JP2002365571A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査効率を向上させることができる光走査装
置及び画像形成装置を得ること。 【解決手段】 光源手段１と、該光源手段からの光束を
主走査方向に反射偏向させる複数の偏向面を有する偏向
手段６と、該偏向手段で反射偏向した光束を被走査面８
に導光する光学系とを有し、該偏向面には光束が該偏向
面の主走査方向の幅よりも広い幅で入射する光走査装置
において、該被走査面は主走査断面内において画像形成
を行う有効領域を挟んで両側に光を照射する必要のある
非有効領域を有し、該偏向手段の隣接する２つの偏向面
のうち一方の偏向面に基づく光束が該被走査面上の走査
終了側の非有効領域を走査しているとき、他方の偏向面
に基づく光束が該被走査面上の走査開始側の非有効領域
を走査すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光スポットで感光体
上を走査し、電子写真プロセスを用いて画像を形成する
光走査装置及び画像形成装置に関する。特に本発明の画
像形成装置はレーザービームプリンター（ＬＢＰ）或い
はデジタル複写機等に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザービームプリンターやデジ
タル複写機等の画像形成装置においては、例えば半導体
レーザから成る光源から画像信号に応じて光変調された
光束を出射させ、この光束を用いて画像を形成してい
る。

【０００３】図１１はこの種の画像形成装置に用いられ
る従来の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査
断面図）である。

【０００４】同図において半導体レーザを含むレーザユ
ニット６１から出射した平行光束は副走査方向にのみ所
定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ６２に入射す
る。シリンドリカルレンズ６２に入射した平行光束は主
走査断面内においては、そのまま平行光束の状態で出射
する。

【０００５】一方、上記の平行光束は副走査断面内にお
いては集束され、回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成
る光偏向器６３の偏向面６３ａに主走査方向に長い線像
として結像される。そしてこの光偏向器６３の偏向面６
３ａで反射及び偏向された光束はｆθ特性を有する結像
光学系（ｆθレンズ系）７１によって被走査面である感
光ドラム面６６上に光スポットとして結像される。そし
てこの光スポットによって感光ドラム面６６上を繰り返
し走査する。結像光学系７１は球面レンズ６４とトーリ
ックレンズ６５とから構成されている。

【０００６】上記の光走査装置においては感光ドラム面
６６上を光スポットで走査する前に該感光ドラム面６６
上における画像形成を開始するタイミングを調整するた
めに光検出器としてのＢＤ（beam detector）センサー
６９が設けられている。

【０００７】このＢＤセンサー６９は光偏向器６３で偏
向された光束の一部であるＢＤ光束、すなわち感光ドラ
ム面６６上の画像形成領域を走査する前の画像形成領域
外の領域を走査しているときの光束を受光する。このＢ
Ｄ光束はＢＤミラー６７で反射され、ＢＤレンズ（集光
レンズ）６８で集光されてＢＤセンサー６９に入射す
る。そしてこのＢＤセンサー６９の出力信号からＢＤ信
号（同期信号）を検出し、このＢＤ信号に基づいて感光
ドラム面６６上における画像記録の走査開始タイミング
を調整している。

【０００８】感光ドラムはレーザユニット６１内の半導
体レーザの駆動信号に同期して一定速度で回転し、感光
ドラム面６６は走査される光スポットに対して副走査方
向に移動する。このようにして感光ドラム面６６上に静
電潜像が形成される。この静電潜像は周知の電子写真プ
ロセスによって現像され、紙などの被転写材に転写され
て画像が具現化される。

【０００９】画像形成装置に用いられる感光ドラムは主
走査方向に画像形成領域（有効画像領域）と、この画像
形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域（画像非
形成領域）とを有している。画像形成領域とは最終的に
トナー像が被転写材に転写される領域である。このよう
な感光ドラム上を光スポットが主走査方向に走査すると
き、図１２において画像形成領域を走査している期間を
画像形成期間と表す。そして光スポットがブランク領域
を走査している期間をブランク期間と表す。図１２から
分かるように光スポットの１回の走査において画像形成
期間の前後にそれぞれブランク期間が存在することにな
る。

【００１０】図１２に示すように画像形成期間において
半導体レーザから出射される光束は画像信号に応じて光
変調されており、これに伴い感光ドラム面上を走査する
光スポットもオン／オフされている。予め感光ドラム面
は帯電されており、このように強度変調された光スポッ
トの照射によって感光ドラム面上に電位差が生じ、静電
潜像が形成される。つまり感光ドラム面の光スポットが
照射された部分（露光部）は電荷が消失し、光スポット
が照射されなかった部分（非露光部）は電荷が残る。

【００１１】従来の正規現像の画像形成装置においては
上記のように形成された静電潜像に対し、予め感光ドラ
ムを帯電させた電荷と反対極性のトナーを用い、所謂反
転現像を行っていた。つまり非露光部が画線部（トナー
が付着する部分）となる。正規現像の画像形成装置にお
いては非露光部分にはトナーが付着するために走査開始
側の非画像領域と走査終了側の非画像領域においてはト
ナーを付着しないようにするために光束を点灯させて露
光を行う、所謂ブランク露光を行っている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらブランク
露光を行うためにはその分、走査光学系の描画エリアが
大きくなり、それに伴ない走査レンズや光偏向器（ポリ
ゴンミラー）が大きくなり、装置全体が大型化し、コス
トがかかるという問題点がある。またポリゴンミラーの
偏向面（反射面）に対して、該ポリゴンミラーに入射す
る光束の幅を広く取る、所謂オーバーフィルド走査光学
系においてはポリゴンミラーの面数を増やし、走査効率
を上げることでポリゴンミラー径を小さくできるが、そ
の反面、面数を増やした分だけ光ビームの偏向角度は小
さくなり、走査幅を確保するには焦点距離を長くする必
要があり、装置全体が大型化するといった問題点があっ
た。

