JP6061086B2 - 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、被走査面を光によって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。

電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。一般的に、この画像形成装置は、感光性を有するドラム（以下では、「感光体ドラム」ともいう）の表面をレーザ光で走査し、感光体ドラムの表面に潜像を形成するための光走査装置を備えている。

上記光走査装置は、光源、偏向器前光学系、回転多面鏡、及び走査光学系などを有している。光源から射出されたレーザ光は、偏向器前光学系を介して回転多面鏡に入射し、回転多面鏡の反射面で偏向された後、走査光学系を介して感光体ドラムに導光される。なお、回転多面鏡の反射面は、「偏向反射面」とも呼ばれている。

例えば、特許文献１には、書き出し位置同期信号検出手段に入射する光束の一部を光束制限手段により適切に制限することにより、主走査方向に印字位置のずれのない、高精度な印字品質を得ることを目的とする光走査光学系が開示されている。

特許文献２には、偏向器によるケラレが生じても、同期の位置検出を正確に行なうことを目的とする光走査装置が開示されている。

特許文献３には、偏向面の端縁での反射にばらつきがある場合であっても、書き出し位置同期信号検出手段に入射する光束を適切に制限し、主走査方向に印字位置のずれのない、高精度な印字品質を得ることを目的とする走査光学装置が開示されている。

特許文献４には、有効画像領域を偏向走査するとき光束の偏向手段の反射面への入射角と、検知手段に光束を偏向するとき光束の偏向手段の反射面への入射角と、光束の主走査方向の幅と、反射面の主走査方向の幅との間に所定の関係を有する走査光学装置が開示されている。

光走査装置に対する小型化の要求は、年々高くなってきている。しかしながら、従来の光走査装置では、画像品質の低下を招くことなく更なる小型化を図るのは困難であった。

発明者等は、光走査装置を小型化するために、回転多面鏡の回転軸に直交する平面に正射影したとき、回転多面鏡に入射する光束の幅を、１つの偏向反射面の幅よりも小さくし、入射光束の全てが１つの偏向反射面の中央部で反射されて感光体ドラムにおける書き込み領域の中央部に向かい、入射光束の一部が偏向反射面の端部で除かれて書き込み領域の端部に向かうように、偏向器前光学系及び回転多面鏡を設定した場合について、種々の検討を行った。

そして、発明者等は、この場合に偏向反射面に存在する張り出し部に起因して、同期検知精度が低下するという新規知見を見出した。

なお、回転多面鏡の回転軸に直交する平面に正射影したとき、回転多面鏡に入射する光束の幅が、１つの偏向反射面の幅よりも大きい場合は、偏向反射面に存在する張り出し部の同期検知精度に対する影響は小さい。

また、回転多面鏡の回転軸に直交する平面に正射影したとき、回転多面鏡に入射する光束の幅が、１つの偏向反射面の幅よりも小さい場合であっても、入射光束が偏向反射面の端部でケラレない場合は、偏向反射面に存在する張り出し部は、同期検知精度に影響しない。

本発明は、上述した発明者等の得た新規知見に基づいてなされたものであり、以下の構成を有する。

本発明は、光源と、前記光源からの光束が入射される回転多面鏡と、前記回転多面鏡で反射された光束を被走査面に導光する走査光学系と、前記回転多面鏡で反射された光束が入射される受光器とを備え、前記回転多面鏡の回転軸に直交する平面に正射影したとき、前記回転多面鏡に入射する光束の幅は、前記回転多面鏡の１つの反射面の幅よりも小さく、前記回転多面鏡には、互いに隣接する第１の反射面と第２の反射面の境界部に前記第１の反射面から延びている張り出し部が存在し、前記受光器に向かう光束は、前記回転多面鏡の反射面の端部で反射され、前記回転多面鏡は、前記光源からの光束が入射される順が前記第２の反射面から前記第１の反射面となるように回転している光走査装置である。

