Ｌ１〜Ｌ４によるＢＤセンサの受光信号をレーザ光Ｌ１〜Ｌ４ごとに分離することができず、その結果、レーザ光源ＬＤ１以外の描画開始タイミングを設定することができない。

図８は、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射位置が主走査方向にオーバーラップしていないが、レーザ光Ｌ１〜Ｌ４に対応して個別にＢＤ信号が得られない場合の一例を示す図である。

図８（ａ）に示すように、或るレーザ光がＢＤセンサ３７の受光面を通過し終えると、ＢＤセンサ３７の受光信号の信号値は或る時間をもって低下していくこととなるが、図８（ｂ）の矢印Ｑに示すように、信号値が前記閾値Ｖ_ＳＨＬを下回る前に次のレーザ光がＢＤセンサ３７の受光面に入射すると、前記信号値が前記閾値Ｖ_ＳＨＬを下回ることなく再び増大する。レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の前記受光面上における照射位置の位置関係がこのようなパターンである場合にも、全てのレーザ光がＢＤセンサ３７の受光面上を通過し終えるまでＬ（ロー）で一定の信号がＢＤ信号変換部４２から出力される。図８（ａ）は、図８（ｂ）の矢印Ｔｘで示す時点の、ＢＤセンサ３７と各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射位置との位置関係を示している。

このように、フォトダイオード４２の出力信号の立ち上がり期間と立ち下がり期間との時間差に起因する前記反応遅延や、前記閾値Ｖ_ＳＨＬとＶ_ＳＨＨとの差であるヒステリシス電圧の存在によって、レーザ光Ｌ１〜Ｌ４ごとにＢＤ信号が得られなくなる場合もある。

これらの結果、前記受光面に最初に通過するレーザ光Ｌ１の通過タイミングについては得られたＢＤ信号から検出できるものの、それ以外のレーザ光Ｌ２〜Ｌ４の通過タイミングについては得られたＢＤ信号から検出することができず、ひいては、そのレーザ光を出力するレーザ光源に対応する描画ラインの描画開始タイミングを設定することができない。

そこで、本実施形態では、前述のような反射部３６を設け、次に説明するような方法によりレーザ光源ＬＤ２〜ＬＤ４による描画開始タイミングを設定するようにしている。描画開始タイミング設定部４７は、画像形成の指示がユーザにより行われると、描画動作における走査毎に、当該描画動作についての描画開始タイミングを設定する処理を行うものである。

すなわち、描画開始タイミング設定部４７は、１回の走査において、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４から出力されるレーザ光を、１つの反射ミラーの反射面上での走査が終わるたび（前記反射面を通過するたびに）に１つずつ減らしていく動作を行わせる。

具体的には、描画開始タイミング設定部４７は、前記レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を全て点灯させ、ポリゴンミラー３４の回転動作を行って各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を反射ミラー３８の反射面上で走査し、ＢＤ信号変換部４２からＢＤ信号を得る（この反射ミラー３８による反射動作を反射動作（１）という）。

次に、描画開始タイミング設定部４７は、ポリゴンミラー３４の回転動作を引き続き行うとともに、前記レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のうちレーザ光源ＬＤ１を消灯するとともにレーザ光源ＬＤ２〜ＬＤ４を引き続き点灯させ各レーザ光Ｌ２〜Ｌ４を反射ミラー３９の反射面上で走査し、ＢＤ信号変換部４２からＢＤ信号を得る（この反射ミラー３９による反射動作を反射動作（２）という。次に、描画開始タイミング設定部４７は、ポリゴンミラー３４の回転動作を引き続き行うとともに、前記レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のうちレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を消灯させレーザ光源ＬＤ３，ＬＤ４を引き続き点灯させ各レーザ光Ｌ３，Ｌ４を反射ミラー４０の反射面上で走査し、ＢＤ信号変換部４２からＢＤ信号を得る（この反射ミラー４０による反射動作を反射動作（３）という。更に、描画開始タイミング設定部４７は、ポリゴンミラー３４の回転動作を引き続き行うとともに、前記レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のうちレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３を消灯させレーザ光源ＬＤ４のみを引き続き点灯させ各レーザ光Ｌ４を反射ミラー４１の反射面上で走査し、ＢＤ信号変換部４２からＢＤ信号を得る（この反射ミラー４１による反射動作を反射動作（４）という。