【００１３】本発明はブランク領域（非有効領域）を走
査開始側と走査終了側に形成し、走査終了側のブランク
領域を露光する光源手段から出射した光束の一部を使用
して走査開始側のブランク領域を露光を行うことによ
り、走査効率を上げることができる光走査装置及び画像
形成装置の提供を目的とする。

【００１４】また本発明は走査終了側のブランク領域を
露光する光源手段から出射した光束の一部を使用してＢ
Ｄ検知を行うことにより、走査効率を向上させることが
できる光走査装置及び画像形成装置の提供を目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光走査
装置は、光源手段と、該光源手段からの光束を主走査方
向に反射偏向させる複数の偏向面を有する偏向手段と、
該偏向手段で反射偏向した光束を被走査面に導光する光
学系とを有し、該偏向面には光束が該偏向面の主走査方
向の幅よりも広い幅で入射する光走査装置において、該
被走査面は主走査断面内において画像形成を行う有効領
域を挟んで両側に光を照射する必要のある非有効領域を
有し、該偏向手段の隣接する２つの偏向面のうち一方の
偏向面に基づく光束が該被走査面上の走査終了側の非有
効領域を走査しているとき、他方の偏向面に基づく光束
が該被走査面上の走査開始側の非有効領域を走査するこ
とを特徴としている。

【００１６】請求項２の発明の光走査装置は、光源手段
と、該光源手段からの光束を主走査方向に反射偏向させ
る複数の偏向面を有する偏向手段と、該偏向手段で反射
偏向した光束を被走査面に導光する光学系とを有し、該
偏向面には光束が該偏向面の主走査方向の幅よりも広い
幅で入射する光走査装置において、該被走査面は主走査
断面内において画像形成を行う有効領域を挟んで両側に
光を照射する必要のある非有効領域を有し、該偏向手段
の隣接する２つの偏向面のうち一方の偏向面に基づく光
束が該被走査面上の走査終了側の非有効領域を走査して
いるとき、他方の偏向面に基づく光束が該被走査面上の
走査開始側に設定した同期検出領域を走査することを特
徴としている。

【００１７】請求項３の発明の画像形成装置は、光源手
段と、該光源手段からの光束を主走査方向に反射偏向さ
せる複数の偏向面を有する偏向手段と、該偏向手段で反
射偏向した光束を感光体上に導光する光学系とを有し、
該偏向面には光束が該偏向面の主走査方向の幅よりも広
い幅で入射し、該感光体に光束が照射されない部分にト
ナー画像が形成される露光プロセスより成る画像形成装
置において、該感光体は主走査断面内において画像形成
領域を挟んで両側にブランク領域を有し、該偏向手段の
隣接する２つの偏向面のうち一方の偏向面に基づく光束
が該感光体面上の走査終了側のブランク領域を走査して
いるとき、他方の偏向面に基づく光束が該感光体面上の
走査開始側のブランク領域を走査することを特徴として
いる。

【００１８】請求項４の発明の画像形成装置は、光源手
段と、該光源手段からの光束を主走査方向に反射偏向さ
せる複数の偏向面を有する偏向手段と、該偏向手段で反
射偏向した光束を感光体上に導光する光学系とを有し、
該偏向面には光束が該偏向面の主走査方向の幅よりも広
い幅で入射し、該感光体に光束が照射されない部分にト
ナー画像が形成される露光プロセスより成る画像形成装
置において、該感光体は主走査断面内において画像形成
領域を挟んで両側にブランク領域を有し、該偏向手段の
隣接する２つの偏向面のうち一方の偏向面に基づく光束
が該感光体面上の走査終了側のブランク領域を走査して
いるとき、他方の偏向面に基づく光束が該感光体面上の
走査開始側に設定した同期検出領域を走査することを特
徴としている。

【００１９】請求項５の発明の画像形成装置は、画像信
号に応じて変調された光束を発する光源手段と、該光源
手段から発した光束を繰り返し偏向する偏向手段と、該
偏向手段によって偏向された光束を被走査面上に光スポ
ットとして結像させる結像光学系と、該被走査面に配さ
れ該光スポットによって繰り返し走査され、また選択的
に露光される感光体と、該感光体を主走査方向と直交す
る副走査方向に移動させる駆動手段と、選択的に露光さ
れた感光体にトナーを付着させ、画像を形成する現像手
段と、該光源手段を駆動制御する光源駆動手段とを備
え、該感光体は主走査方向に画像形成領域と、該画像形
成領域を挟んで両側にブランク領域とを有する画像形成
装置において、該現像手段は選択的に露光された感光体
の非露光部にトナーを付着させる画像形成プロセスを有
し、該光源駆動手段は光スポットが感光体上の画像形成
領域を走査している期間中、画像信号に応じて光源手段
を駆動し、光スポットが感光体上のブランク領域を走査
している全ての期間中、光源を点灯させており、走査終
了側のブランク領域を露光しているとき、走査開始側の
ブランク領域の一部を露光することを特徴としている。

【００２０】請求項６の発明は請求項５の発明におい
て、前記偏向手段は複数の偏向面を有し、１つの偏向面
に入射する光束の主走査方向の幅は、偏向面の主走査方
向の幅よりも広いことを特徴としている。

【００２１】請求項７の発明は請求項６の発明におい
て、前記１つの偏向面からの光束が前記走査終了側のブ
ランク領域を露光しているとき、該偏向面に隣接する偏
向面からの光束が前記走査開始側のブランク領域の一部
に入射していることを特徴としている。

