JP2010002866A

JP2010002866A - 光走査装置、画像形成装置及び光量調整方法

Info

Publication number: JP2010002866A
Application number: JP2008163720A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Arai; 伸幸新井; Hibiki Tatsuno; 響辰野; Naoto Watanabe; 直人渡辺
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-01-07

Abstract

【課題】光源から射出された光により被走査面を走査する光走査装置であって、光走査装置ごとに光利用効率を調整するとともにゴースト光の強度を低減する光量調整素子を備えた光走査装置、これを有する複写機、ファクシミリ、プリンタ、光プロッタ等の画像形成装置、かかる光走査装置においてかかる光量調整素子を用いた光量調整方法の提供。
【解決手段】光源１１１Ｋからの射出光を被走査面２０Ｋに導く光学系１１２Ｋ、１１３Ｋ、１１４Ｋ、１１６、１１７ａ、１１８Ｋ、１１９Ｋと、同射出光の強度と同光学系を経て同被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にあるときに、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され同光源から射出された光の光路上に配設される光量調整素子１１４Ｋとを用い、同光量調整素子は、入射面と出射面とで光透過率が異なる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源から射出された光により被走査面を走査する光走査装置であって、かかる光の強度と被走査面を走査する光の強度との比を調整する光量調整素子を備えた光走査装置、これを有する複写機、ファクシミリ、プリンタ、光プロッタ等の画像形成装置、かかる光走査装置においてかかる光量調整素子を用いた光量調整方法に関する。

従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ、光プロッタ等の画像形成装置に備えられ、形成すべき画像に対応した情報に基づいて光源から光を射出し、射出された光によって像担持体上の被走査面を走査する光走査装置が知られている（たとえば〔特許文献１〕〜〔特許文献４〕参照）。このような光走査装置では、光源から射出された光を被走査面に導く光学系が備えられている。

この光学系は、たとえば、ポリゴンミラー等の偏向器、シリンドリカルレンズ、走査レンズといった各種光学素子によって構成されているが、各光学素子には、光の透過率、反射率等の光学特性にばらつきがあるとともに、各光学素子への光の入射角によっても光学特性は変化し、また各光走査装置間で各光学素子の設置位置を完全に同一にすることが困難であるなどの理由により、同一構成の光走査装置であっても、光源の発光光量に対する被走査面の走査光量の割合言い換えると光利用効率にばらつきがある。

光利用効率のばらつきは、走査光量のばらつき、さらには画質のばらつきの原因となり得るため、高画質の画像形成の要求に反する。そこで、走査光量のばらつきを低減するため、光源の発光光量にある程度の幅を持たせ、発光光量を調整することで走査光量を均一化させる技術が提案されている。

ところが、かかる技術を用いると、光利用効率が高い装置においては発光光量を小さくすることとなるが、発光光量を小さくすると、ドループ特性が悪くなるなどして光源の発光特性が不安定になることがある。光源の発光特性が不安定になると、発光光量のムラ、ビームスポット系の劣化等が生じ、これによって出力画像に影響を与えてしまう。

これに対し、光利用効率そのもののばらつきを低減可能とする技術が知られており（たとえば〔特許文献１〕〜〔特許文献３〕参照）、その１つとして、たとえばシリンドリカルレンズなどの光学素子の光透過率を低下させることで光利用効率のばらつきを低減する技術がある（たとえば〔特許文献１〕参照）。光利用効率そのもののばらつきが抑制されれば、光源の発光特性が不安定になる程度にまで光源の発光光量を小さくする必要がなくなり得るため、出力画像に与える影響の低減が期待されるとともに、走査光量のばらつきの抑制も期待される。

特開２００８−０３３０６２号公報特開２００１−３０５４６０号公報特許第２５３４６５６号公報特開２００６−２３５２１３号公報

ところが、上述の、光学素子の光透過率を低下させることで光利用効率のばらつきを低減する技術は、もともと光学系に備えられている光学素子の光透過率を低下させるものであり、また光透過率を低下させる割合の目標値が一律に設定されているため、光利用効率のばらつきの幅は小さくなるものの、各光走査装置における光利用効率の実値に応じて光利用効率を調整することができず、走査光量の調整も不十分になり得るという問題がある。

たとえば、複数の像担持体を備え各像担持体上に形成される各色の像の合成像としてカラー画像を形成する画像形成装置では、合成像として得られる画像の品質が良好になるように、各色の像を形成する必要があり、そのためにはそのような各色の像を得るのに適した走査光量でそれぞれの像担持体を走査する必要がある。ところが、光透過率を低下させる割合の目標値が一律であると、各色の像を得るのに適した走査光量でそれぞれの像担持体を走査することが困難であり、合成像として得られる画像の品質が低下し得る。

一方、光透過率を調整する方法として、光学素子における光の入射側、出射側で光の反射率を調整することが挙げられる。かかる入射側、出射側で光の反射率を調整する場合、光利用効率はそれぞれの反射率の積によって決まるが、発明者らが鋭意研究したところ、光利用効率が同じであっても、入射側、出射側の反射率の相互関係により、いわゆるゴースト光の強度が変化することが分かった。ゴースト光は光学素子において発生する反射光が入射光の光軸に対して傾斜している場合に生じ、本来の走査位置と異なる位置で像担持体を走査するため、画像を乱す直接の原因となることから極力避ける必要がある。しかし、ゴースト光は光学素子における光の入射面、出射面が曲面である場合やこれらを意図的に入射光の光軸に対して傾けて場合のみならず、光学素子の設置誤差等によっても生じるため、完全に排除することが困難であり、その強度は極力小さくすることが望ましい。ところが、たとえばシリンドリカルレンズを用い、単にその入射面、反射面の反射により光利用効率のばらつきを低減しようとすると、上述の問題のみならず、ゴースト光の強度を大きくしてしまうこととなるため、好ましくない。