前記各反射動作（１）〜（４）を行うことで得られるＢＤ信号ＢＤ１〜ＢＤ４を図９（ｅ）に示す。図９（ｅ）に示すように、ＢＤ信号ＢＤ１は、前記反射動作（１）で得られるＢＤ信号であり、ＢＤ信号ＢＤ２は、前記反射動作（２）で得られるＢＤ信号であり、ＢＤ信号ＢＤ３は、前記反射動作（３）で得られるＢＤ信号であり、ＢＤ信号ＢＤ４は、前記反射動作（４）で得られるＢＤ信号である。

また、図９（ａ）〜（ｄ）は、前記各反射動作（１）〜（４）でそれぞれ得られるＢＤ信号ＢＤ１〜ＢＤ４の信号幅を説明するための波形図であり、矢印Ａ〜Ｄに示す各波形は、各反射動作（１）〜（４）の際にそれぞれ点灯対象に設定されているレーザ光源のレーザ光のみによって生成されるＢＤ信号の波形を示している。

反射動作（１）で得られるＢＤ信号ＢＤ１の信号幅ａは、当該反射動作（１）の際にＢＤセンサ３７に最初に入射するレーザ光Ｌ１によるＢＤ信号の立下りタイミングＴ１から最後に入射するレーザ光Ｌ４によるＢＤ信号の立ち上がりタイミングＴ２までの時間に相当する。

同様に、反射動作（２）で得られるＢＤ信号ＢＤ２の信号幅ｂは、当該反射動作（２）の際にＢＤセンサ３７に最初に入射するレーザ光Ｌ２によるＢＤ信号の立下りタイミングＴ３から最後に入射するレーザ光Ｌ４によるＢＤ信号の立ち上がりタイミングＴ４までの時間に相当する。反射動作（３）で得られるＢＤ信号ＢＤ３の信号幅ｃは、当該反射動作（３）の際にＢＤセンサ３７に最初に入射するレーザ光Ｌ３によるＢＤ信号の立下りタイミングＴ５から最後に入射するレーザ光Ｌ４によるＢＤ信号の立ち上がりタイミングＴ６までの時間に相当する。反射動作（４）で得られるＢＤ信号ＢＤ４の信号幅ｄは、レーザ光Ｌ４によるＢＤ信号の立下りタイミングＴ７から立ち上がりタイミングＴ８までの時間に相当する。

ここで、各ＢＤ信号ＢＤ１〜ＢＤ４の信号幅ａ〜ｄの差に着目する。ＢＤ信号ＢＤ１の信号幅ａと、ＢＤ信号ＢＤ２の信号幅ｂとの差（ａ−ｂ）は、ＢＤセンサ３７の受光面上におけるレーザ光Ｌ１の照射位置とレーザ光Ｌ２の照射位置とが主走査方向に異なることに起因して生じるものである。

一方、レーザ光源ＬＤ２による描画開始タイミングは、ＢＤセンサ３７の受光面上におけるレーザ光Ｌ２の照射位置がレーザ光Ｌ１の照射位置に対して主走査方向にずれている距離だけレーザ光Ｌ２が移動するのに要する時間分だけ、レーザ光源ＬＤ１による描画タイミングから遅延させればよい。

