光走査装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】コントラストの高い静電潜像を形成することができる光走査装置を提供する。
【解決手段】走査光学装置１００は、レーザ光源１と、光束を走査するポリゴンミラー５と、シリンドリカルレンズ３とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられ、レーザ光源１から出射された光束を電圧印加により偏向する電気光学結晶構造体４と、電気光学結晶構造体４に印加する電圧を制御するＥＯ結晶電圧制御部１３とを備える。ＥＯ結晶電圧制御部１３は、１ドットに対応する静電潜像を感光体上に形成する時間内において、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧を電気光学結晶構造体４に印加することにより、光束が照射される感光ドラム７上の照射位置を保持する。
【解決手段】走査光学装置１００は、レーザ光源１と、光束を走査するポリゴンミラー５と、シリンドリカルレンズ３とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられ、レーザ光源１から出射された光束を電圧印加により偏向する電気光学結晶構造体４と、電気光学結晶構造体４に印加する電圧を制御するＥＯ結晶電圧制御部１３とを備える。ＥＯ結晶電圧制御部１３は、１ドットに対応する静電潜像を感光体上に形成する時間内において、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧を電気光学結晶構造体４に印加することにより、光束が照射される感光ドラム７上の照射位置を保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に設けられる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、一般に、入力された画像データに応じて半導体レーザを駆動して発光されるレーザ光をスキャナモータにより回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）で偏向走査し、感光体に照射する。これにより、潜像形成が行われ、トナー像へと現像し、そのトナー像を記録媒体上に転写することにより画像形成が行われる。
【０００３】
近年、このような画像形成装置においても印刷やデスクトップパブリッシング分野への対応が進んでいるが、この分野で要求される画質、特に高精細の文字や線画画像、中間調の表現などには、感光体上でのコントラストの高い露光像が必須となる。ポリゴンミラーの高速化、画像処理速度の高速化、複数走査線の同時走査等によって画像形成の高速化や高解像度化が図られており、分解能は向上しつつある。しかし、画像の精細度や画質に寄与する露光像のコントラストについては、光学系の制約によってビーム径の小径化に限界があることから、十分な改善がなされていない。
【０００４】
つまり、露光像のコントラストを向上させる方法としては、レーザビームの小径化がある。
【０００５】
一般に、レーザビームのビーム径を小さくするには、（１）レーザ波長の短波長化、（２）、ｆθレンズへの入射ビーム径Ｄ、即ち、ポリゴンミラーに入射するレーザビーム径を大きくする、等の方法がある。
【０００６】
光走査装置では、上記（１）の方法、すなわち、赤外レーザ、赤色レーザ、そして将来的にはブルーレーザを用いる方法により、レーザ波長の短波長化が図られている。しかし、現状では赤外レーザの波長７８０ｎｍに対して赤色レーザの波長６６０ｎｍは必ずしも十分とはいえず、ブルーレーザの波長４００ｎｍでも赤外レーザの波長の１／２程度にすぎない。一方、使用するレーザビームの波長を通常のレーザビームの１／２に短波長化すると感光体面での焦点深度も１／２になってしまうこと、感光体は短波長領域で感度が低下すること等、新たな技術課題も発生する。
【０００７】
また、上記（２）の方法を光走査装置に適用すると、回転多面鏡の大径化を必要とし、風損の増大によるモータ昇温、騒音等の問題が発生する。
【０００８】
このため、従来の方法ではレーザビームの小径化は困難な状況である。
【０００９】
そこで、この問題を解決する方法として、多重露光による潜像形成方法が提案されている。
【００１０】
例えば、画像信号を処理して生成した画像信号と、この画像信号を反転して生成した反転画像信号を出力し、画像信号に応じて変調された所定強度の第１の光ビームと、反転画像信号に応じて変調された上記所定強度より小なる第２の光ビームとを出射し、第１の光ビーム及び第２の光ビームを合成して合成光ビームとし、該合成光ビームを感光体上に走査して静電潜像を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
また、複数の光束を偏向手段で偏向させ、偏向させた複数の光束で順次被走査面上の略同一領域を光走査して被走査面に多値的な光量を与える方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
ここで、上記の合成光ビームを用いる方法は、多重露光により感光体上に形成される静電潜像のエッジ部を急峻にして高コントラスト化を図ったものであるが、第１の光ビームと第２の光ビームの合成の位置精度を恒久的に維持することは温度環境等の観点から難しいこと、また、１走査において２個の光ビームが必要であるため、画像形成の高速化に対応させるには光走査装置の複雑化を伴う等の問題がある。
【００１３】
また、上記の複数の光束を用いる方法によれば、多重露光によって形成された静電潜像を現像したドット像が小径化するため、光束のスポット系を小径化したことと同様の効果が得られる。しかし、この方法では、主走査方向のある位置を照射する光束が同一ではないため、ポリゴンミラーの面倒れや、ポリゴンミラーを駆動するモータのジッタ、光束のレンズ透過位置の相違等により、複数の光束を同一の位置に正確に照射することが困難である。
【００１４】
加えて、従来の光走査装置では、主走査方向への走査に起因する１ドットのコントラストが悪化する場合がある。
【００１５】
図８は、一般的な従来の光走査装置の構成を概略的に示す図である。
【００１６】
図８において、画像形成装置６００は、画像信号に応じて変調されたレーザビームを出射するレーザ光源６０１、レーザ光源６０１から出射された拡散光を平行ビームにするコリメータレンズ６０２、コリメータレンズ６０２を通過したレーザビームを副走査方向に収束させるシリンドリカルレンズ６０３、不図示のモータにより回転駆動されるポリゴンミラー６０５、ポリゴンミラー６０５によって偏向走査されるレーザビームを集光させて所定の主走査位置上を等速走査するＦθレンズ６０６、レーザビームの走査によって静電潜像が形成される感光ドラム６０７およびレーザ駆動回路６０８で構成される。
【００１７】
この画像形成装置６００では、６００ＤＰＩで画像形成を実行する場合において、１ドットに対応する画像信号を不図示の画像信号制御部が受け取ると、レーザ駆動回路６０８は、ある回転数ではレーザビームを約１０ｎＳ間点灯する。レーザビーム点灯の間に、感光ドラム面上ではレーザビームが主走査方向に通常約４０μｍ（１ドット分）走査される。点灯のタイミングに関しては、ドットを打ちたい位置の５ｎＳ前に点灯を始め、ドットを打ちたい位置の５ｎＳ後に点灯を終了する。この時に感光ドラム上に形成される静電潜像を示したのが図９であり、（ａ）は、感光ドラム上に形成される静電潜像を感光ドラムの表面に対して垂直な方向からみたスポット形状を示し、(ｂ)は、（ａ）のスポット形状の光量分布を示す。図９（ａ）および（ｂ）中、７０１ａ，７０１ｂは１ドットを形成した場合を示し、７０２ａ，７０２ｂは１スペース間隔で２ドットを形成した場合を示している。
【特許文献１】特開平０９−１６９１３６号公報
【特許文献２】特開２００２−１１６３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、レーザビームのドット径が、例えば６０μｍである場合、１ドット形成中に主走査方向に等速で約４０μｍ移動する為、感光ドラム上には、中心部が最も光量の大きい幅１００μｍの静電潜像が形成される。また、１スペース間隔で２ドットを形成した場合は、１スペースの部分では２つの静電潜像が重なり、図９（ｂ）の７０２ｂのような光量分布が生じてしまう。このことにより、感光ドラム上の静電潜像のコントラストが小さくなるという問題がある。
【００１９】
本発明の目的は、コントラストの高い静電潜像を形成することができる光走査装置及びそれを備えた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】