【００２２】請求項８の発明は請求項５又は６の発明に
おいて、前記走査開始側のブランク領域の最周部の像高
をYbtop、前記走査終了側のブランク領域の最周部の像
高をYbend、前記画像形成領域の端部の走査開始側の像
高をYgtop、該画像形成領域の端部の走査終了側の像高
をYgendとし、前記結像光学系のｆθ係数をｆとすると
き、

【００２３】

【数３】

【００２４】を満足することを特徴としている。

【００２５】請求項９の発明は請求項５の発明におい
て、走査開始のタイミングをとる為に、光束をセンサー
で検知するＢＤ検知をブランク領域の外側で行なうＢＤ
検知手段を有し、前記走査開始側のブランク領域の最周
部の像高をYbtop、前記走査終了側のブランク領域の最
周部の像高をYbend、前記画像形成領域の端部の走査開
始側の像高をYgtop、該画像形成領域の端部の走査終了
側の像高をYgend、走査開始のタイミング検知の最周部
の像高をYbd、前記結像光学系のｆθ係数をｆとすると
き、

【００２６】

【数４】

【００２７】を満足することを特徴としている。

【００２８】請求項１０の発明の画像形成装置は、画像
信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、該光
源手段から発した光束を繰り返し偏向する偏向手段と、
該偏向手段によって偏向された光束を被走査面上に光ス
ポットとして結像させる結像光学系と、該被走査面に配
され該光スポットによって繰り返し走査され、また選択
的に露光される感光体と、該感光体を主走査方向と直交
する副走査方向に移動させる駆動手段と、選択的に露光
された感光体にトナーを付着させ、画像を形成する現像
手段と、該光源手段を駆動制御する光源駆動手段とを備
え、該感光体は主走査方向に画像形成領域と、該画像形
成領域を挟んで両側にブランク領域と、走査開始側のブ
ランク領域の外側に同期信号検出用のＢＤ検出領域と、
を有する画像形成装置において、該現像手段は選択的に
露光された感光体の非露光部にトナーを付着させる露光
プロセスを有し、該光源駆動手段は光スポットが感光体
上の画像形成領域を走査している期間中、画像信号に応
じて光源手段を駆動し、光スポットが感光体上のブラン
ク領域とＢＤ検出領域を走査している全ての期間中、光
源を点灯させており、走査終了側のブランク領域を露光
しているとき、ＢＤ検出領域の一部に偏向手段を介した
光束が導光されることを特徴としている。

【００２９】請求項１１の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記偏向手段は複数の偏向面を有し、１つの偏向
面に入射する光束の主走査方向の幅は、偏向面の主走査
方向の幅よりも広いことを特徴としている。

【００３０】請求項１２の発明は請求項１０又は１１の
発明において、前記偏向手段を介して前記ＢＤ検出領域
に導光される光束は光ビーム分離手段により分離した光
束であることを特徴としている。

【００３１】請求項１３の発明は請求項１０又は１１の
発明において、前記１つの偏向面からの光束が前記走査
終了側のブランク領域を露光しているとき、該偏向面に
隣接する偏向面からの光束が、前記ＢＤ検出領域の一部
に入射していることを特徴としている。

【００３２】請求項１４の発明の画像形成装置は、請求
項５乃至１３の何れか１項に記載の発明の画像形成装置
において、外部機器から入力したコードデータを画像信
号に変換して該画像形成装置に入力せしめるプリンタコ
ントローラを有していることを特徴としている。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。

【００３４】［画像形成装置］図１は本発明の画像形成
装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図（副走査
断面図）である。図１において、符号２０４は画像形成
装置を示す。この画像形成装置２０４には、パーソナル
コンピュータ等の外部機器２１７からコードデータＤｃ
が入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリン
タコントローラ２１１によって、画像データ（ドットデ
ータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは光走査
装置２００に入力される。そして、この光走査ユニット
（光走査装置）２００からは、画像データＤｉに応じて
変調された光ビーム（光束）２０３が射出され、この光
ビーム２０３によって感光ドラム２０１の感光面が主走
査方向に走査される。

【００３５】静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム
２０１は、モータ２１５によって時計廻りに回転させら
れる。そして、この回転に伴って、感光ドラム２０１の
感光面が光ビーム２０３に対して、主走査方向と直交す
る副走査方向に移動する。感光ドラム２０１の上方に
は、感光ドラム２０１の表面を一様に帯電せしめる帯電
ローラ２０２が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラ２０２によって帯電された感光ドラ
ム２０１の表面に、前記光走査装置２００によって走査
される光ビーム２０３が照射されるようになっている。

【００３６】先に説明したように、光ビーム２０３は、
画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビー
ム２０３を照射することによって感光ドラム２０１の表
面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光
ビーム２０３の照射位置よりもさらに感光ドラム２０１
の回転断面内における下流側で感光ドラム２０１に当接
するように配設された現像器２０７によってトナー像と
して現像される。

【００３７】ここで用いられるトナー粒子は、帯電ロー
ラ２０２によって帯電された電荷とは逆符号を持つもの
が用いられる。そして、感光ドラムの非露光部がトナー
が付着する部分（画線部）となる、所謂正規現像が行わ
れる。

【００３８】現像器２０７によって現像されたトナー像
は、感光ドラム２０１の下方で、感光ドラム２０１に対
向するように配設された転写ローラ（転写器）２０８に
よって被転写材たる用紙２１２上に転写される。用紙２
１２は感光ドラム２０１の前方（図１において右側）の
用紙カセット２０９内に収納されているが、手差しでも
給紙が可能である。用紙カセット２０９端部には、給紙
ローラ２１０が配設されており、用紙カセット２０９内
の用紙２１２を搬送路へ送り込む。

