JP3731020B2 - ２ビーム走査装置および２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法・マルチビーム走査装置およびマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は２ビーム走査装置および２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法に関する。この発明はさらに、マルチビーム走査装置およびマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号により強度変調させた光束を偏向させ、被走査面を画像形成のために走査する光走査装置は、デジタル複写機や各種光プリンタ等に関連して広く知られている。近来、走査の高速化を目して、一度に複数の走査線を同時走査するマルチビーム走査装置が提案され、中でも、２ビーム走査装置の実用化が活発に意図されている。
【０００３】
２ビーム走査装置では、被走査面を２つの光スポットで同時に走査するのであるが、２つの光スポットは副走査方向に正確に並んでいるわけではない（正確に並ばせたとしても、装置の機械振動等の原因で光スポットの位置関係がずれることがあるし、意図的に２つの光スポットを主走査方向にずらす場合もある）ので、同時に走査される２走査線における画像書き出し位置を揃えるためには、同時に走査を行なう２光束を別個に検出して、光束ごとに画像書き出し開始の同期を取る必要がある。このための２光束検出を行なう方法は種々のものが知られている（例えば、特開平６−３４４５９２号公報、同７−７２３９９号公報）。
【０００４】
ところで、２ビーム走査装置に用いられる２つの光源は一般に半導体レーザであって、放射される光束は直線偏光状態にある。このような直線偏光状態にある光束を、光偏向器として一般的なポリゴンミラーにより偏向させると、偏向反射面による反射角の変動に応じて反射率が変動し、光スポットの像高により光スポットの強度が変動する（所謂シェーディング）問題があり、このようなシェーディングを補正する目的で、半導体レーザからの光束を１／４波長板に通して円偏光状態にすることが行なわれることが多い。
【０００５】
上記特開平６−３４４５９２号公報開示の発明では、シェーディング補正が考慮されておらず、シェーディング補正を考慮するとこの発明では２光束を別個に検出することはできない。
【０００６】
特開平７−７２３９９号公報には、シェーディング補正を考慮した２光束の検出が開示されているが、２光束を別個に検出するのに、一方の光源のみを点灯させる状態と、２つの光源を同時に点灯させる状態とを必要とし、２ビーム検出が複雑である。
【０００７】
光ビームを個別的に検出することは、被走査面を同時に３以上の光スポットで同時走査するマルチビーム走査装置においても必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、２ビーム走査装置において、２つの光源を同時に点灯させた状態で、走査領域へ向かう２光束を別個に検出できる新規な２ビーム検出方法の実現を課題とする。
【０００９】
この発明の別の課題は、上記新規な２ビーム検出方法を実施した新規な２ビーム走査装置の実現にある。
【００１０】
この発明はまた、マルチビーム走査装置において、複数の光源を同時に点灯させた状態で、走査領域へ向かう複数光束を別個に検出できる新規なマルチビーム検出方法の実現を課題とする。
【００１１】
この発明のさらに他の課題は、上記新規なマルチビーム検出方法を実施した新規なマルチビーム走査装置の実現にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法は「独立した２つの光源からの光束を共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に２つの光スポットとして集光させ、２走査線を同時に走査する２ビーム走査装置において、走査領域へ向かう２光束を互いに分離して検出する方法」であり、以下の如き特徴を有する。
【００１３】
即ち、走査領域へ向かう２光束の光強度を互いに異ならせて共通の受光素子に集光的に入射させるとともに、各光束が「受光素子の受光面を通過する時間」が異なるように受光素子の受光面形状を設定し、受光素子からの出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化し、その内の１つのスレッシュレベルにより矩形信号化された信号を一方の光束に対する検出信号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対して所定の演算を行なって他方の光束に対する検出信号とする。
走査領域へ向かう２光束を共通の受光素子に「集光的に入射させる」とは、受光素子の受光面に入射する各光束が上記受光面近傍に集光することを意味する。
【００１４】
この請求項１記載の発明において、走査領域へ向かう２光束の光強度を互いに異ならせる方法としては「各光源の発光強度を異ならせる方法」でもよいし（請求項２）、各光源を半導体レーザとし、各光源からの光束を第１の１／４波長板により（シェーディング補正のために）互いに逆回りの円偏光とし、走査領域へ向かう２光束を第２の１／４波長板で「偏光方向が互いに直交する直線偏光」に戻し、これら２光束を共通の偏光子に通過させることにより互いに光強度の異なる２光束とする方法でもよい（請求項３）。この場合、偏光子の方位（偏光光束を全て透過させる方位）は、上記直線偏光となった一方の光束の偏光方向に対して「非直角、且つ非平行で非４５度」である。
【００１５】
以上の説明から分かるように、請求項３記載の発明では光源が半導体レーザであることによる放射光束の直線偏光を利用しているが、請求項２記載の発明では２光束の偏光特性を利用していないので、請求項２記載の発明における光源は半導体レーザに限らず、例えば発光ダイオードを光源として用いることもできる。
【００１６】
共通の受光素子からの出力は複数のスレッシュレベルで矩形信号化されるが、互いに異なる２つのスレッシュレベルで矩形信号化する場合には、高い方のスレッシュレベルにより矩形信号化された信号をＴ２、低い方のスレッシュレベルで矩形信号化された信号をＴ１、上記信号：Ｔ２の反転信号（信号：Ｔ２のハイ・ロウを反転させた信号）をＴ２’とするとき、信号：Ｔ２を一方の光束の検出信号とし、演算：Ｔ１・Ｔ２’の結果を他方の検出信号とすることができる（請求項４）。この請求項４記載の発明は、低い方のスレッシュレベルで矩形信号化された信号が、光束ごとに分離した信号と成る程度に、２つの光スポットが主走査方向へ分離している場合に有効である。
【００１７】
上記受光素子からの出力を３つのスレッシュレベルで矩形信号化する場合には、高い方のスレッシュレベルにより矩形信号化された信号をＴ３、低い方のスレッシュレベルで矩形信号化された信号をＴ１、中間のスレッシュレベルで矩形信号化された信号をＴ２、上記信号：Ｔ２の反転信号をＴ２’とするとき、信号：Ｔ２を一方の光束の検出信号とし、演算：Ｔ１・Ｔ２’＋Ｔ３の結果を他方の検出信号とすることができる（請求項５）。この方法は、２つの光スポットが主走査方向に近接していても離れていても有効である。
【００１８】
以下に、参考例として説明する２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法は「独立した２つの半導体レーザからの光束を共通の１／４波長板により互いに逆回りの円偏光としたのち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に２つの光スポットとして集光させ、２走査線を同時に走査する２ビーム走査装置において、走査領域へ向かう２光束を互いに分離して検出する方法」であって、以下の如き特徴を有する。
【００１９】
即ち、走査領域へ向かう２光束を別の共通の１／４波長板を介して偏光ビームスプリッタに入射させて各光束を空間的に分離し、分離された各光束をそれぞれに対応する受光素子に入射させて検出する。
