(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光により被走査面を走査する光走査装置であって、
複数の発光部を有する光源と；
前記光源からの光を偏向する偏向器と；
前記偏向器で偏向された光を前記被走査面に集光する走査光学系と；
前記偏向器で偏向され前記走査光学系を介した複数の光が主走査方向に移動しながら入射し、前記複数の光が通過する２辺が主走査方向に直交する形状の第１受光部と、前記複数の光が通過する２辺が主走査方向に対して傾斜している形状の第２受光部とを有する受光素子を含む光検出器と；
前記複数の光の全てが前記第１及び第２の受光部で受光されたときの前記第１及び第２の受光部からの出力信号に基づいて前記被走査面における光スポットの副走査方向に関する位置ずれ量を検出し、その検出結果に基づいて、前記光スポットの副走査方向に関する位置ずれを補正する位置補正装置と；を備え、
前記複数の光は、主走査方向に直交する方向に１列に並び、
前記第１及び第２受光部の大きさはいずれも、前記光検出器の受光面における複数の光スポットを取り囲む四角形状の仮想的な領域の全体を含むことができる大きさである光走査装置。
【請求項２】
前記複数の光は、主走査方向に直交する方向に関して等間隔であり、
前記間隔Ｐｓ、前記複数の光の数ｎ、前記第２受光部の２辺の前記第１受光部の２辺に対する傾斜角θ、前記第２受光部の主走査方向に関する幅Ｄを用いて、０  ＜  |（ｎ−１）×Ｐｓ×ｔａｎθ|  ＜  Ｄ、の関係が満足されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光検出器は、前記受光素子の出力信号を増幅するアンプ回路を更に備え、
前記アンプ回路の増幅率は、前記複数の光が前記第１受光部で受光されるときよりも、前記複数の光が前記第２受光部で受光されるときのほうが大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第２受光部は、前記第１受光部よりも感度が高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１受光部を通過する際は、主走査方向に直交する方向に前記複数の光が１列に並び、前記第２受光部を通過する際は、主走査方向に対して傾斜している前記第２受光部の辺に略平行な方向に前記複数の光が１列に並ぶように、前記複数の発光部における発光させる発光部を選択する制御装置を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記受光素子を受光面内において回動する回動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記受光素子は、四角形状の板部材の表面中央に固定され、
前記回動の回転軸は、前記板部材の４隅のうちの１つの隅に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記位置補正装置は、前記位置ずれ量が前記被走査面における走査線の間隔の１／２以上のときに、発光対象の発光部を、該発光部から副走査方向に対応する方向に前記走査線の間隔に対応した距離だけ離れた位置にある発光部に変更することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
少なくとも１つの像担持体と；
前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する少なくとも１つの請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像情報を含む種々の情報の通信をネットワークを介して外部機器と行う通信装置を、さらに備えることを特徴とする請求項９又は１０に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、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光により被走査面上を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラムの軸方向にポリゴンスキャナ（例えば、ポリゴンミラー）を用いてレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させ潜像を形成する方法が一般的である。このような電子写真の分野では、画像品質を向上させるために画像の高密度化、及び操作性を向上させるために画像出力の高速化が画像形成装置に求められている。
【０００３】
上記高密度化と高速化を両立させる方法の一つとして、複数の光で同時に走査するいわゆるマルチビーム化が考えられた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、２次元に配置された複数の発光素子を有する光源と、光源から射出され被走査面上を走査するように偏向手段によって偏向された光ビームを、光ビームの走査範囲内の特定の位置で検知可能とされた光センサと、光センサの受光エネルギー量に応じて信号レベルが変化する同期信号を生成する生成手段と、同期信号の生成に用いる発光素子として予め選択された、射出した光ビームによって被走査面上に形成される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させる制御手段と、を含む光走査装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、複数の光束を射出する光源と、複数の光束を後続の光学系にカップリングするカップリング光学系と、複数の光束を主走査方向に偏向する光偏向装置と、偏向装置によって偏向された複数の光束を被走査面上に結像する走査光学系と、を有し、光源は複数の発光領域が二次元アレイ状に配備された面発光レーザーで複数の発光領域を制限する複数の開口部を有し、複数の開口部は各発光領域に対応して１対１で配備されており、Ｄｍを開口部の主走査方向の幅、Ｄｓを開口部の副走査方向の幅、βｍを全光学系の主走査方向倍率、βｓを全光学系の副走査方向倍率、ωｍを被走査面上に形成される主走査方向の光スポットサイズ、ωｓを被走査面上に形成される副走査方向の光スポットサイズ、とすると、走査光学系はＤｍ・｜βｍ｜＜ωｍかつＤｓ・｜βｓ｜＜ωｓ、の条件を満たす光走査装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３１６６２号公報
【特許文献２】特開２００６−３５０１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、画像形成装置は、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷にも用いられるようになり、より高精細な画像品質が求められている。
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高コスト化を招くことなく、被走査面上に形成される光スポットの副走査方向に関する位置ずれを精度良く検出することができる光走査装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、第１の観点からすると、光により被走査面を走査する光走査装置であって、複数の発光部を有する光源と；前記光源からの光を偏向する偏向器と；前記偏向器で偏向された光を前記被走査面に集光する走査光学系と；前記偏向器で偏向され前記走査光学系を介した複数の光が主走査方向に移動しながら入射し、前記複数の光が通過する２辺が主走査方向に直交する形状の第１受光部と、前記複数の光が通過する２辺が主走査方向に対して傾斜している形状の第２受光部とを有する受光素子を含む光検出器と；前記複数の光の全てが前記第１及び第２の受光部で受光されたときの前記第１及び第２の受光部からの出力信号に基づいて前記被走査面における光スポットの副走査方向に関する位置ずれ量を検出し、その検出結果に基づいて、前記光スポットの副走査方向に関する位置ずれを補正する位置補正装置と；を備え、前記複数の光は、主走査方向に直交する方向に１列に並び、前記第１及び第２受光部の大きさはいずれも、前記光検出器の受光面における複数の光スポットを取り囲む四角形状の仮想的な領域の全体を含むことができる大きさである光走査装置である。
【００１１】
なお、本明細書では、光スポットの直径は、中心の光強度を１としたときに１／ｅ２以上の光強度を有する領域の直径をいう。
【００１２】
これによれば、高コスト化を招くことなく、被走査面上に形成される光スポットの副走査方向に関する位置ずれを精度良く検出することが可能となる。
【００１３】
本発明は、第２の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。
【００１４】
これによれば、少なくとも１つの本発明の光走査装置を備えているため、その結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係るプリンタ１０の概略構成が示されている。
【００１６】
このプリンタ１０は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置１００、４個の感光体ドラム（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）、４個の帯電チャージャ（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）、４個の現像ローラ（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）、４個のトナーカートリッジ（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ）、４個のクリーニングユニット（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）、転写ベルト４０、給紙トレイ６０、給紙コロ５４、レジストローラ対５６、定着ローラ５０、排紙トレイ７０、排紙ローラ５８、通信制御装置１１０、及び上記各部を統括的に制御する不図示のプリンタ制御装置などを備えている。
【００１７】
通信制御装置１１０は、ネットワークなどを介して上位装置（例えば、パソコン）との通信を制御する。
【００１８】
感光体ドラム３０ａ、帯電チャージャ３２ａ、現像ローラ３３ａ、トナーカートリッジ３４ａ、及びクリーニングユニット３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
【００１９】
感光体ドラム３０ｂ、帯電チャージャ３２ｂ、現像ローラ３３ｂ、トナーカートリッジ３４ｂ、及びクリーニングユニット３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
【００２０】
感光体ドラム３０ｃ、帯電チャージャ３２ｃ、現像ローラ３３ｃ、トナーカートリッジ３４ｃ、及びクリーニングユニット３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
【００２１】
