JP2005234220A - 光走査装置、レーザービームの検出方法、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザービームを高精度に検知し、その検出結果に基づいて主副各々の走査ビームの位置を所定の位置に調整、補正することにより、ビームスポットの位置ずれの発生を抑え、走査品質の向上、高画質化、特に各色のレーザービームを用いるカラー画像に関るレーザービームの検出方法、光走査装置、画像形成装置にあっては、色ずれの解消を図ること。
【解決手段】 レーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋの受光素子と被走査面（２０Ｋ）側に最も近い走査結像手段（１４）との間に受光素子へ入射するレーザービームの光量分布を補正する補正手段を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等、電子写真方式の画像形成装置に適用可能な光走査装置、レーザービームの検出方法、画像形成装置に関する。

従来、カラーレーザプリンタ等のカラー画像形成装置にはタンデム型の画像形成装置がある。このタンデム型の画像形成装置は、回転駆動される複数の感光体に対して、それぞれ独立して複数の走査結像光学系による書込手段により複数の異なった色の情報を、それぞれ走査されるレーザービームで書込み、静電潜像を形成し、これらの静電潜像を複数の顕像化手段により異なった色の顕像にそれぞれ顕像化して転写材上に重ね合わせてカラー画像を得るものである。

上記書込手段の各々は、読み出される各色の画像情報信号に応じて駆動制御される光源（半導体レーザ）からレーザービームを出射する。レーザービームは、ポリゴンミラー、レンズ等の走査結像手段である光学部品を介して一様に帯電された感光体面に集光されるとともに主走査方向に走査される。そして回転する感光体面には、所定間隔からなる複数の走査ビームに対応した画像信号が書き込まれ、静電潜像が形成される。

上記のように複数の書込手段としてのレーザービーム走査装置を備えたカラー画像形成装置では、それぞれの書込手段においてポリゴンスキャナや定着装置による発熱の影響により温度変化などを原因として光走査装置内のレンズや光源位置の位置ずれや屈折率等の光学特性の変化により被走査面上のレーザービームのスポット位置にずれや走査線曲がりが発生することがある。
その結果、各色毎の走査ビームの相対位置が異なり、色ずれが起りカラー画像の品質が低下する不具合があった。そこで、レーザービームのスポット位置を補正制御することにより画像品質の低下を未然に防止する方法が考えられるが、その際にレーザービームのスポット位置を高精度に検出することが重要となる。

潜像担持体上をレーザービームにより走査して潜像を形成する光走査装置や、レーザービームの走査により形成した複数の潜像を重ね合わせて重ね合わせ画像（カラー画像）を形成する画像形成装置において、受光素子により副走査方向のずれ量を検出する方式を採用する例として、次の２つの技術が知られている。

その一つは、複数の半導体レーザから発光される光を反射させてそれぞれ走査するポリゴンミラーと、このポリゴンミラーによって走査されるレーザービームをその走査方向に対し垂直な一側部から入射させて受光し、走査方向に対し傾斜する他側部から出射させる受光素子と、この受光素子の受光信号を受けることにより、前記半導体レーザーに画像情報に応じた光を発光させる制御手段と、前記複数の半導体レーザーから発光され前記ポリゴンミラーにより走査される画像情報光を複数の感光ドラムに導く光学系とを具備することにより、走査光の副走査方向のずれ量を算出できる光走査装置および画像形成装置である（例えば、特許文献１参照）。

他の一つは、光ビームの位置検知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受光素子を用い、ビームを個別に点灯させて複数センサーの開始端をよぎる光ビームの時間間隔を計測して、その時間間隔の差を各ビーム間の副走査ピッチに換算する技術である（例えば、特許文献２参照）
しかしながら、上記２つの従来例のように、受光素子により副走査方向のずれ量を検出する方法においては、受光素子の前に設けられた走査結像素子としてのレーザ透過部材の多重反射による干渉がレーザービームの形状（主走査方向のプロファイル）劣化を発生させるため検出位置が変動し、走査位置、副走査ビームピッチの測定値にばらつきが生じ検出精度が低下する。その結果、色ずれ等の画像劣化を補正することができなくなるおそれがある。

特開平１０−２３５９２８号公報 特開平７−７２３９９号公報

本発明の課題は、レーザービームを高精度に検知し、その検出結果に基づいて主副各々の走査ビームの位置を所定の位置に調整、補正することにより、ビームスポットの位置ずれの発生を抑える、レーザービームの検出方法、光走査装置、画像形成装置を提供し、走査品質の向上、高画質化、特に各色のレーザービームを用いるカラー画像に関るレーザービームの検出方法、光走査装置、画像形成装置にあっては、色ずれの解消を図ることにある。

本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）． 光源装置から放射されたレーザービームを偏向走査手段により主走査方向に偏向走査し、走査結像手段により被走査面に集光させる光走査装置であって、走査方向の走査位置を検出するレーザービーム検出器の受光素子と被走査面側に最も近い走査結像手段との間に受光素子へ入射するレーザービームの光量分布を補正する補正手段を設けた（請求項１）。
（２）． 光源装置から放射されたレーザービームを偏向走査手段により主走査方向に偏向走査し、走査結像手段により被走査面に向かって集光する光走査装置であって、走査方向の走査位置を検出するレーザービーム検出器の受光素子を略密閉した光走査装置内に露出した（請求項２）。
（３）． （１）記載の光走査装置において、前記レーザービームの光量分布補正手段は受光素子の直前に設けたレーザ透過部材からなり、入出射面に干渉を防止するための無反射コートが施されていることとした（請求項３）。
（４）． （３）記載の光走査装置において、前記レーザービーム検出器は少なくとも前記レーザ透過部材で受光素子が封止されていることとした（請求項４）。
（５）． （１）又は（２）に記載の光走査装置において、前記レーザービーム検出器は複数の受光素子を有していてこれら受光素子は副走査断面において、それぞれ対向する２つの辺縁を有しこれら互いに隣接して対向する一方の辺縁同士が副走査方向に平行な直線状をなし、互に隣接して対向する他方の辺縁同士が平行でかつ前記一方の辺縁に対して非平行な角度をもって配置されていることとした（請求項５）。
（６）． （１）又は（２）記載の光走査装置において、前記レーザービーム検出器は少なくとも画像領域外に配置され、レーザービーム検出器内に有する複数の受光素子を走査する走査時間から副走査ビーム位置を検出することとした（請求項６）。
（７）． （６）記載の光走査装置において、前記レーザービーム検出器の受光素子は画像領域端から外側に10mm以内に配置されていることとした（請求項７）。
（８）． （１）記載の光走査装置において、前記レーザービームの干渉防止手段は受光素子の直前に設けたレーザ透過部材からなり、レーザービーム検出器の受光素子に対して、主走査方向に角度を有するように傾斜配置した（請求項８）。
（９）． （１）乃至（８）の何れかに記載の光走査装置において、単一のハウジング内に収容された複数の走査結像手段により複数のレーザービームを全て同じ方向に走査することとした（請求項９）。
（１０）． 光走査装置の画像領域外に複数の受光素子からなるレーザービーム検出器を配置し、これら受光素子は副走査断面において、それぞれ対向する２つの辺縁を有しこれら互いに隣接して対向する一方の辺縁同士が副走査方向に平行な直線状をなし、互に隣接して対向する他方の辺縁同士が平行でかつ前記一方の辺縁に対して非平行な角度を有していて、これら複数の受光素子を走査する走査時間から副走査ビーム位置を検出するレーザービームの検出方法であって、前記光走査装置が前記（１）又は（２）記載の光走査装置とした（請求項９）。
（１１）． 光走査装置の光走査により潜像担持体に潜像を形成し、該潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、前記光走査装置として前記（１）〜（９）のいずれかに記載の光走査装置を用いることとした（請求項１１）。