本発明は、光源から射出された光により被走査面を走査する光走査装置であって、光走査装置ごとに光利用効率を調整するとともにゴースト光の強度を低減する光量調整素子を備えた光走査装置、これを有する複写機、ファクシミリ、プリンタ、光プロッタ等の画像形成装置、かかる光走査装置においてかかる光量調整素子を用いた光量調整方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源から射出された光により被走査面を走査するために前記光源から射出された光を前記被走査面に導く光学系と、前記光源から射出された光の強度と前記被走査面を走査する走査光の強度との第１の比を第１の範囲に調整するための光量調整素子であって、前記光源から射出された光の強度と前記光学系を経て前記被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にあるときに、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され前記光源から射出された光の光路上に配設される光量調整素子とを有し、前記光量調整素子は、入射面の光の透過率Ｔ１と出射面の光の透過率Ｔ２とが互いに異なる光走査装置にある。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の光走査装置において、Ｔ１＞Ｔ２であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光走査装置において、前記光量調整素子は、入射面と出射面との少なくとも一方が、その面に進入する光の光軸に垂直な仮想面に対して傾斜していることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の光走査装置において、（１−Ｔ１）・（１−Ｔ２）＜０．０４且つＴ１・Ｔ２＜０．６４を満たすことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の光走査装置において、前記光量調整素子を、前記光源から射出された光の光路中における、前記光学系に備えられ前記光源から射出された光を偏向する偏向手段よりも光源側に配設したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の光走査装置において、当該光走査装置内に埃が侵入することを防ぐための防塵部材を備え、前記防塵部材を前記光量調整素子としたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の光走査装置において、複数の被走査面を走査する光走査装置であって、前記光量調整素子は、前記光源から射出された光の強度と前記光学系を経て前記被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にある被走査面に対応して、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され前記光源から射出された光の光路上に配設されることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の光走査装置において、前記光量調整素子は、入射面と出射面とが平面であることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか１つに記載の光走査装置において、前記光源から射出された光の強度を検知するための光強度検知手段と、この光強度検知手段によって検知された光の強度に基づいて、前記光源から射出される光の強度を制御する光強度制御手段とを有することを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９の何れか１つに記載の光走査装置において、前記光源が面発光レーザであることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか１つに記載の光走査装置と、前記被走査面を構成し前記走査光によって潜像を形成される像担持体とを有する画像形成装置にある。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の画像形成装置において、前記光走査装置を複数有することを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、光源から射出された光により被走査面を走査するために前記光を前記被走査面に導く光学系を備えた光走査装置において前記光の強度と前記被走査面を走査する走査光の強度との第１の比を第１の範囲に調整するための光量調整方法であって、前記光の強度と前記光学系を経て前記被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にあるときに、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され前記光の光路上に配設される光量調整素子であって、入射面の光の透過率Ｔ１と出射面の光の透過率Ｔ２とが互いに異なる光調整素子を用いる光量調整方法にある。

本発明は、光源から射出された光により被走査面を走査するために前記光源から射出された光を前記被走査面に導く光学系と、前記光源から射出された光の強度と前記被走査面を走査する走査光の強度との第１の比を第１の範囲に調整するための光量調整素子であって、前記光源から射出された光の強度と前記光学系を経て前記被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にあるときに、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され前記光源から射出された光の光路上に配設される光量調整素子とを有し、前記光量調整素子は、入射面の光の透過率Ｔ１と出射面の光の透過率Ｔ２とが互いに異なる光走査装置にあるので、光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度を低減することによる良好な画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

Ｔ１＞Ｔ２であることとすれば、光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度をより高度に低減することによるより良好な画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

前記光量調整素子は、入射面と出射面との少なくとも一方が、その面に進入する光の光軸に垂直な仮想面に対して傾斜していることとすれば、光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度をより高度に低減することによるより良好な画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

（１−Ｔ１）・（１−Ｔ２）＜０．０４且つＴ１・Ｔ２＜０．６４を満たすこととすれば、光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度を低減することによるより良好な画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

前記光量調整素子を、前記光源から射出された光の光路中における、前記光学系に備えられ前記光源から射出された光を偏向する偏向手段よりも光源側に配設したこととすれば、比較的小型の光量調整素子でコストを抑制しつつ光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度を低減することによる良好な画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

当該光走査装置内に埃が侵入することを防ぐための防塵部材を備え、前記防塵部材を前記光量調整素子としたこととすれば、部品点数を増加させることなくコストを抑制しつつ光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、光学系を経た後の光の強度を調整することで光学系全体としての光学特性に対応可能であり高い精度でゴースト光の強度を低減することによる良好な画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

複数の被走査面を走査する光走査装置であって、前記光量調整素子は、前記光源から射出された光の強度と前記光学系を経て前記被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にある被走査面に対応して、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され前記光源から射出された光の光路上に配設されることとすれば、各光走査装置間における光利用効率のばらつきを抑制するように各光走査装置の光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度を低減することによる良好な画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

前記光量調整素子は、入射面と出射面とが平面であることとすれば、光学特性の変化を抑制し、また光量調整素子の有無による光路の位置ずれを微小に抑えつつ光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度を低減することによる良好な画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

前記光源から射出された光の強度を検知するための光強度検知手段と、この光強度検知手段によって検知された光の強度に基づいて、前記光源から射出される光の強度を制御する光強度制御手段とを有することとすれば、光源から射出される光の強度及び光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに被走査面を走査する走査光の強度を高度に調整可能であり、ゴースト光の強度を低減することによる良好な画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

前記光源が面発光レーザであることとすれば、光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度を低減することによる良好な画像形成及び高速、高画質の画像形成に寄与可能な光走査装置を提供することができる。

本発明は、かかる光走査装置と、前記被走査面を構成し前記走査光によって潜像を形成される像担持体とを有する画像形成装置にあるので、光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度を低減することによる良好な画像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。

前記光走査装置を複数有することとすれば、各光走査装置間における光利用効率のばらつきを抑制するように各光走査装置の光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度を低減することによる良好な画像が可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明は、光源から射出された光により被走査面を走査するために前記光を前記被走査面に導く光学系を備えた光走査装置において前記光の強度と前記被走査面を走査する走査光の強度との第１の比を第１の範囲に調整するための光量調整方法であって、前記光の強度と前記光学系を経て前記被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にあるときに、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され前記光の光路上に配設される光量調整素子であって、入射面の光の透過率Ｔ１と出射面の光の透過率Ｔ２とが互いに異なる光調整素子を用いる光量調整方法にあるので、光利用効率を調整することができ光源の特性低下を低減可能とするとともに、ゴースト光の強度を低減することによる良好な画像形成に寄与可能な光量調整方法を提供することができる。

図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことができるようになっている。画像形成装置１００は、プリンタ、ファクシミリとして用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。

画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをも記録用紙である転写シートとしてのシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。

画像形成装置１００は、上下方向において中央位置を占める本体９９と、本体９９の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての読取装置２１と、読取装置２１の上側に位置し原稿を積載され積載された原稿を読取装置２１に向けて送り出すＡＤＦといわれる自動原稿給紙装置２２と、本体９９の下側に位置し感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋと中間転写ベルト１１との間に向けて搬送される記録媒体である転写媒体たる転写紙Ｓを積載した給紙テーブルとしてのシート給送装置２３とを有している。

画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての潜像担持体である円筒状の光導電性感光体たる感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを並設したタンデム構造を採用したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式すなわちタンデム型の画像形成装置である。

感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、同一径であり、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。

感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、Ａ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としての作像部たる画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋに備えられている。

転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。

転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのそれぞれに対向する位置に配設された転写チャージャとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋと転写ベルト１１と対向位置である転写位置にて行われる。

転写ベルト１１は、その全層をゴム剤等の弾性部材を用いて構成した弾性ベルトである。転写ベルト１１は、単層の弾性ベルトであっても良いし、その一部を弾性部材とした弾性ベルトであっても良いし、従来から用いられている、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等を用いても良く、非弾性ベルトであっても良い。

画像形成装置１００は、４つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの下方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写装置であるベルトユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に当接し、転写ベルト１１への当接位置において転写ベルト１１と同方向に回転する転写部材としての紙転写ベルトである転写装置たる２次転写ローラ５とを有している。

画像形成装置１００はまた、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写クリーニングブレードを備えた中間転写ベルトクリーニング装置としての図示しないクリーニング装置と、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋの上方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての書込装置たる光走査装置８とを有している。

画像形成装置１００はまた、シート給送装置２３から搬送されてきた記録紙Ｓを、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と２次転写ローラ５の間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対１３と、転写紙Ｓの先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。

