(57)【要約】【課題】光ビームの副走査方向の走査位置を迅速に精度よく計測して、ピッチを制御することで、温度、振動等によるビームピッチずれのない良好な出力画像を得ることができる光走査装置と画像形成装置を得る。【解決手段】対向する２以上の辺縁が平行で直線をなし、平行で直線をなす辺縁のうち少なくとも１の辺縁が副走査方向と非平行な角度を持つように配置された複数のセンサからなる、被走査面上での光ビームの走査位置を検出してビーム位置検出信号を出力する手段１９と、光走査装置内の温度を計測する手段２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、ビーム位置検出信号と、計測された温度に基づき、光ビームの被走査面上での副走査方向の走査位置を検出する手段２１と、検出された副走査方向の走査位置が規定の走査位置からずれていた場合に、被走査面上での光ビームの副走査方向の走査位置を規定の走査位置に戻す手段２３、とを有してなる。【選択図】図１
2005156992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に基づき変調駆動される光源と、上記光源からの光ビームを偏向する偏向反射面を備えた光偏向手段と、上記光偏向手段により偏向された光ビームを被走査面上に集光するための走査光学系とを備えた光走査装置であって、
対向する２以上の辺縁が平行で直線をなし、当該平行で直線をなす辺縁のうち少なくとも１の辺縁が副走査方向と非平行な角度を持つように配置された複数のセンサからなる、上記被走査面上での光ビームの走査位置を検出してビーム位置検出信号を出力する光ビーム位置検出手段と、
上記光走査装置内の温度を計測する温度計測手段と、
上記光ビーム位置検出手段が出力したビーム位置検出信号と、上記温度計測手段により計測された温度に基づき、上記光ビームの被走査面上での副走査方向の走査位置を検出する副走査位置検出手段と、
上記副走査位置検出手段で検出された副走査方向の走査位置が規定の走査位置からずれていた場合に、上記被走査面上での光ビームの副走査方向の走査位置を上記規定の走査位置に戻す走査位置制御手段、とを有してなることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
画像信号に基づき変調駆動される光源と、上記光源からの複数の光ビームを偏向する偏向反射面を備えた光偏向手段と、上記光偏向手段により偏向された複数の光ビームを被走査面上に集光するための走査光学系とを備えた光走査装置であって、
対向する２以上の辺縁が平行で直線をなし、当該平行で直線をなす辺縁のうち少なくとも１の辺縁が副走査方向と非平行な角度を持つように配置された複数のセンサからなる、上記被走査面上での光ビームの走査位置を検出してビーム位置検出信号を出力する光ビーム位置検出手段と、
上記光走査装置内の温度を計測する温度計測手段と、
上記光ビーム位置検出手段が出力したビーム位置検出信号と、上記温度計測手段により計測された温度に基づき、上記複数の光ビームの被走査面上での副走査方向のピッチを検出する副走査ピッチ検出手段と、
上記副走査ピッチ検出手段で検出したピッチが規定のピッチからずれていた場合に、上記複数の光ビームの被走査面上での副走査方向のピッチを上記規定のピッチに戻すピッチ制御手段、とを有してなることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
画像信号に基づき変調駆動される光源と、上記光源からの複数の光ビームを偏向する偏向反射面を備えた光偏向手段と、上記光偏向手段により偏向された複数の光ビームを被走査面上に集光するための走査光学系とを備えた光走査装置であって、
対向する２以上の辺縁が平行で直線をなし、当該平行で直線をなす辺縁のうち少なくとも１の辺縁が副走査方向と非平行な角度を持つように配置された複数のセンサからなる、上記被走査面上での光ビームの走査位置を検出してビーム位置検出信号を出力する光ビーム位置検出手段と、
上記光走査装置内の温度を計測する温度計測手段と、
上記光ビーム位置検出手段が出力したビーム位置検出信号と、上記温度計測手段により計測された温度に基づき、上記複数の光ビームの被走査面上での副走査方向のピッチを検出する副走査ピッチ検出手段と、
上記副走査ピッチ検出手段で検出したピッチが規定のピッチからずれていた場合に、オペレータにその旨を通報する手段、とを有してなることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
温度計測手段は、複数箇所に配備された温度センサからなる請求項１乃至３のいずれかに記載した光走査装置。
【請求項５】
温度計測手段は、複数箇所に配備された温度センサからの測定データを配備した箇所により重み付けして温度計測値とする請求項４記載の光走査装置。
【請求項６】
温度センサの配備箇所は２または３である請求項４または５記載の光走査装置。
【請求項７】
