(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部を有する光源手段と、前記複数の発光部から射出された複数の光束を偏向する偏向手段と、前記複数の発光部から射出された複数の光束を前記偏向手段に導く入射光学手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向された複数の光束を被走査面上に結像させる走査光学手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向された複数の光束の一部を検出する同期検出器と、前記偏向手段の偏向面にて偏向された複数の光束の一部を前記同期検出器に導く同期検出用光学系と、前記同期検出器から出力された同期信号を用いて前記被走査面上への前記偏向手段の偏向面にて偏向された複数の光束の走査開始位置のタイミングが決定される走査光学装置であって、
前記光源手段と前記同期検出器は、同一の基板に設けられており、
前記基板は、前記入射光学手段の光軸方向に垂直な面内で回動可能な構造であり、
前記同期検出用光学系は、前記偏向手段から順に、第１の同期検出用光学素子、第２の同期検出用光学素子を備えており、
前記第１の同期検出用光学素子は、前記基板に対して独立した構造であり、
前記第２の同期検出用光学素子は、前記基板の回動に同期して前記基板の回動方向と同一方向に回動する構造であり、
副走査断面内において、前記第１の同期検出用光学素子にて略平行光束に変換された光束が前記第２の同期検出用光学素子に入射することを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記第１の同期検出用光学素子と前記第２の同期検出用光学素子の間にスリットが設けられており、
前記第２の同期検出用光学素子の副走査方向の焦点距離をｆ、前記スリットから前記同期検出器までの距離をＷとしたとき、
０．６ｆ＜Ｗ＜０．９ｆ
を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走査された光ビームによって前記感光体の上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に高速、高記録密度を達成するために光源手段として複数の発光点を有するマルチ半導体レーザを用いて画像形成を行うようにした、例えばレーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は複数の発光点を有する光源手段を用いた従来のマルチビーム走査光学装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【０００３】
同図において２つの発光点５１Ａ，５１Ｂを有するマルチ半導体レーザ５１から出射した２つの光束（光ビーム）はコリメータ−レンズ５２により略平行光束に変換され、副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ５４によって副走査方向にのみ収束される。
【０００４】
更に光軸から離れた２つの発光点５１Ａ，５１Ｂからたどる光束が異なることから発生する収差の差分が結像性能に影響するため、その影響を極力低減させるための開口絞り５３でその光束を整形して光偏向器であるポリゴンミラー５５の偏向面（反射面）５５ｃ近傍において主走査方向に長く伸びた焦線状に結像する。
【０００５】
そして図中矢印５５ｂ方向に一定角速度で回転しているポリゴンミラー５５によって反射偏向された２つの光束は走査レンズ系５６としての２つのｆθレンズ５６ａ、５６ｂによって被走査面としての感光ドラム面５７上にスポット状に各々集光され、図中矢印５７ｂ方向（主走査方向）に一定速度で走査される。
【０００６】
このようなマルチビーム走査光学装置においては図７に示すように２つの発光点５１Ａ，５１Ｂを副走査方向に直線的に並べて配置してしまうと感光ドラム面上での副走査方向の２つの走査線の間隔が記録密度よりも大幅に間隔が空いてしまうため、通常は図８に示すように２つの発光点５１Ａ，５１Ｂを副走査方向に対応する方向に対して傾けて配置し、その傾け角度θを調整することにより、感光ドラム面上での副走査方向の複数の走査線の間隔を記録密度に合わせて正確に調整している。
【０００７】
こうすることにより光線束の経路を極力一致させ、より高記録密度を達成することが可能となり、更にポリゴンミラーの駆動モータの回転数を発光点が１つのときに比べて１／２に抑えることができ、充分余裕を持って高速化へ対応することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで高速で高密度な走査を行うためには画像情報を書き出す時間的制御についても同様に対応が必要である。