本発明の光走査装置によれば、画像品質の低下を招くことなく小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る複合機の概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置の構成を説明するための図（その１）である。 図１における光走査装置の構成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の構成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の構成を説明するための図（その４）である。 光偏向器に入射する光束の進行方向とＸ軸方向とのなす角θｉｎを説明するための図である。 光偏向器に入射する光束の幅ｄｉｎを説明するための図である。 回転多面鏡における面１〜面４を説明するための図である。 光偏向器で偏向された光束が同期検知センサに向かうタイミングでの、回転多面鏡、入射光束及び同期光束を説明するための図である。 走査光束が走査領域における走査開始位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡、入射光束及び走査光束を説明するための図である。 走査光束が走査領域の中央位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡、入射光束及び走査光束を説明するための図である。 走査光束が走査領域における走査終了位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡、入射光束及び走査光束を説明するための図である。 回転多面鏡におけるバリを説明するための図である。 バリと同期光束との関係を説明するための図である。 開口板１３の開口部を説明するための図である。 回転多面鏡の回転方向が本実施形態と逆向きの場合を説明するための図である。 開口板１３に代えて用いることができる、バリで反射された光を同期光束から除去する手段１を説明するための図である。 開口板１３に代えて用いることができる、バリで反射された光を同期光束から除去する手段２を説明するための図である。 開口板１３に代えて用いることができる、バリで反射された光を同期光束から除去する手段３を説明するための図である。 開口板１３に代えて用いることができる、バリで反射された光を同期光束から除去する手段４を説明するための図である。 開口板１３に代えて用いることができる、バリで反射された光を同期光束から除去する手段５を説明するための図である。 開口板１３に代えて用いることができる、バリで反射された光を同期光束から除去する手段６を説明するための図である。 開口板１３に代えて用いることができる、バリで反射された光を同期光束から除去する手段７を説明するための図である。 開口板１３に代えて用いることができる、バリで反射された光を同期光束から除去する手段８を説明するための図である。 光走査装置の変形例を説明するための図である。 変形例の光走査装置におけるバリと回転多面鏡の回転方向との関係を説明するための図である。 変形例の光走査装置における開口板１３の開口部を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としての複合機２０００の概略構成が示されている。

この複合機２０００は、複写機、プリンタ、及びファクシミリの機能を有し、本体装置１００１、読取装置１００２、及び自動原稿給紙装置１００３などを備えている。

本体装置１００１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）、中間転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、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。

読取装置１００２は、本体装置１００１の上側に配置され、原稿を読み取る。すなわち、読取装置１００２は、いわゆるスキャナ装置である。ここで読み取られた原稿の画像情報は、本体装置１００１のプリンタ制御装置２０９０に送られる。

自動原稿給紙装置１００３は、読取装置１００２の上側に配置され、セットされた原稿を読取装置１００２に向けて送り出す。この自動原稿給紙装置１００３は、一般にＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）と呼ばれている。

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、及び公衆回線を介したデータ通信を制御する。

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、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ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、読取装置１００２からの画像情報あるいは通信制御装置２０８０を介した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、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、及びクリーニングユニット２０３１ｂ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２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃ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２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、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。ここでは、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。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。

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、プリンタ制御装置２０９０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）に基づいて色毎に変調された光により、対応する帯電された感光体ドラムの表面をそれぞれ走査する。これにより、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。すなわち、ここでは、各感光体ドラムが像担持体である。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装置の方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。

ところで、各感光体ドラムにおいて、光によって走査される領域は「走査領域」と呼ばれ、該走査領域のなかで画像情報が書き込まれる領域は、「有効走査領域」、「画像形成領域」、「有効画像領域」などと呼ばれている。また、各感光体ドラムにおける回転軸に平行な方向は「主走査方向」と呼ばれ、感光体ドラムの回転方向は「副走査方向」と呼ばれている。

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（図示省略）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中間転写ベルト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中間転写ベルト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枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。これにより、中間転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。カラー画像が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。トナーが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２〜図５に示されるように、２つの光源（２２００Ａ、２２００Ｂ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、光偏向器２１０４、４つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８枚の折り返しミラー（２１０６Ａ、２１０６Ｂ、２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ、２１０８ａ、２１０８ｄ）、同期検知ミラー１１、同期検知センサ１２、開口板１３、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００の所定位置に組み付けられている。

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（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、光偏向器２１０４の回転軸に沿った方向をＺ軸方向として説明する。また、以下では、便宜上、各光学部材において、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２２００Ａと光源２２００Ｂは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。各光源は、いずれも２つの発光部を有しており、少なくともＺ軸方向に関して離間している２つの光束を射出する。

