(57)【要約】      （修正有）【課題】装置規模を大型化させることなく、安価な光検知器で、副走査方向の光ビーム位置を検知出来、複数の光ビームに副走査方向の光ビーム間隔を検知可能で、トナーを消費せず省資源を実現できる光走査装置、これを搭載する画像形成装置及びカラー画像形成装置を提供。【解決手段】光源手段２０からの光ビームを光偏向手段２５により偏向走査し、走査結像光学系２８により被走査面上に結像させ、前記光ビームの位置検知用光ビーム検知手段３１を備える光走査装置において、前記光ビーム検知手段３１は、干渉によって光の分割又は進行方向の変更を行なう非周期的な回折面によって光ビームを分割する光分割手段２９と、少なくとも副走査方向に異なる位置に配置された複数の光検知器３０とを有し、該複数の光検知器の少なくとも１つの光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部は、他のそれと所定の角度をなして配置されている光走査装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から発生した光ビームを光偏向手段によって偏向走査し、走査結像光学系によって被走査面上に結像させ、前記光ビームの位置を検知するための光ビーム検知手段を備える光走査装置において、
前記光ビーム検知手段は、干渉によって光の分割又は進行方向の変更を行なう非周期的な回折面によって光ビームを分割する光分割手段と、少なくとも副走査方向の異なる位置に配置された複数の光検知器と、を有し、該複数の光検知器の少なくとも１つの光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部は、他の光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部と所定の角度をなして配置されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記光分割手段は、入射する光ビームの位相を変調することにより光ビームを分割することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光分割手段は、略薄肉平板であり、該略薄肉平板の平面上の位置によって光ビームに付加する位相量が離散的に異なることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光分割手段は、光ビームを分割するとともに収束させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の光走査装置。
【請求項５】
前記複数の光検知器は、すべて同一の形状及び構造を有し、該複数の光検知器のうちの少なくとも１つの光検知器は、光ビームを検知する側の受光部の縁部が他の光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部と所定の角度をなすように、前記他の光検知器に対して傾けて配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置。
【請求項６】
前記複数の光検知器のうちの少なくとも１つの光検知器は、光ビームを検知する側の前記受光部の縁部が副走査方向と平行に配置されていることを特徴とする請求項５記載の光走査装置。
【請求項７】
光ビームを検知する側の前記受光部の縁部が副走査方向と平行に配置されている前記光検知器は、光分割手段をそのまま透過する方向ではない分割光ビームを検知するのに用いられることを特徴とする請求項６記載の光走査装置。
【請求項８】
前記複数の光検知器の個数は、２であることを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか１項記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光ビーム検知手段は、光ビームの副走査方向位置を検知することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記光ビーム検知手段によって検知された光ビームの副走査方向位置に基づき、光ビームの位置を補正する位置補正手段を備えていることを特徴とする請求項９記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記位置補正手段は、前記光源手段から前記被走査面に至る光路中に配置された少なくとも１つの光学部材と、前記光学部材の位置的変化または物理的変化を制御する制御機構と、を備えていることを特徴とする請求項１０記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記光ビーム検知手段は、前記光源手段から発生した複数の光ビームの間隔を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記光ビーム検知手段によって検知された複数の光ビームの間隔に基づき、該複数の光ビームの間隔を補正する間隔補正手段を備えていることを特徴とする請求項１２記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記間隔補正手段は、前記光源手段から前記光偏向手段に至る光路中に配置された少なくとも１つの光学部材と、該光学部材の位置的変化又は物理的変化を制御する制御機構と、を備えていることを特徴とする請求項１３記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記光ビーム検知手段には、前記走査結像光学系を介した光ビームが入射するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置。
【請求項１６】
前記光ビーム検知手段には、有効画像形成領域外の光ビームが入射するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置。
【請求項１７】
前記光ビーム検知手段で光ビームを検知する時のみ、光ビームの出力を調整することを特徴とする請求項１６記載の光走査装置。
【請求項１８】
前記光ビーム検知手段は、主走査方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置。
【請求項１９】
前記光ビーム検知手段は、主走査方向の書き込み開始位置を定める同期検知手段としても機能するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１９の何れか１項記載の光走査装置を備え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、デジタル複写機、プリンタ等で用いられる光走査装置、これを搭載したデジタル複写機、プリンタ等の画像形成装置及びカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機、プリンタ等の高精細な画像形成装置において、光走査による画像書き込み位置は、主走査方向及び副走査方向に対して、画像を形成する有効画像形成領域内の所望の位置に制御されることが望まれる。
一般に主走査方向の書き込み開始位置は、光ビームの光走査開始端側に光検知器を設け、光ビームを検知してから書き込み開始までのタイミングを調整している。また副走査方向については、画像を形成する記録媒体（用紙）などの位置を検知してからタイミングを調整して、書き込みを開始している。
そして、設計時に想定したタイミングに対して、製造時に実際には光ビームを発生する光源装置から実際に光が走査される被走査面（感光体）までのあらゆる部品の製造誤差や各々の部品の組み付け誤差などを含んだ状態で調整して、書き込み開始位置を設定する必要がある。
しかしながら、製造時に理想状態にタイミング調整ができたとしても、製造時以降の経時的な変化に伴って、この書き込み開始位置はずれを生じる。また、使用時の環境条件、とくに、温度条件に対しても、部品の膨張又は収縮によるずれを生じてしまう。
なかでも、樹脂製の部品についてはこの影響が大きい。従って、いずれの要因にしても、光ビームの位置が検知できれば、適宜に補正手段を用いることで、書き込み開始位置を補正することができる。また、光ビームの位置を検知して、補正を行なう手法は、製造時におけるタイミング調整にも使用できる。
【０００３】
一方で、近年では、画像形成装置のカラー化が進み、各色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）に対応した光走査を行い、各色を重ねることでカラーの画像を形成している。
この時、各色の画像書き込み開始位置がずれると、重ねてできたカラー画像には、所謂、色ずれと呼ばれる画像劣化が生じてしまい、これが大きな課題となっている。この場合においても、各色に対する光ビームの位置が検知できれば、適当な補正手段を用いて、それぞれの書き込み開始位置を補正して、各色で揃えることにより、良好なカラー画像を得ることができる。
上記の各色に対する光ビームの位置検知手段として、テスト用にあるパターンのトナー像（トナーパッチ）を作り、その像をセンサで測定することにより行なう方法もあるが、この方法では検知の度に余計なトナーを消費してしまう。
また、画像形成装置の高速化も合わせて進んでおり、複数の光ビームを一括に光走査する光走査装置も盛んに使用されてきている。この場合の光源には、１つの発光点を持つ従来のシングルビーム光源にかわって、複数の発光点を有するマルチビーム光源（１チップ上に実装されたアレイ光源も含む）が用いられている。
マルチビーム光源を用いるタイプの光走査装置では、被走査面上を光走査する時の光ビームの間隔（ピッチ）がずれることで、とくに副走査方向のずれ（走査線ピッチずれ）に対して、所謂、濃度ムラと呼ばれる画像劣化を引き起こし、大きな課題となっている。
この場合においても、各光ビームの位置が検知できれば、適当な補正手段を用いて光ビーム間隔を補正して、濃度ムラのない良好な画像を得ることが可能となる。部品の製造誤差を補う補正技術、また、マルチビーム化による走査線ピッチの補正技術は、省資源化、高速動作時の静音化（光偏向器の低速化）にも貢献できる。
【０００４】
以上の要求を実現するには、光走査している光ビームの位置を測定することが重要であり、とくに副走査方向の光ビーム位置、及び副走査方向の光ビーム間隔を検知することが切望されており、種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１乃至５参照）。
特許文献１には、複数の光ビーム検知手段を、それぞれの光ビーム検知領域の主走査方向始端側の端縁が相互に非平行となるように主走査方向に並べて配設して、複数の光ビームの副走査方向における間隔のずれを検知する技術が提案されている。
また、特許文献２には、主走査方向に配置された複数のフォトセンサを有するセンサアレイに、一定角度傾けて配置された遮光マスクを設けて、複数のレーザビームの副走査方向のピッチを演算する技術が提案されている。
さらに、特許文献３には、走査方向に対し垂直な一方の側部から入射させて受光し、走査方向に対し傾斜する他方の側部から出射させる複数の受光素子を設けて、走査光の副走査方向のずれ量を算出する技術が提案されている。
また、特許文献４及び特許文献５においては、レーザビームを検知する複数の受光面を有するとともに、これらの受光面の互いに隣接する少なくとも１つの辺縁が角度を持って配置されているレーザビーム検知器を設けて、レーザビームの副走査方向の位置を検知する技術が提案されている。