副走査位置検出手段は、光ビーム位置検出手段からのビーム位置検出信号から求めた副走査位置に、温度計測手段から得られた温度に対する係数値をかけて副走査位置とする請求項１または請求項４乃至６のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項８】
副走査ピッチ検出手段は、光ビーム位置検出手段からのビーム位置検出信号から求めた副走査ピッチに、温度計測手段から得られた温度に対する係数値をかけて副走査ピッチとする請求項２乃至６のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項９】
請求項１または請求項４乃至７のいずれかに記載の光走査装置を主走査方向に並置し、１走査ラインを各々分割して走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
光書込装置から像担持体に光書込みを行い、電子写真法により、この像担持体上に静電潜像を形成する装置であって、
上記光書込装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
光書込装置を各色に対応して複数配備した請求項１０記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザプリンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリなどの画像形成装置、およびこれら画像形成装置に適用可能な光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタなどの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、光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などが問題となり記録速度の向上には限界がある。そこで一度に複数の光ビームを一括して走査することで複数ラインを同時に記録する、いわゆるマルチビーム走査装置が提案されている。
このマルチビーム走査装置の光源の例としては、複数の発光点を有する半導体レーザアレイ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  Ａｒｒａｙ：ＬＤＡ）や、発光点が１個の半導体レーザ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）を副走査方向に複数配列した光源ユニットがある。光源ユニットから射出された複数の光ビームを一括してポリゴンミラーで偏向して感光体上を走査させることで、複数ラインを副走査方向に所定の間隔（副走査ピッチ）で一括記録することができるため、光ビーム数を増やすことで記録速度を向上させることができる。
【０００３】
ここで、光源ユニットを所定の副走査ピッチが得られるように初期設定時に調整したとしても、振動、温度などの外的な要因により経時的には所定の副走査ピッチとのずれが生じる。したがって、高品位の出力画像を得るためには副走査ピッチのずれを検知して補正することが必要となり、これまでにも副走査ピッチのずれを検知して補正するための提案がなされている（例えば、特許文献１，２参照。）。特許文献１では、光ビームの位置を検知するのに光ビーム検知領域の走査開始端の辺が互いに非平行な２個のセンサを用い、光ビームが各々のセンサを通過するときに出力される光ビーム位置検出信号の時間差から光ビームの副走査方向の走査位置を検出することが提案されている。特許文献２では、主走査方向に複数のフォトセンサを配置し、副走査方向に平行に置いたセンサを横切るとき発生するパルスの間隔と、副走査方向に角度を持たせておいたセンサを横切るとき発生するパルスの間隔との時間差を各ビーム間の副走査ピッチに換算することが提案されている。
【０００４】
しかしながら、この光ビーム位置検出信号は、光走査装置内の温度や光ビームの光量変動で検出位置がずれるため、検出した副走査の走査位置、ひいては検出した副走査ビームピッチの誤差が大きくなる。
【特許文献１】特開平７−７２３９９号公報
【特許文献２】特開平９−３２５２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、光ビームの副走査方向の走査位置を迅速に精度よく計測して、ピッチを制御することで、温度、振動等によるビームピッチずれのない良好な出力画像を得ることができる光走査装置と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】
【０００６】