画像形成装置１００はまた、トナー像を転写され矢印Ｃ１方向に搬送されることで進入してきた転写紙Ｓに同トナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着装置６を経た転写紙Ｓを本体９９の外部に排出する排紙ローラ７と、本体９９の上部に配設され排紙ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙Ｓを積載する排紙部としての排紙トレイ１７とを有している。

画像形成装置１００はまた、図示しないＣＰＵ、メモリ等を備え、光走査装置８の駆動制御など、画像形成装置１００の各構成を統括しその動作全般を制御する制御手段４０と、画像形成装置１００にネットワーク４２を通じて接続されるパーソナルコンピュータ等の上位装置等との双方向通信を制御する通信制御装置４１と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを充填された図示しないトナーボトルとを有している。

画像形成装置１００は、排紙トレイ１７が本体９９の上方でかつ読取装置２１の下側に位置した胴内排紙型の画像形成装置である。排紙トレイ１７上に積載された転写紙Ｓは、図１において左方に対応するＤ１方向下流側に取り出されるようになっている。

転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋと、中間転写ベルト１１を巻き掛けられた、駆動ローラ７２、２次転写対向ローラとしての転写入口ローラ７３および従動ローラであるテンションローラ７４とを有している。駆動ローラ７２は、図示しない駆動源としてのモータの駆動により回転駆動され、これによって、転写ベルト１１がＡ１方向に回転駆動される。

定着装置６は、熱源を内部に有する定着ローラ６２と、定着ローラ６２に圧接された加圧ローラ６３とを有しており、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ローラ６２と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。

光走査装置８は、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしてのレーザー光であるビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを発するものである。ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、形成すべき画像に対応した電子情報が光情報に変換されたものであり、光走査装置８は、かかる光情報を感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に潜像として固定するものである。

光走査装置８は、本体９９に対し着脱自在となっており、離脱時には、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋにそれぞれ備えられた後述するプロセスカートリッジをそれぞれ独立で本体９９から上方に取り出せるようになっている。

シート給送装置２３は、転写紙Ｓを積載した給紙トレイ１５と、給紙トレイ１５上に積載された転写紙Ｓを送り出す給紙コロ１６とを有している。

読取装置２１は、本体９９の上方に位置し、画像形成装置１００のＤ１方向上流側端部に配設された軸２４により本体９９に回動自在に一体化され本体９９に対して開閉可能となっている。

読取装置２１は、Ｄ１方向下流側端部に、読取装置２１を本体９９に対して開くときに把持するための把持部２５を有している。読取装置２１は、軸２４を中心に回動自在であって、把持部２５を把持して上方に回動させることで本体９９に対して開く。本体９９に対する読取装置２１の開放角度はほぼ９０度であり、本体９９内部へのアクセス、読取装置２１を閉じる作業等が容易となっている。

読取装置２１は、原稿を載置するコンタクトガラス２１ａ、コンタクトガラス２１ａに載置された原稿に光を照射する図示しない光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する図示しない第１の反射体を備え図１における左右方向に走行する第１走行体２１ｂ、第１走行体２１ｂの反射体によって反射された光を反射する図示しない第２の反射体を備えた第２走行体２１ｃ、第２走行体２１ｃからの光を結像するための結像レンズ２１ｄ、結像レンズ２１ｄを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ２１ｅ等を備えている。

自動原稿給紙装置２２は、読取装置２１の上方に位置し、画像形成装置１００のＤ１方向上流側端部に配設された軸２６により読取装置２１に回動自在に一体化され読取装置２１に対して開閉可能に備えられている。

自動原稿給紙装置２２は、Ｄ１方向下流側端部に、自動原稿給紙装置２２を読取装置２１に対して開くときに把持するための把持部２７を有している。自動原稿給紙装置２２は、軸２６を中心に回動自在であって、把持部２７を把持して上方に回動させることで読取装置２１に対して開き、コンタクトガラス２１ａを露出させる。

自動原稿給紙装置２２は原稿を載置する原稿台２２ａと、原稿台２２ａに載置された原稿を給送する、図示しないモータ等を備えた駆動部とを有している。画像形成装置１００を用いて複写を行うときには、原稿を自動原稿給送装置２２の原稿台２２ａにセットするか、自動原稿給送装置２２を上方に向けて回動して手動でコンタクトガラス２１ａ上に原稿を載置してから自動原稿給送装置２２を閉じて原稿をコンタクトガラス２１ａに押圧する。読取装置２１に対する自動原稿給紙装置２２の開放角度はほぼ９０度であり、コンタクトガラス２１ａ上に原稿を載置する作業、コンタクトガラス２１ａのメンテナンス作業等が容易となっている。

図１を参照して、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像ステーション６０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、また詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。

感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、感光体ドラム２０Ｙをクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置７０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを高圧に帯電するための帯電手段である帯電装置としての帯電チャージャたる帯電装置３０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを現像するための現像手段としての現像器である現像装置５０Ｙとを有している。現像装置５０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向する位置に配設された現像ローラ５１Ｙを有している。

感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置７０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとは一体化されており、プロセスカートリッジを構成している。プロセスカートリッジは本体９９に対して着脱自在となっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。

以上のような構成により、感光体ドラム２０Ｙは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０Ｙにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのビームＬＹの露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成される。この静電潜像の形成は、ビームＬＹが、紙面垂直方向である主走査方向に走査するとともに、感光体ドラム２０ＹのＢ１方向への回転により、感光体ドラム２０Ｙの円周方向である副走査方向へも走査することによって行われる。

このようにして形成された静電潜像には、現像装置５０Ｙにより供給される帯電したイエロー色のトナーが付着し、イエロー色に現像されて顕像化され、現像により得られたイエロー色の可視画像たるトナー像は、１次転写ローラ１２ＹによりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナー等の異物はクリーニング装置７０Ｙにより掻き取り除去され備蓄されて、感光体ドラム２０Ｙは、帯電装置３０Ｙによる次の帯電に供される。

他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋにより、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。なお、後述のようにして、各色のトナー像はトナー濃度が良好であり、濃度ムラがなくゴースト画像が防止ないし抑制されている。

転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写部である転写部まで移動し、この転写部において転写紙Ｓに２次転写される。

転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙Ｓは、シート給送装置２３から繰り出され、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ５に対向するタイミングで送り出されたものである。

転写紙Ｓは、すべての色のトナー像を一括転写され、担持すると、Ｃ１方向に搬送されて定着装置６に進入し、定着ローラ６２と加圧ローラ６３との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、この定着処理により、転写紙Ｓ上に合成カラー画像たるカラー画像が形成される。このカラー画像は、各色のトナー像のトナー濃度が良好であること等により、高品質となっている。

定着装置６を通過した定着済みの転写紙Ｓは、排紙ローラ７を経て、排紙トレイ１７上にスタックされる。一方、２次転写を終えた転写ベルト１１は、クリーニング装置によってクリーニングされ、次の１次転写に備える。

画像形成装置１００は、高速の画像形成を行うため、光走査装置８による感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面への潜像の書き込みが高速で行なわれるようになっている。そのため、光走査装置８は、回転多面鏡を複数設けた構造が採用されており、また回転多面鏡の回転高速化がなされるなどの、以下述べる技術が採用されている。