したがって、レーザ光源ＬＤ２による描画開始タイミングについては、レーザ光源ＬＤ１による描画開始タイミングより時間（ａ−ｂ）だけ遅延させるとよいことが判る。同様にして、レーザ光源ＬＤ３による描画開始タイミングについては、レーザ光源ＬＤ１による描画開始タイミングより時間（ａ−ｃ）だけ遅延させ、レーザ光源ＬＤ４による描画開始タイミングは、レーザ光源ＬＤ１による描画開始タイミングより時間（ａ−ｄ）だけ遅延させるとよい。描画開始タイミング設定部４７は、前記各遅延時間（ａ−ｂ），（ａ−ｃ）（ａ−ｄ）を記憶しておく。

その後、描画開始タイミング設定部４７は、前記ＢＤ信号ＢＤ１の立ち下がりタイミングから所定の基準クロックカウント後にレーザ光源ＬＤ１についての描画開始信号を描画部４７に出力する。

また、描画開始タイミング設定部４７は、前記のようにして設定した各レーザ光源ＬＤ２〜ＬＤ４による描画開始タイミングを示す信号を描画部４７に出力する。すなわち、描画開始タイミング設定部４７は、レーザ光源ＬＤ１についての描画開始信号の出力タイミングから時間（ａ−ｂ）経過後に、レーザ光源ＬＤ２についての描画開始信号を描画部４７に出力し、前記出力タイミングから時間（ａ−ｃ）経過後に、レーザ光源ＬＤ３についての描画開始信号を描画部４７に出力し、前記出力タイミングから時間（ａ−ｄ）経過後に、レーザ光源ＬＤ４についての描画開始信号を描画部４７に出力する。所定の基準クロックカウント数は機械製造時の調整時に機械毎に決定される。

描画部４８は、上記描画開始信号により、原稿読取部５の読取動作により得られた画像データを一時的に記憶する画像メモリＭから出力される書込対象画像の画像信号に基づいて、ＬＤ駆動部４９の駆動を開始させるものである。ＬＤ駆動部４９は、描画部４８からの指示に基づいて、レーザ照射部３１を駆動制御するものである。

図１０は、制御部４６による描画開始タイミングの設定処理を示すフローチャートである。なお、ここでも、レーザ照射部３１が４つのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を有しており、図９を参照しつつ説明を行うものとする。また、ポリゴンミラー３４は常時回転動作を行っているものとする。

図１０に示すように、制御部４６は、ユーザにより画像形成指示が行われると（ステップ♯１でＹＥＳ）、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を全て点灯させレーザ光Ｌ１〜Ｌ４を反射ミラー３８の反射面上を走査させ（ステップ♯２）、ＢＤセンサ３７からＢＤ信号ＢＤ１を取得する（ステップ♯３）。そして、制御部４６は、光源の数だけＢＤ信号を取得したか否かを判断し（ステップ♯４）、取得していない場合には（ステップ♯４でＮＯ）、点灯させるレーザ光源の数を１個（先にＢＤセンサ３７の受光面に入射するレーザ光を出力するレーザ光源）減らし、残りのレーザ光源のレーザ光を走査させ（ステップ♯５）、ステップ♯３の処理を行う。

制御部４６は、ステップ♯４において、光源の数だけＢＤ信号を取得した場合には（ステップ♯５でＹＥＳ）、各ＢＤ信号ＢＤ１〜ＢＤ４の信号幅の差を算出する（ステップ♯６）。そして、制御部４６は、ＢＤ信号ＢＤ１の出力タイミング（例えば前記立下りタイミングＴ１）に基づいてレーザ光源ＬＤ１による描画開始タイミングを設定するとともに（ステップ♯７）、ステップ♯６で算出した信号幅の差を用いて、レーザ光源ＬＤ１による描画開始タイミングを基準とするレーザ光源ＬＤ２〜ＬＤ４による描画開始タイミングを設定し（ステップ♯８）、ステップ♯８で設定した描画開始タイミングに基づいて、レーザ光源ＬＤ２〜ＬＤ４に描画動作を開始させる（ステップ♯９）。

