JP2001221967A - 光走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】解像度を切換可能な画線形成装置の光走査光学
装置において、光量をフィルタ等の別部品を増加せずに
調整可能な光走査光学装置を提供する。 【解決手段】光走査光学装置であるレーザ書込ユニット
６の光源から照射された光束を反射させて、感光体ドラ
ム４上へ画像を形成するために設けた、ガラス層（透過
層）７１ａと、アルミ蒸着層（反射層）７１ｂとからな
る、折り返しミラー７１のガラス層７１ａ側が光束の入
射側となるように配置してガラス層７１ａをフィルタと
して機能させる。折り返しミラー７１では、レーザ光が
アルミ蒸着層７１ｂ及びガラス層７１ａの表面で反射す
る。表面反射光ｈ０及び反射光ｈ１のＤ方向半幅の合計
値よりも小さい透過部（防塵ガラス７２）を備えたＬＳ
Ｕカバー７５を設けることで容易に表面反射光ｈ０を遮
断して、感光体ドラム４上での二重写りを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
によって画像を形成するレーザビームプリンタやディジ
タル複写機等の画像形成装置に使用される光走査光学装
置に関し、より詳細には光走査光学装置の光量調整に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリンタや複写機などの画像形成
装置においては、パソコンやディジタルカメラなどの画
像形成装置に接続する機器の性能向上などに伴い、高速
化及び高解像度化の要望が強くなっている。

【０００３】ポリゴンミラーを回転させてレーザ光をス
キャンさせる方式の画像形成装置の場合、そのスピード
及び解像度は、光走査光学装置であるレーザ書き込みユ
ニット（以下、ＬＳＵと称する）の性能によって限定さ
れることが多い。

【０００４】ＬＳＵは、レーザビームプリンタやディジ
タル複写機等の画像形成装置におけるデジタル光学系の
書き込み部として用いられる。また、ＬＳＵは半導体レ
ーザを光源として備え、ポリゴンミラーやｆθレンズ等
を介して、半導体レーザから照射された光束によって感
光体ドラム上へ画像を形成する。

【０００５】ＬＳＵの構成部品であるポリゴンミラーを
高速回転させるためのドライブモータの軸受には、構造
上、回転数の限界がある。そのため、画像形成装置のス
ピード及び解像度の上限は、ドライブモータの回転数の
上限で決定される。

【０００６】つまり、一般に使用される流体動圧軸受を
有するモータでは、約３００００ｒｐｍが限界といわれ
ている。このモータに６面ポリゴンミラーを搭載し、ポ
リゴンミラーの１面で１ライン走査するＬＳＵにおい
て、プロセススピードは、６００ｄｐｉ時で１２７ｍｍ
／ｓ、１２００ｄｐｉ時で６３．５ｍｍ／ｓ、２４００
ｄｐｉ時で３１．７５ｍｍ／ｓが上限となる。したがっ
て、高解像度に伴い、プロセススピードは低下する。

【０００７】これに対して、高スピードと高解像度とを
実現可能な高速回転のドライブモータも存在するが、コ
ストが非常に高くなるという問題がある。

【０００８】また、高解像度の画像形成装置を実現する
ためには、形成画像ドットサイズを小さくする必要があ
る。そのため、光走査光学装置において、像担持体上に
照射するビーム径を小さくするために、レンズの加工な
どが行われる。

【０００９】しかし、ビームの小径化にはレンズ使用材
料の温度特性等により限界があり、その値は約６０μｍ
である。

【００１０】そこで、ポリゴンミラーを高速回転させず
に高解像度を実現するための方法として、高解像度の際
には画像形成装置の画像形成速度（プロセス速度）を低
下させる方法がある。

【００１１】例えば、６００ｄｐｉ及び１２００ｄｐｉ
両方の解像度での画像形成が可能なレーザビームプリン
タにおいて、１２００ｄｐｉの高解像度モードで使用す
る際には、感光体ドラムの回転速度を６００ｄｐｉの時
より遅くして、感光体ドラム表面上へ画像を形成する。
このとき、ＬＳＵの書き込み速度（ポリゴンミラーの回
転速度）及びレーザ光の径は、変更しないようにする。

【００１２】このレーザビームプリンタは、６面ポリゴ
ンミラーを搭載した最高回転数が３００００ｒｐｍのモ
ータを使用したＬＳＵを備える。また、このＬＳＵは、
ポリゴンミラーの１面で１ラインを走査する。そして、
プロセススピードは、解像度６００ｄｐｉ時には１２７
ｍｍ／ｓ、解像度１２００ｄｐｉ時には６３．５ｍｍ／
ｓとなる。

【００１３】したがって、解像度に応じてプロセススピ
ードを切り換えることにより、解像度６００ｄｐｉでは
文字等を高速に出力可能となる。また、解像度１２００
ｄｐｉでは写真等のイメージ画像を高解像度で出力可能
となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、高解像
度化のためにＬＳＵの書き込み速度を変えずに感光体ド
ラムの回転速度を変化させて、感光体ドラム上に像を形
成する構成の画像形成装置では、次のような問題が生じ
る。