感光体ドラム３０ｄ、帯電チャージャ３２ｄ、現像ローラ３３ｄ、トナーカートリッジ３４ｄ、及びクリーニングユニット３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００２２】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラムの表面が被走査面である。そして、各感光体ドラムは、長手方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向に関して等間隔に配置されている。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。
【００２３】
各帯電チャージャは、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
【００２４】
光走査装置１００は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置１００の構成については後述する。
【００２５】
トナーカートリッジ３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ３３ａに供給される。トナーカートリッジ３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ３３ｂに供給される。トナーカートリッジ３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ３３ｃに供給される。トナーカートリッジ３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ３３ｄに供給される。
【００２６】
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（以下、便宜上「トナー画像」という）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト４０の方向に移動する。
【００２７】
ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２８】
給紙トレイ６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ６０の近傍には給紙コロ５４が配置されており、該給紙コロ５４は、記録紙を給紙トレイ６０から１枚づつ取り出し、レジストローラ対５６に搬送する。該レジストローラ対５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト４０に向けて送り出す。これにより、転写ベルト４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ５０に送られる。
【００２９】
この定着ローラ５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ５８を介して排紙トレイ７０に送られ、排紙トレイ７０上に順次スタックされる。
【００３０】
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電チャージャに対向する位置に戻る。
【００３１】
次に、前記光走査装置１００の構成について説明する。
【００３２】
この光走査装置１００は、一例として図２に示されるように、２個の光源ユニット（２００ａ、２００ｂ）、２個の開口板（２０１ａ、２０１ｂ）、２個の光束分割プリズム（２０２ａ、２０２ｂ）、４個の液晶偏向素子（２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄ）、４個のシリンダレンズ（２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄ）、ポリゴンミラー１０４、４個のｆθレンズ（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ）、８個の折り返しミラー（１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ）、４個のトロイダルレンズ（１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ）、４個の走査前同期検知センサ（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ）、４個の走査後同期検知センサ（２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄ）、主制御装置２１０及び上記構成部品を収容するほぼ直方体状のハウジング（図２では不図示）などを備えている。
【００３３】
各光源ユニットは、レーザアレイ及び該レーザアレイからの光を略平行光とするカップリングレンズを備えている。
【００３４】
このレーザアレイは、一例として、３２個の発光部が１つの基板上に形成された面発光型半導体レーザアレイであり、図３に示されるように、主走査方向に対応する方向（以下では、便宜上「Ｍ方向」ともいう）から副走査方向に対応する方向（以下では、便宜上「Ｓ方向」という）に向けて傾斜した方向（以下では、便宜上「Ｔ方向」という）に沿って８個の発光部が等間隔に配置された発光部列を４列有している。そして、これら４列の発光部列は、３２個の発光部がＳ方向に関して等間隔となるように、Ｓ方向に等間隔に配置されている。すなわち、３２個の発光部は、Ｔ方向とＳ方向とにそれぞれ沿って２次元的に配列されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいうものとする。従って、各感光体ドラムを、同時に３２本の光で走査することが可能である。