以上のように、画像形成指示が行われると、一旦レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を全て点灯させた状態とし、１つの反射ミラーの反射面上におけるレーザ光の走査が終わる（レーザ光が通過し終わる）たびに点灯させるレーザ光源の個数を１個ずつ減らしていくという動作を描画動作における１回の走査中に実行し、各反射面の反射動作で得られたＢＤ信号ＢＤ１〜ＢＤ４を得て、ＢＤ信号ＢＤ１の信号幅と各ＢＤ信号ＢＤ２〜ＢＤ４の信号幅との差分を用いてレーザ光源ＬＤ２〜ＬＤ４の描画開始タイミングを設定するようにしたので、レーザ光源ＬＤ２〜ＬＤ４の描画開始タイミングを比較的簡単に導出することができる。

また、複合機１内部の環境変化（温度変化や湿度変化等）により反射ミラー３８〜４１の位置変化や、反射ミラー３８〜４１とＢＤセンサ３７との位置関係の変化、或いは、ＢＤセンサ３７の受光面上における各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射位置の位置関係の変化が生じた場合であっても、その変化に応じた描画開始タイミングを設定することができる。

なお、本件は、前記実施形態に代えて、又は前記実施形態に加えて、次の様な形態も含むものである。

（１）前記実施形態では、反射ミラー３８〜４１をレーザ光源の数だけ設けたが、この形態に限られず、例えば、或る支持体に、前記反射ミラー３８〜４１の反射面と同一の反射面を形成するというように、少なくとも反射面がレーザ光源の数だけ設けられた構成であればよい。

（２）前記実施形態では、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４による描画開始タイミングを設定するためのＢＤ信号を、全てのレーザ光源を点灯させた後、点灯するレーザ光源を１つずつ減らしながら得るようにしたが、この形態に限らず、前記ＢＤ信号ＢＤ４，ＢＤ信号ＢＤ３、ＢＤ信号ＢＤ２，ＢＤ信号ＢＤ１の順番で各ＢＤ信号が得られるように、点灯させるレーザ光源を、レーザ光源ＬＤ４を点灯させた状態から１つずつ増やしていくようにしたり、ＢＤ信号ＢＤ１，ＢＤ信号ＢＤ２，ＢＤ信号ＢＤ３，ＢＤ信号ＢＤ４の順番で各ＢＤ信号が得られるように、点灯させるレーザ光源を、レーザ光源ＬＤ１を点灯させた状態から１つずつ増やしていくようにしてもよい。

（３）本件は、レーザ照射部３１に備えられるレーザ光源の数が４個であるものに限られず、複数個であればよく、例えば８個のレーザ光源を有するものも含む。

（４）前記実施形態では、前記光路変更面の一例として反射面を備えたが、前記反射面に代えてプリズムなどの光学素子の屈折面を採用し、該屈折面によりＢＤセンサ３７の受光面に光線を導く形態も採用可能である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複合機の内部構成を概略的に示す側面図である。 光走査装置の構成図である。 レーザ光源の配列状態を示す図である。 前記各レーザ光源から出力される各レーザ光がＢＤセンサの受光面上で、主走査方向及び副走査方向にそれぞれ異なる位置に結像される状態を示す図である。 反射部の構成及び感光体ドラム、ポリゴンミラー、反射ミラー及びＢＤセンサの位置関係とレーザ光の走査態様を示す図である。 ＢＤ信号変換部の電気的な構成を示す図である。 各レーザ光の照射位置の位置関係と、該位置関係の場合にフォトダイオードから得られる受光信号とシュミットトリガから得られるＢＤ信号とを示す図である。 各レーザ光の照射位置の位置関係と、該位置関係の場合にフォトダイオードから得られる受光信号とシュミットトリガから得られるＢＤ信号とを示す図である。 （ａ）は、プリスキャン動作で得られるＢＤ信号の波形図、（ｂ）は、画像形成時の走査で得られるＢＤ信号の波形図である。 制御部による描画開始タイミングの設定処理を示すフローチャートである。

