(57)【要約】【課題】タンデム型カラー画像形成装置にて、高精度なレーザビーム検出を可能とし、安定した画像出力を得る。【解決手段】レーザビーム検出器１０１ａはレーザビームを検出する受光部ＰＤ１，２と、出力を増幅するＡＭＰ回路（ＩＣ）等からなる。レーザビーム検出器１０１ａ内の受光部ＰＤ１，２をレーザビームが走査する際、迷光による異常信号が出力され、誤動作することがある。このため、レーザビーム検出器１０１ａの出力が正常か、誤動作（異常）かをポリゴンミラー１面分の時間内Ｔｎのパルス発生回数で確認し、正常ならば液晶偏向素子でレーザビームを副走査方向に調整等する。異常ならば光源の基準信号からレーザビーム検出器１０１ａで検出した最初のパルス信号の時間間隔Ａよりも短い間隔Ｂのレーザ消灯信号を生成し、区間Ｃを消灯する。光源を消灯することで迷光による異常信号の発生をなくして、正常な出力波形を得る。【選択図】図６
2010175923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを放射する光源と、前記レーザビームを主走査方向に偏向走査する光偏向器と、光走査される前記レーザビームが入射することによって信号出力する受光素子からなるレーザビーム検出器を具備する光走査装置において、
前記信号出力の動作状態を検出し、誤動作と判定した際に前記光源の点灯タイミングを制御する手段を備え、前記レーザビーム検出器の誤動作を抑止することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記信号出力の動作状態の検出は、一定時間Ｔｎ内の出力パルスのカウント数が、あらかじめ設定されたカウント数以上を計測した場合に誤動作と判定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】
前記誤動作と判定された場合、光源の点灯信号から生成される基準信号からレーザビーム検出器で検出された最初のパルス信号までの時間間隔Ａよりも短い時間間隔Ｂとなるレーザ消灯信号を生成し、前記光源を消灯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】
前記レーザビーム検出器は、複数の受光素子が単一の樹脂パッケージに封止され、前記複数の受光素子面の少なくとも１つの隣接する辺縁が副走査方向に対して角度をもって配置され、前記レーザビームの副走査方向の位置検出を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５】
前記レーザビーム検出器は、受光素子が単一の樹脂パッケージに封止され、前記レーザビームの主走査方向の同期信号を検出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６】
前記レーザビーム検出器は、受光素子が単一の樹脂パッケージに封止され、前記レーザビームの光量を検出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７】
前記光源は、複数の発光領域が二次元に配置された面発光レーザ光源からなり、レーザビーム検出器内を走査するレーザビームは、前記複数の発光領域のうち１つのレーザビーム、または主走査方向の位置が同じく副走査方向の位置に離間した複数のレーザビームを走査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８】
像担持体に光走査により潜像を形成し、前記潜像を可視化して所望の記録画像を得るカラー画像形成装置において、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光走査装置を用いることを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザラスタ書込光学系を有する光走査装置およびカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラーレーザプリンタ等のカラー画像形成装置には、駆動機構により回転駆動される複数の感光体に対して、独立して複数の走査結像レンズによる光走査手段によって、複数の異なった色の情報をそれぞれレーザビームの光走査により書込み、静電潜像を形成し、これらの静電潜像を複数の顕像化手段で異なった色の顕像にそれぞれを顕像化し、転写材上に重ね合わせて転写しカラー画像を得るタンデム型のカラー画像形成装置がある。
【０００３】
前記光走査手段の各々は、各色の画像情報信号に応じて駆動制御される半導体のレーザ光源からレーザビームを出射する。レーザビームは、ポリゴンミラー、各種レンズ等の光学部品を介して、一様に帯電された感光体面に集光されるとともに主走査方向に走査される。そして副走査方向に回転する感光体面には、所定間隔からなる光走査されるレーザビームにより、複数のレーザビームに対応した画像信号が書込まれ、静電潜像が形成される。
【０００４】
このようなタンデム型のカラー画像形成装置に使用される光走査装置においては、色毎の感光体へと向かうレーザビームは各々異なる経路を通るよう構成部品が配置されるため、光走査されるレーザビームの副走査方向の位置（走査線の形状、いわゆる走査線曲がり、走査線傾き、副走査方向の書出し位置（副走査レジスト位置）がばらつく）が色毎に異なり易く、色ずれとなる。
