(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの光源から出射される光ビームを１つの偏向手段で偏向し、偏向された２つの光ビームを被走査面上の主走査方向に２つに分割された被走査領域にそれぞれ結像手段を介して結像して１つの被走査領域を光走査する光ビーム走査装置において、
前記被走査面上を光走査する２つの走査ビームは、被走査領域の継ぎ目部より、それぞれ逆方向で被走査領域の両端部に向かって走査されるように前記２つの光源、前記偏向手段及び前記結像手段を配置し、
前記結像手段から導かれた同期光の同期検知と、前記結像手段から導かれた光ビームのビーム走査位置検出とを行う１つの同期検知手段を備え、
前記結像手段からの同期ビームとして、前記結像手段の結像レンズ系における像高が異なる同期ビームを使用し、その同期信号を分離するに十分なだけタイミングをずらして前記同期検知手段に入射するようにそれぞれの同期検知ミラー及び同期検知手段の角度と位置とを設定したことを特徴とする光ビーム走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル複写機、プリンター、ＦＡＸ等の画像形成装置に備える光ビーム走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機のデジタル化が進む中で、広幅機においてもデジタル化が進む傾向にあり、さらなる高画質が要求されている。
ところが、現在では、Ａ１、Ａ０等の広幅デジタル機はＬＥＤアレイを用いたものが主流であるが、レーザー方式に比較してコスト高で、画質的にも劣ることは辞めない。さらに、Ａ０幅もの広幅のレーザー書込みを考えた場合、光路長の長さ、レンズの大型化、反射ミラーの長尺化等からユニットの大型化、コスト高が課題となっている。これを解決する手段として、従来より主走査方向に２つの書込み光学系を繋ぎ合わせ、広幅の走査幅を得る方法が各社より提案されている。
【０００３】
例えば、２つの光学系の走査線を主走査方向に繋ぎあわせて、広幅の走査幅の光書込み装置を得る方法として、特開昭６１−１１７２０号、特開昭６２−１６９５７５号、特開平６−２０８０６６号などが報告されている。これらの発明はいずれも、２つのポリゴンミラーと２つの結像光学系を用いた構成となっている。
【０００４】
特開昭６１−１１７２０号及び特開昭６２−１６９５７５号は、同じ方向に走査する２つの走査線を繋げる方式を用いている。この方式では、第１の走査線の終端を第２の走査線の開始端とする必要が有るため、主走査方向の位置を精度良く揃えるのが、技術的に困難であった。また副走査方向の走査線位置を揃えるためにも、２つのポリゴンミラーに対して回転の同期をとる必要があるという問題があった。
【０００５】
特開平６−２０８０６６号に記載された発明においては、２つのポリゴンミラーを逆方向に回転させ、全走査幅のほぼ中央に配置した一つの同期検知装置で書き出し位置のタイミングを測って、中央から両端に向けてビームを走査する構成としているため、主走査方向の走査線の位置合せを容易に行うことができた。
【０００６】
しかし、特開平６−２０８０６６号に記載された発明においても、２つのポリゴンミラーにより２つの走査線は別々に走査されるため、副走査方向の走査線の位置を揃えるためには、２つのポリゴンミラーに対して回転の同期をとる必要が有り、実用化には問題があった。
【０００７】
また、特開平８−７２３０８号に記載された発明では、２つのポリゴンミラーを一つの駆動源で回転させて、ミラーの回転の同期を取る方法が提案されている。しかし、一つの駆動源から駆動伝達機構を介して、高速回転する２つのポリゴンミラーを同時に回転させることは実際には、困難であった。
【０００８】
また、この発明では一つのポリゴンミラーの異なる偏向面に２つのビームを入射させ、共通の結像光学系で２つの走査ビームを主走査方向に繋ぎあわせる構成の光書込み光学系を提案している。この構成では、ポリゴンミラーが１つであるため、２つの走査線の副走査方向の位置合わせは容易に行うことができる。
【０００９】
しかし、２つの走査線の走査方向が同じであるため、特開昭６１−１１７２０号及び特開昭６２−１６９５７５号に記載された発明と同様に主走査方向の走査線の位置あわせに問題があり、さらに結像光学系のレンズも大型化し実用的ではなかった。
【００１０】
その他にも、特開平９−５６５５、特開平９−１２７４４０などの発明が提案されているが、上記技術課題をすべて解決する方法は示されていない。