【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
【特許文献３】特開平１０−２３５９２８号公報
【特許文献４】特開２００５−３７５７５公報
【特許文献５】特開２００５−６２５９７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、複数の検知手段を主走査方向に並べているため、光検知器の大きさが主走査方向に大きくなり、光走査装置が大型化してしまうという問題がある。すなわち、一般に、光検知器は、主走査方向の有効画像領域よりも外側に配置される。
従って、走査光学系は有効画像領域幅に加え、光検知器にまで光ビームが到達できるようにする必要がある。そのため、光検知器が主走査方向に大きくなってしまうと、走査光学系の大型化、強いては光走査装置の大型化を引き起こす。また、走査光学系の大型化は、光路長の増大、高画角化、有効径の拡大といった問題も引き起こす。
特許文献２のセンサアレイは、複数のフォトセンサを実装して一体化した特殊形状なセンサアレイであり、さらに遮光マスクを設ける必要もあることから、高価なセンサアレイとなってしまうという問題がある。また、多数のフォトセンサを主走査方向に配置しており、回路基板も含めたセンサアレイとしては大型化してしまう懸念がある。
【０００６】
特許文献３では、受光素子を副走査方向に設けており、これにより、主走査方向に設けた特許文献１や特許文献２と比べて、受光素子の大きさが主走査方向に大きくなることは防止できるが、特許文献２と同様に、複数のフォトセンサを実装して一体化した特殊形状をしており、高価になってしまうという問題も含んでいる。
また、特許文献３では、１つの受光素子に対して、入射側と出射側の両方からの出力信号（すなわち、立ち上がり信号と立ち下がり信号の両方）を用いているが、これは検知精度の観点から望ましくない。
すなわち、一般に、フォトダイオードでは立ち上がり時間と立ち下がり時間とは異なり、光が入射した時に、ハイ（Ｈｉｇｈ）レベルからロー（Ｌｏｗ）レベルに落ちる（立ち下がり信号）構成のフォトダイオードでは、その立ち上がり時間は、立ち下がり時間に比べて数倍遅い。そのため、検知精度を鑑みると、立ち上がり信号を用いるのは好ましくない。
【０００７】
特許文献４，５に記載の技術では、走査方向に垂直な受光面からの立ち下がり信号と、角度を有する受光面からの立ち下がり信号を用いて検知精度を確保しているが、特許文献２，３と同じように、複数の受光面を実装して一体化した特殊形状をしており、高価になってしまうという問題がある。
このように、従来では、光ビームの副走査方向のずれを検知するのに、複数の光検知器を主走査方向に設けたことによって、光走査装置が大型化してしまうという問題があったり、あるいは、受光部が複雑な形状を有していたり、複数の受光部を実装して一体化するような特殊形状をした光検知器（高価であり、回路基板も含めた大きさも懸念される光検知器）を用いていたので、光走査装置が大型化、高価になるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、装置規模を大型化させることなく、安価な光検知器を用いて、副走査方向の光ビーム位置を検知することができ、また、複数の光ビームに対して副走査方向の光ビーム間隔を検知することが可能で、トナーを消費せず省資源を実現できる光走査装置、これを搭載する画像形成装置及びカラー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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光源手段から発生した光ビームを光偏向手段によって偏向走査し、走査結像光学系によって被走査面上に結像させ、前記光ビームの位置を検知するための光ビーム検知手段を備える光走査装置において、前記光ビーム検知手段は、干渉によって光の分割又は進行方向の変更を行なう非周期的な回折面によって光ビームを分割する光分割手段と、少なくとも副走査方向に異なる位置に配置された複数の光検知器とを有し、該複数の光検知器の少なくとも１つの光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部は、他の光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部と所定の角度をなして配置されている光走査装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記光分割手段が、入射する光ビームの位相を変調することにより光ビームを分割する請求項１記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記光分割手段が、略薄肉平板であり、該略薄肉平板の平面上の位置によって光ビームに付加する位相量が離散的に異なる請求項１又は請求項２記載の光走査装置を特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、前記光分割手段が、光ビームを分割するとともに収束させる請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記複数の光検知器が、すべて同一の形状及び構造を有し、該複数の光検知器のうちの少なくとも１つの光検知器は、光ビームを検知する側の受光部の縁部が他の光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部と所定の角度をなすように、前記他の光検知器に対して傾けて配置されている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記複数の光検知器のうちの少なくとも１つの光検知器が、光ビームを検知する側の前記受光部の縁部が副走査方向と平行に配置されている請求項５記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、光ビームを検知する側の前記受光部の縁部が副走査方向と平行に配置されている前記光検知器が、光分割手段をそのまま透過する方向ではない分割光ビームを検知するのに用いられる請求項６記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記複数の光検知器の個数が、２である請求項５乃至請求項７の何れか１項記載の光走査装置を特徴とする。
【００１０】
また、請求項９に記載の発明は、前記光ビーム検知手段が、光ビームの副走査方向位置を検知する請求項１記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、前記光ビーム検知手段によって検知された光ビームの副走査方向位置に基づき、光ビームの位置を補正する位置補正手段を備えている請求項９記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、前記位置補正手段が、光源手段から被走査面に至る光路中に配置された少なくとも１つの光学部材と、前記光学部材の位置的変化または物理的変化を制御する制御機構とを備えている請求項１０記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、前記光ビーム検知手段が、前記光源手段から発生した複数の光ビームの間隔を検知する請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、前記光ビーム検知手段によって検知された複数の光ビームの間隔に基づき、該複数の光ビームの間隔を補正する間隔補正手段を備えている請求項１２記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項１４に記載の発明は、前記間隔補正手段が、前記光源手段から前記光偏向手段に至る光路中に配置された少なくとも１つの光学部材と、該光学部材の位置的変化又は物理的変化を制御する制御機構とを備えている請求項１３記載の光走査装置を特徴とする。
【００１１】
また、請求項１５に記載の発明は、前記光ビーム検知手段には、走査結像光学系を介した光ビームが入射するようになっている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項１６に記載の発明は、前記光ビーム検知手段には、有効画像形成領域外の光ビームが入射するようになっている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項１７に記載の発明は、前記光ビーム検知手段で光ビームを検知する時のみ、光ビームの出力を調整する請求項１６記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項１８に記載の発明は、前記光ビーム検知手段が、主走査方向に複数設けられている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項１９に記載の発明は、前記光ビーム検知手段が、主走査方向の書き込み開始位置を定める同期検知手段としても機能するようになっている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光走査装置を特徴とする。
【００１２】
また、請求項２０に記載の発明は、請求項１乃至請求項１９の何れか１項記載の光走査装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光ビーム検知手段は、光ビームを副走査方向に複数の分離光ビームに分離する、干渉によって光の分割又は進行方向の変更を行なう非周期的な回折面によって光ビームを分割する光分割手段と、少なくとも副走査方向に異なる位置に配置された複数の光検知器とを有し、複数の光検知器の少なくとも１つの光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）が、他の光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）と所定の角度をなして配置されており、複数の光検知器を副走査方向に配置している。
このため、本発明によれば、主走査方向に大型化することなく、光ビームの位置を検知することができ、また、複数の光検知器には、特殊な形状のものを用いる必要がなく、安価なもので良い。さらに、光分割手段は非周期的な回折面、すなわち、巨視的には平行平板であり、素子表面、又は内部にパターンを有し、干渉によって光の分割や進行方向の変更を行なう構成となっている回折面によって光ビームを分割するので、分割方向及び分割数を任意に選べ、設計自由度が大きい。
また、ミラーを用いた場合のように精密な位置決めをする必要がない。そして、複数の光検知器の少なくとも１つの光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）を、他の光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）と所定の角度をなして配置しているので、容易な方法で、光ビームの副走査方向の位置を検知することが可能になり、また、副走査方向の光ビーム間隔を検知することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は画像形成装置であるレーザプリンタの構成例を示す概略図である。図１のレーザプリンタＡは、走査対象物としての感光体ドラム１、この感光体ドラムの周辺に配置された帯電チャージャ２、現像装置３の現像ローラ３Ａ、トナーカートリッジ４、クリーニングブレード５を含んでいる。