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の光走査装置は、光源と、前記光源から出射された光束を主走査方向に走査する第１の光偏向手段と、前記走査された光束の照射位置に静電潜像を形成する感光体と、前記光源と前記第１の光偏向手段との間の光路中に設けられ、前記光源から出射された光束の進路を電圧印加により主走査方向に偏向する第２の光偏向手段と、前記第１の光偏向手段及び前記第２の光偏向手段に電気的に接続され、前記第１の光偏向手段の走査情報に基づいて前記第２の光偏向手段に印加する電圧を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、１ドットに対応する静電潜像を前記感光体上に形成する時間内において、前記走査情報に応じた電圧を前記第２の光偏向手段に印加することにより、前記光束が照射される前記感光体上の照射位置を保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光源と第１の光偏向手段との間の光路中に、前記光源から出射された光束の進路を電圧印加により主走査方向に偏向する第２の光偏向手段が設けられ、制御手段は、１ドットに対応する静電潜像を感光体上に形成する時間内において、走査情報に応じた電圧を第２の光偏向手段に印加することにより、光束が照射される感光体上の照射位置を保持する。これにより、主走査方向への走査に起因して照射位置のずれが生じてしまう場合であっても、感光体上に光束のスポット径と同等の大きさの静電潜像を形成することができ、もってコントラストの高い静電潜像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
＜本実施形態の光走査装置の第１構成例＞
図１は、本発明の実施の形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す平面図である。
【００２３】
図１において、光走査装置１００は、レーザ光源（レーザダイオード）１と、レーザ光源１から出射された光束（レーザ光）を略平行光束へと変換するコリメータレンズ２と、コリメータレンズ２によって変換された略平行光束に副走査方向への変化を与えると共に、該光束を後述の電気光学結晶４１に入射させるシリンドリカルレンズ３と、光束を走査するポリゴンミラー（第１の光偏向手段）５と、シリンドリカルレンズ３とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられ、レーザ光源１から出射された光束を電圧印加により偏向する電気光学結晶構造体（第２の光偏向手段）４と、ポリゴンミラー５によって走査された光束を感光ドラム７上に結像するｆθレンズ６と、レーザ光源１および電気光学結晶構造体４と電気的に接続され、光走査装置１を統括的に制御する制御部（制御手段）１０とを備える。
【００２４】
ＢＤセンサ８は、感光ドラム７の主走査方向の書き込み基準となる水平同期（ＢＤ）信号を検出する。画像領域に先立つ書き出し側の光束が、ＢＤセンサ８に入射する。
【００２５】
また、光走査装置１００は、光走査装置１００が設けられる画像形成装置２００又は外部装置からの画像信号を受け取る画像処理部１１からの信号に基づいて、レーザ光源１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うレーザ駆動部１２と、電気光学結晶構造体４に印加する電圧を制御するＥＯ結晶電圧制御部１３とを備える。
【００２６】
電気光学結晶構造体４は、後述する高速かつ広角な電気光学効果により、光束をポリゴンミラー５に導く。
【００２７】
ＥＯ結晶電圧制御部１３は、記録密度（ＤＰＩ）及び／又はポリゴンミラー５の回転数に基づいて電気光学結晶構造体４に印加する電圧を制御する。
【００２８】
上記のように構成される光走査装置１００において、画像処理部１１が画像形成装置等から画像データを受け取ると、画像処理部１１は画像信号をレーザ駆動部１２に送信すると同時に、画像タイミング信号をＥＯ結晶電圧制御部１３に送信する。
【００２９】
例えば６００ＤＰＩの記録密度で画像形成を実行する場合において、１ドットに対応する画像信号を画像処理部１１が受け取ると、レーザ駆動部１２は、ある回転数では光束を約１０ｎＳ点灯する。光束点灯の間に、ポリゴンミラー５により走査された光束はＦθレンズ６によって等速変換され、感光ドラム７上では光束が主走査方向に約４０μｍ（１ドット分）走査される。一方、画像タイミング信号を受け取ったＥＯ結晶電圧制御部１３は、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧を電気光学結晶構造体４に印加する。電気光学結晶構造体４に所定電圧が印加されると、ＥＯ結晶４１内には主走査方向に沿って印加電圧に対応した電界が発生する。レーザ光源１から出射された光束は、コリメータレンズ２およびシリンドリカルレンズ３を通過し、ＥＯ結晶４１内を通過するときに主走査方向（電界方向）に偏向される。
【００３０】
（電気光学結晶構造体４の構成例）
図２は、図１における電気光学結晶構造体４の構成を概略的に示す斜視図である。
【００３１】
図２に示すように、電気光学結晶構造体４は、光束の入射面４１ａおよび出射面４１ｂを有する直方体形状の電気光学結晶（以下、「ＥＯ結晶」という）４１を備える。また、主走査方向に対して直角をなす両端面に取り付けられた一対の電極４２ａ，４２ｂと、一対の電極４２ａ，４２ｂ間に電圧を印加する不図示の電源とを備える。電極４２ａ，４２ｂは比較的細い電極幅ｄ、長さＬにて直線短冊形状に形成されたものである。電極４２ａ，４２ｂの材料は例えばＡｕが使用されるが、他の導電性材料であってもよい。製法は真空蒸着法による。
【００３２】
一対の電極４２ａ，４２ｂは、ＥＯ結晶４１の内部に、ＥＯ結晶４１内を通過する光束の進路に対して垂直方向（図２の主走査方向）の電界を形成する。
【００３３】
電極４２ａ，４２ｂに電圧を印加しない状態ではＥＯ結晶４１はレンズ作用を持たず、入射ビームはそのままポリゴンミラー５へ向けて出射される。
【００３４】
一対の電極４２ａ，４２ｂに最大５〜１０ｋＶの電圧を印加して電気光学結晶２１内に電界を発生させることにより電界分布が生じ、ｍｓ〜ｎｓ単位の時間内に光束を主走査方向に十数度、例えば１２度偏向する。電気光学結晶構造体４は、この高速かつ広角な電気光学効果により、光束を偏向させる。
【００３５】
ここで、電気光学結晶とは、電圧を印加することにより屈折率が変化する特性を有する結晶である。ＥＯ結晶４１は、カリウム，タンタル，ニオブおよび酸素から成る、例えば、ＫＴＮ（ＫＴａＮｂＯ3 ：タンタル酸ニオブ酸カリウム、KTa1-xNbxO3）結晶等の電気光学結晶で形成されている。ＫＴＮ結晶は、通常の光学ガラス同様に扱うことが可能であり、良好な加工性を有して切削や研磨加工での表面精度の確保が容易である。また、ＫＴＮ結晶の光線の透過率については、レーザの波長である赤外から可視光全域に至るまで１ｍあたり９５％以上の内部透過率を示し、複屈折も小さい。さらに、ＫＴＮ結晶の吸水率は、通常のガラス以下であって、樹脂などに対して極端に小さい。
【００３６】
また、ＫＴＮ結晶は、内部に電界を作用させることで内部の屈折率が変化することが知られている。ＫＴＮ結晶の両端に電極を設置（一方に電圧＝V、他方に電圧＝0）して内部に電界を発生させた場合には、内部に電界が傾斜して分布することにより屈折率もその影響で傾斜して分布することになり、光が方向を変えながら進むことが判っている。ＫＴＮ結晶は、高速かつ広角走査が可能という特徴がある。
【００３７】
ＥＯ結晶４１では、その両端部に印加する電圧の増大に応じて、ＥＯ結晶４１内を通過する光束の進路がその電界方向に大きく偏向される。
【００３８】
本発明では、この現象を利用してレーザビームを透過させる際に進路を変化させるものである。
【００３９】
＜光走査装置を備える画像形成装置の構成例＞
図３は、図１の光走査装置を備える画像形成装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００４０】
図３において、制御部１０には、画像処理部１１およびポリゴンミラー５を回転駆動させるモータ３２４を制御するモータ制御部３１４が含まれる。また、光走査装置１００には、レーザ光源１，レーザ光源１の光量を検知するための光量検知センサ３１３，ＢＤセンサ８，レーザ駆動部１２，光量制御部３１５，ＥＯ結晶電圧制御部１３，ポリゴンミラー５を回転駆動させるモータ３２４，および電気光学（ＥＯ）結晶構造体４が含まれる。
【００４１】