【０００９】
図６には被走査面上の走査開始位置のタイミングを制御する同期検出手段（ＢＤ光学系）５８が設けられており、同期信号（ＢＤ信号）を検出するための同期検出器（ＢＤセンサー）５９と該同期検出器５９に同期検出用の光束（ＢＤ光束）を導くための同期検出用光学系（ＢＤレンズ）６０とが配置されている。
【００１０】
前述の如くシリンドリカルレンズ５４によって副走査方向にのみ収束光束とされた光束は偏向面５８ｃ近傍で主走査方向に伸びた線状の光束とされ、同期検出用光学系６０に対して主走査断面内は略平行光束として、副走査断面内は発散光束として入射する。
【００１１】
同期検出用光学系６０は主走査断面内と副走査断面内にそれぞれ独立した焦点距離を有しており、該主走査断面内と副走査断面内にそれぞれに対して同期検出器５９に集光するよう適したパワーが与えられており、光束は該同期検出器５９面上でスポットを形成する。
【００１２】
シングルビームの走査光学装置においては、電気部品である光源の半導体レーザと同期検出器とを一体とし、部品点数の削減やコストダウンのために光源と同期検出器とを同一基板上に配した工夫がなされているが、マルチビームの走査光学装置の場合、複数の光源により副走査方向に間隔をおいて同時に書き込みを行っていくために、その間隔を調整する手段として光源近傍の出射側に配されたプリズムやミラー等より成る合成光学系を調整する。また複数の発光点を持つ光源、所謂モノリシックマルチビームの走査光学装置の場合には、光源や該光源が配された回路基板を回転させるなどして被走査面上での副走査方向のピッチ間隔を正確に合わせるための調整が必要である。
【００１３】
このため同期検出器を光源と同一基板上に配置したままでは、光源の回転と共に同期検出器が移動してしまう。例えば図９に示すようにシングルビーム時の形態をそのまま利用し、光源を中心として回転させるような構造をとった場合、この構造においては回転時に同期検出器から集光点が外れてしまう恐れがあるため、回転させるとしても移動範囲が十分取れず、また外れてしまった場合には同期検出器か光源の端子の足を曲げるなどして位置そのものをずらす等の作業が必要となり正確に同期検出を行うことが難しいという問題点がある。
【００１４】
そのため光源と同期検出器とは別基板として各々で調整を行うことで対応しているが、これは部品点数の増大と基板が複数にわたるため電気回路が複雑になったり、配線を取り回す作業が増えるなど、コストアップの要因となっており、改善が望まれていた。
【００１５】
本発明は光源と同期検出器とを同一基板に配置しながらもその光学的位置関係を良好に保ち、書き込みタイミングの高精度化を可能とする走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１６】
また位置合わせ方法を簡易な方法とし、部品点数の削減や調整に必要な作業時間を短縮することによるコスト削減をも目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の走査光学装置は、複数の発光部を有する光源手段と、前記複数の発光部から射出された複数の光束を偏向する偏向手段と、前記複数の発光部から射出された複数の光束を前記偏向手段に導く入射光学手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向された複数の光束を被走査面上に結像させる走査光学手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向された複数の光束の一部を検出する同期検出器と、前記偏向手段の偏向面にて偏向された複数の光束の一部を前記同期検出器に導く同期検出用光学系と、前記同期検出器から出力された同期信号を用いて前記被走査面上への前記偏向手段の偏向面にて偏向された複数の光束の走査開始位置のタイミングが決定される走査光学装置であって、
前記光源手段と前記同期検出器は、同一の基板に設けられており、
前記基板は、前記入射光学手段の光軸方向に垂直な面内で回動可能な構造であり、
前記同期検出用光学系は、前記偏向手段から順に、第１の同期検出用光学素子、第２の同期検出用光学素子を備えており、
前記第１の同期検出用光学素子は、前記基板に対して独立した構造であり、
前記第２の同期検出用光学素子は、前記基板の回動に同期して前記基板の回動方向と同一方向に回動する構造であり、
副走査断面内において、前記第１の同期検出用光学素子にて略平行光束に変換された光束が前記第２の同期検出用光学素子に入射することを特徴としている。