符号の説明

２４ 光走査装置
３１ レーザ照射部
３４ ポリゴンミラー
３６ 反射部
３７ ＢＤセンサ
３８〜４１ 反射ミラー
４２ ＢＤ信号変換部
４７ 描画開始タイミング設定部
４８ 描画部
４９ ＬＤ駆動部

Claims (5)

1. 主走査方向及び副走査方向にそれぞれ異なる位置に光線を照射する、第１の光源及び該光源と異なる第２の光源とを含む複数の光源と、前記各光源から出力される光線を、予め定められた一定領域内で主走査方向に繰り返し走査するための走査部とを備えた光源部と、
   前記第１の光源に対応付けられた第１の光路変更面と前記第２の光源に対応付けられた第２の光路変更面とを含む複数の光路変更面が前記一定領域内において前記主走査方向に異なる位置に設置されてなる光路変更部と、
   前記光路変更部により光路変更される光線を受光して光電変換動作を行う１の受光部を有し、前記受光部の出力信号に基づいて矩形波状のＢＤ信号を生成するＢＤ信号生成部と、
   前記各光源による点灯動作を制御する光源制御部と、
   前記光源による画像データに基づく点灯動作を描画動作というとき、前記光源から出力される光線により生成されるＢＤ信号の出力タイミングに基づき、当該光源による各描画ラインにおける描画動作の開始タイミングを描画開始タイミングとして設定する描画開始タイミング設定部と
   を備え、
   前記第１及び第２の光源から出力される光線は、前記第１の光路変更面、第２の光路変更面の順番で各光路変更面に入射するとともに、前記第１及び第２の光源をそれぞれ点灯した状態で各光源の光線を前記走査部により走査した場合、前記第１の光源から出力される光線が前記第２の光源から出力される光線より先に前記第１の光路変更面に入射し、
   前記描画開始タイミング設定部は、
   ＢＤ信号の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングのうち一方のタイミングが、前記第１及び第２の光源を含む複数の光源のうち予め定められた１の光源から出力される光線が前記第１及び第２の光路変更面を含む複数の光路変更面のうち予め定められた１の光路変更面を通過することにより生成され、且つ、他方のタイミングが、前記第１の光源から出力される光線が前記第１の光路変更面を通過することにより生成されるように、前記光源部における各光源の点灯制御を行いつつ前記走査部により光線を走査することにより、１のＢＤ信号を第１のＢＤ信号として取得し、
   ＢＤ信号の前記一方のタイミングが、前記予め定められた１の光源から出力される光線が前記予め定められた１の光路変更面を通過することにより生成され、且つ、他方のタイミングが、前記第２の光源から出力される光線が前記第２の光路変更面を通過することにより生成されるように、前記光源部における各光源の点灯制御を行いつつ前記走査部により光線を走査することにより、１のＢＤ信号を第２のＢＤ信号として取得し、
   前記第１の光源による描画開始タイミングを、当該光源から出力される光線により得られた前記第１のＢＤ信号に基づいて設定するとともに、前記第２の光源による描画開始タイミングを前記第１のＢＤ信号の信号幅と前記第２のＢＤ信号の信号幅との差分と、前記第１の光源による描画開始タイミングとに基づいて設定し、
   前記発光制御部は、
   前記描画開始タイミング設定部により設定された描画開始タイミングにしたがって前記各光源に描画動作を開始させる画像形成装置。
2. 前記描画開始タイミング設定部は、前記第２の光源による描画開始タイミングを、前記第１の光源による描画開始タイミングから前記差分だけ遅延させたタイミングに設定する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記描画開始タイミング設定部は、描画動作における走査によって前記第１及び第２の光源による描画開始タイミングを設定する請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記描画開始タイミング設定部は、描画動作における１回の走査ごとに前記第１及び第２の光源による描画開始タイミングを設定する請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記第１、第２の光源をそれぞれ点灯した状態で前記走査部により走査した場合に、同一の光路変更面で光路変更される前記各光源の光線により得られる各ＢＤ信号の出力期間が部分的にオーバーラップするように、前記第１及び第２の光源が近接して配設されている請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。

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