JP6260758B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

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、被走査面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。

従来、レーザダイオード（ＬＤ）からの光ビームを光偏向手段で偏向することで被走査面を走査する光ビーム走査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この光走査装置では、光偏向手段で偏向された光ビームを、光偏向手段走査域中の所定光ビーム検出位置に配置されたミラーで反射させ、戻り光を、光偏向手段、ＬＤを介してフォトダイオード（ＰＤ）に入射させることで、光ビーム走査位置情報を検出することとしている。

しかしながら、特許文献１に開示されている光ビーム走査装置では、光ビーム走査位置情報を安定して精度良く検出することは、困難であり、被走査面を安定して精度良く走査することができなかった。

本発明は、光ビームによって被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、
発光素子と、該発光素子の射出方向に平行な方向と受光面の法線とが交差するように配置され前記発光素子から射出された光ビームの一部が前記受光面に直接入射する受光素子とを有する光源装置と、前記光源装置からの光ビームを偏向する偏向器と、前記偏向器で所定方向に偏向された光ビームを前記発光素子に入射させず、かつ前記受光面に入射させる入射光学系と、前記偏向器で前記所定方向と異なる方向に偏向された光ビームを前記被走査面に導く走査光学系と、前記受光面に直接入射した光ビームに基づく前記受光素子の出力信号を用いて前記発光素子の光量制御を行い、前記入射光学系を介して前記受光面に入射した光ビームに基づく前記受光素子の出力信号を用いて前記発光素子の発光タイミングを求める制御装置と、前記光源装置と前記偏向器との間の光ビームの光路上に配置され、前記光源装置から射出された光ビームを前記偏向器に導く偏向器前光学系と、を備え、前記偏向器前光学系は、前記発光素子からの光ビームを前記主走査方向に直交する副走査方向に対応する方向に集光する集光部を少なくとも含む光学素子と、前記集光部を介した光ビームを整形する開口を含む開口部材と、を有し、前記偏向器前光学系と前記入射光学系とは、少なくとも１つの光学部材を共有している光走査装置である。

本発明によれば、被走査面を安定して精度良く走査することができる。

本発明の第１実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す図である。 図１における光走査装置を説明するための図（その１）である。 図２における光源装置を説明するための図である。 図１における光走査装置を説明するための図（その２）である。 図１における光走査装置を説明するための図（その３）である。 図１における光走査装置を説明するための図（その４）である。 走査制御装置を説明するための図である。 第２実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。 図８における光走査装置を説明するための図（その１）である。 図８における光走査装置を説明するための図（その２）である。 図９における光源装置を説明するための図である。 図８における光走査装置を説明するための図（その３）である。 図８における光走査装置を説明するための図（その４）である。 図８における光走査装置を説明するための図（その５）である。 図８における光走査装置を説明するための図（その６）である。 図８における光走査装置を説明するための図（その７）である。 図１１における光源装置の変形例を説明するための図である。 第２実施形態の変形例の光走査装置を説明するための図である。 図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、第３実施形態の光走査装置を説明するための図（その１及びその２）であり、図１９（Ｃ）は、比較例の光走査装置を説明するための図である。 図２０（Ａ）は、第３実施形態の変形例の光走査装置を説明するための図であり、図２０（Ｂ）は、比較例の光走査装置を説明するための図である。

以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１には、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。

このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。

通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。

帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。

帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。

光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面に、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光ビームを照射する。これにより、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム１０３０の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。

現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給された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した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。

給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。

転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。

この定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。

除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０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１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。
この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、光源装置１４、反射ミラー１５、カップリングレンズ１２、開口板１６、シリンドリカルレンズ１７、ポリゴンミラー１３（偏向器）、該ポリゴンミラー１３を回転させる不図示のポリゴンモータ、走査レンズ１１、同期レンズ１８（入射光学系）、走査制御装置３０２２（図７参照）及び上記各構成部を収容する光学ハウジングＯＨなどを備えている。なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、感光体ドラム１０３０の長手方向に沿った方向をＹ軸方向、走査レンズ１１の光軸に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

光源装置１４は、一例として、図２に示されるように、回路基板１０に実装されており、図３に示されるように、フレームパッケージ２０、発光素子としてのＬＤチップ２４、受光素子としてのＰＤ（フォトダイオード）２６などを含む。回路基板１０は、走査制御装置３０２２に接続されている。

フレームパッケージ２０は、リードフレーム２０ａ上に発光素子としてのＬＤチップ２４、受光素子としてのＰＤ（フォトダイオード）２６などが固定され、端子部２０ｃとともに樹脂モールド部２０ｂにより一体化されている。

リードフレーム２０ａは、一例として、ＸＺ平面に平行な略平板状の外形を有している。リードフレームの一部である端子部２０ｃは、その一端が端子毎にＬＤチップ２４やＰＤ２６とワイヤボンディングにより接続され、外部に露出した別の一端が回路基板１０にはんだ付けにより固定、接続されることで、ＬＤチップ２４やＰＤ２６と光源駆動回路とを接続するリード線の役割をしている。図３は、発光点が２つある２チャンネルのＬＤチップ（ＬＤアレイ）の例で、端子部２０ｃは４本になっている。
リードフレーム２０ａは、端子部２０ｃとともに金属素材の薄板を素材として、打ち抜き（プレス）やエッチングなどで加工され、樹脂との一体成形時に樹脂モールド部２０ｂから一部露出するフィン形状にすることで、ＬＤチップ２４の発光による発熱を放熱するヒートシンクとしても機能する。

樹脂モールド部２０ｂは、一例として、ＸＺ断面略Ｕ字状の樹脂製部材、すなわち＋Ｘ側、＋Ｙ側及び−Ｙ側に開口する樹脂製部材から成り、＋Ｙ側の開口がリードフレーム２０ａによって塞がれるように、リードフレーム２０ａと一体化されている。すなわち、フレームパッケージ２０は、＋Ｘ側及び−Ｙ側にのみ開口している。

ＬＤチップ２４は、一例として、リードフレーム２０ａの−Ｙ側の面における樹脂モール部２０ｂで囲まれた領域に、サブマウント２２を介して固定されている。

ＬＤチップ２４は、一例として、Ｚ軸方向（副走査対応方向）に離間する複数（例えば２つ）の発光部としてのＬＤ（レーザダイオード）を有している。

ＬＤチップ２４からは、＋Ｘ側及び−Ｘ側に光ビームが射出される。ここでは、一例として、ＬＤチップ２４から＋Ｘ側に射出される光ビームは、同期検知用光ビーム又は書込用光ビームとして用いられる。ＬＤチップ２４は、１つの光ビーム又はＺ軸方向に離間する２つの光ビームを射出可能である。なお、図２では、ＬＤチップ２４から射出された光ビームの光路が３本線で示されている（他の図でも同様）。すなわち、中央の１本線で光ビームの進行方向が示され、外側の２本線で光ビームのビーム幅が示されている。