レーザプリンタＡは、さらに、図１では感光体ドラム１の下方部分に、記録媒体１３を収容している給紙トレイ６、給紙コロ７、レジストローラ対８、転写チャージャ１１、定着ローラ９、排紙ローラ１２、排紙トレイ１０、そして、図１では感光体ドラム１の右上方部分にある光走査装置１４などを備えている。
帯電チャージャ２、現像ローラ３Ａ、転写チャージャ１１及びクリーニングブレード５は、それぞれ感光体ドラム１の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１の回転方向に関して、帯電チャージャ２、現像ローラ３Ａ、転写チャージャ１１、クリーニングブレード５の順に配置されている。
【００１５】
感光体ドラム１の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム１は、図１における面内で時計回り（矢印方向）に回転するようになっている。帯電チャージャ２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるために設けられている。
光走査装置１４は、帯電チャージャ２で帯電された感光体ドラム１の表面に、上位装置（例えば、パソコン）からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。これにより、感光体ドラム１の表面では、光が照射された部分のみにおいて電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム１の表面上に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１の回転に伴って現像ローラ３Ａの方向に移動する。
ところで、感光体ドラム１の長手方向（回転軸に沿った方向）は、一般に、「主走査方向」と呼ばれ、感光体ドラム１の回転方向は、一般に、「副走査方向」と呼ばれている。また、感光体ドラム１における走査開始位置から走査終了位置までの主走査方向の走査領域のうち、潜像が形成される領域を「有効画像形成領域」ともいう。なお、この光走査装置１４の構成については後述する。
【００１６】
現像ローラ３Ａの図示右方には、トナーが格納されるトナーカートリッジ４が配置されており、トナーは現像ローラ３Ａに供給される。このトナーカートリッジ４内のトナー量は、電源投入時や印刷終了時などにチェックされ、残量が少ない時には図示しない表示部に交換を促すメッセージが表示される。
現像ローラ３Ａは、その回転に伴ってその表面にトナーカートリッジ４から供給されたトナーが帯電されて薄く均一に付着される。また、この現像ローラ３Ａには、感光体ドラム１における帯電している部分（光が照射されなかった部分）と帯電していない部分（光が照射された部分）とで互いに逆方向の電界が生じるような電圧が印加されている。
そして、この印加電圧によって、現像ローラ３Ａの表面に付着しているトナーは、感光体ドラム１の表面の光が照射された部分にだけ付着する。すなわち、現像ローラ３Ａは、感光体ドラム１の表面に形成された潜像にトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された潜像は、感光体ドラム１の回転に伴って転写チャージャ１１の方向に移動する。
【００１７】
給紙トレイ６には転写対象物としての記録媒体１３が格納されている。この給紙トレイ６の近傍には給紙コロ７が配置されている。この給紙コロ７は、記録媒体１３を給紙トレイ６から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対８に向かって搬送する。
このレジストローラ対８は、転写ローラ１１の近傍に配置され、給紙コロ７によって取り出された記録媒体１３をいったん保持するとともに、記録媒体１３を感光体ドラム１の回転に合わせて感光体ドラム１と転写チャージャ１１との間隙（ニップ）に向けて送り出す。
転写チャージャ１１には、トナーとは逆極性の電圧が印加されており、この電圧によって感光体ドラム１の表面上のトナーを電気的に記録媒体１３に引きつける。この電圧により、感光体ドラム１の表面の潜像が記録媒体１３に転写される。ここで転写された記録媒体１３は、定着ローラ９に送られる。
この定着ローラ９では、熱と圧力とが記録媒体１３に加えられ、これによってトナーが記録媒体１３上に定着される。ここで定着された記録媒体１３は、排紙ローラ１２を介して排紙トレイ１０に送られ、排紙トレイ１０上に順次スタックされる。
クリーニングブレード５は、転写後に感光体ドラム１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム１の表面は、再度、帯電チャージャ２の位置に戻る。
【００１８】
図２は光走査装置の構成の第１の実施の形態を示す概略図である。図２の第１の実施の形態では、光走査装置１４は、光源手段２０と、カップリングレンズ２１、アパーチャ２２、シリンドリカルレンズ２３からなる整形光学系２４と、光偏向手段２５と、２枚の走査結像レンズ２６、２７からなる走査結像光学系２８と、分離光学系２９と光検知器３０とからなる光ビーム検知手段３１と、処理装置（図２では、図示を省略している）などとを備えている。
ここで、光源手段２０には、一般的に、シングルビーム光源として、半導体レーザが用いられ、また、マルチビーム光源として（すなわち、複数の光ビームを構成する手段として）、例えば、複数の半導体レーザを近接して実装した半導体レーザアレイや、面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ）などが用いられ得る。
また、カップリングレンズ２１は、光源手段２０から出射された光を略平行光に整形する機能を有している。もちろん、若干の収束光であったり、発散光であったりしてもよい。
【００１９】
カップリングレンズ２１からの光ビームは、アパーチャ２２によって光ビームの一部が遮光された後、シリンドリカルレンズ２３によって副走査方向に収束されて、光偏向手段２５の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像される。
図示しない駆動手段によって、光偏向手段２５が回転駆動されることにより、光ビームは偏向走査され、２枚の走査結像レンズ２６、２７からなる走査結像光学系２８によって、被走査面上に光スポットが形成される。
また、走査結像光学系２８を介して主走査方向の有効画像形成領域外に向かう光ビームの一部は、上述した分離光学系２９と光検知器３０とからなる光ビーム検知手段３１に入射され、この光ビーム検知手段３１において、光ビームの位置（後述のように、例えば、光ビームの副走査方向位置など）が検知される。
さらに、この光ビーム検知手段３１では、主走査方向の光ビームの位置を検知して、主走査方向の書き込み開始位置までのタイミングを調整する、所謂、同期検知を行なっている。
また、光ビーム検出手段３１は、光ビームの副走査方向位置を検出するので、高精細化、カラー化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
すなわち、配置形態の異なる光検出器を用いた光ビーム検出手段を用いることで、とくに副走査方向の光ビーム位置を検出することができ、高精細化、カラー化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
【００２０】
図３は光ビーム検知手段の構成例を示す概略図である。図３を参照して、走査結像光学系２８（図２）を介して有効画像形成領域外に向かう光ビームの一部は、分離光学系２９に入射する。
そこで入射した光ビームは副走査方向に複数の分離光ビーム（図３の例では３つの分離光ビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３）に分離されて出力される。これらの分離光ビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３は、副走査方向に配置された３つの光検知器３０−１，３０−２，３０−３によって、各々検知される。
【００２１】
図４は光検知器の配置例を示す概略図である。図４を参照すると、光検知器３０−１，３０−２，３０−３は副走査方向に配置されている。各光検知器３０−１，３０−２，３０−３は、光ビームに対して光電変換を行う受光部３２−１，３２−２，３２−３を備えている。
図４の例では、３つの光検知器３０−１，３０−２，３０−３はすべて等しい光検知器（すべて同一の形状及び構造のもの）であるが、光検知器３０−２のみ傾けて配置している。
光偏向手段２５（図２）によって偏向走査される光ビームは、分離光学系２９（図３）によって３つの分離光ビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３に分離され、図４の矢印に示す方向に受光部３２−１，３２−２，３２−３上を走査し、各々検知される。
【００２２】
図５は光検知器の出力信号を示すタイミングチャートである。図５では、図４に示したような、分離光ビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３が各々受光部３２−１，３２−２，３２−３を通過した時の光検知器３０−１，３０−２，３０−３の出力信号を示すタイミングチャートを示している。
図５を参照すると、光検知器３０−１の出力信号は、図４の受光部３２−１の走査開始側の縁部（図４の受光部３２−１の左側の縁部）を通過した分離光ビームＢ１により、出力信号はハイ（Ｈｉｇｈ）からロー（Ｌｏｗ）に立ち下がる（時刻Ｔｄ１）。
受光部３２−１上を走査された後、受光部３２−１の走査終了側の縁部（図４の受光部３２−１の右側の縁部）を通過した分離光ビームＢ１により、出力信号はロー（Ｌｏｗ）からハイ（Ｈｉｇｈ）に立ち上がる（時刻Ｔｕ１）。
受光部３２−１の上記各縁部は副走査方向に平行であるので、分離光ビームＢ１が副走査方向にずれて走査しても、時刻Ｔｄ１，Ｔｕ１は変化しない。光検知器３０−３についても同様のことが言える。さらに、図示しないが、Ｔｄ１＝Ｔｄ３，Ｔｕ１＝Ｔｕ３であることは明らかである。
一方、光検知器３０−２は、他の光検知器３０−１，３０−３に対して図４に示すように傾けて配置されているので（すなわち、受光部３２−２も傾いている）、受光部３２−２上を走査する分離光ビームＢ２の副走査方向の位置に応じて、光検知器３０−２の出力信号の立ち下がりのタイミング（時刻Ｔｄ２）と立ち上がりのタイミング（時刻Ｔｕ２）は変化する。
【００２３】
図６は光ビーム検知手段に入射する光ビームの位置が副走査方向にずれたことを検知する検知方法を説明する図である。図６には、光ビーム検知手段３１（図３）に入射する光ビームの位置が副走査方向にずれた場合に、これを検知する検知方法を説明している。
基準となる光ビームの副走査方向の位置をＰ０とする。この時、分離光学系２９（図３）に入射された光ビームは３つの分離光ビームＢ１０，Ｂ２０，Ｂ３０に分離される。分離光学系２９により分離された分離光ビームＢ１０，Ｂ２０，Ｂ３０は、光検知面上において、副走査方向に等しい間隔Ｓ０を有している。
分離光ビームＢ２０の副走査方向の位置がＰ０に等しいとすれば、各々の分離光ビームＢ１０，Ｂ２０，Ｂ３０の副走査方向の位置は、Ｐ０＋Ｓ０，Ｐ０，Ｐ０−Ｓ０となる（図６の実線）。ここで、間隔Ｓ０は分離光学系２９に入射された光ビームの入射位置に依存して、光検知面上に分離される副走査方向の間隔であって、１対１に対応する線形的な関数ｇを用いて、Ｓ０＝ｇ（Ｐ０）と表せる。