請求項１記載の発明は、レーザービーム検出精度の低下を防止する光走査装置が達成できる。
請求項２記載の発明は、干渉の影響のない高精度なレーザービーム検出が可能な光走査装置が達成できる。
請求項３記載の発明は、干渉によるレーザービーム検出精度の低下を防止する光走査装置が達成できる。
請求項４記載の発明は、レーザービーム検出器の小型かつ高精度検出が可能な光走査装置が達成できる。
請求項５記載の発明は、簡単な構成で高精度な走査位置検出が可能な光走査装置が達成できる。
請求項６、７記載の発明は、主走査方向の倍率誤差変動（特に温度変動などによる経時変化）による検出精度の低下を防止する光走査装置が達成できる。
請求項８記載の発明は、干渉によるレーザービーム検出精度の低下を防止する光走査装置が達成できる。
請求項９記載の発明は、温度変化による各色毎のレーザービーム走査位置のばらつきが少なく、高精度なレーザービーム検出が両立する光走査装置が達成できる。
請求項１０記載の発明は、光走査装置内における走査位置の高精度検出が簡単な構成で達成できるレーザービームの検出方法が提供できる。
請求項１１記載の発明は、請求項１〜８に記載の特徴をもつカラー画像形成装置が提供できる。

[１] 光走査装置（例１）
以下、発明の実施の形態を述べるが、主走査方向、副走査方向の各用語については、次の考え方に従う用い方とした。通常『主走査方向』及び『副走査方向』とは、被走査面でビームスポットが走査される方向とその直交方向を意味するが、本文では、光路の各場所で、(被走査面の)主走査方向と副走査方向に対応する方向を(広い意味で)各々『主走査方向』、『副走査方向』と呼ぶこととした。

図１に本発明の光走査装置を画像形成装置の一部と共に示す。カラー機用として４色分（イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）の走査結像光学系をもち、各色に相当するレーザービームが感光体に集光する構成を示している。
光源１０は、４組の光源装置からなる。図１には煩雑を避けるため、任意の１組の光走査装置１０Ａについてその構成を示す。光走査装置１０Ａは、半導体レーザー１０ａと、カップリングレンズ１０ｂと、シリンドリカルレンズ１０ｃとにより構成される。同様の構成の「光源装置」が他に３組、略同じ位置に設けられている。

本例の光走査装置において、以下に説明する諸部材は、単一の光学ハウジング１に組み付けられている。４組の各光源装置における各半導体レーザーから放射される光束（レーザービームともいう。）は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分画像を書込むための光束であって、前記のカップリングレンズにより以後の光学系に適合する光束形態（平行光束あるいは弱い発散性もしくは集束性の光束）に変換され、前記のシリンドリカルレンズにより副走査方向に集束されて偏向走査手段であるポリゴンミラー１２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。

光源１０側からの各光束はレーザ透過部材１１を介してポリゴンミラー１２に入射する。ここで、ポリゴンミラー１２は、各色のレーザービームに対応する４段の正多角形ミラーからなり、各段のミラー面の位相は揃えられている。
光源１０からの４本のレーザービームは、ポリゴンミラー１２の各段のミラーの同一位相のミラー面にそれぞれ略同じ方向から入射されることで同じ方向に走査される。こうして、ポリゴンミラー１２の回転により各レーザービームは同一方向に偏向走査される。これら４色分の偏向光束は、走査結像光学系のfθレンズ群を構成する第一のレンズ１４（走査レンズともいう。）を透過する。

ブラック成分画像を書込む光束（例えば第一のレンズ１４の上端の位置）はミラー１６Ｋで反射され、fθレンズ群を構成する第二のレンズ１７Ｋを透過し、ハーフミラー１９Ｋを透過、反射して、一方の光束は被走査面の実体を成すドラム状の光導電性の感光体２０Ｋ上に光スポットとして集光し、感光体２０Ｋ上、主走査方向ｘに光走査する。

ハーフミラー１９Ｋで分かれた他方の光束は主走査方向ｘに移動してレーザービームを検知するレーザービーム検出器Ｐ１Ｋ(主走査方向上流側)、Ｐ２Ｋ（主走査方向下流側）の順に結像され、レーザービーム検出器内に設けられた受光部を走査する。
レーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋは各々固定用基板Ｂ１、Ｂ２に実装固定されている。なお、後述する図２で示す例のように第一のレンズ１４を透過後ハーフミラーを介さず直接レーザービーム検出器ＰＫ１、ＰＫ２へ導くように光路を設定してもよい（以下、イエロー、マゼンタ、シアンの各色も同じ）。

図１にもどって、ｆθレンズ群から構成される第一のレンズ（走査レンズともいう。）１４、第二のレンズ１７Ｋの材質は非球面形状が容易かつ低コストなプラスチック材質からなり、具体的には低吸水性や高透過率、成形性に優れたポリカーボネートやポリカーボネートを主成分とする合成樹脂が好適である。

イエロー、マゼンタ、シアンの各色成分画像を書込む光束もそれぞれ上記と同様に、ミラーで反射され、レンズを透過し、ハーフミラーを透過、反射してドラム状の光導電性の感光体上に光スポットとして結像し、各色とも符号ｘで示した同一の矢印方向に走査される。

この光走査により各感光体に対応する色成分画像の静電潜像が形成される。なお、ブラック以外の各色に相当する光学素子等には番号は付記していないが、ブラックの略意である「Ｋ」が番号後に付されている部品に倣い、イエロー、マゼンタ、シアンにそれぞれ相当する光学素子等は、光学的な同位置に配置されている。

これら静電潜像は、現像装置により対応する色のトナーで可視化され、各感光体に対して共通に近接対向して回転される中間転写ベルト２１上に転写される。転写の際、各色トナー画像は互いに重ね合わせられカラー画像を構成する。このカラー画像はシート状記録媒体上ヘ転写され、定着される。カラー画像転写後の中間転写ベルト２１はクリーニング装置でクリーニングされる。

図１、図２により説明したように、光走査装置はカラー画像を構成する２以上（本例では４つ）の色成分画像に対応する複数の光源装置から放射された各光束を、偏向走査手段であるポリゴンミラー１２により主走査方向に偏向走査し、各偏向光束を走査結像手段としての走査結像光学系のうち各色共通に透過する第一のレンズ１４（ｆθレンズ群）と、各々の走査結像手段に設けられた第２のレンズ１７Ｋ（ｆθレンズ群） により、各色成分画像に対応する被走査面、例えば感光体２０Ｋに向かって個別的に集光させて光走査を行う、各色成分に相当する４つの走査結像手段を有する。