そうすると、ＬＤチップ２４から＋Ｘ側に射出されフレームパッケージ２０の＋Ｘ側の開口を通過した光ビームが、光源装置１４から射出された光ビームである。

各ＬＤは、ワイヤボンディングによって、端子部２０ｃの対応する１つの端子に接続されている。

ＰＤ２６は、一例として、サブマウント２２の−Ｙ側の面におけるＬＤチップ２４の−Ｘ側の領域に、受光面が露出した状態で形成されている。ＰＤ２６は、半導体材料であるサブマウント２２の表面に半導体プロセスにより直接形成することができる。

ＰＤ２６は、ワイヤボンディングによって、端子部２０ｃの対応する１つの端子に接続されている。

ここでは、一例として、ＬＤチップ２４から−Ｘ側に射出された光ビームの一部は、ＰＤ２６で受光される（光量調整のためのモニタ用光ビームとして用いられる）。ＰＤ２６は、受光光量に応じた信号を走査制御装置３０２２に出力する。なお、ＰＤ２６の出力信号は、「モニタ信号」とも呼ばれている。
ＰＤとしては、例えば、応答速度が速いＰＩＮフォトダイオードが用いられている。

２つのＬＤに対応する２つの端子、ＰＤに対応する端子、及びグランド用の端子からなる４つの端子部２０ｃは、それぞれの端子間に、樹脂モールド部２０ｂを形成する樹脂が充填されることによって固定され、互いに絶縁された状態で、保持されている。

図２に戻り、反射ミラー１５は、光源装置１４からの光ビームを、カップリングレンズ１２に向けて反射する。
カップリングレンズ１２は、反射ミラー１５からの光ビームを略平行光とする。

開口板１６は、開口部（アパーチャ）を有し、カップリングレンズ１２を介した光ビームを整形して、該光ビームのビーム径を定める。すなわち、開口部は、カップリングレンズ１２を介した光ビームを主走査対応方向及び副走査対向方向に整形する。

開口板の開口部を通過した光ビームは、シリンドリカルレンズ１７に入射する。
シリンドリカルレンズ１７は、開口板の開口部を通過した光ビームを、ポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍に副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に関して結像する。

光源装置１４とポリゴンミラー１３との間の光ビームの光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。偏向器前光学系は、反射ミラー１５とカップリングレンズ１２と開口板１６とシリンドリカルレンズ１７とから構成されている。

ポリゴンミラー１３は、一例として４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１３は、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に平行な軸の周りに等速回転し、シリンドリカルレンズ１７からの光ビームを偏向する。

そうすると、偏向器前光学系からの光ビームの射出方向（シリンドリカルレンズ１７の光軸方向）が、ポリゴンミラー１３への光ビームの入射方向である。

走査レンズ１１は、後に再述するように、一例として、偏向器前光学系に対してポリゴンミラー１３の回転方向下流側に配置されている。走査レンズ１１は、主走査方向及び副走査対応方向に正の屈折パワーを有し、光ビームを集光させると共に、一定の回転数で回転するポリゴンミラーで反射された光ビームを主走査方向に等速走査させる機能を有している。

同期レンズ１８は、一例として、ポリゴンミラー１３の一の偏向反射面に第１のタイミングで入射され入射方向に対してポリゴンミラー１３の回転方向（図２の矢印Ｒ方向）上流側の第１の方向に偏向された光ビームの光路上に配置されている。

ここで、本明細書中、「偏向」には、光ビームがポリゴンミラーの各偏向反射面に入射角０°で入射され、入射方向と反対方向に反射される場合を含まないこととする。すなわち、第１のタイミングでは、光ビームは、一の偏向反射面に０°よりも大きい入射角で入射される。換言すると、本願では入射角０°近傍ではＬＤを消灯するように制御する。ただし、上記制御は、ＬＤ点灯初期に最初の同期検知信号が検出された後の動作であり、初期化時の最初の同期検知信号が検出されるまでは、入射角０°位置での点灯が含まれる場合もある。

なお、走査制御装置３０２２は、第１のタイミングよりも前に、光源装置１４の例えば１つの発光部を点灯させて同期検知用光ビームを射出させる。すなわち、第１のタイミングで一の偏向反射面に入射される光ビームは、同期検知用光ビームである。

ポリゴンミラー１３の一の偏向反射面で第１の方向に偏向された光ビームは、同期レンズ１８で集光され、フレームパッケージ２０の−Ｙ側の開口（通過部）を通過して、ＰＤ２６で受光される（図３参照）。

このように、同期レンズ１８は、ポリゴンミラー１３で第１の方向に偏向された同期検知用光ビームをＬＤチップ２４の発光面に入射させず、かつＰＤ２６に入射させる入射光学系を構成している。

ここでは、ポリゴンミラー１３への光ビームの入射方向は、一例として、走査レンズ１１のＹ軸方向の中央を通るＸ軸に平行な走査基準軸に対して、＋Ｚ側から見て、例えば＋６５°（走査基準軸から＋Ｙ側に向けて測った方向を正方向とする、以下同様）の角度を成している。また、第１の方向は、一例として、走査基準軸に対して、例えば＋８０°の角度を成している。

ＰＤ２６は、同期検知用光ビームを受光したタイミングで信号を走査制御装置３０２２に出力する。なお、ＰＤ２６の出力信号は、「同期信号」とも呼ばれている。

この場合、走査制御装置３０２２は、後に詳述するように、ＰＤ２６からの同期信号の出力タイミング及びポリゴンミラー１３の回転角速度に基づいて、感光体ドラム１０３０に対する書込開始タイミングを求める。

そして、走査制御装置３０２２は、同期信号を受信したとき、光源装置１４の発光部を消灯させる。

この場合、図４に示されるように、一の偏向反射面が入射方向に直交する、第１のタイミングよりも遅い第２のタイミングでは、光ビームがポリゴンミラー１３に入射されることはない。この結果、光ビームが入射方向と反対方向である第２の方向に反射されることはなく、光ビームが偏向器前光学系を介してＬＤチップ２４に戻ることが抑制される。

ここでは、第２の方向は、一例として、走査基準軸に対して、例えば＋６５°の角度を成している。すなわち、第２の方向は、第１の方向を、ポリゴンミラー１３の回転方向（図２の矢印Ｒ方向）下流側に向けて例えば１５°だけ回転させた方向である。

走査レンズ１１は、図５及び図６に示されるように、一例として、ポリゴンミラー１３の一の偏向反射面に第２のタイミングよりも遅いタイミングで入射され入射方向に対してポリゴンミラー１３の回転方向下流側に偏向された光ビームの光路上に配置されている。

そこで、ポリゴンミラー１３の一の偏向反射面に第２のタイミングよりも遅い第３のタイミングで入射され入射方向に対してポリゴンミラー１３の回転方向下流側の第３の方向に偏向された光ビームは、走査レンズ１１を介して感光体ドラム１０３０表面の走査領域の＋Ｙ側の端に照射される（図５参照）。

なお、走査制御装置３０２２は、第２のタイミングと第３のタイミングとの間のタイミングである上記書込開始タイミング（発光タイミング）で、光源装置１４の２つの発光部から書込用光ビームを射出させる。すなわち、第３のタイミングで一の偏向反射面に入射される光ビームが、書込用光ビームである。

