JP2006227350A - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 走査対象の表面を高精度に走査できる光ビーム走査装置を提供する。
【解決手段】 光ビーム走査装置１００は、レーザビームＬ１〜Ｌ４を出射する半導体レーザ１Ａ〜１Ｄと、レーザビームＬ１〜Ｌ４を等角速度偏向するポリゴンミラー６と、防塵ガラス４１を有しポリゴンミラー６を覆うように所定位置に固定され反射面６１への塵の付着を防ぐ防塵カバー４０と、ポリゴンミラー６で等角速度偏向されたレーザビームを主走査方向に等速度偏向する第１ｆθレンズ７等と、第１ｆθレンズ７等で等速度偏向されたレーザビームを感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに向けて反射するミラー２１〜２４と、反射面６１へ向かうレーザビームＬ５のうち防塵ガラス４１で反射されたレーザビームＬ６の光量を検出する光量センサ２０と、光量センサ２０で検出された検出結果に基づいてレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を増減させる制御部５０と、を備える。
【選択図】 図５

Description

この発明は、光源から出射された光ビームによって走査対象の表面を走査する光ビーム走査装置に関する。

電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置は、原稿から読み取った画像データ又は外部装置から入力された画像データに基づいて変調された光ビームを像担持体（走査対象）の表面に照射する光ビーム走査装置を備えている。像担持体の表面は帯電手段によって予め均一に帯電されており、光ビームの照射により像担持体の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像手段から供給される現像剤によって現像剤像（トナー像）に顕像化された後、直接又は中間転写担持体を介して用紙等の記録媒体に転写される。記録媒体に転写されたトナー像は最終的に定着手段によって記録媒体上に定着され、画像形成物が得られる。

このような画像形成装置に備えられる光ビーム走査装置は、光ビームを出射する光源、光源から出射された光ビームを反射面で反射することで等角速度偏向する等角速度偏向手段、等角速度偏向手段で等角速度偏向された光ビームを等速度偏向する等速度偏向手段、等速度偏向手段で等速度偏向された光ビームを像担持体に向けて反射する反射手段、及び、記録媒体にトナー像を転写する転写部に記録媒体を送り込むタイミングを計るためのＢＤセンサ等を備えている。

光ビーム走査装置では、像担持体の表面に静電潜像を高精度に形成するために、光源から出射される光ビームの光量は一定であることが重要である。光源から出射され、等角速度偏向手段の反射面で反射された光ビームの光量を検出するセンサを設け、センサで検出した検出結果に基づいて光源を冷却することで、光源から出射される光ビームの光量を一定化できるとする技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平４−２２１９７５号公報

しかし、従来の光ビーム走査装置では、回転している等角速度偏向手段の反射面で反射された光ビームの光量を、所定位置に配置されたセンサで検出しているので、等角速度偏向手段の反射面が所定の角度になる一瞬のタイミングでのみ光ビームの光量を検出でき、その一瞬のタイミング以外のタイミングでは光ビームの光量を検出できない。このため、等角速度偏向手段が複数の反射面を有している場合でも、光ビームの光量を検出可能なタイミングは断続的になり、光量を検出可能なタイミングが極端に限定されている。したがって、光源から出射される光ビームの光量を厳密に一定化することができず、走査対象の表面を高精度に走査することができない。

この発明の目的は、走査対象の表面を高精度に走査できる光ビーム走査装置を提供することにある。

この発明の光ビーム走査装置は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。

（１）光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを反射面で反射することで偏向する偏向手段と、前記反射面へ入射する光ビーム及び前記反射面から出射する光ビームの光路上に配置された透明面を有しており前記偏向手段を覆うように所定位置に固定されて前記反射面への塵の付着を防ぐ防塵手段と、前記反射面へ向かう光ビームのうち前記透明面で反射された光ビームの光量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された検出結果に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を増減させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