第一のレンズ１４の直後には、走査線の位置を変える手段である液晶偏向素子１５ が配置されている。液晶偏向素子１５は電気的に制御されることによりレーザービームの出射方向を任意に偏向できる素子である。
液晶偏向素子１５の偏向角は駆動電圧波形の波高値またはパルス幅Dutyにより任意に変更可能であり、その偏向角はつぎのように設定される。まず、画像出力の開始信号の入力により、走査ビーム基準色部分（例えばブラック）１５Ｋを透過させたレーザービームの走査位置をレーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋにより検出し、その検出結果に基づき所望の値以下であれば他の色に相当する液晶偏向素子を駆動せず、それ以上であれば液晶偏向素子を所定量偏向駆動し走査位置を調整する。

レーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋから得られた結果をフィードバックして走査線の位置を調整する手段としては液晶偏向素子のほか光学素子（走査レンズ、ミラー）の姿勢を適宜補正制御する手段が含まれ、走査位置や副走査間隔の調整が可能である。

図１において、符号２２ 、２３ 、２４ は中間転写ベルト２１上における「色ずれ検出手段」を構成する検出部を示す。検出部２２ 、２３ 、２４ は、別の半導体レーザからの光束を集光レンズで集光して中間転写ベルト２１の定位置を照射し、その反射光をレンズにより受光素子上に結像するようになっている。

色ずれ検出を行うときは、各光束により１走査の中で中間転写ベルト２１の幅方向（主走査方向）の両端、中央の３箇所部分に検知用のパターンが書込まれ、現像可視化されて中間転写ベルト２１に転写される。このとき、各色の検知用のパターン２１ａは、中間転写ベルト２１上において互いに副走査方向に等間隔となるように形成される。これら検知用のパターン画像は、色ずれ検出手段の各検出部で検出され、その結果に基づき、各走査ビームの走査線曲がり（走査線傾き、走査線相互の位置ずれを含む）が決定される。

先に説明した各色毎の走査結像光学系におけるレーザービームの検出と中間転写ベルト上のトナーパターンの検出を行い、２つの検出結果に基づき適正に後述の補正手段等を働かせることにより、一層の高画質化が可能となる。
図１の構成では、光走査装置全体が光学ハウジングカバーで覆われているだけで、ポリゴンミラー１２及び駆動モータは光学ハウジングカバー内に露出している。従って、レーザービームの検出器ＰＫ１、ＰＫ２はポリゴンミラー１２の高速回転に伴う高温の気流にさらされる。

レーザービームの検出器ＰＫ１、ＰＫ２に設けられた受光素子ＰＤを高温の気流から保護するため、後述するように、従来、図１２、図１３に示すように、受光素子ＰＤをパッケージＰＫや、レーザー透過部材２６で封止した構成を採るが、これら封止部材の表面がレーザービームの乱反射や多重反射による干渉を生じさせて検出精度を低下させる。

そこで、本例では、レーザービーム検出器ＰＫ１、ＰＫ２の受光素子ＰＤと被走査面側に最も近い走査結像手段（第一のレンズ１４）との間に、受光素子ＰＤへ入射するレーザービームの光量分布を補正する補正手段を設けた。この補正手段とは、図９に示す無反射コート２７ａ、２７ｂなどを具備したレーザー透過部材２６である。或いは、図１１に示す、主走査方向に角度を有する傾斜配置のレーザー透過部材２６である。このように、光走査装置における副走査方向の走査位置を検出するレーザービーム検出器の受光素子と被走査面側に最も近い走査結像手段の間に受光素子へ入射するレーザービームの光量分布を補正する補正手段を設けたことにより、干渉による光量分布の変動がレーザービーム検出精度の低下を防止する光走査装置が達成できる。

[２] 光走査装置（例２）
次に、図２（ａ）、（ｂ）のレイアウトをもとに光走査装置の別の例を説明する。本例の光走査装置において、以下に説明する諸部材は、単一の光学ハウジング１に組み付けられている。図２（ａ）、（ｂ）で示す本例の光走査装置が前記図１の光走査装置と異なるのは、ポリゴンミラー１２及び駆動モータが光学ハウジングカバーの内部でカバーで覆われている点である。図１の構成では、光走査装置全体が光学ハウジングカバーで覆われているだけで、ポリゴンミラー１２及び駆動モータは光学ハウジングカバー内に露出している。

このように、図２（ａ）、（ｂ）に記載の光走査装置は、走査手段であるポリゴンミラー１２は、当該ポリゴンミラー１２と駆動モータからなる回転駆動部（図示しない）で構成されており、光学ハウジング１の内部であってポリゴンミラーカバー２の内部に配置されている。

ポリゴンミラーカバー２と該ポリゴンミラーカバー２の側壁の一部に設けられたレーザ透過部材１１は、ポリゴンミラー１２の高速回転に伴う高温の気流を、光学系を収めた筐体状の光学ハウジング１の内部密閉空間３（光学ハウジング１と光学ハウジング上カバー１ａで形成される）に対して遮蔽してその内部に密閉された空間４を形成し、この密閉空間４にポリゴンミラー１２とモータからなる回転駆動部（図示しない）が配置されている。

こうして、走査レンズ１４は熱および気流から遮断されるので、ポリゴンミラー１２の高速回転により発生する高温の気流が走査レンズ１４に直接当たらず、走査レンズ１４の温度上昇および主走査方向の温度分布を抑制している。
ここで、走査レンズ１４に主走査方向の温度分布が生じると走査位置によって画像の劣化を招くことになるが、走査レンズの温度上昇および主走査方向の温度分布が抑制されることでかかる画像の劣化は生じない。

かかる密閉構成の光走査装置においては、後述する図１０に示すように、受光素子ＰＤがパッケージＰＫの開口部を介して外界に露出したタイプのレーザービーム検出器を用いることができる。
このように、副走査方向の走査位置を検出するレーザービーム検出器ＰＫ１、ＰＫ２の受光素子ＰＤを光学ハウジング１で略密閉した光走査装置内に露出しても、ポリゴンミラーカバー２と該ポリゴンミラーカバー２の側壁の一部に設けられたレーザ透過部材１１が、ポリゴンミラー１２の高速回転に伴う高温の気流を、受光素子ＰＤから遮断するので、光走査装置における副走査方向の走査位置を検出するレーザービーム検出器の受光素子を略密閉した光走査装置内に露出しても支障なく、干渉の影響のない高精度なレーザービーム検出が可能な光走査装置が達成できる。

図１０に示されるタイプのレーザービーム検出器を用いても、受光素子ＰＤは熱及び気流から遮断されるので、光の干渉の影響を受けるおそれのあるレーザー透過部材で密閉する必要から解放される。尤も、図２の構成の光走査装置であっても、図９や、図１１に示すような受光素子ＰＤを密閉した構造のレーザービーム検出器の使用を拒むものではない。

[３] 受光素子の配置位置
図１或いは図２に示すように、レーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋは主走査方向ｘの画像領域５の外側に配置されていて、少なくとも受光素子Ｄの部分が画像領域端部から10mmの領域内に光軸に対して略垂直となるように配置されている。
レーザービーム検出器は画像領域外に配置され、後述するように、レーザービーム検出器内に有する複数の受光素子を走査する走査時間から副走査ビーム位置を検出する。

また、レーザービーム検出器ＰＤを画像領域外に配置され画像領域端から外側に10mm以内に配置したことにより、主走査方向の倍率誤差変動（特に温度変動などによる経時変化）による検出精度の低下を防止する光走査装置が達成できる。