かかる光走査装置８について以下詳述する。なお、光走査装置８の書込み速度の高速化に応じて、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、転写ベルト１１の回転速度、転写紙Ｓの搬送速度なども高速化されている。

図２は、光走査装置８を、図１に示したのと同じ方向から見た状態を概略的に示している。光走査装置８は、同図における左右方向の中心部に、偏向手段としての光偏向器１１７を有しており、光偏向器１１７を中心に同図における左右方向において対称な構造となっている。

図３は、光走査装置８の構造のうち、図１、図２における左右方向において光偏向器１１７から左側の構造を示している。上述のように、光走査装置８は、光偏向器１１７を中心に図１、図２における左右方向において対称な構造となっているため、光走査装置８の構造は、図３に沿って説明し、図１、図２における左右方向における光偏向器１１７より右側の構造については、対応する符号を図２に付して適宜説明を省略する。

図３において、符号１１１Ｋ、１１１Ｃは半導体レーザを示している。半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃはそれぞれ１つの光源を構成しており、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃを走査するための、それぞれ１本の光ビームを放射する。なお、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃは、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃを走査するための光ビームとは別に、図4に示すように、その光ビームの逆方向に向けて、その光ビームと同じ強度若しくはその光ビームの強度に対して所定比の強度の光ビームも放射し、これが同図に示して後述する光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃによって検知される。またこれら半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃは射出する光ビームの強度すなわち光強度が変調可能すなわち調整可能となっており、何れも図示しないホルダに保持されている。

図３に示すように、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから放射された各光ビームはそれぞれ、カップリングレンズ１１２Ｋ、１１２Ｃにより以後の光学系に適した光束形態である平行光束に変換される。なお、カップリングレンズ１１２Ｋ、１１２Ｃは、以後の光学系に応じて、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから放射された各光ビームをそれぞれ弱い発散性もしくは弱い収束性の光束に変換するものであっても良い。

カップリングレンズ１１２Ｋ、１１２Ｃを透過し、所望の光束形態である平行光束となった各光ビームは、光ビーム幅を規制する開口絞りであるアパーチュア１１３Ｋ、１１３Ｃの開口部を通過してビーム整形されビーム径が安定化されたのち、アパーチュア１１３Ｋを通過した光ビームのみが光量調整素子１１４Ｋを透過する。この光量調整素子１１４Ｋについては後に詳述する。

各光ビームはシリンドリカルレンズ１１５Ｋ、１１５Ｃに入射し、これらシリンドリカルレンズ１１５Ｋ、１１５Ｃの作用により副走査方向へ集光され、入射ミラー１１６によって反射されてから、光偏向器１１７の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像する。

カップリングレンズ１１２Ｋ、アパーチュア１１３Ｋ、シリンドリカルレンズ１１５Ｋ、入射ミラー１１６は、光源である半導体レーザ１１１Ｋから射出された光ビームを光偏向器１１７に導く１組の偏向器前光学系を構成し、カップリングレンズ１１２Ｃ、アパーチュア１１３Ｃ、シリンドリカルレンズ１１５Ｃ、入射ミラー１１６は、光源である半導体レーザ１１１Ｃから射出された光ビームを光偏向器１１７に導く１組の偏向器前光学系を構成する。

同図において、符号１２１は光偏向器１１７の図示しない防音ハウジングの窓に設けられた防音ガラスを示している。入射ミラー１１６によって反射された光ビームは光偏向器１１７内に入射し、光偏向器１１７によって偏向され、防音ガラス１２１を介して走査結像光学系側へ射出する。光偏向器１１７は、上ポリゴンミラーとしての回転多面鏡１１７ａ、下ポリゴンミラーとしての回転多面鏡１１７ｂを回転軸方向に上下２段に積設して一体とした状態で備えているとともに、回転多面鏡１１７ａ、１１７ｂは、この例においてそれぞれ４面の偏向反射面を持つ同一形状のものである。

同図において、符号１１８Ｋ、１１８Ｃはそれぞれ走査レンズ、符号１１９Ｋ、１１９Ｃはそれぞれ光路折り曲げミラー、符号１２０Ｋ、１２０Ｃはそれぞれ防塵ガラスを示している。防塵ガラス１２０Ｋ、１２０Ｃは、光走査装置８内に埃が侵入することを防ぐために配設されている防塵部材である。

走査レンズ１１８Ｋと、光路折り曲げミラー１１９Ｋとは、光偏向器１１７の回転多面鏡１１７ａにより偏向された光ビーム、すなわち、半導体レーザ１１１Ｋから射出した光ビームを、対応する光走査位置である感光体ドラム２０Ｋ上に導光して光スポットを形成する１組の走査結像光学系を構成する。走査レンズ１１８Ｃと、光路折り曲げミラー１１９Ｃとは、光偏向器１１７の回転多面鏡１１７ｂにより偏向された光ビーム、すなわち、半導体レーザ１１１Ｃから射出した光ビームを、対応する光走査位置である感光体ドラム２０Ｃ上に導光して光スポットを形成する１組の走査結像光学系を構成する。なお、防塵ガラス１２０Ｋ、１２０Ｃは、光ビームの入出射面が曲率を持たない平行平板であり入出射する光ビームに対してノンパワーであるため、走査結像光学系に含まれていない。

このようにして、光偏向器１１７の回転多面鏡１１７ａにより偏向された光ビームが、走査レンズ１１８Ｋを含む走査結像光学系及び防塵ガラス１２０Ｋを経て感光体ドラム２０Ｋに到達することにより、感光体ドラム２０Ｋが走査され、光偏向器１１７の回転多面鏡１１７ｂにより偏向された光が、走査レンズ１１８Ｃを含む走査結像光学系及び防塵ガラス１２０Ｃを経て感光体ドラム２０Ｋに到達することビームにより、感光体ドラム２０Ｃが走査される。

カップリングレンズ１１２Ｋを含む偏向器前光学系、光偏向器１１７、走査レンズ１１８Ｋを含む走査結像光学系は、半導体レーザ１１１Ｋから射出された光ビームにより感光体ドラム２０Ｋを走査するためにかかる光ビームを感光体ドラム２０Ｋに導く１組の光学系を構成しており、カップリングレンズ１１２Ｃを含む偏向器前光学系、光偏向器１１７、走査レンズ１１８Ｃを含む走査結像光学系は、半導体レーザ１１１Ｃから射出された光ビームにより感光体ドラム２０Ｃを走査するためにかかる光ビームを感光体ドラム２０Ｃに導く１組の光学系を構成している。

かかる光走査装置８は、図４に示すように、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから後方に射出された射出光等の光量言い換えると強度を検知する光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃと、光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃによって検知された光の光量すなわち強度に基づいて、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃを走査する光ビームの強度を所定範囲に維持するために、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃに向けて射出される光ビームの光量言い換えると強度を制御する、制御手段４０の機能の一部として実現される光強度制御手段１２３とを備えた光強度制御装置１２４を有している。

光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃは、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから後方に射出された射出光を検知する。光強度制御手段１２３は、光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃによって検知された光の強度に基づいて、これが所定の値を取るように半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃの駆動電流を制御する、ＡＰＣ制御（ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）などといわれるフィードバック制御を行う。