【００１５】つまり、１２００ｄｐｉの高解像度で出力
する場合、６００ｄｐｉの解像度の時よりも感光体ドラ
ムの回転速度を遅くしている。そのため、感光体ドラム
上へのレーザ光の走査回数が多くなり、感光体ドラム上
に画像を形成するための光量が必要以上に多くなる。そ
こで、前記のレーザビームプリンタでは、解像度６００
ｄｐｉの感光体ドラム表面での光出力（以下、像面パワ
ーと称する。）が０．２ｍＷであるのに対して、１２０
０ｄｐｉ時の最適な像面パワーを、６００ｄｐｉ時の半
分の０．１ｍＷにする必要がある。

【００１６】しかし、現在、ＬＳＵに使用されている一
般的な低価格の光出力の定格が５ｍＷの半導体レーザに
おいて、発光波長の安定領域における光出力は、レーザ
光出力部で約１．５〜５．０ｍＷである。また、ＬＳＵ
を構成している各部品の透過率、反射率、反射鏡による
光の折り返し回数等により、感光体ドラムに到達する光
量の低減率は異なるが、一般的なＬＳＵにおける光学系
を利用した場合、像面パワーは、約０．２〜１．０ｍＷ
である。

【００１７】よって、１２００ｄｐｉ時において半導体
レーザを発光波長の安定領域で使用すると、光量が必要
以上に多くなる。そして、感光体ドラム上に照射する光
量が多過ぎると、高解像度の画像が得られない。一方、
光量を低減するために、半導体レーザの出力を低下する
と、半導体レーザが安定領域から外れ、出力波長が乱れ
て焦点位置にズレが生じてしまう。

【００１８】そのため、１２００ｄｐｉ時に適正な像面
パワーで露光を行なうためには、例えばフィルタ等を追
加して、感光体ドラムに到達する前に光量を低減する方
法がある。しかし、半導体レーザの光量を低減させるた
めのフィルタは高価である。また、フィルタに汚れや傷
などを付けないように取り扱いに注意してＬＳＵに組み
込む必要がある。そのため、部品点数の増加や、組み立
て作業時間の増加等の問題が生じる。

【００１９】また、特開平１１−１１９１３２号公報に
は、シリンドリカルレンズや変換光学素子等に吸収膜を
設けて、半導体レーザの光量を低下させる構成が開示さ
れている。

【００２０】しかし、特開平１１−１１９１３２号公報
に開示された光走査後学装置において、シリンドリカル
レンズや変換光学素子等に設けた吸収膜のみでの光量低
下には限界があり、光量低下率の調整が難しく、製造工
程での管理も難しいという問題点がある。

【００２１】本発明は上記の問題点に鑑みて成されたも
のあり、高解像度を実現する画像形成装置に用いられる
光走査光学装置において、光量をフィルタ等の別部品を
増加させずに調整可能な光走査光学装置を提供すること
を課題とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えてい
る。

【００２３】(1) 光源から出射された光束を変換光学素
子で集光して偏向手段の偏向面上に照射し、該偏向手段
で偏向した光束を像担持体表面に結像させる光走査光学
装置において、透過層及び反射層の２層からなり、該偏
向手段へ導光される光束、または該偏向手段により偏向
された光束を反射させて像担持体表面に導光する反射手
段を１つ以上備え、該反射手段の少なくとも１つは、光
束の入射側に透過層が配置された逆配置型反射手段であ
ることを特徴とする。

【００２４】この構成においては、光走査光学装置は、
透過層及び反射層の２層からなり、光束の入射側に透過
層が配置された逆配置型反射手段を少なくとも１つ備
え、光源から出射された光束を変換光学素子で集光して
偏向手段の偏向面上に照射し、偏向手段へ導光される光
束、または偏向手段で偏向された光束を逆配置型反射手
段、または反射手段及び逆配置型反射手段で反射させて
像担持体表面に結像させる。したがって、一般的な高解
像度の画像形成装置に使用される光走査光学装置におい
て汎用の半導体レーザ等を光源として用いた場合、その
発光波長の安定領域で使用しようとすると、像担持体に
到達する光量が多過ぎるために高解像度の画像を得られ
ないが、上記の構成を用いると、光の反射手段として用
いられている逆配置型反射手段を、光量を低減させるフ
ィルタとしても機能させることができ、入射側に反射層
ではなく、例えばガラス・アクリル樹脂等からなる透過
層を配置することで、光束が透過層通過後に反射層で反
射されるために、逆配置型反射手段の反射率が低下する
ことになり、その結果、逆配置型反射手段で反射した後
の光量を減少させることができる。

【００２５】また、光量を低減させるために、フィルタ
等の高価な部品を別途設ける必要がなくなるため、部品
点数や組み立て作業時間を増加させることなく、且つ低
コストで高解像度の場合にも適用可能な装置を実現する
ことができる。特に、複数の画像形成速度・解像度を有
する画像形成装置では、光量切換が必要となり、出力側
での使用光量範囲が広くなって出力調整が難しくなるの
で、上記構成は非常に有効となる。