【０００５】
特に、近年は低コストに適した樹脂製の走査レンズを用いることが多く、低コストな反面、樹脂成形時の温度条件ばらつき、複数個取りの場合には金型のばらつきによるレンズ形状のばらつき等で、前述した課題はより顕著となる。さらに、カラー画像形成装置が設置される環境温度や装置内の温度上昇の影響により走査レンズが熱変形し光走査されるレーザビームの位置は変動し易い。
【０００６】
感光体に形成する静電潜像の書出しタイミングを色毎に正確に合わせなければ、レジスト位置ずれ（副走査レジストずれ）による色ずれの要因となる。
【０００７】
このような走査方向の位置ずれは、転写体に記録されたレジスト位置ずれ検出パターンにより、装置の立上げ時やジョブ間等で定期的に検出し補正を行うことが従来より行われている。しかし、連続プリント動作時には、定着器やポリゴンモータの発熱によって走査方向の位置がさらに変動してしまうため、１つのジョブでプリント枚数が多いと徐々に色ずれが増大するという不具合があった。
【０００８】
このような不具合をなくすために、光走査装置内に配置されたレーザビーム検出器で副走査方向の位置を検出することが提案されている。
【０００９】
また、特許文献１には、主走査方向への１走査毎のレーザ光を受光して同期信号を検出する同期信号検出部に対して、受光したレーザ光をデジタル信号に変換するための２値化判定レベルを外部回路等により設定し、この２値化判定レベルは、迷光による信号を発生させないように設定することが記載されている。
【００１０】
前記構成とすることにより、迷光を防止するための製造工程が増加したり、部品コストが増加することなく、迷光による同期ずれを防止できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１では、検出回路部の判定レベルを可変する構成であるので、２値化（デジタル信号）に変換前のアナログ信号に、走査ライン毎の光量ばらつき（ポリゴンミラーの面毎の反射率ばらつきにより）が生ずると２値化信号に影響を与え迷光防止が確実に行わないといった不具合がある。
【００１２】
また、前述のレーザビーム検出器で副走査方向の位置を検出することも提案されているが、レーザビーム検出器内を走査する際に迷光の影響による検出誤動作が発生することが問題となっている。これは主走査方向の同期検出を行う際にも同様に問題となっている。
【００１３】
本発明は、前記従来技術の問題を解決するものであり、タンデム型カラー画像形成装置等において、安価，高精度にレーザビームを検出することを可能にし、高速かつ高密度な画像出力を安定させた光走査装置およびカラー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】
【００１４】
前記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る光走査装置は、レーザビームを放射する光源と、レーザビームを主走査方向に偏向走査する光偏向器と、光走査されるレーザビームが入射することによって信号出力する受光素子からなるレーザビーム検出器を具備する光走査装置において、信号出力の動作状態を検出し、誤動作と判定した際に光源の点灯タイミングを制御する手段を備え、レーザビーム検出器の誤動作を抑止することを特徴とする。
【００１５】
この構成により、レーザビーム検出の誤動作を抑止して、迷光の影響をなくして高精度なレーザビーム検出ができる。
【００１６】
また、請求項２，３に記載した発明は、請求項１の光走査装置において、信号出力の動作状態の検出は、一定時間Ｔｎ内の出力パルスのカウント数が、あらかじめ設定されたカウント数以上を計測した場合に誤動作と判定すること、また誤動作と判定された場合、光源の点灯信号から生成される基準信号からレーザビーム検出器で検出された最初のパルス信号までの時間間隔Ａよりも短い時間間隔Ｂとなるレーザ消灯信号を生成し、光源を消灯することを特徴とする。
【００１７】
この構成により、例えば光走査装置を設計する都度に光量，入射角，屈折率の条件を見直しすることなく汎用的に誤動作信号を効果的に抑制することができる。
【００１８】
また、請求項４〜６に記載された発明は、請求項１の光走査装置において、レーザビーム検出器は、複数の受光素子が単一の樹脂パッケージに封止され、複数の受光素子面の少なくとも１つの隣接する辺縁が副走査方向に対して角度をもって配置され、レーザビームの副走査方向の位置検出をすること、また、レーザビーム検出器は、受光素子が単一の樹脂パッケージに封止され、レーザビームの主走査方向の同期信号を検出すること、またはレーザビームの光量を検出することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、レーザビーム検出器からの誤作動を抑制でき、光走査されるレーザビームの高精度な副走査方向の位置検出、主走査方向の同期信号（タイミング）検出、光量検出ができる。
【００２０】