かかる配置とせずに、仮に画像領域端部から10mm以上の外側に配置されると走査結像素子（走査レンズ１４等）の光学特性（像面湾曲、倍率誤差）が低下し受光素子へ入射するレーザービームの径および走査時間のばらつきが大きくなり、レーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋの検出精度が劣化する。

検出精度をより向上させるためには、前記10mmの領域を5mm以下とすることが、より好適である。上記10mm以内の走査結像素子による主走査方向の倍率誤差の温度変動は他の領域と比較して同等か若しくは小さく設定している。
後述のように副走査方向の走査ビームの位置を主走査方向の走査時間間隔で検出するため、主走査方向の倍率誤差変動（特に温度変動などによる経時変化）が検出精度に直接影響するため、画像領域よりも倍率誤差変動が大きいと画像と検出部の精度の連関が逆転し不具合となる（検出領域部の変動が大きいと画像部の変動が少なくても異常な変動と認識してしまうおそれがある）。
一方、10mm以上でも光学特性が低下しないように無理に設計すると走査レンズ１４、光学ハウジング１が大型化しコストアップを招く不具合がある。

[４] 密閉された光走査装置内に露出した受光素子
図１０に示したような構成のレーザービーム検出装置では、図３と共に詳述するように、レーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋの受光素子ＰＤは複数の受光部ＰＤ１、受光部ＰＤ２を有し、その受光部表面は前記図２（ｂ）により説明したように、密閉空間３と同じ空間内に受光面が露出しているようにしている。

その結果、ポリゴンミラー１２による高温気流の影響（ポリゴンミラー部の微小粉塵の浮遊、ポリゴンミラー１２の回転駆動部の軸受油の飛散、および使用部材、接着剤等の高温によるガス等による化学反応による受光部の劣化）や画像形成装置に用いられるシリコンオイルやトナーによる化学反応による受光部ＰＤ１、ＰＤ２の劣化による検出精度の低下の副作用を防止できる。

従来は受光素子部をレーザービーム検出器を構成するパッケージ内に密封配置していた。しかし、たとえば図１２に示すように、受光素子ＰＤをレーザ透過性の樹脂材によるパッケージＰＫで一体成形して固定基板２５に取り付けたものは表面での乱反射や受光部との多重反射による干渉が発生するため、受光素子へのレーザービームプロファイルが劣化し検出精度が低下する。

一方、図１３に示すように、受光素子ＰＤをレーザ透過性の平板ガラス材によるパッケージＰＫで封止したものも同様に上記不具合が発生するが、前述の図３に示すものよりも平板ガラス裏面の界面が増えるため干渉の影響は大きくなる。

多重反射による干渉が発生すると、走査されるレーザービームの主走査方向のプロファイルが劣化する。劣化とはレーザービームの単なるピーク光量変動ではなくサイドローブの部分が影響を受け、あたかもレーザービーム径（ピーク光量の1/e^２以下同じ）が変動しＳ／Ｎ比が低下することとなる。

即ち、図１４において、主走査方向の光量分布を示すレーザービームのプロファイルを見ると、従来例では破線で示すようにビーム中心の外側にもリング状に受光素子の感度レベルを超えるレベルを生じて、ビーム径が大きくなっている。これに対して、本発明では、実線で示すように、ビーム径に相当するピークは中心部のみで変動しない。従来のように、レーザービーム径が変動すると後述の出力信号に関係するため検出精度が影響を受ける。図中、中央部分では点線と実線とが重なっているがあえて明確になるように、ずらして記載してある。

なお、レーザービームが走査される副走査方向の場所によって、干渉の影響が変化し、サイドローブの出方にばらつきが生じる。その結果、副走査方向の場所によって受光感度に達するか否かの微妙な差で検出精度が変化してしまう。
多重反射による干渉の影響がレーザービーム検知領域内において変動することも検出精度に影響を及ぼすため、少なくともレーザービーム検知領域において前記平板ガラスまたは樹脂材の表面うねり（平面度）を所望値以下とすると良い（好適な量として、10mmの範囲で表面うねり0.1μｍ以下）。

上記レーザービームの干渉による影響を軽減する方法のひとつとして、平板ガラスまたは樹脂材の表面粗さの量をレーザービーム径（100μｍ以下）の範囲において所望値以下とするとよい（好適な量として、100μmの範囲で表面粗さ0.1μｍ以下）。
図３、図４にてレーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋなどの受光素子ＰＤ１、ＰＤ２について詳述する。なお、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２を合わせて受光素子ＰＤとも称する。

各色に対応するレーザービームは各々複数本あり、主走査方向および副走査方向には所定の間隔で離間し、光学系を通り感光体面上を走査する。図３では２本の例（Ｌ１、Ｌ２）であり、主副両方向に所定間隔離間して走査される。主走査方向は少なくともＤの間隔（下記詳述、10mm以下）よりも広く設定され、副走査は画像の記録密度により適宜設定されており（1200dPiの場合、約21μｍ）、副走査に対して主走査間隔の方が非常に広い関係となっている（上記はいずれもレーザービーム検出器に走査されるとき）。

[５] レーザービームの副走査方向位置などの調整方法
図３に示すように、レーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋ等は複数の受光素子ＰＤ１、ＰＤ２を有していてこれら受光素子ＰＤ１、ＰＤ２は副走査断面において、それぞれ対向する２つの辺縁を有しこれら互いに隣接して対向する一方の辺縁同士が副走査方向に平行な直線状をなし、互に隣接して対向する他方の辺縁同士が平行でかつ前記一方の辺縁に対して非平行な角度θ（０°＜θ＜９０°）をもって配置されている。

図５には受光素子ＰＤ１と受光素子ＰＤ２との別構成例が示されている。図３、図５の両図における各受光素子を比較すると、受光素子ＰＤ１の形状はほぼ共通であるが、受光素子ＰＤ２の形状が異なる。
図３における受光素子ＰＤ２は、副走査方向に平行な辺に沿う辺と、副走査方向に対して傾斜した辺の２つの辺を有する折曲片状をしていて、受光素子ＰＤ１における副走査方向に平行な辺に沿う辺と、副走査方向に対して傾斜した辺の２つの辺とそれぞれ平行になるようにして組み合わされている。

これに対して、図５においては、受光素子ＰＤ２は、副走査方向に平行な辺に沿う辺と、副走査方向に対して傾斜した辺の２つの辺を有する三角柱状をなしていて、受光素子ＰＤ１における副走査方向に平行な辺に沿う辺と、副走査方向に対して傾斜した辺の２つの辺とそれぞれ平行になるようにして組み合わされている。このように、形状の違いがあっても、本発明上の機能は共通である。

すなわち、レーザービーム検出器は複数の受光素子を有していてこれら受光素子は副走査断面において、それぞれ対向する２つの辺縁を有しこれら互いに隣接して対向する一方の辺縁同士が副走査方向に平行な直線状をなし、互に隣接して対向する他方の辺縁同士が平行でかつ前記一方の辺縁に対して非平行な角度をもって配置されている構成により、レーザービーム検出器は複数の受光素子からなる好適な配置となり、簡単な構成で高精度な走査位置検出が可能な光走査装置が達成できる。