【００２６】(2) 前記逆配置型反射手段の透過層表面に
おける反射光を、像担持体に到達する前に遮断する遮光
部材をさらに備えたことを特徴とする。

【００２７】この構成においては、透過層及び反射層の
２層からなり、光束の入射側に透過層が配置された逆配
置型反射手段を少なくとも１つ備え、光源から出射され
た光束を変換光学素子で集光して偏向手段の偏向面上に
照射し、偏向手段へ導光される光束または偏向手段で偏
向した光束を、逆配置型反射手段または反射手段と逆配
置型反射手段とで反射させて、像担持体表面に結像させ
る光走査光学装置に、逆配置型反射手段の透過層表面に
おける反射光を、像担持体に到達する前に遮断する遮光
部材をさらに設ける。したがって、光束が逆配置型反射
手段の透過層に入射する際に、その表面で反射した表面
反射光が発生して像担持体に到達すると、反射層の反射
光とともに像担持体の表面２か所で像形成が行われて二
重写りとなってしまうが、像担持体に到達する前に、遮
光部材で表面反射光を遮断することにより、表面反射光
が像担持体上に結像することがなくなり、透過層の表面
反射による二重写りを防ぐことができる。

【００２８】(3) 像担持体に光束を照射するための透過
部を有し、該透過部以外の部分は遮光材料からなり、装
置全体を覆う光走査光学装置カバーをさらに備えたこと
を特徴とする。

【００２９】この構成においては、透過層及び反射層の
２層からなり、光束の入射側に透過層が配置された逆配
置型反射手段を少なくとも１つ備え、光源から出射され
た光束を変換光学素子で集光して偏向手段の偏向面上に
照射し、偏向手段へ導光される光束または偏向手段で偏
向した光束を、逆配置型反射手段または反射手段と逆配
置型反射手段とで反射させて、像担持体表面に結像させ
る光走査光学装置に、像担持体に光束を照射するための
透過部を有し、透過部以外の部分は遮光材料からなり、
装置全体を覆う光走査光学装置カバーをさらに設ける。
したがって、遮光材料で光走査光学装置の全体を覆うカ
バーを設けることにより、逆配置型反射手段の透過層の
表面反射光を遮断することができるので、光走査光学装
置カバーの他に遮光部材を設ける必要がなくなり、部品
点数を増加させることなく、透過層の表面反射による二
重写りを確実に防ぐことができる。また、光走査光学装
置カバーで遮断した表面反射光が、光走査光学装置の外
部の他の部位に反射して、像担持体表面に導光されるの
を防止する。

【００３０】(4) 前記像担持体への結像の開始を検出す
る結像開始検出手段、または該結像開始検出手段及び該
結像開始検出手段に光束を導光する検出手段用反射手段
をさらに備え、該結像開始検出手段は、前記逆配置型反
射手段の少なくとも１つを介さないで導光された光束を
受光することを特徴とする。

【００３１】この構成においては、透過層及び反射層の
２層からなり、光束の入射側に透過層が配置された逆配
置型反射手段を少なくとも１つ備え、光源から出射され
た光束を変換光学素子で集光して偏向手段の偏向面上に
照射し、偏向手段へ導光される光束または偏向手段で偏
向した光束を、逆配置型反射手段または反射手段と逆配
置型反射手段とで反射させて、像担持体表面に結像させ
る光走査光学装置に、像担持体への結像の開始を検出す
る結像開始検出手段、または該結像開始検出手段及び該
結像開始検出手段に光束を導光する検出手段用反射手段
をさらに設け、逆配置型反射手段の少なくとも１つを介
さないで導光された光束を、結像開始検出手段は受光す
る。したがって、光源から出射された光束は、結像開始
検出手段に到達する前に少なくとも１つの逆配置型反射
手段を経由しないので、結像開始検出手段に受光される
段階では光量の低減量が小さくなり、これにより、光量
低減により結像開始検出手段の受光感度が低下すること
を防ぐ。

【００３２】(5) 前記逆配置型反射手段の透過層表面
に、光吸収膜を設けたことを特徴とする。

【００３３】この構成においては、光走査光学装置は、
透過層表面に光吸収膜を設けた逆配置型反射手段を備え
ている。したがって、透過層表面に光吸収膜を設けるこ
とで、さらに光量を低下させることができ、また光量の
低減量を調整できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る光走査光
学装置について図１〜図４に基づいて説明する。図４
は、本発明の実施形態に係る画像形成装置である複写機
の概略の構成を示す正面透視図である。

【００３５】複写機本体１の上面には透明なガラス板か
らなる原稿台２が配置されており、複写機本体１の内部
において原稿台２の下方には、スキャナ部３が配置され
ている。

【００３６】スキャナ部３は、露光ランプ３１、第１反
射ミラー３２ａ、第２反射ミラー３２ｂ、第３反射ミラ
ー３２ｃ、レンズ３３及び光電変換素子（以下、ＣＣＤ
と称する。）３４を含む構成である。そして、露光ラン
プ３１及び第１反射ミラー３２ａと、第２反射ミラー３
２ｂ及び第３反射ミラー３２ｃとを、原稿台２の下面に
おいて水平方向（副走査方向）にそれぞれ所定の速度で
移動させて、原稿台２の上面に載置された原稿の画像
を、露光ランプ３１から照射された光によって露光・走
査する。

【００３７】露光ランプ３１から原稿台２上の原稿に照
射された光の反射光は、第１〜第３反射ミラー３２ａ〜
３２ｃ及びレンズ３３を介して、ＣＣＤ３４の受光面に
結像する。そして、ＣＣＤ３４は、受光面における受光
量に応じた信号を出力する。このＣＣＤ３４の出力信号
は、ディジタルデータに変換された後に、図外の画像処
理部において所定の処理が施され、画像データとして出
力される。