ただし、実際には、光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃは、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから後方に射出された射出光の他、カップリングレンズ１１２Ｋ、１１２Ｃ等の光学系の少なくとも一部を経る際に生じる散乱光をも検知するため、それら合計された光の強度を検知するものとなっている。また光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃは、かかる光学系の少なくとも一部に加えて、光量調整素子１１４Ｋその他後述する光量調整素子１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃといった光量調整素子を経た散乱光をも検知し得る。ただし、光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃは、光学系、光量調整素子を経る際に発生した散乱光の全てを検知するわけではない。

従って、光強度制御手段１２３がフィードバック制御を行うとき、光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃにより、光学系、光量調整素子を経る際に発生した散乱光の一部が検知されること、また、以下明らかになるように、光学系、光量調整素子を経る際に種々の要因によりかかる散乱光が発生する等の理由により、光ビームの減衰が不定量で生じることから、かかるフィードバック制御によって、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃを走査する光ビームの強度を一定に制御することは困難であり、光強度制御手段１２３は、実質的には、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃを走査する光ビームの強度を、所定範囲に維持するものとなっている。

光量調整素子１１４Ｋは、感光体ドラム２０Ｋを走査する走査光の強度を調整するために設けられている。この光量調整素子１１４Ｋについて説明すると以下のとおりである。

光量調整素子１１４Ｋを除く全ての構成を取り付けた状態の光走査装置８において、半導体レーザ１１１Ｋから射出された光ビームの光量に対する、感光体ドラム２０Ｋに到達し感光体ドラム２０Ｋを走査する走査光である光ビームの光量の割合を計測したところ５％であった。すなわち、カップリングレンズ１１２Ｋを含む光学系を経る場合の光利用効率は５％であった。これに対し、カップリングレンズ１１２Ｃを含む光学系を経る場合の光利用効率は３％であった。そのため、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから射出された光ビームの光量が互いに同じである場合における感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃを走査する走査光の光量には差が生じ、形成画像にも差が生じる。そこで、光量調整素子１１１Ｋとして、光透過率が６０％であるものを選択して光走査装置８に配設することで、かかる走査光の光量が互いに同量とされている。なお、光利用効率に差が生じるのは、カップリングレンズ１１２Ｋを含む光学系とカップリングレンズ１１２Ｃを含む光学系とに同じ部材を用いても、これら光学系を構成する上述の各光学素子の光学特性には製造過程等において微差が生じており、また取り付け誤差も完全には排除することが困難であることなどをその理由としている。

このように、光量調整素子１１４Ｋのような、光利用効率を減少させる素子を設けると、光利用効率のばらつきを抑制することが可能となる。図３に示した場合の光量調整素子１１４Ｋは、光透過率を６０％とするために、入射面に減光コーティングを施して透過率を減少増加させ、入射面の光の透過率（以下、「Ｔ１」とする。）を６４．８１％としているとともに、出射面に低反射コーティングを施し、出射面の光の透過率（以下、「Ｔ２」とする。）を９２．５８％としている。

光量調整素子１１４Ｋは、光ビームの入出射面が曲率を持たない平行平板であり、入出射する光ビームに対してノンパワーとなっている。すなわち、光量調整素子１１４Ｋは、文字通り、透過光量の調整を行うためにのみ配設される。このことは、次に述べる光量調整素子１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃ等の光量調整素子すべてにおいて同じである。これにより、光量調整素子を配設することによる露光位置ずれが抑制される。

光量調整素子１１４Ｋ等の光量調整素子は、各走査光の光量を一致させるように必要に応じて配設されるものであり、適宜、図５、図６に示す態様で配設される。

図５に示した光走査装置８では、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃを配設している。同図に示した光走査装置８において、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃを除く全ての構成を取り付けた状態では、半導体レーザ１１１Ｋから射出された光ビームに関する光利用効率は５％であり、半導体レーザ１１１Ｃから射出された光ビームに関する光利用効率は４％であった。そのため、光量調整素子１１１Ｋとして光透過率が５０％であるもの（Ｔ１＝５２．４４％、Ｔ２＝９５．３５％）を選択するとともに光量調整素子１１１Ｃとして光透過率が６２．５％であるもの（Ｔ１＝６８．４７％、Ｔ２＝９１．２９％）を選択して光走査装置８に配設することで、それぞれのステーションの光利用効率を２．５％とし、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃの走査光の光量が互いに同量とされている。

図６に示した光走査装置８では、防塵ガラス１２０Ｋ、１２０Ｃを光量調整素子としている。同図に示した光走査装置８において、防塵ガラス１２０Ｋ、１２０Ｃを除く全ての構成を取り付けた状態では、半導体レーザ１１１Ｋから射出された光ビームに関する光利用効率は５％であり、半導体レーザ１１１Ｃから射出された光ビームに関する光利用効率は４％であった。そのため、防塵ガラス１２０Ｋとして光透過率が５０％であるもの（Ｔ１＝５２．４４％、Ｔ２＝９５．３５％）を選択するとともに防塵ガラス１２０Ｃとして光透過率が６２．５％であるもの（Ｔ１＝６８．４７％、Ｔ２＝９１．２９％）を選択してこれらを光量調整素子として光走査装置８に配設することで、それぞれのステーションの光利用効率を２．５％とし、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃの走査光の光量が互いに同量とされている。

図３に示した例では、光量調整素子１１４Ｋを、また図５に示した例では光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃを、それぞれ、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから射出された光ビームの、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃに至るまでの光路中における、光偏向器１１７よりも半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃ側に配設している。かりに、光量調整素子を、かかる光路中における光偏向器１１７よりも感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃ側に配設するとすれば、光偏向器１１７によって走査された光ビームの通過領域に光量調整素子を配設する必要があるため、光量調整素子を主走査方向に長尺としなければならない。光学素子のコストは大きさに略比例するため、光量調整素子を主走査方向に長尺とすることはコスト面で不利である。しかしながら、図３、図５に示した例のように、光量調整素子を、かかる光路中における、光偏向器１１７よりも半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃ側に配設すれば、この光量調整素子の大きさは小さくて済むため、コスト面で有利となっている。

図３に示した例と、図５に示した例とでは、後者の方が、光量調整素子の点数が多くなる点、作業工程が増加する点でコスト面で不利となるが、図３に示した例のように、少ない数の光量調整素子で光利用効率を合わせようとすると、光透過率に関して多種の光量調整素子を揃える必要がある点でコスト面で不利となるため、何れを採用するかはこれらの比較によって選択される。このことを考慮して、光走査装置８全体では、たとえば、光量調整素子の光透過率を、画像ステーション６０ＹにおけるビームＬＹに関しては７０％、画像ステーション６０ＭにおけるビームＬＭに関しては５０％、画像ステーション６０ＣにおけるビームＬＣに関しては６０％とし、画像ステーション６０ＫにおけるビームＬＫに関しては光量調整素子を配設しないといったような組み合わせを用いることが可能である。