【００１８】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記第１の同期検出用光学素子と前記第２の同期検出用光学素子の間にスリットが設けられており、
前記第２の同期検出用光学素子の副走査方向の焦点距離をｆ、前記スリットから前記同期検出器までの距離をＷとしたとき、
０．６ｆ＜Ｗ＜０．９ｆ
を満たしていることを特徴としている。
【００１９】
請求項３の発明の走査光学装置は、請求項１又は２に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走査された光ビームによって前記感光体の上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００２０】
請求項４の発明の画像形成装置は、請求項１又は２に記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。
【００３４】
尚、本明細書において偏向手段によって光束（光ビーム）が反射偏向（偏向走査）される方向を主走査方向、走査光学手段の光軸及び主走査方向と直交する方向を副走査方向と定義する。
【００３５】
同図において１は光源手段であり、２つの発光点（発光部）１Ａ，１Ｂを有するマルチ半導体レーザ（光源）より成っている。この２つの発光点１Ａ，１Ｂは主走査方向及び副走査方向に対して各々離れて配置されている。
【００３６】
２はコリメーターレンズであり、光源手段１から射出した光束を所望の拡がり角に規制している。尚、コリメーターレンズ２で規制される光束は収束光束、発散光束、略平行光束と、必要に応じてその形態がとられるが、ここでは説明を簡単にするために略平行光束としている。
【００３７】
４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向のみに所定の屈折力を有しており、コリメーターレンズ２で規制された略平行光束を後述するポリゴンミラー５の偏向面５ｃ近傍にて副走査方向に収束（主走査方向に長手の線像）させている。偏向面５ｃ近傍において光源手段１の発光点１Ａと発光点１Ｂから射出した光束の収束点はわずかに副走査方向に間隔をもって結像される。これは被走査面７において既に知られているように２つの光束が副走査方向に走査間隔だけ離れて結像するよう光源であるマルチ半導体レーザ１を光軸周りに回転させてｆθレンズ系６の副走査倍率分と合わせて考慮された間隔に配置されているものである。
【００３８】
尚、コリメーターレンズ２、シリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学手段２１の一要素を構成している。
【００３９】
３は開口絞りであり、シリンドリカルレンズ４より出射された２つの光束を所望の最適なビーム形状に成形している。本実施形態における開口絞り３はポリゴンミラー５の近傍、図中では偏向面５ｃへの入射直前の場所に配置されており、これにより偏向面５ｃでの光束の不一致を低減し、走査線間での収差の発生度合いを極力差が出ないようにしている。
【００４０】
５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、モータ等の駆動手段（不図示）により図中矢印５ｂ方向に一定速度で回転している。
【００４１】
６は集光機能とｆθ特性を有する走査光学手段（ｆθレンズ系）であり、第１、第２の２枚の走査レンズ（ｆθレンズ）６ａ，６ｂを有し、該２枚の走査レンズ６ａ，６ｂは走査線と同じ平面内の主走査断面とそれと垂直な方向の副走査断面で異なった形状に形成されている。
【００４２】
ｆθレンズ系６は主走査断面内においてはポリゴンミラー５の回転で作られるｆθレンズ系６への入射角θに対応した像高で良好なる結像性能が得られるよう、第１、第２のｆθレンズ６ａ、６ｂともに非球面で形成されている。また副走査断面内についてはポリゴンミラー５の偏向面５ｃ近傍で一旦収束している光束を、同図に示すように被走査面７上にスポットとして形成されるようパワーが配分され、その形状は第２のｆθレンズ６ｂについては主走査方向に沿って曲率が異なるような形状とされ、画角周辺まで結像性能を維持している。
【００４３】
また必要に応じて第１、第２のｆθレンズ６ａ、６ｂのうち少なくとも一方をシフトや傾けなどで光軸Ｌから偏芯させて使用したり、あるいはｆθレンズ系６そのものを主走査方向に沿った方向で非対称とするなどして、主走査方向の両側で異なった最端画角に対応して結像性能が得られるようにすることもできる。
【００４４】