この時、Ｔｄ１＝Ｔｄ２＝Ｔｄ３となるように、光検知器３０−２（図３）の位置や傾きを調整して配置する。上述したように、光検知器３０−１，３０−３は分離光ビームＢ１０，Ｂ３０の副走査方向の位置に対して、時刻Ｔｄ１，Ｔｄ３は変化しないので、分離光ビームＢ２０の副走査方向の位置に応じて変化する時刻Ｔｄ２を調整する。
【００２４】
ここで、この光検知器３０−１，３０−２，３０−３の立ち下がり時間は立ち上がり時間より早いものとして、検知精度を高めるために、時刻Ｔｕではなく、時刻Ｔｄを用いる。すなわち、光検知器３０−１，３０−２，３０−３の受光部３２−１，３２−２，３２−３の光ビームを検知する側の縁部としては、具体的には、例えば、受光部３２−１，３２−２，３２−３の走査開始側の縁部が用いられる。
また、逆に、予め設置した光検知器３０−１，３０−２，３０−３に対して、分離光ビームＢ１０，Ｂ２０，Ｂ３０が入射した時の時刻Ｔｄ１とＴｄ２がＴｄ１≠Ｔｄ２となった時に、遅延回路（図示せず）を挿入することによって、Ｔｄ１＝Ｔｄ２となるように遅延時間を調整することもできる。
【００２５】
以上の手順により、基準となる光ビームの副走査方向の位置Ｐ０に対して、Ｔｄ１＝Ｔｄ２＝Ｔｄ３となるように光ビーム検知手段３１（図３）を調整することができる。
もし、経時変化や環境変化などの要因により光ビームの副走査方向の位置がＰ＝Ｐ０＋ΔＰに変化した場合を考える。分離光学系２９により分離される分離光ビームＢ１０，Ｂ２０，Ｂ３０は、光検知面上において、各々の分離光ビームＢ１０，Ｂ２０，Ｂ３０の副走査方向の位置がＰ＋Ｓ，Ｐ，Ｐ−Ｓとなる関係を有している（図６の破線）。
ここで、間隔Ｓは分離光学系２９に入射された光ビームの入射位置に依存して、光検知面上に分離される副走査方向の間隔であるので、Ｓ＝ｇ（Ｐ）と表せる。ここで、Ｓ＝Ｓ０＋ΔＳと表せば、分離光ビームＢ２０の副走査方向の位置ずれΔＰに対して、分離光ビームＢ１０の副走査方向の位置ずれは、ΔＳ＋ΔＰとなる。
すなわち、ΔＳは分離光学系２９の特性（入射された光ビームの入射位置依存性）に起因し、ΔＳ＝ｇ（Ｐ）−ｇ（Ｐ０）となる。関数ｇが光ビームの入射位置に対する１次関数であるとすれば、ΔＳは入射された光ビームの入射位置間隔ΔＰに比例するような関数ｈを用いて、ΔＳ＝ｈ（ΔＰ）と表わせる。また、最も簡単な例は、関数ｇが光ビームの入射位置に依存しない場合であり、ΔＳ＝０となる。
すなわち、光ビームが副走査方向に位置ずれΔＰを発生した時、各光検知器３０−１，３０−２，３０−３から得られる出力信号の立ち下がりのタイミングを見てみると、光検知器３０−１，３０−３は、もちろん、変化しないので、Ｔｄ１，Ｔｄ３は変化しない。
【００２６】
一方、光検知器３０−２は、受光部３２−２が傾いていることから、出力信号の立ち下がりタイミングは、時刻Ｔｄ２’（＝Ｔｄ２＋ΔＴｄ２）へと変化する。図５には、ΔＴｄ２、Ｔｄ２’，Ｔｄ３は示してない。
従って、この時刻の変化量ΔＴｄ２は、受光部３２−２の傾き量に対して、分離光ビームＢ２０の副走査方向の位置ずれΔＰに１対１で対応していることから、ΔＰを検知することができる。
なお、受光部３２−２が副走査方向に平行で、受光部３２−１が傾いている場合には、上述と同様に、時刻変化量ΔＴｄ１は、分離光ビームＢ１０の副走査方向の位置ずれΔＳ＋ΔＰに対応している。このように、ΔＳとΔＰの関係を予め把握しておけば（例えば、上述の例を用いると、ΔＳ＝ｈ（ΔＰ）やΔＳ＝０）、ΔＰを検知することができる。
このように、上述した光走査装置では、光ビーム検知手段３１（図３）に入射した光ビームは、分離光学系２９によって、副走査方向に３つの分離光ビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３に分離される。
副走査方向に配置された３つの光検知器３０−１，３０−２，３０−３によって（１つの光検知器３０−２が他の２つの光検知器３０−１，３０−３とは配置形態が異なっていることを利用して）、図６に示す検知方法に従って、その光ビームの副走査方向の位置を検知することができる。
また、光検知器３０−１から得られる時刻Ｔｄ１は、走査される光ビームの副走査方向の位置に依存しない。従って、この主走査方向の位置を検知することで、主走査方向の書き込み開始位置を定める同期検知信号として利用することができる。
【００２７】
複数の光検知器３０−１，３０−２，３０−３は、すべて同一の形状及び構造を有している。複数の光検知器３０−１，３０−２，３０−３のうちの少なくとも１つの光検知器（図４では、光検知器３０−２）が、受光部３２−１，３２−２，３２−３の光ビームを検知する側の縁部が他の光検知器３０−１，３０−３の受光部３２−１，３２−３の光ビームを検知する側の縁部と所定の角度をなすように、他の光検知器に対して傾けて配置されている。
複数の光検知器３０−１，３０−２，３０−３を、すべて同一の形状及び構造の光検知器とすることで、各光検知器の特性を同じにできることから、検知精度や制御回路を構築する上での取り扱いが容易であり、安定した検知が可能となる。
なお、上述の実施の形態では、光ビーム検知手段３１において、光ビームを副走査方向に３つの分離光ビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３に分離し、３つの光検知器３０−１，３０−２，３０−３を用いた。しかし、後述のように、光ビームを副走査方向に２つの分離光ビームに分離し、２つの光検知器を用いることも可能である。
【００２８】
図７は光ビーム検知手段に包含される分離光学系の構成例を示す概略図である。分離光学系２９は、非周期的な回折面である。回折面としては、回折面の振幅（透過率）を変調させる振幅変調型や、回折面の位相を変調させる位相変調型あるが、光量のロスの無い位相変調型が望ましい。
また、位相変調型にも、表面形状によって位相を制御する表面レリーフ型、媒質の屈折率分布によって位相を制御する屈折率型などがある。いずれも回折面であるので、巨視的には平行平板であり、素子表面、又は内部にパターンを有して、干渉によって光の分割や進行方向の変更を行なう構成となっている。
表面レリーフ型では、例えば、＋１／２λ（λは光源の波長）の位相差を与えたければ、材料の屈折率をｎとして、その場所の厚みを（ｎ−１）λ／２薄くすれば良い。屈折率型では、例えば、＋１／２λの位相差を与えたければ、厚みをtとして、その場所の屈折率をｔ・λ／２下げれば良い。
一方で、透過することによって光ビームを分離する透過型回折面と、反射することによって光ビームを分離する反射型回折面とがある。しかし、光学面に反射するための金属膜等が必要となる反射型に比べて、透過型の方が低コストを達成し易いこと、また、光走査装置内のレイアウトにおいて、反射型では、入射する光ビームと反射した複数の分離光ビームとの分離が必要であることから、透過型回折面を用いるのが望ましい。
なお、分離光学系２９は、１つの光学素子で構成されても良いし、複数の光学素子から構成することもできる。図７の（ａ）は、２枚の光学素子からなる分離光学系２９の例を示す図である。
【００２９】
図７の（ａ）の例では、分離光学系２９は、収差補正機能と出射する光ビームの収束性を変更する機能とを有するレンズ４０と、光ビームを３つの分離光ビームへ分離する機能を有する回折光学素子である透過型回折素子４１とによって構成されている。また、後述するように透過型回折素子にレンズ機能を持たせても良い。
また、図７の（ｂ）は、１枚の光学素子からなる分離光学系２９の例を示す図である。図７の（ｂ）の例では、分離光学系２９は、透過型回折素子４１を有し、光ビームを３つの分離光ビームへ分離している。
さらに、図７の（ｃ）は、１枚の光学素子からなる分離光学系２９の例を示す図である。図７の（ｃ）の例では、分離光学系２９は、透過型回折素子４１を有し、光ビームを２つの分離光ビームへ分離する。
このように、分離光ビームは、図７の（ａ）及び（ｂ）に示すような３つの分離光ビームに限ったものではなく、２つ以上であれば、光ビームの位置の検知は可能である。図７の（ａ）乃至（ｃ）に示したように、分離光学系２９には、透過回折面を有する光学素子が用いられるのが好ましい。
分離光学系（光分割手段）２９は略薄肉平板であり、この略薄肉平板の平面上の位置によって光ビームに付加する位相量が離散的に異なるので、製作が容易である。光分割手段は光ビームを分割するとともに収束させるので、検知器までの光路長を短縮でき、小型化が実現できる。
【００３０】
図８は透過型回折素子の位相分布の例を示す図である。図８の（ａ）は光ビームが垂直入射することにより光ビームを副走査方向に３つの分離光ビームに分離する回折光学素子である透過型回折素子４１（図７の（ｂ））の例である。場所により２ステップの位相分布を有している。ここでの光ビームの分離角は＋１５°，０°，−１５°である。
図８の（ｂ）は光ビームが垂直入射することにより光ビームを副走査方向に２つの分離光ビームに分離する回折光学素子である透過型回折素子４１の例である。場所により４ステップの位相分布を有している。ここでの光ビームの分離角は＋１５°，０°である。
図８の（ｃ）は光ビームが垂直入射することにより光ビームを副走査方向に２つの分離光ビームに分離するとともに、焦点距離３２ｍｍに相当する収束効果を有する回折光学素子である透過型回折素子４１の例である。場所により４ステップの位相分布を有している。ここでの光ビームの分離角は＋１５°，０°である。
光ビームを分離するには、１つの透過回折面でも良いし、複数の光学面を組み合わせることも可能である。また、分離光学系２９は、透過回折面を有する１つの光学素子でも良いし、複数の光学素子の組み合わせでも良い。
しかしながら、分離光学系２９の小型化、構成の簡易化、低コスト化などを達成し易いことから、分離光学系２９は１つの透過回折光学素子（例えば、図７の（ｂ））からなることが望ましい。光ビームの位相を変調することにより光ビームを分割するので、振幅変調型の回折格子の場合におけるような光量のロスが生じない。
【００３１】
図９は光ビーム検知手段の他の構成例を示す概略図である。図９の光ビーム検知手段３１では、走査結像光学系２８（図１）を介して有効画像形成領域外に向かう光ビームの一部は、表面レリーフ型の回折光学素子３３に入射し、そこで副走査方向に２つの分離光ビームＣ１，Ｃ２に分離される。
分離光学系である回折光学素子３３から室力された分離光ビームＣ１，Ｃ２は、副走査方向に配置された２つの光検知器３４−１，３４−２によって、各々検知される。
図１０は図９の光ビーム検知手段の光検知器の構成例を示す概略図である。図９の光ビーム検知手段３１では、光検知器３４−１，３４−２は副走査方向に配置されている。各光検知器３４−１，３４−２は、光ビームに対して光電変換を行なう受光部３５−１，３５−２を備えている。
図１０に示した構成例では、２つの光検知器３４−１，３４−２は等しい光検知器（同一の形状及び構造の光検知器）であるが、一方の光検知器３４−２は傾けて配置している。
このような構成では、光偏向手段２５（図１）によって偏向走査される光ビームは、分離光学系２９（図９の３３）によって２つの分離光ビームＣ１，Ｃ２に分離され、図１０の矢印に示す方向に受光部３５−１，３５−２を走査し、各々検知される。
【００３２】
図１１は図１０の光検知器の出力信号を示すタイミングチャートである。すなわち、図１１は、図１０の光検知器３４−１，３４−２の構成において、分離光ビームＣ１，Ｃ２が各々受光部３５−１，３５−２を通過した時の光検知器３４−１，３４−２の出力信号を示すタイミングチャートである。