請求項１記載の発明は、対向する２以上の辺縁が平行で直線をなし、平行で直線をなす辺縁のうち少なくとも１の辺縁が副走査方向と非平行な角度を持つように配置された複数のセンサからなる、被走査面上での光ビームの走査位置を検出してビーム位置検出信号を出力する光ビーム位置検出手段と、光走査装置内の温度を計測する温度計測手段と、光ビーム位置検出手段が出力したビーム位置検出信号と、温度計測手段により計測された温度に基づき、光ビームの被走査面上での副走査方向の走査位置を検出する副走査位置検出手段と、副走査位置検出手段で検出された副走査方向の走査位置が規定の走査位置からずれていた場合に、被走査面上での光ビームの副走査方向の走査位置を規定の走査位置に戻す走査位置制御手段、とを有してなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、対向する２以上の辺縁が平行で直線をなし、平行で直線をなす辺縁のうち少なくとも１の辺縁が副走査方向と非平行な角度を持つように配置された複数のセンサからなる、被走査面上での光ビームの走査位置を検出してビーム位置検出信号を出力する光ビーム位置検出手段と、光走査装置内の温度を計測する温度計測手段と、光ビーム位置検出手段が出力したビーム位置検出信号と、温度計測手段により計測された温度に基づき、複数の光ビームの被走査面上での副走査方向のピッチを検出する副走査ピッチ検出手段と、副走査ピッチ検出手段で検出したピッチが規定のピッチからずれていた場合に、複数の光ビームの被走査面上での副走査方向のピッチを規定のピッチに戻すピッチ制御手段、とを有してなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、対向する２以上の辺縁が平行で直線をなし、平行で直線をなす辺縁のうち少なくとも１の辺縁が副走査方向と非平行な角度を持つように配置された複数のセンサからなる、被走査面上での光ビームの走査位置を検出してビーム位置検出信号を出力する光ビーム位置検出手段と、光走査装置内の温度を計測する温度計測手段と、光ビーム位置検出手段が出力したビーム位置検出信号と、温度計測手段により計測された温度に基づき、複数の光ビームの被走査面上での副走査方向のピッチを検出する副走査ピッチ検出手段と、副走査ピッチ検出手段で検出したピッチが規定のピッチからずれていた場合に、オペレータにその旨を通報する手段、とを有してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、温度計測手段は、複数箇所に配備された温度センサからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、温度計測手段は、複数箇所に配備された温度センサからの測定データを配備した箇所により重み付けして温度計測値とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の発明において、温度センサの配備箇所は２または３であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１または４乃至６のいずれかに記載の発明において、副走査位置検出手段は、光ビーム位置検出手段からのビーム位置検出信号から求めた副走査位置に、温度計測手段から得られた温度に対する係数値をかけて副走査位置とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項２乃至６のいずれかに記載の発明において、副走査ピッチ検出手段は、光ビーム位置検出手段からのビーム位置検出信号から求めた副走査ピッチに、温度計測手段から得られた温度に対する係数値をかけて副走査ピッチとすることを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項１または請求項４乃至７のいずれかに記載の光走査装置を主走査方向に並置し、１走査ラインを各々分割して走査することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、光書込装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の光走査装置であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、光書込装置を各色に対応して複数配備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、装置内の温度をはじめとする経時変化などにより規定のビームピッチからのずれのない良好な出力画像を形成することができる光走査装置と画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明にかかる光走査装置と画像形成装置の実施の形態について説明する。
【００１９】
先ず、本発明にかかる光走査装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる光走査装置の実施の形態を示す図であって、光学配置を示す斜視図である。光走査装置２０は、光源から出射された光ビーム（光束）を被走査面上に光スポットとして走査する装置であって、半導体レーザ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）１１ａ，１１ｂとカップリングレンズ１２ａ，１２ｂを備えた光源部１８と、光源部１８からの光ビーム（レーザビーム）を偏向する偏向反射面を備えた光偏向手段であるポリゴンミラー１４と、ポリゴンミラー１４で偏向された光ビームを被走査面（感光体ドラムの表面）１６に導く走査光学系１５とを有してなる。