またｆθレンズ系６はポリゴンミラー５により偏向された２つの光束を感光ドラム面７上にスポット状に結像させ、２本の走査線を形成している。さらにｆθレンズ系６は副走査断面内においてポリゴンミラー５の偏向面５ａ近傍と感光ドラム面７近傍との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００４５】
７は被走査面としての感光ドラム面である。感光ドラム面７はｆθレンズ系６の光軸Ｌに対して副走査方向にαなる角度で光束が入射するよう、該光軸Ｌからシフトして配置されている。これは感光ドラム面７からの戻り光が発生した場合でも元の光路を辿って光源１に戻らないようにするためである。
【００４６】
１０は同期検出用光学系（ＢＤレンズ）の一部を構成する第１の同期検出用光学素子であり、ポリゴンミラー５により偏向された光束を後述するスリット１３に対し主走査断面内で光束を集光させ、且つ副走査断面内で略平行光束となるようにしている。即ち、同期検出用光学系１０は主走査断面内においては後述するスリット１３面上を走査し、副走査断面内においてはポリゴンミラー５の偏向面５ｃとスリット１３面との間を略共役関係にすることにより、ポリゴンミラーの面倒れ補正機能（面倒れ補正系）を有している。また第１の同期検出用光学素子１０は基板１１に対して独立した構造より成っている。
【００４７】
８は同期検出手段であり、入射光束を制限するスリット（ＢＤスリット）１３、同期検出用光学系の一部を構成する第２の同期検出用光学素子（同期検出用レンズ）１２、そして同期検出器（ＢＤセンサー）９とを有しており、該同期検出器９で検知して得られた同期信号（ＢＤ信号）を用いて感光ドラム面７上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整（決定）している。
【００４８】
スリット１３は第１の同期検出用光学素子１０を通過した光束の主走査断面内における集光位置、又はその近傍に配置されており、副走査方向に長い開口の矩形スリットより成っており、後述するように基板１１を回転させたときに該スリット１３が同期して回転する構造より成っている。
【００４９】
本実施形態ではこのスリット１３を基板１１の回転と同期させることにより、より精度の高い同期検知（ＢＤ検知）を行っている。
【００５０】
第２の同期検出用光学素子１２は主走査断面内と副走査断面内にそれぞれ独立した焦点距離を有し、第２の同期検出用光学素子１２を通過した光束の集光位置が主走査断面内と副走査断面内で一致しないように形成されている。即ち、第２の同期検出用光学素子１２は主走査断面内と副走査断面内でのパワーが互いに異なっている。
【００５１】
本実施形態においては光源１と同期検出器９は同一の基板１１上に配置されている。基板１１は入射光学手段２１の光軸４ａ方向と垂直な面内で光源１の発光点の重心位置（尚、ここで重心位置とは発光点の一端から他端までの距離の半分の位置のことである。）又はその近傍を回動中心として回動可能な構造であり、また同期検出器９に入射する光束は副走査方向に長い形状と成るようにしている。また第２の同期検出用光学素子１２は基板１１と一体構成した筐体１５の一部に固定されている。尚、第２の同期検出用光学素子１２を基板１１と独立にして構成しても良い。
【００５２】
本実施形態において画像情報に応じてマルチ半導体レーザ１から光変調され出射した２つの光束はコリメーターレンズ２により略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で出射して開口絞り３を通過する（一部遮光される）。また副走査断面内においては収束して開口絞り３を通過し（一部遮光される）ポリゴンミラー５の偏向面５ｃにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そしてポリゴンミラー５の偏向面５ｃで反射偏向された２つの光束は各々走査光学手段６により感光ドラム面７上にスポット状に結像され、該ポリゴンミラー５を矢印５ｂ方向に回転させることによって、該感光ドラム面７上を矢印７ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面７上に２本の走査線を同時に形成し、画像記録を行っている。このとき感光ドラム面７上を光走査する前に該感光ドラム面７上の走査開始位置のタイミングを調整する為に、ポリゴンミラー５で反射偏向された２つの光束の一部を第１の同期検出用光学素子１０によりスリット１３面上に集光させた後、光学素子１２を介して同期検出器９に導光している。そして同期検出器９からの出力信号を検知して得られた同期信号（ＢＤ信号）を用いて感光ドラム面７上への画像記録の走査開始位置のタイミングを各ＢＤ光束毎に調整している。