上述したように、主走査方向に２つの書込み光学系を繋ぎ合わせ、広幅の走査幅を得る方法によれば、ユニットのコンパクト化、低コスト化が図れたとしても、繋ぎ合せ部を精度良く揃えるための技術、即ち２つのポリゴンの回転同期を取り、走査線のズレを補正する技術の難しさから実用化にはいたっていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、１つの偏向手段で２つの書込み光学系を走査することにより偏向手段の同期をとる必要をなくし、さらに２つのビーム走査を中央部から開始する構成にしたことにより主走査方向の繋ぎ合せを容易にし、１つの同期検知手段に、２つの結像光学系の同期検知と、ビーム走査位置検出機能を持たせることにより、装置の簡略化とコストの低減を図ることを目的とする。
【００１２】
さらに本発明においては、２つの結像光学系からの同期ビームとして、結像レンズ系における像高の異なる同期ビームを用いることにより、２つの結像光学系の同期信号のタイミングをずらして、誤検出を無くし、検出精度を上げることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、２つの光源から出射される光ビームを１つの偏向手段で偏向し、偏向された２つの光ビームを被走査面上の主走査方向に２つに分割された被走査領域にそれぞれ結像手段を介して結像して１つの被走査領域を光走査する光ビーム走査装置において、前記被走査面上を光走査する２つの走査ビームは、被走査領域の継ぎ目部より、それぞれ逆方向で被走査領域の両端部に向かって走査されるように前記２つの光源、前記偏向手段及び前記結像手段を配置し、前記結像手段から導かれた同期光の同期検知と、前記結像手段から導かれた光ビームのビーム走査位置検出とを行う１つの同期検知手段を備え、前記結像手段からの同期ビームとして、前記結像手段の結像レンズ系における像高が異なる同期ビームを使用し、その同期信号を分離するに十分なだけタイミングをずらして前記同期検知手段に入射するようにそれぞれの同期検知ミラー及び同期検知手段の角度と位置とを設定したことを特徴とする光ビーム走査装置である。
【００１４】
この構成では、１つの同期検知手段に、２つの結像光学系から導かれた同期光の同期検知と、光ビームのビーム走査位置検出の機能を持たせるようにしたので、同期検知手段を１つにすることができ同期検知手段を制御する制御回路も１つで済み、メカ的な部分だけでなく電気的な部分も簡単化することができ、複数の同期検知手段を用いた場合の如く同期検知の差を生ずることが無く、複数の同期検知手段を用いた場合と比べて極めて高精度なビーム走査を行うことができる。
【００１５】
この構成では、２つの結像光学系から導かれた同期光の同期検知と、光ビームのビーム走査位置検出の機能を持たせた１つの同期検知手段に、被走査領域の継ぎ目部に対応する位置に配置した同期検知ミラーで２つの走査ビームを入射させることができる。
【００１７】
この構成では、２つの結像光学系からの同期ビームとして、結像レンズ系における像高が異なる同期ビームを使用し、その同期信号を分離するに十分なだけタイミングをずらして入射するようにそれぞれの同期ミラー及び同期検知板の角度と位置を設定したので、２つの結像光学系からの同期信号の誤検出を無くし、検出精度を大幅に向上させることが出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は参考例の光ビーム走査装置の概略斜視図を示す。なお、同一の構成、同様な構成は、共通の符号をもって示し、その説明を割愛する。
図１に示すように、光ビーム走査装置の書込み光学系は左右に分割された１対の書込み光学系からなり、左半分の書込み光学系を第１書込み光学系Ｋ１、右半分を第２書込み光学系Ｋ２と呼ぶものとする。
【００１９】
第１書込み光学系Ｋ１において、図示されない駆動装置に制御されてＬＤ（半導体レーザ）１−１は画像信号に応じて変調されたレーザー光を発光する。発光されたレーザー光はコリメートレンズ２−１で平行光に変換される。コリメートレンズ２−１で平行光とされたビームはシリンドリカルレンズ３−１を経て、ポリゴンミラー４に入射する。ポリゴンミラー４で反射、走査されたレーザー光は第１Ｆθレンズ５−１及び第２Ｆθレンズ６−１によってそれぞれ等角速度偏向から等速度偏向に変更され、第１折返しミラー７−１、第２折返しミラー８−１及び第３折返しミラー９−１によって反射され、感光体１方向に導かれ、所定の走査位置の中央から端部に向かって走査される。
【００２０】