また、請求項７に記載した発明は、請求項１の光走査装置において、光源は、複数の発光領域が二次元に配置された面発光レーザ光源からなり、レーザビーム検出器内を走査するレーザビームは、複数の発光領域のうち１つのレーザビーム、または主走査方向の位置が同じく副走査方向の位置に離間した複数のレーザビームを走査することを特徴とする。
【００２１】
この構成により、二次元に配置された面発光レーザ光源でも高精度にレーザビーム検出することがきる。
【００２２】
また、請求項８に記載したカラー画像形成装置は、像担持体に光走査により潜像を形成し、潜像を可視化して所望の記録画像を得るカラー画像形成装置において、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光走査装置を用いることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、レーザビーム検出の誤動作を抑止して、迷光の影響をなくして高精度なレーザビーム検出が可能なカラー画像形成装置を提供できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光走査されるレーザビームの迷光の影響をなくして高精度なレーザビーム検出を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態における光走査装置を示す概略図
【図２】ハーフミラープリズムの構成を示す図
【図３】光偏向器の上，下ポリゴンミラー（ａ），（ｂ）の各偏向光を説明する図
【図４】ブラックとシアンの画像書込みを行うときのタイムチャート
【図５】液晶偏向素子の（ａ）は内部構造、（ｂ）は入射するレーザビームの副走査方向への偏向機能を説明する図
【図６】（ａ）は副走査方向の位置検出機能を有するレーザビーム検出器の概略構造、（ｂ）は出力信号のタイミングチャート、（ｃ）は異常信号のタイミングチャートを示す図
【図７】図６のレーザビーム検出器における迷光を説明する図
【図８】（ａ）は主走査方向の位置検出機能を有するレーザビーム検出器の概略構造、（ｂ）は出力信号のタイミングチャート、（ｃ）は異常信号のタイミングチャートを示す図
【図９】図８のレーザビーム検出器における迷光を説明する図
【図１０】光走査されたレーザビームからの光量モニタ信号を示す図
【図１１】（ａ）は被走査面上レーザビームの静止時の二次元配列、（ｂ）は４つレーザビームを１つの群とし光量増大させた例を示す図
【図１２】４つの被走査面をレーザビームが走査する４色対応のタンデム型の光走査装置を示す概略図
【図１３】図１２の光走査装置を有するカラー画像形成装置を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施形態における光走査装置を示す概略図であり、図２はハーフミラープリズムの構成を示す図である。
【００２８】
図１に示した光走査装置において、複数の発光領域が二次元に配置された面発光レーザ光源１から放射されたレーザビームは、ハーフミラープリズム４より副走査方向に光量を略等しく２つに分割される。この分割されたレーザビームのうち、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａを直進的に透過したレーザビーム（図２に示すレーザビームＬ１１）がシリンドリカルレンズ５ａに入射し、半透鏡４ａにより反射され、さらに反射面４ｂで反射されたレーザビーム（図２のレーザビームＬ１２）がシリンドリカルレンズ５ｂに入射する。また、符号６はポリゴンミラーからなる光偏向器７の図示しない防音ハウジングの窓に設けられた「防音ガラス」を示す。
【００２９】
面発光レーザ光源１からは複数のレーザビームが射出し（図１，図２では代表した１本のレーザビームを描画している）、複数のレーザビームがハーフミラープリズム４で副走査方向に２つに分割され、後述する液晶偏向素子１０２、シリンドリカルレンズ５ａ，５ｂを経て、防音ガラス６を介して光偏向器７に入射し、偏向されたレーザビームは防音ガラス６を介して走査結像光学系側へ射出する。
【００３０】
光偏向器７は、図１に示すように上ポリゴンミラー７ａ、下ポリゴンミラー７ｂを副走査方向（回転軸方向）に上下２段に形成され、図示されない駆動モータにより回転軸の周りに回転させられるようになっている。
【００３１】
上ポリゴンミラー７ａ，下ポリゴンミラー７ｂは、この例において共に「４面の偏向反射面」をもつ同一形状のものであるが、上ポリゴンミラー７ａの偏向反射面に対し、下ポリゴンミラー７ｂの偏向反射面が、回転方向へ所定角：θｐ（＝４５度）ずれている。符号８ａ，８ｂは「第１走査レンズ」、符号９ａ，９ｂは「光路折り曲げミラー」、符号１０ａ，１０ｂは「第２走査レンズ」を示している。また、符号１１ａ，１１ｂは像担持体の「感光体」を示している。
【００３２】
第１走査レンズ８ａ、第２走査レンズ１０ａと、光路折り曲げミラー９ａとは、光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａにより偏向される複数のレーザビームを、対応する光走査位置である感光体１１ａ上に導光して、副走査方向に分離した複数の光スポットを形成する１組の走査結像光学系を構成する。
【００３３】
