(57)【要約】【課題】光ビームの走査位置や走査線位置を高精度に検出可能な光走査装置を実現する。【解決手段】本発明では、光源１１から出射した光ビームを偏向器１４で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系１５により被走査面１６上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段２２ａ、２２ｂを具備し、走査光学系１５は、偏向器１４により偏向された光ビームを、被走査面１６上で一定速度にて走査する機能を有し、光検出手段２２ａ、２２ｂにて検出される光ビームは、走査光学系を通って受光面に入射し、受光面を走査する光ビームの走査速度が、被走査面上での走査速度と同速度となるように受光面を配備する。【選択図】図１
2006208697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、
前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、前記光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、前記走査光学系は、前記偏向器により偏向された光ビームを、前記被走査面上で一定速度にて走査する機能を有し、前記光検出手段にて検出される光ビームは、前記走査光学系を通って前記受光面に入射し、前記受光面を走査する光ビームの走査速度が、前記被走査面上での走査速度と同速度となるように、前記受光面を配備することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
前記受光面は前記被走査面と光学的に等価な状態にて配備されることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１記載の光走査装置において、
前記受光面は前記被走査面と光学的に等価な状態からずらして配備され、前記受光面の位置が、光軸方向（光ビームが進行する方向）に沿って光源側へ移動した場合は、該受光面に対する光ビームの入射角が大きくなるように配備することを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１記載の光走査装置において、
前記受光面は前記被走査面と光学的に等価な状態からずらして配備され、前記受光面の位置が、光軸方向（光ビームが進行する方向）に沿って光源から遠ざかる向きへ移動した場合は、該受光面に対する光ビームの入射角が小さくなるように配備することを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
複数の光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、
前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、前記光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、前記複数の光ビームが共通又は同一の受光面に異なる光路を通って入射するとともに、前記受光面を走査する少なくとも２つの光ビームの走査速度が、同速度であることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、
前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、前記光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、前記偏向器による一走査内において、一つの光ビームを共通又は同一の受光面にて複数回検出するとともに、前記複数回の検出における前記受光面を走査する光ビームの走査速度が、同速度であることを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
複数の光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、
前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、前記走査光学系とは異なる光学素子を含む光学系を介して前記光ビームが前記受光面に入射され、該受光面を走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項７記載の光走査装置において、
前記走査光学系の主走査方向の焦点距離をＦ［ｍｍ］、前記偏向器から受光面までの光路を構成する光学系の主走査方向の焦点距離をＦｄ［ｍｍ］、とするとき、
Ｆｄ＞Ｆ
が成立することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、
前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、共通又は同一の受光面に、少なくとも２つの光ビームを、主走査方向の焦点距離が等しい光学系を介して、互いに異なる光路を通って入射するとともに、前記受光面の法線が、該受光面に入射する前記複数の光ビームの主光線の間に配されるように、前記受光面を配備することを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、
前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、共通又は同一の受光面に、少なくとも２つの光ビームを、主走査方向の焦点距離が異なる光学系を通して入射するとともに、前記光学系のうち、主走査方向の焦点距離の長い光学系を通る光ビームの前記受光面に対する入射角が主走査方向の焦点距離の短い光学系を通る光ビームの前記受光面に対する入射角より小さくなるように、前記受光面が配備されることを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記被走査面における光ビームの位置を可変する光ビーム位置可変手段を具備し、前記光検出手段による検出結果に基づき、光ビーム位置を制御することを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記光検出手段は、少なくとも光ビームの走査開始側及び走査終了側に配備され、光ビームを検出することを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記光検出手段は、共通の被走査面を同時に走査する複数の光ビームを検出することを特徴とする光走査装置。
【請求項１４】
請求項１乃至４、６乃至１１のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記光検出手段は、異なる被走査面を走査する複数の光ビームを検出することを特徴とする光走査装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記光検出手段からの出力信号に基づき、前記偏向器による一走査の開始タイミングを決定することを特徴とする光走査装置。
【請求項１６】
請求項１２記載の光走査装置において、
前記光検出手段を、少なくとも光ビームの走査開始側及び走査終了側に配備するとともに、各々の出力信号により主走査方向の倍率変化を導出し、その倍率変化に応じて光源の変調周波数を可変することを特徴とする光走査装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一つに記載の光走査装置に適用され、前記受光面を通過する一つまたは複数の光ビームの走査時間を前記光検出手段により検出し、前記被走査面における走査位置及び／または走査線間隔を検出することを特徴とする光ビーム検出方法。
【請求項１８】
像担持体と、該像担持体に光ビームを露光して潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上に形成した潜像を現像して顕像化する現像手段と、前記像担持体上で顕像化された画像を記録媒体に直接または中間転写体を介して転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された画像を定着する定着手段を備えた画像形成装置において、
前記露光手段として、請求項１乃至１６のいずれか一つに記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
並設された複数の像担持体と、各像担持体に光ビームを露光して潜像を形成する露光手段と、各像担持体上に形成した潜像を現像して顕像化する現像手段と、各像担持体上で顕像化された画像を記録媒体に直接または中間転写体を介して転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された画像を定着する定着手段を備えた画像形成装置において、