画像処理部１１は、ＢＤセンサ８から得られるＢＤ信号に基づいて、非画像領域で光量制御を行う指示を光量制御部３１５に出力する。光量制御部３１５は、画像処理部１１からの指示を受けてレーザ光源１を発光させる。そして、光量検知センサ３１３から得られる検知光量と基準電圧に対応する光量との比較を繰り返しながら、レーザ光源１から出射される光束の光量を所望の光量になるように制御する（以下、ＡＰＣと称する）。そして検知光量が規定の値になると、画像処理部１１は外部から入力された画像データに基づいて、光束のＯＮ／ＯＦＦを制御するビデオ信号をレーザ駆動部１２に出力する。
【００４２】
なお、本発明は、ＡＰＣの制御の詳細に関連するものではなく、光量検知センサによる光量検知のための構成と制御に係るものであり、ＡＰＣの制御内容は詳説しない。
【００４３】
ＥＯ結晶電圧制御部１３は、ＢＤセンサ１１より得られたＢＤ信号に基づいてＥＯ結晶４１に電圧を印可する指示を送信する。これによりＥＯ結晶４１は、この高速かつ広角な電気光学効果により、光束を偏向させる。さらに、ＥＯ結晶電圧制御部１３は、ＡＰＣ終了のタイミングでＥＯ結晶２１への電圧印加を停止する指示を送信する。これによりＥＯ結晶２１はレンズ作用を持たず、入射ビームはそのままポリゴンミラー５へ向けて出射される。
＜本実施形態の光走査装置の動作例＞
図４は、図１における制御部１０で実行される走査制御方法を説明する図である。
【００４４】
ユーザが操作部からコピーボタンを押すか、又はＰＣ等の外部機器から送信されるプリント指示を受ける。すると、ポリゴンミラー５が一定速度で回転する状態になったら、主走査方向の発光タイミングを制御するための基準として、レーザ光源１から光束を発光させて、ＢＤセンサ８によりＢＤ信号を検知する。次に、ＢＤ信号を検知してから所定タイミング後に画像の書出しを行う。１画素単位で以下の制御を繰り返し行うことで画像形成を行う。ここでは、１画素の動作に注目して説明を行う。
【００４５】
まず、ＥＯ結晶４１への電圧印加を行わず、レーザダイオード１から発光される光束の進路をポリゴンミラー５へ直進させる。
【００４６】
図４において、ポリゴンミラー５の回転方向が反時計方向（図４中の矢印方向）である場合、ポリゴンミラー５の反射面は、１ドット形成時間である１０ｎＳの間に反射位置５ａから反射位置５ｂに回転移動する。ＥＯ結晶４１への電圧印加を行わないので１ドット点灯開始時における光束は、ポリゴンミラー５の反射位置５ａで反射され、感光ドラム７上のＰ１点を照射する（図４中の光路Ｘ１）。
【００４７】
次に、電気光学結晶構造体４の一対の電極４２ａ，４２ｂ間に所定電圧を印加する。これにより、ＥＯ結晶４１に電圧が印加される。ＥＯ結晶４１内に発生する電界を制御して光束を主走査方向に約１２度偏向させる。これにより１ドット点灯終了時における光束は、電気光学結晶構造体４に印加された所定電圧によって、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向され、ポリゴンミラー５の反射位置５ｂで反射されて、感光ドラム７上のＰ１点を照射する（図４中の光路Ｘ２）。すなわち、１ドット形成時間である１０ｎＳの間に、光束は、光路Ｘ１から光路Ｘ２に変更され、感光ドラム７上の照射位置（Ｐ１）が保持される。そして、ＥＯ結晶２１への電圧印加を停止する。この動作を1画素単位で繰り返し行う。１走査ライン分の画像データの走査が終了したか否かを判別し、全画像データの走査が終了していない場合は上記動作を繰り返し行う。１ページ分の全画像データの走査が終了している場合は、本処理を終了する。
【００４８】
尚、１ドット点灯開始時および終了時について説明したが、１ドット形成時間中、電気光学結晶構造体４に印加される電圧を連続的に制御し、ポリゴンミラー５の反射位置に応じて光束を適宜主走査方向に偏向することにより、１ドット形成時間中に出射された全ての光束が感光ドラム７上のＰ１点を照射する。したがって、1ドット形成時間中、光束は感光ドラム７上のＰ１点を静止光として照射する。
【００４９】
図５は、図４を用いて説明される走査方法により感光ドラム上に形成された静電潜像を示す図であり、（ａ）は、感光ドラムの表面に対して垂直な方向からみたスポット形状を示し、(ｂ)は、（ａ）のスポット形状の光量分布を示す。尚、図５（ａ）および（ｂ）中、３０１ａ，３０１ｂは１ドットを形成した場合を示し、３０２ａ，３０２ｂは１スペース間隔で２ドットを形成した場合を示している。
【００５０】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、１ドットを形成する場合或いは１スペース間隔の２ドットを形成する場合のいずれにおいても、感光ドラム７上に形成される静電潜像は静止スポットとなるので、光束のスポット径とほぼ同一径の静電潜像が形成される。これにより、露光量が集中したコントラストの高い静電潜像が感光ドラム７上に形成される。
【００５１】
本実施の形態によれば、シリンドリカルレンズ３とポリゴンミラー５との間の光路中に、レーザ光源１から出射された光束の進路を電圧印加により主走査方向に偏向する電気光学結晶構造体４が設けられ、ＥＯ結晶電圧制御部１３は、１ドットに対応する静電潜像を感光ドラム７上に形成する時間内において、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧を電気光学結晶構造体４に印加することにより、光束が照射される感光ドラム７上の照射位置を保持する。これにより、主走査方向への走査に起因して照射位置のずれが生じてしまう場合であっても、感光ドラム７上に光束のスポット径と同等の大きさの静電潜像を形成することができ、もってコントラストの高い静電潜像を形成することができる。
【００５２】
また、ポリゴンミラー５は、レーザ光源１から出射された光束を反射する反射面が設けられた回転部材からなり、ＥＯ結晶電圧制御部１３は、ポリゴンミラー５の回転数に基づいて電気光学結晶構造体４に印加する電圧を制御するので、主走査方向に関する感光ドラム７上の照射位置を確実に保持することができる。
【００５３】
さらに、電気光学結晶構造体４は、レーザ光源１から出射された光束を、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向するので、主走査方向に関する感光ドラム７上の照射位置をより確実に保持することができる。
【００５４】
本実施の形態では、１ドットを形成する場合或いは１スペース間隔の２ドットを形成する場合を説明したが、連続ドットを形成する場合においても、同様のシーケンスの繰り返し実行することにより、露光量が集中したコントラストの高い静電潜像を感光ドラム７上に形成することができる。
【００５５】
図６（ａ）および（ｂ）は、連続ドットに対応する静電潜像を形成する場合に、図１における制御部１０で実行される他の走査制御方法を説明する図である。
【００５６】
図６（ａ）および（ｂ）において、ポリゴンミラー５の回転方向が反時計方向（図６（ａ）中の矢印方向）である場合、ポリゴンミラー５の反射面は、連続ドットのうちの最初の１ドット形成時間（１０ｎＳ）の半分にあたる５ｎＳの間に反射位置５ｃから反射位置５ｄに回転移動する。最初の１ドット点灯開始時における光束は、ポリゴンミラー５の反射位置５ｃで反射され、感光ドラム７上のＰ２点を照射する（図６（ａ）中の光路Ｙ１）。最初の１ドット点灯開始時から５ｎＳが経過するまでの間（所定時間）、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧Ｖ１（第１の印加電圧）が電気光学結晶構造体４に印加される。これにより、光速は、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向され、ポリゴンミラー５の反射位置５ｄで反射されて、感光ドラム７上のＰ２点を照射する（図６（ａ）中の光路Ｙ２）。すなわち、最初の１ドット点灯開始時から５ｎＳが経過するまでの間、所定電圧Ｖ１がＥＯ結晶４１に印加されることにより、光束は光路Ｙ１から光路Ｙ２に変更され、感光ドラム７上の照射位置が（Ｐ２）保持される。
【００５７】
その後、連続ドットに対応する光束が連続的に出射される間、電気光学結晶構造体４に印加される電圧を、最初の１ドット点灯開始後５ｎＳ経過時に印加された所定電圧Ｖ１に保持する。
【００５８】