同様に第１走査レンズ８ｂ、第２走査レンズ１０ｂと、光路折り曲げミラー９ｂとは、光偏向器７の下ポリゴンミラー７ｂにより偏向される複数のレーザビームを、対応する光走査位置である感光体１１ｂ上に導光して、副走査方向に分離した複数の光スポットを形成する１組の走査結像光学系を構成する。
【００３４】
このようにして、光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａにより偏向される複数のレーザビームにより、感光体１１ａ面上に複数のレーザビームによりマルチビーム走査され、同様に光偏向器７の下ポリゴンミラー７ｂにより偏向される複数のレーザビームにより、感光体１１ｂ面上にマルチビーム走査される。
【００３５】
光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａと下ポリゴンミラー７ｂの偏向反射面は互いに回転方向に４５度ずれているので、上ポリゴンミラー７ａによる偏向レーザビームが感光体１１ａの光走査を行うとき、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向レーザビームは、感光体１１ｂには導光されず、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向レーザビームが感光体１１ｂの光走査を行うとき、上ポリゴンミラー７ａによる偏向レーザビームは、感光体１１ａには導光されない。すなわち、感光体１１ａ，１１ｂの光走査は「時間的にずれて交互」に行われることになる。
【００３６】
図３（ａ），（ｂ）は、この状況を説明する図である。説明図であるので、煩雑を避け、光偏向器７へ入射するレーザビーム（実際には複数本である）を「入射光」、偏向されるレーザビームを「偏向光ａ，偏向光ｂ」として示している。
【００３７】
図３（ａ）は、入射光が光偏向器７に入射し、上ポリゴンミラー７ａで反射されて偏向された「偏向光ａ」が光走査位置へ導光されるときの状況を示している。このとき、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向光ｂは光走査位置へは向かわない。また、図３（ｂ）は、下ポリゴンミラー７ｂで反射されて偏向された「偏向光ｂ」が光走査位置へ導光されるときの状況を示している。このとき、上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ａは光走査位置へは向かわない。
【００３８】
なお、一方のポリゴンミラーによる偏向光が光走査位置へ導光されている間に、他方のポリゴンミラーによる偏向光が「ゴースト光」として作用しないように、図３（ａ），（ｂ）に示す如き適宜の遮光手段ＳＤを用いて、光走査位置へ導光されない偏向光を遮光するのがよい。
【００３９】
前記のごとく、図１に示す実施形態において、感光体１１ａ，１１ｂの（マルチビーム方式の）光走査は交互に行われるので、例えば、感光体１１ａの光走査が行われるときは光源の光強度を「ブラック画像の画像信号」で変調し、感光体１１ｂの光走査が行われるときは光源の光強度を「シアン画像の画像信号」で変調すれば、感光体１１ａには黒画像の静電潜像を、感光体１１ｂにはシアン画像の静電潜像を書込むことができる。
【００４０】
図４は「共通の光源（図１の面発光レーザ光源１）」によりブラック画像とシアン画像の書込みを行う場合において、「有効走査領域において全点灯する場合」のタイムチャートを示している。実線はブラック画像の書込みに相当する部分、破線はシアン画像の書込みに相当する部分を示す。ブラック画像、シアン画像の書出しの主走査方向の同期タイミングは、前述のごとく、有効走査領域外に配備される同期検知手段で光走査開始位置へ向かうレーザビームを検知することにより決定される。ブラック画像を書込む時間領域とシアン画像を書込む時間領域での「光源の発光強度」を同じに設定すると、光源から感光体１１ａ，１１ｂに至る各光路において、光学素子の透過率や反射率に相対的な差異が存在する場合には、各感光体に到達するレーザビームの光量が異なるので、図４に示すように、異なる感光体面を光走査するときに光源における発光強度を異ならせることにより、異なる感光体面上に到達する光量を等しくしている。
【００４１】
図１に示した符号１０１ａ（１０１ｂ）はレーザビーム検出器であり走査されるレーザビームを検出する受光部（以下、ＰＤという）と、ＰＤからの出力信号を増幅するＡＭＰ回路等で受光手段を構成している。なお、レーザビーム検出器１０１ａ，１０１ｂはＰＤの形状、個数やＩＣ回路を種々適正化することにより、副走査方向の位置検出、主走査方向の同期位置検出、光量モニタとして機能する。各々詳細については後述する図６〜図９を用いて説明する。
【００４２】
また、液晶偏向素子１０２は図５（ａ）に示すような内部構造となっており、駆動回路４１で矩形波または正弦波電圧を入力することで、入射するレーザビームを図５（ｂ）のように副走査方向に偏向する（非動作の場合、偏向せず透過する）機能を有する光学素子であり、光走査されるレーザビームを副走査方向に移動調整することができる。副走査方向の位置検出するレーザビーム検出器１０１ａで検出された副走査方向の位置に基づいて、液晶偏向素子１０２を駆動制御してレーザビームを所望の副走査方向の位置へ補正する。