この構成においては、偏向手段は所定位置に固定された防塵手段に覆われ、光源から出射された光ビームは、防塵手段の透明面を通過して偏向手段の反射面に照射され、反射面において偏向される。偏向手段で偏向された光ビームは、所定の光路を経由して走査対象に照射され、走査対象を走査する。また、光源から出射され偏向手段の反射面に向かう光ビームの一部は、防塵手段の透明面で反射される。防塵手段の透明面で反射された光ビームは、検出手段に受光され、光量を検出される。そして、検出された光量に基づいて、光源から出射される光ビームの光量が増減する。

（２）前記透明面は、前記反射面へ入射する光ビームが通過する入射光通過面と、前記入射光通過面と異なる面内に配置され前記反射面から出射する光ビームが通過する出射光通過面と、を含むことを特徴とする。

この構成においては、入射光通過面と出射光通過面とが異なる面内に配置される。入射光通過面と出射光通過面とが単一の面ではなく、異なる２個の面で形成されるので、入射光通過面の角度のみを容易に変更することができる。このため、入射光通過面に照射された光ビームを、走査対象の表面を走査する走査領域の外へ反射させるようにすることが容易である。入射光通過面で反射された光ビームは、走査領域外で検出される。

（３）前記光源は複数設けられ、前記検出手段は前記透明面で反射された複数の光ビームの光量を検出することを特徴とする。

この構成においては、複数の光源から出射され偏向手段の反射面に向かう光ビームの一部は、防塵手段の透明面で反射される。防塵手段の透明面で反射された複数の光ビームは、検出手段に受光され、光量をそれぞれ検出される。そして、検出された光量に基づいて、複数の光源のそれぞれから出射される光ビームの光量が増減する。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）光源から出射された光ビームの光量を、所定位置に固定された防塵手段の透明面で反射された光ビームの光量に基づいて検出するので、光量を検出可能なタイミングが限定されることがない。このため、光源から出射された光ビームの光量を常に検出することができる。したがって、光源から出射される光ビームの光量を厳密に一定化することができ、走査対象の表面を高精度に走査することができる。

（２）透明面を異なる２個の面で形成することで、入射光通過面に照射された光ビームを走査領域外へ反射させるようにすることが容易になる。そして、入射光通過面で反射された光ビームを走査領域外で検出することで、検出手段を走査領域外に配置できるので、検出手段が走査対象の走査の妨げになることなく光ビームの光量を検出することができる。また、上述のように光ビームの光量を常に検出することができる。したがって、光源から出射される光ビームの光量を厳密に一定化し、走査対象の表面を高精度に走査することができる。

（３）複数の光源から出射された光ビームの光量を、所定位置に固定された防塵手段の透明面で反射された光ビームの光量に基づいて検出し、複数の光源のそれぞれから出射される光ビームの光量を増減するので、複数の光源のそれぞれから出射される光ビームの光量を厳密に一定化することができる。したがって、走査対象の表面を高精度に走査することができる。

以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットＥを備えた画像形成装置１００の概略の構成を示す説明図である。画像形成装置１００は、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して送信された画像データに基づいて用紙に多色および単色の画像を形成する。画像形成装置１００は、露光ユニットＥ、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄ、現像装置１０２Ａ〜１０２Ｄ、帯電ローラ１０３Ａ〜１０３Ｄ、クリーニングユニット１０４Ａ〜１０４Ｄ、中間転写ベルト１１、一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄ、二次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送経路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７及び排紙トレイ１８等を備えている。

画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成部ＰＡ〜ＰＤにおいて画像形成を行う。画像形成部ＰＡ〜ＰＤは、互いに同様に構成されている。例えば、ブラックの画像形成部ＰＡは、感光体ドラム１０１Ａ、現像装置１０２Ａ、帯電ローラ１０３Ａ、転写ローラ１３Ａ及びクリーニングユニット１０４Ａ等を備えている。画像形成部ＰＡ〜ＰＤは、中間転写ベルト１１の移動方向（この発明の走査方向である主走査方向に直交する方向である副走査方向）に一列に配置されている。