連続ドットのうちの最後の１ドット点灯開始時における光束は、ポリゴンミラー５の反射位置５ｅで反射され、感光ドラム７上のＰ３点を照射する（図６（ａ）中の光路Ｙ３）。ポリゴンミラー５の反射面は、最後の１ドット形成時間（１０ｎＳ）の半分にあたる５ｎＳの間に反射位置５ｅから反射位置５ｆに回転移動する。最後の１ドット点灯開始後５ｎＳが経過する間（所定時間）、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧Ｖ２（第２の印加電圧）が電気光学結晶構造体４に印加される。尚、本実施の形態では、所定電圧Ｖ１および所定電圧Ｖ２には、Ｖ１＜Ｖ２の関係がある。これにより、光束は、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向され、ポリゴンミラー５の反射位置５ｆで反射されて、感光ドラム７上のＰ３点を照射する（図６（ｂ）中の光路Ｙ３）。最後の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過後１０ｎＳ経過するまでの間、電気光学結晶構造体４に印加される電圧は所定電圧Ｖ１から所定電圧Ｖ２に連続的に増加される。これにより、光束は、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向され、ポリゴンミラー５の反射位置５ｆで反射されて、感光ドラム７上のＰ３点を照射する（図６（ｂ）中の光路Ｙ４）。すなわち、最後の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過後１０ｎＳ経過するまでの間、所定電圧Ｖ２がＥＯ結晶４１に印加されることにより、光束は光路Ｙ３から光路Ｙ４に変更され、感光ドラム７上の照射位置が保持される。
【００５９】
上記走査制御方法によれば、連続ドットに対応する静電潜像を感光ドラム７上に形成する場合において、最初の１ドット点灯開始時から５ｎＳが経過するまでの間、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧Ｖ１を電気光学結晶構造体４に印加し、さらに、連続ドットのうちの最後の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過後１０ｎＳ経過するまでの間、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧Ｖ２を電気光学結晶構造体４に印加するので、連続ドットに対応する静電潜像のエッジにおける高コントラストを得ることができる。
【００６０】
図７は、１ドット形成時と連続ドット形成時において、各ドットに対応する画像信号および電気光学結晶構造体４に印加される電圧についてのタイミングチャートを示す図であり、（ａ）は各ドットに対応する画像信号、（ｂ）は図４における走査制御方法における印加電圧、（ｃ）は図６（ａ）および（ｂ）における走査制御方法における印加電圧を夫々示す。
【００６１】
図７（ａ）乃至図７（ｃ）に示すように、１ドットを形成する場合は、ＥＯ結晶電圧制御部１３は、図４における走査制御方法及び図６（ａ）および図６（ｂ）における走査制御方法のいずれにおいても、電気光学結晶構造体４に印加する電圧は同じである。一方、連続ドットを形成する場合、図６（ａ）および図６（ｂ）における走査制御方法では、最初の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過する間、及び最後の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過後１０ｎＳ経過するまでの間で、電気光学結晶構造体４に印加する電圧を連続的に増加することで、連続ドットに対応する静電潜像のエッジにおける高コントラストを得ることができる。また、図６（ａ）および図６（ｂ）における走査制御方法では、図４における走査制御方法に比して電気光学結晶構造体４の制御周波数を全体的に低くすることができるため、高周波ノイズの発生を抑制することができる。
【００６２】
本実施の形態では、電気光学結晶構造体４は、シリンドリカルレンズ３とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられるが、これに限るものではなく、レーザ光源１とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられてもよい。
【００６３】
本実施の形態では、ポリゴンミラー５によって感光ドラム８を走査するが、これに限るものではなく、ガルバノミラーやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）によって感光ドラムを走査する構成であってもよい。
【００６４】
また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体を光走査装置に供給し、その光走査装置光走査装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出して実行することによっても、達成される。
【００６５】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードおよび該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。
【００６６】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００６７】
コンピュータから読出されたプログラムコードを実行することにより、上述した上記実施の形態の機能が実現されだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動するＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００６８】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１における電気光学結晶構造体の構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】図１の光走査装置を備える画像形成装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】図１における制御部で実行される走査制御方法を説明する図である。
【図５】図４を用いて説明される走査方法により感光ドラム上に形成された静電潜像を示す図であり、（ａ）は、感光ドラムの表面に対して垂直な方向からみたスポット形状を示し、(ｂ)は、（ａ）のスポット形状の光量分布を示す。
【図６】連続ドットに対応する静電潜像を形成する場合に、図１における制御部で実行される他の走査制御方法を説明する図である。
【図７】１ドット形成時と連続ドット形成時において、各ドットに対応する画像信号および電気光学結晶構造体に印加される電圧についてのタイミングチャートを示す図であり、（ａ）は各ドットに対応する画像信号、（ｂ）は図４における走査制御方法における印加電圧、（ｃ）は図６（ａ）および（ｂ）における走査制御方法における印加電圧を夫々示す。
【図８】一般的な従来の光走査装置の構成を概略的に示す図である。
【図９】従来の走査光学装置において感光ドラム上に形成される静電潜像を示す図であり、（ａ）は、感光ドラム上に形成される静電潜像を感光ドラムの表面に対して垂直な方向からみたスポット形状を示し、（ｂ）は、（ａ）のスポット形状の光量分布を示す。
【符号の説明】
【００７０】
１ レーザ光源
２ コリメータレンズ
３ シリンドリカルレンズ
４ 電気光学結晶構造体
５ ポリゴンミラー
６ ｆθレンズ
７ 感光ドラム
１０ 制御部
１１ 画像処理部
１２ レーザ駆動部
１３ ＥＯ結晶電圧制御部
４１ 電気光学結晶
４２ａ，４２ｂ 一対の電極
１００ 光走査装置
３１３ 光量検知センサ
３１４ モータ制御部
３１５ 光量制御部
【技術分野】
【０００１】
複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に設けられる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、一般に、入力された画像データに応じて半導体レーザを駆動して発光されるレーザ光をスキャナモータにより回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）で偏向走査し、感光体に照射する。これにより、潜像形成が行われ、トナー像へと現像し、そのトナー像を記録媒体上に転写することにより画像形成が行われる。
【０００３】
近年、このような画像形成装置においても印刷やデスクトップパブリッシング分野への対応が進んでいるが、この分野で要求される画質、特に高精細の文字や線画画像、中間調の表現などには、感光体上でのコントラストの高い露光像が必須となる。ポリゴンミラーの高速化、画像処理速度の高速化、複数走査線の同時走査等によって画像形成の高速化や高解像度化が図られており、分解能は向上しつつある。しかし、画像の精細度や画質に寄与する露光像のコントラストについては、光学系の制約によってビーム径の小径化に限界があることから、十分な改善がなされていない。
【０００４】
つまり、露光像のコントラストを向上させる方法としては、レーザビームの小径化がある。
【０００５】
一般に、レーザビームのビーム径を小さくするには、（１）レーザ波長の短波長化、（２）、ｆθレンズへの入射ビーム径Ｄ、即ち、ポリゴンミラーに入射するレーザビーム径を大きくする、等の方法がある。