また第２書込み光学系Ｋ２は第１書込み光学系Ｋ１をポリゴンミラー４を中心に１８０°回転させた位置に配置されていて、ＬＤ１−２から出射したレーザ光はＬＤ１−１から出射したレーザ光と同様な経路を経て、感光体１に至り所定の走査位置の中央部から、第１書込み光学系Ｋ１とは逆方向の端部に向かって走査される。また、第１書込み光学系Ｋ１の同期検知ユニット１１−１及び第２書込み光学系Ｋ２の同期検知ユニット１１−２において、各ユニットはレーザビームの画像領域外に設けられレーザビームの１走査毎にレーザビームの走査タイミングを検知する。図示しない書込み制御回路はこの検知した走査タイミングに応じてレーザビームの走査タイミングと書き込み開始位置との同期をとる。
【００２１】
図２は、図１の光ビーム走査装置の概略平面図である。
図２に示すように、太い２点鎖線は走査光が反射ミラーで反射される位置を、太い１点鎖線は感光体ドラム１の中心線Ｏを、細い１点鎖線は走査ビームの光軸ＯＡをそれぞれ示している。矢印１３はポリゴンミラーの回転方向を、矢印１４は感光体ドラム１上で走査線が走査される方向を示している。
【００２２】
図３は、図２の書込み装置を右側から見た光路の概略を示し、第１書込み光学系だけの光路概略図であり、図４は、図２の書込み装置を右側から見た光路の概略を示し、第２書込み光学系を加えたかたちの光路概略図である。
【００２３】
図３，図４に示すように、これら光書込み装置は通常、ほこり等の付着をきらうため、図示しない光学箱内部に密閉され、精度良く固定、配置されている。ただしレーザーの出射口は開放（レーザー光の波長に対して透明に）する必要があるため、防塵ガラス１２−１，１２−２等を配置して、ホコリの侵入を防いでいる。
【００２４】
図１〜図４の光ビーム走査装置では、１つの偏向手段としてのポリゴンミラー４の異なる偏向面に２つのビームを入射、偏向して、それぞれ異なる結像光学系で被走査面上の一つの被走査領域を、主走査方向に２分割して光走査している。１つの偏向手段により２つの走査線は同時に走査されるため、ポリゴンミラーの面倒れ、回転ムラに起因する走査ピッチムラが２分割された被走査領域で一致するので、副走査方向の走査線のずれは発生しにくい。さらにそれぞれの走査線が被走査領域の中央部から両端部に向かって走査されるため、中央部に同期検知手段を設けることが可能で、走査線の主走査方向の繋ぎ合せを精度よく行うことができる。
【００２５】
一般的に、２つの結像光学系の光軸が最終的に被走査面軸に直角、即ち感光体ドラム軸に直交に設定され、２つの光路長が結像レンズの光路長に等しい関係にあれば、結像点を被走査面上の１本の走査線上に一致させることが出来るため、ビーム径が均一で、良好な画像を得ることが出来る。
【００２６】
この光ビーム走査装置では、後述する図６，７にも示すように、２つの結像光学系の光軸は被走査面軸に対して直角より傾いて配置されているが、最終的な結像光学系光軸を被走査面軸に直角とするため、走査方向変更手段としてのミラーが２枚設けてある。
【００２７】
図５は、第１折返しミラー及び第２折返しミラーの副走査方向の傾きの関係を示す図であり、第１書込み光学系の場合について示す。
図５に示すように、この２枚のミラー、即ち第１書込み光学系の場合には第１折返しミラー７−１及び第２折返しミラー８−１（第２書込み光学系の場合には第１折返しミラー７−２及び第２折返しミラー８−２）は、上下方向に間隔を置いて重なる位置に配置されている。
【００２８】
第１折返しミラー７−１入射前のビーム走査面に対する第１折返しミラー７−１、第２折返しミラー８−１の副走査方向の傾きをそれぞれ、α、βとすると｜α−β｜＝９０°の関係に設定されているため、第１折返しミラー７−１入射前のビーム走査面と第２折返しミラー８−１出射後のビーム走査面は平行になる。
【００２９】
図６は、図２と同様の点対称配置の場合における、各結像光学系の第１折返しミラー入射前の光軸と被走査面軸とのなす角度と、第１、第２折返しミラーへビームが入射する角度との関係を示す図であり、図７は、点対称配置ではない他の例の場合における、各結像光学系の第１折返しミラー入射前の光軸と被走査面軸とのなす角度と、第１、第２折返しミラーへビームが入射する角度との関係を示す図である。
【００３０】
図６に示すように、第２折返しミラー出射後の光軸ＯＡを被走査面光軸に直角とするためには、各結像光学系の第１折返しミラー７−１，７−２入射前の光軸と被走査面軸とのなす角度θ１、θ２と、第１、第２折返しミラーに対するビームの入射角γ１、γ２との間に次に示した関係が有れば良い。ただし、０°＜｜θ１｜＜９０°、０°＜｜θ２｜＜９０°
【００３１】
｜θ１｜ ＋２× ｜γ１｜ ＝９０°、
｜θ２｜ ＋２× ｜γ２｜ ＝９０°
【００３２】