ここでは、第３の方向は、一例として、走査基準軸に対して、例えば＋４５°の角度を成している。すなわち、第３の方向は、第２の方向を、ポリゴンミラー１３の回転方向下流側に向けて例えば２０°だけ回転させた方向である。

そして、ポリゴンミラー１３の一の偏向反射面に第３のタイミングよりも遅い第４のタイミングで入射され第３の方向に対してポリゴンミラー１３の回転方向下流側の第４の方向に偏向された書込用光ビームは、走査レンズ１１を介して感光体ドラム１０３０表面の走査領域の−Ｙ側の端に照射される（図６参照）。

ここでは、第４の方向は、一例として、走査基準軸に対して、例えば−４５°の角度を成している。すなわち、第４の方向は、第３の方向を、ポリゴンミラー１３の回転方向下流側に向けて例えば９０°だけ回転させた方向である。

結果として、第３のタイミング〜第４のタイミングで、２つの光ビームによる感光体ドラム１０３０の走査が行われる。

この際、感光体ドラム１０３０の表面に、２つの光スポットが、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って所定間隔で形成される。これらの２つの光スポットは、ポリゴンミラー１３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。このときの各光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、２つの光スポットが並んでいる方向が「副走査方向」である。

図５及び図６から分かるように、感光体ドラム１０３０は、ポリゴンミラー１３で偏向され走査レンズ１１を介した光ビームによって、走査基準軸に対して＋Ｙ側及び−Ｙ側にそれぞれ４５°の範囲で、等速で走査される。

以上のようにしてポリゴンミラー１３の一の偏向反射面で光ビームを偏向することによる感光体ドラム１０３０表面上の副走査方向の所定位置での走査終了後、同様にして、ポリゴンミラー１３の他の偏向反射面で光ビームを偏向することによる感光体ドラム１０３０表面上の副走査方向の上記所定位置と異なる位置での走査が行われる。

ポリゴンミラー１３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。ここでは、走査光学系は、一例として走査レンズ１１により構成されている。なお、走査光学系は、例えば複数の走査レンズを含んで構成されても良い。

走査制御装置３０２２は、一例として図７に示されるように、ＣＰＵ３２１０、フラッシュメモリ３２１１、ＲＡＭ３２１２、ＩＦ（インターフェース）３２１４、画素クロック生成回路３２１５、画像処理回路３２１６、書込制御回路３２１９、光源駆動回路３２２１などを有している。なお、図７における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

画素クロック生成回路３２１５は、画素クロック信号を生成する。なお、画素クロック信号は、１／８クロックの分解能で位相変調が可能である。

画像処理回路３２１６は、ＣＰＵ３２１０によってラスター展開された画像データに所定の中間調処理などを行った後、発光部毎のドットデータを作成する。

書込制御回路３２１９は、ＰＤ２６からの同期信号の出力タイミング、ポリゴンミラー１３の回転角速度、第１のタイミングから第３のタイミングまでのポリゴンミラー１３の回転角に基づいて、書込開始タイミングを求める。なお、第１タイミングから第３タイミングまでのポリゴンミラー１３の回転角は、第１及び第３の方向の角度差（例えば３５°）の１／２（例えば１７．５°）である。

そして、書込制御回路３２１９は、書込開始タイミングに合わせて、各発光部のドットデータを画素クロック生成回路３２１５からの画素クロック信号に重畳させるとともに、発光部毎にそれぞれ独立した変調データを生成する。

また、書込制御回路３２１９は、ＰＤ２６からのモニタ信号に基づいて、所定のタイミング毎に、光量制御、すなわちＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う。

光源駆動回路３２２１は、書込制御回路３２１９からの、同期検知用光ビームを射出するための駆動信号、又は書込用光ビームを射出するための各変調データに応じた駆動信号を各発光部に出力する。

ＩＦ（インターフェース）３２１４は、プリンタ制御装置１０６０との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。

フラッシュメモリ３２１１には、ＣＰＵ３２１０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、及びプログラムの実行に必要な各種データが格納されている。

ＲＡＭ３２１２は、作業用のメモリである。
ＣＰＵ３２１０は、フラッシュメモリ３２１１に格納されているプログラムに従って動作し、光走査装置１０１０の全体を制御する。

以上説明した第１実施形態の光走査装置１０１０は、ＬＤチップ２４（発光素子）及びＰＤ２６（受光素子）を有する光源装置１４と、該光源装置１４からの光ビームを偏向するポリゴンミラー１３（偏向器）と、該ポリゴンミラー１３で第１の方向に偏向された光ビーム（同期検知用光ビーム）をＬＤチップ２４に入射させず、かつＰＤ２６に入射させる同期レンズ１８（入射光学系）と、ポリゴンミラー１３で第１の方向と異なる方向に偏向された光ビームを感光体ドラム１０３０表面（被走査面）に導く走査レンズ１１（走査光学系）とを備えている。

この場合、各ＬＤの発振状態を安定させた状態で同期検知用光ビームをＰＤ２６で受光させることができ、ポリゴンミラー１３の任意の時刻における回転位置情報（偏向反射面の位置情報）、すなわち光ビーム走査位置情報を安定して精度良く検出できる。

なお、一般に、ＬＤの発光領域は、ｎｍオーダーで作成された活性層に含まれる扁平な微小領域であるため、ＬＤの発振状態は、戻り光の位置ばらつきの影響を受け易い。

一方、特許文献１に開示されている光ビーム走査装置では、光偏向手段からの戻り光をＬＤの発光面を介してＰＤに導いているため、戻り光の影響で、ＬＤの発振状態が乱れてＰＤの出力が不安定となり、光ビーム走査位置情報を安定して精度良く検出することができなかった。

また、光走査装置１０１０では、各偏向反射面がポリゴンミラー１３への光ビームの入射方向に直交するタイミングである第２のタイミングでは、発光部が消灯されているため、戻り光がＬＤチップ２４に入射されることが抑制される。

この結果、各ＬＤの発振状態を安定させた状態で同期検知用光ビームをＰＤ２６に入射させることができ、各ＬＤの発光光量を安定して精度良く検出できる。

一方、特許文献１に開示されている光ビーム走査装置では、上述の如くＬＤの発振状態が乱れてＰＤの出力が不安定となり、ＬＤの発光光量を安定して精度良く検出することができなかった。

結果として、光走査装置１０１０では、書込タイミングを最適化できるとともに書込用光ビームの光量を安定して制御でき、ひいては被走査面の走査領域全域を安定して精度良く走査することができる。

また、第１の方向は、ポリゴンミラー１３への光ビームの入射方向に対してポリゴンミラー１３の回転方向上流側を向いている。

この場合、入射光学系（例えば同期レンズ１８）を偏向器前光学系に対してポリゴンミラー１３の回転方向上流側に配置することができ、走査レンズ１１による走査画角を大きくすることができる。この結果、ポリゴンミラー１３と感光体ドラム１０３０との間の光路長を短くできるため、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