前記したように、図３、図５の各例において、各々の受光素子ＰＤ１、ＰＤ２の隣接する辺縁のうち少なくとも一方の辺は主走査方向と非平行な角度θ（０°＜θ＜９０°）をなしており、角度θは３０°〜６０°が好適である。
図３、図５ではレーザービームを透過する隣接した２辺のうちの一方の辺が主走査方向に合わせてあり、他方の辺が上記主走査方向の辺に対して角度θが４５°の場合を開示しており、最も好適な例である。

図３、図５はそれぞれ図１のレーザービーム検出器Ｐ１Ｋ（またはＰ２Ｋ）の受光面形状を示す。或いは図２（ａ）、（ｂ）に示した構成にも適用できる。図３における信号検出回路２１９、図５における信号検出回路２２０はそれぞれに示した構成の受光素子ＰＤ１、ＰＤ２を備えており、図１に示した基板Ｂ１またはＢ２に受光素子ＰＤ１、ＰＤ２が実装され固定されることで、レーザービーム検出器Ｐ１Ｋ（またはＰ２Ｋ）が構成されている。

図３、図５における、信号検出回路２１９、２２０に示した構成は共通である。図３において、受光素子ＰＤ１の出力は増幅器ＡＭＰ１で増幅されてＡＭＰ１出力信号となり、同様に受光素子ＰＤ２の出力は増幅器ＡＭＰ２で増幅されてＡＭＰ２出力信号となり、それぞれ比較器ＣＭＰに入力され、比較器ＣＭＰよりＣＭＰ出力信号が出力されるようになっている。

図３に示した構成の回路における出力信号を示したのが図４であり、同様に、図５に示した構成の回路における出力信号を示したのが図６である。図３及び図４における内容と、図５及び図６における内容は共通であるので、図３及び図４の説明を以って、図５及び図６の説明に代える。

図４に示すタイムチャートの左端位置から、ＡＭＰ１出力信号の立ち上がりとＡＭＰ２出力信号の立下りとが交差する点が比較器ＣＭＰ出力信号の立下り時に対応し、ＡＭＰ２出力信号の立ち上がりとＡＭＰ１信号のとが交差する点が比較器ＣＭＰ出力信号の立ち上がりに対応している。以下同様に、ＡＭＰ１出力信号とＡＭＰ２出力信号との各交差点が比較器ＣＭＰの出力信号の立ち上がり若しくは立下りに対応して、パルス信号を形成する。受光素子ＰＤ１の出力信号と受光素子ＰＤ２の出力信号には位相のずれがあり、比較器ＣＭＰの出力信号は矩形パルス波形をなしている。

図３、図４において、第１回目の走査で、先行するレーザービームＬ１が受光素子ＰＤ１の、副走査方向に平行な直線で示す辺と副走査方向に対して傾斜した斜線で示す辺の２つの辺との間を時間Ｔ１をおいて連続的に透過する。これに伴いＡＭＰ１出力信号には時間Ｔ１の間隔の２つのパルスが生ずる。

レーザービームＬ１に対して、時間Ｔ３だけ遅れて後行のレーザービームＬ２が受光素子ＰＤ１の、主走査方向に平行な直線で示す辺と主走査方向に対して傾斜した斜線で示す辺の２つの辺を時間Ｔ２をおいて連続的に透過する。これに伴いＡＭＰ１出力信号には時間Ｔ２の間隔の２つのパルスが生ずる。

第１回目の走査から時間Ｔ４をおいて第２回目の走査が行なわれる。第１回目と同様に、第２回目の走査で、先行するレーザービームＬ１'が受光素子ＰＤ１の、主走査方向に平行な直線で示す辺と主走査方向に対して傾斜した斜線で示す辺の２つの辺を時間Ｔ１'をおいて連続的に透過する。これに伴いＡＭＰ１出力信号には時間Ｔ１'の間隔の２つのパルスが生ずる。

レーザービームＬ１'に対して、時間Ｔ３'だけ遅れて後行のレーザービームＬ２'が受光素子ＰＤ１の、主走査方向に平行な直線で示す辺と主走査方向に対して傾斜した斜線で示す辺の２つの辺を時間Ｔ２'をおいて連続的に透過する。これに伴いＡＭＰ１出力信号には時間Ｔ２'の間隔の２つのパルスが生ずる。

ここで、「角度θは３０°〜６０°が好適である」と前述したことについて検討する。それは、角度θが３０°よりも小さいと走査されるレーザービームに対してＴ１、Ｔ２の差が少なくなり検出感度が悪くなるからであり、一方６０°を超えると主走査方向の受光面の全幅Ｄに対する副走査方向の検出高さ（図３の例では符号Ｈ、図５の例では符号Ｈ'）が小さくなり、必要なこれら検出高さを確保するためには受光面の全幅（図３の例では符号Ｄ、図５の例では符号Ｄ'）が大きくなり、受光面が画像領域内に入りこむ問題や、或いは走査光学系の有効領域を広く設定する必要があり走査レンズが長大化してしまうからである。

副走査高さＨ（Ｈ'）と受光面の全幅Ｄ（Ｄ'）は各々Ｈ（Ｈ'）＝１〜３ｍｍ、Ｄ（Ｄ'）＝５ｍｍ以下に設定することが、上記問題を発生させず好適である（Ｄ（Ｄ'）は画像領域幅の３％以下に設定している）。なお、４５°は上記の問題をバランスよく配分し許容でき最も好適である。

受光素子ＰＤ１、ＰＤ２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信号を出力する。
２つのレーザービームがＰＤ１、ＰＤ２を通過したときのレーザービーム検出器の出力信号のタイミングチャートである図４において示すように、１つのレーザービームの通過により２つのパルスが出力され、これら２つのパルスの時間間隔（Ｔ１あるいはＴ２）はレーザービームが走査される副走査の位置に比例する。２つのレーザービームの時間間隔がＴ１，Ｔ２のときレーザービームの副走査間隔ΔＰは以下の式（１）から求められる。
ΔＰ ＝ ｖ×（Ｔ２−Ｔ１）／ｔａｎθ ……式（１）
ここで、ｖは走査されるレーザービームの速度を表す。ｖおよびθは画像形成中およびレーザービーム検出時は実質的に定数であるため、実際の演算では（Ｔ２−Ｔ１）を行い、その結果を用いて副走査間隔の補正を実施している。

なお、画像領域内と上記両端位置との走査ビーム特性が温度変化により異なる特性を有する場合、両端以外にも画像領域内（光学的に等価な位置）にレーザービーム検出器を設けレーザービームを多像高で検知することにより、走査ビームの情報が多くなり（実際の走査ビームの状態：走査ビームの曲がりや傾きなどの情報）、その結果に基づいて補正することで、走査ビームの曲がりや傾きを高精度に補正することが可能となる。

上述の場合、１回（ポリゴンミラー１面分：レーザービームＬ１とＬ２）の走査で（Ｔ２−Ｔ１）が演算できるが、たとえば２回目（次のポリゴンミラー１面分：レーザービームＬ１'とＬ２'）にポリゴンミラーのジターにより走査特性に変化が生じると、受光面の同一部分を走査しても異なる走査時間として計測され、あたかも副走査方向の走査位置が変化したものと誤認される恐れがある。そこで、ポリゴンミラーによる走査の回数を下記の回数で平均化することにより、ポリゴンミラーのジターの影響が低減可能となる。