前記露光手段として、請求項１乃至１６のいずれか一つに記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の光書込光学系等に用いられる光走査装置及びその光走査装置における光ビーム検出方法、並びにその光走査装置を備えたデジタル複写機、レーザプリンタ、レーザプロッタ、レーザファクシミリ、あるいはこれらの機能を備えた複合機、もしくは印刷装置等の画像形成装置に関する。また、本発明の光走査装置は、画像形成装置の他、画像表示装置、画像描画装置等に応用することが可能である。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の光書込光学系等に用いられる光走査装置として、光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して、該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置が知られている。そして、この種の光走査装置において、光ビームの間隔や位置を検出するための検出手段に関する従来技術としては以下のようなものがある。
（１）主走査方向の開始側と終了側が各々非平行な端縁を有する光ビーム検出手段により、２つの光ビームの走査時間差を計測し、その結果（時間差：Ｔ）に走査速度Ｖを乗じることにより、２つの光ビーム間の距離（Ｌ＝Ｔ×Ｖ）を導出する（特許文献１，２，３参照）。
（２）細帯状の光センサを相互に非平行に主走査方向に並列し、複数の光スポットが走査する通過時間を計測した結果から、走査速度を用いて、走査線ピッチを演算する（特許文献４参照）。
（３）複数の半導体レーザから発光される光を反射させてそれぞれ走査するポリゴンミラーと、このポリゴンミラーによって走査される光をその走査方向に対し垂直な一側部から入射させて受光し、走査方向に対し傾斜する他側部から出射させる受光素子と、この受光素子の受光信号を受けることにより、前記半導体レーザに画像情報に応じた光を発光させる制御手段と、前記複数の半導体レーザから発光され前記ポリゴンミラーにより走査される画像情報光を複数の感光ドラムに導く光学系とを具備することにより、走査光の副走査方向のずれ量を算出できる光走査装置および画像形成装置（特許文献５参照）。
【０００３】
上記の従来技術（１）〜（３）をはじめとして、周知の従来技術においては、光センサを通過する光ビームの走査速度は既知であることが前提となっている。しかしながら、光センサの配置により光ビームの走査速度は変化するため、光走査装置等にて実際に適用する場合には、一様に走査速度を既知として取り扱うことはできない。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７２３９９号（特許第３１９１２３２号）公報
【特許文献２】特開平７−２２８０００号（特許第３３６３２３５号）公報
【特許文献３】特開平９−２１０８４９号公報
【特許文献４】特開平１０−９０６１６号公報
【特許文献５】特開平１０−２３５９２８号公報
【特許文献６】特開２０００−２２７５６３号公報
【特許文献７】特開平１０−２１５３５１号公報
【特許文献８】特開平９−１８９８７３号公報
【特許文献９】特開平１１−２３１２４０号公報
【特許文献１０】特開２００１−１６６２３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
［１］マルチビーム走査装置に関して
画像形成装置の光書込系に用いられる光走査装置において、記録速度を向上させる手段としては、偏向手段であるポリゴンミラーの回転速度を上げる方法がある。しかし、この方法ではモータの耐久性や騒音、振動、及びレーザの変調スピード等が問題となり限界がある。そこで一度に複数の光ビームを走査して複数ラインを同時に記録する光走査装置（マルチビーム走査装置と言う）の提案がなされている。
この光走査装置（マルチビーム走査装置）の光源手段として用いられ、複数のレーザビームを出射するマルチビーム光源装置の方式として、例えば１パッケージ内に複数の発光点（発光チャンネル）を持つマルチビーム半導体レーザ（例えば半導体レーザアレイ）を用いる方式があるが、半導体レーザアレイは製造プロセス上、チャンネル数を増加することが困難であり、また、熱的／電気的なクロストークの影響を除去することが難しく、短波長化が困難であるといった理由により、現在では高価な光源手段である。
【０００６】
一方、シングルビーム半導体レーザは、現在でも短波長化が比較的容易であり、低コストにて製造することが可能であり、種々の工業分野にて汎用的に用いられている。
このシングルビーム半導体レーザ（あるいは上記のマルチビーム半導体レーザ）を光源とし、ビーム合成手段を用いて複数のレーザビームを合成する光源装置及びマルチビーム走査装置に関する提案が、従来より多数行われている。
しかし、半導体レーザアレイを光源手段として用いる方法と比較し、ビーム合成手段を用いて複数のレーザビームを合成する方法の場合には、環境変動／経時等の影響により、被走査面におけるビームスポット配列（ビームピッチ；走査線間隔）が変動するといった問題が発生しやすかった。
【０００７】
この問題を解決する方法に関する従来技術の代表例を以下に示す。
（１）特許文献６には、複数の光源から出射される光ビームをビーム合成プリズムを用いて合成するマルチビーム走査光学装置において、ビーム合成プリズムの、光路に沿ったシフト、及び主走査断面内または副走査断面内の傾き調整により、光ビームの出射方向を調整することで、被走査面上のビームスポット位置を調整することが記載されている。
（２）特許文献７には、複数の光源から出射される光ビームをビーム合成プリズムを用いて合成する光ビーム走査装置において、ポリゴンミラーの反射面上に線像を形成するためのシリンドリカルレンズを副走査方向にシフトすることにより、光ビームの出射方向を調整することで、被走査面上のビームスポット位置を調整することが記載されている。
（３）特許文献８には、複数の光源から出射される光ビームをハーフミラーを用いて合成するマルチビーム走査装置において、光路中に設けられたガルバノミラーの傾き調整及び光源装置の傾き調整により、光ビームの出射方向を調整することで、被走査面上のビームスポット位置を調整することが記載されている。
【０００８】
［２］タンデム式カラー画像形成装置に関して
近年、レーザプリンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリ等の画像形成装置においては、走査光学系を構成する光学素子の材料としてプラスチック材料が多く使われている。プラスチックは、量産性に優れている一方で、成形時の金型内温度の分布や金型から取り出した後の冷却が一律に行われないなどの要因により、形状が理想のものから外れてしまうことも多い。
走査光学系においては、主走査方向に長い形状の光学素子が多く、副走査方向に光学素子が曲がってしまうこともあり、上記のような長尺状光学素子の保持方法によっては、光学素子の曲がりによって、走査線傾き、走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれの原因となる。また、光学素子のハウジングへの取り付け誤差も被走査面上での副走査対応方向への走査位置ずれとなり、この走査位置ずれも無視できない大きさになる場合が多い。
【０００９】
さらに、画像形成の高速化あるいはカラー画像形成のために複数の走査手段を持つ画像形成装置（これを後述の「タンデム型」という）においては、走査手段を保持固定しているハウジング間の温度偏差により、走査手段毎に走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれの量が異なり、形成画像の品質の劣化、色ずれなどの要因となる。また、複数の光ビームを単一の偏向器に入射させて走査し、光学素子を副走査方向に重ね合わせて配置する方式、すなわち、同一の光学ハウジング内に全ての走査手段を保持する方式においても、それぞれの走査光学系を構成する光学素子の形状誤差、取り付け誤差、同一ハウジング内での温度分布の影響により、各被走査面である例えば感光体表面での走査線傾き、走査線曲がりなど、副走査対応方向への走査位置ずれの量が異なり、やはり形成画像品質を劣化させることになる。
【００１０】
フルカラー画像形成装置の一形式としてタンデム型がある。これは、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して４つの感光体ドラムを転写ベルトの搬送面に沿って列設し、各感光体ドラムに対応して設けられた光走査装置により光ビームを走査して、各感光体ドラム周面に静電潜像を形成すると共に、これらの静電潜像を該当する色のトナーで顕像化し、これを転写ベルトによって搬送される用紙上に順次重ねて転写して多色画像を形成するものである。したがって、色ごとに副走査対応方向の走査位置ずれが生じてしまうと、形成画像の品質低下、あるいは色ずれなどの原因となる。
【００１１】
上に述べた問題の解決手段として、多数の提案がなされている。これらの提案の中から本願発明に関連のあるものを以下に幾つか挙げる。
一つの例は、走査光学系中の光学部材、例えばミラーを調整ねじなどによって強制的に変形させる調整機構を設け、走査線の曲がりを補正するようにした光走査装置が提案されている（例えば特許文献９参照）。しかしながら、この方式では走査線曲がりの補正によって主走査方向の倍率が変化する難点がある。そのため、特にタンデム方式の書込光学系においては、光走査装置および対応する感光体からなる各ステーション間で主走査方向のドット位置ずれが生じ、このドット位置ずれによる色ずれが発生する。また、走査線の傾き調整ができないため、ステーション毎の走査線曲がり量を所定の範囲に低減しても、走査線の傾きがステーション毎にばらつけば色ムラや色ズレとなり、形成される画像品質の劣化となる。