【００３５】
ここでは、便宜上、図３における紙面の上から下に向かって、第１発光部列、第２発光部列、第３発光部列、第４発光部列ということとする。また、各発光部を特定するために、便宜上、図３における紙面左から右に向かって、第１発光部列を構成する８個の発光部をｖ１〜ｖ８、第２発光部列を構成する８個の発光部をｖ９〜ｖ１６、第３発光部列を構成する８個の発光部をｖ１７〜ｖ２４、第４発光部列を構成する８個の発光部をｖ２５〜ｖ３２とする。
【００３６】
図２に戻り、開口板２０１ａは、開口部を有し、光源ユニット２００ａからの光のビーム径を規定する。開口板２０１ｂは、開口部を有し、光源ユニット２００ｂからの光のビーム径を規定する。
【００３７】
各光束分割プリズムは、入射光の半分を透過させ、残りを反射するハーフミラー面と、該ハーフミラー面で反射された光の光路上にハーフミラー面に平行に配置されたミラー面とを有している。すなわち、各光束分割プリズムは、入射光を互いに平行な２つの光に分割する。
【００３８】
光束分割プリズム２０２ａは、開口板２０１ａの開口部を通過した光をＺ軸方向に所定間隔をもって互いに平行な２つの光に分割する。光束分割プリズム２０２ｂは、開口板２０１ｂの開口部を通過した光をＺ軸方向に所定間隔をもって互いに平行な２つの光に分割する。
【００３９】
各液晶偏向素子はいずれも、印加電位に応じて光の射出軸を副走査方向に関してわずかに傾けることができる。
【００４０】
液晶偏向素子２０３ａは、光束分割プリズム２０２ａからの２つの光のうち−Ｚ側の光（以下、便宜上「ブラック用光」ともいう）の光路上に配置され、印加電圧に応じて、ブラック用光を副走査方向に関して偏向することができる。
【００４１】
液晶偏向素子２０３ｂは、光束分割プリズム２０２ａからの２つの光のうち＋Ｚ側の光（以下、便宜上「シアン用光」ともいう）の光路上に配置され、印加電圧に応じて、シアン用光を副走査方向に関して偏向することができる。
【００４２】
液晶偏向素子２０３ｃは、光束分割プリズム２０２ｂからの２つの光のうち＋Ｚ側の光（以下、便宜上「マゼンタ用光」ともいう）の光路上に配置され、印加電圧に応じて、マゼンタ用光を副走査方向に関して偏向することができる。
【００４３】
液晶偏向素子２０３ｄは、光束分割プリズム２０２ｂからの２つの光のうち−Ｚ側の光（以下、便宜上「イエロー用光」ともいう）の光路上に配置され、印加電圧に応じて、イエロー用光を副走査方向に関して偏向することができる。
【００４４】
シリンダレンズ２０４ａは、液晶偏向素子２０３ａを介した光（ブラック用光）の光路上に配置され、ブラック用光をポリゴンミラー１０４の偏向反射面近傍で副走査方向に関して収束する。
【００４５】
シリンダレンズ２０４ｂは、液晶偏向素子２０３ｂを介した光（シアン用光）の光路上に配置され、シアン用光をポリゴンミラー１０４の偏向反射面近傍で副走査方向に関して収束する。
【００４６】
シリンダレンズ２０４ｃは、液晶偏向素子２０３ｃを介した光（マゼンタ用光）の光路上に配置され、マゼンタ用光をポリゴンミラー１０４の偏向反射面近傍で副走査方向に関して収束する。
【００４７】
シリンダレンズ２０４ｄは、液晶偏向素子２０３ｄを介した光（イエロー用光）の光路上に配置され、イエロー用光をポリゴンミラー１０４の偏向反射面近傍で副走査方向に関して収束する。
【００４８】
ポリゴンミラー１０４は、２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の偏向反射面ではシリンダレンズ２０４ａからの光及びシリンダレンズ２０４ｄからの光がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の偏向反射面ではシリンダレンズ２０４ｂからの光及びシリンダレンズ２０４ｃからの光がそれぞれ偏向されるように配置されている。また、１段目の偏向反射面及び２段目の偏向反射面は、互いに位相が４５°ずれて回転し、光の走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００４９】
ｆθレンズ１０５ａ及びｆθレンズ１０５ｂは、ポリゴンミラー１０４の−Ｘ側に配置され、ｆθレンズ１０５ｃ及びｆθレンズ１０５ｄは、ポリゴンミラー１０４の＋Ｘ側に配置されている。
【００５０】
そして、ｆθレンズ１０５ａとｆθレンズ１０５ｂはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ１０５ａは１段目の偏向反射面に対向し、ｆθレンズ１０５ｂは２段目の偏向反射面に対向している。また、ｆθレンズ１０５ｃとｆθレンズ１０５ｄはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ１０５ｃは２段目の偏向反射面に対向し、ｆθレンズ１０５ｄは１段目の偏向反射面に対向している。
【００５１】
そこで、ポリゴンミラー１０４で偏向されたブラック用光はｆθレンズ１０５ａに入射し、イエロー用光はｆθレンズ１０５ｄに入射し、シアン用光はｆθレンズ１０５ｂに入射し、マゼンタ用光はｆθレンズ１０５ｃに入射する。
【００５２】
また、各ｆθレンズはそれぞれ、ポリゴンミラー１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。
【００５３】
ｆθレンズ１０５ａを透過したブラック用光は、折り返しミラー１０６ａ、トロイダルレンズ１０７ａ、及び折返しミラー１０８ａを介して、感光体ドラム３０ａ上にスポット状に結像する（図４参照）。