レーザービームの走査回数をＣ[回]、ポリゴンミラーの回転数をＮ[rpm]、ポリゴンミラー面数をＭ[面]、非画像形成時間をＴ[s]としたとき、式（２）を満足するように設定している。
Ｃ ＜ (Ｎ×Ｍ×Ｔ)/６０ ……式（２）
ポリゴンミラーのジターの影響を低減するために、少なくともＣは複数回必要となるが、電気ノイズの影響を考慮すると、走査回数が多いほど精度が向上する。

ただし、走査回数の増加は画像形成装置における画像形成（光走査装置の光源を画像信号に基づいて発光制御している時間）と次（ページ）の画像形成の間となる非画像形成時間（プリントページ間）内で走査される回数以下とすることが好適である。理由は画像形成が完了した直後のレーザービームを検知することにより、その結果に基づいて直後の画像形成時にレーザービームの走査位置を補正することが可能となるからである。

したがって、より望ましくは、式（２）の左辺は「Ｃ＋Ｆ（レーザービームの走査位置補正が完了するまでの時間）」とするのが好適である。レーザービームの検知を非画像形成時間としているので、画像領域内のレーザービーム検知に支障をきたすことがない。

ハーフミラーで画像形成時に画像領域内のレーザービームを検知する場合、画像信号のレーザービームとなり、レーザービーム検出器内を走査する連続点灯された走査ビームではなくなるため、レーザービームの安定した検出ができなくなる（受光面を有する範囲Ｄは走査レーザービームは連続点灯している必要がある）。
また、主走査方向の走査時間の検出精度に影響を与える光学レンズのｆθ特性の温度変動については、事前に温度変化による走査時間の変化量を算出しておき、光学レンズの近傍に配置した温度センサーの温度結果に応じて、計測された走査時間の補正を行うことが好適である。

時間Ｔ３は先行するレーザービームＬ１が走査されてから後行のレーザービームＬ２が走査されるまでの時間であり、その時間は少なくともレーザービームＬ１により受光素子ＰＤ１の出力信号が非検出状態になってから、レーザービームＬ２が走査されるように設定されている（受光素子ＰＤ１、または受光素子ＰＤ２の受光部に同時に複数のレーザービームが入るため誤検知となるため）。

一方、副走査間隔は複数のレーザービーム（上記レーザービームＬ１、Ｌ２）の間隔に限らず、１つの光走査結像手段のレーザービームの走査位置を検出ことも可能である。副走査位置を検出する場合、式（１）の（Ｔ２−Ｔ１）を（Ｔ１′−Ｔ１）に置換することにより達成できる。

このとき副走査間隔は変化が無い場合は（Ｔ２′−Ｔ２）に置換しても同じである。ただし、光源部の温度変化により副走査間隔が影響を受ける場合、（Ｔ１′−Ｔ１）と（Ｔ２′−Ｔ２）の平均化処理をすることにより、その影響を小さくすることができる。
なお、時間Ｔ３はレーザービームＬ１またはＬ１'が走査されてレーザービームＬ２またはＬ２'が走査されるまでの時間であり、複数のレーザービームの主走査方向間隔に相当し、時間Ｔ４はレーザービームＬ１が２回目（またはそれ以降）が走査されるまでの時間であり、時間Ｔ３よりも実質的に時間が長く、この間にデータ処理の演算を行っている。

本実施例では複数のレーザービームを２本の場合で説明したが、３本以上の場合も同様に実施可能である。ただし、３本以上の場合、式（１）は任意の２本における時間差の演算を行い、式（１）の演算を複数回（３本の場合３回、４本の場合６回…複数本から２本の間隔を選ぶ組合せ分）実行する。なお、光源の複数のレーザービームは全て別々のチップを図示しない光学系で合成した複数の半導体レーザで構成されている場合、合成する光学系のバラツキや温度変動の影響により副走査間隔が変化しやすいため効果が高くなる。

図５、図６はレーザービーム検出器の他の実施例である。図５、図６はそれぞれ図１のレーザービーム検出器Ｐ１Ｋ（またはＰ２Ｋ）の受光面形状を示す。或いは図２（ａ）、（ｂ）に示した構成にも適用できる。図５、図６の例において、検出信号出力は１つのレーザービームの走査に対して１つのパルスが出力され、パルス幅（時間Ｔ１または時間Ｔ２）が副走査の走査位置に比例する。（演算式は式（１）と同じなので省略）。

図７に、図３で説明したような受光素子を持つレーザービーム検出器が光走査装置にてレイアウトされた場合における要部の構成を示す。図３におけると同じように信号出力回路が設けられているが図示を省略してある。なお、受光素子ＰＤ４１が図１に示したレーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、受光素子ＰＤ４２が図１に示したレーザービーム検出器Ｐ２Ｋの受光部をなしているものとして示している。

レーザービーム検出器Ｐ１ＫおよびＰ２Ｋは、画像領域外の両端２点に配置されており、レーザービームＬ１が主走査方向上流側の受光素子ＰＤ４１を走査すると、図８に示すように、受光素子ＰＤ４１の出力に示す信号が出力され、走査ビームＬ１の副走査位置に相当する走査時間Ｔ４１を図示しない計測手段により計測する。

次にレーザービームＬ１が受光素子ＰＤ４２を走査すると、図８の受光素子ＰＤ４２の出力に示す信号が出力され、走査ビームＬ１の副走査位置に相当する走査時間Ｔ４２を図示しない計測手段により計測する。計測された走査時間Ｔ４１、４２は前述の式（１）にしたがって、副走査間隔または副走査位置を算出する。

また、受光素子ＰＤ４１の出力と受光素子ＰＤ４２の出力から、図示しない別の計測手段により時間Ｔ４３を計測する。時間Ｔ４３はレーザービーム検出器間（受光素子ＰＤ４１とＰＤ４２との間）の主走査方向の走査時間であり、受光部が主走査方向に垂直となっている部分を使用しているので、副走査の位置に関わらず走査時間が一定となり、主走査方向の走査時間（倍率誤差）の変動を計測する上で好適となる。

また、時間Ｔ４３（または時間Ｔ４１の最初の立下り）の立下りを主走査の同期信号として使用可能である。具体的にはＴ４３の立下り信号を検知してから所定時間後に画像の書込みを開始することによって達成できる。ここでは波形の立下りについて記載したが、図３〜図８のタイミングチャートは特に立下りに限定されたものではなく、波形全体が反転し立ちあがり波形でも同等の効果が得られることは勿論である。

以上説明したように、レーザービーム検出器から出力される信号を選択的に使用し、計測することにより走査ビームの副走査間隔、副走査位置、複数のレーザービーム検出器間の主走査時間（倍率誤差）、および同期信号を同じ走査ビームで同時に検出することが可能となる。その検出結果に基づき、各色に対応する画像信号を調整する調整手段に適宜フィードバック補正することで、色ずれの少ない高画質カラー画像を形成することが可能となる。

フィードバック補正は予め設定しておいた基準色の走査結像光学系に対して、他の走査結像光学系の光学素子、または画像信号のクロック制御を実施する。
副走査間隔、副走査位置の補正については、前述の液晶偏向素子により制御する方法、主走査時間の補正については、補正する主走査領域を予め設定しておき、その書込み幅が同一となるように画像信号を調整する。画像信号の調整は駆動クロックの周波数補正、駆動クロックのDuty補正によりレーザービームの発光タイミングを制御している。