さらに、最終的な走査光を被走査面上の所定の走査線上に導いて、２つの結像光学系の光路長が等しくなる位置に第３折返しミラー９−１，９−２が配置されている。
【００３３】
また、各結像光学系の有効走査角に応じて、各結像光学系の第１折返しミラー７−１，７−２入射前の光軸と被走査面軸とのなす角度θ１、θ２を最適な値に設定すれば、有効走査幅を最も広く取ることが出来る。
【００３４】
参考例の光ビーム走査装置は、２つの結像光学系の走査ビームを精度良く繋ぎ合せて１つの走査線を得ている。上記に述べた方法により、調整等で初期的にはこの状態は保たれているが、この光ビーム走査装置を搭載した画像形成装置の機内温度上昇または偏向手段自体の発熱等で、ハウジングの熱膨張やそれに伴う反射ミラーや、結像素子の姿勢変化などにより２つの走査ビームが副走査方向にずれる現象が発生する。
【００３５】
そこで、この走査線のずれ量を検出しこれを自動的に補正するシステムが必要となってくるため、その方法について説明する。
図８は、第１、第２書込み光学系のビーム走査位置検出手段とビーム走査位置制御手段とを示す図である。
【００３６】
図８に示すように、第１、第２書込み光学系のビーム走査位置検出手段１３−１、１３−２はＣＣＤ等のセンサーよりなり、同期検知ユニット同様、画像走査領域外の感光体ドラム１の近傍に設置されている。また。ビーム走査位置制御手段１４は第２書込み光学系の第３折返しミラー９−２に設けられている。このビーム走査位置制御手段１４は、例えば、ステッピングモーター等により、ミラー角度を変更することができる。
【００３７】
走査線のズレの無い状態で第１、第２書込み光学系の走査線ビームがビーム走査位置検出手段１３−１、１３−２の各々のＣＣＤを通過するアドレスをそれぞれメモリーに記憶し、ビーム走査位置変化後のそれぞれのアドレスとの差から第１、第２書込み光学系のビーム走査線位置の移動量が求まるのでその和から、２つのビーム走査線の相対的距離が求められる。この距離に見合うだけビーム走査位置制御手段１４により、第２書込み光学系の走査線位置を移動すれば、再び走査線ズレの無い良好な画像を得ることが出来る。
【００３８】
もちろん、ビーム走査位置制御手段１４を第１書込み光学系の折返しミラー９−１にも設け、２つのビーム走査位置が常に初期の位置からズレないように制御しても良い。
なお、この制御は、画像形成時にはなされず、画像形成直前または、連続通紙時の紙間になされるものとする。また、このＣＣＤは画像領域外で有れば、ビームの走査開始端側の同期検知前後どちらに設けても良い。
【００３９】
図９は、同期検知手段によりビーム走査位置検出を行う方法を示し、光路を側面から見た第１書込み光学系だけを示す図、図１０は、同期検知手段によりビーム走査位置検出を行う方法を示し、光路を側面から見た第１書込み光学系及び第２書込み光学系を示す図、図１１（Ａ）は、同期検知手段によりビーム走査位置検出を行う方法を示し、上面より見た光路を示す図、図１１（Ｂ）はその中央部分の拡大図、図１２（Ａ）は、同期検知手段によりビーム走査位置検出を行う方法を示し、図１１（Ａ）を長手方向の側面から見た図、図１１（Ｂ）はその中央部分の拡大図である。
【００４０】
図９〜１２に示すように、それぞれの書込み光学系の同期光は第３折返しミラー９−１，９−２で反射された後、第３折返しミラー９−１，９−２と感光体ドラム１との間に新たに設置された同期検知ミラー１６−１，１６−２でそれぞれ折り返されて、感光体ドラム相当位置に設置された同期検知ユニット１１ａ−１，１１ａ−２に入射する。
【００４１】
同期検知ミラー１６−１，１６−２は、それぞれ副走査方向に傾けられ、同期光を各々の同期検知ユニット１１ａ−１，１１ａ−２に導いている。同期ビームは第３折返しミラー９−１，９−２を経由しているため、ハウジングの熱変形で第３折返しミラー９−１，９−２の位置が変化しビーム走査位置が変動したとしても、これを検出できる。
【００４２】
次に、同期検知ユニットによる、走査ビーム位置の検出方法について説明する。
図１３（Ａ）は、同期検知板の一例として三角形の受光部を有する第１同期検知板を示す図、（Ｂ）は第１同期検知板で検出した検出信号を示す図である。
図１３（Ａ）に示すように、第１同期検知板１１ｂ′は三角形の受光部１１２を有していて、ビームの出口側が傾きθの斜辺１１３となっている。初期のビーム走査位置ずれの無い状態のビーム走査位置（図では矢印の方向に走査される）をビームＡとした時、図１３（Ｂ）に示すように、同期検知信号検出時間がｔＡであったとする。温度変動により位置ズレの発生した時のビーム走査位置をビームＢとしその同期信号検出時間がｔＢに変化したとする。