【０００６】
光走査装置では、上記（１）の方法、すなわち、赤外レーザ、赤色レーザ、そして将来的にはブルーレーザを用いる方法により、レーザ波長の短波長化が図られている。しかし、現状では赤外レーザの波長７８０ｎｍに対して赤色レーザの波長６６０ｎｍは必ずしも十分とはいえず、ブルーレーザの波長４００ｎｍでも赤外レーザの波長の１／２程度にすぎない。一方、使用するレーザビームの波長を通常のレーザビームの１／２に短波長化すると感光体面での焦点深度も１／２になってしまうこと、感光体は短波長領域で感度が低下すること等、新たな技術課題も発生する。
【０００７】
また、上記（２）の方法を光走査装置に適用すると、回転多面鏡の大径化を必要とし、風損の増大によるモータ昇温、騒音等の問題が発生する。
【０００８】
このため、従来の方法ではレーザビームの小径化は困難な状況である。
【０００９】
そこで、この問題を解決する方法として、多重露光による潜像形成方法が提案されている。
【００１０】
例えば、画像信号を処理して生成した画像信号と、この画像信号を反転して生成した反転画像信号を出力し、画像信号に応じて変調された所定強度の第１の光ビームと、反転画像信号に応じて変調された上記所定強度より小なる第２の光ビームとを出射し、第１の光ビーム及び第２の光ビームを合成して合成光ビームとし、該合成光ビームを感光体上に走査して静電潜像を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
また、複数の光束を偏向手段で偏向させ、偏向させた複数の光束で順次被走査面上の略同一領域を光走査して被走査面に多値的な光量を与える方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
ここで、上記の合成光ビームを用いる方法は、多重露光により感光体上に形成される静電潜像のエッジ部を急峻にして高コントラスト化を図ったものであるが、第１の光ビームと第２の光ビームの合成の位置精度を恒久的に維持することは温度環境等の観点から難しいこと、また、１走査において２個の光ビームが必要であるため、画像形成の高速化に対応させるには光走査装置の複雑化を伴う等の問題がある。
【００１３】
また、上記の複数の光束を用いる方法によれば、多重露光によって形成された静電潜像を現像したドット像が小径化するため、光束のスポット系を小径化したことと同様の効果が得られる。しかし、この方法では、主走査方向のある位置を照射する光束が同一ではないため、ポリゴンミラーの面倒れや、ポリゴンミラーを駆動するモータのジッタ、光束のレンズ透過位置の相違等により、複数の光束を同一の位置に正確に照射することが困難である。
【００１４】
加えて、従来の光走査装置では、主走査方向への走査に起因する１ドットのコントラストが悪化する場合がある。
【００１５】
図８は、一般的な従来の光走査装置の構成を概略的に示す図である。
【００１６】
図８において、画像形成装置６００は、画像信号に応じて変調されたレーザビームを出射するレーザ光源６０１、レーザ光源６０１から出射された拡散光を平行ビームにするコリメータレンズ６０２、コリメータレンズ６０２を通過したレーザビームを副走査方向に収束させるシリンドリカルレンズ６０３、不図示のモータにより回転駆動されるポリゴンミラー６０５、ポリゴンミラー６０５によって偏向走査されるレーザビームを集光させて所定の主走査位置上を等速走査するＦθレンズ６０６、レーザビームの走査によって静電潜像が形成される感光ドラム６０７およびレーザ駆動回路６０８で構成される。
【００１７】
この画像形成装置６００では、６００ＤＰＩで画像形成を実行する場合において、１ドットに対応する画像信号を不図示の画像信号制御部が受け取ると、レーザ駆動回路６０８は、ある回転数ではレーザビームを約１０ｎＳ間点灯する。レーザビーム点灯の間に、感光ドラム面上ではレーザビームが主走査方向に通常約４０μｍ（１ドット分）走査される。点灯のタイミングに関しては、ドットを打ちたい位置の５ｎＳ前に点灯を始め、ドットを打ちたい位置の５ｎＳ後に点灯を終了する。この時に感光ドラム上に形成される静電潜像を示したのが図９であり、（ａ）は、感光ドラム上に形成される静電潜像を感光ドラムの表面に対して垂直な方向からみたスポット形状を示し、(ｂ)は、（ａ）のスポット形状の光量分布を示す。図９（ａ）および（ｂ）中、７０１ａ，７０１ｂは１ドットを形成した場合を示し、７０２ａ，７０２ｂは１スペース間隔で２ドットを形成した場合を示している。
【特許文献１】特開平０９−１６９１３６号公報
【特許文献２】特開２００２−１１６３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、レーザビームのドット径が、例えば６０μｍである場合、１ドット形成中に主走査方向に等速で約４０μｍ移動する為、感光ドラム上には、中心部が最も光量の大きい幅１００μｍの静電潜像が形成される。また、１スペース間隔で２ドットを形成した場合は、１スペースの部分では２つの静電潜像が重なり、図９（ｂ）の７０２ｂのような光量分布が生じてしまう。このことにより、感光ドラム上の静電潜像のコントラストが小さくなるという問題がある。
【００１９】
本発明の目的は、コントラストの高い静電潜像を形成することができる光走査装置及びそれを備えた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】
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の光走査装置は、光源と、前記光源から出射された光束を主走査方向に走査する第１の光偏向手段と、前記走査された光束の照射位置に静電潜像を形成する感光体と、前記光源と前記第１の光偏向手段との間の光路中に設けられ、前記光源から出射された光束の進路を電圧印加により主走査方向に偏向する第２の光偏向手段と、前記第１の光偏向手段及び前記第２の光偏向手段に電気的に接続され、前記第１の光偏向手段の走査情報に基づいて前記第２の光偏向手段に印加する電圧を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、１ドットに対応する静電潜像を前記感光体上に形成する時間内において、前記走査情報に応じた電圧を前記第２の光偏向手段に印加することにより、前記光束が照射される前記感光体上の照射位置を保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光源と第１の光偏向手段との間の光路中に、前記光源から出射された光束の進路を電圧印加により主走査方向に偏向する第２の光偏向手段が設けられ、制御手段は、１ドットに対応する静電潜像を感光体上に形成する時間内において、走査情報に応じた電圧を第２の光偏向手段に印加することにより、光束が照射される感光体上の照射位置を保持する。これにより、主走査方向への走査に起因して照射位置のずれが生じてしまう場合であっても、感光体上に光束のスポット径と同等の大きさの静電潜像を形成することができ、もってコントラストの高い静電潜像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
＜本実施形態の光走査装置の第１構成例＞
図１は、本発明の実施の形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す平面図である。
【００２３】
図１において、光走査装置１００は、レーザ光源（レーザダイオード）１と、レーザ光源１から出射された光束（レーザ光）を略平行光束へと変換するコリメータレンズ２と、コリメータレンズ２によって変換された略平行光束に副走査方向への変化を与えると共に、該光束を後述の電気光学結晶４１に入射させるシリンドリカルレンズ３と、光束を走査するポリゴンミラー（第１の光偏向手段）５と、シリンドリカルレンズ３とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられ、レーザ光源１から出射された光束を電圧印加により偏向する電気光学結晶構造体（第２の光偏向手段）４と、ポリゴンミラー５によって走査された光束を感光ドラム７上に結像するｆθレンズ６と、レーザ光源１および電気光学結晶構造体４と電気的に接続され、光走査装置１を統括的に制御する制御部（制御手段）１０とを備える。
【００２４】
ＢＤセンサ８は、感光ドラム７の主走査方向の書き込み基準となる水平同期（ＢＤ）信号を検出する。画像領域に先立つ書き出し側の光束が、ＢＤセンサ８に入射する。
【００２５】
また、光走査装置１００は、光走査装置１００が設けられる画像形成装置２００又は外部装置からの画像信号を受け取る画像処理部１１からの信号に基づいて、レーザ光源１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うレーザ駆動部１２と、電気光学結晶構造体４に印加する電圧を制御するＥＯ結晶電圧制御部１３とを備える。