【００４３】
液晶偏向素子１０２は２つに分割されたレーザビームに対応するように、副走査方向に２つを独立して制御できる液晶偏向領域を有しており、２つに分割されたレーザビームを独立に制御することを可能としている。したがって、ハーフミラープリズム４の出射側に配置することが好適である。
【００４４】
図６（ａ）に示したレーザビーム検出器１０１ａ（１０１ｂも同じ）は副走査方向の位置を検出する機能を有し、図１に示したように感光体１１ａ面上を走査するレーザビームと光学的（特にｆθ特性、以下同じ）に等価となる位置に配置されている。感光体面の走査延長上が望ましいが、レイアウトの都合上、反射ミラーを経由してレーザビーム検出器内をレーザビームが走査する構成としてもよい。
【００４５】
レーザビーム検出器１０１ａは受光素子４０２ａと受光素子からの出力信号を増幅、波形整形するコンパレータ回路を有するＩＣ４０２ｂが１パッケージ化（樹脂からなるレーザビーム透過部材）４０２されている（４０１：実装基板、４０２ｃ：ＩＣリード、４０２ｄ：樹脂パッケージのテーパ部（角度α））。
【００４６】
副走査方向の位置検出について詳述する。２つの受光領域である受光部ＰＤ１と受光部ＰＤ２の２つからなり、各々が回路パターンまたはボンディングにて電気的に接続され（接続部１１１）、あたかも１つの受光部であるかのように扱うことができる。
【００４７】
受光部ＰＤ１の辺縁（走査上流側の端面）が光走査されるレーザビームに対して直交（副走査方向に平行）するように配置され、他方受光部ＰＤ２は受光部の辺縁（走査上流側の端面）が副走査方向に対して角度θをもって配置されている。したがって、２つの受光部が隣接する辺縁が副走査方向に対して角度θをもって配置されることになる。
【００４８】
なお、２つの受光領域の間の角度は角度θ（０＜θ＜９０°）をもたせて配置する。角度θは３０°〜６０°が好適である。３０°よりも小さいと走査されるレーザビームに対して、時間間隔Ｔｓの変動が少なくなり検出感度が悪くなるからであり、一方６０°を超えると主走査方向の受光面の全幅Ｄに対する副走査方向の有効検出高さＨが小さくなり、必要な有効検出高さＨを確保するためには受光面の全幅Ｄが大きくなり、受光面が画像領域内に入りこむ問題やあるいは走査光学系の有効領域を広く設定する必要があり走査レンズが長大化してしまう問題がある。
【００４９】
副走査方向の有効検出高さＨと受光面の全幅Ｄは、各々Ｈ＝１〜３ｍｍ，Ｄ＝５ｍｍ以下に設定することが、前記したような問題を発生させず好適である。なお、角度θ＝４５°は前記の問題をバランスよく配分し許容でき最も好適である。
【００５０】
受光部ＰＤ１、ＰＤ２を光走査されるレーザビームが通過することにより、図６（ｂ）に示すタイミングチャートの出力信号を発生させる。光走査されるレーザビームの通過によりコンパレータ信号が出力され、２つのパルスの立下りから立下りまでの時間間隔Ｔｓはレーザビームが走査される副走査方向の位置に依存する。例えば、レーザビームの副走査方向の位置が変化したとき時間間隔差がΔＴｓのときレーザビームの副走査方向の位置変化Δｈは以下の（数１）から求められる。
（数１）
Δｈ＝（ｖ×ΔＴｓ）／ｔａｎθ
ここで、ｖは走査されるレーザビームの速度を表す。Ｔｓは副走査方向の位置に関連する時間間隔、ＴＬはポリゴンミラー１面分（一走査あたり）の時間間隔ＴｎからＴｓを差し引いた時間となる。Ｔｎはポリゴンミラー１面分（一走査あたり）の時間間隔であるから一定となる（ポリゴンミラーが変速せず走査速度一定の光走査条件において）。
【００５１】
一方実際には、レーザビーム検出器内を走査する際に迷光による異常信号が出力され検出器が誤動作することがある。図６（ｃ）が異常信号による誤動作の出力信号例を示したものである。迷光は特に図７（図６（ａ）の矢印Ｙ方向視）に示すような光路を通る場合、受光部ＰＤ１へ到達する。樹脂パッケージの角度αで形成されている稜線テーパ部に対して、角度β（パッケージ表面の法線を挟んで角度αと反対側）で入射するレーザビームが前記テーパ部から入射して樹脂パッケージ内を透過し、樹脂パッケージ内にレイアウトされているフレーム（パッケージ内のＩＣまたはＰＤと電気的に接続するボンディングされた端子）で反射する。
【００５２】
前記反射光はパッケージ樹脂内の反射条件を満たすと複数回の反射を繰返し、受光部ＰＤへ到達する。この異常信号による誤動作は様々な条件により発生することがわかっており、具体的には光走査されるレーザビームの光量や入射角βの条件（前記反射条件はα＞βのときに発生）、パッケージ樹脂の屈折率が大きく影響する。設計的に光量、入射角、屈折率の条件の見直しを行うことで、誤動作の発生を抑制することも考えられるが、光走査装置のレイアウトやパッケージ材質の選定、光量の一定制御を行う必要があり、あらゆる光走査装置に適用するために、その都度前記条件を見直す必要があり実用的ではない。
【００５３】
このため、本発明の実施形態においては、まずレーザビーム検出器からの出力信号が正常の信号か、誤動作している信号かを判断する。正常であればレーザビーム検出器の結果に応じて、前記液晶偏向素子でレーザビームを副走査方向に調整し、ビームスポット位置を高精度に維持する。異常と判断されれば、後述する方法により正常となるまで前記副走査方向の位置調整は行わない。