【００４３】
この時のビーム走査位置変動量ｐｖは、ビームの走査速度をｖ、センサーの斜辺の角度をθとすると
ｐｖ＝ｖ・（ｔＡ−ｔＢ）／ｔａｎθ＝ｖ・Δｔ／ｔａｎθ
として求めることができる。
【００４４】
図１４（Ａ）は、同期検知板の他の例として２つのセンサーを有する第２同期検知板を示す図、（Ｂ）は第２同期検知板で検出した検出信号を示す図である。図１４（Ａ）に示すように、第２同期検知板１１ｂは２つのセンサーＰＤ１，ＰＤ２を備えて構成されている。第２同期検知板１１ｂの入口側のセンサーＰＤ１は、ビーム走査方向に直交して配置され、出口側のセンサーＰＤ２は４５°傾けて配置されている。この第２同期検知板１１ｂを使用した場合、図１４（Ｂ）に示すように、２つのセンサーＰＤ１，ＰＤ２間のビーム通過時間の差によりビーム走査位置のずれ量は、θ＝４５°であるので、
ｐｖ＝ｖ・Δｔ／ｔａｎθ＝ｖ・Δｔ
により求めることが出来る。
【００４５】
第１又は第２同期検知板により検出された２つのビームの変化量を合計し、ビーム走査位置補正手段によりこの量に等しいだけビーム位置を補正すれば、温度変動等によっても２つのビームに位置ズレの無い良質な画像を得ることが出来る。
主走査方向の書き出し位置を決めるための同期信号としては、ビーム走査位置により変化しない検出信号１を使用することができる。
【００４６】
図１５は、本発明の第一実施例の光ビーム走査装置の要部を示す図であり、光路を側面から見た図であり、第２書込み光学系を省略して第１書込み光学系だけを示している。図１６は、本発明の第一実施例の光ビーム走査装置の要部を示す図であり、光路を側面から見た図であり、第１書込み光学系及び第２書込み光学系を示している。図１７（Ａ）は、本発明の第一実施例の上面より見た光路を示す図、（Ｂ）はその中央部分の拡大図、図１８（Ａ）は、図１７（Ａ）の光路を長手方向の側面から見た図、（Ｂ）はその中央部分の拡大図である。なお、以下の実施例において、図示していない部分については上述した参考例と同様である。
【００４７】
図１５〜１８に示すように、それぞれの結像光学系からの同期光は、第３折返しミラー９−１，９−２で反射された後、同期検知ミラー１６ａ−１，１６ａ−２で反射されて、感光体ドラム相当位置に設置された共通の同期検知板１１ｂに入射する。
前記同期検知ミラー１６ａ−１，１６ａ−２はそれぞれの同期光を共通の同期検知板１１ｂに導くように、主走査方向の傾け角と位置とが設定されている。
【００４８】
次に、この時のビーム走査位置検出方法と同期信号検出方法について説明する。
図２３は、第２同期検知板で検出した検出信号を示すための図であり、（Ａ）は第２同期検知板を示し、（Ｂ）は第１実施例で用いた場合の第２同期検知板で検出した検出信号を示す図である。
【００４９】
図２３（Ａ）に示すように、第１、第２書込み光学系からの同期光（以後第１ビーム、第２ビームと呼ぶ）は、共通の同期検知板１１ｂを、ほぼ同時にそれぞれ逆方向より横切る。このため、同期検知板１１ｂの２つのセンサーＰＤ１、ＰＤ２から検出される検出信号１，２は図２３（Ｂ）に示すようなパルス信号となる。
【００５０】
第１ビームはセンサーＰＤ２からセンサーＰＤ１への順で、センサー部を横切るので、検出信号２の第１パルスｐ２１と、検出信号１の第２パルスｐ１２との時間間隔ｔ１を測定することにより、２つの同期検知板を使用した時と同様な方法で、ビーム走査位置の検出が可能となる。同様に、第２ビームはセンサーＰＤ１からセンサーＰＤ２への順で、センサー部を横切るので、検出信号１の第１パルスｐ１１と、検出信号２の第２パルスｐ２２との時間間隔ｔ２を測定すれば良い。また、主走査方向の書き出しタイミングを決めるための同期信号は、センサーＰＤ１からの検出信号１を使用すればよい。
【００５１】
ここで、同期検知板１１ｂは第１、第２結像光学系のほぼ同じ像高に設置され、かつ２つの結像光学系は、ポリゴンミラー４を中心に１８０度回転した位置に有る、即ち点対称配置であるため、第１、第２ビームは、共通の同期検知板１１ｂをそれぞれ逆方向から同時に横切ることになり、前述のような検出方法が可能であった。
【００５２】
しかし実際には、ポリゴンミラー４の形状精度（対向する面の平行度の狂い）や、各光学素子の部品精度、取り付け精度、及びこれらを取りつけるハウジングの精度の狂いが大きいと、第１、第２ビームが同期検知板１１ｂに入射するタイミングがずれる。このずれ量が大きいと、検出信号の間隔が狭くなり、場合によっては２つの検出信号が重なり合い、検出信号の分離が困難になる不具合が生じる。また、それぞれの結像光学系が、複数のビームで走査するマルチビーム書込み方式の場合は検出信号が複雑になり、信号の分離がより困難となる虞がある。