【００２６】
電気光学結晶構造体４は、後述する高速かつ広角な電気光学効果により、光束をポリゴンミラー５に導く。
【００２７】
ＥＯ結晶電圧制御部１３は、記録密度（ＤＰＩ）及び／又はポリゴンミラー５の回転数に基づいて電気光学結晶構造体４に印加する電圧を制御する。
【００２８】
上記のように構成される光走査装置１００において、画像処理部１１が画像形成装置等から画像データを受け取ると、画像処理部１１は画像信号をレーザ駆動部１２に送信すると同時に、画像タイミング信号をＥＯ結晶電圧制御部１３に送信する。
【００２９】
例えば６００ＤＰＩの記録密度で画像形成を実行する場合において、１ドットに対応する画像信号を画像処理部１１が受け取ると、レーザ駆動部１２は、ある回転数では光束を約１０ｎＳ点灯する。光束点灯の間に、ポリゴンミラー５により走査された光束はＦθレンズ６によって等速変換され、感光ドラム７上では光束が主走査方向に約４０μｍ（１ドット分）走査される。一方、画像タイミング信号を受け取ったＥＯ結晶電圧制御部１３は、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧を電気光学結晶構造体４に印加する。電気光学結晶構造体４に所定電圧が印加されると、ＥＯ結晶４１内には主走査方向に沿って印加電圧に対応した電界が発生する。レーザ光源１から出射された光束は、コリメータレンズ２およびシリンドリカルレンズ３を通過し、ＥＯ結晶４１内を通過するときに主走査方向（電界方向）に偏向される。
【００３０】
（電気光学結晶構造体４の構成例）
図２は、図１における電気光学結晶構造体４の構成を概略的に示す斜視図である。
【００３１】
図２に示すように、電気光学結晶構造体４は、光束の入射面４１ａおよび出射面４１ｂを有する直方体形状の電気光学結晶（以下、「ＥＯ結晶」という）４１を備える。また、主走査方向に対して直角をなす両端面に取り付けられた一対の電極４２ａ，４２ｂと、一対の電極４２ａ，４２ｂ間に電圧を印加する不図示の電源とを備える。電極４２ａ，４２ｂは比較的細い電極幅ｄ、長さＬにて直線短冊形状に形成されたものである。電極４２ａ，４２ｂの材料は例えばＡｕが使用されるが、他の導電性材料であってもよい。製法は真空蒸着法による。
【００３２】
一対の電極４２ａ，４２ｂは、ＥＯ結晶４１の内部に、ＥＯ結晶４１内を通過する光束の進路に対して垂直方向（図２の主走査方向）の電界を形成する。
【００３３】
電極４２ａ，４２ｂに電圧を印加しない状態ではＥＯ結晶４１はレンズ作用を持たず、入射ビームはそのままポリゴンミラー５へ向けて出射される。
【００３４】
一対の電極４２ａ，４２ｂに最大５〜１０ｋＶの電圧を印加して電気光学結晶２１内に電界を発生させることにより電界分布が生じ、ｍｓ〜ｎｓ単位の時間内に光束を主走査方向に十数度、例えば１２度偏向する。電気光学結晶構造体４は、この高速かつ広角な電気光学効果により、光束を偏向させる。
【００３５】
ここで、電気光学結晶とは、電圧を印加することにより屈折率が変化する特性を有する結晶である。ＥＯ結晶４１は、カリウム，タンタル，ニオブおよび酸素から成る、例えば、ＫＴＮ（ＫＴａＮｂＯ3 ：タンタル酸ニオブ酸カリウム、KTa1-xNbxO3）結晶等の電気光学結晶で形成されている。ＫＴＮ結晶は、通常の光学ガラス同様に扱うことが可能であり、良好な加工性を有して切削や研磨加工での表面精度の確保が容易である。また、ＫＴＮ結晶の光線の透過率については、レーザの波長である赤外から可視光全域に至るまで１ｍあたり９５％以上の内部透過率を示し、複屈折も小さい。さらに、ＫＴＮ結晶の吸水率は、通常のガラス以下であって、樹脂などに対して極端に小さい。
【００３６】
また、ＫＴＮ結晶は、内部に電界を作用させることで内部の屈折率が変化することが知られている。ＫＴＮ結晶の両端に電極を設置（一方に電圧＝V、他方に電圧＝0）して内部に電界を発生させた場合には、内部に電界が傾斜して分布することにより屈折率もその影響で傾斜して分布することになり、光が方向を変えながら進むことが判っている。ＫＴＮ結晶は、高速かつ広角走査が可能という特徴がある。
【００３７】
ＥＯ結晶４１では、その両端部に印加する電圧の増大に応じて、ＥＯ結晶４１内を通過する光束の進路がその電界方向に大きく偏向される。
【００３８】
本発明では、この現象を利用してレーザビームを透過させる際に進路を変化させるものである。
【００３９】
＜光走査装置を備える画像形成装置の構成例＞
図３は、図１の光走査装置を備える画像形成装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００４０】
図３において、制御部１０には、画像処理部１１およびポリゴンミラー５を回転駆動させるモータ３２４を制御するモータ制御部３１４が含まれる。また、光走査装置１００には、レーザ光源１，レーザ光源１の光量を検知するための光量検知センサ３１３，ＢＤセンサ８，レーザ駆動部１２，光量制御部３１５，ＥＯ結晶電圧制御部１３，ポリゴンミラー５を回転駆動させるモータ３２４，および電気光学（ＥＯ）結晶構造体４が含まれる。
【００４１】
画像処理部１１は、ＢＤセンサ８から得られるＢＤ信号に基づいて、非画像領域で光量制御を行う指示を光量制御部３１５に出力する。光量制御部３１５は、画像処理部１１からの指示を受けてレーザ光源１を発光させる。そして、光量検知センサ３１３から得られる検知光量と基準電圧に対応する光量との比較を繰り返しながら、レーザ光源１から出射される光束の光量を所望の光量になるように制御する（以下、ＡＰＣと称する）。そして検知光量が規定の値になると、画像処理部１１は外部から入力された画像データに基づいて、光束のＯＮ／ＯＦＦを制御するビデオ信号をレーザ駆動部１２に出力する。
【００４２】
なお、本発明は、ＡＰＣの制御の詳細に関連するものではなく、光量検知センサによる光量検知のための構成と制御に係るものであり、ＡＰＣの制御内容は詳説しない。
【００４３】
ＥＯ結晶電圧制御部１３は、ＢＤセンサ１１より得られたＢＤ信号に基づいてＥＯ結晶４１に電圧を印可する指示を送信する。これによりＥＯ結晶４１は、この高速かつ広角な電気光学効果により、光束を偏向させる。さらに、ＥＯ結晶電圧制御部１３は、ＡＰＣ終了のタイミングでＥＯ結晶２１への電圧印加を停止する指示を送信する。これによりＥＯ結晶２１はレンズ作用を持たず、入射ビームはそのままポリゴンミラー５へ向けて出射される。
＜本実施形態の光走査装置の動作例＞
図４は、図１における制御部１０で実行される走査制御方法を説明する図である。
【００４４】
ユーザが操作部からコピーボタンを押すか、又はＰＣ等の外部機器から送信されるプリント指示を受ける。すると、ポリゴンミラー５が一定速度で回転する状態になったら、主走査方向の発光タイミングを制御するための基準として、レーザ光源１から光束を発光させて、ＢＤセンサ８によりＢＤ信号を検知する。次に、ＢＤ信号を検知してから所定タイミング後に画像の書出しを行う。１画素単位で以下の制御を繰り返し行うことで画像形成を行う。ここでは、１画素の動作に注目して説明を行う。
【００４５】
まず、ＥＯ結晶４１への電圧印加を行わず、レーザダイオード１から発光される光束の進路をポリゴンミラー５へ直進させる。
【００４６】
図４において、ポリゴンミラー５の回転方向が反時計方向（図４中の矢印方向）である場合、ポリゴンミラー５の反射面は、１ドット形成時間である１０ｎＳの間に反射位置５ａから反射位置５ｂに回転移動する。ＥＯ結晶４１への電圧印加を行わないので１ドット点灯開始時における光束は、ポリゴンミラー５の反射位置５ａで反射され、感光ドラム７上のＰ１点を照射する（図４中の光路Ｘ１）。
【００４７】
次に、電気光学結晶構造体４の一対の電極４２ａ，４２ｂ間に所定電圧を印加する。これにより、ＥＯ結晶４１に電圧が印加される。ＥＯ結晶４１内に発生する電界を制御して光束を主走査方向に約１２度偏向させる。これにより１ドット点灯終了時における光束は、電気光学結晶構造体４に印加された所定電圧によって、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向され、ポリゴンミラー５の反射位置５ｂで反射されて、感光ドラム７上のＰ１点を照射する（図４中の光路Ｘ２）。すなわち、１ドット形成時間である１０ｎＳの間に、光束は、光路Ｘ１から光路Ｘ２に変更され、感光ドラム７上の照射位置（Ｐ１）が保持される。そして、ＥＯ結晶２１への電圧印加を停止する。この動作を1画素単位で繰り返し行う。１走査ライン分の画像データの走査が終了したか否かを判別し、全画像データの走査が終了していない場合は上記動作を繰り返し行う。１ページ分の全画像データの走査が終了している場合は、本処理を終了する。
【００４８】