ここでは、光源２２００Ａから射出される２つの光束のうち、＋Ｚ側の光束を「光束Ｌａ」といい、−Ｚ側の光束を「光束Ｌｂ」という。また、光源２２００Ｂから射出される２つの光束のうち、＋Ｚ側の光束を「光束Ｌｄ」といい、−Ｚ側の光束を「光束Ｌｃ」という。

カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００Ａから射出された光束Ｌａの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００Ａから射出された光束Ｌｂの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００Ｂから射出された光束Ｌｃの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００Ｂから射出された光束Ｌｄの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束Ｌａを整形する。開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束Ｌｂを整形する。開口板２２０２ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束Ｌｃを整形する。開口板２２０２ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束Ｌｄを整形する。なお、４つの開口板を区別する必要がないときは、それらを総称して「開口板２２０２」と表記する。

シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束Ｌａの光路上に配置され、該光束をＺ軸方向に関して集光する。シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束Ｌｂの光路上に配置され、該光束をＺ軸方向に関して集光する。シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、開口板２２０２ｃの開口部を通過した光束Ｌｃの光路上に配置され、該光束をＺ軸方向に関して集光する。シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、開口板２２０２ｄの開口部を通過した光束Ｌｄの光路上に配置され、該光束をＺ軸方向に関して集光する。

各光源と光偏向器２１０４との間の光路上に配置されている光学系は、「偏向器前光学系」とも呼ばれている。

光偏向器２１０４は、２段構造の回転多面鏡を有している。各回転多面鏡には４つの鏡面がそれぞれ形成されており、各鏡面が偏向反射面である。そして、１段目（下段）の回転多面鏡では、シリンドリカルレンズ２２０４ｂを介した光束Ｌｂ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃを介した光束Ｌｃがそれぞれ偏向され、２段目（上段）の回転多面鏡では、シリンドリカルレンズ２２０４ａを介した光束Ｌａ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄを介した光束Ｌｄがそれぞれ偏向されるように配置されている。各回転多面鏡の内接円半径は１６ｍｍである。各回転多面鏡は、時計回りに回転する。

ここでは、光束Ｌａ及び光束Ｌｂは光偏向器２１０４の＋Ｘ側に偏向され、光束Ｌｃ及び光束Ｌｄは光偏向器２１０４の−Ｘ側に偏向される。

走査レンズ２１０５ａ及び走査レンズ２１０５ｂは、光偏向器２１０４の＋Ｘ側に配置され、走査レンズ２１０５ｃ及び走査レンズ２１０５ｄは、光偏向器２１０４の−Ｘ側に配置されている。

そして、走査レンズ２１０５ａと走査レンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、走査レンズ２１０５ａは２段目の回転多面鏡に対向し、走査レンズ２１０５ｂは１段目の回転多面鏡に対向している。また、走査レンズ２１０５ｃと走査レンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、走査レンズ２１０５ｃは１段目の回転多面鏡に対向し、走査レンズ２１０５ｄは２段目の回転多面鏡に対向している。

光偏向器２１０４で偏向された光束Ｌａは、走査レンズ２１０５ａ、折り返しミラー２１０６Ａ、折り返しミラー２１０７ａ、及び折り返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射される。

光偏向器２１０４で偏向された光束Ｌｂは、走査レンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６Ａ、及び折り返しミラー２１０７ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射される。

光偏向器２１０４で偏向された光束Ｌｃは、走査レンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６Ｂ、及び折り返しミラー２１０７ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射される。

光偏向器２１０４で偏向された光束Ｌｄは、走査レンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６Ｂ、折り返しミラー２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射される。

各感光体ドラム上の光スポットは、対応する回転多面鏡の回転に伴って該感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向は主走査方向である。

光偏向器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。

開口板１３は、開口部を有し、走査レンズ２１０５ａと同期検知ミラー１１との間に配置されている。開口板１３の開口部を通過した光束は、同期検知ミラー１１で反射され、同期検知センサ１２で受光される。

同期検知センサ１２で受光される光束は、書き込み開始前の所定のタイミングで光偏向器２１０４で偏向された光束である。同期検知センサ１２は、受光光量に応じた信号を走査制御装置に出力する。走査制御装置は、同期検知センサ１２の出力信号に基づいて、各感光体ドラムへの書き込み開始タイミングを求める。