【００１２】
別の例として、筺体にねじ込まれた複数の調整ねじと、各調整ねじに対向した位置に配置されたばね手段により、筺体内に配設されたプラスチックレンズを押し付けて支持する構成とし、各調整ねじによる押圧力を調整することにより、プラスチックレンズの撓み変形を補正し、被走査面上での走査線曲がり及び／または傾きを補正するようにした走査光学装置が提案されている（例えば特許文献１０参照）。この発明にかかる調整方式では、プラスチックレンズを筺体内に配設する構成であるため、光走査装置が大型化する難点があり、また、筺体を光学ハウジングに固定しているため、走査線の傾きを補正することはできない。
【００１３】
［３］本発明が解決しようとする問題点
上述の「マルチビーム走査装置」及び「タンデム式カラー画像形成装置」においては、経時／温度変化に伴うビームピッチ（走査線間隔）のずれ量、または、ステーション間の（相対的な）走査線位置ずれ量（特に、走査線傾きのずれ量）を検出し、その検出結果に基づきフィードバック制御により、ずれ量を補正することを目論んでいる。
ビームピッチを含め、このような（広い意味での）走査線位置のずれ量を検出する手段に関する発明は、従来より多数なされてきており、その代表例を前述の「背景技術」にて提示した。このうち、「光ビームが光センサを通過する時間を計測し、その計測した時間に基づき走査線位置またはビームピッチを導出する」従来技術においては、走査速度を既知として扱っている。しかし、このような光センサ（光検出手段）を光走査装置等に適用する場合には、走査速度が既知であることを前提とすることは、必ずしも適切ではない。
すなわち、上記光検出手段は、光ビーム位置や走査線傾き量又はビームピッチそのものを検出するのではなく、光検出手段の受光面を光ビームが走査する（横切る）時間を計測し、それを「長さ」に換算している。そのため光検出手段の配置が不適切である場合には、走査時間を高精度に計測できたとしても、走査距離（すなわち光ビームの位置）を正確に求められない恐れがあった。
【００１４】
［４］本発明の目的
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、光ビームの位置や走査線位置または走査線間隔を高精度に検出可能な光走査装置を提供することを目的とする。さらには、上記走査線位置の検出結果に基づき、走査線位置を可変制御することが可能な光走査装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、光走査装置における走査線位置または走査線間隔を高精度に検出することが可能な光ビーム検出方法を提案することを目的とする。
さらにまた、本発明は、上記の光走査装置を用いて高品位な画像出力が可能な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】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明では以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第１の手段は、光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、前記光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、前記走査光学系は、前記偏向器により偏向された光ビームを、前記被走査面上で一定速度にて走査する機能を有し、前記光検出手段にて検出される光ビームは、前記走査光学系を通って前記受光面に入射し、前記受光面を走査する光ビームの走査速度が、前記被走査面上での走査速度と同速度となるように、前記受光面を配備することを特徴とする（請求項１）。
また、本発明の第２の手段は、第１の手段の光走査装置において、前記受光面は前記被走査面と光学的に等価な状態にて配備されることを特徴とする（請求項２）。
【００１６】
本発明の第３の手段は、第１の手段の光走査装置において、前記受光面は前記被走査面と光学的に等価な状態からずらして配備され、前記受光面の位置が、光軸方向（光ビームが進行する方向）に沿って光源側へ移動した場合は、該受光面に対する光ビームの入射角が大きくなるように配備することを特徴とする（請求項３）。
また、本発明の第４の手段は、第１の手段の光走査装置において、前記受光面は前記被走査面と光学的に等価な状態からずらして配備され、前記受光面の位置が、光軸方向（光ビームが進行する方向）に沿って光源から遠ざかる向きへ移動した場合は、該受光面に対する光ビームの入射角が小さくなるように配備することを特徴とする（請求項４）。
【００１７】
本発明の第５の手段は、複数の光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、前記光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、前記複数の光ビームが共通又は同一の受光面に異なる光路を通って入射するとともに、前記受光面を走査する少なくとも２つの光ビームの走査速度が、同速度であることを特徴とする（請求項５）。
【００１８】
本発明の第６の手段は、光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、前記光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、前記偏向器による一走査内において、一つの光ビームを共通又は同一の受光面にて複数回検出するとともに、前記複数回の検出における前記受光面を走査する光ビームの走査速度が、同速度であることを特徴とする（請求項６）。
【００１９】
本発明の第７の手段は、複数の光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、前記走査光学系とは異なる光学素子を含む光学系を介して前記光ビームが前記受光面に入射され、該受光面を走査することを特徴とする（請求項７）。
また、本発明の第８の手段は、第７の手段の光走査装置において、前記走査光学系の主走査方向の焦点距離をＦ［ｍｍ］、前記偏向器から受光面までの光路を構成する光学系の主走査方向の焦点距離をＦｄ［ｍｍ］、とするとき、
Ｆｄ＞Ｆ
が成立することを特徴とする（請求項８）。
【００２０】
本発明の第９の手段は、光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、共通又は同一の受光面に、少なくとも２つの光ビームを、主走査方向の焦点距離が等しい光学系を介して、互いに異なる光路を通って入射するとともに、前記受光面の法線が、該受光面に入射する前記複数の光ビームの主光線の間に配されるように、前記受光面を配備することを特徴とする（請求項９）。
【００２１】
本発明の第１０の手段は、光源から出射した光ビームを偏向器で偏向し、偏向された光ビームを走査光学系により被走査面上に集光して該被走査面上を主走査方向に走査する光走査装置において、前記光ビームの主走査方向と直交する副走査方向での走査位置により、光ビームが横切る距離が異なる受光面と、該受光面を光ビームが横切る走査時間を計測する計測手段とからなる光検出手段を具備し、前記共通の（同一の）受光面に、少なくとも２つの光ビームを、主走査方向の焦点距離が異なる光学系を通して入射するとともに、前記光学系のうち、主走査方向の焦点距離の長い光学系を通る光ビームの前記受光面に対する入射角が主走査方向の焦点距離の短い光学系を通る光ビームの前記受光面に対する入射角より小さくなるように、前記受光面が配備されることを特徴とする（請求項１０）。
【００２２】
本発明の第１１の手段は、第１乃至第１０のいずれか一つの手段の光走査装置において、前記被走査面における光ビームの位置を可変する光ビーム位置可変手段を具備し、前記光検出手段による検出結果に基づき、光ビーム位置を制御することを特徴とする（請求項１１）。
また、本発明の第１２の手段は、第１乃至第１１のいずれか一つの手段の光走査装置において、前記光検出手段は、少なくとも光ビームの走査開始側及び走査終了側に配備され、光ビームを検出することを特徴とする（請求項１２）。
さらにまた、本発明の第１３の手段は、第１乃至第１１のいずれか一つの手段の光走査装置において、前記光検出手段は、共通の被走査面を同時に走査する複数の光ビームを検出することを特徴とする（請求項１３）。
【００２３】
本発明の第１４の手段は、第１乃至第４、第６乃至第１１のいずれか一つの手段の光走査装置において、前記光検出手段は、異なる被走査面を走査する複数の光ビームを検出することを特徴とする（請求項１４）。
また、本発明の第１５の手段は、第１乃至第１４のいずれか一つの手段の光走査装置において、前記光検出手段からの出力信号に基づき、前記偏向器による一走査の開始タイミングを決定することを特徴とする（請求項１５）。
【００２４】
本発明の第１６の手段は、第１２の手段の光走査装置において、前記光検出手段を、少なくとも光ビームの走査開始側及び走査終了側に配備するとともに、各々の出力信号により主走査方向の倍率変化を導出し、その倍率変化に応じて光源の変調周波数を可変することを特徴とする（請求項１６）。
【００２５】