光検知器３４−１の出力信号は、受光部３５−１の走査開始側の縁部（図１０の受光部３５−１の左側の縁部）を通過した分離光ビームＣ１により、出力信号はハイ（Ｈｉｇｈ）からロー（Ｌｏｗ）に立ち下がる（時刻Ｔｄ１）。
受光部３５−１上を走査された後、受光部３５−１の走査終了側の縁部（図１０の受光部３５−１の右側の縁部）を通過した分離光ビームＣ１により、出力信号はロー（Ｌｏｗ）からハイ（Ｈｉｇｈ）に立ち上がる（時刻Ｔｕ１）。
受光部３５−１は、光ビームを検知する縁部が副走査方向に平行に配置されているので、分離光ビームＣ１が副走査方向にずれて走査しても、時刻Ｔｄ１，Ｔｕ１は変化しない。
一方、光検知器３４−２は、光検知器３４−１に対して図１０に示すように傾けて配置されているので（すなわち、受光部３５−２も傾いている）、受光部３５−２上を走査する分離光ビームＣ２の副走査方向の位置に応じて、光検知器３４−２の出力信号の立ち下がりのタイミング（時刻Ｔｄ２）と立ち上がりのタイミング（時刻Ｔｕ２）は変化する。
【００３３】
図１２は光ビーム検知手段に入射する光ビームの位置が副走査方向にずれたことを検知する検知方法を説明する図である。図１２は、光ビーム検知手段３１（例えば、図９）に入射する光ビームの位置が副走査方向にずれた場合に、これを検知する検知方法を説明するための図である。
基準となる光ビームの副走査方向の位置を０とする。この時、分離光学系２９（図９では３３）に入射された光ビームは２つの分離光ビームＣ１０，Ｃ２０に分離される。
分離光学系３３により分離される分離光ビームＣ１０，Ｃ２０は、光検知面上において、副走査方向に間隔Ｓ０を有し、分離光ビームＣ２０の副走査方向の位置が０に等しいとすれば、各々の分離光ビームの副走査方向の位置は、０，Ｓ０となる（図１２の実線）。
【００３４】
図１３は光ビーム検知手段の制御回路の構成を示すブロック図である。図１３の制御回路には、光検知器３４−１，３４−２、受光部３５−１，３５−２、増幅器７１，７２、遅延回路７３，７４、及びコンパレータ７５が示されている。以下で、全体的に説明する場合には、光検知器及び受光部は、単に、符号３４及び３５として記載する。
予め設置した光検知器３４−１，３４−２に対して、分離光ビームＣ１０，Ｃ２０が入射した時の時刻Ｔｄ１とＴｄ２（図１１）から、Ｔｄ１≠Ｔｄ２となった時に、遅延回路を挿入することによって、Ｔｄ１＝Ｔｄ２となるように遅延時間を調整することができる。
図１３の制御回路では、光検知器３４−１，３４−２からの出力信号は各々増幅器７１，７２（ＡＭＰ１、ＡＭＰ２）により増幅された後、Ｔｄ１＝Ｔｄ２となるように各々の遅延回路７３，７４の遅延時間を設定することができる。その後、図１１のタイミングチャートに示すように、コンパレータ（ＣＭＰ）７５により、入力される２つの信号の立ち下がり信号の時刻の差分を測定する。
ここで、この光検知器３４の立ち下がり時間は立ち上がり時間より早いものとして、検知精度を高めるために、コンパレータ７５ではＴｄを用いている。すなわち、光検知器３４の受光部３５の光ビームを検知する側の縁部としては、具体的には、例えば、受光部３５の走査開始側の縁部が用いられる。
【００３５】
さて、基準となる光ビームの副走査方向の位置０に対して、Ｔｄ１＝Ｔｄ２となるように光ビーム検知手段は調整された。もし、経時変化や環境変化などの要因により光ビームの副走査方向の位置がΔＰに変化した場合を考える。
分離光学系３３により分離される分離光ビームＣ１０，Ｃ２０は、光検知面上において、各々の分離光ビームの副走査方向の位置が、ΔＰ，Ｓ＋ΔＰとなる関係を持っている（図１２の破線）。
すなわち、光ビームが副走査方向に位置ずれΔＰを発生した時、各光検知器３４−１，３４−２から得られる出力信号の立ち下がりのタイミングを見てみると、光検知器３４−１はもちろん変化しないので、Ｔｄ１は変化しない。一方、光検知器３４−２は、受光部３５−２が傾いていることから、出力信号の立ち下がりタイミングは時刻Ｔｄ２’（図示せず）へと変化する。
この時、測定する時間差ΔＴ＝Ｔｄ２’−Ｔｄ２は、光検知面上での副走査方向の位置変化ΔＰに対応する値であり、ΔＰを検知することができる。なお、光検知器３４−２に対して、ΔＰとΔＴ（図示せず）の関係は予め把握しておく必要がある。
【００３６】
図９乃至図１３の例では、入射する光ビームを２つの分離光ビームに分離するので、各々の分離光ビームの最大光量は１／２である。すなわち、光量を大きくするためには、図９乃至図１３の例のように、分離光ビームの数は２であることが望ましい。光量を大きくすることは、光検知器に対してＳ／Ｎ比などの面から有利である。
また、図９乃至図１３の例では、図９に示すように副走査方向に２つの分離光ビームＣ１、Ｃ２に分離する表面レリーフ型の回折光学素子３３と副走査方向に配置された２つの光検知器３４−１，３４−２とからなる光ビーム検知手段３１によって、２つの光検知器３４−１，３４−２の配置形態が異なっていることを利用して、図１２に示す検知方法に従って、光ビーム検知手段３１に入射した光ビームの副走査方向の位置を検知することができる。
【００３７】
図１４は光検知器の配置形態の実施の形態を示す概略図である。図１５は光検知器の配置形態の他の実施の形態を示す図である。まず、図１４に示す実施の形態では、光検知器３６−１，３６−２，３６−３は副走査方向に配置されており、各光検知器３６−１，３６−２，３６−３は、光ビームに対して光電変換を行う受光部３７−１，３７−２，３７−３を備えている。
ここで、光検知器３６−２の位置は他の光検知器３６−１，３６−３に対して主走査方向にずれている。このように、光検知器３６−１，３６−２，３６−３は、これらの光検知器の前に配置される分離光学系の有効径内であれば、光検知器を主走査方向にずらして配置することも可能である。
これにより、光検知器３６−２から得られる出力信号の立ち下がりのタイミングを、他の光検知器３６−１，３６−３よりも遅延させることができるので、遅延回路を省略することも可能となる。
【００３８】
光ビームの副走査方向の位置を検知する方法として、主走査方向に走査される光ビームに対して、その受光部３７−１，３７−２，３７−３上を走査する光ビームの副走査方向の位置による光検知器３６−１，３６−２，３６−３からの出力信号（時刻）の変化を捉える方法はよく知られている。
そのため、光検知器３６−１，３６−２，３６−３の何れか１つの位置ずれに加えて、受光部３７−１，３７−２，３７−３の走査開始側の縁部が副走査方向に対して傾きを持った受光部（ここでは、３７−２）を備えている光検知器（ここでは、３６−２）を少なくとも１つ有することが必要である。
【００３９】
さらには、図１５に示すように、異なる傾き角を持った受光部３９−１，３９−２を備えた光検知器３８−１，３８−２を有することにより、２つの光検知器３８−１，３８−２から得られる出力信号を基に、副走査方向の位置を検知することもできる。
すなわち、図１４及び図１５に示すように、光検知器は同一形状であっても、少なくとも１つの光検知器は位置をずらして受光部傾けて又は位置を変えず受光部も傾けず配置する。
一方で、その変化を定量化するために、基準となる、すなわち、光ビームの副走査方向の位置による出力信号（時刻）が変化しない光検知器が必要となる。そのため、図１４、図１５に示すように、受光部の走査開始側の縁部が副走査方向に対して平行である受光部３７−３や３９−３を備えた光検知器を少なくとも１つ有することが必要である。
従って、副走査方向の位置に応じて、変化する出力信号と変化しない出力信号を得るために、少なくとも２種類の異なる配置形態を持つ光検知部３６−１，３６−２，３６−３及び３８−１，３８−２，３８−３、しいては光検知器３６−２，３８−３が必要である。
上記のように、光ビームの副走査方向の位置による出力信号（時刻）が変化しない光検知器３６−１，３６−３として、受光部３７−１，３７−３や３９−３の走査開始側の縁部が副走査方向に対して平行とすることができる。また、このような配置の光検知器は、主走査方向の書き込み開始位置を定める同期検知用の光検知器としても利用できる。
【００４０】
このように、光ビーム検知手段は、主走査方向の書き込み開始位置を定める同期検知手段としても機能するようになっており、光ビーム検知手段に同期検知手段の機能も持たせることで、検知手段が一体化でき、光走査装置の小型化、低コスト化を実現できる。
換言すれば、少なくとも１つの光検知部を他の光検知部に対して異なる角度で配置することにより、その組み合わせから、光ビームの副走査方向の位置を検知することが可能になる。
より好ましくは、複数の光検知器３６−１，３６−２，３６−３の少なくとも１つの光検知器（ここでは、３６−３）の受光部３７−３の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部３７−３の走査開始側の縁部）を、他の光検知器（ここでは、３６−１，３６−２）の受光部（ここでは、３７−１，３７−２）の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）と所定の角度をなして配置することによって、光ビームの副走査方向の位置を検知することが可能になる。
配置形態が異なる光検知器として、同一の光検知器を異なるレイアウトに配置して（図１４、図１５）、上記２つの出力信号を得ることもできるし、異なる光検知器を配置して上記２つの出力信号を得ることもできる。
【００４１】
図１６は異なる光検知器の配置形態を示す概略図である。図１７は受光部の形状が異なる光検知器の配置形態を示す概略図である。図１６には、３つの光検知器４０−１，４０−２，４０−３、及び３つの受光部４１−１，４１−２，４１−３が示してある。図１６は受光部４１−１，４１−２，４１−３が同一でも光検知器としては異なる場合の例として示している。
図１７には、３つの光検知器４２−１，４２−２，４２−３、及び３つの受光部４３−１，４３−２，４３−３が示してある。図１７は受光部４３−１，４３−２，４３−３の形状がそれぞれ異なる場合を指している。しかしながら、同一の光検知器を用いる方が、光検知器の特性が等しいことから、検知精度や制御回路を考えたりする上でも、取り扱いが容易である。
【００４２】
また、本発明では、光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）が副走査方向と平行に配置されている光検知器は、光分割手段をそのまま透過する方向ではない分割光ビームを検知するのに用いられるのが良い。
すなわち、光分割手段をそのまま透過する方向ではない分割光ビームは、入射する光ビームの波長λが変化した場合には、回折角が変化してしまう。この波長変化は、温度によっても変化するし、半導体レーザを用いた場合には波長飛びという現象によりランダムに発生してしまう。
従って、入射する光ビームの副走査方向の位置は変化していないのに、波長変化によってその位置が変化してしまうので、これは誤検知の要因となる。すなわち、回折により光ビームが副走査方向に分離される場合には、これら波長変化に伴う回折角の変化に対しても光検知器からの出力信号が変化しないように、回折された分離光ビームは副走査方向に対して平行に配置されている受光部を用いるのが良い。
また、副走査方向の位置に応じて、変化する出力信号と変化しない出力信号を得るために、少なくとも２種類の異なる配置形態を持つ光検知部が必要であり、例えば、図１０に示したように、光検知器を２つ（図１０では、光検知器３４−１，３４−２）にしても副走査方向の位置を検知することは可能である。