図６に示されるように、Ｚ軸方向に直交する平面に正射影したとき、光源から射出され、光偏向器２１０４に入射する光束の進行方向とＸ軸方向とのなす角をθｉｎと表記する。ここでは、θｉｎ＝５５°となるように設定されている。

また、Ｚ軸方向に直交する平面に正射影したとき、偏向器前光学系における開口板の開口部を通過した光束の幅をｄｉｎと表記する（図７参照）。この光束が光偏向器２１０４に入射する。ここでは、ｄｉｎ＝４ｍｍとなるように設定されている。ｄｉｎは、１つの偏向反射面の幅（主走査対応方向に関する長さ）よりも小さい。

各回転多面鏡において、４つの偏向反射面を区別する必要があるときは、図８に示されるように、反時計まわりに面１、面２、面３、面４とする。

ここで、光源２２００Ａから射出され、光偏向器２１０４に入射する光束（以下では、「入射光束」と略述する）と、光偏向器２１０４で偏向され、同期検知センサ１２に向かう光束（以下では、「同期光束」と略述する）について説明する。ここでは、回転多面鏡の面１で反射された光束が、同期検知センサ１２に向かうものとする。

図９には、面１で反射された光束が、同期検知センサ１２に向かうタイミングでの、入射光束及び同期光束が示されている。このとき、入射光束の全てが回転多面鏡の面１に入射するのではない。そこで、Ｚ軸方向に直交する平面に正射影したとき、同期光束の幅ｄｐは、入射光束の幅ｄｉｎよりも小さくなる。すなわち、このとき、光偏向器２１０４では、入射光束の一側端部が除かれて同期光束となる。なお、以下では、入射光束の一部が除かれることを「ケラレ」るともいう。

次に、光偏向器２１０４で偏向され、対応する感光体ドラムの有効走査領域に向かう光束（以下では、「走査光束」と略述する）について説明する。

図１０には、走査光束が有効走査領域における書き込み開始位置に向かうタイミングでの、入射光束及び走査光束が示されている。このとき、入射光束の全てが回転多面鏡の面１に入射するのではない。そこで、主走査対応方向に関して、書き込み開始位置に向かう走査光束の幅ｄｓは、入射光束の幅ｄｉｎよりも小さくなる。すなわち、このとき、光偏向器２１０４では、入射光束の一部が「ケラレ」ることとなる。また、書き込み開始位置に向かう走査光束の進行方向とＸ軸方向とのなす角θｓは３６°である。

図１１には、走査光束が有効走査領域の中央位置に向かうタイミングでの、入射光束及び走査光束が示されている。このとき、入射光束の全てが回転多面鏡の面１に入射する。そこで、主走査対応方向に関して、有効走査領域の中央位置に向かう走査光束の幅ｄｃは、入射光束の幅ｄｉｎと同じである。すなわち、このとき、光偏向器２１０４では、入射光束の「ケラレ」はない。

図１２には、走査光束が有効走査領域における書き込み終了位置に向かうタイミングでの、入射光束及び走査光束が示されている。このとき、入射光束の全てが回転多面鏡の面１に入射するのではなく、入射光束の一部は面２に入射する。そこで、主走査対応方向に関して、書き込み終了位置に向かう走査光束の幅ｄｅは、入射光束の幅ｄｉｎよりも小さくなる。すなわち、このとき、光偏向器２１０４では、入射光束の一部が「ケラレ」ることとなる。また、書き込み終了位置に向かう走査光束の進行方向とＸ軸方向とのなす角θｅは−３６°である。

｜θｓ｜＋｜θｅ｜は、いわゆる走査画角に対応する角度であり、ここでは７２°である。また、｜θｓ｜及び｜θｅ｜は、「走査半画角」と呼ばれている。

ここでは、感光体ドラムの有効走査領域における書き込み開始位置は、該有効走査領域の一側端部であり、感光体ドラムの有効走査領域における書き込み終了位置は、該有効走査領域の他側端部である。

なお、光源２２００Ｂから射出された光束についても、入射光束と走査光束の関係が上述した光源２２００Ａから射出された光束の場合と同じように設定されている。

ところで、回転多面鏡にレーザ光を入射させる方式として、アンダーフィルドタイプとオーバーフィルドタイプがある。以下では、便宜上、アンダーフィルドタイプを「ＵＦタイプ」、オーバーフィルドタイプを「ＯＦタイプ」ともいう。