図３、図５に示した例と、図６に示した例とでは、上述のように、後者の方が光量調整素子を大きくする必要があるが、後者では、もともと光走査装置８に必要な防塵ガラスを光量調整素子としているため、部品点数増、組み立て工数増によるコストの上昇が抑制されるとともに、組み付け調整性の容易化、組み付けの調整精度の向上が期待され、また、光量調整素子の有無による光路長の変化、光学特性の変化が抑制される。さらに、光学系を経た光ビームを透過するため、光学系に含まれる光学素子のすべてにおける透過率、反射率のばらつきを吸収するような調整が可能となる。

なお、光量調整素子の作成に関しては、減光コーティング、低反射コーティングを、適宜、入射面、出射面の両方、あるいは何れか一方に選択的に施すことで、光量調整素子が作成される。また、各光量調整素子による光量調整の精度や、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃの配設位置の制限等に応じて、光量調整素子１１４Ｋ及び／又は光量調整素子１１４Ｃを設けるとともに、防塵ガラス１２０Ｋ及び／又は防塵ガラス１２０Ｃを光量調整素子とする構成としても良い。

一般に、光利用効率は、光源からの射出光の発散角、各レンズの透過率やポリゴンミラー、折り返しミラーの反射率といった、光学系を構成する光学素子の光学特性で決まるが、それぞれがばらつきを持っているため、感光体像面上に到達する光束は、全てのばらつきを含んだ状態となり、よって光利用効率は幅広いものとなっている。たとえば、光源からの射出光の発散角が変動すると、アパーチャを通過する光の割合が変動するため、光利用効率も変動する。

図７に光利用効率の分布についての概念図を示す。同図は、光走査装置ごとの光利用効率のばらつきを表したもので、横軸は光利用効率、縦軸はサンプル数を表す。１つ１つの光学部品の光利用効率がほぼ正規分布で表すことが出来ると考えると、光走査装置全体の光利用効率も同図に示されているように、ほぼ正規分布で表される。なお同図では、０．０４を中心値としたガウシアン分布のような分布となっているが、かかる中心値はこれに限られるものではない。

同図に示す分布において光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃのような光量調整素子を使用しない場合、正規分布で中心値に対し３σでばらつきを規定すると、光利用効率０．０２５から０．０５５の範囲でばらつきを持つ。このばらつきを持つと、最も光利用効率が低い光走査装置に対する最も光利用効率が高い光走査装置の光利用効率の割合は２．５倍にも達する。感光体の露光に必要な光量は、光走査装置の光利用効率に関係なく決まっているため、これを入れ込んで光量計算を行うと、ばらつきが大きい場合には、光源に求められる光量範囲が広くなる。

たとえば、光量調整素子をせず、光利用効率の中心値が０．０４の光走査装置に対して、光源の必要光量が４〜８ｍＷであった場合、光利用効率が０．０２５の装置に必要な光量は６．４ｍＷ〜１２．８ｍＷであり、光利用効率が０．０５５の装置に必要な光量は、２．９ｍＷ〜５．８ｍＷのため、全体的な必要光量としては、これら最大値と最小値とをとって２．９ｍＷ〜１２．８ｍＷとなる。光源の光量を最低光量とし、射出光量が小さくした場合、射出光量が小さすぎると、ドループ特性が悪くなる等の理由により、濃度ムラ等画質の劣化に繋がる。

そこで、光利用効率の高い光走査装置に対して、光利用効率を減少させるような光量調整素子を設置することで、光源の必要最低光量を上げ、光源の発光を安定させることを考える。たとえば、図７に示した分布において、光利用効率が０．０４以上の光走査装置に、透過率６２．５％の透過率を持つ光量調整素子を設置すると、図８に示す光利用効率の分布が得られる。同図に示した例においては、光利用効率の高い光走査装置に、光量調整素子を設置することで、光利用効率のばらつきが、主に０．０２５から０．０４の間で抑えられている。よって、使用する光源が射出する光量範囲の適正値が、４ｍＷ〜１３ｍＷの場合、光量調整素子を用い、図８に示したような光利用効率の分布を得て必要光量の範囲を４ｍＷ〜１２．８ｍＷとすれば、ドループ特性の悪化等が抑制ないし防止され濃度ムラのない高画質な画像が得られることとなる。

そのため、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃは、光利用効率を、光源である半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃの射出光の最低光量がドループ特性の悪化等が問題とならず濃度ムラのない高画質な画像が得られる第１の範囲内とするように、必要に応じて配設される。すなわち、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃは、これらが配設されないときの光利用効率が、第１の範囲外の第２の範囲にあるときに、その光利用効率に応じて、これらが配設された状態での光利用効率が第１の範囲に収まるように、その光透過率が選択されるとともに上述の光路中に配設される。

第１の範囲は、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃが必要に応じて配設されたときの光利用効率すなわち半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから射出された光ビームの強度とこの光ビームが光学系及び必要に応じて配設された光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃを経て感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃを走査する走査光としての光ビームの強度との第１の比において定義される値の範囲であり、たとえば０．０４を下回る範囲であり、第２の範囲は、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃが配設されないときの光利用効率すなわち半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから射出された光ビームの強度とこの光ビームが光学系のみを経て感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃを走査する走査光としての光ビームの強度との第２の比において定義される値の範囲であり、たとえば０．０４以上の範囲である。

したがって、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃをこのような条件に基づいて配設することで、各色での単独の画像において、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃの射出光の最低光量がドループ特性の悪化等が問題とならず濃度ムラのない高画質な画像が得られる。さらに、上述のように、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃの光透過率を、各ステーションにおける光利用効率を均一化するように選択することで、各色の画像を重ね合わせた状態での画像における画像品質が向上する。

ここで、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから射出された光ビームは、光学系を経る過程で、光学系を構成する光学素子の光学特性あるいは取り付け誤差等に起因して散乱する。かかる光ビームの散乱は、後述のように光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃを、進入する光ビームの光軸に対して傾けることによっても生じる。散乱した光は光学系や光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃを経て、いわゆるゴースト光として、本来の走査位置と異なる位置で感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｃを走査するため、濃度ムラやスジ画像等を生じさせ画像を乱す直接の原因となることから、極力避ける必要がある。また、散乱光は、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃから射出される光ビームの強度をフィードバック制御する際の外乱となるという理由、不定量の光利用効率の低下の原因となる理由からも、極力避ける必要がある。

そこで、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃは、入射面の光の透過率Ｔ１と出射面の光の透過率Ｔ２とが互いに異なるように、減光コーティング、低反射コーティングが調整されている。このようにＴ１≠Ｔ２とする理由を以下説明する。

図９に、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃ等の光量調整素子における、入射面と出射面とでの光の透過率比と、入射光量の劣化率との関係を、全体での光透過率ごとに示す。ここで、光量調整素子は、入射面及び出射面が入射光に垂直な仮想の平面に対して平行な平面をなしている。透過率比は、入射面と出射面とのうち光透過率が他方の面以上の一方の面の光透過量を、他方の面の光透過率で除した値である。入射光量の劣化率は、光量調整素子の入射面に対して入射した光の光量のうち、同光量調整素子の入射面、出射面において反射した光の光量の総和が占める割合である。

同図から、かかる透過率比が１であるときすなわちＴ１＝Ｔ２であるときに、かかる劣化率が最も高いことが分かる。具体的には、全体での光透過率が５０％である光量調整素子においてＴ１＝Ｔ２（＝０．７０８）であるとき、かかる劣化率は同図示外の最大値８．５％を取る。