そして、光検知器を２つにすることで、分離光ビームの数を２とすることができるので、光量を確保することができる。また、光ビーム検知手段を低コスト化し、サイズを小さくすることができるという利点がある。
分離光学系によって分離される分離光ビームの数は、２であり、分離光ビームの数を２とすることで、光検知器へ入射できる光量を最大５０％まで向上させることができる。
【００４３】
図１８は２分割の受光部を有する光検知器を含む光ビーム検知手段の制御回路の構成を示すブロック図である。図１９は図１８の光検知器の出力信号を示すタイミングチャートである。
図１８の制御回路には、光検知器６７−１，６７−２，受光部７６−１ａ，７６−１ｂ，７７−１ａ，７７−１ｂ、増幅器７１，７２（ＡＭＰ１，ＡＭＰ２）、演算遅延回路７８，７９（演算遅延回路１、演算遅延回路２）、及びコンパレータ（ＣＭＰ）７５が示されている。以下で、全体的に説明する場合には、光検知器及び受光部は、単に、符号６７及び７６，７７として記載する。
図１８には、隣接する２分割の受光部７６−１ａ，７６−１ｂ，７７−１ａ，７７−１ｂを有する光検知器６７−１，６７−２の例が示されている。かかる光検知器６７−１，６７−２は、２分割フォトダイオードなどと呼ばれ、図４に示した受光部３２−１などに比べて高精度な検知が可能であるので、必要に応じてこのような光検知器を用いることもできる。
【００４４】
図１８及び図１９を参照して、光検知器６７−１から得られる出力信号としては、隣接した受光部７６−１ａ，７６−１ｂによって連続する２つの信号が得られる。その立ち下がりの時刻をＴｄ１，Ｔｄ３とした時、この光検知器６７−１からはその中心の時刻に相当する（或る遅延時間を考慮して）Ｔｄ１３を得ることができる。
例えば、受光部７６−１ａ，７６−１ｂを通過する光ビームの強度や大きさの影響が懸念される立ち下がり時間を、このように平均値として出力することにより、その影響を抑え、高精度な検知ができる。
同様に、光検知器６７−２からは時刻Ｔｄ２４が得られるので、その差分ΔＴｄが、光検知器６７−２を通過する光ビームの副走査方向の位置の変化に相当する。
【００４５】
図２０は、本発明の光走査装置の第２の実施の形態を示す概略図である。すなわち、図２０には、光ビームの位置を補正する位置補正手段５０を備えた光走査装置１４の例が示されている。なお、図２０において、図２と同じ箇所には同じ符号を付して、ここで必要以外の説明は省略する。
図２０を参照すると、位置補正手段５０は、光偏向手段２５と走査結像光学系２８との間に設けられており、光ビーム検知手段３１により検知された光ビームの副走査方向の位置に基づき、有効画像形成領域へ導かれる光ビームの副走査方向の位置を補正する機能を有している。
なお、かかる機能を有している位置補正手段５０の配置位置は、図２０に示した位置に限定されるものではなく、光源手段２０から被走査面の間の任意の位置に配置することができる。
図２１は位置補正手段の第１の実施の形態を示す概略図である。この図２１に示した第１の実施の形態において、位置補正手段５０は、具体的には、液晶偏向素子５１によって構成されている。
この液晶偏向素子５１は相対向して平行に間隔が置かれた２枚の透明基板５２からなっており、液晶の光学効果によって光ビームを偏向する素子である。液晶偏向素子５１は入射された光ビームを副走査方向に偏向することができる。
【００４６】
図２２は液晶偏向素子の構成及び動作を説明する概略図である。図２２を参照して、液晶偏向素子５１は、相対向して平行に配置された２枚の透明基板５２と、これらの透明基板５２の相対向する面側に一体に配置された１対の透明電極５３を含んでいる。
また、液晶偏向素子５１は、これらの透明電極５３の相対向する面側に一体に配置された１対の配向膜５４と、１対の配向膜５４間を所定の間隔に保つスペーサ５５と、配向膜５４とスペーサ５５とで形成される隙間に充填される液晶層５６とからなっている。液晶偏向素子５１には、駆動回路５７から電圧が印加される。
このような構成では、光ビーム検知手段３１（図２０）により検知された光ビームの副走査方向の位置に基づいて、駆動回路５７に与える印加電圧を制御することにより、所望の副走査方向の位置へ補正することができる。
このように、本発明では、前述したように、光ビーム検知手段３１は、例えば、配置形態が互いに異なる複数の光検知器を用いることにより、光ビームの副走査方向の位置を検知することができる。
【００４７】
そして、本発明では、図２０に示したように、光走査装置１４は、位置補正手段５０（具体的には、例えば、図２２に示すような液晶偏向素子５１）を用いて、光ビーム検知手段３１により検知された光ビームの副走査方向の位置に基づいて液晶偏向素子５１を制御することにより、光ビームを所望の位置へ補正することができる。
上述したように、光走査装置１４は、光ビーム検知手段３１によって検知された光ビームの副走査方向位置に基づき、光ビームの位置を補正する位置補正手段５０を備えている。そこで、この位置補正手段５０でフィードバックをかけることにより、とくに、書き込み位置、色ずれを補正することができ、高精細化、カラー化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
【００４８】
図２３は位置補正手段の第２の実施の形態を示す概略図である。図２４は位置補正手段の第３の実施の形態を示す概略図である。図２３では、位置補正手段としてのガラス平板５８の回転による光ビームのシフトの例を示している。
すなわち、図２３を参照すると、入射した光ビームは、ガラス平板５８の回転角に応じて、平行シフトさせることができる。すなわち、ガラス平板５８は、光ビーム検知手段３１（図２０）により検知された光ビームの副走査方向の位置に基づいて、ガラス平板回転手段（図示せず）を制御することによって、所定の角度だけ回転し、これにより、光ビームを所望の副走査方向の位置へ補正することができる。
また、図２４には、位置補正手段としてのミラー５９の回転による光ビームの偏向の例を示している。入射した光ビームは、ミラー５９の回転角に応じて、偏向させることができる。
すなわち、ミラー５９は、光ビーム検知手段３１（図２０）により検知された光ビームの副走査方向の位置に基づいて、ミラー回転手段（図示せず）を制御することによって、所定の角度だけ回転し、これにより、光ビームを所望の副走査方向の位置へ補正することができる。
【００４９】
上記のように、位置補正手段５０には、図２２に示した液晶偏向素子、図２３及び図２４に示した光学素子などの光学部材を用いることができる。これらの光学部材は、図２３や図２４に示すその位置的な変化や、図２２に示す液晶層のような物理的な変化を、各々の制御手段によって制御することによって、光ビームの位置を補正することができる。
位置補正手段５０は、光源手段２０（図２０）から被走査面に至る光路中に配置された少なくとも１つの光学部材５８と、この光学部材５８の位置的変化又は物理的変化を制御する図示してない制御機構とを備えている。従って、パッシブな光学部材５８の位置的変化や、アクティブな光学部材５８の物理的変化を制御する制御機構を設けることによって、光ビームの位置を補正することが可能となる。
【００５０】
図２５は本発明による光走査装置の第３の実施の形態を示す概略図である。この実施の形態では複数の光ビームを発生する光走査装置１４の例を示している。図２５では、光源手段２０は２つの半導体レーザを備えており、それぞれの半導体レーザから出射された光ビームを略平行光に整形する２つのカップリングレンズ２１を有している。
そして、光ビームは、アパーチャ２２によって光ビームの一部が遮光された後、間隔補正手段６２を介して、シリンドリカルレンズ２３によって副走査方向に収束され、光偏向手段２５の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像される。
光偏向手段２５が、図示してない駆動手段によって回転駆動されることにより、２つの光ビームは偏向走査され、走査結像光学系２８を形成する２枚の走査結像レンズ２６，２７によって被走査面上に光スポットを形成する。
走査結像光学系２８を介して主走査方向の有効画像形成領域外に向かう光ビームの一部は、光ビーム検知手段３１に入射され、光ビーム検知手段３１によって光ビームの位置が検知される。なお、間隔補正手段６２は、この位置に限定されるものではなく、光源手段２０と光偏向手段２５との間の任意の位置に配置することができる。
【００５１】
図２６は光源手段から発生した複数の光ビームを光検知器で副走査方向間隔を検知する例を示す概略図である。図には、光源手段から複数の光ビーム（図２６の例では、２つの光ビーム）が発生した時の光検知器６０−１，６０−２での副走査方向間隔を検知する例を示している。
図２６において、２つの半導体レーザ（図２５）からの光ビームが主走査方向及び副走査方向に所定の間隔で離れて発生する時、この２つの光ビームをＤ１，Ｄ２とする。光偏向手段２５（図２５）によって走査された２つの光ビームＤ１，Ｄ２は、各々光ビーム検知手段３１（図２５）に入射される。
そして、２つの光ビームをＤ１，Ｄ２は、分離光学系２９（図２５）によって副走査方向に透過回折された−１次光と０次光の光ビームにそれぞれ分離される。すなわち、光ビームＤ１は２つの分離光ビームＤ１−１，Ｄ１−２に分離され、光ビームＤ２は２つの分離光ビームＤ２−１，Ｄ２−２に分離される。
２つの光検知器６０−１，６０−２は配置形態を異にしており、透過回折された−１次光は光検知器６０−１で検知され、また、真っ直ぐ透過した０次光は光検知器６０−２で検知される。図には、光検知器６０−１，６０−２の受光部６１−１、受光部６１−２が示してある。
【００５２】
図２７は光検知器で光ビームが検知される時のタイミングを示すタイミングチャートである。図２６に示すように、光検知器６０−１から得られる出力信号は、副走査方向に平行な受光部６１−１の走査開始側の縁部を分離光ビームＤ１−１及びＤ２−１が通過した時に立ち下がる。
この時の時刻差Ｔｍは２つの光ビームＤ１とＤ２の主走査方向の間隔に相当する。また、光検知器６０−２から得られる出力信号は、受光部６１−１に対して傾いた受光部６１−２の走査開始側の縁部を分離光ビームＤ１−２及びＤ２−２が通過した時に立ち下がる。
この時、Ｄ１−１からの立ち下がりとＤ１−２からの立ち下がりの時刻差Ｔｓ１は光ビームＤ１の副走査方向の位置に相当し、Ｄ２−１からの立ち下がりとＤ２−２からの立ち下がりの時刻差Ｔｓ２は光ビームＤ２の副走査方向の位置に相当する。
すなわち、この差分Ｔｓ＝Ｔｓ２−Ｔｓ１が２つの光ビームＤ１とＤ２の副走査方向の間隔に相当する。なお、この例においては、光検知器６０−２からの出力信号は、遅延回路により適当に遅延されている。図２６及び図２７に示すようにして、光源手段から発生された複数の光ビームの間隔を検知することができる。
【００５３】
そして、図２７によって検知した複数の光ビームの間隔に基づいて、間隔補正手段６２（図２５）を用いて光ビームの位置を補正することで、所望の複数の光ビームの間隔を補正することができる。
光ビーム検知手段（図２５）は、光源手段２０から発生した複数の光ビームの間隔を検知するので、高精細化、高速化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
すなわち、配置形態の異なる光検知器６０−１，６０−２を用いた光ビーム検知手段３１を用いることで、とくに副走査方向の光ビーム間隔を検知することができ、高精細化、高速化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