【００５４】
この正常，異常の判断は図６（ｃ）に示すポリゴンミラー１面分の時間内Ｔｎにパルスが何回発生するかで行う。Ｔｎの時間はあらかじめ決まった一定値であるため（Ｔｎ時間であればレーザビーム検出器からの１サイクル分の信号が全て出力される）、実際には任意の時刻にＴｎ時間だけパルスカウントを行い、正常時の回数（２回）に対して３回以上計測されるか否かで判断する。
【００５５】
なお、Ｔｎのパルスカウントはノイズ等の突発的な影響を軽減するためにも複数回行うことが好適である。また、パルスカウントを任意の時刻ではなく、別途レーザ光源の点灯信号から生成される基準信号５０１をトリガにして、そこから一定時間Ｄ内だけパルスカウントを行ってもよい。
【００５６】
前記の結果、誤動作であると判断された場合、レーザ光源の点灯信号から生成される基準信号からレーザビーム検出器で検出された最初のパルス信号の時間間隔Ａよりも短区間の時間間隔Ｂとなるレーザ消灯信号を生成し、一部区間Ｃを消灯する（区間Ｃは本来の正常信号Ｔｓに影響しない範囲）。このように消灯することにより迷光による異常信号の発生自体をなくすことができるため、図６（ｂ）に示すような正常な出力波形を得ることができる。
【００５７】
なお、異常信号で一部区間Ｃを消灯している場合も、消灯していることによって正常信号となっているか否かを常に検出判断している。正常、異常の判断は光走査装置が稼動しているとき常に行うことが好適である。
【００５８】
図８（ａ）〜（ｃ）は図６（ａ）〜（ｃ）の副走査方向の位置検出用を主走査方向の同期検出用のレーザビーム検出器とした実施例である。
【００５９】
図６と異なる点は受光部がＰＤ１（４０２ａ）のみで主走査方向の同期信号を出力する検出器であり、正常な信号はＴｎ時間当り１回である。対して２回以上では誤動作であると判断される。誤動作の判断、異常判断後の処置（消灯）は前述した図６の場合と同じであり、同様箇所は同じ番号を付した。
【００６０】
なお、レーザビーム検出器の機能に関わらず前記信号計測時にはポリゴンミラーの全周面の時間間隔を計測データとすることが好適である。例えば、ポリゴンミラー反射面の任意の特定面のみを計測する場合は以下のような問題がある。任意の特定反射面のみが面倒れやミラー面の傷、打痕や平面度（画像に影響しない程度）が他の面と大きく異なるとき、レーザビーム検出器に影響を及ぼし、副走査方向の位置の検出精度を劣化させる可能性があるからである。
【００６１】
さらに、光量検出用のレーザビーム検出器の実施例について詳述する。特に面発光レーザは端面発光素子と異なり光量制御用の光量モニタ用ＰＤが存在しないため、光走査されるレーザビームにより光量をモニタする必要がある。図８（ａ）に記載したレーザビーム検出器１０１ａと同じ受光部をもち、光量検出する際のＩＣ回路部が異なるのみである。
【００６２】
図１０に示すように光走査されたレーザビームの光量に応じて光量モニタ信号が出力される。ＰＤ１からの出力の中央ピークを保持する信号を得るために、コンパレータ、ディレイ回路を用いてサンプルホールドし、光量モニタ信号を生成する。
【００６３】
検出した光量モニタ信号に基づいて、光源の駆動電流へフィードバックし光量を補正制御する。迷光による誤動作の判断および消灯の方法は図８（ａ）〜（ｃ）と同様に行うことで達成できる。
【００６４】
なお、レーザビーム検出器１０１ａ（１０１ｂ）は副走査方向に移動可能となっている。レーザビーム検出器が図示しないホルダに固定され、当該ホルダがネジ機構などにより副走査方向に移動可能となっている。当該調整機構は光走査装置の製造（組立）過程で光走査されるレーザビームがレーザビーム検出器内の受光部に入射するように初期調整する。
【００６５】
また、図１の説明で述べたように、色毎のレーザビームが複数本同時に走査されるような面発光レーザ光源１の場合、レーザビーム検出器１０１ａ（１０１ｂ）内に配置されている受光部へのレーザビームの入射は以下のように適正化している。
【００６６】
図１１（ａ），（ｂ）にて詳述する（いずれも被走査面上でのレーザビームの静止時の二次元配列を示している。ωｍは主走査方向のビームピッチ、ωｓは副走査方向のビームピッチで各々のビーム間隔は等しくなっている。８ビーム毎を斜列として４列で合計３２ビームのアレイである。３２ビームは発光領域（発光可能なように電気的な接続もされている）を示しており、うち白丸部は実際に通電して点灯している箇所で、黒丸部は点灯していないことを示している（主走査方向の発光領域幅Ｘ、副走査方向の発光領域幅Ｙ）。
【００６７】
図１１（ａ）は面発光レーザを被走査面上に結像し光スポットとして走査するレーザビーム２０１と同じ光量のレーザビーム２０１を受光部ＰＤ１内に走査しても、光量が低いと（図６（ｃ）のスレッシュ電圧に未達）、コンパレータ信号が出力されない。面発光レーザは二次元の配列を容易にし、多数のレーザビームをアレイ上に構成することは簡単であるが、反面１レーザビーム当りの光量は低い（光量を増加すべく駆動電流を与えても、温度上昇が過大となり素子寿命が著しく低下する）という問題があり、図１１（ａ）に示すようなレーザビームの場合、光量不足により検出器の受光領域を走査しても出力信号が発生しない恐れがある。