【００２０】
請求項６記載の２ビーム走査装置は「独立した２つの半導体レーザからの光束を共通の１／４波長板により互いに逆回りの円偏光としたのち、光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に２つの光スポットとして集光させ、２走査線を同時に走査する２ビーム走査装置」であって、走査領域へ向かう２光束を独立に検出するために、受光素子と、光束集光手段と、光強度差別化手段と、信号化手段と、演算手段とを有する。
【００２１】
「受光素子」は、走査領域へ向かう２光束を受光するために、２光束に共通に設けられ、その受光面の走査方向の幅が、走査直交方向へ直線的に増加する形状の受光面形状を有する。「走査方向」は、受光素子の受光面の位置に、理想的な偏向光束の主光線に直交する面を考えるとき、偏向光束の偏向に伴い偏向光束が上記面を横切る方向であり、上記面内において、走査方向に直交する方向が「走査直交方向」である。
【００２２】
「光束集光手段」は、２光束を共通の受光素子に集光させる手段であり、専用の光学系（レンズや凹面鏡等）を用いても良いし、走査結像光学系の一部を兼用させてもよい。
「光強度差別化手段」は、受光素子に入射する２光束の光強度を互いに異ならせる手段である。
「信号化手段」は、受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化する手段であり、各種コンパレータを利用することができる。
「演算手段」は、信号化手段から得られる各信号に対して所定の演算を行なう手段であり、例えばマイクロコンピュータを利用できる。
【００２３】
上記請求項６記載の２ビーム走査装置において、「光強度差別化手段」を、２光束が走査領域へ向かうとき、各半導体レーザの発光強度を互いに異ならせるように、各半導体レーザを制御する光源制御手段として構成できる（請求項７）。
【００２４】
あるいは上記「光強度差別化手段」を、走査領域へ向かう２光束に共通に設けられて２光束を互いに直交する直線偏光にする１／４波長板と、この１／４波長板と受光素子との間に配備され、各光束の透過強度を異ならせるような態位に配備された偏光子とを有するように構成してもよい（請求項８）。
【００２５】
上記請求項６または７または８記載の２ビーム走査装置においては、「演算手段が、信号化手段から得られる信号により、２つの光スポットの走査直交方向のピッチを演算する機能を有する」ことができる（請求項９）。
【００２６】
以下に、参考例として説明する２ビーム走査装置は「独立した２つの半導体レーザからの光束を共通の１／４波長板により互いに逆回りの円偏光としたのち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に２つの光スポットとして集光させ、２走査線を同時に走査する２ビーム走査装置において、走査領域へ向かう２光束を透過させ、空間的に分離する別の共通の１／４波長板と、この１／４波長板を透過した２光束を空間的に分離するための偏光ビームスプリッタと、空間的に分離された各光束を対応的に受光して検出信号用の出力を出力する２つの受光素子とを有する」ことを特徴とする。
【００２７】
なお、上記「走査結像光学系」としてはｆθレンズを始めとして、従来からシングルビーム走査装置に関連して公知の任意の光学系を利用できる。
【００２８】
以上は２ビーム走査の場合である。以下には「マルチビーム走査」の場合を説明する。
請求項１０記載の発明の、マルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法は「独立したｎ（≧２）個の光源からの光束を、共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上にｎ個の光スポットとして集光させ、ｎ本の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置において、走査領域へ向かうｎ光束を互いに分離して検出する方法」であって、以下の如き特徴を有する。
【００２９】
即ち、走査領域へ向かうｎ光束の光強度を互いに異ならせて共通の受光素子に集光的に入射させるとともに、各光束が受光素子の受光面を通過する時間が異なるように受光素子の受光面形状を設定し、受光素子からの出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化し、その内の１つのスレッシュレベルにより矩形信号化された信号を１つの光束に対する検出信号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対して所定の演算を行なって他の光束に対する検出信号とする。
【００３０】
走査領域へ向かうｎ光束の光強度を互いに異ならせるには、ｎ個の光源の発光強度を異ならせても良いし（請求項１１）、各光源からの光束を半透鏡で合成し、光束ごとに、透過させる半透鏡の数を異ならせることにより行ってもよい。
【００３１】
ｎ個の光スポットを、共通の受光素子に一度に１つずつ受光されるように、主走査方向に分離し、共通の受光素子からの出力を互いに異なるｎ個のスレッシュレベルで矩形信号化し、スレッシュレベルの高い側から数えて第ｉ番目のスレッシュレベルにより矩形信号化された信号をτｉ(ｉ＝１〜ｎ)、信号：τｉの反転信号をτｉ’とするとき、信号：τ１を最高光強度の光束の検出信号とし、演算：τｉ・τｊ’（ｉ＝２〜ｎ，ｊ＝ｉ−１）を、第ｉ番目の光強度の光束の検出信号とすることができる（請求項１２）。
【００３２】
マルチビーム走査における独立したｎ個の光源は、ｎが２であるときには、請求項１〜９記載の発明と同様の光源を利用できる。ｎが３以上である場合にも、ｎ個の光源として、ｎ個のＬＥＤやｎ個の半導体レーザ、あるいは半導体レーザとＬＥＤとを組み合わせて使用することもでき、半導体レーザアレイとＬＥＤとを組み合わせることもできる。
【００３３】
さらに、マルチビーム走査装置の光源として「少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レーザ光源」を用いることができる（請求項１３）。半導体レーザアレイは、周知の如く、複数の半導体レーザ発光源をモノリシックに有する光源であり、各半導体レーザ光源から独立して光束を放射することができる。このような半導体レーザアレイと通常の単一発光部の半導体レーザとを総称して「半導体レーザ光源」と称する。
【００３４】
少なくとも一方が半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レーザ光源を用いると、光源から放射される光束数が最も少ないのは、一方の半導体レーザ光源が通常の単一発光部を有する半導体レーザで、他方の半導体レーザ光源が独立した発光部を２つ有する半導体レーザアレイの場合であり、この場合の光束の総数は３になる。
【００３５】
請求項１４記載の発明のマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法は、「少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の光束を、共通の１／４波長板により、半導体レーザ光源ごとに互いに逆回りの円偏光としたのち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に３以上の光スポットとして集光させ、３以上の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置において、走査領域へ向かう各光束を互いに分離して検出する方法」であり、以下の如き特徴を有する。
【００３６】
即ち、走査領域へ向かう各光束を、その光強度を互いに異ならせて別の共通の１／４波長板を介して偏光ビームスプリッタに入射させ、半導体レーザ光源ごとの光束を空間的に分離し、分離された各光束群を、それぞれに対応する受光素子に入射させる。この場合、分離された光束群の一方は１以上の光束を有し、他方は２以上の光束を有する。