【００５４】
ｆθレンズ１０５ｂを透過したシアン用光は、折り返しミラー１０６ｂ、トロイダルレンズ１０７ｂ、及び折返しミラー１０８ｂを介して、感光体ドラム３０ｂ上にスポット状に結像する（図４参照）。
【００５５】
ｆθレンズ１０５ｃを透過したマゼンタ用光は、折り返しミラー１０６ｃ、トロイダルレンズ１０７ｃ、及び折返しミラー１０８ｃを介して、感光体ドラム３０ｃ上にスポット状に結像する（図４参照）。
【００５６】
ｆθレンズ１０５ｄを透過したイエロー用光は、折り返しミラー１０６ｄ、トロイダルレンズ１０７ｄ、及び折返しミラー１０８ｄを介して、感光体ドラム３０ｄ上にスポット状に結像する（図４参照）。
【００５７】
なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。
【００５８】
各走査前同期検知センサはそれぞれ、図５に示されるように、第１受光部２０５１と第２受光部２０５２とを有する受光素子、該受光素子からの受光量に応じた信号（光電変換信号）を増幅するアンプ（ＡＭＰ）２０５３、該アンプ２０５３の出力信号レベルと予め設定されている基準レベルＶｓとを比較し、その比較結果を出力する比較器（ＣＭＰ）２０５４を有している。比較器２０５４の出力信号は前記主制御装置２１０に供給される。なお、アンプ２０５３では、入力信号の反転、増幅が行われる。従って、受光素子の受光量が多いほど、アンプ２０５３の出力信号レベルは低くなる。
【００５９】
各走査前同期検知センサは、対応する感光体ドラムにおける走査開始、及び光スポットの副走査方向に関する位置ずれ量（以下、便宜上「副走査ずれ量」ともいう）を検出するために用いられる。
【００６０】
そして、検出する際には、前記３２個の発光部のなかから選択された複数の発光部（以下、便宜上「検出用発光部」ともいう）からの複数の光（以下、便宜上「検出用光」ともいう）が、主走査方向に移動しながら各光検知センサに入射する。
【００６１】
ここでは、検出用発光部として、図６（Ａ）に示されるように、Ｓ方向に沿って１列に並んでいる４個の発光部（ｖ８、ｖ１６、ｖ２４、ｖ３２）が選択される。この場合の受光面における検出用光の光スポットが図６（Ｂ）に示されている。
【００６２】
前記第１受光部２０５１は、一例として長方形状の受光部であり、長手方向が受光面内において検出用光の移動方向に直交するように配置されている。すなわち、検出用光が通過する２辺が主走査方向に直交している。また、第１受光部２０５１の大きさは、一例として図７（Ａ）に示されるように、受光面における検出用光の光スポットを取り囲む四角形状の仮想的な領域ＡＲの全体を含むことができる大きさである。
【００６３】
前記第２受光部２０５２は、一例として平行四辺形状の受光部であり、前記第１受光部２０５１の、検出用光の移動方向側に配置されている。そして、第２受光部２０５２の長手方向は、受光面内において第１受光部２０５１の長手方向に対して角度θ（０＜θ＜９０°）だけ傾斜している。すなわち、検出用光が通過する２辺が主走査方向に対して傾斜している。また、第２受光部２０５２の大きさは、一例として図７（Ｂ）に示されるように、上記仮想的な領域ＡＲの全体を含むことができる大きさである。
【００６４】
すなわち、第２受光部２０５２は、受光面における検出用光の光スポットの間隔Ｐｓ、該光スポットの数ｎ、第２受光部２０５２の主走査方向に関する幅Ｄを用いて、０  ＜  |（ｎ−１）×Ｐｓ×ｔａｎθ|  ＜  Ｄ、の関係が満足されるように設定されている。
【００６５】
前記基準レベルＶｓは、検出用光の全てが受光素子で受光されたときのアンプ２０５３の出力信号レベルよりも若干高いレベルに設定されている。そこで、一例として図８に示されるように、各受光部が検出用光の全てを受光したときに、比較器２０５４での判断結果が変化し、それに応じて比較器２０５４の出力信号が変化する。
【００６６】
例えば、比較器２０５４の出力信号における立下りから立下りまでの時間Ｔｓの基準値との差をΔＴｓとすると、ΔＴｓと副走査ずれ量Δｈとの間には次の（１）式の関係がある。ここで、Ｖは検出用光の移動速度である。
【００６７】
Δｈ＝（Ｖ／ｔａｎθ）×ΔＴｓ  ……（１）
【００６８】
なお、走査開始は、第１受光部２０５１が検出用光を受光したときの、比較器２０５４の出力信号における立下りから求めることができる。この立下りは、副走査ずれの影響を受けない。
【００６９】
走査前同期検知センサ２０５ａは、トロイダルレンズ１０７ａを透過した走査開始前のブラック用光が入射し、像面と等価な位置に配置されている。そこで、走査前同期検知センサ２０５ａの出力信号から、感光体ドラム３０ａにおける走査開始及び副走査ずれ量を検知することができる。
【００７０】
走査前同期検知センサ２０５ｂは、トロイダルレンズ１０７ｂを透過した走査開始前のシアン用光が入射し、像面と等価な位置に配置されている。そこで、走査前同期検知センサ２０５ｂの出力信号から、感光体ドラム３０ｂにおける走査開始及び副走査ずれ量を検知することができる。
【００７１】
走査前同期検知センサ２０５ｃは、トロイダルレンズ１０７ｃを透過した走査開始前のマゼンタ用光が入射し、像面と等価な位置に配置されている。そこで、走査前同期検知センサ２０５ｃの出力信号から、感光体ドラム３０ｃにおける走査開始及び副走査ずれ量を検知することができる。
【００７２】
走査前同期検知センサ２０５ｄは、トロイダルレンズ１０７ｄを透過した走査開始前のイエロー用光が入射し、像面と等価な位置に配置されている。そこで、走査前同期検知センサ２０５ｄの出力信号から、感光体ドラム３０ｄにおける走査開始及び副走査ずれ量を検知することができる。