【００５３】
尚、図１は説明を簡便にする為に発光点を２個用いた２ビーム走査光学装置を示しているが、発光点は３つ以上でも良い。
【００５４】
次に本実施形態の特徴について図２（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。
【００５５】
図２（Ａ）は光源１と同期検出器９とを同一基板１１上に取り付けた直後の調整前の状態を示しており、図２（Ｂ）は調整後（基板１１を光源１の２つの発光点１Ａ、１Ｂの重心位置又はその近傍を回動中心として回動させた後）の状態を示している。
【００５６】
光源１から出射した２つの光束の一部はポリゴンミラー５を介し第１の同期検出用光学素子１０により同期検出器９へ向けられているが、第１の同期検出用光学素子１０の主走査断面内に対しては、略平行光束と成るようにポリゴンミラー５の偏向面５ｃより偏向された光束の一部をスリット１３面上に結像するようにパワーが与えられており、また副走査断面内においてはポリゴンミラー５の偏向面５ｃ近傍の光束の集光点に合わせたパワーが与えられている。
【００５７】
このように主走査断面内に対してはスリット１３面上で結像するようにパワーが与えられているので、スリット１３面上では副走査方向に長い形状の光束になる。
【００５８】
スリット１３は同期検知を行う上で、光束の同期検出器９への入射を制限、または制御するためのもので、スリット１３で遮られていた光束が該スリット１３を抜けて同期検出器９へ入射した時点で同期検知信号（ＢＤ信号）を発生する。この信号を用いて同期検知用回路（不図示）において被走査面域での書き出しタイミングが決められる。スリット１３を通過した光束は、その直後の同期検出器９へ光束を導くための第２の同期検出用光学素子１２へ入射する。
【００５９】
この第２の同期検出用光学素子１２は光学樹脂から成っており、上述の如く主走査断面内と副走査断面内にそれぞれ独立した焦点距離を有し、第２の同期検出用光学素子１２を通過した光束の集光位置が主走査断面内と副走査断面内で一致しないトーリックレンズ（トロイダルレンズ）より成り、基板１１上に固定された光学素子鏡筒に組み込まれ、該基板１１上の同期検出器９に対して調整された状態で基板１１と一体化されている。
【００６０】
また第２の同期検出用光学素子１２は主走査断面内においてはスリット１３と同期検出器９との共役系のリレーレンズとして作用し、該スリット１３面上の光束を同期検出器９へ導いており、また副走査断面内においては光束が平行光束としてスリット１３を通過するため、これを同期検出器９へ結像させるための集光レンズとしての機能を有している。
【００６１】
またこの第２の同期検出用光学素子１２は主走査断面内と副走査断面内で異なった曲率を有した非球面を１以上有することで、より短い配置へも対応できる高精度な光学素子として作成することもできる。更に系全体に自由度を与え、且つ主走査、副走査断面内において最適な形状が与えられるので、集光状態を良好な状態に保つことができる。
【００６２】
また第２の同期検出用光学素子１２は１面以上の回折面を含むことや、第２の同期検出用光学素子１２に入出射面が平面を成す屈折率分布型の光学素材を用いることで、平面構成の光学素子が可能となり、これにより配置する構造が簡略化できる。
【００６３】
上記のような第２の同期検出用光学素子１２の一面を光軸に対して角度を持たせた平面としたとき、例えば光軸に対して同期検出器が傾いて配置されてしまった場合には、該同期検知器へは斜入射して結像することになり、垂直に入射した場合に比べ結像スポット形状が悪化する。同期検出器には通常、保護のためのカバーガラスが施されているため、このカバーガラスからの戻り光を防ぐために少し光軸に対して傾けることがあるが、必要以上の傾け量はスポットの劣化を助長する。
【００６４】
そこで本実施形態では第２の同期検出用光学素子１２に上記の平面構成の光学素子を用いることで補正して光路を変更させることにより、より適切な入射角で同期検出器９に入射させることができる。
【００６５】
近年、回折面を形成することは光学樹脂を使用することで容易に形成することができるようになり、この回折面を同期検出用の第２の同期検出用光学素子１２に使用すれば、短い焦点距離で曲率がきつくなりがちなレンズを略平面で構成することができ、また第２の同期検出用光学素子１２に屈折率分布型の光学素材を用いて構成すれば、回折面と同様に入出射面を平面で構成できるので構造的にも押さえの機構や配置なども簡略に構成することができるメリットがある。
【００６６】