ＵＦタイプでは、主走査対応方向に関して、１つの偏向反射面の幅よりも入射光束の幅が小さい（例えば、特開２００５−９２１２９号公報参照）。この場合、入射光束のすべてが１つの偏向反射面で反射される。

ＯＦタイプでは、主走査対応方向に関して、１つの偏向反射面の幅よりも入射光束の幅が大きい（例えば、特開平１０−２０６７７８号公報参照）。この場合、入射光束は複数の偏向反射面の入射し、入射光束における周辺の光はケラレる。

従来のＵＦタイプの光走査装置では、画像形成の高速化や画素密度の高密度化に対応するには、主走査対応方向に関して、１つの偏向反射面の幅を大きくする必要があるため、回転多面鏡における鏡面の数を少なくするか、回転軸に直交する面に正射影したときの回転多面鏡の内接円半径を大きくする必要があった。

しかしながら、回転多面鏡における鏡面の数を少なくすると、該回転多面鏡の回転数を大きくしなければならない不都合があった。また、回転多面鏡の内接円半径を大きくすると、回転多面鏡の風損が増加し、消費電力が増加するという不都合があった。なお、光源における発光部の数を増やし１つの偏向反射面で偏向されるビーム数を多くすることが考えられるが、発光部の数の増加とともに光源の駆動回路も大型化し、高コスト化を招く。

従来のＯＦタイプの光走査装置では、画像形成の高速化や画素密度の高密度化に対応するには、鏡面の数が１０以上の回転多面鏡を用いる必要があるため、走査画角が小さくなり、光走査装置の大型化を招くという不都合があった。また、入射光束の一部が常に利用されないため、光利用効率が低いという不都合があった。

光走査装置の小型化及び低価格化を図るのには、回転多面鏡を小さくするのが有効である。また、潜像の高解像度化には、走査光学系に入射する光束の幅を大きくすること、及び走査光学系の焦点距離を短くすることが有利である。なお、走査光学系の焦点距離を短くすると走査角度が大きくなり、回転多面鏡で光を偏向する際の角度（偏向角）も大きくする必要がある。そこで、光走査装置の小型化、低価格化、及び潜像の高解像度化のためには、回転多面鏡は、より幅の広い光束を、より大きな偏向角で偏向するのが好ましい。

本実施形態では、光偏向器２１０４で偏向された光束が有効走査領域を走査する際、書き込み開始位置に向かうタイミング及び書き込み終了位置に向かうタイミングでのみ、入射光束の一部が光偏向器２１０４で「ケラレ」るように設定されている。このタイプを「端部ＯＦタイプ」という。

端部ＯＦタイプの光走査装置では、従来のＵＦタイプの光走査装置よりも、回転多面鏡を小型化することができる。この場合、消費電力を増加させることなく、回転多面鏡を高速で回転させることが可能となる。また、発光部の数を増加させる必要はなく、光源の駆動回路の大型化を避けることができる。そのため、高コスト化を招くことなく、画像形成の高速化や画素密度の高密度化に対応することができる。

例えば、内接円半径が１８ｍｍで６鏡面を有する回転多面鏡に代えて、内接円半径が１６ｍｍで７鏡面を有する回転多面鏡を用いることができる。この場合、風損が同じであれば、走査速度を約１．５（≒（１８／１６）^２×（７／６））倍にすることが可能である。

なお、回転多面鏡の回転速度が同じでよければ、回転多面鏡の小型化により、回転多面鏡の耐久性を向上させるとともに、発熱量を低減させることができる。

また、端部ＯＦタイプの光走査装置では、従来のＯＦタイプの光走査装置よりも、走査画角を大きくすることができる。そのため、大型化を招くことなく、画像形成の高速化や画素密度の高密度化に対応することができる。

ところで、回転多面鏡における複数の偏向反射面は、製造過程において、偏向反射面の幅方向に沿って個別に研磨される。例えば、面４→面３→面２→面１の順で研磨されると、面１と面４の境界部に面１から面４側に張り出したバリ（張り出し部）が存在する場合がある（図１３参照）。なお、バリの長さは数十μｍ程度であるが、図１３では、わかりやすくするため、バリを誇張して図示している。