【００７３】
走査後同期検知センサ２０６ａは、トロイダルレンズ１０７ａを透過した走査終了後のブラック用光が入射し、像面と等価な位置に配置されている。そこで、走査後同期検知センサ２０６ａの出力信号から、感光体ドラム３０ａにおける走査終了を検知することができる。
【００７４】
走査後同期検知センサ２０６ｂは、トロイダルレンズ１０７ｂを透過した走査終了後のシアン用光が入射し、像面と等価な位置に配置されている。そこで、走査後同期検知センサ２０６ｂの出力信号から、感光体ドラム３０ｂにおける走査終了を検知することができる。
【００７５】
走査後同期検知センサ２０６ｃは、トロイダルレンズ１０７ｃを透過した走査終了後のマゼンタ用光が入射し、像面と等価な位置に配置されている。そこで、走査後同期検知センサ２０６ｃの出力信号から、感光体ドラム３０ｃにおける走査終了を検知することができる。
【００７６】
走査後同期検知センサ２０６ｄは、トロイダルレンズ１０７ｄを透過した走査終了後のイエロー用光が入射し、像面と等価な位置に配置されている。そこで、走査後同期検知センサ２０６ｄの出力信号から、感光体ドラム３０ｄにおける走査終了を検知することができる。
【００７７】
また、主制御装置２１０は、感光体ドラム３０ａにおける副走査ずれ量に応じて、該ずれを補正するための電圧を液晶偏向素子２０３ａに印加し、感光体ドラム３０ｂにおける副走査ずれ量に応じて、該ずれを補正するための電圧を液晶偏向素子２０３ｂに印加し、感光体ドラム３０ｃにおける副走査ずれ量に応じて、該ずれを補正するための電圧を液晶偏向素子２０３ｃに印加し、感光体ドラム３０ｄにおける副走査ずれ量に応じて、該ずれを補正するための電圧を液晶偏向素子２０３ｄに印加する。例えば、主制御装置２１０は、各感光体ドラムにおいて、前記ΔＴｓが０となるように、対応する液晶偏向素子の印加電圧を決定する。なお、ΔＴｓと印加電圧との関係は予め求められ、不図示のメモリに格納されている。
【００７８】
ところで、主制御装置２１０は、副走査ずれ量が感光体ドラムにおける走査線の間隔の１／２以上の場合は、発光対象の発光部を、該発光部から副走査方向に対応する方向に走査線の間隔に対応した距離だけ離れた位置にある発光部に変更することによって、副走査ずれを補正する。
【００７９】
また、各走査前同期検知センサは、一例として図９（Ａ）及び図９（Ａ）のＡ−Ａ断面図である図９（Ｂ）に示されるように、矩形板状の支持部材１０００を介して光走査装置１００のハウジング３００に固定されている。
【００８０】
この支持部材１０００は、４隅の１つに貫通孔があけられており、ハウジング３００から突出しているピン３０１が貫通している。また、この貫通孔の対角位置には長孔１００２が形成されており、ハウジング３００から突出しているピン３０２が貫通している。このピン３０２の表面にはネジ溝が形成され、ナット１００３を締めると支持部材１０００がハウジング３００に押し付けられるようになっている。また、ナット１００３を緩めると、一例として図１０に示されるように、支持部材１０００を、長孔１００２の長さ分だけ、ピン３０１を軸として該軸回りに回動させることができる。これにより、各走査前同期検知センサにおいて、第１受光部２０５１の長手方向が検出用光の移動方向に直交するように調整することが可能となる。
【００８１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置１００では、ポリゴンミラー１０４によって偏向器が構成され、４個のｆθレンズ（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ）と８個の折り返しミラー（１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ）と４個のトロイダルレンズ（１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ）とによって走査光学系が構成され、走査前同期検知センサ（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ）によって光検出器が構成されている。
【００８２】
また、主制御装置２１０によって位置補正装置が構成されている。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１００によると、複数の発光部を有する２つの光源ユニット（２００ａ、２００ｂ）と、各光源ユニットからの光を偏向するポリゴンミラー１０４と、該ポリゴンミラー１０４で偏向された光を各感光体ドラムに集光する走査光学系と、各感光体ドラムに対応して設けられた４個の走査前同期検知センサ（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ）を備えている。各走査前同期検知センサは、走査光学系を介した主走査方向に直交する方向に１列に並んでいる複数の光が検出用光として主走査方向に移動しながら入射し、検出用光が通過する２辺が主走査方向に直交している形状の第１受光部２０５１と、検出用光が通過する２辺が主走査方向に対して傾斜している形状の第２受光部２０５２とを有する受光素子を含んでいる。そして、第１及び第２受光部の大きさはいずれも、受光面における複数の光スポットを取り囲む四角形状の仮想的な領域の全体を含むことができる大きさである。これにより、各受光部では十分な光量を確保することが可能となり、光検知センサはＳ／Ｎ比に優れた信号を出力することができる。その結果、高コスト化を招くことなく、各感光体ドラムの表面に形成される光スポットの副走査方向に関する位置ずれを精度良く検出することが可能となる。