尚、１ドット点灯開始時および終了時について説明したが、１ドット形成時間中、電気光学結晶構造体４に印加される電圧を連続的に制御し、ポリゴンミラー５の反射位置に応じて光束を適宜主走査方向に偏向することにより、１ドット形成時間中に出射された全ての光束が感光ドラム７上のＰ１点を照射する。したがって、1ドット形成時間中、光束は感光ドラム７上のＰ１点を静止光として照射する。
【００４９】
図５は、図４を用いて説明される走査方法により感光ドラム上に形成された静電潜像を示す図であり、（ａ）は、感光ドラムの表面に対して垂直な方向からみたスポット形状を示し、(ｂ)は、（ａ）のスポット形状の光量分布を示す。尚、図５（ａ）および（ｂ）中、３０１ａ，３０１ｂは１ドットを形成した場合を示し、３０２ａ，３０２ｂは１スペース間隔で２ドットを形成した場合を示している。
【００５０】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、１ドットを形成する場合或いは１スペース間隔の２ドットを形成する場合のいずれにおいても、感光ドラム７上に形成される静電潜像は静止スポットとなるので、光束のスポット径とほぼ同一径の静電潜像が形成される。これにより、露光量が集中したコントラストの高い静電潜像が感光ドラム７上に形成される。
【００５１】
本実施の形態によれば、シリンドリカルレンズ３とポリゴンミラー５との間の光路中に、レーザ光源１から出射された光束の進路を電圧印加により主走査方向に偏向する電気光学結晶構造体４が設けられ、ＥＯ結晶電圧制御部１３は、１ドットに対応する静電潜像を感光ドラム７上に形成する時間内において、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧を電気光学結晶構造体４に印加することにより、光束が照射される感光ドラム７上の照射位置を保持する。これにより、主走査方向への走査に起因して照射位置のずれが生じてしまう場合であっても、感光ドラム７上に光束のスポット径と同等の大きさの静電潜像を形成することができ、もってコントラストの高い静電潜像を形成することができる。
【００５２】
また、ポリゴンミラー５は、レーザ光源１から出射された光束を反射する反射面が設けられた回転部材からなり、ＥＯ結晶電圧制御部１３は、ポリゴンミラー５の回転数に基づいて電気光学結晶構造体４に印加する電圧を制御するので、主走査方向に関する感光ドラム７上の照射位置を確実に保持することができる。
【００５３】
さらに、電気光学結晶構造体４は、レーザ光源１から出射された光束を、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向するので、主走査方向に関する感光ドラム７上の照射位置をより確実に保持することができる。
【００５４】
本実施の形態では、１ドットを形成する場合或いは１スペース間隔の２ドットを形成する場合を説明したが、連続ドットを形成する場合においても、同様のシーケンスの繰り返し実行することにより、露光量が集中したコントラストの高い静電潜像を感光ドラム７上に形成することができる。
【００５５】
図６（ａ）および（ｂ）は、連続ドットに対応する静電潜像を形成する場合に、図１における制御部１０で実行される他の走査制御方法を説明する図である。
【００５６】
図６（ａ）および（ｂ）において、ポリゴンミラー５の回転方向が反時計方向（図６（ａ）中の矢印方向）である場合、ポリゴンミラー５の反射面は、連続ドットのうちの最初の１ドット形成時間（１０ｎＳ）の半分にあたる５ｎＳの間に反射位置５ｃから反射位置５ｄに回転移動する。最初の１ドット点灯開始時における光束は、ポリゴンミラー５の反射位置５ｃで反射され、感光ドラム７上のＰ２点を照射する（図６（ａ）中の光路Ｙ１）。最初の１ドット点灯開始時から５ｎＳが経過するまでの間（所定時間）、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧Ｖ１（第１の印加電圧）が電気光学結晶構造体４に印加される。これにより、光速は、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向され、ポリゴンミラー５の反射位置５ｄで反射されて、感光ドラム７上のＰ２点を照射する（図６（ａ）中の光路Ｙ２）。すなわち、最初の１ドット点灯開始時から５ｎＳが経過するまでの間、所定電圧Ｖ１がＥＯ結晶４１に印加されることにより、光束は光路Ｙ１から光路Ｙ２に変更され、感光ドラム７上の照射位置が（Ｐ２）保持される。
【００５７】
その後、連続ドットに対応する光束が連続的に出射される間、電気光学結晶構造体４に印加される電圧を、最初の１ドット点灯開始後５ｎＳ経過時に印加された所定電圧Ｖ１に保持する。
【００５８】
連続ドットのうちの最後の１ドット点灯開始時における光束は、ポリゴンミラー５の反射位置５ｅで反射され、感光ドラム７上のＰ３点を照射する（図６（ａ）中の光路Ｙ３）。ポリゴンミラー５の反射面は、最後の１ドット形成時間（１０ｎＳ）の半分にあたる５ｎＳの間に反射位置５ｅから反射位置５ｆに回転移動する。最後の１ドット点灯開始後５ｎＳが経過する間（所定時間）、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧Ｖ２（第２の印加電圧）が電気光学結晶構造体４に印加される。尚、本実施の形態では、所定電圧Ｖ１および所定電圧Ｖ２には、Ｖ１＜Ｖ２の関係がある。これにより、光束は、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向され、ポリゴンミラー５の反射位置５ｆで反射されて、感光ドラム７上のＰ３点を照射する（図６（ｂ）中の光路Ｙ３）。最後の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過後１０ｎＳ経過するまでの間、電気光学結晶構造体４に印加される電圧は所定電圧Ｖ１から所定電圧Ｖ２に連続的に増加される。これにより、光束は、ポリゴンミラー５の反射面の回転方向に対して反対方向に偏向され、ポリゴンミラー５の反射位置５ｆで反射されて、感光ドラム７上のＰ３点を照射する（図６（ｂ）中の光路Ｙ４）。すなわち、最後の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過後１０ｎＳ経過するまでの間、所定電圧Ｖ２がＥＯ結晶４１に印加されることにより、光束は光路Ｙ３から光路Ｙ４に変更され、感光ドラム７上の照射位置が保持される。
【００５９】
上記走査制御方法によれば、連続ドットに対応する静電潜像を感光ドラム７上に形成する場合において、最初の１ドット点灯開始時から５ｎＳが経過するまでの間、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧Ｖ１を電気光学結晶構造体４に印加し、さらに、連続ドットのうちの最後の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過後１０ｎＳ経過するまでの間、ポリゴンミラー５の回転数に応じた所定電圧Ｖ２を電気光学結晶構造体４に印加するので、連続ドットに対応する静電潜像のエッジにおける高コントラストを得ることができる。
【００６０】
図７は、１ドット形成時と連続ドット形成時において、各ドットに対応する画像信号および電気光学結晶構造体４に印加される電圧についてのタイミングチャートを示す図であり、（ａ）は各ドットに対応する画像信号、（ｂ）は図４における走査制御方法における印加電圧、（ｃ）は図６（ａ）および（ｂ）における走査制御方法における印加電圧を夫々示す。
【００６１】
図７（ａ）乃至図７（ｃ）に示すように、１ドットを形成する場合は、ＥＯ結晶電圧制御部１３は、図４における走査制御方法及び図６（ａ）および図６（ｂ）における走査制御方法のいずれにおいても、電気光学結晶構造体４に印加する電圧は同じである。一方、連続ドットを形成する場合、図６（ａ）および図６（ｂ）における走査制御方法では、最初の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過する間、及び最後の１ドット形成開始時から５ｎＳ経過後１０ｎＳ経過するまでの間で、電気光学結晶構造体４に印加する電圧を連続的に増加することで、連続ドットに対応する静電潜像のエッジにおける高コントラストを得ることができる。また、図６（ａ）および図６（ｂ）における走査制御方法では、図４における走査制御方法に比して電気光学結晶構造体４の制御周波数を全体的に低くすることができるため、高周波ノイズの発生を抑制することができる。
【００６２】
本実施の形態では、電気光学結晶構造体４は、シリンドリカルレンズ３とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられるが、これに限るものではなく、レーザ光源１とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられてもよい。
