JP2009080180A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光検出手段から出力される信号の区別を可能とする光走査装置を提供する。
【解決手段】感光ドラム３２上にレーザ光を走査させて静電潜像を形成する光走査装置２０であって、レーザ光を出射するレーザユニット２１と、レーザ光を反射して主走査方向Ｘに偏向および走査させるガルバノミラー２２と、ガルバノミラー２２により偏向および走査されたレーザ光を感光ドラム３２上に結像させる走査レンズ２３，２４と、感光ドラム３２上の光走査面の静電潜像形成領域外のレーザ光を検出する第１光センサ２６および第２光センサ２７とを備え、各光センサ２６，２７に導かれるレーザ光のガルバノミラー２２から各光センサ２６，２７までの光路長が互いに異なる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光走査装置および画像形成装置に関する。

一般に、光偏向手段としてガルバノミラーを備える光走査装置では、反射鏡の振れ角の制御や感光体上での静電潜像（画像）の書き出し位置の制御などのため、感光体上の静電潜像形成領域外、例えば、感光体上の光走査面の端部付近で光ビームを検出する必要がある。そのため、例えば、特許文献１では、感光ドラム上の走査開始位置および走査終了位置のそれぞれに対応する位置に光ビームを検出する検出センサを備えた光走査装置が開示されている。

特開平９−２３０２７８号公報（図１）

ところで、前記したような従来の光走査装置では、各検出センサは、各検出センサとガルバノミラーとの光路長が互いに等しくなるように配置されている。光ビームは、ガルバノミラーの反射鏡で反射されて走査レンズを通過した後、検出センサに導かれるが、走査レンズを通過することにより感光ドラム上（光走査面）で等速度走査が可能となるように変換される。

各検出センサとガルバノミラーとの光路長が互いに等しいと、光ビームが各検出センサの検出位置を通過する速度（時間）が等しくなるので、各検出センサ（通常は走査方向の判別ができないものが使用され、電気的特性が互いに等しい）で得られる信号が等しくなり、光ビームの走査方向を判別できないという問題があった。このような問題は、光偏向手段を制御する制御系に信号が単一の入力部から入力される場合、すなわち、検出センサが１つのみである場合や、複数の検出センサからの信号の入力部が１つである場合に特に問題となる。

そこで、本発明は、光検出手段から出力される信号の区別を可能とする光走査装置および当該光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の光走査装置は、感光体上に光ビームを走査させて静電潜像を形成する光走査装置であって、光ビームを出射する光ビーム出射手段と、光ビームを反射して主走査方向に偏向および走査させる光偏向手段と、前記光偏向手段により偏向および走査された光ビームを前記感光体上に結像させる走査レンズと、前記感光体上の光走査面の静電潜像形成領域外の光ビームを検出する光検出手段とを備え、前記光検出手段に導かれる光ビームの前記光偏向手段から前記光検出手段までの光路長が、前記静電潜像形成領域外の一方側と他方側で互いに異なることを特徴とする。

このように構成された光走査装置によれば、光検出手段に導かれる光ビームの光偏向手段から光検出手段までの光路長が、感光体上の光走査面の静電潜像形成領域外の一方側と他方側で互いに異なるように構成されているので、光ビームが光検出手段の検出位置を通過する速度（時間）が静電潜像形成領域外の各側において互いに相違する。これにより、光検出手段から出力される信号、例えば、パルス幅などが互いに異なるので、光ビームの走査方向を判別することができる。

ここで、「主走査方向」とは、光ビームの走査方向をいう。また、本発明において「光路長」とは、走査レンズなどの屈折率を考慮しない、光偏向手段から光検出手段までの幾何学的な経路長をいう。

また、本発明は、記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、前記光走査装置と、前記光走査装置により光ビームが走査されて静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像装置と、前記現像剤像を前記記録シート上に転写する転写手段と、前記記録シート上に転写された前記現像剤像を定着する定着装置とを備えて構成することができる。

本発明によれば、光偏向手段から光検出手段までの光路長を感光体上の静電潜像形成領域外の各側で互いに異なるように構成することで、光検出手段から出力される信号を区別することができる。これにより、光偏向手段を制御する制御系の構成を簡略化することが可能となるので画像形成装置の小型化が可能となる。

［第１実施形態］
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成を示す断面図である。
ここで、以下の説明において方向は、レーザプリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１に示すレーザプリンタの右側を「手前側」、左側を「奥側」とし、紙面奥側を「右側」、紙面手前側を「左側」とする。なお、上下方向については、図示方向とレーザプリンタ使用時のユーザの方向とが一致するので、そのまま「上下方向」とする。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体２内に、用紙３を給紙する給紙部４と、給紙された用紙３に画像を形成する画像形成部５とを主に備えている。本体２の手前側には、開閉自在なフロントカバー２ａが設けられており、フロントカバー２ａを開いたときにできる開口から後述するプロセスカートリッジ３０が着脱自在に装着されるようになっている。

給紙部４は、本体２内の下部に着脱可能に装着される給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１の下部に設けられ手前側が揺動する用紙押圧板１２と、用紙押圧板１２を下側から持ち上げるリフトレバー１２ａを備えている。また、給紙トレイ１１の手前側の上方に給紙ローラ１３および給紙パット１４を備え、給紙ローラ１３に対向するピンチローラ１５を備えている。さらに、給紙ローラ１３の奥側上方にレジストローラ１６を備えている。