【００３８】複写機本体１の内部中央部には、像担持体
である感光体ドラム４が、矢印Ａ方向に回転自在に支持
されている。この感光体ドラム４の周囲には、帯電器
５、光走査光学装置であるＬＳＵ６、現像槽７、転写器
８及びクリーナ９が配置されて、画像形成部を構成して
いる。

【００３９】また、複写機本体１の最下部には、記録紙
Ｐを収納した給紙カセット１０が装着されている。さら
に、複写機本体１の内部には、給紙カセット１０から画
像形成部を経由して排紙トレイ１１に至る用紙搬送路が
形成されている。この用紙搬送路には、給紙ローラ１
２、レジストローラ１３、定着ローラ１４及び排紙ロー
ラ１６が配置されている。

【００４０】画像形成時において、矢印Ａ方向に回転す
る感光体ドラム４の表面に対して、帯電器５で単一極性
の電荷を均一に付与する。その後、ＬＳＵ６は、画像処
理部から出力された画像データに基づいて変調した画像
光を照射し、感光体ドラム４の表面に光導電作用によっ
て静電潜像を作成する。

【００４１】現像槽７は、感光体ドラム４の表面に現像
剤を供給し、静電潜像を現像剤画像に顕像化する。感光
体ドラム４の回転に先立って、給紙ローラ１２の回転に
よって給紙カセット１０内の記録紙Ｐが１枚ずつ用紙搬
送路内に給紙される。給紙された記録紙Ｐは、搬送ロー
ラ１２によりレジストローラ１３へ搬送される。そし
て、記録紙Ｐは前端部をレジストローラ１３に当接させ
た状態で停止させる。

【００４２】レジストローラ１３は、感光体ドラム４と
転写器８との間において、記録紙Ｐの前端部が感光体ド
ラム４の表面に担持された現像剤画像の前端に対向する
タイミングで回転を開始し、記録紙Ｐを画像形成部に導
く。

【００４３】転写器８は、感光体ドラム４に担持された
現像剤画像を記録紙Ｐの表面に転写する。クリーナ９
は、感光体ドラム４の表面に残留したトナーを除去す
る。現像剤画像が転写された記録紙Ｐは、定着ローラ１
４を通過する間に加熱及び加圧され、現像剤画像が溶融
して記録紙Ｐの第１面（片面）に固着する。第１面に現
像剤画像を固着した記録紙Ｐは、排紙ローラ１６の回転
によって排紙トレイ１１に排出されることで、ユーザに
画像形成された印刷物を提供する。

【００４４】次に、本発明の実施形態に係る光走査後学
装置であるＬＳＵ６の詳細な構成について、図１（Ａ）
及び（Ｂ）に基づいて説明する。図１（Ａ）は、本発明
の実施形態に係るＬＳＵ６の概略の構成を示す上面図で
ある。また、同図（Ｂ）は、ＬＳＵ６の概略の構成を示
す側面図である。なお、同図（Ａ）において、ＬＳＵ６
の周囲を覆うＬＳＵカバー７５は、省略している。

【００４５】ＬＳＵ６は、基板６１に設けられたレーザ
光を発するレーザダイオード（以下、ＬＤと称する。）
６２、変換光学素子であるコリメータレンズ６３、レー
ザ光のビーム形状規制板であるスリット７６、変換光学
素子であるシリンダレンズ６４、偏向手段であるポリゴ
ンミラー６５、ｆθレンズ６６・６７・７０、反射手段
である第１折り返しミラー６８、逆配置型反射手段であ
る第２折り返しミラー６９、第３折り返しミラー７１、
ＬＳＵカバー７５の透過部である防塵ガラス７２、検出
手段用反射手段であるフォトセンサ用折り返しミラー７
３、基板６１に設けられた結像開始検出手段であるフォ
トセンサ７４、及び遮光材料からなる光走査光学装置カ
バーであるＬＳＵカバー７５を有している。

【００４６】ＬＤ６２は、画像データに応じたレーザ光
を発生するものである。コリメータレンズ６３は、ＬＤ
６２から発生したレーザ拡散光を集光する。また、スリ
ット７６は、感光体ドラム上に形成される画像面でのビ
ーム径及び焦点深度を最適化する。シリンダレンズ６４
は、コリメータレンズ６３によって集光されたレーザ光
をポリゴンミラーの面倒れ補正のため、ポリゴンミラー
面上の副走査方向に集光させるためのものである。

【００４７】ポリゴンミラー６５は、図外のモータ等の
駆動手段により図に示す矢印Ｂ方向に回転して、主走査
方向にレーザ光を反射する多面鏡である。主走査方向及
び副走査方向に集光されたレーザ光は、ポリゴンミラー
６５の偏向面６５ａで偏向・反射される。

【００４８】ｆθ特性及びポリゴンミラー面倒れ補正特
性を有するｆθレンズ６６・６７は、ポリゴンミラー６
５によって偏向・反射された光束を、第１折り返しミラ
ー６８に導光する。

【００４９】第１折り返しミラー６８は、透過層である
ガラス層６８ａの表面に、反射層であるアルミ蒸着層６
８ｂが設けられており、反射ミラーとして機能する。本
発明においては、レーザ光の入射側がアルミ蒸着層６８
ｂとなるように配置する。