【００３７】
２以上の光束を受光する受光素子の受光面形状は、該受光素子に入射する光束が受光面を通過する時間が異なるように設定する。２以上の光束を受光する受光素子からの出力は、互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化され、その内の１つのスレッシュレベルにより矩形信号化された信号を１つの光束に対する検出信号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対して所定の演算を行なって他の光束に対する検出信号とする。
【００３８】
即ち、各光束は、２つの受光素子の何れにより受光されるかにより区別され、さらに、受光素子が２以上の光束を受光する場合には上記の如き方法で互いに区別されるのである。偏向光束の総数が３本で、一方の受光素子が１つの光束しか受光しない場合には、当該光束は受光素子の出力の検出のみで検出することができる。各受光素子が２以上の光束を受光する場合には、受光素子ごとに上記の如き方法で、各光束の区別を行うことができる。
【００３９】
請求項１５記載の発明のマルチビーム走査装置は「少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の光束を、共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に３以上の光スポットとして集光させ、３以上の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置」であって、受光素子と、光束集光手段と、光強度差別化手段と、信号化手段と、演算手段とを有する。
【００４０】
「受光素子」は、走査領域へ向かう各光束を共通に受光し、受光面の走査方向の幅が、走査直交方向へ直線的に増加する形状の受光面形状を有する。
「光束集光手段」は、３以上の光束を共通の受光素子に集光させる。
「光強度差別化手段」は、受光素子に入射する各光束の光強度を互いに異ならせる。
「信号化手段」は、受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化する。
「信号化手段」は、信号化手段から得られる各信号に対して所定の演算を行なう。
【００４１】
請求項１６記載のマルチビーム走査装置は「少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の光束を共通の１／４波長板により、半導体レーザ光源ごとに、互いに逆回りの円偏光としたのち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に３以上の光スポットとして集光させ、３以上の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置」であって、第２の１／４波長板と、偏光ビームスプリッタと、２つの受光素子と、光強度差別化手段と、信号化手段と、演算手段とを有する。
【００４２】
「第２の１／４波長板」は、走査領域へ向かう各光束を透過させるべく、各光束に共通である。この第２の１／４波長板を透過することにより、各光束は、その光束がどちらの半導体レーザ光源から放射されたかに従い、互いに偏光面が直交した光束となる。
「偏光ビームスプリッタ」は、第２の１／４波長板を透過した３以上の光束を、半導体レーザ光源ごとに空間的に分離する。
「２つの受光素子」は、空間的に分離された光束群を対応的に受光して、検出信号用の出力を出力する。２以上の光束を受光する受光素子の受光面形状は、該受光素子に入射する光束が受光面を通過する時間が異なるように設定される。
【００４３】
「光強度差別化手段」は、２以上の光束を放射する半導体レーザ光源から放射される光束の光強度を互いに異ならせる。
「信号化手段」は、２以上の光束を受光する受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化する。
「演算手段」は、信号化手段から得られる各信号に対し所定の演算を行なう。
【００４４】
上記請求項１５または１６記載のマルチビーム走査装置において、２つの半導体レーザ光源をともに半導体レーザアレイとすることができ（請求項１７）、この場合、同時に走査する走査線の本数は４以上になる。
【００４５】
また、請求項１５または１６または１７記載のマルチビーム走査装置において、「光強度差別化手段」は、各光束が走査領域へ向かうとき、各半導体レーザ光源の発光部の発光強度を互いに異ならせるように、各半導体レーザ光源を制御する光源制御手段であることができる（請求項１８）。
【００４６】
上記請求項１５〜１８の任意の１に記載の２ビーム走査装置において、演算手段が、信号化手段から得られる信号により、３以上の光スポットの走査直交方向のピッチを演算する機能を有することができる（請求項１９）。
【００４７】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）において符号１０で示す光源部からは、２ビーム走査用の２つの光束が、それぞれ平行光束として放射される。放射された２光束は光スポット整形用のアパーチュア板２０の開口部を通過し、シリンダレンズ３０に入射する。シリンダレンズ３０は副走査対応方向（光源から被走査面に到る光路を直線的に展開した仮想的な光路上で副走査方向に平行的に対応する方向を言い、上記仮想的な光路上で主走査方向に平行的に対応する方向を主走査対応方向と言う）にのみ集光され、光偏向器であるポリゴンミラー４０の偏向反射面４１の近傍に、主走査対応方向に長い線像として結像する。
【００４８】
ポリゴンミラー４０が矢印方向へ等速回転すると、偏向反射面により反射された２光束は偏向光束となり、「走査結像光学系」であるｆθレンズ３２の作用により、被走査面５０上に２つの光スポットとして集光し、被走査面５０を走査する。被走査面位置には通常、光導電性の感光体が配備されるので、光スポットは実体的には感光体を走査する。
【００４９】
光源部１０は、ケーシング１８内に２つの半導体レーザ１１，１２と、２つののコリメートレンズ１３，１４と、半導体レーザ１１からの光束の偏光面を９０度旋回させる１／２波長板１５と、半導体レーザ１１，１２からの光束を合成するビーム合成プリズム１６と、合成された２光束の偏光状態を円偏光状態にするための１／４波長板１７とを有する。
【００５０】
半導体レーザ１１，１２から放射された各光束は、対応するコリメートレンズ１３，１４で平行光束化されたのちビーム合成プリズム１６に入射する。半導体レーザ１１からの光束は、ビーム合成プリズム１６における偏光ビームスプリッタ膜１６２を透過してビーム合成プリズム１６から射出する。半導体レーザ１２からの光束はビーム合成プリズム１６の斜面１６１で内部反射し、偏光ビームスプリッタ膜１６２により反射されてビーム合成プリズム１６から射出する。
【００５１】
図１（ａ）の状態において、コリメートレンズ１３，１４は共に「主走査対応方向に平行な同一面内」にある。半導体レーザ１１，１２は、その内の少なくとも一方が、対応するコリメートレンズの光軸から、主・副走査対応方向に微小距離ずれている。図１（ａ）では、半導体レーザ１２のコリメートレンズ１４の光軸からの副走査対応方向へのずれが「誇張して」描かれている。即ち、半導体レーザ１１，１２の発光部を結ぶ直線は主走査対応方向と微少な角：θ_Aをなし、角：θ_Aの傾きにより、ビーム合成プリズム１６から射出する２光束は互いに副走査対応方向に微少角傾いている。この微少角により、被走査面５０上に集光する２つの光スポットの副走査方向の間隔：Ｐ_Sが定まる。
【００５２】
また半導体レーザ１１，１２の、対応するコリメートレンズの光軸からの主走査対応方向の微少なずれにより、ビーム合成プリズム１６から射出する光束は、主走査方向において、図に示すように互いに微少な角：θ_Bをなす。この角：θ_Bにより被走査面５０上に集光する２つの光スポットの主走査方向の間隔：Ｐ_Mが定まる。