一方、仮に第１の方向がポリゴンミラー１３への光ビームの入射方向に対して下流側を向いている場合、入射光学系（例えば同期レンズ１８）を偏向器前光学系に対してポリゴンミラー１３の回転方向下流側である例えば偏向器前光学系と走査レンズ１１との間に設ける必要があり、走査レンズ１１による走査画角を大きくすることができない。この結果、装置の小型化及び低コスト化を図ることができない。また、例えば、入射光学系を走査レンズ１１に対してポリゴンミラー１３の回転方向下流側に配置する場合には、光学系の構成（ポリゴンミラー１３で偏向された光ビームをＰＤ２６まで導くための構成）が煩雑となる（例えば部品点数の増加等）。

また、１つのＰＤ２６で光量検出及び同期検知の双方を行っているため、部品点数の削減、低コスト化を図ることができる。

また、レーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０を備えているため、画像品質の向上を図ることができる。

次に、本発明の第２実施形態を、図８〜図１６に基づいて説明する。図８には、第２実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００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２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、転写前ローラ２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａ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。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂ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。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃ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。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄ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。

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、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。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。

なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向として説明する。

各帯電装置は、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。
光走査装置２０１０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ビームを、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２０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ２０３４ａ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２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂ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２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃ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２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄ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２０３３ｄに供給される。

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（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０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。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出し、転写前ローラ２０５６に搬送する。該転写前ローラ２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０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２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０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２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次、積み重ねられる。

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、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
光走査装置２０１０は、一例として図９及び図１０に示されるように、２つの光源装置（２２００Ａ、２２００Ｂ）、２つのカップリングレンズ（２２０１Ａ、２２０１Ｂ）、２つのハーフミラー（２２０３Ａ、２２０３Ｂ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、２つの入射ミラー（２２０７Ａ、２２０７Ｂ）、ポリゴンミラー２１０４、反射ミラー２１１２（進行方向変更素子）、同期レンズ２１１４、４つの走査レンズ（２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ）、８枚の折り返しミラー（２１０６Ａ、２１０６Ｂ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ、２１１０ａ、２１１０ｄ）、及び上記第１実施形態の走査制御装置３０２２と略同様の構成を有する走査制御装置（図示省略）などを備えている。そして、これらは、例えば４つの感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄの上方に配置された光学ハウジングＯＨに組み付けられている。

以下、各感光体ドラムの長手方向（Ｙ軸方向）を主走査方向、回転方向を副走査方向と称し、各光学系における主走査方向に対応する方向を主走査対応方向、副走査方向に対応する方向を副走査対応方向と称する。

２つの光源装置（２２００Ａ、２２００Ｂ）は、Ｚ軸方向に互いに離間して配置されている。２つの光源装置（２２００Ａ、２２００Ｂ）は、実質的に同じ構成を有しているので、以下では、主に光源装置２２００Ａについて説明する。

光源装置２２００Ａは、一例として、図９に示されるように、回路基板２５００に実装されており、図１１に示されるように、キャンパッケージ１００、発光素子としてのＬＤチップ１０２、受光素子としてのＰＤ（フォトダイオード）１０４などを含む。

キャンパッケージ１００は、一例として、キャップ１０６、ステム１０８、透明ガラス１１０などを有している。

キャップ１０６は、一例として、α軸方向を高さ方向とする略円筒状の部材から成る。以下では、α軸方向に直交し、互いに直交する方向をβ軸方向及びγ軸方向と称する。

ステム１０８は、一例として、キャップ１０６の−α側の開口端に嵌め込まれたα軸方向を厚さ方向とする円板形状の部分から成るベース部１０８ａと、キャップ１０６内でベース部１０８ａから＋α側に張り出す部分から成る張り出し部１０８ｂとを含む。

なお、ステム１０８の素材としては、例えば金属、合金等の放熱性に優れたものが好ましい。

透明ガラス１１０は、キャップ１０６の＋α側の開口端に該開口を塞ぐように取り付けられている。

以上の説明から分かるように、キャンパッケージ１００は、外部から密閉されている。そこで、この密閉された空間を、酸化、吸湿等から保護するため、必要に応じて、例えば真空吸引、ドライエアー、窒素封入などを行っても良い。

ＬＤチップ１０２は、一例として、張り出し部１０８ｂの＋γ側の面に固定された、＋α側に下段面を有し、かつ−α側に上段面を有する段付き形状の部材から成るサブマウント１１２の上段面に取り付けられている。なお、γ軸方向は、鉛直方向とは限らないが、説明の便宜上、＋γ側を上側、−γ側を下側とした。

ＬＤチップ１０２は、一例として、β軸方向に並ぶ複数（例えば４つ）のＬＤ（発光部）を有している。

各ＬＤは、ステム１０８のベース部１０８ａに形成された開口（不図示）に挿入された対応するリード線及び回路基板２５００（図９参照）を介して、走査制御装置の光源駆動回路に接続されている。
各ＬＤからは、一例として、光ビームが＋α側に射出される。

ＰＤ１０４は、一例として、サブマウント１１２の下段面に形成されている。ＰＤ１０４は、半導体材料であるサブマウント１１２の表面に直接形成することができる。

ＰＤ１０４は、一例として、ステム１０８のベース部１０８ａに形成された開口（不図示）に挿入された対応するリード線及び回路基板２５００を介して、走査制御装置の書込制御回路に接続されている。

ここで、光源装置２２００Ａは、４つのＬＤが少なくとも副走査対応方向に離間するようにα軸周りの回転位置が調整された状態で光学ハウジングＯＨに対して固定されている。

以上のように構成される光源装置２２００Ａでは、ＬＤチップ１０２から＋α側に射出された光ビームの一部が、透明ガラス１１０を介して、キャンパッケージ１００の外部に射出される。また、ＬＤチップ１０２から＋α側に射出された光ビームの残部が、ＰＤ１０４に入射される。

そうすると、ＬＤチップ１０２から射出され透明ガラス１１０を介した光ビームが、光源装置２２００Ａから射出された光ビームである。

カップリングレンズ２２０１Ａは、光源装置２２００Ａから射出された光ビームの光路上に配置され、該光ビームを略平行光ビームとする。

カップリングレンズ２２０１Ｂは、光源装置２２００Ｂから射出された光ビームの光路上に配置され、該光ビームを略平行光ビームとする。

ハーフミラー２２０３Ａは、カップリングレンズ２２０１Ａを介した光ビームの光路上に配置され、該光ビームを、一例として光路が互いに直角を成す反射光と透過光とに分割する。

ハーフミラー２２０３Ｂは、カップリングレンズ２２０１Ｂを介した光ビームの光路上に配置され、該光ビームを、一例として光路が互いに直角を成す反射光と透過光とに分割する。

シリンドリカルレンズ２２０４ａは、ハーフミラー２２０３Ａからの反射光を、副走査対応方向に関して集光させる。

シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、ハーフミラー２２０３Ｂからの反射光を、副走査対応方向に関して集光させる。

シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、ハーフミラー２２０３Ｂからの透過光を、副走査対応方向に関して集光させる。

シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、ハーフミラー２２０３Ａからの透過光を、副走査対応方向に関して集光させる。