【００６８】
光量をアップさせる方法もあるが、消費電力増加により温度上昇し寿命が短縮する懸念がある場合は、図１１（ｂ）のように行うことが好適である。図１１（ｂ）は主走査方向に一列となる４つの発光領域２０１〜２０４を、受光部内を走査するときに点灯し、レーザビーム群とすることにより従来よりも光量を増大（４ビーム分で単純に４倍）させスレッシュ電圧に達する光量を確保している。符号３０１は４つのレーザビームの光量分布での重心の位置を示したものである。
【００６９】
副走査方向のレーザビーム検出器の場合の検出位置は当該位置となる（副走査方向位置が２０１の位置とは異なるが、副走査方向位置の変化量を検出すればよく、重心３０１の位置変化量は２０１の変化量と等しいので変化量の検出が可能となる）。
【００７０】
図１２は図１に示した光走査装置を、光偏向器７を挟んで対向する位置に配置したものであり、４つの被走査面をレーザビームが走査する４色対応のタンデム型の光走査装置である。図１２は光走査装置の光学系部分を、副走査方向、すなわち、光偏向器７の回転軸方向から見た状態を示している。図示の簡単のため、光偏向器７から光走査位置に至る光路上にある光路屈曲用のミラーの図示を省略し、光路が直線となるように描いた。
【００７１】
また、被走査面には、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが配置され、これら４個の感光体に形成される静電潜像をマゼンタ，イエロー，シアン，黒のトナーで個別に可視化し、カラー画像を形成する。
【００７２】
符号１ＹＭ，１ＣＫはそれぞれ半導体レーザ（面発光レーザ）を示す。これら半導体レーザ１ＹＭ，１ＣＫはそれぞれが１本のレーザビームを放射する。半導体レーザ１ＹＭは「イエロー画像に対応する画像信号」と「マゼンタ画像に対応する画像信号」で交互に強度変調される。半導体レーザ１ＣＫは「シアン画像に対応する画像信号」と「黒画像に対応する画像信号」で交互に強度変調される。
【００７３】
面発光レーザ１ＹＭから放射されたレーザビーム（実際は複数本のレーザビームであるが、簡単のためレーザビームを１本で描画している）はカップリングレンズ３ＹＭにより平行光束化され、アパーチャ１２ＹＭを通過してビーム整形されたのち、ハーフミラープリズム４ＹＭに入射して、副走査方向に２つに分離したレーザビームに分割される。ハーフミラープリズム４ＹＭは、前述の図２において説明したハーフミラープリズム４と同様のものである。分割されたレーザビームの１本はイエロー画像を書込むのに使用され、他の１本はマゼンタ画像を書込むのに使用される。
【００７４】
副走査方向に２つに分割されたレーザビームは、液晶偏向素子１０２ＹＭにより必要に応じて副走査方向位置を補正するように制御され、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｙ，５Ｍ（副走査方向に重なり合うように配置されている）により、それぞれ副走査方向へ集光され、光偏向器７に入射する。光偏向器７は、図１，図３（ａ），（ｂ）において説明したものと同様のものであり、４面の偏向反射面をもつポリゴンミラーを回転軸方向へ２段に積設し、ポリゴンミラー相互の偏向反射面を回転方向へずらして一体化したものである。シリンドリカルレンズ５Ｙ，５Ｍによる主走査方向に長い線像は、各ポリゴンの偏向反射面位置近傍に結像する。
【００７５】
光偏向器７により偏向されるレーザビームは、それぞれ第１走査レンズ８Ｙ，８Ｍ、第２走査レンズ１０Ｙ，１０Ｍを透過し、これらレンズの作用により光走査位置の感光体１１Ｙ，１１Ｍに光スポットを形成し、これら光走査位置を光走査する。
【００７６】
同様に、面発光レーザ１ＣＫから放射されたレーザビームはカップリングレンズ３ＣＫにより平行光束化され、アパーチュア１２ＣＫを通過してビーム整形されたのち、ハーフミラープリズム４ＣＫにより、副走査方向に２つに分離したレーザビームに分割される。ハーフミラープリズム４ＣＫは、ハーフミラープリズム４ＹＭと同様のものである。分割されたレーザビームはシアン画像を書込むのに使用され、他は黒画像を書込むのに使用される。
【００７７】
副走査方向に２つに分割されたレーザビームは、液晶偏向素子１０２ＣＫを経て、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｃ，５Ｋ（副走査方向に重なり合うように配置されている。）によりそれぞれ、副走査方向へ集光され、光偏向器７に入射して偏向され、それぞれ第１走査レンズ８Ｃ，８Ｋ、第２走査レンズ１０Ｃ，１０Ｋを透過し、これらレンズの作用により光走査位置の感光体１１Ｃ，１１Ｋに光スポットを形成し、これら光走査位置を光走査する。
【００７８】
図１３に符号２０で示す部分が光走査装置で、カラー機用として４色分（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の走査結像光学系をもち、各色に相当するレーザビームが感光体に集光する図を示している。
【００７９】