本発明の第１７の手段は、光ビーム検出方法であり、第１乃至第１６のいずれか一つの手段の光走査装置に適用され、前記受光面を通過する一つまたは複数の光ビームの走査時間を前記光検出手段により検出し、前記被走査面における走査位置及び／または走査線間隔を検出することを特徴とする（請求項１７）。
【００２６】
本発明の第１８の手段は、像担持体と、該像担持体に光ビームを露光して潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上に形成した潜像を現像して顕像化する現像手段と、前記像担持体上で顕像化された画像を記録媒体に直接または中間転写体を介して転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された画像を定着する定着手段を備えた画像形成装置において、前記露光手段として、第１乃至第１６のいずれか一つの手段の光走査装置を用いたことを特徴とする（請求項１８）。
【００２７】
本発明の第１９の手段は、並設された複数の像担持体と、各像担持体に光ビームを露光して潜像を形成する露光手段と、各像担持体上に形成した潜像を現像して顕像化する現像手段と、各像担持体上で顕像化された画像を記録媒体に直接または中間転写体を介して転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された画像を定着する定着手段を備えた画像形成装置において、前記露光手段として、第１乃至第１６のいずれか一つの手段に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする（請求項１９）。
【発明の効果】
【００２８】
第１の手段の光走査装置では、光検出手段（例えば光検出センサ）による検出結果（走査時間）から走査距離を導出する際に、走査速度を定数として扱うことができるため、アルゴリズムの単純化／共通化、及び光検出センサ（あるいは構成部品）の共通化／低コスト化を図ることが可能となる。
【００２９】
第２の手段の光走査装置では、第１の手段の効果に加え、被走査面と等価な位置に受光面を配置するため、受光面における光ビームの性能が良好に維持できる。また、受光面における走査速度が一定になる（配置位置によらず、同じ光検出センサ／計算方法（「検出時間→走査長」の換算）を適用することができる）ので、アルゴリズムの単純化／共通化を図ることができる。
【００３０】
第３、第４の手段の光走査装置では、第１の手段の効果に加え、メカ・レイアウト（光路長）等の制約により、受光面を被走査面と等価な位置に配備できない場合（深度方向にずらして配置する必要がある場合）に、受光面の配置角度αをずらすことで、受光面と等価な位置に配備した場合と同じ計算方法を採用できる。
【００３１】
第５の手段の光走査装置では、複数ステーション光学系において、異なるステーション間で共通又は同一の光検出手段（例えば光検出センサ）を用いた場合、受光面における複数ビームの走査速度が同一なので、複数ビームに対して同じ計算方法（「検出時間→走査長」の換算）を適用できる。また、光検出センサを共通使用するので、光検出センサの使用個数を低減することができる。
【００３２】
第６の手段の光走査装置では、走査開始側及び走査終了側に、一つの光ビームに対し共通又は同一の光検出手段（例えば光検出センサ）を用いた場合を想定（両側同期）し、走査開始側及び走査終了側にて走査速度が同一なので、同じ計算方法（「検出時間→走査長」の換算）を適用できる。また、一走査において複数箇所にて走査位置を検出するので、走査線形状を把握することができる。さらに、複数回の検出を同一の光検出センサにて行えるので、光検出センサの使用個数を低減することができる。
【００３３】
第７の手段の光走査装置では、光ビームが受光面に至る光路を、走査光学系とは異なる光路とすることで、受光面に至る光路のレイアウトの自由度が拡大できる。
また、第８の手段の光走査装置では、第７の手段の効果に加え、走査光学系（主走査方向の焦点距離：Ｆ）よりも主走査方向の焦点距離が長い光学系（焦点距離：Ｆｄ、Ｆｄ＞Ｆ）を通って受光面に至る構成とすることで、検出結果から被走査面での特性値を予測（換算する）際に、検出手段での検出誤差を縮小（Ｆ／Ｆｄ）して評価することが可能となり、検出精度の高精度化を図ることができる。
【００３４】
第９の手段の光走査装置では、同一の受光面に入射する複数の光ビームの入射角度の偏差を小さくすることができる。すなわち走査速度の偏差を小さくすることができるので、各光ビームに対し同じ計算方法（「検出時間→走査長」の換算）を適用できる。また、受光面でのビームスポット形状の偏差の発生を低減することができる。
【００３５】
第１０の手段の光走査装置では、受光面に入射する光ビームの走査速度の偏差を小さくすることができるので、各光ビームに対し同じ計算方法（「検出時間→走査長」の換算）を適用できる。
【００３６】
第１１の手段の光走査装置では、走査位置の検出結果に基づき、フィードバック補正を行うことができるので、外乱の影響が発生しても高精度に走査位置を所定値に調整することができる。
また、第１２の手段の光走査装置では、走査線の傾きの程度を把握することができる。
また、第１３の手段の光走査装置では、複数ビーム走査装置において、共通の被走査面を走査する複数ビームの走査線間隔（ビームピッチ）を検出することができる。
【００３７】
第１４の手段の光走査装置では、カラー画像形成装置等に適用可能な複数ステーション光走査装置において、異なるステーションに対応する走査位置の検出を、共通の光検知センサにて行うことができるので、部品コスト低減を図ることができる。
また、第１５の手段の光走査装置では、一走査の開始タイミングを決定するための「同期検知センサ」を別途設ける必要がないので、部品コストの低減を図ることができる。
【００３８】
第１６の手段の光走査装置では、温度変化等に伴う主走査方向の倍率の変動を検出することが可能となるので、出力信号に基づき画像情報に従い変調されている光源（半導体レーザ）の変調周波数を可変することで、主走査方向の倍率の変動を補正し、画像劣化を抑制することが可能となる。
【００３９】
第１７の手段の光ビーム検出方法では、高精度に走査位置を検出でき、また、複数ビームの場合は、高精度に走査位置と走査線間隔を検出することができる。
【００４０】
第１８の手段の画像形成装置では、像担持体に光ビームを露光して潜像を形成する露光手段として、第１乃至第１６のいずれか一つの手段の光走査装置を用いたので、高品位な出力画像を得ることができる。
【００４１】
第１９の手段の画像形成装置では、並設された複数の像担持体を備え、各像担持体に光ビームを露光して潜像を形成する露光手段として、第１乃至第１６のいずれか一つの手段の光走査装置を用いたので、高品位なカラー出力画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の構成、動作および作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００４３】
［１］光走査装置及び画像形成装置の概要
［１−１］光走査装置の概要．
本発明に係る光走査装置の概要を図１を用いて説明する。この光走査装置においては、半導体レーザ（あるいは複数の発光点を有するマルチビーム半導体レーザでも構わない）１１から放射され、カップリングレンズ１２により以降の光学系の特性に応じてカップリッグされた光ビーム（レーザビーム）１７が、副走査方向にパワーを有するシリンドリカルレンズ１３の作用により、偏向器であるポリゴンミラー１４の偏向反射面上に、副走査方向に結像し主走査方向に長い線像として結像する。ポリゴンミラー１４の偏向反射面により偏向走査されたレーザビームは、走査光学系１５の作用により、被走査面である感光体ドラム１６上を光スポットとして主走査方向に走査する。
ここで、通常『主走査方向』及び『副走査方向』とは、被走査面で光スポットが走査される方向とその直交方向を意味するが、以下の説明では、光路の各場所で、(被走査面の)主走査方向と副走査方向に対応する方向を（広い意味で）各々『主走査方向』、『副走査方向』と呼んでいる。
【００４４】
［１−２］画像形成装置の概要．
［１−２−１］画像形成装置．
次に本発明に係る画像形成装置について説明する。図２は、本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略断面構成図である。この画像形成装置は、光走査装置２０、感光体ドラム１６、帯電器６１、現像器６２、転写器６３、定着器６４及びクリーニング器６５を有してなり、像担持体である感光体ドラム１６を帯電器６１で一様に帯電した後、光走査装置２０からのレーザビームにより感光体ドラム１６に光書込みを行い、所望の画像情報に基づき、感光体１６上に静電潜像を形成する。
【００４５】
画像形成装置による画像形成の原理は、周知の電子写真プロセスの通りであり、感光体ドラム１６は帯電器６１により一様に帯電され、光走査装置２０によって形成される露光分布に応じて電位が低下し、感光体ドラム１６上に静電潜像が形成され、現像器６２によりトナーが付着される。感光体ドラム１６に付着したトナーは、転写器６３により記録媒体である用紙Ｓに転写された後に定着器６４によって用紙Ｓに融解固着される。クリーニング器６５は、転写後の感光体ドラム１６上の残留トナーを除去する。
【００４６】