【００３９】以上のようにして、未定着トナー像を転写
された用紙２１２はさらに感光ドラム２０１後方（図１
において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部
に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ２１３と
この定着ローラ２１３に圧接するように配設された加圧
ローラ２１４とで構成されており、転写部から撒送され
てきた用紙２１２を定着ローラ２１３と加圧ローラ２１
４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙２
１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ロー
ラ２１３の後方には排紙ローラ２１６が配設されてお
り、定着された用紙２１２を画像形成装置の外に排出せ
しめる。

【００４０】図１においては図示していないが、プリン
トコントローラ２１１は、先に説明したデータの変換だ
けでなく、モータ２１５を始め画像形成装置内の各部
や、光走査装置２００内のポリゴンモータなどの制御を
行う。

【００４１】［光走査装置］図２は図１の画像形成装置
における光走査装置の構成を示す主走査方向の要部断面
図（主走査断面図）である。また図３は図２の光走査装
置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）を示す。
図４は図２の光走査装置の光学系を光束に沿って主走査
断面内に展開した展開図、図５は図２の光走査装置の光
学系を光束に沿って副走査断面内に展開した展開図をそ
れぞれ示す。図２〜図５において同一の部材には同一の
符号を付している。

【００４２】尚、本明細書において偏向手段によって光
ビーム（光束）が反射偏向（偏向走査）される方向を主
走査方向、結像光学系の光軸及び主走査方向と直交する
方向を副走査方向と定義する。

【００４３】本実施形態においては高速、高精細な画像
形成装置に適用するのに適した、所謂オーバーフィルド
(0verfilled)光学系（ＯＦＳ）を用いている。ＯＦＳは
回転多面鏡に入射する光ビームの主走査方向の幅が、該
回転多面鏡の複数の偏向面（反射面）のうちの１つの主
走査方向の幅よりも大きいものをいう。

【００４４】図２〜図５において符号１は光源である半
導体レーザを示す。半導体レーザ１はレーザ駆動信号に
よって駆動され、光ビームを出射する。符号２はコリメ
ーターレンズを示す。このコリメーターレンズ２は半導
体レーザ１から出射した発散光束を平行光束又は収束光
束に変換している。尚、半導体レーザ１とコリメーター
レンズ２とを一体化にして構成しても良い。

【００４５】符号３は開口絞りを示す。この開口絞り３
は通過光束（光量）を制限する。符号４はシリンドリカ
ルレンズ（シリンダーレンズ）を示す。シリンドリカル
レンズ４は副走査方向にのみ所定の屈折力を有してお
り、開口絞り３を通過した光ビームを副走査断面内で後
述する光偏向器６の偏向面（反射面）６ａに主走査方向
に長い線像として結像させている。符号９は折り返しミ
ラーを示す。この折り返しミラー９は入射光束を光偏向
器６側へ折り返している。尚、コリメーターレンズ２、
開口絞り３、シリンドリカルレンズ、そして折り返しミ
ラー９等の各要素は入射光学系２１の一要素を構成して
いる。

【００４６】符号６は偏向手段としての光偏向器を示
す。光偏向器６は、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラ
ー）より成り、不図示のポリゴンモータにより矢印Ａ方
向に一定速度で回転している。

【００４７】尚、本実施形態においては光源手段１から
出射した光ビームを入射光学系２１を介してポリゴンミ
ラー６の反射面６ａに入射させているが、該入射光学系
２１を用いない構成、即ち光源手段１から出射した光ビ
ームを直接、ポリゴンミラー６の反射面６ａに入射させ
ても良い。

【００４８】符号２２は集光機能とｆθ特性を有する結
像光学系を示す。結像光学系２２は単一のｆθレンズ
（ｆθレンズ系）５と、副走査方向にのみ所定のパワー
を有するシリンドリカルミラー７とを有しており、光偏
向器６からの偏向光束を被走査面８上に結像させる。ま
た結像光学系２２は副走査断面内において光偏向器６の
偏向面６ａと被走査面８との間を光学的に略共役関係に
形成している。このような構成は光偏向器６の偏向面６
ａの加工誤差や、光偏向器の回転軸の傾きによる偏向面
６ａの傾きを補償するもので倒れ補正と呼ばれている。

【００４９】尚、光偏向器６に入射する光ビームは一度
ｆθレンズ５の一部を通過している。つまりｆθレンズ
５は入射光学系２１の構成要素の一部にもなっている。
また結像光学系２２を本実施形態のような単レンズでは
なく、複数枚のレンズより構成しても良い。被走査面８
は図１における感光ドラム２０１の感光ドラム面に相当
する。

【００５０】本実施形態の光走査装置においては被走査
面（感光ドラム面）８上の画像形成領域を光スポットで
走査する前に、画像形成を開始するタイミングを調整す
るために光検出器としてのＢＤ（beam detector）セン
サー１２が設けられている。このＢＤセンサー１２は光
偏向器６で偏向された光ビームの一部であるＢＤ光束、
すなわち感光ドラム面８上の画像形成領域を走査する前
の、画像形成領域外の領域（ブランク領域）を走査して
いる時の光ビームを受光する。このＢＤ光束はＢＤミラ
ー（同期信号検出用ミラー）１０で反射され、ＢＤレン
ズ（集光レンズ）１１で集光されてＢＤセンサー１２に
入射する。そしてこのＢＤセンサー１２の出力信号から
ＢＤ信号（同期信号）を検出し、このＢＤ信号に基づい
て被走査面（感光ドラム面）８における画像記録の走査
開始タイミングを調整している。