この場合、面１における面４側の端部に入射した入射光束の一部はバリで反射される。そこで、同期光束の光量はバリがない場合よりも増加する（図１４参照）。

本実施形態では、バリで反射された光束が遮光されるように開口板１３の開口部が設定されている（図１５参照）。これにより、同期光束の光量がばらつくのを抑制している。

また、この場合、回転多面鏡の回転方向が重要である。本実施形態では、各回転多面鏡は、時計回りに回転されているが、仮に各回転多面鏡が反時計回りに回転されると、一例として図１６に示されるように、同期光束の光量はバリがない場合よりも減少する。

従来の光走査装置では、回転多面鏡のバリについては全く考慮されていなかった。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、２つの光源（２２００Ａ、２２００Ｂ）、４つの偏向器前光学系、光偏向器２１０４、４つ走査光学系、同期検知センサ１２、開口板１３、及び走査制御装置などを備えている。

また、光偏向器２１０４の回転軸に直交する平面に正射影したとき、光偏向器２１０４に入射する光束の幅ｄｉｎは、光偏向器２１０４の１つの偏向反射面の幅よりも小さい。

また、光偏向器２１０４で偏向された光束が同期検知センサ１２に向かうタイミングでは、入射光束の一部が光偏向器２１０４で「ケラレ」るように設定されている。

また、光偏向器２１０４で偏向された光束が有効走査領域を走査する際、書き込み開始位置に向かうタイミング及び書き込み終了位置に向かうタイミングでは、入射光束の一部が光偏向器２１０４で「ケラレ」、有効走査領域の中央部に向かうタイミングでは、入射光束の全てが光偏向器２１０４で偏向されるように設定されている。この場合は、光走査装置の小型化、低価格化、及び潜像の高解像度化を図ることができる。

また、面１と面４の境界部に面１から面４側に張り出したバリが存在する場合、回転多面鏡は、光源からの光束が入射される順が面４から面１となるように回転しているため、同期光束の光量がバリがないときよりも減少するのを防止することができる。そして、バリで反射された光束が遮光されるように開口板１３の開口部が設定されているため、同期光束の光量がばらつくのを抑制することができる。

そこで、画像品質の低下を招くことなく、光走査装置の小型化を図ることが可能である。

そして、複合機２０００は、光走査装置２０１０を備えているため、結果として、画像品質を低下させることなく、小型化を図ることができる。

なお、上記実施形態において、前記開口板１３に代えて、一例として図１７に示されるように、走査レンズ２１０５ａの入射側の光学面におけるバリで反射された光が入射する部分に、遮光部材１４Ａを取り付けても良い。

また、上記実施形態において、前記開口板１３に代えて、一例として図１８に示されるように、走査レンズ２１０５ａの射出側の光学面におけるバリで反射された光が射出される部分に、遮光部材１４Ｂを取り付けても良い。

また、上記実施形態において、前記開口板１３に代えて、一例として図１９に示されるように、走査レンズ２１０５ａの入射側の光学面におけるバリで反射された光が入射する部分に、入射光を反射する突起部１５Ａを付加しても良い。

また、上記実施形態において、前記開口板１３に代えて、一例として図２０に示されるように、走査レンズ２１０５ａの射出側の光学面におけるバリで反射された光が射出される部分に、入射光を反射する突起部１５Ｂを付加しても良い。

また、上記実施形態において、前記開口板１３に代えて、一例として図２１に示されるように、走査レンズ２１０５ａの入射側の光学面におけるバリで反射された光が入射する部分に、入射光を屈折させる突起部１６Ａを付加しても良い。

また、上記実施形態において、前記開口板１３に代えて、一例として図２２に示されるように、走査レンズ２１０５ａの射出側の光学面におけるバリで反射された光が射出される部分に、入射光を屈折させる突起部１６Ｂを付加しても良い。

また、上記実施形態において、前記開口板１３に代えて、一例として図２３に示されるように、走査レンズ２１０５ａの入射側の光学面におけるバリで反射された光が入射する部分に、入射光を散乱させる突起部１７Ａを付加しても良い。

また、上記実施形態において、前記開口板１３に代えて、一例として図２４に示されるように、走査レンズ２１０５ａの射出側の光学面におけるバリで反射された光が射出される部分に、入射光を散乱させる突起部１７Ｂを付加しても良い。