但し、図１には表れていないが、感光体ドラム１０１Ａは、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄに比較して大径にされている。ブラックの画像形成部ＰＡのみを用いて行われるモノクロ画像形成では、高速化の要請が高く、且つ、画像形成部ＰＡ〜ＰＤの全てを用いて行われるカラー画像形成よりも使用頻度が高いため、ブラックの画像形成部ＰＡに備えられる感光体ドラム１０１Ａは、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄよりも寿命を長くする必要があるからである。感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄは、互いに同一の径にされている。このため、感光体ドラム１０１Ａの回転軸と感光体ドラム１０１Ｂの回転軸との間隔は、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄのそれぞれの回転軸の間隔よりも長い。

帯電ローラ１０３Ａは、この発明の走査対象としての像担持体である感光体ドラム１０１Ａの表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３Ａに代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。帯電ローラ１０３Ｂ〜１０３Ｄのそれぞれは、帯電ローラ１０３Ａと同様に構成されている。

この発明の光ビーム走査装置である露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７及び第２ｆθレンズ８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム（この発明の光ビームである。）のそれぞれを感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。露光ユニットＥの詳細については後述する。

現像装置１０２Ａは、ブラックのトナーを収納しており、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１Ａの表面にブラックのトナーを供給し、静電潜像を現像剤像に顕像化する。現像装置１０２Ｂ〜１０２Ｄのそれぞれは、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をシアン、マゼンタ及びイエローの各色相の現像剤像に顕像化する。

クリーニングユニット１０４Ａは、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１Ａの表面に残留したトナーを除去・回収する。クリーニングユニット１０４Ａと同様に、クリーニングユニット１０４Ｂ〜１０４Ｄのそれぞれは、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄの表面に残留したトナーを除去・回収する。

中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１Ａと従動ローラ１１Ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１Ｄ、感光体ドラム１０１Ｃ、感光体ドラム１０１Ｂ及び感光体ドラム１０１Ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄが配置されている。中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。

一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄには、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの表面に担持された現像剤像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに形成された各色相の現像剤像は中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーの現像剤像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及び現像剤像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１Ａのみにおいて静電潜像の形成及び現像剤像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックの現像剤像のみが転写される。

各一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。

各一次転写位置において中間転写ベルト１１の外周面に転写された現像剤像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１Ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。

給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙（記録媒体）が二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙の表面に現像剤像が転写される。

感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの一部又は全部から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１２によって回収される。

現像剤像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５Ａと加圧ローラ１５Ｂとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、現像剤像が、用紙の表面に堅牢に定着する。現像剤像が定着した用紙は、排紙ローラ１８Ａによって排紙トレイ１８上に排出される。

画像形成装置１００には、給紙カセット１６に収容されている用紙を二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間及び定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。

用紙搬送路Ｐ１には、給紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６Ａ、給紙ローラ１６Ｂ、複数枚の用紙が重なって繰り出された際に最上位に位置する用紙のみが搬送されるように用紙を捌く捌きパッド１６Ｃ、及び、繰り出された用紙を用紙搬送路Ｐ１に沿って搬送する回転速度が変更自在な搬送ローラＲが配置されている。

また、用紙搬送路Ｐ１の捌きパッド１６Ｃの直後には、用紙検出器３０が配設されている。用紙検出器３０は、給紙ローラ１６Ｂと捌きパッド１６Ｃとの間を通過する用紙の有無を検出する。つまり、用紙検出器３０は、ピックアップローラ１６Ａによって給紙カセット１６から用紙搬送路Ｐ１に１枚の用紙が適切に繰り出されたか否かを検出する。また、用紙検出器３０は、後述する制御部５０（図６参照）に検出結果を出力する。

用紙搬送路Ｐ１には、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、及び、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８Ａが配置されている。

また、画像形成装置１００には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に用紙搬送路Ｐ２が形成されている。用紙搬送路Ｐ２には、用紙搬送路Ｐ１の構成と同様に、手差しトレイ１７に載置された用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ２内に繰り出すピックアップローラ１７Ａ、給紙ローラ１７Ｂ、捌きパッド１７Ｃが配置されている。

さらに、排紙ローラ１８Ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。排紙ローラ１８Ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、及び、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。

一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排出ローラ１８Ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面及び前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。