【００５３】
そこで、この不具合を解決するための実施例を図１９〜２２に示す。
図１９は、本発明の第二実施例の光ビーム走査装置の要部を示す図であり、光路を側面から見た図であり、第２書込み光学系を省略して第１書込み光学系だけを示している。図２０は、本発明の第二実施例の光ビーム走査装置の要部を示す図であり、光路を側面から見た図であり、第１書込み光学系及び第２書込み光学系を示している。図２１は、本発明の第二実施例の上面より見た光路を示す図、（Ｂ）はその中央部分の拡大図、図２２（Ａ）は、図２１（Ａ）の光路を長手方向の側面から見た図、（Ｂ）はその中央部分の拡大図である。
【００５４】
図１９〜２２に示すように、それぞれの結像光学系からの同期光は、第３折返しミラー９−１，９−２で反射された後、同期検知ミラー１６ｂ−１，１６ｂ−２で反射されて、感光体ドラム相当位置に設置された共通の同期検知板１１ｂに入射する。２枚の同期検知ミラー１６ｂ−１，１６ｂ−２は、各結像光学系に対して異なる像高のビームをそれぞれ同期検知板１１ｂに導くようにその主走査方向の傾け角と位置が設定されている。即ち、感光体ドラム１表面の被走査領域である像面上において、各結像光学系の光軸からの距離が異なるビームをそれぞれ同期検知板１１ｂに導いている。
【００５５】
この時のビーム走査位置検出方法と同期信号検出方法について説明する。
図２４は、図１９〜２２の光ビーム走査装置による第２同期検知板からの検出信号を示す図である。
【００５６】
図１９〜２２の光ビーム走査装置では、図１５の第２同期検知板１１ｂにおいて、第１、第２ビームは、共通の同期検知板１１ｂを、それぞれ逆方向に横切る。ただし、第１書込み光学系の同期検知ミラー１６ｂ−１は、第１書込み光学系の画像領域から離れた位置に設置されこの位置でのビームを、同期ビームとして同期検知板１１ｂに導くため、第１ビームが先に同期検知板１１ｂを横切り、その後に、第２書込み光学系の画像領域に近い位置に設置された同期ミラー１６ｂ−２からの第２ビームが、同期検知板１１ｂを逆方向に横切る。このため、同期検知板１１ｂの２つのセンサーＰＤ１、ＰＤ２から検出される検出信号１，２は図２４に示すようなパルス信号となる。
【００５７】
第１ビームはセンサーＰＤ２からセンサーＰＤ１への順で、センサー部を横切るため、検出信号２の第１パルスｐ２１と、検出信号１の第１パルスｐ１１との時間間隔ｔ１を測定することにより、２つの同期検知板を使用した時（図１０，図１１参照）と同様な方法で、ビーム走査位置の検出が可能となる。
【００５８】
同様に、第２ビームはセンサーＰＤ１からセンサーＰＤ２への順で、センサー部を横切るため、検出信号１の第２パルスｐ１２と、検出信号２の第２パルスｐ２２との時間間隔ｔ２を測定すれば良い。
【００５９】
この方法によれば、第１パルスと第２パルスとの間隔が十分開くように、同期ミラー１６ｂ−１，１６ｂ−２の位置と角度を設定してあるため、信号分離時の誤検出は生じない。また、主走査方向の書き出しタイミングを決めるための同期信号は、センサーＰＤ１で検出した検出信号１を使用すればよい。
【００６０】
図２５は、各々の結像光学系にマルチビーム書込みを使用した場合の検出信号を示す図である。
図２５に示すように、第１ビームの走査位置は、検出信号２の第１パルスｐ２１と、検出信号１の第１パルスｐ１１との時間間隔ｔ１を測定することにより、上述したシングルビームの場合と同様に、ビーム走査位置の検出が可能となる。
【００６１】
第２ビームの走査位置は、ビーム数Ｎ（図２５ではＮ＝２）とすると、検出信号１の第Ｎ＋１パルス（図２５では第３パルスｐ１３）と検出信号２の第Ｎ＋１パルス（図２５では第３パルスｐ２３）との時間間隔ｔ２を測定することにより求めることが出来る。
【００６２】
また、主走査方向の書き出しタイミングを決めるための同期信号は、センサーＰＤ１からの検出信号１の第１パルスｐ１１と第Ｎ＋１パルス（図２５では第３パルスｐ１３）とを使用すればよい。
【００６３】
上述したように、本発明の光ビーム走査装置は、光ビームを出射する光源（ＬＤ１−１，ＬＤ１−２）と、該光源（ＬＤ１−１，ＬＤ１−２）からの光ビームを導光する導光手段（コリメートレンズ２−１，シリンドリカルレンズ３−１，コリメートレンズ２−２，シリンドリカルレンズ３−２）と、その導光された光ビームを偏向する複数の偏向面を有する偏向手段（ポリゴンミラー４）と、偏向された光ビームを被走査面上に結像する結像手段（ｆθレンズ５−１，６−１，ｆθレンズ５−２，６−２）を有する２系統の書込み光学系を備えている。