【００５３】
図１（ａ）の状態において、光源部１０をコリメートレンズ１３の光軸の回りに回転させることにより、被走査面５０上の２つの光スポットの間隔を一定に保ったまま、これらスポットを結ぶ方向を回転させることができ、このことを利用して、上記間隔：Ｐ_M，Ｐ_Sを調整することが可能である。
【００５４】
ビーム合成プリズム１６を射出した２光束は、直線偏光の偏光面が互いに直交しており、このままでは前述の「シェーディング」が生じるので、１／４波長板１７を透過させることにより、これらを互いに逆回りの円偏光状態にする（請求項３）。このようにして、合成され、シェーディング補正された２光束が光源部１０から射出する。
【００５５】
光源部１０から射出し、ポリゴンミラー４０により偏向された２光束は走査領域へ向かって偏向するが、走査領域へ向かう途上においてｆθレンズ３２を介してミラー６１へ入射し、ミラー６１により反射されると、１／４波長板６２と偏光子６３とを介して受光素子６４に入射する。受光素子６４は、ミラー６１を介する光路上で被走査面５０と等価な位置に配備され（図は作図の関係でそのように描かれていない）、２光束とも受光素子６４の受光面上に光スポットとして集光する。従ってｆθレンズ３２は、請求項７記載の発明における、２光束を共通の受光素子６４に集光させる「光束集光手段」を構成している。
【００５６】
ミラー６１により反射された２光束は、１／４波長板６２に入射するときには図１（ｂ）に示すように「互いに逆向きの円偏光状態」であり、１／４波長板６２を透過することにより、同図に示すように「互いに直交する直線偏光状態」に変換される。このように互いに直交する偏光状態となった２光束は、偏光子６３を透過する（請求項３）。
【００５７】
図１（ｂ）に示すように、偏光子６３の方位（直線偏光光束を最大限透過させる方向）は、光束Ｂ１（半導体レーザ１１からの光束）の偏光方向に対して角：θだけ傾いており、光束Ｂ１，Ｂ２が偏光子６３を透過する割合は、ｃｏｓ²θ：ｓｉｎ²θになる。そこで、角：θを適当に選ぶことにより、受光素子６４の受光面６４上において、図１（ｂ）に示すように、光束Ｂ１，Ｂ２の光強度に大小の差が出るようにするのである。
【００５８】
即ち、図１の実施の形態において、走査領域へ向かう２光束に共通に設けられて２光束を互いに直交する直線偏光にする１／４波長板６２と、この１／４波長板６２と受光素子６４との間に配備され、各光束の透過強度を異ならせるような態位に配備された偏光子６３とは、受光素子６４に入射する２光束の光強度を互いに異ならせる「光強度差別化手段」を構成している（請求項８）。
【００５９】
かくして、偏向された２光束は走査領域へ到達するに先立って、光強度を互いに異ならせて共通の受光素子６４に集光的に入射する（請求項１）。
受光素子６４の受光面は、図１（ｃ）に示すように、直角三角形形状をしており、直角を挾む２辺の一方は「走査方向（図の左右方向）に平行」であり、他方は「走査直交方向（図の上下方向）に平行」である。
従って、受光素子６４は、その受光面６４Ａの走査方向の幅が「走査直交方向へ直線的に増加する形状」を有しており（請求項６）、このため各光束Ｂ１，Ｂ２が受光面６４Ａを（走査方向へ）通過する時間が異なる（請求項１）。
なお、図１（ｃ）において、符号ＳＰ１，ＳＰ２は、光束Ｂ１，Ｂ２を集光させた光スポットを示す。
【００６０】
光束Ｂ１，Ｂ２が受光面６４Ａを通過するとき、受光素子６４からは受光信号が発せられ、この受光信号は信号化・演算手段６５により矩形信号化され、さらに必要な演算を受ける。信号化・演算手段６５は、請求項７記載の発明における信号化手段と演算手段とを合わせたものであり、例えばマイクロコンピュータである。受光素子６４からの信号は信号化・演算手段６５に入力すると、デジタル化され、次いで、２つもしくは３つのスレッシュレベルを用いて矩形信号化される。
【００６１】
最初に、図１（ｃ）に示すように、光束Ｂ１，Ｂ２の形成する光スポットＳＰ１，ＳＰ２が走査方向に十分に離れている（図１（ａ）の間隔：Ｐ_Mが十分に大きい）場合に就き説明する。
【００６２】
前述のように、光束Ｂ１の光スポットＳＰ１の光強度を光スポットＳＰ２の光スポットよりも大きくし、受光面６４Ａを横切る時間は、光スポットＳＰ１の方が光スポットＳＰ２よりも短いので、この場合、受光素子６４から得られる信号は、図２（ａ）に示す如きものになる。
【００６３】
そこで、この信号を２つのスレッシュレベルＴＨ１，ＴＨ２で矩形信号化すると、低い方のスレッシュレベルＴＨ１に応じて、矩形化された信号：Ｔ１、高い方のスレッシュレベルＴＨ２に応じて矩形化された信号：Ｔ２がそれぞれ得られる（図２（ｂ））。これらの信号：Ｔ１，Ｔ２のうち、信号：Ｔ２は光強度の大きい光束Ｂ１にのみ対応するから、信号：Ｔ２をもって、光束Ｂ１に対する検出信号：Ｂｅａｍ１とすることができる（図２（ｃ））。
【００６４】
また、信号：Ｔ２の反転信号をＴ２’とし、この信号Ｔ２’と上記信号Ｔ１との積：Ｔ１・Ｔ２’を演算すると、光強度の小さい光束Ｂ２にのみ対応する矩形化された信号が得られるので、これを光束Ｂ２の対する検出信号：Ｂｅａｍ２とすることができる。信号：Ｔ２の反転信号：Ｔ２’を得ることおよび演算：Ｔ１・Ｔ２’は勿論、信号化・演算手段６５において行なわれる。
【００６５】
光束Ｂ１，Ｂ２に対する画像書き出し位置の同期は、光束Ｂ１に対しては検出信号：Ｂｅａｍ１の立ち上がりを、また光束Ｂ２に対しては検出信号：Ｂｅａｍ２の立ち上がりを基準として制御すればよい。
【００６６】
偏向光束Ｂ１，Ｂ２が受光素子６４の受光面６４Ａを横切るときの速さ：ｖは、ポリゴンミラー４０の回転速度に応じて一義的に定まる。
そこで、図２（ｃ）に示すように検出信号：Ｂｅａｍ１，Ｂｅａｍ２の継続時間を、図のようにそれぞれｔ_１，ｔ_２とし、図１（ｃ）に示すように、受光面６４の斜辺部が底辺部と成す角を角：αとすると「ｖ・（ｔ_２−ｔ_１）ｔａｎα」は、光スポットＳＰ１，ＳＰ２の副走査方向の間隔（図１（ａ）の間隔：Ｐ_Ｓ）に等しい。従って、信号化・演算手段６５に、上記時間：ｔ_１，ｔ_２の計時機能と、演算：ｖ・（ｔ_２−ｔ_１）ｔａｎαを行なう機能を持たせておけば、２つの光スポットの走査直交方向のピッチ：Ｐ_Ｓを計測することが可能になる（請求項９）。
【００６７】
図３に示すように、２つの光スポットＳＰ１，ＳＰ２の走査方向の間隔（図１（ａ）の間隔：Ｐ_M）が小さくなると、上に説明した方法では光束ごとに分離した検出信号を得ることはできない。この場合には、受光素子６４の出力を３つのスレッシュレベルで矩形信号化する。
【００６８】
この場合を図４に示す。図４（ａ）に示すように、３つのスレッシュレベルを低い方から順にＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３、これらにより矩形信号化された信号をそれぞれＴ１，Ｔ２，Ｔ３、中間のスレッシュレベル：ＴＨ２で矩形化信号化された信号：Ｔ２の反転信号をＴ２’とすると、これら及び演算：Ｔ１・Ｔ２’の結果はそれぞれ図４（ｂ）に示す如きものとなる。
【００６９】
これらの信号のうち、信号：Ｔ２は、光強度の大きい光束Ｂ１にのみ対応するから、信号：Ｔ２をもって、光束Ｂ１に対する検出信号：Ｂｅａｍ１とすることができる（図４（ｃ））。
【００７０】
また、演算：Ｔ１・Ｔ２’＋Ｔ３の結果は、図４（ｃ）に示すように、光強度の小さい光束Ｂ２にのみ対応するので、これを光束Ｂ２の対する検出信号：Ｂｅａｍ２とすることができる（請求項５）。必要な演算は勿論、信号化・演算手段６５において行なわれる。
【００７１】
このようにして、光スポットＳＰ２が、光スポットＳＰ１より若干先行している場合（図４（４−１））、光スポットＳＰ１，ＳＰ２が走査直交方向に完全に並んでいる場合（図４（４−２））、光スポットＳＰ１が光スポットＳＰ２に若干先行している場合（図４（４−３））、光スポットＳＰ１，ＳＰ２が走査方向に十分に分離している場合（図４（４−４））の何れにおいても、各光束Ｂ１，Ｂ２を確実に分離して検出できる。