レジストローラ１９は、給紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、又は、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を、中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた（チャックされた）状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成された現像剤像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。

なお、画像形成部ＰＡ〜ＰＤの全てにおいて画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄが中間転写ベルト１１を全ての感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに圧接させる。一方、画像形成部ＰＡのみにおいて画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ１３Ａのみが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１Ａに圧接させる。

図２は、露光ユニットＥの概略の構成を示す説明図である。また、図３は、露光ユニットＥにおけるレーザビームＬ１〜Ｌ４の光路を示す模式図である。以下に、図３において、感光体ドラム１０１の回転軸に平行な方向であって、レーザビームＬ１〜Ｌ４の走査方向である矢印Ｘ−Ｘ方向が、この発明の走査方向であり、主走査方向という。また、図２において、偏向面６Ａ内で主走査方向に直交する方向である矢印Ｙ−Ｙ方向を副走査方向という。

露光ユニットＥは、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄ、コリメータレンズ２Ａ〜２Ｄ、ミラー３Ｂ〜３Ｄ、第１シリンドリカルレンズ４、ミラー５、ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８、第２シリンドリカルレンズ９Ａ〜９Ｄ、ミラー２１〜２４、同期レンズ１０Ａ、ＢＤセンサ１０及び光量センサ２０等の光学部品、防塵カバー４０（図４参照）、並びに、制御部５０（図６参照）等を備えている。各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄは、この発明の光源に相当する。ポリゴンミラー６は、この発明の偏向手段に相当する。光量センサ２０は、この発明の検出手段に相当する。防塵カバー４０は、この発明の防塵手段に相当する。また、制御部５０は、この発明の制御手段に相当する。

各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの画像データに基づいて変調されたレーザビームＬ１〜Ｌ４を照射する。レーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれがこの発明の光ビームである。半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから照射された拡散光であるレーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれは、コリメータレンズ２Ａ〜２Ｄ、ミラー３Ｂ〜３Ｄ、第１シリンドリカルレンズ４及びミラー５を経てポリゴンミラー６の反射面６１に、ポリゴンミラー６の回転軸を含む平面内において、互いに異なる入射角で入射する。

ポリゴンミラー６は、一例として７面の反射面６１を備えている。ポリゴンミラー６は、矢印Ａ方向に回転して各反射面６１においてレーザビームＬ１〜Ｌ４を矢印Ｂ方向に等角速度偏向する。

第１ｆθレンズ７及び第２ｆθレンズ８は、ポリゴンミラー６によって等角速度偏向されたレーザビームＬ１〜Ｌ４を、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれの表面に、主走査方向における矢印Ｃ方向に等速度偏向する。これによって、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれの表面が、矢印Ｃ方向に走査される。以下、矢印Ｃ方向の上流側を主走査方向の上流側、矢印Ｃ方向の下流側を主走査方向の下流側として説明する。なお、一例として、第１ｆθレンズ７の入射面及び出射面はともに非球面によって構成されている。また、第２ｆθレンズ８の入射面は自由曲面によって構成され、出射面は非球面によって構成されている。

ミラー２１，２２Ａ〜２２Ｃ，２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ〜２４Ｃは、各レーザビームＬ１〜Ｌ４が感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれの表面に配光されるように各レーザビームＬ１〜Ｌ４を分離して反射する。第２ｆθレンズ８を通過したレーザビームＬ１は、ミラー２１及び第２シリンドリカルレンズ９Ａを経由して感光体ドラム１０１Ａの表面に結像する。第２ｆθレンズ８を通過したレーザビームＬ２は、ミラー２２Ａ〜２２Ｃ及び第２シリンドリカルレンズ９Ｂを経由して感光体ドラム１０１Ｂの表面に結像する。第２ｆθレンズ８を通過したレーザビームＬ３は、ミラー２３Ａ，２３Ｂ及び第２シリンドリカルレンズ９Ｃを経由して感光体ドラム１０１Ｃの表面に結像する。第２ｆθレンズ８を通過したレーザビームＬ４は、ミラー２４Ａ〜２４Ｃ及び第２シリンドリカルレンズ９Ｄを経由して感光体ドラム１０１Ｄの表面に結像する。