【００５０】第１折り返しミラー６８のアルミ蒸着層６
８ｂで反射されたレーザ光は、第２折り返しミラー６９
で再び反射される。第２折り返しミラー６９も第１折り
返しミラー６８と同様、ガラス層６９ａとアルミ蒸着層
６９ｂとからなる。本発明においては、レーザ光の入射
側がガラス層６９ａとなるように配置する。

【００５１】第２折り返しミラー６９で、ガラス層６９
ａを透過してアルミ蒸着層６９ｂで反射したレーザ光
は、ｆθ特性を有するｆθレンズ７０を通過し、第３折
り返しミラー７１に導光される。第３折り返しミラー７
１も第１及び第２折り返しミラー６８・６９と同様、ガ
ラス層７１ａとアルミ蒸着層７１ｂとからなる。本発明
においては、レーザ光の入射側がガラス層７１ａとなる
ように配置する。

【００５２】第３折り返しミラー７１で、ガラス層７１
ａを透過してアルミ蒸着層７１ｂで反射したレーザ光
は、防塵ガラス７２を透過後、感光体ドラム４の表面上
に静電潜像を形成する。ポリゴンミラー６５は、前記の
ように矢印Ｂ方向に回転しているが、これによって、レ
ーザ光が感光体ドラム４表面上を矢印Ｃで示す主走査方
向に走査して、感光体ドラム４表面に像を形成する。

【００５３】また、ｆθレンズ７０を通過したレーザ光
の一部はフォトセンサ用折り返しミラー７３で反射し
て、フォトセンサ７４に到達するようになっている。こ
のフォトセンサ７４は、感光体ドラム４の表面上を走査
するレーザ光の書き込みタイミングを検出するためのも
のである。

【００５４】書き込みタイミングを確実に検出するとと
もに書き込みタイミングを安定させるためには、フォト
センサ７４の受光面にてレーザ光が焦点を結ぶことが望
ましい。これにより、フォトセンサ７４がビーム径の小
さなレーザ光を受光して、感光体ドラム４への書き込み
タイミングを精度よく検出することができる。

【００５５】なお、第２折り返しミラー６９からｆθレ
ンズ７０、第３折り返しミラー７１及び防塵ガラス７２
を経由して感光体ドラム４のレーザ走査位置までのレー
ザ光路長と、第２折り返しミラー６９からフォトセンサ
用折り返しミラー７３を経由してフォトセンサ７４に到
達するまでのレーザ光路長とは、略同じ距離となるよう
に配置する。

【００５６】また、フォトセンサ７４の受光面上にレー
ザ光の焦点を結ばせる方法として、第２折り返しミラー
６９からフォトセンサ７４までの光路上に、レンズを設
けて集光させる方法もある。

【００５７】ここで、従来、ＬＳＵに使用する折り返し
ミラーには、ガラスやプラスチックやアクリルなどの樹
脂の透明材の表面にアルミを蒸着させたものが使用され
ている。この場合、アルミを蒸着させた面がレーザ光の
入射側となるように配置される。しかし、本実施形態の
第２折り返しミラー６９及び第３折り返しミラー７１
は、前記のようにガラス層６９ａ・７１ａ側が入射側と
なるように配置する。これは、折り返しミラーのガラス
層をフィルタとして機能させるためである。

【００５８】従来は、光量を下げるために別部材として
フィルタ等を用いていたが、本実施形態においては、折
り返しミラーのレーザ光の入射側の面をこれまでと反対
に配置することにより、フィルタを用いた場合と同様の
効果を得ることができる。すなわち、レーザ光は、ガラ
ス内部を通過した後でアルミ蒸着面で反射する。そのた
め、レーザ光の反射率が低くなり、結果的に光量を下げ
ることができる。

【００５９】これにより、部品点数、部品コスト及び組
み立て工数を増加させることなく、プロセス速度を変化
させて複数の解像度での像形成が可能なＬＳＵ６を実現
することができる。

【００６０】なお、本実施形態では、光路上に設けた３
つの折り返しミラーのうち、第２折り返しミラー６９及
び第３折り返しミラー７１に本発明のガラス層側をレー
ザ光の入射側に配置する構成を適用しているが、これに
限るものではない。即ち、光路上に設けた折り返しミラ
ーやｆθレンズの総数に応じて、感光体ドラム上の像面
パワーが異なってくる。そのため、折り返しミラーの数
量は、装置の設計等に応じて適宜変更可能である。

【００６１】例えば、第３折り返しミラー７１だけに本
発明を適用することも可能である。この場合、第３折り
返しミラー７１に入射するまでのレーザ光出力の低減量
は、第３折り返しミラー７１までの光路に、複数の折り
返しミラーを設けた場合より小さい。よって、フォトセ
ンサ用折り返しミラー７３に到達する段階においてレー
ザ光出力の低減量が小さいので、フォトセンサ７４では
受光感度が良くなる。このように、フォトセンサ７４の
感度を向上させるためには、フォトセンサ用折り返しミ
ラー７３に到達した後で光量を下げるようにすることが
好ましい。

【００６２】次に、本実施形態のＬＳＵ６において、第
３折り返しミラー７１にガラス層側をレーザ光の入射側
に配置する構成を適用した場合、第３折り返しミラー７
１に入射したレーザ光は、アルミ蒸着層７１ｂで反射す
る他に、ガラス層７１ａの表面でも反射する。これらの
反射光が感光体ドラム４に到達すると、同じ像が感光体
ドラム４表面の２カ所で形成されてしまうという、二重
写りが発生してしまう。