［１−２−２］２ドラムタンデム方式の画像形成装置の光走査装置．
２ドラムタンデム方式の画像形成装置用の光走査装置について、図３を用いて説明する。図示しない光源から出射された２本のレーザビームは、ポリゴンミラー１４により偏向反射され、共通の第一走査レンズ１５−１を通過する。第一走査レンズ１５−１を出射した２本のレーザビームは、各々異なる折返しミラーにより光路を折り曲げられ、異なる第二走査レンズ１５−２Ｍ、１５−２Ｙを通過した後、各々感光体ドラム１６Ｍ、１６Ｙに到達する。このレーザビームにより各感光体ドラム上に静電潜像が形成される。
以降は［１−２−１］で説明した電子写真プロセスに従うが、２ドラムタンデム方式の場合には、図２における用紙Ｓの替わりに、中間転写ベルト３１上にトナー像が転写され、２色のトナー像が重ね合わされた画像が形成される。その後、中間転写ベルト３１上のトナー像を図示しない用紙に改めて転写させる過程を経て、用紙が画像形成装置から出力される。
【００４７】
［１−２−３］４ドラムタンデム方式の画像形成装置．
４ドラムタンデム方式の画像形成装置の一例を図４に示す。基本的な電子写真プロセスは上記［１−２−１］、［１−２−２］と同様である。図４に示す４ドラムタンデム方式の画像形成装置の場合には、４つの感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙに対応して、４つの走査光学系が配備されている。半導体レーザ１１とカップリングレンズ１２からなる４つの光源部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを出射した４本のレーザビームは、それぞれ副走査方向にパワーを有するシリンドリカルレンズ１３の作用により、偏向器である４段のポリゴンミラー１４の偏向反射面上に、副走査方向に結像し主走査に長い線像として結像する。そして４段のポリゴンミラー１４の各反射面により偏向され、共通の第一走査レンズ１５−１を通過した後、各々折り返しミラーにより光路分離され、個別の第二走査レンズ１５−２を介して、各感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙに至る。このような各色に対応した光学系（及びその光路）を「ステーション」と呼ぶと、本光走査装置（画像形成装置）は、４ステーションである。
いま、感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙがそれぞれ、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナーに対応しているとすると、図示しない電子写真プロセス（図３と同様）に従い、中間転写ベルト３１上に、上記４色のトナーが順次重ね合わせて転写され、フルカラー画像が形成される。
【００４８】
［２］光検出手段の概要．
［２−１］非平行な辺縁を有する受光面を備えた光検出手段．
図５に光検出手段の受光面（例えばフォトダイオード等の光センサ）ＰＤの一例を示す。この受光面ＰＤは、レーザ光の走査方向（主走査方向）に垂直な辺縁と、それと角度φをなす辺縁を持つ三角形状を呈している。いま２つのレーザ光ＢＳ１とＢＳ２が副走査方向に距離ＰZ だけ離れた状態で、この受光面ＰＤを走査した場合について考える。ＢＳ１の走査時間をＴ1 、ＢＳ２の走査時間をＴ2 、ＢＳ１及びＢＳ２の走査速度をＶとすると、両レーザ光の主走査方向の距離ＰYは、
ＰY＝Ｖ(Ｔ1−Ｔ2) 
なので、副走査方向の距離（すなわち走査線間隔）は、
ＰZ＝ＰY／tanφ＝Ｖ(Ｔ1−Ｔ2)／tanφ
にて導出することができる。
このような、「光ビームが受光面（光センサ）ＰＤを通過する時間を計測し、計測した時間に基づき光ビームの走査位置や走査線位置、走査線間隔（ビームピッチ）を導出する」発明の先願は多数なされているが、そのいずれにおいても、走査速度を既知として扱っている。しかし、先述のように、このような光検出手段を光走査装置等に適用する場合には、光検出手段（受光面）の配置により走査速度が一様ではないため、走査速度が既知であることを前提とすることは、必ずしも適切ではない。
【００４９】
［２−２］細帯状の互いに非平行な一対の受光面を備えた光検出手段．
図６に光検出手段の別の例を示す。この光検出手段は、細帯状の互いに非平行な一対の受光面（例えばフォトダイオード等の光センサ）ＰＤ１，ＰＤ２を備えており、一方の受光面ＰＤ１はレーザ光の走査方向（主走査方向）に垂直に配置され、他方の受光面ＰＤ２はそれと角度φをなして配置されている。このような非平行な一対の受光面ＰＤ１，ＰＤ２を備えた光検出手段の場合も、図５と同様にレーザ光を検出することができる。すなわち、２つのレーザ光ＢＳ１とＢＳ２が副走査方向に距離ＰZ だけ離れた状態で、この２つの受光面ＰＤ１，ＰＤ２を走査した場合に、ＢＳ１の走査時間をＴ1 、ＢＳ２の走査時間をＴ2 、ＢＳ１及びＢＳ２の走査速度をＶとすると、両レーザ光の主走査方向の距離ＰYは、
ＰY＝Ｖ(Ｔ1−Ｔ2) 
なので、副走査方向の距離（すなわち走査線間隔）は、
ＰZ＝ＰY／tanφ＝Ｖ(Ｔ1−Ｔ2)／tanφ 
にて導出することができる。
このように、非平行な一対の受光面ＰＤ１，ＰＤ２を備えた光検出手段の場合にも、レーザ光が細帯状の互いに非平行な一対の受光面（光センサ）ＰＤ１、ＰＤ２を通過する時間を計測し、計測した時間に基づいてレーザ光の走査位置や走査線位置、走査線間隔（ビームピッチ）を導出することが可能となる。
【００５０】
［３］本発明の光走査装置．
次に本発明の光走査装置の実施例についてより詳細に説明する。
【００５１】
［３−１］光検出手段（受光面）を被走査面と等価な状態に配備した光走査装置（第１、２、１２、１３、１５、１６の手段に対応した実施例）．
光走査装置の概要を説明した図１を再び用いて、本発明の光走査装置の第１実施例について説明する。
この第１実施例においては、走査光学系１５はｆθレンズ等から構成され、一定の回転角速度で回転しているポリゴンミラー１４により偏向されたレーザビームを、一定速度にて被走査面１６上を走査（等速走査）する機能を有する。本実施例では、偏向器の例としてポリゴンミラーを用いたが、正弦波的な周期振動するガルバノミラー等を用いても構わない。このような偏向器（ガルバノミラー）を用いた場合でも、走査光学系１５は、偏向器により偏向されたレーザビームを、一定速度にて被走査面上を等速走査する機能を有するものとする。
【００５２】
被走査面１６における「光走査領域」（本光走査装置を画像形成装置に適用した場合には、画像領域に相当する）の両外側には、［２］にて説明したような構成の受光面（図５または図６のような形状の光センサ）を有する『光検出手段』２２ａ、２２ｂが備えられている。通常、光検出手段は被走査面１６の両外側の符号２２ａ−１、２２ｂ−１で示すような光検出手段の位置に配置されるが、図１においては、光走査装置におけるメカレイアウトの制約により、光検出手段２２ａ、２２ｂに至る光路２０ａ及び２０ｂを、折り返しミラー２３ａ、２３ｂにより２１ａ−１、２１ｂ−１から２１ａ、２１ｂに折り返している。このように折り返しミラー等により光路を偏向された場合でも、光路偏向前と光路長が同じ（かつ、光検出手段の受光面に入射するレーザビームの入射角が同じ）である場合に、「光学的に等価である」とみなすことにする。
図１のように、光走査開始端及び光走査終了端の外側等、少なくとも２ヶ所に光検出手段２２ａ、２２ｂを備えることにより、被走査面（感光体ドラム）１６における「走査線傾き」を検出することが可能となり、さらに多く（３個以上）の光検出手段２２を備えることで走査線の形状（走査線曲がり）をも把握することが可能となる。（第１２の手段）
【００５３】
いま、『複数の光検出手段によりレーザビームを検出する場合、あるいは、一つの光検出手段により複数回レーザビームを検出する場合』（注１）には、各検出において、受光部における各レーザビームの走査速度が同速度となるように、上記受光面を配備することが望ましい。（第１の手段）
このように受光面を配備することにより、各走査における検出結果（走査時間）から走査距離を導出する換算式、
［検出結果（走査時間）］×［走査速度］＝［走査距離］
において、「走査時間」を定数として扱うことができる。これにより、アルゴリズムの単純化／共通化を図ることができ、また、光検出手段（またはそれを構成する構成部品）の共通化（低コスト化）を図ることができる。
【００５４】
（注１）下記(1)〜(4)の構成等を想定している。
(1) 一つの光源を出射し、異なる光路（光学素子）を通り、異なる光検出手段（受光面）に至る場合（代表例：図１）。
(2) 異なる光源を出射し、異なる光路（光学素子）を通り、異なる光検出手段（受光面）に至る場合（代表例：図示省略）。
(3) 一つの光源を出射し、異なる光路（光学素子）を通り、共通又は同一の光検出手段（受光面）に至る場合（代表例：図９、図１０）。
(4) 異なる光源を出射し、異なる光路（光学素子）を通り、共通又は同一の光検出手段（受光面）に至る場合（代表例：図８）。
【００５５】
第１実施例（図１）は上記(1) の具体例であるが、このように光検出手段２２の受光面を、被走査面と等価な状態に配置することにより、光検出手段の配置によらず、受光面における走査速度を一定とすることができるのみならず、受光面における光ビームのビームスポットの形状を良好に維持できるというメリットが得られる。（第２の手段）