ここで、被走査面１６上を光ビーム束が走査する方向を主走査方向とし、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。
【００２０】
なお、図１に示した例では、光源部１８がＬＤとカップリングレンズにより構成されているが、本発明にかかる光走査装置の光源部の構成はこれに限定するものではない。また、走査光学系１５は、２枚の走査レンズ１５ａ，１５ｂと１枚の折り返しミラー１５ｃから構成された例を示しているが、走査光学系を構成する光学素子の枚数はこれに限定するものではない。さらに、光走査装置２０は、２本の光ビームを同時に走査する２ビーム光走査装置であるが、本発明にかかる光走査装置は、より多くの本数の光ビームを走査するマルチビーム走査装置に適用が可能である。
【００２１】
以下、光走査装置２０による光走査の方法について説明する。
光源１１ａと１１ｂは、画像信号に基づき変調駆動されて発散光ビームを射出する。光源１１ａと１１ｂから出射された光ビームは、それぞれカップリングレンズ１２ａと１２ｂにより以降の光学系に適したビーム形態にカップリングされる。カップリングされた各光ビームは、同じビーム形態で、ほぼ平行ビームである。カップリングレンズ１２を通過した光ビームは、シリンドリカルレンズ１３の作用によりポリゴンミラー１４の偏向反射面上に、副走査方向のみ収束されて主走査方向に長い線像として結像する。
【００２２】
ポリゴンミラー１４は、図示しないモータにより略等速に紙面反時計回りに回転していて、シリンドリカルレンズ１３からの入射光ビームを等角速度的に偏向する。ポリゴンミラー１４で偏向された光ビームは、走査レンズ１５ａ，１５ｂを通過した後に折り返しミラー１５ｃで折り返されて被走査面１６に導かれる。被走査面１６に導かれた光ビームは、走査光学系１５の作用により集束性の光ビームとなって被走査面１６上に集光されてビームスポットとして結像し、略等速的に被走査面１６上を図１の紙面右側から左側に向かって光走査される。
【００２３】
ポリゴンミラー１４で偏向された光ビームは、被走査面１６への入射に先立って、光ビーム位置検出手段である同期検知センサ１９に導光されて検出される。同期検知センサ１９は、光ビームを検出すると電気信号を発し、この信号が図示しない同期検知回路によって演算処理され、あるタイミングの後に書込開始信号が発信される。ここで「あるタイミング」とは、光ビームが同期検知センサ１９の検知位置から書込開始位置に至るまでの時間である。
【００２４】
図２（ｂ）は、被走査面上に形成されるビームスポットの配列を示した模式図であり、符号ＰＹ，ＰＺは、それぞれビームスポットＢＳ１，ＢＳ２間の主走査方向と副走査方向の間隔を示している。光走査装置２０は、ポリゴンミラー１４に入射する２本の光ビームが主走査断面内にて互いに平行とはならないように構成されているため、同図に示すように、被走査面１６におけるビームスポットＢＳ１，ＢＳ２の主走査方向の間隔ＰＹを確保することができる。したがって、１つの同期検知センサ１９のみで、２本の光ビームに関する変調開始タイミングを設定するための同期検知信号を独立に検出することができる。
【００２５】
ここで、同期検知センサ１９によるビーム位置検出信号の出力について説明する。
同期検知センサ１９は、図３（ａ）に示すように、２つのセンサ（例えば、フォトダイオード）ＰＤ１，ＰＤ２が主走査方向に並んで配置されて構成されている。センサＰＤ１，ＰＤ２は、対向する２の辺縁が平行で直線をなし、平行で直線をなす２の辺縁のうち、１の辺縁が副走査方向と非平行な角度θ（０°＜θ＜９０°）を持つように配置されている。同期検知センサ１９は、ＰＤ１，ＰＤ２からの出力信号をそれぞれ増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ２により電流電圧変換と電圧増幅を行った後、比較器ＣＭＰにて電圧比較を行い、ＡＭＰ２の出力信号レベルがＡＭＰ１の出力信号レベルより低くなったときにビーム位置検出信号を出力する。
なお、光ビーム位置検出手段を構成するセンサの数は２以上であればよい。また、対向する平行で直線をなす辺縁の数は２以上で、そのうち少なくとも１の辺縁が副走査方向と非平行な角度を持つように配置されていればよい。
【００２６】
図３（ｂ）は、２本の光ビームがセンサＰＤ１，ＰＤ２を通過したときに同期検知センサ１９が出力する信号のタイミングチャートであり、１本の光ビームの通過により２個のパルスが出力されていることを示している。出力される２個のパルスの間隔は、光ビームがの副走査方向の走査位置に比例する。ビームスポットＢＳ１，ＢＳ２がセンサＰＤ１，ＰＤ２を通過する時間をＴ１，Ｔ２、光ビームの速度をｖとすると、ＢＳ１，ＢＳ２の副走査方向のビームピッチΔＰ（＝ＰＺ）は、以下の式から算出することができる。