【００５１】尚、ＢＤミラー１０、ＢＤレンズ１１、Ｂ
Ｄセンサー１２等の各要素はＢＤ光学系（同期検出光学
系）の一要素を構成している。

【００５２】図６は本実施形態によって走査効率が改善
されることを説明した説明図である。

【００５３】同図において、８１は不図示の入射光学系
による、主走査方向が***行光であり、副走査方向につ
いてポリゴンミラ反射面（偏向面）付近で一旦結像する
ポリゴンミラー８２への入射光、８２はポリゴンミラ
ー、８３はｆθレンズ、８４は感光ドラム、８４ａは有
効領域としての画像形成エリア（画像描画エリア）、８
５、８６は各々互いに隣接するポリゴン反射面、８７は
走査開始側の非有効領域としてのブランク領域（ＢＡＥ
領域）、８８は走査終了側の非有効領域としてのブラン
ク領域（ＢＡＥ領域）、９０、９２は各々ポリゴン反射
面８５により反射された光ビームの主光線、９１，９３
は各々ポリゴン反射面８６により反射された光ビームの
主光線を示している。９０、９１は各々あるポリゴンミ
ラー８２の回転角におけるそれぞれのポリゴン反射面に
よる光線を示しており、同様に９２，９３は各々ポリゴ
ン反射面がポリゴンミラー８２の回転角からさらに回転
したときの光線を示している。

【００５４】ポリゴンミラー８２への入射光８１はポリ
ゴン反射面（偏向面）の面幅（主走査方向の幅）よりも
広いために、ポリゴンミラー８２の隣接反射面（偏向
面）８５，８６による反射光が発生する。ポリゴン反射
面８６に入射した入射光８１は画像描画エリア（画像形
成領域）８４ａを走査したのちに、光ビーム９１はブラ
ンク領域８８の点８８ａに到達する、このとき光源は連
続点灯状態となり、ポリゴンミラー８２の回転とともに
ブランク領域８８の全域を露光しながら走査し、さらに
走査して光ビーム９３はブランク領域８８の位置（端
部）８８ｂまで走査する。

【００５５】同時に入射光８１のうちポリゴンミラー８
２の反射面８６の隣接面の反射面（偏向面）８５によ
り、反射偏向された光ビーム９０は走査開始側のブラン
ク領域８７の一部に入射し露光し始め、ポリゴンミラー
８２の回転とともに光ビーム９０はブランク領域８７の
点８７ａを露光しながら走査し、光ビーム９２はブラン
ク領域８７の位置８７ｂまで到達する。

【００５６】従って、走査開始側のブランク領域８７は
光ビーム９０で、走査終了側のブランク領域８８は光ビ
ーム９３で同時に露光することができ、走査効率を改善
することが可能となる。

【００５７】このとき図６に示したように走査光学装置
の走査開始側のブランク領域８７の最周部の像高である
最大像高８７ｃまでの光軸Ｌａからの高さをYbtop、走
査終了側のブランク領域８８の最周部の像高である最大
像高８８ｃまでの光軸Ｌａからの高さをYbendとし、画
像描画エリア８４ａの走査開始側の最周部の像高である
最大像高８４ｂまでの光軸Ｌａからの高さをYgtop、画
像描画エリア８４ａの走査終了側の最周部の像高である
最大像高８４ｃまでの光軸Ｌａからの高さをYgendとし
たとき、結像光学系８３のｆθ係数ｆが以下の式（１）
〜（３）を満たすことが、走査開始側のブランク領域８
７と走査終了側のブランク領域８８の全域または一部を
同時に光ビームで露光するときの条件となる。

【００５８】

【数５】

【００５９】ここでｆθ係数ｆとはポリゴンミラー８２
による光ビームの偏向角をθ、感光ドラム面上に入射す
る光ビームの像高（走査中心からの高さ）をＹとすると
き、Ｙ＝ｆθを満足するｆの値（ｆθ係数）をいう。

【００６０】（１）式を満たさない場合は画像描画エリ
ア８４ａの走査終了側を光ビームが走査している時に、
走査開始側のブランク領域８７を光ビームが走査してし
まい、連続点灯する場合には走査終了側の画像を描画す
ることが出来ない。

【００６１】また（２）式を満たさない場合は走査終了
側のブランク領域８８を露光している時に隣接面により
反射光が画像描画エリア８４ａに入射してしまうため
に、画像描画エリア８４ａの走査開始側の描画が出来な
くなる。

【００６２】（３）式を満たさない場合にはブランク領
域８７・８８の双方をポリゴンミラーの隣接反射面で同
時に露光することができない。

【００６３】「実施形態２」図７は本発明の実施形態２
の要部説明図である。

【００６４】同図において、１０１は不図示の入射光学
系による、主走査方向が略平行光であり、副走査方向に
ついてポリゴンミラー１０２の反射面付近で一旦結像す
る該ポリゴンミラー１０２への入射光、１０２はポリゴ
ンミラー、１０３はｆθレンズ、１０４は感光ドラム、
１０４ａは有効領域としての画像形成エリア（画像描画
エリア）、１０５、１０６は各々互いに隣接するポリゴ
ン反射面、１０７は走査開始側のブランク領域（ＢＡＥ
領域）、１０８は走査終了側のブランク領域（ＢＡＥ領
域）、１１０，１１２は各々ポリゴン反射面１０５によ
り反射された光ビームの主光線、１１１，１１３は各々
ポリゴン反射面１０６により反射された光ビームの主光
線、１１４は走査開始側に設定した同期検出領域（ＢＤ
検出領域）であり、走査開始側のブランク領域１０７の
外側に位置しているときを示している。

【００６５】ポリゴンミラー１０２への入射光１０１は
ポリゴン反射面の面幅（主走査方向の幅）よりも広いた
めに、ポリゴンミラーの隣接反射面１０５，１０６によ
る反射光が発生する。ポリゴン反射面１０６に入射した
入射光１０１は画像描画エリア１０４ａを走査したのち
に、光ビーム１１１はブランク領域１０８の点１０８ａ
に到達する、このとき光源は連続点灯状態となり、ポリ
ゴンミラー１０２の回転とともにブランク領域１０８の
全域を露光しながら走査し、さらに走査して光ビーム１
１３はブランク領域１０８の位置１０８ｂまで走査す
る。