【００５６】
一方、図１では１本のレーザビームにより被走査面１６を走査するシングルビーム走査装置の例を示したが、複数のレーザビームにて共通の被走査面を同時に走査するマルチビーム走査装置に展開することも可能である。この場合には、光走査開始端（又は光走査終了端）の外側等の少なくとも１ヶ所に、光検出手段２２を備えることで、上記複数ビームの走査線間隔（ビームピッチ）を検出することが可能である。（第１３の手段）
なお、この光検出手段２２からの出力信号を、画像情報に対応する光走査開始タイミングを設定するための、同期信号として使用しても構わない。（第１５の手段）
さらに、光検出手段を光走査開始端側のみならず終了端側にも備え、同期信号を得ることにより、温度変化等に伴う主走査方向の倍率の変動を検出することも可能である。この検出結果に基づき、画像情報に従い変調されている光源（半導体レーザ）の変調周波数を可変することで、上記主走査方向の倍率の変動を補正し、画像劣化を抑制することが可能である。（第１６の手段）
【００５７】
［３−２］光検出手段の受光面を被走査面と等価な状態からずらして配備した場合（第３、第４の手段に対応した実施例）．
光走査装置においては、メカレイアウト（光路長）等の制約により、光検出手段（受光面）を被走査面と等価な位置に配備できず、レーザビームの光軸方向（レーザビームの進行方向）にずらして配置しなければならない場合がある。このような場合には、受光面の配置角度を、所定の向きにずらすことで対応することが可能となる。
以下、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、光検出手段２２ａの受光面が被走査面１６と等価な状態に配備されている状態であり、該光検出手段２２ａの受光面に入射するレーザビーム２１ａの入射角はθ0 である。
このときの光検出手段２２ａの受光面におけるレーザビームの走査速度Ｖは、走査光学系１５の焦点距離をＦ、ポリゴンミラー１４の回転角速度をω／２とすると、
Ｖ＝Ｆ×ω
で表される。
【００５８】
一方、図７（ｂ）に示すように、光検出手段２２ａの受光面を、レーザビーム２１ａの光軸方向に沿って、ポリゴンミラー１４側にずらして配置した場合には、図７（ａ）の場合よりも入射角が大きくなるように光検出手段２２ａの受光面を傾けて配備すればよい（第３の手段）。
光検出手段２２ａの受光面をΔθ1傾けず、光軸に沿って図中のΔＸ1に相当する距離（ΔＸ1／cosθ1）だけずらした場合、光検出手段２２ａの受光面における走査速度Ｖaは、
Ｖa＝Ｖ×(Ｆ−ΔＸ1)×ω
となり、図７（ａ）の場合より走査速度は遅くなる。そこで、光検出手段２２ａの受光面における走査速度Ｖaが図７（ａ）における走査速度Ｖとなるように補正するため、光検出手段２２ａの受光面２２ａに対するレーザビーム２１ａの入射角が、θ1（＝θ0＋Δθ1）となるように光検出手段２２ａの受光面を傾けて配備すればよい。
【００５９】
他方、図７（ｃ）に示すように、光検出手段２２ａの受光面を、レーザビーム２１ａの光軸方向に沿って、ポリゴンミラー１４から遠ざかる側にずらして配置した場合には、図７（ａ）の場合よりも入射角が小さくなるように光検出手段２２ａの受光面を傾けて配備すればよい（第４の手段）。
図７（ｃ）に示すように光検出手段２２ａの受光面をずらして配置した場合、光検出手段２２ａの受光面を傾けずに配備したときの受光面での走査速度Ｖbは、
Ｖb＝Ｖ×(Ｆ＋ΔＸ2)×ω
となり、図７（ａ）の場合より走査速度は速くなる。そこで、光検出手段２２ａの受光面に対するレーザビーム２１ａの入射角が、θ2（＝θ0−Δθ2）となるように光検出手段２２ａの受光面を傾けて配備することにより、受光面における走査速度Ｖbが図７（ａ）における走査速度Ｖとなるように補正することができる。
【００６０】
なお、光検出手段２２ａの受光面を被走査面と等価な位置からずらして配置した場合には、偏向器１４から受光面までの副走査方向の倍率が、偏向器１４から被走査面１６までの副走査方向の倍率と異なる場合がある。このような場合には、倍率の差異に応じた補正係数を乗じることで対応可能である。
【００６１】
［３−３］異なるステーション間で共通又は同一の光検出手段を用いた光走査装置の例（第５、第１４の手段に対応した実施例）．
図８は、本発明の第２実施例を説明する「２ステーションの走査光学系を備えた光走査装置」の一例を示す図である。ここでは、偏向器の右側の光学系をＲステーション、左側の光学系をＬステーションと呼んでいる。
【００６２】
２つの光源１１Ｌ、１１Ｒを出射した２本のレーザビームが、共通のポリゴンミラー１４にて偏向され、各々ポリゴンミラー１４の左右に配置された走査光学系１５Ｌ、１５Ｒを介して感光体ドラム（被走査面）１６Ｌ、１６Ｒに到達する。走査光学系１５Ｌ、１５Ｒと感光体ドラム１６Ｌ、１６Ｒの間には、長尺形状の折り返しミラー２５Ｌ、２５Ｒが備えられ、図中に破線で示す感光体ドラム１６Ｌ−１、１６Ｒ−１の位置に対して光路を折り曲げられているが、光学的には等価である。
【００６３】
各ステーションの光走査開始端外側の領域に向かう光路は、各々折り返しミラー２３Ｌ、２３Ｒにより折り返された後、共通の光検出手段２２の受光面（図５または図６のような形状の光センサ）に至る。光検出手段２２の受光面に入射するレーザビーム２１Ｌ、２１Ｒは、集光レンズ２４Ｌ、２４Ｒにより、少なくとも主走査方向に結像されている。
【００６４】
ここで、ポリゴンミラー１４により偏向され、光検出手段２２の受光面に至る２本のレーザビームが、主走査断面において「光束の状態」が同じ（すなわち、２本のレーザビームが平行光束である、あるいは収束又は発散の程度が同じ）状態であり、集光レンズ２４Ｌ，２４Ｒの主走査方向の焦点距離Ｆｄが等しいとする。このような場合、異なる光路（すなわち、ステーションＬ及びＲの光学系）を通り共通の光検出手段２２の受光面に入射するレーザビーム２１Ｌ及び２１Ｒの走査速度は同じ（Ｖ＝Ｆｄ×ω／cosθ）となる。ここでポリゴンミラー１４の回転角速度をω／２、光検出手段２２の受光面に対する２本のレーザビーム２１Ｌ及び２１Ｒの入射角θL＝θR＝θとした。（第５、第１４の手段）
【００６５】
このような構成を採用することにより、光検出手段による「検出時間」の「走査距離」への換算を、２本のレーザビームに対して、同じ計算方法にて行うことが可能となり、アルゴリズムの単純化／共通化を図ることが可能となる。同時に集光レンズの主走査方向の焦点距離Ｆｄを等しくすれば、光検出手段２２の受光面におけるビームスポット形状の偏差の発生を低減することができ、結果として検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００６６】
［３−４］偏向器による一走査内で一つの光ビームを共通又は同一の光検出手段を用いて複数回検出する光走査装置の例（第６の手段に対応した実施例）．
図９は、本発明の第３実施例を説明する光走査装置の一例を示す図であり、走査開始側及び走査終了側に対応する１つのレーザビームを共通又は同一の光検出手段２２にて検出する構成を示している。なお、図９は１ステーションの走査光学系の例であるが、図８に示す２ステーションの走査光学系を備えた光走査装置のような、異なる被走査面を走査する２つ以上のレーザビームを共通又は同一の光検出手段にて検出する構成を採用する構成としても構わない。
【００６７】
図９では、１つの光源１１を出射しポリゴンミラー１４により偏向されたレーザビームにおいて、光走査開始端及び光走査終了端の外側の領域に向かう光路が折り返しミラー２３ａ及び２３ｂにより折り返され、光検出手段２２の受光面（図５または図６のような形状の光センサ）に至る。光検出手段２２の受光面に入射するレーザビーム２１ａ、２１ｂは、各々集光レンズ２４ａ、２４ｂにより、少なくとも主走査方向に結像されている。このような構成を採用すれば、ポリゴンミラー１４の一つの反射面による一走査内にて、一つのレーザビームを共通の光検出手段２２の受光面にて２回（光走査開始端側及び終了端側）検出することが可能である。
また、図示しない「光路分離手段」により光路を分離し、別の光路によりレーザビームを光検出手段２２の受光面に導光すれば、３回以上の検出を行うことも可能である。
【００６８】
図８の場合と同様に、光検出手段２２の受光面に至る２本のレーザビーム２１ａ、２１ｂが、主走査断面において「光束の状態」が同じ状態であり、集光レンズ２４ａ、２４ｂの主走査方向の焦点距離Ｆｄが等しいとすると、２本のレーザビーム２１ａ、２１ｂの走査速度が等しくなるので、光検出手段２２による「検出時間」の「走査距離」への換算のためのアルゴリズムの単純化／共通化を図ることが可能となる。同時に集光レンズ２４ａ、２４ｂの主走査方向の焦点距離Ｆｄを等しくすれば、受光面におけるビームスポット形状の偏差の発生を低減することができ、結果として検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００６９】
次に第４実施例として図９の変形例を図１０に示す。これは同じ光学素子を通っているが、光路は異なっている構成の例である。
この第４実施例の場合には、光走査開始端及び終了端の外側の領域に向かうレーザビーム２１ａ−１、２１ｂ−１は、走査光学系１５を通り、折り返しミラー２３ａ及び２３ｂにより折り返され、共通の光検出手段２２の受光面に入射している。このように同じ光学素子を通る構成でも構わない。