ゴースト光は後述するように入射光量の４％以下に抑えることが望ましいので、同じ光透過率５０％の光量調整素子においてこれを満たす（１−Ｔ１）・（１−Ｔ２）＜０．０４、Ｔ１・Ｔ２＝０．０５およびＴ１≠Ｔ２の条件から、Ｔ１、Ｔ２のそれぞれの値が得られる。

ここで、入射面の光の反射率Ｒ１（＝１−Ｔ１）、出射面の光の反射率Ｒ２（＝１−Ｔ２）を用いて、Ｔ１、Ｔ２のそれぞれの値は、かかる条件を満たすたとえばＲ１＝０．５２５、Ｒ２＝０．９５３によって得られ、またこのときＲ１・Ｒ２＝（１−Ｔ１）・（１−Ｔ２）＝０．０２２となることから、ゴースト光は入射光量の２．２％を下回る値となる。

一方、同図に示した場合において、Ｔ１＝Ｔ２としたときゴースト光の割合（１−Ｔ１）・（１−Ｔ２）が限界値の０．０４となるのは全体での光透過率（＝Ｔ１・Ｔ２）が６４％の光量調整素子である。よって、ゴースト光の割合の限界値を０．０４としたとき、
（１−Ｔ１）・（１−Ｔ２）＜０．０４・・・式（１）
且つ
Ｔ１・Ｔ２＜０．６４・・・式（２）
であれば、ゴースト光を抑制する光量調整素子が得られ、これにより、濃度ムラやスジ画像等が充分に抑制され、良好な画像が得られる。

ここで、かかるゴースト光の割合の限界値言い換えると上限値を０．０４とする理由について述べる。従来から、ノンパワーであるべき防音ガラスや走査レンズなどの光学素子において、本来透過すべき光学面での１回反射によるゴースト光が問題となっている（たとえば、上記〔特許文献４〕参照）が、かかるゴースト光の光量は、光入射角や光の偏光状態で多少増減するものの、当該光学素子の媒質の屈折率が１．５であるとき、入射光量の４％程度である。よってかかる上限値を０．０４としている。

ゴースト光による画像の乱れの更なる抑制のため、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃは、光ビームの入射面と出射面とのうち、少なくとも一方が、その面に進入する光ビームの光軸に垂直な仮想面に対して傾斜していることが望ましい。

この理由を、図１０に沿って説明する。同図において、符号１２５は、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃに対応する光量調整素子を示しており、符号１２６は、かかる仮想面を示している。また、符号Ｌ１は光量調整素子１２５の入射面における反射光であって光源側への戻り光を示しており、符号Ｌ２は光量調整素子１２５の出射面における反射光のうち入射面を透過した光源側への戻り光を示しており、符号Ｌ３は光量調整素子１２５の出射面における反射光のうち入射面でさらに反射され出射面を透過して像担持体に向かう光を示している。同図に示す例では、光ビームの入射面及び出射面が、これらの面に進入する光ビームの光軸に垂直な仮想面１２６に対してθの角度で傾いている。なお、光Ｌ１〜Ｌ３の他にも散乱光は生じ得るが、同図においては画像に影響を与え得る代表的な光Ｌ１〜Ｌ３のみ図示しており、これらのみについて説明する。

光Ｌ３は、像担持体に入射するとゴースト光として作用する。よって、光Ｌ３が像担持体に入射しないように角度θを調整して光量調整素子１２５を設置すれば、光Ｌ３による画像の乱れが防止される。図３、図６又は図７に示した光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃでは、θがたとえば１０ｄｅｇとされている。たとえば図３に示した場合の光量調整素子１１４Ｋは、上述のようにＴ１を６４．８１％、Ｔ２を９２．５８％とされ、光Ｌ３が入射光量の２．６％に抑制されているが、かかる角度θが１０ｄｅｇとされていることで光Ｌ３がゴースト光とならないようになっている。

なお、角度θの傾斜により、光量調整素子１２５に入射する光ビームに対し、光量調整素子１２５から出射する光ビーム位置がずれるため、これを打ち消すように、光源の位置を微小にずらしたり、光量調整機能が無視できる透過率の高い平行平板を適所に配置したりする。

また、光量調整素子１２５は、光ビームの入射面と出射面とのうち、少なくとも一方が、光Ｌ３がゴースト光とならないように、仮想面１２６に対して傾斜していればよく、光量調整素子１２５に入射する光ビームに対し、光量調整素子１２５から出射する光ビーム位置がずれたり、傾斜したりするときは、これを打ち消すように、光源の位置を微小にずらしたり、光量調整機能が無視できる透過率の高い平行平板等を適所に配置したりする。

ゴースト光による画像の乱れの更なる抑制のため、光量調整素子１１４Ｋ、１１４Ｃ、１２０Ｋ、１２０Ｃは、Ｔ１＞Ｔ２を満たしている。この理由を以下説明する。

上記式（１）、（２）を満たす光量調整素子として、表１に示すように、Ｔ１とＴ２とが互いに逆の関係にある、（Ｔ１＝０．９、Ｔ２＝０．７）の光量調整素子Ａと、（Ｔ１＝０．７、Ｔ２＝０．９）の光量調整素子Ｂとにおいては、入射光量に対する光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の光量の割合が、同表に示すようになる。

同表から分かるように、光Ｌ３の光量は同じであるが、光Ｌ１、Ｌ２の光量が大きく異なり、Ｔ１＞Ｔ２を満たしている光量調整素子Ａでは、Ｔ１＜Ｔ２となっている光量調整素子Ｂよりも、光Ｌ１が小さくなっている。これに対し、光Ｌ２については逆の関係となっている。なお、光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の値には、光量調整素子Ａ、Ｂ内での光の吸収を考慮していない。

光Ｌ１と光Ｌ２とは、何れも、光強度制御装置１２４による、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃの射出光量制御に際しての外乱となり得るが、光Ｌ１の方が光Ｌ２に比べて光強度検知手段１２２Ｋ、１２２Ｃに入射しやすく、外乱としての影響が大きい。これは、光Ｌ２は光量調整素子１２５の内部の屈折により光路がずれるためである。また、たとえば光量調整素子１２５内での光の吸収を考慮すると、光量調整素子Ａにおける光Ｌ２の強度は、光量調整素子Ｂにおける光Ｌ１の強度よりもさらに低下する。
よって、Ｔ１＞Ｔ２を満たしている光量調整素子Ａでは、Ｔ１＜Ｔ２となっている光量調整素子Ｂよりも、半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃの射出光量制御精度が高い。

半導体レーザ１１１Ｋ、１１１Ｃは、高速で高画質の画像を得るという観点から、面発光レーザであることが好ましい。面発光レーザとしては、光ビームを発生させる発光点を１つの素子上に多数形成する事が容易な、ＶＣＳＥＬといわれる垂直共振器型面発光レーザを用いることが好ましい。これにより、多数の光ビームにより同時に１つの像担持体に書き込むことが可能となり、ｎ本の光ビームにより同時に書き込みを行う場合、１本の光ビームを射出する光源を用いて書き込みを行う場合と比較して、潜像形成領域はｎ倍となり、画像形成に必要な時間は１／ｎとなる。また、書き込み速度を維持又は向上しつつ書き込み密度を高めることも可能である。よって、光源としてＶＣＳＥＬを使用することで、高速、高画質な画像を得ることができる。