光走査装置１４（図２５）は、光ビーム検知手段３１によって検知された複数の光ビームの間隔に基づき、複数の光ビームの間隔を補正する間隔補正手段６２を備えており、この間隔補正手段でフィードバックをかけることにより、とくに走査線ピッチを補正することができ、高精細化、高速化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
【００５４】
図２８は間隔補正手段の一例を示す概略図である。図２８の例では、間隔補正手段６２は楔形状プリズムとなっている。楔形状プリズム６３は、楔状（台形状）をしていて、台座６４に保持されている。
例えば、符号１２−１をカップリングレンズ２１の光軸とすると、略光軸６３−１の回りに矢印６５で示すγ方向に楔形状プリズム６３を回動することにより、入射する光ビームを矢印６６で示すように最大偏向角度φの範囲で偏向することができ、結果として被走査面上のビームスポットの位置を補正することができる。
すなわち、光ビーム検知手段３１（図２５）により検知された複数の光ビームの間隔に基づいて、楔形状プリズム回動手段（図示せず）によって楔形状プリズム６３を制御することによって、光ビームの位置を補正し、所望の複数の光ビームの間隔に補正することができる。
上記のように、間隔補正手段６２として、図２８に示すような光学部材である楔形状プリズム６３を用いることができる。図２８の光学部材は、その位置的な変化を、所定の制御手段によって制御することによって、光ビームの位置を補正し、複数の光ビームの間隔を補正することができる。
【００５５】
また、間隔補正手段６２として、図２２に示すような光学部材を用いることもできる。図２２に示す光学部材では、液晶層のような物理的な変化を、所定の制御手段によって制御することによって、光ビームの位置を補正し、複数の光ビームの間隔を補正することができる。
間隔補正手段６２は、光源手段２０から光偏向手段２５（図２５）に至る光路中に配置された少なくとも１つの光学部材６３と、この光学部材６３の位置的変化又は物理的変化を制御する制御機構とを備えている。
パッシブな光学部材の位置的変化や、アクティブな光学部材の物理的変化を制御する制御機構を設けることにより、光ビームの位置を補正することが可能となる。また、間隔補正手段６２を光偏向手段２５の前に配置することで、間隔補正手段６２に小型な光学部材を用いることが可能となる。
【００５６】
さらに、光ビーム検知手段３１に入射する光ビームには、図２に示すように走査結像光学系２８を介した光ビームを用いることもできる。光ビーム検知手段３１には、走査結像光学系２８を介した光ビームが入射するようになっている。
走査結像光学系２８に起因する光ビームの位置まで含めることで、実際に有効画像形成領域内で発生している光ビームの位置を検知することが可能となる。また、走査結像光学系２８を介することで、光ビーム検知手段３１の分離光学系にはビーム分離効果を持たせればよく、構成を容易にすることができる。
走査結像光学系２８を介さずに光偏向手段２５によって偏向走査された光ビームを直接用いることもできる。しかしながら、走査結像光学系２８を介さなければ、走査結像光学系２８に起因する光ビームの位置の変化を含まない。
また、走査結像光学系２８を介していないので、光偏向手段２５で偏向走査された光ビームを光検知器に導くための或る程度の結像機能を分離光学系に持たせる必要が生じてしまう。そのために、光ビーム検知手段３１に入射する光ビームには、走査結像光学系２８を介した光ビームを用いることが望ましい。
【００５７】
また、光ビーム検知手段３１に入射する光ビームには、図２に示すように有効画像形成領域外の光ビームを用いることもできる。光ビーム検知手段３１に入射する光ビームが、有効画像形成領域外の光ビームであることにより、リアルタイムでの光ビームの位置の検知が可能になり、より高精度なフィードバック制御が可能となる。また、検知するのに必要な画像形成装置のダウンタイムが不必要となる。
また、この場合に有効画像形成領域内の光ビームを用いることもできる。しかしながら、後者の場合には、有効画像形成領域を走査するのを止め、光ビーム検知手段３１を、有効画像形成領域を走査する光ビームが検知できる位置に移動させる必要があり、従って、その移動機構が煩雑となる。
一方、上述した有効画像形成領域外の光ビームであれば、有効画像形成領域内の光走査時に、その領域外の光ビームを用いることで、リアルタイムに光ビームの位置を検知することができる。
また、前述したように、光ビーム検知手段３１に入射する光ビームに対して、光検知器３０（図２５）に入射する分離光ビームの光出力は小さくなり、最大でも１／２となる。
従って、有効画像領域外の光ビームを用いる時には、光ビーム検知手段３１で光ビームを検知する時のみ、光ビームの発光出力を光検知器の入射エネルギ特性や感度に合わせて調整できる。
また、この調整は、有効画像形成領域に影響を与えることなく、検知精度を向上させることができる。また、光ビーム検知手段３１は、主走査方向の書き込み開始位置を定める同期検知手段としても用いることができる。
【００５８】
図２９は本発明による光走査装置の第４の実施の形態を示す概略図である。図２９では、主走査方向に複数の光ビーム検知手段が設けられている光走査装置１４を示している。
また、図２９の例では、２つの光ビーム検知手段３１を有効画像形成領域外の両端に設けた場合が示されている。この第４の実施の形態の光走査装置１４は基本的な構成において、図２に示した光走査装置１４と同じであるので、同一部分には同一符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
もちろん、２つの光ビーム検知手段３１を有効画像形成領域内に設けることも可能である。このように、光ビーム検知手段３１を主走査方向に複数設けることにより、走査線傾きや走査線曲がりといった走査線に関する特性を検知することができ、高精度な検知が可能となる。
また、各色に対応して両端での時刻差を検知する場合には、色毎の有効画像領域幅が同一になるように、光源手段２０からの光ビームの駆動クロック周波数を調整することにより全幅倍率誤差を低減することが可能である。
【００５９】
光ビーム検知手段３１は、主走査方向に複数設けられているので、走査線傾きや走査線曲がりといった走査線に関する特性を検知することができ、高精度な検知が可能である。また、補正手段を備えれば、フィードバック制御により、より高精細な画像形成装置を提供することができる。
また、光ビーム検知手段３１は、主走査方向の書き込み開始位置を定める同期検知手段としても機能するようになっており、光ビーム検知手段３１に同期検知手段の機能も持たせることで、検知手段が一体化でき、光走査装置の小型化、低コスト化を実現できる。
上述した例では、画像形成装置がレーザプリンタＡ（図１）の場合について説明したが、画像形成装置は、レーザプリンタに限定されるものではなく、任意の画像形成装置に適用可能である。
すなわち、本発明は、光走査装置１４を備えた画像形成装置であれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、高精細の画像を高速で形成することが可能となる。
また、本発明は、カラー画像を形成するカラー画像形成装置にも適用可能であり、この場合、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、大型化及び高コスト化を招くことなく、高精細の画像を高速で形成することが可能となる。具体的に、画像形成装置は、カラー画像に対応し、画像情報毎に感光ドラムを備えるタンデムカラー機であっても良い。
【００６０】
図３０は本発明による光走査装置の第５の実施の形態を示す概略図である。図３０には、図２５に示した２つの光ビームを備えた光走査装置１４を、光偏向手段２５を共通にして対向配置することにより、合計４つの光ビームがＹＭＣＫの色毎に設けられた感光ドラム（図示せず）上を走査できるタンデムカラー画像形成装置用の光走査装置１４が示されている。
この第５の実施の形態の光走査装置１４は基本的な構成において、図２に示した光走査装置１４と同じであるので、同一部分には同一符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
なお、実際の画像形成装置内では、前記走査結像レンズ２６又は２７と被走査面との間に折り返しミラーを挿入して、各光ビームを対応する感光体ドラムへ導いているが、ここでは折り返しミラーを省略して図示している。
【００６１】
図３１は本発明による光走査装置の第６の実施の形態を示す概略図である。この第６の実施の形態は、図２９の光走査装置１４において光源手段２０をマルチビーム光源に置き換えたものである。
この実施の形態の場合も図３０の場合と同様に、４つの光ビームがＹＭＣＫの色毎に設けられた感光ドラム（図示せず）上を走査できるタンデムカラー画像形成装置用の光走査装置１４として構成されている。この第６の実施の形態では、さらに、光ビーム検知手段３１も、有効画像形成領域外の両端に設けられている。
なお、図３０に示す光走査装置１４において、各シングルビーム光源に代えて、２つの発光点をもつマルチビーム光源を用いることにより、計８本の光ビームを光偏向手段２５に向けて出射させ、各色の感光体ドラムに２本ずつ走査させることができる。
また、４つの発光点を有するレーザアレイ光源を用いることにより、計１６本の光ビームを光偏向手段２５に向けて出射させ、各色の感光体ドラムに４本ずつ走査させることができる。これにより、さらに高速の画像形成装置を実現することができる。
【００６２】
上述したように、本発明では、光源手段から発生した光ビームを光偏向手段によって偏向走査し、走査結像光学系によって被走査面上に結像させ、光ビームの位置を検知するための光ビーム検知手段を備える光走査装置に関する。
光ビーム検知手段は、光ビームを副走査方向に複数の分離光ビームに分離する分離光学系と、少なくとも副走査方向に異なる位置に配置された複数の光検知器とを有し、前記複数の光検知器の少なくとも１つの光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）は、他の光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）と所定の角度をなして配置されている。
このように、複数の光検知器を副走査方向に配置しているので、主走査方向に大型化することなく、光ビームの位置を検知することができ、また複数の光検知器には、特殊な形状のものを用いる必要がなく、安価なもので良い。
【００６３】
そして、複数の光検知器の少なくとも１つの光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）は、他の光検知器の受光部の光ビームを検知する側の縁部（具体的には、例えば、受光部の走査開始側の縁部）と所定の角度をなして配置しているので、容易な仕方で、光ビームの副走査方向の位置を検知することが可能になり、また、副走査方向の光ビーム間隔を検知することが可能になる。
ここで、分離光学系に、透過回折面を有する光学素子が用いられている時には（光ビームを分離するのに透過回折面を用いている時には）、反射するための金属膜等が必要となる反射型と比べて、低コストを達成し易く、また、入射する光ビームと反射した複数の分離光ビームとの分離を必要としないので、光走査装置内のレイアウトを容易にすることができる。
【００６４】