また、上記実施形態では、入射光束の進行方向と同期光束の進行方向とのなす角度が鋭角の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、一例として図２５に示されるように、入射光束の進行方向と同期光束の進行方向とのなす角度が鈍角であっても良い。この場合、一例として図２６に示されるように、面１と面２の境界部に面１から面２側に張り出したバリが存在すると、光源からの光束が入射される順が面１から面２となるように反時計まわりに回転多面鏡を回転させることにより、同期光束の光量がバリがないときよりも減少するのを防止することができる。そして、一例として図２７に示されるように、バリで反射された光束が遮光されるように開口板１３の開口部を設定することにより、同期光束の光量がばらつくのを抑制することができる。なお、この場合に、回転多面鏡の回転方向が時計まわりであると、同期光束の光量がバリがないときよりも減少する。

また、上記実施形態では、ｄｉｎが４ｍｍの場合について説明したがこれに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、θｉｎが５５°の場合について説明したがこれに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、θｐが４５°の場合について説明したがこれに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、各回転多面鏡に４面の鏡面が形成されている場合について説明したがこれに限定されるものではない。

また、上記実施形態において、光源にモノリシックな端面発光レーザアレイや面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ）を用いても良い。

また、上記実施形態では、それぞれ２つの発光部を有する２つの光源が用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、それぞれ１つの発光部を有する４つの光源を用いても良い。また、それぞれ１つの発光部を有する２つの光源を用い、各光源から射出された光束を２分割しても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置として複合機の場合について説明したが、これに限定されるものではない。画像形成装置が、単独の複写機、プリンタ、及びファクシミリ装置であっても良い。

また、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

１１…同期検知ミラー、１２…同期検知センサ（受光器）、１３…開口板（制限部材）、１４Ａ，１４Ｂ…遮光部材、１５Ａ，１５Ｂ…突起部（反射部）、１６Ａ，１６Ｂ…突起部（屈折部）、１７Ａ，１７Ｂ…突起部（散乱部）、２０００…複合機（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ，２０３０ｂ，２０３０ｃ，２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…光偏向器、２１０５ａ，２１０５ｂ，２１０５ｃ，２１０５ｄ…走査レンズ（走査光学系の一部）、２２００Ａ，２２００Ｂ…光源、２２０１ａ，２２０１ｂ，２２０１ｃ，２２０１ｄ…カップリングレンズ、２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃ，２２０２ｄ…開口板、２２０４ａ，２２０４ｂ，２２０４ｃ，２２０４ｄ…シリンドリカルレンズ。

特許第３７４０３３９号公報 特許第２９７１００５号公報 特開２００３−２２２８１１号公報 特開２０１０−１２２２４８号公報

Claims (9)

1. 光源と、
   前記光源からの光束が入射される回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡で反射された光束を被走査面に導光する走査光学系と、
   前記回転多面鏡で反射された光束が入射される受光器とを備え、
   前記回転多面鏡の回転軸に直交する平面に正射影したとき、前記回転多面鏡に入射する光束の幅は、前記回転多面鏡の１つの反射面の幅よりも小さく、
   前記回転多面鏡には、互いに隣接する第１の反射面と第２の反射面の境界部に前記第１の反射面から延びている張り出し部が存在し、
   前記受光器に向かう光束は、前記回転多面鏡の反射面の端部で反射され、
   前記回転多面鏡は、前記光源からの光束が入射される順が前記第２の反射面から前記第１の反射面となるように回転している光走査装置。
2. 前記張り出し部で反射された光を遮光する制限部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記制限部材は、前記回転多面鏡と前記受光器との間の光路上に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記制限部材は、前記走査光学系の走査レンズと前記受光器との間の光路上に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
5. 前記制限部材は、前記走査光学系のレンズ面に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
6. 前記走査光学系は、前記張り出し部で反射された光を反射する反射部をレンズ面に有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
7. 前記走査光学系は、前記張り出し部で反射された光を屈折させる屈折部をレンズ面に有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
8. 前記走査光学系は、前記張り出し部で反射された光を散乱させる散乱部をレンズ面に有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
9. 像担持体と、
   前記像担持体を画像情報によって変調された光束により走査する請求項１〜８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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