ΔＰ  ＝  ｖ×（Ｔ２−Ｔ１）／ｔａｎθ  ＝  ｋ×（Ｔ２−Ｔ１）        （式）
【００２７】
光ビームの速度ｖは、走査光学系１５の焦点距離とポリゴンミラー１４の回転数で決まるが、光走査装置内の温度によって変化する。このため、計測したパルス間隔（時間）Ｔ１，Ｔ２を用いて前述の式より算出したビームピッチΔＰは、光走査装置内の温度によって実際のピッチとの誤差を生じる。この誤差は、高画質の出力画像を要求される場合、特にカラー画像で色の再現性を良くする場合には無視できなくなる。
そこで、光走査装置２０は、当該装置内の温度を計測する温度計測手段を備える。図１に示した例では、光学特性に大きく影響を与える光源部１８、走査光学系１５、ポリゴンミラー１４の付近に温度計測手段である温度センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃが配備されている。温度センサは、センサＩＣ若しくは熱電対などであるが、計測値をデジタルで出力するＣＭＯＳセンサＩＣを用いるのが望ましい。
また、光走査装置内の温度センサの配備箇所が１箇所だと温度の偏りによりピッチの誤差が大きくなるので、複数箇所、たとえば２または３箇所に配備することが望ましい。  
さらに、より正確な温度補正を行うために、温度計測手段は、複数箇所に配備された温度センサからの測定データを配備した箇所により重み付けして温度計測値とするようにしてもよい。
【００２８】
図４は、光ビーム位置検出手段の別の例を示した図である。図４において、光ビーム位置検出手段は、１本の光ビームの通過に対して１個のパルスを出力し、このパルス幅が光ビームの副走査方向の走査位置に比例する。なお、ピッチΔＰは、パルス幅をＴ１，Ｔ２として、前述の式から算出することができる。
【００２９】
被走査面１６上では、ビームスポットＢＳ１，ＢＳ２がその走査密度に応じて、副走査方向に所定（規定）の間隔、つまり図２（ｂ）に示すビームピッチＰＺを所定のピッチに維持することが要求される。しかし、ビームピッチＰＺは、温度や湿度といった環境変動や経時の影響などにより変動する恐れがある。
そこで、光走査装置２０は、同期検知センサ１９により検出されたビームスポット位置からビームピッチを算出し、所定のピッチからのずれ量が一定以上の場合に、光源部１８から出射される光ビームを偏向してずれ量が０となるようにピッチの補正（制御）をしている。
【００３０】
このように走査位置を制御するための手段として、光走査装置２０には、図１に示すようにビーム間隔計測回路２１，ビーム間隔演算回路２２，ビーム偏向素子駆動回路２３が設けられている。
ビーム間隔計測回路２１は、同期検知センサ１９からのビーム位置検出信号と温度センサ２６により計測された温度に基づき、光ビームの被走査面１６上での副走査方向の走査位置を検出し、ピッチΔＰを算出する副走査位置検出手段である。
ビーム間隔演算回路２２は、ビーム間隔計測回路２１で算出されたピッチΔＰと所定のピッチとを比較して、そのずれ量を算出する手段である。
ビーム偏向素子駆動回路２３は、ピッチΔＰが所定のピッチからずれていた場合に、そのずれ量が０となるように光ビームの副走査方向の走査位置を当該所定の走査位置に戻す走査位置制御手段である。
【００３１】
ビーム間隔計測回路２１が副走査位置を検出する方法について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。
先ず、温度センサ２６により計測された光走査装置２０内の温度に対する係数ｋの値（係数値）を決定する（Ｓ１，Ｓ２）。
次に、ＢＳ１を点灯させ、同期検知センサ１９からのビーム位置検出信号に基づき、２個のパルス間隔Ｔ１を計測する（Ｓ３）。
次に、ＢＳ１を消灯してＢＳ２を点灯させ、同期検知センサ１９からのビーム位置検出信号に基づき、２個のパルス間隔Ｔ２を計測する（Ｓ４）。
このように決定した係数値ｋと計測したパルス間隔Ｔ１，Ｔ２に基づき、前述の計算式よりピッチΔＰを算出する（Ｓ５）。
【００３２】
次に、ビーム偏向素子駆動回路２３が、光ビームの副走査方向の走査位置を所定の走査位置に戻す方法について説明する。
ビーム偏向素子駆動回路２３は、ビーム間隔演算回路２２により算出されたずれ量に応じた駆動信号を発生させて光ビーム偏向素子２９に出力する。光ビーム偏向素子２９は、図１に示すように、カップリングレンズ１２とシリンドリカルレンズ１３の光路中に配設され、図２（ａ）に示すように、頂角αを持つ楔形プリズム３０とリング超音波モータ３１を保持部材２９に取り付けて構成されている。ただし、光ビーム偏向素子は、楔形プリズムに限定するものではなく、例えば電気信号で駆動される液晶素子を用いてもよい。リング超音波モータ３１は、ビーム偏向素子駆動回路２３からの駆動信号に基づき、楔形プリズム３０をγ回転させる。よって、カップリングレンズ１２からシリンドリカルレンズ１３に向かう光ビームは、楔形プリズム３０の回転角により光軸に対してφだけ変化する。