上述のようにレーザービーム検出器を画像領域外の主走査方向の両端２箇所に配置することにより、光学素子の主走査方向の温度分布が大きく、各像高で副走査間隔が異なる場合や複雑な走査線曲がりが発生したり、各色毎に走査線曲がりが相対的に異なる場合には、画像領域内も含めて複数配置（ハーフミラーを使用してその画像領域内に配置する）することにより、特に走査線傾きや走査線曲がりが発生している走査結像光学系の走査位置を高精度に検出することが好適である。

図１において、レーザービーム検出器Ｐ１Ｋ、Ｐ２Ｋが固定される基板Ｂ１，Ｂ２は別部材で示しているが、温度が５０°Ｃ以上の高温に曝される場合、または各色部に配置されているレーザービーム検出器の温度差が５°Ｃ以上ある場合、固定基板は同一の基板上に配置することが好適である。その際の固定基板は熱膨張率１．０×１０^−５／°Ｃ以下の材質からなり、温度変動による影響（レーザービーム検出器の移動、および相対位置関係の移動により正確な検出ができなくなる）を実質的になくしている。さらに複数のレーザービーム検出器間に発生する電気ノイズの影響をなくすために、固定基板は非導電性で有ることが好適である。

具体的にはガラス（熱膨張率０．５×１０^−５／°Ｃ）、セラミック材質（アルミナ：熱膨張率０．７×１０^−５／°Ｃ、炭化珪素：熱膨張率０．４×１０^−５／°Ｃが好適である。なお、アルミ合金（熱膨張率２．４×１０^−５／°）では温度変動によりレーザービーム検出精度が劣化する。

[６] レーザービーム検出装置の各例
６．１
図９〜図１３にレーザービーム検出器Ｐの例を示す。これらの図において、図９、図１０、図１２、図１３はレーザービーム検出器の副走査断面を示し、レーザービームが紙面に垂直な方向を走査する。図１１はレーザービーム検出器の主走査断面を示し、レーザービームが紙面の上下方向を走査する。

図１２は従来例で、レーザービーム検出器は受光素子ＰＤを覆うようにレーザ透過部材により封止されており樹脂のパッケージＰＫが基板に実装されていた。

図１３も従来例で、レーザービーム検出器は受光素子ＰＤを封止するパッケージ部分が樹脂のほかセラミックや金属からなり、受光素子ＰＤのみをレーザ透過部材２６でカバーして受光部全体を封止（密閉）している。
レーザービーム検出器は少なくともレーザ透過部材で受光素子を封止した構成であり、レーザービーム検出器の小型かつ高精度検出が可能な光走査装置が達成できる。

前述したが、受光部を封止（密閉）している理由は、ポリゴンミラー部の高温気流等や画像形成装置からの汚損、化学反応により受光部の劣化を防止するためである。反面、封止するレーザ透過部材の多重反射による干渉により、検出精度が低下する不具合がある。検出精度の低下は、走査ビームの補正手段を誤った情報で補正することになり、反って画像が悪化することになりかねない。

上記不具合を解消する本発明の実施例である図９の例１は受光素子ＰＤをカバーずるレーザ透過部材２６の入出射面に干渉を防止するために無反射コートを施している。この無反射コートを施したレーザー透過部材２６は、受光素子ＰＤへ入射するレーザービームの光量分布を補正する補正手段の一例である。

６．２
入射側の無反射コートを符号２７ａ、反射側の無反射コートを符号２７ｂで示す。これら無反射コートの反射率は５％以下で、より好ましくは２％以下である。感光体の感度領域、レーザービーム径の小径化および寿命の観点から、レーザービームの波長は400ｎｍ±20ｎｍまたは650ｎｍ±20ｎｍまたは780ｎｍ±20ｎｍが好適であり、当該波長に対して前記反射率で施されている。具体的にはレーザ透過部材は平行平板ガラスで無反射コートは蒸着で形成した薄膜である（図９では明確にするために強調して記載してある）。レーザ透過部材の入出射面に無反射コートを施したことにより、干渉によるレーザービーム検出精度の低下を防止する光走査装置が達成できる。

６．３
図１０に示した本発明の例２は、図９、図１３等の例におけるレーザ透過部材を排除した例であり、受光素子ＰＤが露出する形態となっている。露出する場合は前記のように周囲の環境により受光素子ＰＤの劣化が発生するため、図２（ａ）、（ｂ）で示したように光学ハウジング１の内部密閉空間３に配置することが必須となる。

６．４
レーザービームをレーザ透過部材に対しては垂直に入射すれば干渉の影響はなくなるが、組立等の問題で完全垂直とすることはできず実際には干渉は避けられない。そこで、図１１に示した本発明の例３はカバーするレーザ透過部材２６を受光素子ＰＤに対して主走査方向に傾斜（角度φ）させて配置した。

レーザ透過部材をレーザービーム検出器の受光素子に対して、主走査方向に角度を有するように傾斜配置したことにより、干渉によるレーザービーム検出精度の低下を防止する光走査装置が達成できる。

本例では、多重反射したレーザービームが受光素子ＰＤに影響することを軽減できる。角度φは入射光軸に対して１度以上傾斜させることが好適である。本例に前記無反射コートを施すことで、より干渉の影響を軽減することが可能となる。なお、樹脂パッケージの場合でもその表面に無反射コートを施すことでも干渉の影響を低減できる。ただし、樹脂の表面粗さを前記の値とするために金型の表面粗さを同程度とするか，または成形後に表面を研磨するなど二次加工を施すことが好適である。この傾斜したレーザー透過部材２６は、受光素子ＰＤへ入射するレーザービームの光量分布を補正する補正手段の一例である。

[７] 走査方向
これまで説明したような受光素子ＰＤを備えたレーザービーム検出器ＰＫ１、ＰＫ２等を具備した図１、図２等に示した光走査装置では、前述のとおり、光源１０からの４本のレーザービームは、ポリゴンミラー１２の各段のミラーの同一位相のミラー面にそれぞれ略同じ方向から入射されることで同じ方向に走査される。こうして、ポリゴンミラー１２の回転により各レーザービームは同一方向に偏向走査される。

かかる、単一の光学ハウジング１内に収容された複数の走査結像手段により複数のレーザービームを全て同じ方向に走査する構成の光走査装置では、温度変化による各色毎のレーザービーム走査位置のばらつきが少なく、高精度なレーザービーム検出が両立する光走査装置が達成できる。

以上説明した光走査装置において、レーザービーム検出器は各色毎に複数配置されているが、検出精度のばらつきを極力抑えるために、レーザービーム検出器のパッケージ形態、配置位置かつ角度、無反射コートの薄膜仕様は全て同じに設定している。

[８] 画像形成装置
図１５に本発明の光走査装置を搭載した画像形成装置を示す。
以下に説明するのは、本発明を実施することができる画像形成装置の一例であって、光ビームを被走査面を有する複数の像担持体に夫々走査して静電潜像を形成し、これらの静電潜像を各光ビームのカラー画像情報に対応するトナーで可視像化したのち、最終的にこれら可視像をシート状媒体上に転写して画像を得る多色画像形成装置の具体例である。