【００８４】
また、主制御装置２１０は、各感光体ドラムにおける副走査ずれ量に応じて、該ずれを補正するための電圧を対応する液晶偏向素子に印加している。これにより、色ずれを防止することが可能となる。
【００８５】
また、本実施形態に係るプリンタ１０によると、高コスト化を招くことなく、各感光体ドラムの表面に形成される光スポットの副走査方向に関する位置ずれを精度良く検出することができる光走査装置１００を備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【００８６】
なお、上記実施形態では、走査前同期検知センサが副走査ずれ量の検出機能を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、前記走査前同期検知センサと前記走査後同期検知センサとを入れ替えても良い。また、前記走査後同期検知センサに代えて、前記走査前同期検知センサと同様な構成の同期検知センサを用いても良い。この場合には、走査の前後で副走査ずれ量を求めることができるため、走査線の曲がりの情報を得ることが可能となる。
【００８７】
また、上記実施形態では、前記第１受光部２０５１が長方形状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、検出用光が通過する２辺が主走査方向に直交している形状であれば良い。
【００８８】
また、上記実施形態では、前記第２受光部２０５２が、平行四辺形状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、検出用光が通過する２辺が主走査方向に対して傾斜している形状であれば良い。
【００８９】
また、上記実施形態では、各レーザアレイが３２個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の発光部を有していれば良い。そして、複数の発光部が１次元的に配列されていても良い。
【００９０】
また、上記実施形態において、前記アンプ２０５３では、前記受光素子の出力信号を増幅する増幅率を、検出用光が第１受光部２０５１で受光されるときよりも、第２受光部２０５２で受光されるときのほうが大きくなるようにしても良い。この場合には、アンプ２０５３は、一例として図１１に示されるように、オペアンプＡ１、スイッチ回路Ａ２、ゲイン選択回路Ａ３、フィードバック抵抗Ｒ２及びＲ３（Ｒ３＞Ｒ２）を有することとなる。ゲイン選択回路Ａ３は、オペアンプＡ１の出力レベルに基づいてフィードバック抵抗Ｒ２及びＲ３のいずれかを選択するための選択信号を出力する。スイッチ回路Ａ２は、ゲイン選択回路Ａ３からの選択信号に応じてフィードバック抵抗Ｒ２及びＲ３のいずれかを選択する。なお、スイッチ回路Ａ２は、選択信号によって開閉するアナログスイッチと選択信号を反転した信号によって開閉するアナログスイッチとを有していても良い。
【００９１】
ここでは、一例として図１２に示されるように、ゲイン選択回路Ａ３は、検出用光が第１受光部２０５１で受光されたときの立ち上がり信号のレベルが予め設定されているスレッシュレベルに達すると、選択信号の出力レベルをローレベルとし、検出用光が第２受光部２０５２で受光されたときの立ち上がり信号のレベルが予め設定されているスレッシュレベルに達すると、選択信号の出力レベルをハイレベルとする。そして、スイッチ回路Ａ２は、選択信号がハイレベルのときはフィードバック抵抗Ｒ２を選択し、選択信号がローレベルのときはフィードバック抵抗Ｒ３を選択する。
【００９２】
これにより、一例として図１３に示されるように、検出用光が第２受光部２０５２で受光されたときの受光素子の出力信号における立ち下がりの傾斜Ｌ２は、上記実施形態のときの傾斜Ｌ１よりも急となる。そこで、比較器２０５４の出力信号における立下りタイミングのばらつきを抑制することができる。すなわち、検出精度を向上させることができる。
【００９３】
また、上記実施形態において、第２受光部２０５２の感度を第１受光部２０５１よりも高くしても良い。これにより、検出精度を向上させることができる。
【００９４】
なお、上記実施形態では、第１受光部２０５１を通過する際の検出用光、及び第２受光部２０５２を通過する際の検出用光が、いずれも主走査方向に直交する方向に１列に並ぶ複数の光からなる場合について説明したが、これに限らず、第２受光部２０５２を通過する際の検出用光が、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示されるように、第２受光部２０５２の長手方向に略平行な方向に１列に並ぶ複数の光からなっても良い。
【００９５】
この場合には、主制御装置２１０は、第１受光部２０５１を通過する際には、検出用発光部として、４個の発光部（ｖ８、ｖ１６、ｖ２４、ｖ３２）を選択し、第２受光部２０５２を通過する際には、４個の発光部（ｖ８、ｖ１４、ｖ２０、ｖ２６）を選択する。
【００９６】
また、この場合には、一例として図１５に示されるように、第２受光部２０５２の主走査方向の長さを、上記実施形態よりも短くすることができる。
【００９７】
これにより、一例として図１６に示されるように、検出用光が第２受光部２０５２で受光されたときの第２受光部２０５２の出力信号の変化を急峻とすることができる。すなわち、検出精度を向上させることができる。
【００９８】
また、上記実施形態において、一例として図１７に示されるように、前記角度θが９０°を超えて、第２受光部２０５２が配置されても良い。この場合であっても、０  ＜  |（ｎ−１）×Ｐｓ×ｔａｎθ|  ＜  Ｄ、の関係が満足されていれば、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００９９】