【００６３】この二重写りについて図２及び図３を用い
て、以下に説明する。図２は、第３折り返しミラー７１
で反射して感光体ドラム４に到達するレーザ光の反射光
（１次反射光）ｈ１、表面反射光ｈ０、及び２次反射光
ｈ２の関係を示す正面図である。また、図３は、レーザ
光の反射光ｈ１と表面反射光ｈ０との詳細な関係を示５
正面図である。

【００６４】防塵ガラス７２及びＬＳＵカバー７５から
なるＬＳＵの筐体に到達する表面反射光ｈ０と反射光ｈ
１との間の防塵ガラス７２を設けたＬＳＵカバー７５の
面に平行な方向（以下、Ｄ方向と称する。）の距離をＬ
とする。この場合、２次反射光ｈ２と反射光ｈ１との間
のＤ方向の距離もＬとなる。

【００６５】この距離Ｌが表面反射光ｈ０、または２次
反射光ｈ２のＤ方向半幅（実測値：約０．５ｍｍ）、及
び反射光のＤ方向半幅（実測値：約０．５ｍｍ）の合計
値よりも十分大きければ、表面反射光ｈ０及び２次反射
光ｈ２を、遮光材料からなるＬＳＵカバー７５で容易に
遮断することができる。

【００６６】そこで、図３を参照して、表面反射光と反
射光との間の距離をＬを示す。ここで、ガラス層７１ａ
の厚みをｔ、レーザ光の第３折り返しミラー７１のガラ
ス層７１ａへの入射角をｉ、ガラス層７１ａの屈折角を
ｉ’とする。

【００６７】図３に示した各距離Ｘｌ〜Ｘ４を求める計
算式は次のとおりである。 Ｘ１＝２ｔ×ｔａｎｉ’ …（１） Ｘ２＝Ｘ１×ｃｏｓ（９０°−ｉ） …（２） Ｘ３＝Ｘ１×ｓｉｎ（９０°−ｉ） …（３） Ｘ４＝Ｘ３×ｔａｎ（２ｉ−９０°） …（４） 距離Ｌは、Ｘ２とＸ４を用いて次のように求められる。 Ｌ＝Ｘ２−Ｘ４ …（５） 以上のような計算式を用いて、レーザ光が防塵ガラス７
２を透過して感光体ドラム４に到達しないように各値を
決定することにより、感光体ドラム４に複数の像が形成
されるという問題を解決することができる。

【００６８】ここで、本実施の形態におけるＬＳＵ６に
おいて、第３折り返しミラー７１のガラス層７２ａの厚
みｔ＝５．８ｍｍとし、入射角ｉ＝６３．３°とし、屈
折角ｉ’＝３６°（ガラスの屈折率＝１．５１９で計
算）として距離Ｌを求めると、次のようになる。

【００６９】 Ｘ１＝２×５．８×ｔａｎ３６°＝８．４３ｍｍ Ｘ２＝Ｘ１×ｃｏｓ（９０°−６３．３°）＝７．５３
ｍｍ Ｘ３＝Ｘ１×ｓｉｎ（９０°−６３．３°）＝３．７９
ｍｍ Ｘ４＝Ｘ３×ｔａｎ（２×６３．３°−９０°）＝２．
８１ｍｍ Ｌ＝Ｘ２−Ｘ４＝４．７２ｍｍ したがって、Ｄ方向における表面反射光ｈ０と反射光ｈ
１との距離、及び反射光ｈ１と２次反射光ｈ２との距離
は、４．７２ｍｍある。そのため、現在一般的に使用さ
れている防塵ガラス７２を備えたＬＳＵカバー７５で十
分に遮光できる。よって、図２及び図３に示した位置関
係でＬＳＵカバー７５を配置することにより、表面反射
光ｈ０及び２次反射光ｈ２が、感光体ドラム４に到達す
るのを防止できる。

【００７０】また、ＬＳＵカバー７５は、ＬＳＵ６の装
置全体を覆うことにより、遮断した表面反射光ｈ０及び
２次反射光ｈ２がＬＳＵカバー７５の外部における他の
部位に反射して、像担持体表面に導光されるのを防ぐ。

【００７１】なお、ＬＳＵカバー７５の代わりにスリッ
トなどを設けて、表面反射光ｈ０及び２次反射光ｈ２を
遮断することもできる。また、図外の感光体ユニット
上、または現像槽上の部品で、遮光することも可能であ
る。

【００７２】次に、本実施形態のＬＳＵ６の各部品に対
するレーザ光の透過、反射効率の例を示し、従来のＬＳ
Ｕとの比較を行う。ＬＳＵ６において、第２折り返しミ
ラー６９及び第３折り返しミラー７１のガラス層６９
ａ，７１ａを入射側に配置した場合のレーザ光（ＬＤ６
２部分で、出力１．５ｍＷ〜５．０ｍＷ）の透過、反射
効率は、次のようになる。