【００７２】
なお、図１（ａ）の実施の形態において、シェーディング補正を行なわない場合には１／４波長板１７は不要であり、この場合には１／４波長板６２も不要であって、偏光子６３のみで光束Ｂ１，Ｂ２の光強度を差別化することができ、上記と同様にして各光束の検出信号を得ることができる。
【００７３】
また、図１（ａ）の実施の形態において、１／４波長板６２により２光束の偏光状態を、互いに直交する直線偏光状態としたのち、これらを走査方向に並んだ２つの受光素子に相次いで入射させ、各受光素子の受光面に偏光子を設け、これら偏光子の偏光の方位を互いに直交させるようにすることも考えられる。
【００７４】
図５は、請求項７記載の発明の実施の１形態を示している。図１の形態と同じ部分に就いては、図１（ａ）におけると同一の符号を付した。受光素子６４は、図１（ｃ）に示す如き受光面形状を有する。
【００７５】
この実施の形態では、光強度差別化手段が、図示されない「光源制御手段」であり、２光束（図１に即して説明した２光束Ｂ１，Ｂ２）が走査領域へ向かうとき、半導体レーザ１１，１２の発光強度を互いに異ならせるように各半導体レーザを制御する（請求項２）。
【００７６】
このとき、半導体レーザ１１の発光強度が、半導体レーザ１２の発光強度より大きくなるように制御を行なえば、図２，４に即して説明したのと全く同様にして、各光束Ｂ１，Ｂ２に対応する検出信号：Ｂｅａｍ１，Ｂｅａｍ２を得ることができる。
この場合にも、演算：ｖ・（ｔ₂−ｔ₁）ｔａｎαにより、２つの光スポットの走査直交方向のピッチ：Ｐ_Sを計測することが可能である。
【００７７】
図５の実施の形態では、図１の実施の形態に比較して、１／４波長板６２や偏光子６３が不要であるので、コストの低減化が可能である。
【００７８】
図１，図５の実施の形態において、受光素子６４の受光面の形状は図１（ｃ）に示す形状の斜辺の側を、光束を迎え入れる側にしても良く、あるいは上下を逆にして用いても良い。また受光面の形状は、走査直交方向に頂点を向けた２等辺３角形等、種々の形状が可能である。
【００７９】
図６は、前述の参考例の２ビーム走査装置の実施の１形態を示す図であり、参考例の２ビーム検出方法を実施する。
【００８０】
図１の実施の形態と同じ部分は、図１（ａ）におけると同一の符号を付した。図１（ａ）に示す実施の形態と異なり、１／４波長板６２を透過した２光束は偏光ビームスプリッタ７０に入射する。図１（ｂ）に即して説明したように、１／４波長板６２を透過した２光束は、その偏光状態が互いに直交する直線偏光状態となっているので、半導体レーザー１１からの光束（光束Ｂ１とする）は偏光ビームスプリッタ７０を透過して受光素子７１に集光的に入射する。従って、受光素子７１の出力により光束Ｂ１の検出信号を得ることができる。
【００８１】
半導体レーザ１２からの光束（光束Ｂ２とする）は、偏光ビームスプリッタ７０により反射されることにより光束Ｂ１と空間的に分離し、受光素子７２に入射して対応する検出信号を発生させる。
【００８２】
図７は請求項１５記載のマルチビーム走査装置の実施の１形態を図１（ａ）に倣って示している。繁雑を避けるため、混同の虞れがないと思われるものに就いては図１（ａ）におけると同一の符号を用いた。
【００８３】
光源部１００は、図１（ａ）に即して説明したものと同様であるが、半導体レーザ光源として、半導体レーザアレイ１１０，１２０が用いられている（請求項１７）。半導体レーザアレイ１１０，１２０は共に、２つの発光部をモノリシックに有する半導体レーザ光源で、半導体レーザアレイ１１０，１２０の各発光部の配列方向は互いに平行となっており、光源部１００からは、隣接する光束間の方向が角：θ_Ｂだけ異なる４本の平行光束（繁雑を避けるため２本のみが示されている）が放射される。
【００８４】
これら４本の光束は、シェーディング対策のため１／４波長板１７により円偏光となって光源部１００から放射され、光スポット整形用のアパーチュア板２００の開口部を通過してシリンダレンズ３０に入射し、シリンダレンズ３０により副走査対応方向にのみ集光され、「共通の光偏向器」であるポリゴンミラー４０の偏向反射面４１の近傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。ポリゴンミラー４０の回転により偏向された偏向光束は「共通の走査結像光学系」であるｆθレンズ３２の作用により被走査面５０上に４つの光スポットとして集光し、実体的には感光体の感光面である被走査面５０を走査する。
【００８５】
半導体レーザアレイ１１０，１２０と、これらに対応するコリメートレンズ１３，１４との位置関係と、図の角：θ_A，θ_Bにより、被走査面５０上における４つのスポットにおける隣接スポット間の主・副走査方向の間隔：Ｐ_M，Ｐ_Sが定まる。また、光源部１０を、コリメートレンズ１３の光軸の回りに回転調整することで、Ｐ_M，Ｐ_Sの調整が可能である。
【００８６】
即ち、図７は、２つの「半導体レーザ光源」である半導体レーザアレイ１１０，１２０からの４光束を、共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面５０上に４つの光スポットとして集光させ、４走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置の実施の形態を示している。
【００８７】
この装置は、ｆθレンズ３２を透過して走査領域へ向かう４光束を受光する共通の受光素子６４０と、受光素子６４０に向けて上記４光束を反射するミラー６１を有する。受光素子６４０の受光面上に入射する４光束はいずれも「光束集光手段」であるｆθレンズ３２により光スポットとして受光面近傍に集光する。
【００８８】
この実施の形態においては、半導体レーザ１１０，１２０の駆動手段（図７に図示されていない）である「光源制御手段」が「光強度差別化手段」を構成し、マルチビーム検出を行うときは４つの発光部のそれぞれの発光強度を異ならせ、受光素子６４０に入射する４光束の光強度を相互に異ならせる（請求項１８）。
【００８９】
図８（ｄ）は、４光束に共通の受光素子６４０における受光面６４０Ａの形状と、受光面６４０Ａを順次に通過する４つの光スポットとの関係を説明図的に示している。図８（ｄ）では、光スポットＳ１〜Ｓ４相互の、走査方向（図の左右方向）の間隔が実際よりも縮めて描かれているが、実際には、光スポットＳＰ１〜ＳＰ４は図の左右方向にもっと離れており、受光面６４０Ａは一度に１個の光スポットのみを受光するようになっている。
【００９０】
各光スポットＳＰ１〜ＳＰ４を形成する光束Ｂ１〜Ｂ４が、図の矢印のように受光面６４０Ａを通過すると、各光束は光強度が互いに異なり、受光面６４０Ａは走査方向(図の左右方向)の幅が走査直交方向(図の上下方向)へ直線的に変化しているので、受光素子６４０からは図８（ａ）に示すような出力が得られる。
【００９１】
この出力を図８（ａ）に示すように互いに異なる４つのスレッシュレベル：ＴＨ１’〜ＴＨ４’で「矩形信号化」すると、スレッシュレベル：ＴＨ１’〜ＴＨ４’に応じて、図８（ｂ）に示すような矩形信号：τ１〜τ４が得られる。スレッシュレベル：ＴＨ１’〜ＴＨ４’による矩形信号化は「矩形信号化手段」をなすマイクロコンピュータ等である信号化・演算手段６５０により行われる。
【００９２】
信号化・演算手段６５０は「演算手段」を兼ね、矩形信号：τ１〜τ４に対して以下の演算を行う。即ち、矩形信号：τｉのうち、ｉ＝１〜３に対する反転信号：τｉ’を生成し、矩形信号：τ２〜τ４との間で、演算：τ２・τ１’，τ３・τ２’，τ４・τ３’を行う。演算の結果と矩形信号：τ１とを図８（ｃ）に示す。
【００９３】
演算：τ２・τ１’，τ３・τ２’，τ４・τ３’の結果は矩形信号で互いに分離し、且つ、矩形信号：τ１とも分離している。これら矩形信号：τ１，τ２・τ１’，τ３・τ２’，τ４・τ３’は、それぞれ光束Ｂ１〜Ｂ４の光スポットＳＰ１〜ＳＰ４に対応するから、光束Ｂ１〜Ｂ４の検出信号：Ｂｅａｍ１〜Ｂｅａｍ４として使用することができる。
【００９４】