【００６６】同時にポリゴンミラー１０２の反射面１０
６の隣接面の反射面１０５による反射ビーム１１０は走
査開始側の走査のタイミングを検知するためのＢＤ検出
領域１１４に到達し、ＢＤ光検出器１１４ａに入射し、
これによりＢＤ用の信号を出力する。さらにポリゴンミ
ラー１０２の回転とともに光ビーム１１０はＢＤ検出領
域１１４を過ぎた後に走査開始側のブランク領域１０７
を露光しながら走査し、光ビーム１１２は画像描画エリ
ア１０４ａの端部１０４ｂ（ブランク領域１０７の端部
１０７ｂ）まで到達する。

【００６７】従って、光ビーム１１０で走査開始側のＢ
Ｄ検出を行なうと同時に光ビーム１１２または光ビーム
１１３で走査終了側のブランク領域１０８を露光しなが
ら行うことが出来、走査効率を改善することが可能とな
る。

【００６８】このとき図７に示したように走査光学装置
の走査開始側のＢＤ検知領域１１４の最周部の光軸Ｌａ
からの像高をYbd、走査開始側のブランク領域１０７の
最周部の像高である最大像高１０７ｃまでの光軸Ｌａか
らの高さをYbtop、走査終了側のブランク領域１０８の
最周部の像高である最大像高１０８ｃまでの光軸Ｌａか
らの高さをYbendとし、画像描画エリア１０４ａの走査
開始側の最周部の像高である最大像高１０４ｂまでの光
軸Ｌａからの高さをYgtop、画像描画エリア１０４ａの
走査終了側の最周部の像高である最大像高１０４ｃまで
の光軸Ｌａからの高さをYgendとしたとき、結像光学系
１０３のｆθ係数ｆが以下の式（４）〜（６）を満たす
ことが、走査開始側のＢＤ検出領域１１４と走査終了側
のブランク領域１０８の全域または一部を同時に光ビー
ムで露光するときの条件である。

【００６９】

【数６】

【００７０】（４）式を満たさない場合は画像描画エリ
ア１０４ａの走査終了側を光ビームが走査している時
に、走査開始側のＢＤ検出領域１１４を光ビームが走査
してしまい、ＢＤ検出のために連続点灯した場合には走
査終了側の画像を描画することが出来ない。

【００７１】また（５）式を満たさない場合は走査終了
側のブランク露光領域１０８を露光している時に隣接面
により反射光が画像描画エリア１０４ａに入射してしま
うために、走査開始側の描画が出来なくなる。

【００７２】（６）式を満たさない場合には走査終了側
のブランク露光領域１０８を走査しているときにポリゴ
ンミラーの隣接する２つの反射面で同時にＢＤ信号の検
出を行うことができなくなる。

【００７３】図８は本発明のＢＤ検出領域における光量
の低下について説明した説明図である。図９は本実施形
態における光量落ちを計算したグラフである。

【００７４】図８はポリゴンミラーに入射する光ビーム
の分布とその時のポリゴンミラーの反射面による反射光
量を示した図である。グラフにおいて縦軸は被走査面上
における光量であり、横軸は像高である。グラフの曲線
が光量分布を示している。通常レーザの光量分布はガウ
シアン分布で表現される。

【００７５】本実施形態においては軸上Ｌａの光線が画
像中心を描画しており、このときポリゴン反射面は入射
光束の中央に入射光線と主走査断面において垂直となっ
ている。この状態で使用するポリゴン反射面で反射する
光量は図の斜線で示す範囲１２１の部分の積分光量とな
る。またＢＤ検知時のポリゴン反射面は入射光束内を移
動し、図の別の斜線で示す範囲１２２の部分の積算光量
となる。従って、図からも明らかのようにＢＤ検知時の
積算光量は画像中心を描画している時の積算光量よりも
少ない光量と成る。この入射光束内のポリゴン反射面の
移動による光量変化は主に主走査方向のレーザのファー
フィールドパターンと入射光束を形成する光学系のＦＮ
ｏ、ポリゴン径、ポリゴン面数及び走査光学系の焦点距
離により決まり、例えば図９のように走査中央から走査
周辺にかけて徐々に露光光量が低下する形となる。

【００７６】従来のアンダーフィルドタイプ（ポリゴン
反射面に入射する光束径がポリゴン反射面の幅より小さ
いタイプ）の走査光学系においては、通常はポリゴン径
を出来る限り小さくするように設計されている。このた
め有効走査幅の外側の光線は像高が増加するに従って光
ビームの一部がポリゴンファセット面でカバーできなく
なり、像面における光量が急激に低下する。

【００７７】しかしながら、本実施形態のようにオーバ
ーフィルド走査光学系は、有効走査幅内である程度の光
量分布の一様性を確保した場合、図９のようにＢＤ検知
用の光ビームが使用する範囲においても光分布がガウス
分布で低下する光ビームの一部を使用するため、ＢＤ検
知が出来ないほどの光量の低下にならない。

【００７８】つまり、ＢＤ検知系は光量低下について通
常電気的なゲインアップ等で対応できる検知光量幅が大
きく、本発明における隣接面の光ビームを使用しても全
く問題が無い。

【００７９】「実施形態３」図１０は本発明の実施形態
３の一部分の説明図である。図において１２１は感光ド
ラム面、１２２は光ビーム分離手段としてのハーフミラ
ー、１２３はスリット、１２４はＢＤ用のレンズ、１２
５はＢＤ用のＢＤセンサー、１２６はＢＤ検出領域に入
射する走査光、１２７は画像描画エリア１２１ａに入射
する走査光である。１２１ｂは走査開始側のブランク領
域である。