【００７０】
［３−５］走査光学系とは異なる光学素子を含む光学系を通って光検出手段の受光面に入射する場合の例（第７、第８の手段に対応した実施例）．
偏向器（ポリゴンミラー）から光検出手段の受光面までの光路を構成する光学系が、走査光学系とは異なる光学素子を含む光学系である光走査装置の例について図８や図９を用いて既に説明したが、ここで改めてその効果について補足説明する。
【００７１】
図１１は、本発明の第５実施例を説明する光走査装置の一例を示す図である。
この光走査装置においては、光検出手段２２ａの受光面に至る光路は、走査光学系１５とは異なる光学素子（集光レンズ２４ａ）を含んでいる。このように光検出手段２２ａに至る光学系を、独立した光路にて構成することにより、光学系を収納する光学ハウジング内でのメカレイアウトの自由度の拡大を図ることが可能である。その場合には、図示しない折り返しミラー等により、適宜光路を折り返すことができる。（第７の手段）
【００７２】
さらにこの第５実施例５(図１１)においては、集光レンズ２４ａの主走査方向の焦点距離Ｆｄが、走査光学系１５の焦点距離Ｆより長く設定されている。このような構成（Ｆｄ＞Ｆ）を採用することで、光検出手段２２ａにおける走査速度を、走査光学系１５を通った被走査面１６（あるいはそれと等価な位置）に配備した場合と比較し、Ｆｄ／Ｆ倍の走査速度とすることが可能となる。これにより、光検出手段２２ａにおける検出誤差は、被走査面１６においては、Ｆ／Ｆｄに縮小させることが可能である。（第８の手段）
【００７３】
以上のように、走査光学系１５（焦点距離Ｆ）よりも主走査方向の焦点距離Ｆｄが長い光学系２４ａ（Ｆｄ＞Ｆ）を通って光検出手段２２ａの受光面に至る構成とすることで、検出結果から被走査面１６での特性値を予測（換算）する際に、光検出手段２２ａでの検出誤差を縮小（Ｆ／Ｆｄ）して評価することが可能となる。
【００７４】
［３−６］光検出手段の受光面への複数のレーザビームの入射角をバランスよく配置する例（第９の手段に対応した実施例）．
再び図９を用いて、第９の手段について説明する。図９においては、光検出手段２２の受光面に対する２本のレーザビーム２１ａ及び２１ｂの入射角θa及びθbが、θa＝θbとなるように、光検出手段２２の受光面の配置角度が設定されている。このように光検出手段２２の受光面の配置角度を設定すれば、上述のように、２本のレーザビーム２１ａ及び２１ｂの走査速度を等しくすることができ、また、ビームスポット形状の偏差の発生を抑制することができる、というようなメリットが得られる。
【００７５】
なお、上記の図９の構成がもっとも好ましい構成であるが、メカレイアウト上の理由等により、第９の手段を説明する図１２（ａ）に示すような配置としても構わない。
図１２（ａ）においては、光検出手段２２の受光面の法線が、２本のレーザビーム２１ａ及び２１ｂの主光線のなす角の間に配されるように、光検出手段２２が配備されている。
また、比較例として示す図１２（ｂ）の場合には、光検出手段２２の受光面の法線が、２本のレーザビーム２１ａ及び２１ｂの主光線のなす角の外側に配されている。この場合には、光検出手段２２の受光面に対するレーザビーム間の入射角の偏差が大きくなり、ビームスポット形状の偏差が大きくなりすぎるため、結果として検出誤差の拡大を招く恐れがある。
一方、上述の図１２（ａ）の構成では、入射角の偏差が大きなりすぎないため、ビームスポット形状の偏差の発生は許容できるレベルに維持できる。
【００７６】
［３−７］光検出手段の受光面へ至る複数の光路の焦点距離が異なる場合の例（第１０の手段に対応した実施例）．
第１０の手段を図１３に示す第６実施例の光走査装置を用いて説明する。この第６実施例においては、光検出手段２２の受光面に至るレーザビーム２１ａ、２１ｂは、主走査方向の焦点距離が異なる集光レンズ２４ａ、２４ｂを通っている。
いま、集光レンズ２４ａ、２４ｂの主走査方向の焦点距離を各々Ｆa、Ｆbとし（Ｆa＞Ｆb）、光検出手段２２の受光面に対するレーザビーム２１ａ、２１ｂの主光線の入射角を各々θa、θbとし、ポリゴンミラー１４の回転角速度をω／２とする。
光検出手段２２の受光面２２におけるレーザビーム２１ａ、２１ｂの走査速度Ｖa及びＶbは、
Ｖa＝Ｆa×ω／cosθa
Ｖb＝Ｆb×ω／cosθb
であるため、Ｖa＝Ｖbとするには、
Ｆa／cosθa＝Ｆb／cosθb
すなわち、θa＜θbとなるように光検出手段２２を傾けて配備すればよい。これにより２本のレーザビームの走査速度の偏差を低減できるので、走査時間の検出結果に基づく走査距離の換算値における誤差の発生を低減することが可能となる。（第１０の手段）
【００７７】
なお、図１３の第６実施例では、光走査開始端及び終了端の外側の領域のレーザビームを、共通の光検出手段２２にて検出する構成を示すが、別の構成として、光検出手段を個別に２つ設け、各々のレーザビームを検出する構成としても構わないし、また、マルチステーション光走査装置においては、異なるステーションにて個別に光検出手段を備えた構成としても構わない。すなわち、光検出手段の個数によらず、主走査方向の焦点距離の長い光路に対応する光検出手段への入射角を、より大きくすればよい。
【００７８】
［３−８］光検出手段による検出結果に基づきフィードバック補正する光走査装置の例（第１１の手段に対応した実施例）．
［３−１］〜［３−７］にて説明した通り、第１〜第１０の手段の光走査装置においては、被走査面におけるレーザビームの走査位置や走査線間隔、あるいは異なるステーション間の相対的な走査線位置ずれを検出することができる。
このような光走査装置に対し、被走査面におけるレーザビームの位置を可変する「光ビーム位置可変手段」を具備し、光検出手段による検出結果に基づき、光ビーム位置を制御する構成を採用することができる。これにより、レーザビームの走査位置を、必要に応じてフィードバック補正することが可能となる。（第１１の手段）
なお、上記「光ビーム位置可変手段」としては公知技術が多数あるが、例えば、光学ミラーや光学プリズムの位置／姿勢を変化させる手段や、音響光学素子、電気光学素子あるいは液晶素子を用いる等、レーザビームの光路をシフトあるいはチルトさせる手段、を適用すればよい。
【００７９】
［４］本発明の画像形成装置（第１８、第１９の手段に対応した実施例）．
近年、レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置においては、走査光学系を構成する光学素子として、長尺形状のプラスチックレンズが多く使用されるようになってきている。また、成形が容易等の理由により、光学素子を収納する光学ハウジングの材質もプラスチック製とされることが多い。そのため、画像形成装置内の温度変化や時間経過により、プラスチックレンズの形状や取付姿勢が変動することが多く、これにより感光体上を走査するレーザビームの位置や走査線位置が変化し、結果として出力画像の品質を劣化させる原因となっている。
しかし、第１〜第１１の手段の光走査装置を、図２、図３、図４に示したような電子写真プロセスを利用した画像形成装置の露光手段として適用することにより、レーザビームの位置や走査線位置、走査線の傾き／曲がり、複数ビームを用いたときの走査線間隔（ビームピッチ）等を高精度に維持することができるので、モノクロ画像、カラー画像を問わず、高品位な画像出力が可能な画像形成装置を提供することが可能となる。
【００８０】
［４−１］４ドラムタンデム方式の画像形成装置．
４ドラムタンデム方式の画像形成装置の概要は、前述の［１−２−３］にて説明した通りである。ここでは第７実施例として、図４及び図１４を用いて補足説明する。
図１４は第７実施例である図４に示す構成の光走査装置を用いた４ドラムタンデム方式の画像形成装置の構成例を示す図である。
画像形成装置内には略水平方向に配設された中間転写体である中間転写ベルト３１が設けられている。この中間転写ベルト３１の上には図の左側から順にブラック（Ｋ）用の感光体ドラム１６Ｋ、シアン（Ｃ）用の感光体ドラム１６Ｃ、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラム１６Ｍ及びイエロー（Ｙ）用の感光体ドラム１６Ｙが等間隔で配設されている。尚、以下においては符号に対する添字Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙを適宜付けて区別するものとする。
これらの感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙは全て同一径に形成されたものであり、その周囲には、電子写真プロセスに従って画像形成を行なうためのプロセス部材が順に配設されており、各色の作像ステーションを構成している。ここで、ブラックＫ用の作像ステーションを例に挙げて説明すると、感光体ドラム１６Ｋの周囲には帯電器３２Ｋ、光走査装置２００の露光部、現像器３３Ｋ、転写部材３４Ｋ、クリーニング器３５Ｋ等が順に配設されている。また、他の色の作像ステーションの感光体ドラム１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙに対しても同様のプロセス部材が配設されている。
【００８１】