また第２の同期検出用光学素子１２を集光または発散性能を有する面と、主走査方向を軸として傾けた平面より形成することにより、基板１１と同期検出用の光軸が直交しない場合に、より光軸を直交させる方向へ導くことができ、更なる精度向上へつなげることができる。
【００６７】
被走査面での走査線のピッチ間隔を調整するためには、複数の発光点の間隔を変えることによって可能であるが、具体的には複数の発光点を持つ光源を回転させることによって見かけ上の副走査方向の間隔を可変とすることができる。
【００６８】
通常、これら複数の発光点を擁する光源の場合、その配置は副走査方向に沿った方向に並べておけば、その間隔が入射側の入射光学手段とｆθレンズなどの走査光学手段からなる副走査方向の結像倍率によって被走査面上に配置される。
【００６９】
但し、このような配置の場合、例えば２つの発光点１Ａ、１Ｂが１００μｍの間隔を持った光源の場合、６００dpiでの走査線間隔は４２．３μｍであるからその結像倍率は０．４２３倍となる。
【００７０】
これは縮小の倍率であるから、ｆθレンズがポリゴンミラーより離れた方向に配置されることとなるため、該ｆθレンズが走査領域と同様な大きさが必要となり、装置全体の大型化を招き好ましくない。
【００７１】
ｆθレンズの小径化には拡大系が好ましいが、その場合，複数の発光点を副走査方向に沿って配置すると、元の発光点の間隔を走査間隔に対して小さくしなければならないのに対し、市販の半導体レーザにおいてはそのような仕様に対応するものが少なく、新たに開発するとなるとコストが増大することとなる。
【００７２】
このように被走査面での光束（走査線）の間隔が離れすぎてしまうため、高精細な走査光学装置は副走査方向に沿った方向からある角度回転させた状態で配置する手法を用いている。
【００７３】
本実施形態においても、基板１１上に配置された２つの発光点１Ａ、１Ｂの中間位置（重心位置）１ｃを光軸４ａに合せてその回転中心とし、被走査面７上での走査線ピッチが必要な解像度、つまり６００dpiであれば４２．３μｍになるように副走査方向の結像倍率から必要とされる角度分、回転した状態で基板１１上に取り付けられている。
【００７４】
ところで実際には部品の加工誤差や組立誤差、あるいは収差から発生する集光位置のずれなどから設計上の位置に配置されず、ピッチ間隔がずれてしまうことが起こる。これを調整するためには基板に取り付けた光源を該基板ごと回転させ微調する手法をとる。
【００７５】
本実施形態のような構成、つまり、光源１と同期検出器９とが同一の基板１１上に一体となっている構成では同期検出器９も同じ方向に同角度回転する。
【００７６】
今、光源であるマルチ半導体レーザ１の中心を回転中心に選び、光軸方向を軸として回転させると、発光点が回転に沿って副走査方向の間隔が変化していくが、このままでは図２（Ｂ）に示すように光束の状態が（イ）から（ロ）へ変化し、同期検出器９から外れてしまい、正しい同期検知ができなくなる恐れがある。
【００７７】
しかしながら本実施形態によれば図３（Ａ），（Ｂ）に示すように副走査断面内に対しては略平行光束となっているため、基板１１が回転してそれに伴い光学素子１２が回転しても第２の同期検出用光学素子１２に対しては略平行光束で入射することには変わりがなく、第２の同期検出用光学素子１２の光軸上、つまり同期検出器９上へ集光させることができる。角度がついた略平行光束である場合でも、その集光点に同期検知器９を配置していれば同様である。
【００７８】
このように本実施形態においては上述の如く基板１１が回転しても、同期検出器９から光束が外れることはなく、また回転による光量の変化もないため安定した同期検出が行える。
【００７９】
さらに本実施形態においては第２の同期検出用光学素子１２の副走査方向の焦点距離をｆ、スリット１３から同期検出器９までの距離をＷとしたとき、
０．６ｆ＜Ｗ＜０．９ｆ ‥‥（１）
を満たしている。
【００８０】
条件式（１）は第１の同期検出用光学素子１０によって同期検出用の光束（ＢＤ光束）を副走査断面内で収束光束としてスリット１３に入射させる場合において、その検出精度上、好ましい範囲を示したものである。条件式（１）の下限値を超えると同期検出器９が第２の同期検出用光学素子１２に近接しすぎ、回転時の光束の移動の影響を受けて光束がずれてしまい、検出する光束を正しく検知することができなくなってくるので良くない。また条件式（１）の上限値を超えると同期検出器９への光束の入射状態が悪くなり、具体的には同期検出器９の有効範囲を越えるような位置に光束が向かう、または第１の同期検出用光学素子１０の位置精度が厳しくなるなどの要因となるので良くない。
【００８１】
【００８２】