レーザビームＬ１，Ｌ２とレーザビームＬ３，Ｌ４とは、第２ｆθレンズ８を通過することで、ポリゴンミラー６の各反射面６１の法線方向を含む水平面である偏向面６Ａを挟んで上下に位置する、偏向面６Ａに平行な面内に偏向される。

第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８及び第２シリンドリカルレンズ９は、量産性を考慮してプラスチック成型品を用いているが、ガラス製のレンズを用いてもよい。

ＢＤセンサ１０は、レーザビームＬ１〜Ｌ４の何れかを、主走査方向における有効露光領域Ｆ（この発明の走査対象を走査する走査領域）外であって主走査方向の上流側で検出する。即ち、ポリゴンミラー６の反射面６１で反射されたレーザビームＬ１〜Ｌ４の何れかは、主走査方向における感光体ドラム１０１の表面に達しない範囲で同期レンズ１０Ａを介してＢＤセンサ１０の受光面に結像する。ＢＤセンサ１０は、レーザビームＬ１〜Ｌ４の何れかを受光した際に、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄにおける各レーザビームＬ１〜Ｌ４の画像データによる変調開始タイミングを決定するための信号を出力する。

この実施形態では、ポリゴンミラー６の同一の反射面６１で全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４がほぼ重なるようにレーザビームＬ１〜Ｌ４を反射させているため、ＢＤセンサ１０で１つのレーザビームを受光するだけで全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４の変調開始タイミングを制御することが可能になっている。そして、走査ラインの湾曲歪が最も小さいブラックの画像を形成するレーザビームＬ１を用いてＢＤセンサ１０により検出を行っているので、精度の高い検出ができる。光量センサ２０については後述する。

図４は、防塵カバー４０の構成を示す平面図である。ポリゴンミラー６は、防塵カバー４０に覆われており、防塵カバー４０によって、反射面６１への塵の付着が防止されている。防塵カバー４０は、透明ガラス製の防塵ガラス４１を有している。防塵ガラス４１の外側面は、この発明の透明面に相当する。ポリゴンミラー６の反射面６１に入射するレーザビーム及びポリゴンミラー６の反射面６１から出射するレーザビームの光路上に防塵ガラス４１が配置されるように、防塵カバー４０が基台３２に固定されている。基台３２は、露光ユニットＥの筐体に固定されている。

図５に示すように、この実施形態では、光量センサ２０は、有効露光領域Ｆ外であって、主走査方向の上流側に配置されている。光量センサ２０として、ＰＳＤ（位置センサ）が用いられている。半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されポリゴンミラー６の反射面６１に向かうレーザビームＬ５の一部は、防塵ガラス４１の外側面で反射される。防塵ガラス４１の外側面で反射されたレーザビームＬ６は、光量センサ２０に受光される。そして、レーザビームＬ６は、光量センサ２０によって光量を検出される。なお、図５では、防塵ガラス４１を除く防塵カバー４０の記載を省略している。

ここで、レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路は互いに近接しているが完全に重なっているわけではないので、光量センサ２０は、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４を光量センサ２０の受光面のうち互いに異なる位置で受光する。

光量センサ２０は、複数のレーザビームＬ１〜Ｌ４を受光面のうち互いに異なる位置で受光するので、それぞれのレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を区別しながら同時に検出できる。

図６は、露光ユニットＥの制御部５０の構成を示すブロック図である。制御部５０は、この発明の制御手段に相当し、露光ユニットＥの制御のみでなく画像形成装置１００の統括的な制御をも担っている。但し、図５には、露光ユニットＥに関する入出力機器のみを記載している。