また、上記実施形態において、色毎に光源ユニットを設けても良い。すなわち、光源ユニットが４個設けられても良い。
【０１００】
また、上記実施形態では、画像形成装置としてタンデム方式のカラープリンタの場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、プリンタ以外の画像形成装置（複写機、ファクシミリ、これらが集約された複合機）であっても、光走査装置１００を備えた画像形成装置であれば、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【０１０１】
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。
【０１０２】
また、上記実施形態では、画像形成装置として多色のプリンタの場合について説明したが、これに限らず、単色の画像形成装置であっても、上記走査前同期検知センサを有する光走査装置を備えることにより、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、高コスト化を招くことなく、被走査面上に形成される光スポットの副走査方向に関する位置ずれを精度良く検出するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】図１における光走査装置を示す斜視図である。
【図３】図２における各光源ユニットのレーザアレイを説明するための図である。
【図４】図１における光走査装置１００を示す側面図である。
【図５】走査前同期検知センサを説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）は検出用発光部を説明するための図であり、図６（Ｂ）は受光面における検出用光の光スポットを説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）は走査前同期検知センサの第１受光部を説明するための図であり、図７（Ｂ）は走査前同期検知センサの第２受光部を説明するための図である。
【図８】走査前同期検知センサの動作を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）は支持部材を説明するための図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】支持部材の回動を説明するための図である。
【図１１】ゲイン選択回路を有するアンプを説明するための図である。
【図１２】図１１のアンプの作用を説明するための図である。
【図１３】図１１のアンプの効果を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、第２受光部を通過する際に選択される検出用発光部の他の例を説明するための図であり、図１４（Ｂ）は、このときの受光面における検出用光の光スポットを説明するための図である。
【図１５】図１４（Ａ）に対応する走査前同期検知センサの一例を説明するための図である。
【図１６】図１５の走査前同期検知センサの動作を説明するための図である。
【図１７】図５の走査前同期検知センサの変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…プリンタ（画像形成装置）、３０ａ〜３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、１００…光走査装置、１０４…ポリゴンミラー（偏向器）、１０５ａ〜１０５ｄ…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、１０６ａ〜１０６ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１０７ａ〜１０７ｄ…トロイダルレンズ（走査光学系の一部）、１０８ａ〜１０８ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１１０…通信制御装置（通信装置）、２０５ａ〜２０５ｄ…走査前同期検知センサ（光検出器）、２０５１…第１受光部、２０５２…第２受光部、２０５３…アンプ（アンプ回路）、２０５４…比較器、２１０…主制御装置（位置補正装置、制御装置）、１０００…支持部材（板部材）、ＡＲ…仮想的な領域。
【図１】
0004956448.tif 000002
【図２】
0004956448.tif 000003
【図３】
0004956448.tif 000004
【図４】
0004956448.tif 000005
【図５】
0004956448.tif 000006
【図６】
0004956448.tif 000007
【図７】
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【図８】
0004956448.tif 000009
【図９】
0004956448.tif 000010
【図１０】
0004956448.tif 000011
【図１１】
0004956448.tif 000012
【図１２】
0004956448.tif 000013
【図１３】
0004956448.tif 000014
【図１４】
0004956448.tif 000015
【図１５】
0004956448.tif 000016
【図１６】
0004956448.tif 000017
【図１７】
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