【００６４】
前記偏向手段（ポリゴンミラー４）は２系統の書込み光学系で共用される単一の偏向手段（ポリゴンミラー４）であり、２つの光源（ＬＤ１−１，ＬＤ１−２）から出射した光ビームを、それぞれ異なる導光手段（コリメートレンズ２−１，シリンドリカルレンズ３−１，コリメートレンズ２−２，シリンドリカルレンズ３−２）により、複数の偏向面を有する単一の偏向手段（ポリゴンミラー４）の異なる偏向面に導光した後、それぞれ異なる方向に偏向し、２つの異なる結像手段（ｆθレンズ５−１，６−１，ｆθレンズ５−２，６−２）により、これら２系統の光ビームを同一の被走査面上に導き、該被走査面上の１つの被走査領域を、２分割して光走査するように各要素を構成した。
【００６５】
前記偏向手段（ポリゴンミラー４）により、被走査面上を走査する２つの走査ビームは、走査線の継ぎ目部より、それぞれ逆方向で、両端部に向かって走査されるように構成した。
前記１つの偏向手段（ポリゴンミラー４）により偏向走査される２つの光ビームを同一の被走査面に導く２つの結像手段（ｆθレンズ５−１，６−１，ｆθレンズ５−２，６−２）の像高０の位置を示す光軸は、被走査面軸に対してそれぞれθ１、θ２傾けられて配置され（ただし０°＜｜θ１｜＜９０°、０°＜｜θ２｜＜９０°）、２系統の書込み光学系のそれぞれが走査光の光軸傾きを９０°に変更するための走査方向変更手段としてのミラー（折返しミラー７−１，８−１，折返しミラー７−２，８−２）を有している。
【００６６】
このように、１つの結像光学系中に配置する走査方向変更手段として２枚のミラー（折返しミラー７−１，８−１又は折返しミラー７−２，８−２）を有し、偏向手段（ポリゴンミラー４）を含むビーム走査面に対するそれぞれの傾きをα、βとすると、
｜α−β｜＝９０°
の関係を持たせると共に、前記２枚のミラー（折返しミラー７−１，８−１又は折返しミラー７−２，８−２）は副走査方向に一定の間隔をおいて重ね合せた構成とし、さらに走査光を被走査面に導くための第３のミラー（第３折返しミラー９−１，９−２）を設けた。
【００６７】
前記被走査面軸と２つの結像手段（ｆθレンズ５−１，６−１，ｆθレンズ５−２，６−２）の偏向手段（ポリゴンミラー４）を含むビーム走査面上での光軸ＯＡとのなす角をそれぞれθ１、θ２、この２つの光軸ＯＡを通る光ビームが走査方向変更手段としてのミラー（折返しミラー７−１，８−１又は折返しミラー７−２，８−２）へ入射する角度をそれぞれ、γ１、γ２とすると、
【００６８】
｜θ１｜ ＋２× ｜γ１｜ ＝９０°、
｜θ２｜ ＋２× ｜γ２｜ ＝９０°
【００６９】
となるように構成した。
このような光ビーム走査装置において、本発明の光ビーム走査装置は、１つの同期検知手段（同期検知板１１ｂ）に、２つの結像光学系の同期検知と、ビーム走査位置検出の機能を持たせ、かつ少なくも一方の結像光学系がビーム走査位置制御手段１４を有していることを特徴としている。
【００７０】
この実施例の光ビーム走査装置によれば、１つの同期検知板１１ｂに、２つの結像光学系の同期検知と、ビーム走査位置検出の機能を持たせるようにしたため、同期検知板１１ｂを１つにすることができ同期検知板１１ｂを制御する制御回路も１つで済むので、メカ的な部分だけでなく電気的な部分も簡単化することができ、複数の同期検知板を用いた場合の如く同期検知の差を生ずることが無く、複数の同期検知板を用いた場合と比べて極めて高精度なビーム走査を行うことができる。
【００７１】
また、この光ビーム走査装置において、２つの結像光学系からの同期ビームとして、結像レンズ系における像高が異なる同期ビームを使用し、その同期信号を分離するに十分なだけタイミングをずらして入射するようにそれぞれの同期検知ミラー１６ｂ−１，１６ｂ−２及び同期検知板１１ｂの角度と位置を設定したことを特徴としている。
【００７２】
この光ビーム走査装置によれば、同期信号を分離するに十分なだけタイミングをずらして入射することが出来るので、２つの結像光学系からの同期信号の誤検出を無くし、検出精度を大幅に向上させることが出来る。
【００７３】
以上の実施例では、同期検知手段として第２同期検知板１１ｂを用いた場合について説明にしたが、例えば図１３に示した第１同期検知板を用いてもよい。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、実施例では偏向手段としてポリゴンミラーを用いた場合について説明したが、ガルバノメータ等の他の光偏向器を用いてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明によれば、メカ的な部分だけでなく電気的な部分も簡単化することができ、複数の同期検知手段を用いた場合の如く同期検知の差を生ずることが無く、複数の同期検知手段を用いた場合と比べて極めて高精度なビーム走査を行うことができる。