ＶＣＳＥＬは一般的なレーザダイオードに対して不利な特性もあるが、このような特性は上述の光量調整素子によって解消される。すなわち、光走査装置８のような光走査装置に用いられる一般的なレーザダイオードでは、書き込みに適した出力範囲が４〜１５ｍＷ程度であるのに対し、ＶＣＳＥＬは０．５〜１．２ｍＷ程度と、高出力化および、出力範囲拡大が課題となっている。出力が小さいことに関しては、感光体の感度を上げる等で対応可能であるものの、さらに低出力側な光が必要な場合があり、この場合ＶＣＳＥＬを低出力で使用すると、光の発散角が不安定になり、画像上濃度ムラなどの影響が出てしまう。また、ＶＣＳＥＬの出力範囲は素子の構造上拡大することが難しい。しかしながら、上述の光量調整素子を用いれば、ＶＣＳＥＬを高い出力で使用しつつ、実効光量を低減することができる。たとえば０．３ｍｗの光量が必要な場合、ＶＣＳＥＬを０．３ｍＷの光量を得るように発光させるとその特性が低下するとしても、ＶＣＳＥＬを、特性が低下しない０．５ｍＷの光量を得るように発光させ、透過率０．６の光量調整素子を用いれば、結果として０．３ｍＷの光量が得られることとなり、安定した画像が得られる。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

たとえば、上述の形態では、各光路中に１つの光量調整素子を配設しているが、光量調整素子は、光利用効率のばらつき抑制の最適化のために、各光路中に２つ以上を配設しても良く、またこのとき、それらの光量調整素子の光透過率は異なっていても良い。

上述の形態では、光走査装置を全ての像担持体に対して１つ設け、画像形成装置に１つのみ備えられているが、光走査装置は、１つの像担持体あるいは複数の像担持体に対して１つ設けるなど、画像形成装置に複数備えられていても良い。この場合も、光源の出力特性に合わせ、必要に応じて光量調整素子を光走査装置に配設することが可能である。また光源、像担持体が複数であるときには各走査光間の光量を均一化するように必要に応じて光量調整素子を光走査装置に配設することが可能であり、これによって濃度ムラを防止ないし抑制した高画質の画像形成が可能となる。

画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。

いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像を転写紙Ｓ等のシートに直接転写しても良い。この場合、複数の像担持体上のトナー像は、シートがたとえば搬送ベルトによって搬送される過程で、直接、同シートに転写される。

画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。図１に示した画像形成装置に備えられた光走査装置の一部の概略正面図である。図１に示した画像形成装置に備えられた光走査装置の他の一部の概略斜視図である。図１に示した画像形成装置に備えられた光走査装置のさらに他の一部の概略制御ブロック図である。図３に示した光走査装置の一部の他の構成例を示す概略斜視図である。図３に示した光走査装置の一部のまた他の構成例を示す概略斜視図である。一般的な光走査装置の光利用効率のばらつきの例を示したグラフである。光量調整素子を適用したときの光走査装置の光利用効率のばらつきの例を示したグラフである光量調整素子の入出射面の光透過率の比とその光量調整素子に入射した光の劣化量との相関図である。光量調整素子に入射した光が劣化する態様を説明する概念図である。

符号の説明

８光走査装置
２０Ｃ、２０Ｋ、２０Ｍ、２０Ｙ被走査面、像担持体
１００画像形成装置
１１２Ｃ、１１３Ｃ、１１４Ｃ、１１６、１１７ｂ、１１８Ｃ、１１９Ｃ光学系
１１２Ｋ、１１３Ｋ、１１４Ｋ、１１６、１１７ａ、１１８Ｋ、１１９Ｋ光学系
１１４Ｃ、１１４Ｋ、１２０Ｃ、１２０Ｋ、１２５光量調整素子
１１７、１１７ａ、１１７ｂ偏光手段
１１７ａ、１１８Ｙ、１１９Ｙ光学系
１１７ｂ、１１８Ｍ、１１９Ｍ光学系
１１１Ｃ、１１１Ｋ光源
１２０Ｃ、１２０Ｋ防塵部材
１２２Ｃ、１２２Ｋ光強度検知手段
１２３光強度制御手段
１２６仮想面

Claims

光源から射出された光により被走査面を走査するために前記光源から射出された光を前記被走査面に導く光学系と、
前記光源から射出された光の強度と前記被走査面を走査する走査光の強度との第１の比を第１の範囲に調整するための光量調整素子であって、前記光源から射出された光の強度と前記光学系を経て前記被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にあるときに、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され前記光源から射出された光の光路上に配設される光量調整素子とを有し、
前記光量調整素子は、入射面の光の透過率Ｔ１と出射面の光の透過率Ｔ２とが互いに異なる光走査装置。
請求項１記載の光走査装置において、Ｔ１＞Ｔ２であることを特徴とする光走査装置。
請求項１または２記載の光走査装置において、
前記光量調整素子は、入射面と出射面との少なくとも一方が、その面に進入する光の光軸に垂直な仮想面に対して傾斜していることを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし３の何れか１つに記載の光走査装置において、
（１−Ｔ１）・（１−Ｔ２）＜０．０４
且つ
Ｔ１・Ｔ２＜０．６４
を満たすことを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし４の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光量調整素子を、前記光源から射出された光の光路中における、前記光学系に備えられ前記光源から射出された光を偏向する偏向手段よりも光源側に配設したことを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし４の何れか１つに記載の光走査装置において、
当該光走査装置内に埃が侵入することを防ぐための防塵部材を備え、
前記防塵部材を前記光量調整素子としたことを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし６の何れか１つに記載の光走査装置において、
複数の被走査面を走査する光走査装置であって、
前記光量調整素子は、前記光源から射出された光の強度と前記光学系を経て前記被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にある被走査面に対応して、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され前記光源から射出された光の光路上に配設されることを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし７の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光量調整素子は、入射面と出射面とが平面であることを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし８の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光源から射出された光の強度を検知するための光強度検知手段と、この光強度検知手段によって検知された光の強度に基づいて、前記光源から射出される光の強度を制御する光強度制御手段とを有することを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし９の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光源が面発光レーザであることを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし１０の何れか１つに記載の光走査装置と、前記被走査面を構成し前記走査光によって潜像を形成される像担持体とを有する画像形成装置。
請求項１１記載の画像形成装置において、前記光走査装置を複数有することを特徴とする画像形成装置。
光源から射出された光により被走査面を走査するために前記光を前記被走査面に導く光学系を備えた光走査装置において前記光の強度と前記被走査面を走査する走査光の強度との第１の比を第１の範囲に調整するための光量調整方法であって、
前記光の強度と前記光学系を経て前記被走査面を走査する光の強度との第２の比が第２の範囲にあるときに、第２の比に応じて第１の比が第１の範囲に収まるようにその光透過率が選択され前記光の光路上に配設される光量調整素子であって、入射面の光の透過率Ｔ１と出射面の光の透過率Ｔ２とが互いに異なる光調整素子を用いる光量調整方法。