開口板２２０２ａは、一例として主走査対応方向を長手方向とする矩形状又は楕円状の開口部を有し、シリンドリカルレンズ２２０４ａを介した光ビームを整形する。

開口板２２０２ｂは、一例として主走査対応方向を長手方向とする矩形状又は楕円状の開口部を有し、シリンドリカルレンズ２２０４ｂを介した光ビームを整形する。

開口板２２０２ｃは、一例として主走査対応方向を長手方向とする矩形状又は楕円状の開口部を有し、シリンドリカルレンズ２２０４ｃを介した光ビームを整形する。

開口板２２０２ｄは、一例として主走査対応方向を長手方向とする矩形状又は楕円状の開口部を有し、シリンドリカルレンズ２２０４ｄを介した光ビームを整形する。

入射ミラー２２０７Ａは、２つの開口板２２０２ａ、２２０２ｂの開口部を通過した２つの光ビームを、該２つの光ビームの入射方向に対して直角を成す方向に反射させて、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面に入射させる。この際、シリンドリカルレンズの作用により、入射光ビームは、偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像される。

入射ミラー２２０７Ｂは、２つの開口板２２０２ｃ、２２０２ｄの開口部を通過した２つの光ビームを、該２つの光ビームの入射方向に対して直角を成す方向に反射させて、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面に入射させる。この際、シリンドリカルレンズの作用により、入射光ビームは、偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像される。

なお、図９から分かるように、２つの入射ミラー２２０７Ａ、２２０７Ｂからの光ビームは、ポリゴンミラー２１０４の異なる偏向反射面に入射される。

２つの光源装置（２２００Ａ、２２００Ｂ）とポリゴンミラー２１０４との間の光ビームの光路上に配置された４つの光学系は、４つの画像形成ステーションに対応する４つの偏向器前光学系とも呼ばれている。

Ｋステーションに対応する偏向器前光学系は、カップリングレンズ２２０１Ａとハーフミラー２２０３Ａとシリンドリカルレンズ２２０４ａと開口板２２０２ａと入射ミラー２２０７Ａとから構成されている。Ｃステーションに対応する偏向器前光学系は、カップリングレンズ２２０１Ｂとハーフミラー２２０３Ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｂと開口板２２０２ｂと入射ミラー２２０７Ａとから構成されている。Ｍステーションに対応する偏向器前光学系は、カップリングレンズ２２０１Ｂとハーフミラー２２０３Ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｃと開口板２２０２ｃと入射ミラー２２０７Ｂとから構成されている。Ｙステーションに対応する偏向器前光学系は、カップリングレンズ２２０１Ａとハーフミラー２２０３Ａとシリンドリカルレンズ２２０４ｄと開口板２２０２ｄと入射ミラー２２０７Ｂとから構成されている。

ポリゴンミラー２１０４は、Ｚ軸に平行な軸まわりに回転する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４面鏡では開口板２２０２ａからの光ビーム及び開口板２２０２ｄからの光ビームがそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡では開口板２２０２ｂからの光ビーム及び開口板２２０２ｃからの光ビームがそれぞれ偏向されるように配置されている。

入射ミラー２１０７Ａからの各光ビームは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向され、入射ミラー２１０７Ｂからの各光ビームは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。

走査レンズ２２０５ａ及び走査レンズ２２０５ｂは、後に再述するように、一例として、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側であって、入射ミラー２１０７Ａに対してポリゴンミラー２１０４の回転方向上流側に配置されている。走査レンズ２２０５ｃ及び走査レンズ２２０５ｄは、後に再述するように、一例として、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側であって、入射ミラー２１０７Ｂに対してポリゴンミラー２１０４の回転方向下流側に配置されている。各走査レンズは、副走査対応方向に正の屈折パワーを有している。

そして、図１０に示されるように、走査レンズ２２０５ａと走査レンズ２２０５ｂはＺ軸方向に積層され、走査レンズ２２０５ａは１段目の４面鏡に対向し、走査レンズ２２０５ｂは２段目の４面鏡に対向している。また、走査レンズ２２０５ｃと走査レンズ２２０５ｄはＺ軸方向に積層され、走査レンズ２２０５ｄは１段目の４面鏡に対向し、走査レンズ２２０５ｃは２段目の４面鏡に対向している。

ここで、入射ミラー２２０７Ｂからの光ビームのうち、図９に示される第１のタイミングでポリゴンミラー２１０４の一の偏向反射面に入射された光ビームは、入射方向に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向上流側の第１の方向に偏向され、入射ミラー２２０７Ｂに入射される。入射ミラー２１０７Ｂで反射された光ビームは、反射ミラー２１１２で同期レンズ２１１４に向けて反射される（進行方向を変更される）。同期レンズ２１１４に入射され集光された光ビームは、各光源装置の透明ガラス１１０に斜入射され、すなわちＬＤチップ１０２の射出方向に平行な方向に対して傾斜（交差）して入射され、ＬＤチップ１０２に入射されることなく、ＰＤ１０４で受光される（図１１参照）。

このように、入射ミラー２２０７Ｂ、反射ミラー２１１２、同期レンズ２１１４は、ポリゴンミラー２１０４で第１方向に偏向された各光ビームを、ＬＤチップ１０２に入射させず、かつＰＤ１０４に入射させる入射光学系を構成している。

なお、走査制御装置は、第１のタイミングよりも前に、各光源装置の例えば１つの発光部を点灯させて同期検知用光ビームを射出させる。すなわち、第１のタイミングで一の偏向反射面に入射される光ビームは、同期検知用光ビームである。

ここでは、ポリゴンミラー２１０４への各光ビームの入射方向は、２つの走査レンズ（２２０５ｃ、２２０５ｄ）のうち、対応する走査レンズのＹ軸方向の中央を通るＸ軸に平行な走査基準軸に対して、＋Ｚ側から見て、例えば＋４５°の角度を成している。第１の方向は、一例として、走査基準軸に対して、＋Ｚ側から見て、例えば＋５３°の角度を成している。

ＰＤ１０４は、同期検知用光ビームを受光したタイミングで同期信号を走査制御装置に出力する。

そして、走査制御装置は、ＰＤ１０４からの同期信号の出力タイミング及びポリゴンミラー２１０４の回転角速度に基づいて、＋Ｘ側の２つの感光体ドラム（２０３０ｃ、２０３０ｄ）に対する書込開始タイミング、及び−Ｘ側の２つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ）に対する書込開始タイミングを求める。

そして、走査制御装置は、同期信号を受信したとき、各光源装置の例えば１つの発光部を消灯させる。

この場合、図１２に示されるように、一の偏向反射面が入射方向に直交する、第１のタイミングよりも遅い第２のタイミングでは、光ビームがポリゴンミラー２１０４に入射されることはない。この結果、光ビームが入射方向と反対方向である第２の方向に反射されることはなく、光ビームが偏向器前光学系を介してＬＤチップ１０２に戻ることが抑制される。

ここでは、第２の方向は、一例として、走査基準軸に対して、＋Ｚ側から見て、例えば＋４５°の角度を成している。すなわち、第２の方向は、第１の方向（図９参照）を、ポリゴンミラー２１０４の回転方向（図１２の矢印Ｒ方向）下流側に向けて例えば８°だけ回転させた方向である。