図１或いは図２で説明した光走査装置を単一の光学ハウジングを収納した光走査装置１０５がカラー画像形成装置内に配置されている。光走査装置１０５は図１に示した画像形成装置内の４つの感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ（以下、符号に対する添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付け、Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンダ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラックの色に対応する部分として区別するものとする。）が並設された作像部の上方に配置されている。

この画像形成装置は、複数の感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを並列に配置したタンデム型のカラー画像形成装置である。装置上部から順に光走査装置１０５、現像装置１０６、中間転写ベルト２１、定着装置１１４、給紙カセット１１１がレイアウトされている。

中間転写ベルト２１には各色に対応した感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが並列順に等間隔で配設されている。感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは同一径に形成されたもので、その周囲には電子写真プロセスに従い諸部材が順に配設されている。感光体２０Ｙを例に説明すると、帯電チャージャ（図示しない）、現像装置１０６Ｙ、転写チャージャ（図示しない）、クリーニング装置（図示しない）等が順に配設されている。なお、上記帯電チャージャと上記現像装置との間の感光体上に、光走査装置１０５から出射された画像信号に基づくレーザービームＬが走査露光される。

他の感光体２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに対しても同様である。即ち、本実施の形態では、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを各色毎に設定された被走査面とするものであり、各々に対して光走査装置１０５から各感光体にそれぞれレーザービームＬが各々に対応するように設けられている。

帯電チャージャにより一様に帯電された感光体２０Ｙは、矢印ＡＡ方向に回転することによってレーザービームＬを副走査し、感光体２０Ｙ上に静電潜像が形成される。また、光走査装置１０５によるレーザービームＬの照射位置よりも感光体の回転方向下流側には、感光体２０Ｙにトナーを供給する現像装置１０６Ｙが配設され、イエローのトナーが供給される。

現像装置１０６Ｙから供給されたトナーは、静電潜像が形成された部分に付着し、トナー像が形成される。同様に感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋには、それぞれＭ、Ｙ、Ｋの単色トナー像が形成される。各感光体２０Ｙの現像装置１０６Ｙの配設位置よりもさらに回転方向下流側には、中間転写ベルト２１が配置されている。中間転写ベルト２１は、複数のローラ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに巻付けられ、図示しないモータの駆動により矢印ＢＢ方向に移動搬送されるようになっている。

この搬送により、中間転写ベルト２１は順に感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに移動されるようになっている。中間転写ベルト２１は感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋで現像された各々単色画像を順次重ねあわせて転写し、中間転写ベルト２１上にカラー画像を形成するようになっている。

その後、給紙トレイ１１１から転写紙が矢印ＣＣ方向に搬送され、ローラ１０２ｂと対向するローラ１０２ｄの部位でカラー画像が転写される。カラー画像が形成された転写紙は、定着器１１４へにより定着処理後、フルカラー画像として排紙部１１０に排紙される。

このように、光走査装置の光走査により潜像担持体に潜像を形成し、該潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、前記光走査装置としてこれまで説明した光走査装置を用いることで、レーザービーム検出器におけるレーザービーム検出精度が向上するので、色ずれのない高品質のカラー画像を出力することができる。

画像形成装置の要部とともに光走査装置の構成を説明した斜視図である。 図２（ａ）は光走査装置を説明した正面図、図２（ｂ）は光走査装置の断面図である。 受光素子の構成を信号検出回路とともに示した図である。 信号検出回路における出力信号を説明したタイムチャートである。 受光素子の構成を信号検出回路とともに示した図である。 信号検出回路における出力信号を説明したタイムチャートである。 主走査方向に配置した２つの受光素子を示した図である。 信号検出回路における出力信号を説明したタイムチャートである。 レーザービーム検出器を例示した図である。 レーザービーム検出器を例示した図である。 レーザービーム検出器を例示した図である。 レーザービーム検出器を例示した図である。 レーザービーム検出器を例示した図である。 レーザービームのプロファイルを示した図である。 画像形成装置の構成を例示した図である。

符号の説明

１４ 第一のレンズ（走査結像手段）
２０Ｋ 感光体（被走査面）
２６ レーザー透過部材
２７ａ、２７ｂ 無反射コート

Claims (11)

1. 光源装置から放射されたレーザービームを偏向走査手段により主走査方向に偏向走査し、走査結像手段により被走査面に集光させる光走査装置であって、走査方向の走査位置を検出するレーザービーム検出器の受光素子と被走査面側に最も近い走査結像手段との間に受光素子へ入射するレーザービームの光量分布を補正する補正手段を設けたことを特徴とする光走査装置。
2. 光源装置から放射されたレーザービームを偏向走査手段により主走査方向に偏向走査し、走査結像手段により被走査面に向かって集光する光走査装置であって、走査方向の走査位置を検出するレーザービーム検出器の受光素子を略密閉した光走査装置内に露出したことを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１記載の光走査装置において、
   前記レーザービームの光量分布補正手段は受光素子の直前に設けたレーザ透過部材からなり、入出射面に干渉を防止するための無反射コートが施されていることを特徴とする光走査装置。
4. 請求項３記載の光走査装置において、
   前記レーザービーム検出器は少なくとも前記レーザ透過部材で受光素子が封止されていることを特徴とする光走査装置。
5. 請求項１又は２に記載の光走査装置において、
   前記レーザービーム検出器は複数の受光素子を有していてこれら受光素子は副走査断面において、それぞれ対向する２つの辺縁を有しこれら互いに隣接して対向する一方の辺縁同士が副走査方向に平行な直線状をなし、互に隣接して対向する他方の辺縁同士が平行でかつ前記一方の辺縁に対して非平行な角度をもって配置されていることを特徴とする光走査装置。
6. 請求項１又は２記載の光走査装置において、
   前記レーザービーム検出器は少なくとも画像領域外に配置され、レーザービーム検出器内に有する複数の受光素子を走査する走査時間から副走査ビーム位置を検出することを特徴とする光走査装置。
7. 請求項６記載の光走査装置において、
   前記レーザービーム検出器の受光素子は画像領域端から外側に10mm以内に配置されていることを特徴とする光走査装置。
8. 請求項１記載の光走査装置において、
   前記レーザービームの干渉防止手段は受光素子の直前に設けたレーザ透過部材からなり、レーザービーム検出器の受光素子に対して、主走査方向に角度を有するように傾斜配置したことを特徴とする光走査装置。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の光走査装置において、
   単一のハウジング内に収容された複数の走査結像手段により複数のレーザービームを全て同じ方向に走査することを特徴とする光走査装置。
10. 光走査装置の画像領域外に複数の受光素子からなるレーザービーム検出器を配置し、これら受光素子は副走査断面において、それぞれ対向する２つの辺縁を有しこれら互いに隣接して対向する一方の辺縁同士が副走査方向に平行な直線状をなし、互に隣接して対向する他方の辺縁同士が平行でかつ前記一方の辺縁に対して非平行な角度を有していて、これら複数の受光素子を走査する走査時間から副走査ビーム位置を検出するレーザービームの検出方法であって、
    前記光走査装置が前記請求項１又は２記載の光走査装置であることを特徴とするレーザービームの検出方法。
11. 光走査装置の光走査により潜像担持体に潜像を形成し、該潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、
    前記光走査装置として前記請求項１〜９のいずれかに記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
    

Images