光偏向器７の上段のポリゴンミラーにより偏向されるレーザビームのうち一方は、光路折り曲げミラーｍＭ１，ｍＭ２，ｍＭ３により屈曲された光路により光走査位置の実体をなす感光体１１Ｍに導光され、他方のレーザビームは、光路折り曲げミラーｍＣ１，ｍＣ２，ｍＣ３により屈曲された光路により光走査位置の実体をなす感光体１１Ｃに導光される。
【００８０】
また、光偏向器７の下段のポリゴンミラーにより偏向されるレーザビームのうち一方は、光路折り曲げミラーｍＹにより屈曲された光路により光走査位置の実体をなす感光体１１Ｙに導光され、他方のレーザビームは、光路折り曲げミラーｍＫにより屈曲された光路により光走査位置の実体をなす感光体１１Ｋに導光される。
【００８１】
したがって、２個の面発光レーザ１ＹＭ，１ＣＫからのレーザビームがそれぞれハーフミラープリズム４ＹＭ，４ＣＫで２つのレーザビームに分割されて４色分のレーザビームとなり、これらレーザビームにより、４個の感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが光走査される。感光体１１Ｙと感光体１１Ｍとは面発光レーザ１ＹＭからのレーザビームを副走査方向に２つに分割したレーザビームにより、光偏向器７の回転に伴い交互に光走査され、感光体１１Ｃと感光体１１Ｋとは面発光レーザ１ＣＫからのレーザビームを副走査方向に２つに分割した各レーザビームにより、光偏向器７の回転に伴い交互に光走査される。
【００８２】
感光体１１Ｙ〜１１Ｋはいずれも時計回りに等速回転され、帯電手段をなす帯電ローラＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫにより均一帯電され、それぞれ対応するレーザビームの光走査を受けてイエロー，マゼンタ，シアン，黒の各色画像を書込まれ対応する静電潜像（ネガ潜像）を形成される。
【００８３】
これら静電潜像はそれぞれ現像装置ＧＹ，ＧＭ，ＧＣ，ＧＫにより反転現像され、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上にそれぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が形成される。
【００８４】
これら各色トナー画像は、図示されない「転写シート」上に転写される。すなわち、転写シートは搬送ベルト１７により搬送され、転写器１５Ｙにより感光体１１Ｙ上からイエロートナー画像を転写され、転写器１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋによりそれぞれ、感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１ｋから、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像を順次に転写される。
【００８５】
このようにして、転写シート上においてイエロートナー画像〜黒トナー画像が重ね合わせられてカラー画像を合成的に構成する。このカラー画像は定着装置１９により転写シート上に定着されてカラー画像が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明に係る光走査装置およびカラー画像形成装置は、光走査されるレーザビームの迷光の影響をなくして高精度なレーザビーム検出を行うことができ、レーザラスタ書込光学系を有する装置において有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１  面発光レーザ光源
３  カップリングレンズ
４  ハーフミラープリズム
４ａ  半透鏡
４ｂ  反射面
５ａ，５ｂ  シリンドリカルレンズ
６  防音ガラス
７  光偏向器
７ａ  上ポリゴンミラー
７ｂ  下ポリゴンミラー
８ａ，８ｂ  第１走査レンズ
９ａ，９ｂ  光路折り曲げミラー
１０ａ，１０ｂ  第２走査レンズ
１１ａ，１１ｂ  感光体
１２  アパーチャ
１７  搬送ベルト
１９  定着装置
２０  光走査装置
４１  駆動回路
４２  レーザ透過部材
４３  液晶層
１０１ａ，１０１ｂ  レーザビーム検出器
１０２  液晶偏向素子
１１１  接続部
４０１  実装基板
４０２  パッケージ
４０２ａ  受光素子
４０２ｂ  ＩＣ
４０２ｃ  ＩＣリード
４０２ｄ  テーパ部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８８】
【特許文献１】特開２００２−２７７７７３号公報
【図１】
2010175923.tif 000003
【図２】
2010175923.tif 000004
【図４】
2010175923.tif 000005
【図５】
2010175923.tif 000006
【図６】
2010175923.tif 000007
【図７】
2010175923.tif 000008
【図８】
2010175923.tif 000009
【図９】
2010175923.tif 000010
【図１０】
2010175923.tif 000011
【図１１】
2010175923.tif 000012
【図１２】
2010175923.tif 000013
【図１３】
2010175923.tif 000014
【図３】
2010175923.tif 000015