【００６３】
本実施の形態では、ポリゴンミラー５によって感光ドラム８を走査するが、これに限るものではなく、ガルバノミラーやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）によって感光ドラムを走査する構成であってもよい。
【００６４】
また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体を光走査装置に供給し、その光走査装置光走査装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出して実行することによっても、達成される。
【００６５】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードおよび該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。
【００６６】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００６７】
コンピュータから読出されたプログラムコードを実行することにより、上述した上記実施の形態の機能が実現されだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動するＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００６８】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１における電気光学結晶構造体の構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】図１の光走査装置を備える画像形成装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】図１における制御部で実行される走査制御方法を説明する図である。
【図５】図４を用いて説明される走査方法により感光ドラム上に形成された静電潜像を示す図であり、（ａ）は、感光ドラムの表面に対して垂直な方向からみたスポット形状を示し、(ｂ)は、（ａ）のスポット形状の光量分布を示す。
【図６】連続ドットに対応する静電潜像を形成する場合に、図１における制御部で実行される他の走査制御方法を説明する図である。
【図７】１ドット形成時と連続ドット形成時において、各ドットに対応する画像信号および電気光学結晶構造体に印加される電圧についてのタイミングチャートを示す図であり、（ａ）は各ドットに対応する画像信号、（ｂ）は図４における走査制御方法における印加電圧、（ｃ）は図６（ａ）および（ｂ）における走査制御方法における印加電圧を夫々示す。
【図８】一般的な従来の光走査装置の構成を概略的に示す図である。
【図９】従来の走査光学装置において感光ドラム上に形成される静電潜像を示す図であり、（ａ）は、感光ドラム上に形成される静電潜像を感光ドラムの表面に対して垂直な方向からみたスポット形状を示し、（ｂ）は、（ａ）のスポット形状の光量分布を示す。
【符号の説明】
【００７０】
１ レーザ光源
２ コリメータレンズ
３ シリンドリカルレンズ
４ 電気光学結晶構造体
５ ポリゴンミラー
６ ｆθレンズ
７ 感光ドラム
１０ 制御部
１１ 画像処理部
１２ レーザ駆動部
１３ ＥＯ結晶電圧制御部
４１ 電気光学結晶
４２ａ，４２ｂ 一対の電極
１００ 光走査装置
３１３ 光量検知センサ
３１４ モータ制御部
３１５ 光量制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射された光束を主走査方向に走査する第１の光偏向手段と、前記走査された光束の照射位置に静電潜像を形成する感光体と、前記光源と前記第１の光偏向手段との間の光路中に設けられ、前記光源から出射された光束の進路を電圧印加により主走査方向に偏向する第２の光偏向手段と、前記第１の光偏向手段及び前記第２の光偏向手段に電気的に接続され、前記第１の光偏向手段の走査情報に基づいて前記第２の光偏向手段に印加する電圧を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、１ドットに対応する静電潜像を前記感光体上に形成する時間内において、前記走査情報に応じた電圧を前記第２の光偏向手段に印加することにより、前記光束が照射される前記感光体上の照射位置を保持することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１の光偏向手段は、前記光源から出射された光束を反射する反射面が設けられた回転部材を有し、前記制御手段は、前記回転部材の回転数に基づいて前記第２の光偏向手段に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第２の光偏向手段は、前記光源から出射された光束を、前記反射面の回転方向に対して反対方向に偏向することを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第２の光偏向手段は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶を有し、前記電気光学結晶は、カリウム、タンタル、ニオブおよび酸素から成ることを特徴とする請求項２又は３記載の光走査装置。
【請求項５】
前記制御手段は、連続ドットに対応する静電潜像を前記感光体上に形成する場合において、前記連続ドットのうちの最初の１ドット形成開始時から所定時間が経過する間、前記走査情報に応じた第１の印加電圧を前記第２の光偏向手段に印加し、さらに、前記連続ドットのうちの最後の１ドット形成開始時から所定時間が経過するまでの間、前記走査情報に応じた第２の印加電圧を前記第２の光偏向手段に印加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
光源と、前記光源から出射された光束を主走査方向に走査する第１の光偏向手段と、前記走査された光束の照射位置に静電潜像を形成する感光体と、前記光源と前記第１の光偏向手段との間の光路中に設けられ、前記光源から出射された光束の進路を電圧印加により主走査方向に偏向する第２の光偏向手段と、前記第１の光偏向手段及び前記第２の光偏向手段に電気的に接続され、前記第１の光偏向手段の走査情報に基づいて前記第２の光偏向手段に印加する電圧を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、１ドットに対応する静電潜像を前記感光体上に形成する時間内において、前記走査情報に応じた電圧を前記第２の光偏向手段に印加することにより、前記光束が照射される前記感光体上の照射位置を保持することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１の光偏向手段は、前記光源から出射された光束を反射する反射面が設けられた回転部材を有し、前記制御手段は、前記回転部材の回転数に基づいて前記第２の光偏向手段に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第２の光偏向手段は、前記光源から出射された光束を、前記反射面の回転方向に対して反対方向に偏向することを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第２の光偏向手段は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶を有し、前記電気光学結晶は、カリウム、タンタル、ニオブおよび酸素から成ることを特徴とする請求項２又は３記載の光走査装置。
【請求項５】
前記制御手段は、連続ドットに対応する静電潜像を前記感光体上に形成する場合において、前記連続ドットのうちの最初の１ドット形成開始時から所定時間が経過する間、前記走査情報に応じた第１の印加電圧を前記第２の光偏向手段に印加し、さらに、前記連続ドットのうちの最後の１ドット形成開始時から所定時間が経過するまでの間、前記走査情報に応じた第２の印加電圧を前記第２の光偏向手段に印加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１８１１０６（Ｐ２００８−１８１１０６Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２５４５２（Ｐ２００７−３２５４５２）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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