即ち、図７および図８に即して説明した実施の形態において、マルチビーム走査装置は、独立した４個の光源（半導体レーザアレイの発光部）からの光束を共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に４個の光スポットとして集光させ、４本の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置であり、走査領域へ向かう４光束の光強度を互いに異ならせて共通の受光素子６４０に集光的に入射させるとともに、各光束が受光素子６４０の受光面６４０Ａを通過する時間が異なるように受光素子６４０の受光面６４０Ａの形状が設定され、受光素子６４０からの出力を互いに異なる複数のスレッシュレベル：ＴＨ１’〜ＴＨ４’で矩形信号化し、その内の１つのスレッシュレベルにより矩形信号化された信号：τ１を１つの光束：Ｂ１に対する検出信号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対して所定の演算を行なって他の光束Ｂ２〜Ｂ４に対する検出信号とすることにより４光束を互いに分離して検出するという「請求項１０記載の発明」を実施する。
【００９５】
そして上記実施の形態では、各光源の発光強度を異ならせることにより、走査領域へ向かう４光束の光強度が互いに異ならせられ（請求項１１）、４つのスレッシュレベルで矩形信号化された信号をτｉに対し反転信号をτｉ’を用いて、演算：τｉ・τｊ’を行い、光束の検出信号とする（請求項１２）。また、光源部の発光部を構成するのは「２つの独立した半導体レーザアレイ」である（請求項１３）。
【００９６】
図７に示す信号化・演算手段６５０はまた、４本の光束Ｂ１〜Ｂ４の各々に対応する光スポットＳ１〜Ｓ４が受光面６４０Ａを通過するときの通過速度：ｖと各通過時間：ｔ_１〜ｔ_４（図８（ｃ）参照）と、受光面６４０Ａの底角：αを用いて、演算：
Ｐ_Ｓ１＝ｖ・（ｔ_２−ｔ_１）・ｔａｎα，Ｐ_Ｓ２＝ｖ・（ｔ_３−ｔ_２）・ｔａｎα，
Ｐ_Ｓ３＝ｖ・（ｔ_４−ｔ_３）・ｔａｎα
を行い、光スポットＳＰ１〜ＳＰ４の走査直交方向のピッチ：Ｐ_Ｓ１〜Ｐ_Ｓ３（図８（ｃ）参照）を演算する機能を有する（請求項１９）。
【００９７】
図７，図８に即して説明した実施の形態において、光源部１０における半導体レーザ光源１１０，１２０の一方を「通常の単一の発光部を持つ半導体レーザ」とすれば３光束で３走査線を一度に走査する場合の実施の形態となり、また、半導体レーザ光源１１０，１２０の双方を２以上の発光部を持つものとすることにより、一度に４以上の走査線を走査するマルチビーム走査装置を実現でき、何れの場合も上記と同様にして、各光束を分離してマルチビーム検出を行うことができ、走査直交方向のピッチを算出することもできる。
【００９８】
図９（ａ）は、請求項１６記載の発明のマルチビーム走査装置の実施の１形態を示している。繁雑を避けるため、混同の虞れがないと思われるものについては図７におけると同一の符号を用いた。図９（ａ）から１／４波長板６２と偏光ビームスプリッタ７０、受光素子７１０，７２０を除く部分は、図７の実施の形態と同様であるので、図９では特徴部分のみ説明する。
【００９９】
１／４波長板６２を透過した４光束は偏光ビームスプリッタ７０に入射する。１／４波長板６２を透過した４光束は、その偏光状態が互いに直交する直線偏光状態に戻るので、半導体レーザーアレイ１１０からの光束（光束Ｂ１，Ｂ２とする）は偏光ビームスプリッタ７０を透過して受光素子７１０に集光的に入射する。一方、半導体レーザ１２０からの光束（光束Ｂ３，Ｂ４とする）は、偏光ビームスプリッタ７０により反射されることにより光束Ｂ１，Ｂ２と空間的に分離し、受光素子７２０に入射する。
【０１００】
即ち、図９（ａ）に示す実施の形態において、半導体レーザアレイである２つの半導体レーザ光源１１０，１２０からの光束は、共通の１／４波長板１７により「半導体レーザ光源ごとに互いに逆回りの円偏光」とされ、共通の光偏向器４０の偏向反射面で反射されて偏向し、偏向された各偏向光束は共通の走査結像光学系３２により被走査面５０上に４つの光スポットとして集光し、４走査線を同時に走査する。
【０１０１】
走査領域へ向かう各光束は、別の共通の１／４波長板６２を透過し、偏光ビームスプリッタ７０により半導体レーザ光源１１０，１２０に応じ、空間的に分離する。空間的に分離された光束群は２つの受光素子７１０，７２０に受光され、検出信号用の出力を発生させる。図７の実施の形態と同様に、半導体レーザ１１０，１２０の駆動手段である図示されない「光源制御手段」が「光強度差別化手段」を構成し、マルチビーム検出を行うときは、４つの発光部のそれぞれの発光強度を異ならせ、受光素子６４０に入射する４光束の光強度を相互に異ならせる（請求項１８）。
【０１０２】
受光素子７１０，７２０の受光面形状は、図９（ｂ）に示すように、底角が直角と角：αとである直角三角形形状であり、受光面７１０Ａは光束Ｂ１，Ｂ２による光スポットＳＰ１，ＳＰ２を受光し、受光面７２０Ａは光束Ｂ３，Ｂ４による光スポットＳＰ３，ＳＰ４を受光する。
【０１０３】
従って、光スポットＳＰ１とＳＰ２、光スポットＳＰ３とＳＰ４とが走査方向に十分離れていて、各受光面７１０Ａ，７２０Ａが「一度に１個の光スポットを受光する場合」には、前述の図２に即して説明したのと同様の方法を各受光素子７１０，７２０の出力に対して行う（図されない信号化・演算手段により行われる）ことにより、また、光スポットＳＰ１とＳＰ２、光スポットＳＰ３とＳＰ４とが走査方向に近接している場合には、図４に即して説明したのと同様の方法を各受光素子７１０，７２０の出力に対して行う（図示しない信号化・演算手段により行われる）ことにより、４光束を互いに分離して検出することができる。
【０１０４】
即ち、図９の実施の形態のマルチビーム走査装置は請求項１４記載の発明のマルチビーム検出方法を実施する。
【０１０５】
また、４本の光束Ｂ１〜Ｂ４の各々に対応する光スポットＳ１〜Ｓ４が、それぞれ受光面７１０Ａ，７２０Ａを通過するときの通過速度：および各通過時間：ｔ₁〜ｔ₄と、受光面７１０Ａ，７２０Ａの底角：αを用いて、演算：
Ｐ_S1＝ｖ・（ｔ₂−ｔ₁）・ｔａｎα，
Ｐ_S3＝ｖ・（ｔ₄−ｔ₃）・ｔａｎα
を行えば、光スポットＳＰ１，ＳＰ２の走査直交方向のピッチ：Ｐ_S1と光スポットＳＰ１，ＳＰ２の走査直交方向のピッチ：Ｐ_S3を演算できることは明らかである。光スポットＳＰ２，ＳＰ３の走査直交方向のピッチ：Ｐ_S3は、図９（ｂ）に示す走査直交方向の距離：Ｄを用いると、演算：
Ｐ_S3＝（Ｄ＋ｖ・ｔ₃・ｔａｎα）−ｖ・ｔ₂・ｔａｎα
＝Ｄ＋（ｔ₃−ｔ₂）・ｖ・ｔａｎα
を行うことにより知ることができる。
【０１０６】
複数の光源からの光束を合成する手段は、上に説明した例に限らず、図１０の（ａ）に示すような反射面１６Ａ１と半透鏡面１６Ａ２，１６Ａ３，１６Ａ４を有するプリズム１６Ａを用いて行っても良いし、（ｂ）に示すように、反射面１６Ｂ１と半透鏡面１６Ｂ２，１６Ｂ３，１６Ｂ４を有するプリズム１６Ｂを用いて行っても良い。このようなプリズムを「光強度差別化手段」として用いると、互いに等しい光強度の光束を合成するのみで「各光束の強度を異ならせる」ことができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な２ビーム走査装置および２ビーム検出方法を実現できる。
この発明の２ビーム検出方法によれば、２つの光源を点灯させた状態で、２光束を確実に検出できる。請求項２記載の２ビーム検出方法では、シェーディング補正を行なうか否かに拘らず２光束の検出が可能であり、請求項３記載の２ビーム検出方法ではシェーディング補正を行ないつつ２光束を確実に検出できる。
【０１０８】
また、この発明の２ビーム走査装置では、２光束を確実に分離して検出できるので、走査開始の同期を光束ごとに独立して行なうことができ、良好な２ビーム走査を行なうことができる。また請求項１０記載の２ビーム走査装置では、同時に走査する２つの走査線の間隔を計測することが可能である。