また、上述した光学素子が、透過回折面として副走査方向に周期構造を有する回折光学素子である時には、格子方程式に従って、副走査方向のみに分離光ビームを分離することができ、副走査方向以外へ分離してしまう光量ロスを発生させない光ビーム検知手段を構築できる。
さらに、上記透過回折面が位相変調型である場合、位相変調型の透過回折面では、位相を変調させていて、振幅は変えないので、透過回折面での光量ロスを発生させない光ビーム検知手段を構築できる。
また、上述した分離光学系によって分離される分離光ビームの数が２である時には、光検知器へ入射できる光量を最大５０％まで向上させることができる。また、本発明の光走査装置において、前記複数の光検知器を、すべて同一の形状および構造のものとすることで、各光検知器の特性を同じにできることから、検知精度や制御回路を構築する上での取り扱いが容易であり、安定した検知が可能となる。
【００６５】
さらに、本発明の光走査装置において、前記複数の光検知器のうちの少なくとも１つの光検知器は、受光部の光ビームを検知する側の縁部が副走査方向と平行に配置されていることで、光ビームの副走査方向の位置による出力信号（時刻）が変化しないので、基準信号として用いることができる。また、同期検知用の光検知器として利用することができる。
また、上記光走査装置において、光ビームを検知する側の縁部が副走査方向と平行に配置されている光検知器は、光分割手段をそのまま透過する方向ではない分割光ビームを検知するのに用いられることにより、波長変化の影響を受けず、環境変化に強い光ビーム検知を行なうことができる。
すなわち、回折された分離光ビームは、入射する光ビームの波長変化に対して回折角変化を引き起こすため、光ビームを検知する側の縁部が副走査方向と平行に配置されている光検知器で回折された分離ビームを検知することで、波長変化の影響を受けず、環境変化に強い光ビーム検知を行なうことができる。
【００６６】
また、本発明の光走査装置において、前記複数の光検知器の個数を２とし、副走査方向の位置を検知するために最小数の検知器とすることで、分離光ビームは２で良く、光量を確保することができる。また、光ビーム検知手段を低コスト化でき、副走査方向の光ビーム検知手段のサイズも小さくすることができる。
さらに、本発明の光走査装置において、光ビーム検知手段が、光ビームの副走査方向位置を検知する場合、高精細化、カラー化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
すなわち、配置形態の異なる光検知器を用いた光ビーム検知手段を用いることで、特に副走査方向の光ビーム位置を検知することができ、高精細化、カラー化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
【００６７】
また、上記光走査装置において、前記光走査装置は、前記光ビーム検知手段によって検知された光ビームの副走査方向位置に基づき、光ビームの位置を補正する位置補正手段を備えており、位置補正手段でフィードバックをかけることにより、とくに、書き込み位置、色ずれを補正することができ、高精細化、カラー化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
上述した光走査装置において、位置補正手段が、光源手段から被走査面に至る光路中に配置された少なくとも１つの光学部材と、前記光学部材の位置的変化または物理的変化を制御する制御機構とを備えている場合、パッシブな光学部材の位置的変化や、アクティブな光学部材の物理的変化を制御する制御機構を設けることにより、光ビームの位置を補正することが可能となる。
【００６８】
また、本発明の光走査装置において、前記光ビーム検知手段が、光源手段から発生した複数の光ビームの間隔を検知する場合、高精細化、高速化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
すなわち、配置形態の異なる光検知器を用いた光ビーム検知手段を用いることで、とくに副走査方向の光ビーム間隔を検知することができ、高精細化、高速化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
また、上述した光走査装置が、光ビーム検知手段によって検知された複数の光ビームの間隔に基づき、複数の光ビームの間隔を補正する間隔補正手段を備えている場合、間隔補正手段でフィードバックをかけることにより、とくに走査線ピッチを補正することができ、高精細化、高速化に適応する画像形成装置のための光走査装置を提供することができる。
上記光走査装置において、間隔補正手段が、光源手段から光偏向手段に至る光路中に配置された少なくとも１つの光学部材と、この光学部材の位置的変化又は物理的変化を制御する制御機構とを備えている場合、パッシブな光学部材の位置的変化や、アクティブな光学部材の物理的変化を制御する制御機構を設けることにより、光ビームの位置を補正することが可能となる。また、間隔補正手段を光偏向手段の前に配置することで、間隔補正手段に小型な光学部材を用いることが可能となる。
【００６９】
また、本発明の光走査装置において、光ビーム検知手段には、走査結像光学系を介した光ビームが入射するようになっている場合には、走査結像光学系に起因する光ビームの位置まで含めることで、実際に有効画像形成領域内で発生している光ビームの位置を検知することが可能となる。また、走査結像光学系を介することで、光ビーム検知手段の分離光学系にはビーム分離効果を持たせればよく、構成を容易にすることができる。
さらに、本発明の光走査装置において、光ビーム検知手段には、有効画像形成領域外の光ビームが入射するようになっている場合には、光ビーム検知手段に入射する光ビームは、有効画像形成領域外の光ビームであることにより、リアルタイムでの光ビームの位置の検知が可能になり、より高精度なフィードバック制御が可能となる。また、検知するのに必要な画像形成装置のダウンタイムが不必要となる。
また、上記の光走査装置では、光ビーム検知手段で光ビームを検知する時のみ、光ビームの出力を調整することができ、この場合、有効画像形成領域に影響を与えることなく、光ビームの発光出力を、光検知器の入射エネルギ特性や感度に合わせて調整することが可能となり、検知精度を向上させることができる。
【００７０】
さらに、本発明の光走査装置において、光ビーム検知手段が、主走査方向に複数設けられている場合、走査線傾きや走査線曲がりといった走査線に関する特性を検知することができ、高精度な検知が可能である。
また、補正手段を備えれば、フィードバック制御により、より高精細な画像形成装置を提供することができる。また、色毎の有効画像領域幅が同一になるように、光源手段からの光ビームの駆動クロック周波数を調整することによる全幅倍率誤差を低減することが可能となる。
さらに、本発明の光走査装置において、光ビーム検知手段に、主走査方向の書き込み開始位置を定める同期検知手段の機能も持たせることで、検知手段が一体化でき、光走査装置の小型化、低コスト化を実現できる。
また、本発明の光走査装置が用いられる場合には、高精細化、高速化に適応する画像形成装置を提供できる。さらに、本発明の光走査装置が用いられる場合には、高精細化、高速化、かつカラー化に適応する画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】画像形成装置であるレーザプリンタの構成例を示す概略図である。
【図２】光走査装置の構成の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図３】光ビーム検知手段の構成例を示す概略図である。
【図４】光検知器の配置例を示す概略図である。
【図５】光検知器の出力信号を示すタイミングチャートである。
【図６】光ビーム検知手段に入射する光ビームの位置が副走査方向にずれたことを検知する検知方法を説明する図である。
【図７】光ビーム検知手段に包含される分離光学系の構成例を示す概略図である。
【図８】透過型回折素子の位相分布の例を示す図である。
【図９】光ビーム検知手段の他の構成例を示す概略図である。
【図１０】図９の光ビーム検知手段の光検知器の構成例を示す概略図である。
【図１１】図１０の光検知器の出力信号を示すタイミングチャートである。
【図１２】光ビーム検知手段に入射する光ビームの位置が副走査方向にずれたことを検知する検知方法を説明する図である。
【図１３】光ビーム検知手段の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１４】光検知器の配置形態の実施の形態を示す概略図である。
【図１５】光検知器の配置形態の他の実施の形態を示す図である。
【図１６】異なる光検知器の配置形態を示す概略図である。
【図１７】受光部の形状が異なる光検知器の配置形態を示す概略図である。
【図１８】２分割の受光部を有する光検知器を含む光ビーム検知手段の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８の光検知器の出力信号を示すタイミングチャートである。
【図２０】本発明の光走査装置の第２の実施の形態を示す概略図である。
【図２１】位置補正手段の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図２２】液晶偏向素子の構成及び動作を説明する概略図である。
【図２３】位置補正手段の第２の実施の形態を示す概略図である。
【図２４】位置補正手段の第３の実施の形態を示す概略図である。
【図２５】本発明による光走査装置の第３の実施の形態を示す概略図である。
【図２６】光源手段から発生した複数の光ビームを光検知器で副走査方向間隔を検知する例を示す概略図である。
【図２７】光検知器で光ビームが検知される時のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２８】間隔補正手段の一例を示す概略図である。
【図２９】本発明による光走査装置の第４の実施の形態を示す概略図である。
【図３０】本発明による光走査装置の第５の実施の形態を示す概略図である。
【図３１】本発明による光走査装置の第６の実施の形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７２】
Ａ  画像形成装置、１  感光体ドラム、３  現像装置、３Ａ  現像ローラ、６  給紙トレイ、９  定着ローラ、１１  転写チャージャ、１２  排紙ローラ、１３  記録媒体、１４  光走査装置、２０  光源手段（半導体レーザ、半導体レーザアレイ）、２５  光偏向手段、２６  走査結像レンズ（走査結像光学系）、２７  走査結像レンズ（走査結像光学系）、２８  走査結像光学系、２９  分離光学系（光分割手段）、３０  光検知器、３１  光ビーム検知手段、３２  受光部、３３  分離光学系（光分割手段）、３４  光検知器、３５  受光部、３６  光検知器、３７  受光部、３８  光検知器、３９  受光部、４０  光検知器、４１  受光部、４２  光検知器、４３  受光部、５０  位置補正手段、５１  液晶偏向素子（位置補正手段）、５８  ガラス平板（位置補正手段）、５９  ミラー（位置補正手段）、６０  光検知器、６１  受光部、６２  間隔補正手段、６３  楔形状プリズム（間隔補正手段）、７１  増幅器、７３  遅延回路、７５  コンパレータ（ＣＭＰ）
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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