【００７５】
また、２つの結像光学系からの同期信号の誤検出を無くし、検出精度を大幅に向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の光ビーム走査装置の概略斜視図である。
【図２】図１の光ビーム走査装置の概略平面図である。
【図３】図２の書込み装置を右側から見た光路の概略を示し、第１書込み光学系だけの光路概略図である。
【図４】図２の書込み装置を右側から見た光路の概略を示し、第２書込み光学系を加えたかたちの光路概略図である。
【図５】第１折返しミラー及び第２折返しミラーの副走査方向の傾きの関係を示す図である。
【図６】図２と同様の点対称配置の場合における、各結像光学系の第１折返しミラー入射前の光軸と被走査面軸とのなす角度と、第１、第２折返しミラーへビームが入射する角度との関係を示す図である。
【図７】点対称配置ではない他の例の場合における、各結像光学系の第１折返しミラー入射前の光軸と被走査面軸とのなす角度と、第１、第２折返しミラーへビームが入射する角度との関係を示す図である。
【図８】第１、第２書込み光学系のビーム走査位置検出手段とビーム走査位置制御手段とを示す図である。
【図９】同期検知手段によりビーム走査位置検出を行う方法を示し、光路を側面から見た第１書込み光学系だけを示す図である。
【図１０】同期検知手段によりビーム走査位置検出を行う方法を示し、光路を側面から見た第１書込み光学系及び第２書込み光学系を示す図である。
【図１１】（Ａ）は、同期検知手段によりビーム走査位置検出を行う方法を示し、上面より見た光路を示す図、（Ｂ）はその中央部分の拡大図である。
【図１２】（Ａ）は、同期検知手段によりビーム走査位置検出を行う方法を示し、図１１（Ａ）を長手方向の側面から見た図、図１１（Ｂ）はその中央部分の拡大図である。
【図１３】（Ａ）は、同期検知板の一例として三角形の受光部を有する第１同期検知板を示す図、（Ｂ）は第１同期検知板で検出した検出信号を示す図である。
【図１４】（Ａ）は、同期検知板の他の例として２つのセンサーを有する第２同期検知板を示す図、（Ｂ）は第２同期検知板で検出した検出信号を示す図である。
【図１５】本発明の第一実施例の光ビーム走査装置の要部を示す図であり、光路を側面から見た図であり、第２書込み光学系を省略して第１書込み光学系だけを示している。
【図１６】本発明の第一実施例の光ビーム走査装置の要部を示す図である。
【図１７】（Ａ）は本発明の第一実施例の上面より見た光路を示す図、（Ｂ）はその中央部分の拡大図である。
【図１８】（Ａ）は、図１７（Ａ）の光路を長手方向の側面から見た図、（Ｂ）はその中央部分の拡大図である。
【図１９】本発明の第二実施例の光ビーム走査装置の要部を示す図であり、光路を側面から見た図であり、第２書込み光学系を省略して第１書込み光学系だけを示している。
【図２０】本発明の第二実施例の光ビーム走査装置の要部を示す図であり、光路を側面から見た図であり、第１書込み光学系及び第２書込み光学系を示している。
【図２１】本発明の第二実施例の上面より見た光路を示す図、（Ｂ）はその中央部分の拡大図である。
【図２２】（Ａ）は、図２１（Ａ）の光路を長手方向の側面から見た図、（Ｂ）はその中央部分の拡大図である。
【図２３】第２同期検知板で検出した検出信号を示すための図であり、（Ａ）は第２同期検知板を示し、（Ｂ）は第一実施例で用いた場合の第２同期検知板で検出した検出信号を示す図である。
【図２４】第二実施例の光ビーム走査装置による第２同期検知板からの検出信号を示す図である。
【図２５】各々の結像光学系にマルチビーム書込みを使用した場合の検出信号を示す図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
１−１，１−２  ＬＤ（光源）
４  ポリゴンミラー（偏向手段）
５−１，５−２，６−１，６−２  ｆθレンズ（結像手段）
１１ｂ，１１ｂ′  同期検知板（同期検知手段）
１６ａ−１，１６ａ−２，１６ｂ−１，１６ｂ−２  同期検知ミラー
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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