本実施例では、４つの感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙを各色毎に設定された被走査面とするものであり、各々に対して光走査装置２００の光走査光学系が１対１の対応関係で設けられている。この光走査装置２００は、図４に示すように、４つの感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙに対応して、光源（例えば、半導体レーザ）１１、カップリングレンズ１２、シリンドリカルレンズ１３を４つづつ備えている。また、４つのレーザビームに対して一つの偏向器（ポリゴンミラー）１４を共通使用し、また、走査結像光学系のポリゴンミラー１４側の第一走査レンズ１５−１も４つのレーザビームで共通使用としている。また、各レーザビームの光路には像面湾曲や収差等の補正用の第二走査レンズ１５−２Ｋ、１５−２Ｃ、１５−２Ｍ、１５−２Ｙが付加されるが、第二走査レンズに代えて光路折り返し用のミラー２５−１Ｋ、２５−１Ｃ、２５−１Ｍ、２５−１Ｙにこれらの機能を持たせることもできる。なお、４つの光源１１は、それぞれ複数のレーザビームを出射するマルチビーム光源（例えば、半導体レーザアレイ等）であっても良い。
【００８２】
４つの光源１１から出射されたレーザビームは、カップリングレンズ１２、シリンドリカルレンズ１３を通過してポリゴンミラー１４の反射面に入射し、ポリゴンミラー１４で偏向走査され、第一走査レンズ１５−１を通過し、光路折り返し用のミラー２５−１Ｋ、２５−１Ｃ、２５−１Ｍ、２５−１Ｙと第二走査レンズ１５−２Ｋ、１５−２Ｃ、１５−２Ｍ、１５−２Ｙ及び光路折り返し用のミラー２５−２Ｋ、２５−２Ｃ、２５−２Ｍを介して各感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの被走査面を露光走査し、静電潜像を形成する。また、各レーザビームに対応して、画像領域より外側の領域に、前述の光検出手段２２が各々２個ずつ（合計８個）設けられている。
【００８３】
各レーザビームの露光走査により各感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙに形成された静電潜像は各色の現像器３３Ｋ、３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｙのトナーで現像され顕像化される。そして各感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙに形成された各色のトナー画像は中間転写ベルト３１にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順で順次重ね合わせて転写され、中間転写ベルト３１上に４色重ね合せのカラートナー画像が形成される。一方、トナー画像を転写した後の各感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙの表面は、それぞれクリーニング器３５Ｋ、３５Ｃ、３５Ｍ、３５Ｙによりクリーニングされ、残留トナーが除去される。
【００８４】
記録紙Ｓを収納した給紙カセット３６は、画像形成装置本体に脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された記録紙Ｓの最上位の１枚が給紙コロ３７により給紙され、給紙された記録紙Ｓは、その先端部をレジストローラ対３８に捕らえられる。レジストローラ対３８は、中間転写ベルト３１に転写されたトナー画像が二次転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、記録紙Ｓを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３９のニップ部である二次転写部へ送り込む。送り込まれた記録紙Ｓは、二次転写部において中間転写ベルト３１上のトナー画像と重ね合わせられ、二次転写ローラ３９の作用によりトナー画像を静電転写される。トナー画像を転写された記録紙Ｓは定着器４０へ送られ、定着器４０においてトナー画像を定着され、搬送路を通り、排紙ローラ対４１により排紙トレイ４２上に排出される。また、トナー画像を転写した後の中間転写ベルト３１の表面はベルトクリーニング器４３によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉が除去される。
【００８５】
以上の第７実施例の４ドラムタンデム方式の画像形成装置においては、各ステーションに対し、画像領域より外側の領域に、光検出手段２２が各々２個ずつ（合計８個）設けられている。さらに中間転写ベルト３１上に重ね合わされた４色のトナー画像の「色ずれ」を検出するための色ずれ検知用センサ５２が設けられており、色ずれ検知用トナー像５１における色ずれ量を検出する。
このような構成を採用することにより、光走査装置に設けられた光検出手段２２による検出結果（走査線位置ずれ）と、画像形成装置に設けられた色ずれ検知用センサ５２による検出結果（トナー像のずれ）を併せて、出力画像の色ずれを効果的に低減するためのフィードバック補正を行うことができる。
【００８６】
［５］本発明のレーザビーム検出方法（第１７の手段）．
本発明のレーザビーム検出方法では、第１乃至第１６のいずれか一つの手段の光走査装置に適用され、前述したように光検出手段２２（２２ａ，２２ｂ）の受光面（図５または図６に示すような形状の光センサ）を通過する一つまたは複数の光ビームの走査時間を、光検出手段２２（２２ａ，２２ｂ）により検出し、例えば前述の［２］で述べたような方法で被走査面における走査位置を検出するので、高精度に走査位置を検出できる。また、複数ビームの場合は、高精度に走査位置と走査線間隔を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施例を示す光走査装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略断面構成図である。
【図３】本発明の別の実施例を示す２ドラムタンデム方式の画像形成装置の光走査装置の概略構成図である。
【図４】本発明の別の実施例を示す４ドラムタンデム方式の画像形成装置の光走査装置の概略斜視構成図である。
【図５】本発明の光走査装置に用いる光検出手段の受光面の一例を示す図である。
【図６】本発明の光走査装置に用いる光検出手段の受光面の別の例を示す図である。
【図７】光走査装置の光検出手段を被走査面と等価な位置に配置した場合と、等価な位置からずらして配置した場合の受光面の配備方法の説明図である。
【図８】本発明の別の実施例を示す２ステーション光走査装置の構成説明図である。
【図９】本発明の別の実施例を示す光走査装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の別の実施例を示す光走査装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の別の実施例を示す光走査装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の別の実施例を示す光走査装置の構成説明図である。
【図１３】本発明の別の実施例を示す光走査装置の概略構成図である。
【図１４】本発明の別の実施例を示す４ドラムタンデム方式の画像形成装置の概略断面構成図である。
【符号の説明】
【００８８】
１１、１１Ｒ、１１Ｌ：半導体レーザ
１２、１２Ｒ、１２Ｌ：カップリングレンズ
１３、１３Ｒ、１３Ｌ：シリンドリカルレンズ
１４：ポリゴンミラー（偏向器）
１４、１５Ｒ、１５Ｌ：走査光学系
１５−１：第一走査レンズ
１５−２：第二走査レンズ
１６、１６Ｒ、１６Ｌ：感光体ドラム（被走査面）
１７：レーザビーム（光ビーム）
２０：光走査装置
２０ａ、２０ｂ：光検出手段の受光面に至るレーザビーム
２１、２１ａ、２１ｂ：光検出手段の受光面に至るレーザビーム
２２、２２ａ、２２ｂ、２２Ｒ、２２Ｌ：光検出手段（受光面）
２３、２３ａ、２３ｂ：折り返しミラー
２４、２４ａ、２４ｂ：集光レンズ
２５、２５Ｒ、２５Ｌ、２５−１、２５−２：折り返しミラー
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ：光源部
３１：中間転写ベルト
３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ：帯電器
３３Ｋ、３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｙ：現像器
３４Ｋ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｙ：転写部材
３５Ｋ、３５Ｃ、３５Ｍ、３５Ｙ：クリーニング器
３６：給紙カセット
３７：給紙コロ
３８：レジストローラ対
３９：二次転写ローラ
４０：定着器
４１：排紙ローラ対
４２：排紙トレイ
５１：色ずれ検知用トナー像
５２：色ずれ検知用センサ
６１：帯電器
６２：現像器
６３：転写器
６４：定着器
６５：クリーニング器
２００：光走査装置
ＰＤ、ＰＤ１、ＰＤ２：受光面（光センサ）
Ｓ：用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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