このように、ビーム偏向素子駆動回路２３は、ピッチΔＰの所定のピッチからのずれ量が０となるように光源部１８から出射される光ビームを偏向させるべく、楔形プリズム３０を回転させるための駆動信号を発生する。したがって、光走査装置２０は、ピッチΔＰの所定のピッチからのずれ量を０にするように光源部１８から出射される光ビームを偏向させることで、光ビームの被走査面１６上での走査位置を所定の走査位置に戻すことができる。
【００３３】
なお、本発明にかかる光走査装置において、ビーム偏向素子駆動回路２３に代えて、ピッチΔＰの所定のピッチからのずれ量が一定以上の場合に、サービスマンやユーザなどのオペレータにその旨を通報する手段を設けるようにしてもよい。通報する手段としては、たとえば、光走査装置またはこの装置を適用した画像形成装置の操作パネルなどにディスプレイや通報ランプを設け、ずれ量発生のメッセージを表示したりランプを点灯させるなどするとよい。オペレータは、このような簡便な手段・方法でずれ量の発生を確認することができ、光学配置を再調整するなど、ずれ量を補正するための方策をとることができる。
【００３４】
図５は、図３に示したセンサを用いたときの、ピッチ制御に関する光走査装置２０内の各手段の機能ブロック図である。
同期検知センサ１９は、基準クロック発生部２４が生成する基準クロックによりパルス間隔計測回路２１にビーム位置検出信号を出力する。
パルス間隔計測回路２１は、同期検知センサ１９からのビーム位置検出信号を受けて、光ビームが２つのセンサＰＤ１，ＰＤ２の間隔を通過する際のパルス間隔Ｔ１，Ｔ２を計測してピッチΔＰを算出する。
パルス間隔演算回路２２は、パルス間隔計測回路２１が算出したピッチΔＰを所定のパルス間隔（ピッチ）と比較する。
ビーム偏向素子駆動回路２３は、ピッチΔＰが所定のピッチに対して一定の間隔以上ずれていた場合、そのずれ量に応じた駆動信号を発生して光ビーム偏向素子２９に出力する。
画像クロック発生部２５は、同期検知センサ１９からのビーム位置検出信号と基準クロック発生部２４が生成する基準クロックに同期した画像クロック信号を発生して半導体レーザ制御回路２７に出力する。
半導体レーザ制御回路２７は、画像クロック発生部２５で発生する画像クロック信号により画像記録タイミングを制御し、画像信号に基づき光源ＬＤ１，ＬＤ２を変調駆動する。
【００３５】
図６は、図４に示したセンサを用いたときの、ピッチ制御に関する光走査装置２０の各手段の機能ブロック図である。ビーム間隔計測回路２１による計測対象がパルス幅である点を除いて、他は図５に示した例と同様である。
【００３６】
なお、以上説明した実施の形態において、図３，図４に示した例では、センサの一方の辺縁を主走査方向と垂直に配置している。この主走査方向と垂直に配置した辺縁で検知したビーム位置検出信号は、主走査方向の画像記録の開始位置を示す主走査同期信号として使うこともできる。もちろん、センサの両端を主走査方向に非垂直に配置することもできる。この場合、角度θを大きくすることができるため、副走査位置の検出感度を高めることができる
また、図３，図４においてセンサＰＤ１，ＰＤ２の隣接する辺縁の間隔をビームスポット径より小さくすれば、ＰＤ１でのビーム検知が終わらないうちにＰＤ２でのビーム検知が始まるため、ＡＭＰ１とＡＭＰ２の出力信号を確実にクロスさせることができる。
さらに、図３，図４に示した例において、光ビームを検知していないときの信号レベルをＡＭＰ２がＡＭＰ１より高くなるように設定する。信号レベルに差があるとき、信号にノイズが混入したとしても、誤った信号を出力することはないので耐ノイズ性能が高くなる。
さらにまた、上記の副走査方向のビームピッチは、複数の光ビームのビームピッチに限らず、１ビームの副走査の走査位置を検出する手段としても応用することができる。
【００３７】
次に、本発明にかかる画像形成装置について説明する。
図１０は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図である。この画像形成装置は、レーザプリンタである。
レーザプリンタ１００は、光走査装置１１７の他、光走査装置１１７によって露光され静電潜像が形成される潜像担持体１１１として円筒状に形成された光導電性の感光体、静電潜像をトナーで顕像化する現像手段、顕像化されたトナー像を記録紙に転写する転写手段などの、電子写真プロセスを実行する手段を有してなる。
【００３８】
潜像担持体１１１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５などの電子写真法（プロセス）にしたがうプロセス部材が順に配設されている。なお、帯電手段としてコロナチャージャを用いることもできる。