ここで、２つの走査レンズ（２２０５ｃ、２２０５ｄ）は、図１３及び図１４に示されるように、一例として、ポリゴンミラー２１０４の一の偏向反射面に第２のタイミングよりも遅いタイミングで入射され入射方向に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向下流側に偏向された光ビームの光路上に配置されている。

そこで、ポリゴンミラー２１０４の一の偏向反射面に第２のタイミングよりも遅い第３のタイミングで入射され入射方向に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向下流側の第３の方向に偏向された各光ビームは、後述する対応する走査レンズを含む走査光学系を介して対応する感光体ドラム表面の走査領域の＋Ｙ側の端に照射される（図１３参照）。

ここでは、第３の方向は、一例として、ＸＹ平面に平行な面内で、走査基準軸に対して、＋Ｚ側から見て、例えば＋３５°の角度を成している。すなわち、第３の方向は、第２の方向を、ポリゴンミラー２１０４の回転方向下流側に向けて例えば１０°だけ回転させた方向である。

なお、走査制御装置は、第２のタイミングと第３のタイミングとの間のタイミングである上記書込開始タイミング（発光タイミング）で、各光源装置の各発光部から書込用光ビームを射出させる。すなわち、第３のタイミングで一の偏向反射面に入射される光ビームが、書込用光ビームである。

そして、ポリゴンミラー２１０４の一の偏向反射面に第３のタイミングよりも遅い第４のタイミングで入射され第３の方向に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向下流側の第４方向に偏向された各書込用光ビームは、後述する対応する走査レンズを含む走査光学系を介して対応する感光体ドラム表面の走査領域の−Ｙ側の端に照射される（図１４参照）。

ここでは、第４の方向は、一例として、＋Ｚから見て、走査基準軸に対して、例えば−３５°の角度を成している。すなわち、第４の方向は、第３の方向を、ポリゴンミラー２１０４の回転方向下流側に向けて例えば７０°だけ回転させた方向である。

結果として、第３のタイミング〜第４のタイミングで、２つの感光体ドラム（２０３０ｃ、２０３０ｄ）が、それぞれ４つの光ビームで走査される。

詳述すると、ポリゴンミラー２１０４で、第３のタイミング〜第４のタイミングで偏向された開口板２２０２ｃからの光ビームは、走査レンズ２２０５ｃ、折り返しミラー２１０６Ｂ及び折り返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。

また、ポリゴンミラー２１０４で、第３のタイミング〜第４のタイミングで偏向された開口板２２０２ｄからの光ビームは、走査レンズ２２０５ｄ、折り返しミラー２１０６Ｂ、折り返しミラー２１０８ｄ及び折り返しミラー２１１０ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。

２つの走査レンズ（２２０５ａ、２２０５ｂ）は、一例として、ポリゴンミラー２１０４の一の偏向反射面と反対側の他の偏向反射面に第４のタイミングよりも遅いタイミングで入射され入射方向に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向上流側に偏向された光ビームの光路上に配置されている。

そこで、ポリゴンミラー２１０４の他の偏向反射面に第４のタイミングよりも遅い第５のタイミングで入射され入射方向に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向上流側の第５の方向に偏向された各光ビームは、対応する走査レンズを介して対応する感光体ドラム表面の走査領域の−Ｙ側の端に照射される（図１５参照）。

なお、走査制御装置は、第５のタイミングよりも前に、前述したＰＤ１０４からの同期信号の出力タイミング及びポリゴンミラー２１０４の回転角速度に基づいて、２つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ）に対する書込開始タイミングを求める。そして、第５のタイミングの前に、各光源装置の発光部から書込用光ビームを射出させる。すなわち、第５のタイミングで一の偏向反射面に入射される光ビームが、書込用光ビームである。

ここでは、第５の方向は、一例として、＋Ｚ側から見て、走査基準軸に対して、例えば−３５°の角度を成している。

そして、ポリゴンミラー２１０４の一の偏向反射面に第５のタイミングよりも遅い第６のタイミングで入射され第５の方向に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向下流側、かつ入射方向に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向上流側の第６方向に偏向された各書込用光ビームは、後述する対応する走査レンズを含む走査光学系を介して対応する感光体ドラム表面の走査領域の＋Ｙ側の端に照射される（図１６参照）。

ここでは、第６の方向は、一例として、＋Ｚ側から見て、走査基準軸に対して、例えば＋３５°の角度を成している。すなわち、第６の方向は、第５の方向をポリゴンミラー２１０４の回転方向下流側に７０°回転させた方向である。

結果として、第５のタイミング〜第６のタイミングで、２つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ）が、それぞれ４つの光ビームで走査される。

詳述すると、ポリゴンミラー２１０４で、第５のタイミング〜第６のタイミングで偏向された開口板２２０２ａからの４つの光ビームは、走査レンズ２２０５ａ、折り返しミラー２１０６Ａ、折り返しミラー２１０８ａ及び折り返しミラー２１１０ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、４つの光スポットが形成される。この４つの光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。このときの各光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、４つの光スポットが並んでいる方向が「副走査方向」である。

また、ポリゴンミラー２１０４で、第５のタイミング〜第６のタイミングで偏向された開口板２２０２ｂからの４つの光ビームは、走査レンズ２２０５ｂ、折り返しミラー２１０６Ａ及び折り返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。

ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置されている光学系は、走査光学系とも呼ばれている。ここでは、走査レンズ２２０５ａと３枚の折り返しミラー（２１０６Ａ、２１０８ａ、２１１０ａ）とからＫステーションの走査光学系が構成されている。また、走査レンズ２２０５ｂと２枚の折り返しミラー（２１０６Ａ、２１０８ｂ）とからＣステーションの走査光学系が構成されている。そして、走査レンズ２２０５ｃと２枚の折り返しミラー（２１０６Ｂ、２１０８ｃ）とからＭステーションの走査光学系が構成されている。さらに、走査レンズ２２０５ｄと３枚の折り返しミラー（２１０６Ｂ、２１０８ｄ、２１１０ｄ）とからＹステーションの走査光学系が構成されている。なお、各走査光学系において、走査レンズが複数のレンズから構成されていても良い。

以上のようにして、各感光体ドラムは、ポリゴンミラー２１０４で偏向され対応する走査レンズを介した光ビームによって、走査基準軸に対して＋Ｙ側及び−Ｙ側にそれぞれ３５°の範囲の走査領域を、等速で走査される。

以上の説明から分かるように、２つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ）に対する書込みと、２つの感光体ドラム（２０３０ｃ、２０３０ｄ）に対する書込みとは、交互に行われる。

この場合、２つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ）に対する書込み（走査）が行われるときは、２つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ）に対応するＬＤチップの発光光量がそれぞれ「ブラック画像の画像信号」、「シアン画像の画像信号」で変調される。また、２つの感光体ドラム（２０３０ｃ、２０３０ｄ）に対する書込み（走査）が行われるときは、２つの感光体ドラム（２０３０ｃ、２０３０ｄ）に対応するＬＤチップの発光光量がそれぞれ「マゼンタ画像の画像信号」、「イエロー画像の画像信号」で変調される。