【００８０】走査光１２６はハーフミラー１２２におい
てＢＤセンサ−１２５に向かう光ビームと感光ドラム面
１２１に向かう光ビームに分離され、感光ドラム面１２
１に入射した光ビームはブランク露光領域１２１ｂを露
光する。

【００８１】一方、ハーフミラー１２２によりＢＤセン
サー１２５方向に反射された光ビームはスリット１２３
を通過し、ＢＤ用のレンズ１２４で屈折集光され、ＢＤ
センサー１２５面に入射することで、描画のタイミング
を与える。

【００８２】同図に示したように、ハーフミラー１２２
を通過することで、感光ドラム面１２１におけるスポッ
トのピント位置がずれるが、ブランク露光領域１２１ｂ
においては光量が確保できることが重要であり問題が無
い。

【００８３】またハーフミラーの透過率をあげておくこ
とと、一時的な光量アップ等で対応すれば問題が無い。

【００８４】本実施形態によればブランク露光を行って
いる時にＢＤ検知を行うために、ＢＤ検知のために効率
を犠牲にする必要がなく、さらにブランク露光領域の描
画開始側と、終了側を同時に露光することで走査効率を
向上することが可能となる。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば前述の如くブランク領域
（非有効領域）を走査開始側と走査終了側に形成し、走
査終了側のブランク領域を露光する光源手段から出射し
た光束の一部を使用して、走査開始側のブランク領域を
露光を行うことにより、走査効率を上げることができる
光走査装置及び画像形成装置を達成することができる。

【００８６】また本発明によれば前述の如く走査終了側
のブランク領域を露光する光源から出射した光束の一部
を使用してＢＤ検知を行うことにより、走査効率を向上
させることができる光走査装置及び画像形成装置を達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走
査断面図

【図２】 本発明の実施形態１の光走査装置の主走査断
面図

【図３】 本発明の実施形態１の光走査装置の副走査断
面図

【図４】 本発明の実施形態１の主走査方向の展開図

【図５】 本発明の実施形態１の副走査方向の展開図

【図６】 本発明の実施形態１の走査効率改善の説明図

【図７】 本発明の実施形態２の走査効率改善の説明図

【図８】 本発明の実施形態２の光量分布の変化を示し
た説明図

【図９】 本発明の実施形態２の光量分布の変化を示し
たグラフ

【図１０】 本発明の実施形態３のＢＤ光学系周辺の副
走査断面図

【図１１】 従来の光走査装置の走査光学系の主走査断
面図

【図１２】 ブランク露光の説明図

【符号の説明】

１ 光源手段（半導体レーザ） ２ コリメータ−レンズ ３ 開口絞り ４ シリンドリカルレンズ ５ ｆθレンズ ６ 偏向手段（光偏向器） ６ａ 偏向面 ７ シリンドリカルミラー ８ 被走査面（感光ドラム面） ９ 折り返しミラー １０ ＢＤミラー １１ ＢＤレンズ １２ ＢＤセンサー ２１ 入射光学手段 ２２ 結像光学系 ２００ 光走査装置 ２０１ 感光ドラム ２０２ 帯電ローラ ２０３ 光ビーム ２０４ 画像形成装置 ２０７ 現像装置 ２０８ 転写ローラ ２０９ 用紙カセット ２１０ 給紙ローラ ２１１ プリンタコントローラ ２１２ 転写材（用紙） ２１３ 定着ローラ ２１４ 加圧ローラ ２１５ モータ ２１６ 排紙ローラ ２１７ 外部機器