制御部５０は、ＣＰＵ５１、所定のプログラムを格納したＲＯＭ５２、例えば不揮発性メモリからなりＣＰＵ５１の作業領域となるＲＡＭ５３、及び、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄをそれぞれ駆動させるドライバ５４Ａ〜５４Ｄを含む。また、ＣＰＵ５１には、ＢＤセンサ１０及び光量センサ２０がそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ５１は、光量センサ２０で検出したレーザビームＬ６の光量に基づいて、各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄに供給する電流又は電圧を調整し、各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射するレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を増減する。例えば、ＣＰＵ５１は、レーザビームＬ１の光量が所定の基準値より小さいことを検出した場合、検出した光量と基準値との差分に応じて、半導体レーザ１Ａに供給する電流又は電圧を上昇させ、レーザビームＬ１の光量を基準値に近付ける。

露光ユニットＥによれば、各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されたレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を、所定位置に固定された防塵カバー４０における防塵ガラス４１の外側面で反射されたレーザビームＬ６の光量に基づいて検出するので、光量を検出可能なタイミングが限定されることがない。このため、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されたレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を常に検出することができる。したがって、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されるレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を厳密に一定化することができ、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの表面に高精度な静電潜像を形成することができる。

また、単一の光量センサ２０が全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４を受光面のうち互いに異なる位置で受光するので、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を区別しながら同時に検出することができる。したがって、単一の光量センサ２０で全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を検出することができる。また、複数のレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を同時に検出できるので、迅速に検出することができる。

また、光量センサ２０の検出結果に基づいて半導体レーザ１Ａ〜１Ｄに供給する電流又は電圧を調整することで、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄが劣化した場合でも、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されるレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を一定化することができる。したがって、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄを高精度に露光して高品位な静電潜像を形成することができる。

さらに、複数のレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を単一の光量センサ２０で検出できるので、部品点数を減少させることができる。

したがって、低コスト化及び露光ユニットＥの小型化を図りながら半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されるレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を一定化することができる。

図７は、他の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットＥ２の光量センサ２０及び防塵ガラス４１Ａ、並びに、防塵ガラス４１Ａにおける反射光の光路Ｌ７を示す模式図である。なお、図７では、防塵ガラス４１Ａを除く防塵カバーの記載を省略している。

この実施形態では、光量センサ２０は、有効露光領域Ｆ外であって主走査方向の下流側であり、さらに、ポリゴンミラー６と複数の半導体レーザ１Ａ〜１Ｄが配置された位置との間に配置されている。

また、防塵ガラス４１Ａの外側面は、ポリゴンミラー６の反射面６１へ入射するレーザビームが通過する入射光通過面４２と、反射面６１から出射するレーザビームが通過する出射光通過面４３と、から構成されている。入射光通過面４２と出射光通過面４３とは互いに異なる面内に配置されている。具体的には、入射光通過面４２は、各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されポリゴンミラー６の反射面６１に向かうレーザビームＬ５のうち、入射光通過面４２で反射されたレーザビームＬ７が、光量センサ２０の受光面に入射する角度に配置されている。また、出射光通過面４３は例えば、ポリゴンミラー６の反射面６１から出射したレーザビームが通過する位置に、ポリゴンミラー６の形状に沿った角度に配置されている。防塵ガラス４１Ａの外側面は、この発明の透明面に相当する。

露光ユニットＥ２によれば、防塵ガラス４１を互いに異なる面内に配置された入射光通過面４２と出射光通過面４３とで構成しており、入射光通過面４２のみが所望の角度に配置されるように防塵カバーを形成することができる。このため、入射光通過面４２と出射光通過面４３とを単一の面内に形成した場合に比べて露光ユニットＥ２では、出射光通過面４３が防塵カバーにおいて出張ることがなく、防塵カバーが嵩高にならない。また、入射光通過面４２に照射されたレーザビームＬ７を有効露光領域Ｆ外へ反射させるようにすることが容易になる。

そして、入射光通過面４２で反射されたレーザビームＬ５を有効露光領域Ｆ外で検出することで光量センサ２０を有効露光領域Ｆ外に配置できるので、光量センサ２０が感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの走査を妨げることなくレーザビームＬ７の光量を検出することができる。そして、検出したレーザビームＬ７の光量に基づいて、レーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を検出することができる。