以上説明した第２実施形態の光走査装置では、入射光学系が、反射ミラー２１１２を有しているため、ポリゴンミラー２１０４で第１の方向に偏向された同期検知用光ビームを、ＬＤチップ１０２の射出方向に平行な方向に交差する方向からＰＤ１０４に入射させることができる。

なお、上記第２実施形態では、ＰＤ１０４は、受光面がＬＤの射出方向に平行になるように設けられているが、これに限らず、例えば、図１７に示されるように、ＰＤを、受光面を含む平面がＬＤの射出方向に交差するように設けることとしても良い。

また、上記第２実施形態では、入射光学系が、同期レンズ２１１４と、反射ミラー２１１２とを含んで構成されているが、これに限らず、例えば、図１８に示されるように、集光機能を有するプリズム２３００を含んで構成されても良い。この場合、上記第２実施形態に比べて、部品点数の削減を図ることができる。

また、上記第２実施形態では、ＬＤチップ１０２及びＰＤ１０４は、それぞれサブマントの上段及び下段に取り付けられているが、これに限らず、例えば、サブマウントの同一面に取り付けられても良い。

また、上記第２実施形態では、カラープリンタ２０００は、４つの感光体ドラムを備えているが、これに限らず、例えば、２つ、３つ又は５つ以上の感光体ドラムを備えていても良い。また、光走査装置２０１０は、２つの光源装置、４つの偏向器前光学系、４つの走査光学系を備えているが、これに限らず、適宜変更可能である。

次に、本発明の第３実施形態について、図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に基づいて説明する。なお、第３実施形態では、上記第１実施形態と同様の構成を有するものには、同一の符号を付して、その説明を省略する。

第３実施形態に係る光走査装置は、図１９（Ａ）に示されるように、光源装置１４と、該光源装置１４からの光ビームを略平行光とするカップリングレンズ１２と、該カップリングレンズ１２を介した光ビームを副走査対応方向に関して集光するシリンドリカルレンズ部４００ａ、及びプリズム部４００ｂを含むレンズ・プリズムユニット４００と、シリンドリカルレンズ部４００ａを介した光ビームを整形する開口板１６と、該開口板１６の開口部を通過した光ビームを偏向するポリゴンミラー１３と、該ポリゴンミラー１３で偏向された光ビームを感光体ドラム（不図示）に導く走査レンズ（不図示）とを備えている。なお、図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）では、光源装置１４のフレームパッケージ２０の図示は、省略されている。

以下では、光源装置１４の射出方向をＸ軸方向、ポリゴンミラー１３の回転軸方向をＺ軸方向、Ｘ軸及びＺ軸のいずれにも直交する方向をＹ軸方向として説明する。

第３実施形態では、カップリングレンズ１２とシリンドリカルレンズ部４００ａと開口板１６とから偏向器前光学系が構成されている。

レンズ・プリズムユニット４００では、シリンドリカルレンズ部４００ａの＋Ｙ側の端にプリズム部４００ｂが形成されている。シリンドリカルレンズ部４００ａ及びプリズム部４００ｂは、例えば、樹脂材で一体成形することができる。

そこで、ポリゴンミラー１３に第１のタイミングで入射された光ビームは、第１の方向に偏向され、一部が、開口板１６の開口部を通過して、プリズム部４００ｂに斜入射する。プリズム部４００ｂに斜入射した光ビームは、プリズム部４００ｂで屈折され、カップリングレンズ１２で屈折され、ＬＤチップ２４の＋Ｙ側を通って、ＰＤ２６に入射される。

このように、第３実施形態では、開口板１６とプリズム部４００ｂとカップリングレンズ１２とから、ポリゴンミラー１３で第１の方向に偏向された光ビームを、ＬＤチップ２４に入射させず、かつＰＤ２６に入射させる入射光学系が構成されている。

ここで、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）から分かるように、開口板１６とポリゴンミラー１３との距離が短いほど、ポリゴンミラー１３で第１の方向に偏向された光ビームが開口板１６の開口部を通過する量は多い（開口板１６で遮光される量が少ない）。逆に言うと、開口板１６とポリゴンミラー１３との距離が長いほど、ポリゴンミラー１３で第１の方向に偏向された光ビームが開口板１６の開口部を通過する量は少ない（開口板１６で遮光される量が多い）。

そこで、本実施形態のように、開口板１６は、レンズ・プリズムユニット４００とポリゴンミラー１３との間の光ビームの光路上に配置されることが好ましく、さらには、レンズ・プリズムユニット４００とポリゴンミラー１３との間の光路の中央位置よりもポリゴンミラー１３側に配置されることが、より好ましい。

この場合、ポリゴンミラー１３で第１の方向に偏向された光ビームを、開口板１６の開口部を通過させ、プリズム部４００ｂに確実に入射させることができる。

また、レンズ・プリズムユニット４００の、シリンドリカルレンズ部４００ａの光軸方向に関する配置の自由度を向上させることができる。

一方、図１９（Ｃ）に示される比較例のように、開口板１６がカップリングレンズ１２とレンズ・プリズムユニット４００との間の光路に配置された場合には、プリズム部４００ｂからの光ビームが開口板１６で全て遮光されるおそれがある。

以上説明した第３実施形態によると、偏向器前光学系及び入射光学系の構成部材が共通化されているため、部品点数の削減、及び低コスト化を図ることができる。

上記第３実施形態では、シリンドリカルレンズ部４００ａとプリズム部４００ｂとが一体化されたレンズ・プリズムユニット４００が採用されたが、これに限らず、例えば、図２０（Ａ）に示されるように、カップリングレンズ部５００ａとプリズム部５００ｂとが一体化されたレンズ・プリズムユニット５００が採用されても良い。

この場合も、開口板１６は、シリンドリカルレンズ１７とポリゴンミラー１３との間の光路上に配置されることが好ましく、さらには、該光路の中央位置よりもポリゴンミラー１３側に配置されることが、より好ましい。

一方、図２０（Ｂ）に示される比較例のように、開口板１６がレンズ・プリズムユニット５００とシリンドリカルレンズ１７との間に配置された場合には、シリンドリカルレンズ１７からの光ビームが開口板１６で全て遮光されるおそれがある。

なお、上記第３実施形態では、偏向器前光学系及び入射光学系は、全ての構成部材を共有しているが、これに限らず、要は、少なくとも１つの構成部材（光学部材）を共有していれば良い。例えば、レンズ・プリズムユニットに代えて、レンズとプリズムとを別体に構成しても良い。

上記第１及び第２の各実施形態では、第２のタイミングでは、発光部が消灯されているが、点灯されていても良い。この場合、第２のタイミングで、戻り光が、ＬＤチップに入射し、各ＬＤの発振状態が一時的に乱れるが、既に第１のタイミングでＰＤから走査制御装置に同期信号が出力されているので、少なくとも書込開始タイミングの最適化を図ることはできる。