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源手段と、該光源手段からの光束を主
   走査方向に反射偏向させる複数の偏向面を有する偏向手
   段と、該偏向手段で反射偏向した光束を被走査面に導光
   する光学系とを有し、該偏向面には光束が該偏向面の主
   走査方向の幅よりも広い幅で入射する光走査装置におい
   て、 該被走査面は主走査断面内において画像形成を行う有効
   領域を挟んで両側に光を照射する必要のある非有効領域
   を有し、該偏向手段の隣接する２つの偏向面のうち一方
   の偏向面に基づく光束が該被走査面上の走査終了側の非
   有効領域を走査しているとき、他方の偏向面に基づく光
   束が該被走査面上の走査開始側の非有効領域を走査する
   ことを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 光源手段と、該光源手段からの光束を主
   走査方向に反射偏向させる複数の偏向面を有する偏向手
   段と、該偏向手段で反射偏向した光束を被走査面に導光
   する光学系とを有し、該偏向面には光束が該偏向面の主
   走査方向の幅よりも広い幅で入射する光走査装置におい
   て、 該被走査面は主走査断面内において画像形成を行う有効
   領域を挟んで両側に光を照射する必要のある非有効領域
   を有し、該偏向手段の隣接する２つの偏向面のうち一方
   の偏向面に基づく光束が該被走査面上の走査終了側の非
   有効領域を走査しているとき、他方の偏向面に基づく光
   束が該被走査面上の走査開始側に設定した同期検出領域
   を走査することを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】 光源手段と、該光源手段からの光束を主
   走査方向に反射偏向させる複数の偏向面を有する偏向手
   段と、該偏向手段で反射偏向した光束を感光体上に導光
   する光学系とを有し、該偏向面には光束が該偏向面の主
   走査方向の幅よりも広い幅で入射し、該感光体に光束が
   照射されない部分にトナー画像が形成される露光プロセ
   スより成る画像形成装置において、 該感光体は主走査断面内において画像形成領域を挟んで
   両側にブランク領域を有し、該偏向手段の隣接する２つ
   の偏向面のうち一方の偏向面に基づく光束が該感光体面
   上の走査終了側のブランク領域を走査しているとき、他
   方の偏向面に基づく光束が該感光体面上の走査開始側の
   ブランク領域を走査することを特徴とする画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 光源手段と、該光源手段からの光束を主
   走査方向に反射偏向させる複数の偏向面を有する偏向手
   段と、該偏向手段で反射偏向した光束を感光体上に導光
   する光学系とを有し、該偏向面には光束が該偏向面の主
   走査方向の幅よりも広い幅で入射し、該感光体に光束が
   照射されない部分にトナー画像が形成される露光プロセ
   スより成る画像形成装置において、 該感光体は主走査断面内において画像形成領域を挟んで
   両側にブランク領域を有し、該偏向手段の隣接する２つ
   の偏向面のうち一方の偏向面に基づく光束が該感光体面
   上の走査終了側のブランク領域を走査しているとき、他
   方の偏向面に基づく光束が該感光体面上の走査開始側に
   設定した同期検出領域を走査することを特徴とする画像
   形成装置。
5. 【請求項５】 画像信号に応じて変調された光束を発す
   る光源手段と、該光源手段から発した光束を繰り返し偏
   向する偏向手段と、該偏向手段によって偏向された光束
   を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系
   と、該被走査面に配され該光スポットによって繰り返し
   走査され、また選択的に露光される感光体と、該感光体
   を主走査方向と直交する副走査方向に移動させる駆動手
   段と、選択的に露光された感光体にトナーを付着させ、
   画像を形成する現像手段と、該光源手段を駆動制御する
   光源駆動手段とを備え、該感光体は主走査方向に画像形
   成領域と、該画像形成領域を挟んで両側にブランク領域
   とを有する画像形成装置において、 該現像手段は選択的に露光された感光体の非露光部にト
   ナーを付着させる画像形成プロセスを有し、該光源駆動
   手段は光スポットが感光体上の画像形成領域を走査して
   いる期間中、画像信号に応じて光源手段を駆動し、光ス
   ポットが感光体上のブランク領域を走査している全ての
   期間中、光源を点灯させており、走査終了側のブランク
   領域を露光しているとき、走査開始側のブランク領域の
   一部を露光することを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記偏向手段は複数の偏向面を有し、１
   つの偏向面に入射する光束の主走査方向の幅は、偏向面
   の主走査方向の幅よりも広いことを特徴とする請求項５
   の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記１つの偏向面からの光束が前記走査
   終了側のブランク領域を露光しているとき、該偏向面に
   隣接する偏向面からの光束が前記走査開始側のブランク
   領域の一部に入射していることを特徴とする請求項６の
   画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記走査開始側のブランク領域の最周部
   の像高をYbtop、前記走査終了側のブランク領域の最周
   部の像高をYbend、前記画像形成領域の端部の走査開始
   側の像高をYgtop、該画像形成領域の端部の走査終了側
   の像高をYgendとし、前記結像光学系のｆθ係数をｆと
   するとき、 【数１】 を満足することを特徴とする請求項５又は６記載の画像
   形成装置。
9. 【請求項９】 走査開始のタイミングをとる為に、光束
   をセンサーで検知するＢＤ検知をブランク領域の外側で
   行なうＢＤ検知手段を有し、前記走査開始側のブランク
   領域の最周部の像高をYbtop、前記走査終了側のブラン
   ク領域の最周部の像高をYbend、前記画像形成領域の端
   部の走査開始側の像高をYgtop、該画像形成領域の端部
   の走査終了側の像高をYgend、走査開始のタイミング検
   知の最周部の像高をYbd、前記結像光学系のｆθ係数を
   ｆとするとき、 【数２】 を満足することを特徴とする請求項５記載の画像形成装
   置。
10. 【請求項１０】 画像信号に応じて変調された光束を発
    する光源手段と、該光源手段から発した光束を繰り返し
    偏向する偏向手段と、該偏向手段によって偏向された光
    束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学
    系と、該被走査面に配され該光スポットによって繰り返
    し走査され、また選択的に露光される感光体と、該感光
    体を主走査方向と直交する副走査方向に移動させる駆動
    手段と、選択的に露光された感光体にトナーを付着さ
    せ、画像を形成する現像手段と、該光源手段を駆動制御
    する光源駆動手段とを備え、該感光体は主走査方向に画
    像形成領域と、該画像形成領域を挟んで両側にブランク
    領域と、走査開始側のブランク領域の外側に同期信号検
    出用のＢＤ検出領域と、を有する画像形成装置におい
    て、 該現像手段は選択的に露光された感光体の非露光部にト
    ナーを付着させる露光プロセスを有し、該光源駆動手段
    は光スポットが感光体上の画像形成領域を走査している
    期間中、画像信号に応じて光源手段を駆動し、光スポッ
    トが感光体上のブランク領域とＢＤ検出領域を走査して
    いる全ての期間中、光源を点灯させており、走査終了側
    のブランク領域を露光しているとき、ＢＤ検出領域の一
    部に偏向手段を介した光束が導光されることを特徴とす
    る画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記偏向手段は複数の偏向面を有し、
    １つの偏向面に入射する光束の主走査方向の幅は、偏向
    面の主走査方向の幅よりも広いことを特徴とする請求項
    １０の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記偏向手段を介して前記ＢＤ検出領
    域に導光される光束は光ビーム分離手段により分離した
    光束であることを特徴とする請求項１０又は１１の画像
    形成装置。
13. 【請求項１３】 前記１つの偏向面からの光束が前記走
    査終了側のブランク領域を露光しているとき、該偏向面
    に隣接する偏向面からの光束が、前記ＢＤ検出領域の一
    部に入射していることを特徴とする請求項１０又は１１
    の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 請求項５乃至１３の何れか１項に記載
    の画像形成装置は外部機器から入力したコードデータを
    画像信号に変換して該画像形成装置に入力せしめるプリ
    ンタコントローラを有していることを特徴とする画像形
    成装置。