光走査装置１１７は、像担持体に光書込を行う光書込装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行するもので、帯電ローラ１１２で均一に帯電された潜像担持体１１１の表面を走査して、静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、いわゆるネガ潜像であって画像部が露光されている。この静電潜像は、現像装置１１３により反転現像され、像担持体１１１上にトナー画像が形成される。
【００３９】
転写紙Ｐを収納したカセット１１８は、レーザプリンタ１００本体に脱着可能であり、図示のごとく装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ１２０により給紙され、給紙された転写紙Ｐは、その先端部をレジストローラ１１９に捕らえられる。レジストローラ１１９は、像担持体１１１上のトナー画像が転写位置へ移動するタイミングに合わせて、転写紙Ｐを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｐは、転写部においてトナー像と重ね合わせられ転写ローラ１１４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転写紙Ｐは定着装置１１６へ送られ、定着装置１１６においてトナー画像を定着され、搬送路１２１を通り、排紙ローラ１２２によりトレイ１２３上に排出される。
トナー画像が転写された後の像担持体１１１の表面は、クリーニング装置１１５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
【００４０】
光走査装置１１７として、先に説明した本発明にかかる光走査装置を用いることで、被走査面上の光スポット配列が所定の配列から変動するのを抑制することができるため、高品位な出力画像を形成することができる。
【００４１】
なお、光スポット配列を検出するタイミングは、プリントアウトするためにオペレータが画像形成装置のスタートボタンを押下した後としても良いし、あるいは多数枚を出力する場合には数枚（〜数十枚）毎としても構わない。
また、プリントアウト時（ビーム走査時）以外の期間、液晶素子に電気信号を入力しない場合には、前回の調整値を記憶するためのメモリ機能を付加してもよい。
このように本発明の光走査装置２０を画像形成装置の光書込装置として使用した場合には、本体の操作パネルからオペレータが操作することにより、出力画像を出力可能にすることができる。出力画像のパターン（評価チャート）としては、例えば、特開平１０−６２７０５号公報に記載のパターンを用意しておけばよい。オペレータが出力画像によりその画像品質を確認する構成とすることで、光走査装置におけるビームスポット配列の変動が出力画像に及ぼす影響のみならず、現像／転写／定着などの各工程が、出力画像に及ぼす影響を含めて、出力画像の劣化を補正することが可能となる。
また、ビームスポット配列検出手段、または制御手段の一方あるいは両方を省略することも可能となり、光走査装置の低コスト化を図ることができる。
【００４２】
以上説明した画像形成プロセスは、単色の画像形成におけるプロセスを想定して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数色の画像を重ねて形成するカラー画像形成装置に適用することも可能である。その場合、光書込ユニットを複数色で共用する画像形成装置に適用することができる。すなわち、一つの光書込ユニットと像担持体を有し、一色ごとの画像信号で光書き込みを行って対応する色のトナーで現像し、これを転写紙に転写し、次に、別の色の画像信号で光書き込みを行って対応する色のトナーで現像し、これを上記転写紙に転写する、というように、色ごとに画像形成を実行して１枚の転写紙に重ねて転写する方式の画像形成装置である。
【００４３】
また、前記光書込ユニットは、これを露光ユニットとして各色毎に配置した、いわゆるタンデム型の画像形成装置に適用することもできる。すなわち、色ごとに対応した複数の光書込ユニットと像担持体を有し、各色の画像信号で対応する光書込ユニットで対応する像担持体に画像を書き込み、対応する色のトナーで現像し、各色のトナー像を１枚の転写紙に重ねて転写するように構成する。タンデム型の画像形成装置によれば、画像の光束書込み、高速画像形成に有利である。
【００４４】
図７は、画像形成装置を構成する光走査装置と像担持体の関係の例について説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｄ）に示す各画像形成装置は、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色に対応した像担持体１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙを備える。（ａ）〜（ｄ）に示す各画像形成装置の光走査装置と像担持体の関係は、以下のとおりである。
（ａ）像担持体ごとに光走査装置を備えた構成であり、光走査装置２０Ｋ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙで、それぞれ対応する像担持体１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙに光書込を行う。