【０１０９】
また、この発明によれば新規なマルチビーム走査装置およびマルチビーム検出方法を実現できる。
この発明のマルチビーム検出方法によれば、複数の発光部を点灯させた状態で、２以上の光束を確実に検出できる。請求項１０〜１２記載のマルチビーム検出方法では、シェーディング補正を行なうか否かに拘らず２以上の光束の検出が可能であり、請求項１３，１４記載のマルチビーム検出方法ではシェーディング補正を行ないつつ２以上の光束を確実に検出できる。
【０１１０】
また、この発明のマルチビーム走査装置では、３以上の光束を確実に分離して検出できるので、走査開始の同期を光束ごとに独立して行なうことができ、良好なマルチビーム走査を行なうことができる。また請求項１９記載のマルチビーム走査装置では、同時に走査する２以上の走査線の間隔を計測することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 請求項６記載の発明の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】 図１の実施の形態における検出信号の形成を説明するための図である。
【図３】 図１の実施の形態における２つの光スポットの位置関係と、受光素子の受光面との関係の例を示す図である。
【図４】 請求項５記載の発明を説明するための図である。
【図５】 請求項７記載の発明の実施の１形態を説明するための図である。
【図６】 参考例の実施の１形態を説明するための図である。
【図７】 請求項１５記載の発明の実施の１形態を説明するための図である。
【図８】 図７の実施の形態における検出信号の形成を説明するための図である。
【図９】 請求項１６記載の発明の実施の１形態を説明するための図である。
【図１０】 複数光束を合成する別の例を２例示す図である。
【符号の説明】
１０ 光源部
１１，１２ 光源（半導体レーザ）
３０ シリンダレンズ
３２ 走査結像光学系（ｆθレンズ）
４０ 光偏向器
４１ 偏向反射面
５０ 被走査面
６２ １／４波長板
６３ 偏光子
６４ 受光素子
６４Ａ 受光面
１００ 光源部
１１０，１２０ 半導体レーザアレイである半導体レーザ光源
６４０ 受光素子
６４０Ａ 受光面

Claims (19)

1. 独立した２つの光源からの光束を共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に２つの光スポットとして集光させ、２走査線を同時に走査する２ビーム走査装置において、
   走査領域へ向かう２光束を互いに分離して検出する方法であって、
   走査領域へ向かう２光束の光強度を互いに異ならせて共通の受光素子に集光的に入射させるとともに、各光束が上記受光素子の受光面を通過する時間が異なるように上記受光素子の受光面形状を設定し、
   上記受光素子からの出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化し、その内の１つのスレッシュレベルにより矩形信号化された信号を一方の光束に対する検出信号とし、
   各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対して所定の演算を行なって他方の光束に対する検出信号とすることを特徴とする２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法。
2. 請求項１記載の２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法において、
   各光源の発光強度を異ならせることにより、走査領域へ向かう２光束の光強度を互いに異ならせることを特徴とする２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法。
3. 請求項１記載の２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法において、
   各光源は半導体レーザであり、各光源からの光束は第１の１／４波長板により互いに逆回りの円偏光とされており、
   走査領域へ向かう２光束を第２の１／４波長板で、偏光方向が互いに直交する直線偏光に戻し、これら２光束を共通の偏光子に通過させることにより互いに光強度の異なる２光束とすることを特徴とする２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法。
4. 請求項１または２または３記載の２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法において、
   共通の受光素子からの出力を互いに異なる２つのスレッシュレベルで矩形信号化し、高い方のスレッシュレベルにより矩形信号化された信号をＴ２、低い方のスレッシュレベルで矩形信号化された信号をＴ１、上記信号：Ｔ２の反転信号をＴ２’とするとき、
   信号：Ｔ２を一方の光束の検出信号とし、
   演算：Ｔ１・Ｔ２’の結果を他方の検出信号とすることを特徴とする２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法。
5. 請求項１または２または３記載の２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法において、
   共通の受光素子からの出力を互いに異なる３つのスレッシュレベルで矩形信号化し、高い方のスレッシュレベルにより矩形信号化された信号をＴ３、低い方のスレッシュレベルで矩形信号化された信号をＴ１、中間のスレッシュレベルで矩形信号化された信号をＴ２、上記信号：Ｔ２の反転信号をＴ２’とするとき、
   信号：Ｔ２を一方の光束の検出信号とし、
   演算：Ｔ１・Ｔ２’＋Ｔ３の結果を他方の検出信号とすることを特徴とする２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法。
6. 独立した２つの半導体レーザからの光束を共通の１／４波長板により互いに逆回りの円偏光としたのち、光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に２つの光スポットとして集光させ、２走査線を同時に走査する２ビーム走査装置において、
   走査領域へ向かう２光束を受光する共通の受光素子と、
   上記２光束を上記共通の受光素子に集光させる光束集光手段と、
   上記受光素子に入射する２光束の光強度を互いに異ならせる光強度差別化手段と、
   上記受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化する信号化手段と、
   この信号化手段から得られる各信号に対して所定の演算を行なう演算手段とを有し、
   上記受光素子は、その受光面の走査方向の幅が、走査直交方向へ直線的に増加する形状の受光面形状を有することを特徴とする２ビーム走査装置。
7. 請求項６記載の２ビーム走査装置において、
   光強度差別化手段は、２光束が走査領域へ向かうとき、各半導体レーザの発光強度を互いに異ならせるように、各半導体レーザを制御する光源制御手段であることを特徴とする２ビーム走査装置。
8. 請求項６記載の２ビーム走査装置において、
   光強度差別化手段は、走査領域へ向かう２光束に共通に設けられて２光束を互いに直交する直線偏光にする１／４波長板と、この１／４波長板と受光素子との間に配備され、各光束の透過強度を異ならせるような態位に配備された偏光子とを有することを特徴とする２ビーム走査装置。
9. 請求項６または７または８記載の２ビーム走査装置において、
   演算手段が、信号化手段から得られる信号により、２つの光スポットの走査直交方向のピッチを演算する機能を有することを特徴とする２ビーム走査装置。
10. 独立したｎ（≧２）個の光源からの光束を共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上にｎ個の光スポットとして集光させ、ｎ本の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置において、