また、上述のように、所定位置に固定された防塵ガラス４１で反射されたレーザビームＬ６の光量に基づいてレーザビームＬ１〜Ｌ４を検出するので、光量を検出可能なタイミングが限定されることがない。このため、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されたレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を常に検出することができる。

したがって、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから出射されるレーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を厳密に一定化し、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの表面を高精度に走査することができる。

なお、光量センサ２０としてＣＣＤセンサを用いることもできる。

また、上述の実施形態のように、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄを複数設けた場合のみでなく、単一の半導体レーザを設けた場合にも、この発明を適用し、同様の効果を得ることができる。

また、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４を同時に光量センサ２０で検出するのではなく、図８に示すように、レーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれを個別に光量センサ２０で検出するようにしてもよい。この場合、光量を測定しようとするレーザビームを出射する単一の半導体レーザのみを点灯してそのレーザビームを光量センサ２０に照射し、その他の半導体レーザを消灯する。そして、点灯する半導体レーザと消灯する半導体レーザとを順次換えていくことで半導体レーザを順次１個ずつ点灯する。これによって、全てのレーザビームを検出し、レーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれの光量を測定する。この構成によれば、光量センサ２０の受光面６１のうち同一箇所にレーザビームＬ１〜Ｌ４が照射される場合でも、各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光量を測定することができる。また、光量センサ２０として、ＰＳＤ及びＣＣＤセンサのような高価なセンサを用いる必要がなくなる。

さらに、例えば、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄを走査する走査処理を数回行う毎に、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄの光量の検出処理を１回行うとよい。

また、１回の光量の検出処理において、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４の検出を行うことに限定されず、１回の光量の検出処理において１個のレーザビームの検出を行うようにしてもよい。これによれば、短いタイミングでレーザビームＬ１〜Ｌ４の点灯と消灯との切り替えを行う必要がなくなる。したがって、レーザビームＬ１〜Ｌ４の点灯と消灯との切り替えを行う付加機器に対する付加を減少できる。

この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットを備えた画像形成装置の概略の構成を示す説明図である。 前記露光ユニットの概略の構成を示す説明図である。 前記露光ユニットにおけるレーザビームの光路を示す模式図である。 防塵カバーの構成を示す平面図である。 光量センサ及び防塵ガラスにおける反射光の光路を示す模式図である。 前記露光ユニットの制御部の構成を示すブロック図である。 他の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットの光量センサ及び防塵ガラス、並びに、防塵ガラスにおける反射光の光路を示す模式図である。 レーザビームの出射タイミングについて概念的に示す説明図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｄ 半導体レーザ（光源）
６ ポリゴンミラー（偏向手段）
６１ 反射面
７ 第１ｆθレンズ
８ 第２ｆθレンズ
９Ａ〜９Ｄ 第２シリンドリカルレンズ
１０ ＢＤセンサ
２０ 光量センサ（検出手段）
２１〜２４ ミラー
４０ 防塵カバー（防塵手段）
４１，４１Ａ 防塵ガラス
４２ 入射光通過面
４３ 出射光通過面
５０ 制御部（制御手段）
１０１Ａ〜１０１Ｄ 感光体ドラム（走査対象）

Claims (3)

1. 光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された光ビームを反射面で反射することで偏向する偏向手段と、
   前記反射面へ入射する光ビーム及び前記反射面から出射する光ビームの光路上に配置された透明面を有しており前記偏向手段を覆うように所定位置に固定されて前記反射面への塵の付着を防ぐ防塵手段と、
   前記反射面へ向かう光ビームのうち前記透明面で反射された光ビームの光量を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出された検出結果に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を増減させる制御手段と、を備えることを特徴とする光ビーム走査装置。
2. 前記透明面は、
   前記反射面へ入射する光ビームが通過する入射光通過面と、
   前記入射光通過面と異なる面内に配置され前記反射面から出射する光ビームが通過する出射光通過面と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査装置。
3. 前記光源は複数設けられ、
   前記検出手段は前記透明面で反射された複数の光ビームの光量を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の光ビーム走査装置。

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