【００７３】 コリメータレンズ６３ ：７０％ スリット７６ ：６０％ シリンダレンズ６４ ：８５％ ポリゴンミラー６５ ：９０％ ｆθレンズ６６ ：９０％ ｆθレンズ６７ ：９０％ 第１折り返しミラー６８ ：９５％ 第２折り返しミラー６９ ：５０％（従来：９５％） ｆθレンズ７０ ：９０％ 第３折り返しミラー７１ ：５０％（従来：９５％） 防塵ガラス７２ ：９０％ なお、折り返しミラー（第２折り返しミラー６８及び第
３折り返しミラー６９）における光量低減率の実測値
は、透過層としてガラス層を備え、また反射層としてア
ルミ蒸着層を備えた折り返しミラーの場合、ガラス層の
厚みｔ＝５．８ｍｍで、約５０％となる。また、透過層
としてアクリル樹脂を用いた層を備え、また反射層とし
てアルミ蒸着層を備えた折り返しミラーの場合、アクリ
ル層の厚みｔ＝５．８ｍｍで、約４０％となる。

【００７４】これらのデータを用いて、ＬＳＵ６におけ
るレーザ光出力の総効率と、従来の構成のＬＳＵにおけ
るレーザ光出力の総効率とを算出する。また、レーザ出
力部における出力１．５ｍＷの場合と５．０ｍＷの場合
との像面パワーをそれぞれ求めると、次のようになる。

【００７５】（ＬＳＵ６の場合） 総効率＝５．０％ 出力１．５ｍＷにおける像面パワー １．５ｍＷ×５．０％＝０．０７５ｍＷ 出力５．０ｍＷにおける像面パワー ５．０ｍＷ×５．０％＝０．２５ｍＷ （従来の構成場合） 総効率＝１８．０７％ 出力１．５ｍＷにおける像面パワー １．５ｍＷ×１８．０７％＝０．２７１ｍＷ 出力５．０ｍＷにおける像面パワー ５．０ｍＷ×１８．０７％＝０．９０４ｍＷ となる。

【００７６】発明が解決しようとする課題において前述
したレーザビームプリンタでは、解像度６００ｄｐｉの
最適像面パワーが０．２ｍＷであるのに対して、１２０
０ｄｐｉ時の最適像面パワーを、６００ｄｐｉ時の半分
の０．１ｍＷにする必要がある。

【００７７】上記の結果から、本発明のＬＳＵ６に備え
たレーザダイオード６２のレーザ光出力部を安定発光領
域である出力２．０ｍＷで使用することにより、像面パ
ワーは０．１ｍＷとなり、１２００ｄｐｉの高解像度の
場合にも、前記ＬＳＵ６を十分適用することができる。

【００７８】また、レーザ光の出力を制御して出力を上
げて、レーザダイオード６２のレーザ光出力部を発光波
長の安定領域内である光出力４．０ｍＷで使用すること
により、像面パワーは０．２ｍＷとなる。よって、解像
度６００ｄｐｉ時のプロセス速度であっても十分使用す
ることが可能である。

【００７９】ここで、入射側にガラス層が配置された折
り返しミラーのガラス層表面に、光吸収膜（光吸収部
材）を形成することにより、透過率を２０％程度に低下
させることができる。前記のように、本発明のガラス層
側をレーザ光の入射側に配置する構成を適用した場合、
折り返しミラーにおける光量低減率の実測値は、約４０
％である。よって、ＬＳＵの光路上に設けた折り返しミ
ラーやｆθレンズの総数に応じて、ガラス層側をレーザ
光の入射側に配置する構成の折り返しミラーの数量を変
えるだけでなく、光吸収膜を形成した折り返しミラーを
使用し、その数量を変えることによって、さらに感光体
ドラム上の像面パワーの調整幅が広がり、確実に光量を
低下させることができる。そのため、例えば２４００ｄ
ｐｉ、３６００ｄｐｉについても対応が可能である。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００８１】(1) 光走査光学装置は、透過層及び反射層
の２層からなり、光束の入射側に透過層が配置された逆
配置型反射手段を少なくとも１つ備え、光源から出射さ
れた光束を変換光学素子で集光して偏向手段の偏向面上
に照射し、偏向手段へ導光される光束、または偏向手段
で偏向された光束を逆配置型反射手段、または反射手段
及び逆配置型反射手段で反射させて像担持体表面に結像
させるので、一般的な高解像度の画像形成装置に使用さ
れる光走査光学装置において汎用の半導体レーザ等を光
源として用いた場合、その発光波長の安定領域で使用し
ようとすると、像担持体に到達する光量が多過ぎるため
に高解像度の画像を得られないが、上記の構成を用いる
と、光の反射手段として用いられている逆配置型反射手
段を、光量を低減させるフィルタとしても機能させるこ
とができ、入射側に反射層ではなく、例えばガラス・ア
クリル樹脂等からなる透過層を配置することで、光束が
透過層通過後に反射層で反射されるために、逆配置型反
射手段の反射率が低下することになり、その結果、逆配
置型反射手段で反射した後の光量を減少させることがで
きる。

【００８２】また、光量を低減させるために、フィルタ
等の高価な部品を別途設ける必要がなくなるため、部品
点数や組み立て作業時間を増加させることなく、且つ低
コストで高解像度の場合にも適用可能な装置を実現する
ことができる。