    走査領域へ向かうｎ光束を互いに分離して検出する方法であって、
    走査領域へ向かうｎ光束の光強度を互いに異ならせて共通の受光素子に集光的に入射させるとともに、各光束が上記受光素子の受光面を通過する時間が異なるように上記受光素子の受光面形状を設定し、
    上記受光素子からの出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化し、その内の１つのスレッシュレベルにより矩形信号化された信号を１つの光束に対する検出信号とし、
    各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対して所定の演算を行なって他の光束に対する検出信号とすることを特徴とするマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法。
11. 請求項１０記載のマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法において、
    各光源の発光強度を異ならせることにより、走査領域へ向かうｎ光束の光強度を互いに異ならせることを特徴とするマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法。
12. 請求項１０または１１記載のマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法において、
    ｎ個の光スポットを、共通の受光素子に一度に１つずつ受光されるように、主走査方向に分離し、
    上記共通の受光素子からの出力を互いに異なるｎ個のスレッシュレベルで矩形信号化し、スレッシュレベルの高い側から数えて第ｉ番目のスレッシュレベルにより矩形信号化された信号をτｉ(ｉ＝１〜ｎ)、信号：τｉの反転信号をτｉ’とするとき、
    信号：τ１を最高光強度の光束の検出信号とし、
    演算：τｉ・τｊ’（ｉ＝２〜ｎ，ｊ＝ｉ−１）を、第ｉ番目の光強度の光束の検出信号とすることを特徴とするマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法。
13. 請求項１０または１１または１２記載のマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法において、
    光源が、少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レーザ光源であることを特徴とするマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法。
14. 少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の光束を、共通の１／４波長板により半導体レーザ光源ごとに互いに逆回りの円偏光としたのち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に３以上の光スポットとして集光させ、３以上の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置において、
    走査領域へ向かう各光束を互いに分離して検出する方法であって、
    走査領域へ向かう各光束を、その光強度を互いに異ならせて別の共通の１／４波長板を介して偏光ビームスプリッタに入射させて、半導体レーザ光源ごとの光束を空間的に分離し、分離された各光束群を、それぞれに対応する受光素子に入射させるとともに、２以上の光束を受光する受光素子の受光面形状を、該受光素子に入射する光束が受光面を通過する時間が異なるように設定し、
    ２以上の光束を受光する受光素子からの出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化し、その内の１つのスレッシュレベルにより矩形信号化された信号を１つの光束に対する検出信号とし、
    各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対して所定の演算を行なって他の光束に対する検出信号とすることを特徴とするマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法。
15. 少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の光束を、共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に３以上の光スポットとして集光させ、３以上の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置において、
    走査領域へ向かう各光束を受光する共通の受光素子と、
    上記３以上の光束を上記共通の受光素子に集光させる光束集光手段と、
    上記受光素子に入射する各光束の光強度を互いに異ならせる光強度差別化手段と、
    上記受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化する信号化手段と、
    この信号化手段から得られる各信号に対して所定の演算を行なう演算手段とを有し、
    上記受光素子は、その受光面の走査方向の幅が、走査直交方向へ直線的に増加する形状の受光面形状を有することを特徴とするマルチビーム走査装置。
16. 少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の光束を共通の１／４波長板により、半導体レーザ光源ごとに互いに逆回りの円偏光としたのち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に３以上の光スポットとして集光させ、３以上の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置において、
    走査領域へ向かう各光束を透過させる別の共通の１／４波長板と、
    この別の１／４波長板を透過した３以上の光束を、半導体レーザ光源ごとに空間的に分離する偏光ビームスプリッタと、
    空間的に分離された光束群を対応的に受光して、検出信号用の出力を出力する２つの受光素子とを有し、
    ２以上の光束を放射する半導体レーザ光源から放射される光束の光強度を互いに異ならせる光強度差別化手段と、
    ２以上の光束を受光する受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化する信号化手段と、
    この信号化手段から得られる各信号に対して所定の演算を行なう演算手段とを有し、
    上記２以上の光束を受光する受光素子の受光面形状を、該受光素子に入射する光束が受光面を通過する時間が異なるように設定したことを特徴とするマルチビーム走査装置。
17. 請求項１５または１６記載のマルチビーム走査装置において、
    ２つの半導体レーザ光源がともに、半導体レーザアレイであることを特徴とするマルチビーム走査装置。
18. 請求項１５または１６または１７記載のマルチビーム走査装置において、
    光強度差別化手段は、各光束が走査領域へ向かうとき、各半導体レーザ光源の発光部の発光強度を互いに異ならせるように、各半導体レーザ光源を制御する光源制御手段であることを特徴とするマルチビーム走査装置。
19. 請求項１５〜１８の任意の１に記載のマルチビーム走査装置において、
    演算手段が、信号化手段から得られる信号により、３以上の光スポットの走査直交方向のピッチを演算する機能を有することを特徴とするマルチビーム走査装置。

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