本実施形態においては、上記の条件式（１）を満足するように各要素を設定している。
【００８３】
【００８４】
尚、本実施形態において基板１１の回転は光軸４ａに垂直な面内で行うとしたが、例えば基板１１上に同期検出器９が取り付けられ、その同期検出器９の検出面が該基板１１に対して平行な面になっていない、または平行に置かれていないなどの場合は同期検出面を含む面内で回転させてもよい。
【００８５】
［実施形態２］
図４は本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において前記図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００８６】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は同期検出用の光束（ＢＤ光束）を第１の同期検出用光学素子１４によりスリット１３面上において主走査断面と副走査断面内で共に集光させたことであり、その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００８７】
即ち、本実施形態では前記実施形態１と同様の入射光学手段を配置し、シリンドリカルレンズ４にてポリゴンミラー５の偏向面５ｃ近傍で副走査方向へ収束した光束を、同期検出用の光路において第１の同期検出用光学素子１４にてリレーを行い、スリット１３面上に主走査、副走査断面内において同時に集光させている。これはポリゴンミラー５の偏向面５ｃでの面倒れを同期検知に影響がないようにしたものであり、ポリゴンミラー５の偏向面５ｃとスリット１３とは面倒れ補正系の共役関係に設定されている。
【００８８】
つまり、第１の同期検出用光学素子１４のパワーを主走査断面内においてはスリット１３への集光レンズ、副走査断面内においては偏向面５ｃとスリット１３とを共役にするリレーレンズという構成にしている。
【００８９】
本実施形態においてはスリット１３面上で一旦、収束した光束を第２の同期検出用光学素子１２にて同期検出器９へ導くわけであるが、この例においては前述の条件式（１）を満足するように各要素を設定しており、これにより良好なる同期検出を行っている。
【００９０】
即ち、本実施形態においては、第２の同期検出用光学素子１２を焦点距離ｆが１８ｍｍの単レンズを用い、スリット１３から同期検出器９までの距離Ｗを１４．７ｍｍと設定した時、検出面においての光束径は０．３φとなり、条件式（１）における距離Ｗは、０．８２ｆと成っており、光源を基板ごと５度回転調整したときでも同期検出面に対しては０．３ｍｍ程度の移動で済むため、検出面から外れることがなく、安定した同期検出が行える。
【００９１】
【００９２】
またこれまでは複数の発光点を持つ半導体レーザ（光源）を使用した実施形態を掲げてきたが、複数の半導体レーザを基板上に並列して用いた場合でも、同様な構成で調整が可能である。この場合、１つの発光点を１つの半導体レーザと置き換えることにより、容易に同様の構成が可能なことがわかる。
【００９３】
複数の半導体レーザを用いた場合はプリズムや、ミラーを用いて光路を合成する合成光学系を用いるか、または１つの基板上に複数の半導体レーザを配列し、それらを偏向面に向けて異なった角度で射出させるなどの手法があるが、いずれにしても副走査方向のピッチ間隔を調整する場合に回転を用いる場合、本発明の構造により容易に調整が可能となる。
【００９４】
また本実施形態では光源手段を複数の発光点を有するマルチ半導体レーザーより構成したが、単一の発光点を有する半導体レーザ（光源）より構成しても本発明は実施形態１と同様に適用することができる。尚、このときは光源と同期検出器とを配置した基板を光源の位置又はその近傍を回動中心として回動させれば良い。
【００９５】
また本実施形態においてはコリメーターレンズ２とシリンドリカルレンズ４等を用いずに、光源手段１からの光束を直接開口絞り３を介してポリゴンミラー５に導光しても良い。
【００９６】
また本実施形態においては走査光学手段を２枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば単一、もしくは３枚以上のレンズより構成しても良い。
【００９７】
［画像形成装置］