上記第１〜第３の各実施形態における光源装置の構成及びレイアウトは、適宜変更可能である。例えば、ＬＤチップとＰＤの配置及び姿勢は、ポリゴンミラーで第１の方向に偏向された光ビームがＬＤチップに入射されず、かつＰＤに入射されるように設定されれば良い。この場合、ＬＤチップとＰＤの配置及び姿勢に応じて、入射光学系の構成及びレイアウトを変更しても良い。入射光学系の構成は、構成部材の数及び種類を適宜変更することで変更することができる。入射光学系のレイアウトは、構成部材の姿勢及び配置を適宜変更することで変更することができる。入射光学系の構成部材としては、例えばレンズ、ミラー、プリズム等を１つ用いるか又は複数組み合わせて用いることが考えられる。要は、入射光学系は、ポリゴンミラーで第１の方向に偏向された光ビームをＬＤチップに入射させず、かつＰＤに入射させる構成及びレイアウトを有していれば良い。また、ＬＤチップ及びＰＤの数、ＬＤチップの発光部の数、ＰＤの受光部の数等も適宜変更可能である。

上記第１〜第３の各実施形態では、発光素子としてＬＤチップが用いられているが、これに限らず、例えば、面発光レーザチップ、複数の面発光レーザを含む面発光レーザアレイチップ等を用いても良い。

上記第１〜第３の各実施形態では、受光素子としてＰＤ（フォトダイオード）が用いられているが、これに限らず、例えばフォトトランジスタ等が用いられても良い。

上記第１〜第３の各実施形態では、偏向器として、ポリゴンミラーが用いられているが、これに限らず、例えばガルバノミラー等を用いても良い。
上記第１及び第２の各実施形態における走査制御装置の構成は、適宜変更可能である。

上記第１〜第３の各実施形態では、第１の方向は、ポリゴンミラーへの光ビームの入射方向に対してポリゴンミラーの回転方向上流側を向いているが、ポリゴンミラーの回転方向下流側を向いていても良い。

上記第２及び第３の各実施形態では、ポリゴンミラー２１０４で偏向された光ビームをＬＤチップ１０２に入射させず、かつＰＤ１０４に入射させる入射光学系は、＋Ｘ側の走査レンズ（２２０５ｃ、２２０５ｄ）に対してポリゴンミラーの回転方向上流側に設けられているが、これに代えて、例えば＋Ｘ側の走査レンズ（２２０５ｃ、２２０５ｄ）に対してポリゴンミラーの回転方向下流側、かつ−Ｘ側の２つの走査レンズ（２２０５ｂ、２２０５ａ）に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向上流側に設けても良い。

上記第２及び第３の各実施形態では、ポリゴンミラー２１０４で偏向された光ビームをＬＤチップ１０２に入射させず、かつＰＤ１０４に入射させる入射光学系は、＋Ｘ側の走査レンズ（２２０５ｃ、２２０５ｄ）に対してポリゴンミラーの回転方向上流側に設けられているが、これに加えて、例えば＋Ｘ側の走査レンズ（２２０５ｃ、２２０５ｄ）に対してポリゴンミラーの回転方向下流側、かつ−Ｘ側の２つの走査レンズ（２２０５ｂ、２２０５ａ）に対してポリゴンミラー２１０４の回転方向上流側に設けて、２つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ）の書込開始タイミングの基準となるタイミングと、２つの感光体ドラム（２０３０ｃ、２０３０ｄ）の書込開始タイミングの基準となるタイミングとを個別に検出することとしても良い。

上記第１〜第３の各実施形態における偏光器前光学系及び走査光学系の構成及びレイアウトは、適宜変更可能である。

上記第１実施形態では、フレームパッケージ２０は、２つの開口部を有しているが、少なくとも一方の開口部は、例えば透明ガラスなどで閉塞されていても良い。

上記第２実施形態では、キャップ１０６は、開口端に透明ガラス１１０が設けられ、内部が外部に対して閉塞されているが、透明ガラス１１０を設けずに、内部を外部に対して開放しても良い。

上記第１〜第３の各実施形態では、画像形成装置としてプリンタが採用されているが、これに限らず、例えば、複写機、複写機と用紙処理装置（例えば、綴じ処理、折り処理、パンチ処理、裁断処理などの機能を有する装置）との複合機などを採用することとしても良い。

１１…走査レンズ（走査光学系）、１２…カップリングレンズ（偏向器前光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（偏向器）、１４…光源装置、１５…反射ミラー、１６…開口板（開口部材、偏向器前光学系の一部）、１７…シリンドリカルレンズ（偏向器前光学系の一部）、１８…同期レンズ（入射光学系）、２４…ＬＤチップ（発光素子）、２６…ＰＤ（受光素子）、４００…レンズ・プリズムユニット（光学素子）、４００ａ…シリンドリカルレンズ部（集光部）、１０００…レーザプリンタ、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（被走査面を有する部材）、３０２２…走査制御装置（制御装置）。

特開２０１０−２０２２９号公報

Claims (8)

1. 光ビームによって被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、
   発光素子と、該発光素子の射出方向に平行な方向と受光面の法線とが交差するように配置され前記発光素子から射出された光ビームの一部が前記受光面に直接入射する受光素子とを有する光源装置と、
   前記光源装置からの光ビームを偏向する偏向器と、
   前記偏向器で所定方向に偏向された光ビームを前記発光素子に入射させず、かつ前記受光面に入射させる入射光学系と、
   前記偏向器で前記所定方向と異なる方向に偏向された光ビームを前記被走査面に導く走査光学系と、
   前記受光面に直接入射した光ビームに基づく前記受光素子の出力信号を用いて前記発光素子の光量制御を行い、前記入射光学系を介して前記受光面に入射した光ビームに基づく前記受光素子の出力信号を用いて前記発光素子の発光タイミングを求める制御装置と、
   前記光源装置と前記偏向器との間の光ビームの光路上に配置され、前記光源装置から射出された光ビームを前記偏向器に導く偏向器前光学系と、を備え、
   前記偏向器前光学系は、前記発光素子からの光ビームを前記主走査方向に直交する副走査方向に対応する方向に集光する集光部を少なくとも含む光学素子と、前記集光部を介した光ビームを整形する開口を含む開口部材と、を有し、
   前記偏向器前光学系と前記入射光学系とは、少なくとも１つの光学部材を共有している光走査装置。
2. 前記開口部材は、前記光学素子と前記偏向器との間の光路の中央位置よりも、前記偏向器側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記発光素子の射出方向に平行な方向と前記受光面の法線は直交することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記所定方向は、前記偏向器への光ビームの入射方向に対して前記偏向器の回転方向上流側を向いている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。
5. 前記光源装置は、前記発光素子及び前記受光素子を保持する保持手段を有し、
   前記保持手段は、前記偏向器で前記所定方向に偏向され前記入射光学系を介した光ビームを前記発光素子の射出方向に平行な方向と交差する方向に通過させる通過部を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 前記光源装置は、前記発光素子及び前記受光素子を保持する保持手段を有し、
   前記保持手段は、前記発光素子からの光ビームを通過させ、前記偏向器で前記所定方向に偏向され前記入射光学系を介した光ビームを通過させる通過部を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 前記入射光学系は、前記偏向器で前記所定方向に偏向された光ビームの進行方向を変更する進行方向変更素子を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 像担持体と、
   画像情報に基づいて変調された光ビームによって前記像担持体の表面を走査する請求項１〜７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。

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