（ｂ）複数の像担持体で光走査装置を共用する構成であり、光走査装置２０Ａで像担持体１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙに各色に対応した光書込を行う。
（ｃ）複数の像担持体で光走査装置を共用する構成であり、光走査装置２０Ａ１で像担持体１６Ｋ，１６Ｃに各色に対応した光書込を行い、光走査装置２０Ａ２で像担持体１６Ｍ，１６Ｙに各色に対応した光書込を行う。
（ｄ）複数の像担持体で光走査装置を共用する構成であり、光走査装置２０Ｂ１で像担持体１６Ｋに光書込を行い、光走査装置２０Ｂ２で像担持体１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙに各色に対応した光書込を行う。
【００４５】
なお、すべての光走査装置２０Ｋ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙから出射される光ビームの本数がそれぞれ１本の場合には、この光走査装置を適用した画像出力装置によりフルカラー（４色）画像を得ることができる。
また、４つの光走査装置の少なくとも１つ（例えばブラックに対応する光走査装置２０Ｋ）を本発明の構成の４ビーム光走査装置とし、この光走査装置のみで光走査を行うことにより、フルカラー画像時と比較して４倍の高密度化が可能となる。
さらに、記録媒体の搬送速度（及びプロセス速度）を４倍に変更すれば、画像出力枚数を４倍に増加することが可能となる。
さらにまた、フルカラー画像時においても、文字画像についてはブラックにて書き込むことが多く高解像度も要求されることが多いため、上記の４ビーム光走査装置２０Ｋ（ブラック）に付加して、他の光走査装置（２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ；１ビーム）も同時に書き込むことにより、文字／写真／線画イメージ等が混在した画像においても、より高品位な出力画像を得ることが可能となる。
【００４６】
図８は、本発明にかかる画像形成装置のさらに別の実施の形態を示す偏向回転面に平行な面内に展開した光学配置図である。
この画像形成装置は、先に説明した本発明にかかる光走査装置２０を主走査方向に並列して配備し、有効書込幅を分割して被走査面１６上を走査するようにしたものである。つまり、複数の光走査装置と１つの像担持体とから構成されている。
このように複数の光走査装置を並置することで、有効書き込み幅を大きくすることができる。また、同じ有効書き込み幅であれば、光学素子や光偏向器の小型化が可能であり、メカ公差や温度変動によるビームウエスト位置変動が小さくなり、波面収差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を示す光学配置図（斜視図）である。
【図２】（ａ）は上記光走査装置に配置された光ビーム偏向素子による光ビームの偏向方法について示す模式図、（ｂ）は被走査面上に形成されるビームスポットの配列を示す模式図である。
【図３】上記光走査装置に配備された光ビーム位置検出手段の例を示す（ａ）は副走査断面図、（ｂ）は出力信号のタイミングチャートである。
【図４】上記光走査装置に配備された光ビーム位置検出手段の別の例を示す（ａ）は副走査断面図、（ｂ）は出力信号のタイミングチャートである。
【図５】図３の光ビーム位置検出手段を用いてビームピッチを制御する上記光走査装置内の手段の機能ブロック図である。
【図６】図４の光ビーム位置検出手段を用いてビームピッチを制御する上記光走査装置内の手段の機能ブロック図である。
【図７】本発明かかる画像形成装置を構成する光走査装置と画像形成装置の関係の例について説明するための模式図である。
【図８】本発明かかる画像形成装置の別の実施の形態を示す偏向回転面に平行な面内に展開した光学配置図である。
【図９】ビームピッチの導出例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１    光源（半導体レーザ）
１２    カップリングレンズ
１３    シリンドリカルレンズ
１４    光偏向手段（ポリゴンミラー）
１５    走査光学系
１６    被走査面（感光体ドラム）
１８    光源部
１９    光ビーム位置検出手段（同期検知センサ）
２０    光走査装置
２１    ビーム間隔計測回路（パルス間隔計測回路）
２２    ビーム間隔演算回路（パルス間隔演算回路，パルス幅演算回路）
２３    ビーム偏向素子駆動回路
２６    温度センサ
２９    光ビーム偏向素子
【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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