図５は、前述した実施形態１又は２の走査光学装置を用いた画像形成装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副走査断面内における要部断面図である。図５において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）（画像信号）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは、各実施形態１、２で示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット（走査光学装置）１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム（光束）１０３が射出され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【００９８】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【００９９】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転断面内における下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１００】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ（転写器）１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図５において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１０１】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図５において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から撒送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１０２】
図５においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く光源と同期検出器とを同一基板に配置しながらもその光学的位置関係を良好に保ち、かつ条件式（１），（２）のうち少なくとも一方を満たすことにより、簡単な位置合わせで高精度な同期検出が可能となり、これからの高密度化された高性能な走査光学装置及び画像形成装置を形成する上でも高精度な同期検出器として充分対応できる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【０１０４】
更に複雑な、または微妙な調整も必要としないため、組立て時の工数が大幅に短縮されることにより、コスト削減に対して優れた走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１の主走査断面図
【図２】 本発明の実施形態１の同一基板に配置された光源と同期検出器を示す図
【図３】 本発明の実施形態１の同期検出手段の主要部分の光学系の要部断面図
【図４】 本発明の実施形態２の主走査断面図
【図５】 本発明の走査光学装置を用いた画像形成装置（電子写真プリンタ）の構成例を示す副走査断面図
【図６】 従来の走査光学装置の主走査断面図
【図７】 複数の発光部の位置関係を示す説明図
【図８】 複数の発光部の位置関係を示す説明図
【図９】 光源手段と同期検出器との位置関係を示す説明図
【符号の説明】
１ 光源手段（半導体レーザ）
２ コリメーターレンズ
３ 絞り
４ シリンドリカルレンズ
５ 偏向手段（ポリゴンミラー）
６ 走査光学手段（ｆθレンズ系）
７ 被走査面
８ 同期検出手段
９ 同期検出器
１０、１４ 第１の同期検出用光学素子
１１ 基板
１２ 第２の同期検出用光学素子
１３ スリット
１５ 筐体
２１ 入射光学手段
１００ 走査光学装置
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０４ 画像形成装置
１０７ 現像装置
１０８ 転写ローラ
１０９ 用紙カセット
１１０ 給紙ローラ
１１１ プリンタコントローラ
１１２ 転写材（用紙）
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１５ モータ
１１６ 排紙ローラ
１１７ 外部機器
【図１】
0004759179.tif 000002
【図２】
0004759179.tif 000003
【図３】
0004759179.tif 000004
【図４】
0004759179.tif 000005
【図５】
0004759179.tif 000006
【図６】
0004759179.tif 000007
【図７】
0004759179.tif 000008
【図８】
0004759179.tif 000009
【図９】
0004759179.tif 000010