【００８３】(2) 透過層及び反射層の２層からなり、光
束の入射側に透過層が配置された逆配置型反射手段を少
なくとも１つ備え、光源から出射された光束を変換光学
素子で集光して偏向手段の偏向面上に照射し、偏向手段
へ導光される光束または偏向手段で偏向した光束を、逆
配置型反射手段または反射手段と逆配置型反射手段とで
反射させて、像担持体表面に結像させる光走査光学装置
に、逆配置型反射手段の透過層表面における反射光を、
像担持体に到達する前に遮断する遮光部材をさらに設け
ることによって、光束が逆配置型反射手段の透過層に入
射する際に、その表面で反射した表面反射光が発生して
像担持体に到達すると、反射層の反射光とともに像担持
体の表面２か所で像形成が行われて二重写りとなってし
まうが、像担持体に到達する前に、遮光部材で表面反射
光を遮断することにより、表面反射光が像担持体上に結
像することがなくなり、透過層の表面反射による二重写
りを防ぐことができる。

【００８４】(3) 透過層及び反射層の２層からなり、光
束の入射側に透過層が配置された逆配置型反射手段を少
なくとも１つ備え、光源から出射された光束を変換光学
素子で集光して偏向手段の偏向面上に照射し、偏向手段
へ導光される光束または偏向手段で偏向した光束を、逆
配置型反射手段または反射手段と逆配置型反射手段とで
反射させて、像担持体表面に結像させる光走査光学装置
に、像担持体に光束を照射するための透過部を有し、透
過部以外の部分は遮光材料からなり、装置全体を覆う光
走査光学装置カバーをさらに設けるため、遮光材料で光
走査光学装置の全体を覆うカバーを設けることにより、
逆配置型反射手段の透過層の表面反射光を遮断すること
ができるので、光走査光学装置カバーの他に遮光部材を
設ける必要がなくなり、部品点数を増加させることな
く、透過層の表面反射による二重写りを確実に防ぐこと
ができる。また、光走査光学装置カバーで遮断した表面
反射光が、光走査光学装置の外部の他の部位に反射し
て、像担持体表面に導光されるのを防止することができ
る。

【００８５】(4) 透過層及び反射層の２層からなり、光
束の入射側に透過層が配置された逆配置型反射手段を少
なくとも１つ備え、光源から出射された光束を変換光学
素子で集光して偏向手段の偏向面上に照射し、偏向手段
へ導光される光束または偏向手段で偏向した光束を、逆
配置型反射手段または反射手段と逆配置型反射手段とで
反射させて、像担持体表面に結像させる光走査光学装置
に、像担持体への結像の開始を検出する結像開始検出手
段、または該結像開始検出手段及び該結像開始検出手段
に光束を導光する検出手段用反射手段をさらに設け、逆
配置型反射手段の少なくとも１つを介さないで導光され
た光束を、結像開始検出手段は受光するため、光源から
出射された光束は、結像開始検出手段に到達する前に少
なくとも１つの逆配置型反射手段を経由しないので、結
像開始検出手段に受光される段階では光量の低減量が小
さくなり、これにより、光量低減により結像開始検出手
段の受光感度が低下することを防ぐことができる。

【００８６】(5) 光走査光学装置は、透過層表面に光吸
収膜を設けた逆配置型反射手段を備えているので、透過
層表面に光吸収膜を設けることで、さらに光量を低下さ
せることができ、また光量の低減量を調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る光走査光学装置（ＬＳ
Ｕ６）の概略の構成を示す上面図及び側面図である。

【図２】第３折り返しミラー７１とレーザ光の反射光ｈ
１、表面反射光ｈ０、及び２次反射光ｈ２の関係を示す
正面図である。

【図３】レーザ光の反射光ｈ１と表面反射光ｈ０との詳
細な関係を示す正面図である。

【図４】本発明の実施形態に係る複写機の概略の構成を
示す正面透視図である。

【符号の説明】 ４−感光体ドラム ６−レーザ書込ユニット（ＬＳＵ） ７１−折り返しミラー ７１ａ−ガラス層（透過層） ７１ｂ−アルミ蒸着層（反射層） ７２−防塵ガラス（透過部） ７５−ＬＳＵカバー ｈ０−表面反射光 ｈ１−反射光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射された光束を変換光学素子
   で集光して偏向手段の偏向面上に照射し、該偏向手段で
   偏向した光束を像担持体表面に結像させる光走査光学装
   置において、 透過層及び反射層の２層からなり、該偏向手段へ導光さ
   れる光束、または該偏向手段により偏向された光束を反
   射させて像担持体表面に導光する反射手段を１つ以上備
   え、 該反射手段の少なくとも１つは、光束の入射側に透過層
   が配置された逆配置型反射手段であることを特徴とする
   光走査光学装置。
2. 【請求項２】 前記逆配置型反射手段の透過層表面にお
   ける反射光を、像担持体に到達する前に遮断する遮光部
   材をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光
   走査光学装置。
3. 【請求項３】 像担持体に光束を照射するための透過部
   を有し、該透過部以外の部分は遮光材料からなり、装置
   全体を覆う光走査光学装置カバーをさらに備えたことを
   特徴とする請求項１に記載の光走査光学装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体への結像の開始を検出する
   結像開始検出手段、または該結像開始検出手段及び該結
   像開始検出手段に光束を導光する検出手段用反射手段を
   さらに備え、 該結像開始検出手段は、前記逆配置型反射手段の少なく
   とも１つを介さないで導光された光束を受光することを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光走査光
   学装置。
5. 【請求項５】 前記逆配置型反射手段の透過層表面に、
   光吸収膜を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のい
   ずれかに記載の光走査光学装置。