給紙部４では、給紙トレイ１１内の用紙３が、リフトレバー１２ａおよび用紙押圧板１２によって持ち上げられて給紙ローラ１３側に寄せられ、給紙ローラ１３および給紙パット１４で送り出されて各種ローラ１３，１５，１６を通った後、一枚ずつ画像形成部５に搬送される。

画像形成部５は、光走査装置２０、プロセスカートリッジ３０、定着装置４０などを備えている。

光走査装置２０は、本体２内の上部に設けられ、光ビーム出射手段の一例としてのレーザユニット２１、光偏向手段の一例としてのガルバノミラー２２、走査レンズ２３，２４および反射鏡２５を主に備えている。レーザユニット２１から出射される画像データに基づくレーザ光（光ビーム）は、鎖線で示すように、ガルバノミラー２２で反射した後、走査レンズ２３，２４を通過し、反射鏡２５で反射してプロセスカートリッジ３０の感光ドラム３２上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ３０は、光走査装置２０の下方に配置され、感光体の一例としての感光ドラム３２を支持するドラムカートリッジ３０Ａと、ドラムカートリッジ３０Ａに着脱自在に装着される現像装置の一例としての現像カートリッジ３０Ｂとから構成されている。

ドラムカートリッジ３０Ａは、外枠を構成するドラムフレーム３１内に、感光ドラム３２、スコロトロン型帯電器３３および転写手段の一例としての転写ローラ３４を主に備えている。

感光ドラム３２は、ドラムフレーム３１に回転可能に支持されている。感光ドラム３２は、ドラム本体が接地されるとともに、表面部分が正帯電性の感光層により形成されている。

スコロトロン型帯電器３３は、感光ドラム３２の上方に、感光ドラム３２に接触しないように、所定間隔を隔てて対向して配置されている。スコロトロン型帯電器３３は、感光ドラム３２の表面を一様に正極性に帯電させる。

転写ローラ３４は、感光ドラム３２の下方において、感光ドラム３２に対向して接触するように配置され、ドラムフレーム３１に回転可能に支持されている。転写ローラ３４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが印加される。

現像カートリッジ３０Ｂは、外枠を構成する現像フレーム３５内に、現像ローラ３６、層厚規制ブレード３７、供給ローラ３８および現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容室３９を備えている。このうち、現像ローラ３６および供給ローラ３８は、現像フレーム３５に回転可能に支持されている。トナー収容室３９内のトナーは、供給ローラ３８の回転により現像ローラ３６に供給される。このときトナーは、供給ローラ３８と現像ローラ３６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３６上に供給されたトナーは、現像ローラ３６の回転に伴って、層厚規制ブレード３７と現像ローラ３６との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ３６上に担持される。

感光ドラム３２は、表面がスコロトロン型帯電器３３により一様に正帯電された後、光走査装置２０からのレーザ光の高速走査により露光されて画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、現像ローラ３６の回転によって感光ドラム３２に対向して接触することで、現像ローラ３６上に担持されているトナーが感光ドラム３２上に形成された静電潜像に供給される。トナーは、感光ドラム３２上で選択的に担持されることで可視像化され、反転現像によりトナー像が形成される。その後、感光ドラム３２と転写ローラ３４とが、用紙３を感光ドラム３２と転写ローラ３４との間で挟持して搬送することで、感光ドラム３２上に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。

定着装置４０は、プロセスカートリッジ３０の奥側に配置され、加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１に対向して配置され加熱ローラ４１との間で用紙３を挟持する加圧ローラ４２を備えている。定着装置４０では、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に、用紙３上に転写されたトナー像を熱定着した後、用紙３を排紙パス４４に搬送する。排紙パス４４に搬送された用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。

次に、光走査装置２０の詳細な構成について説明する。参照する図面において、図２は光走査装置の要部の構成を示す平面図であり、図３は光センサが配置される位置を説明する図である。

図１および図２に示すように、光走査装置２０は、前記したレーザユニット２１、ガルバノミラー２２、走査レンズ２３，２４および反射鏡２５の他、光検出手段の一例としての第１光センサ２６および第２光センサ２７を備えている。

レーザユニット２１は、図示しない半導体レーザやコリメートレンズなどを備えており、半導体レーザから出射されたレーザ光を、コリメートレンズで集光して平行光束としてガルバノミラー２２に出射する。

ガルバノミラー２２は、反射鏡（偏向面）が正弦振動して、レーザユニット２１から出射されたレーザ光を主走査方向Ｘに反射（偏向）および走査する。ガルバノミラー２２は、公知のガルバノミラーであり、例えば、フレーム部と、反射鏡およびコイルパターンが形成された可動部と、フレーム部および可動部を連結するとともに可動部を揺動可能に軸支するバネ部とを形成したシリコン基板を、対向配置された永久磁石（Ｎ極とＳ極）の間すなわち磁界中に配置した構成を有する（図示せず）。このように構成されたガルバノミラー２２では、コイルパターンに流す電流の方向を制御することで可動部がバネ部を軸として正弦的に往復揺動運動し、可動部の反射鏡で反射されるレーザ光が主走査方向Ｘに走査される。

走査レンズ２３，２４は、レーザ光の進行方向に並んで配置され、ガルバノミラー２２により偏向されたレーザ光を、感光ドラム３２上で等速度で走査するように変換し、感光ドラム３２上に結像させる。なお、本実施形態では、走査レンズが２つ設けられているが、レーザ光が感光ドラム３２上で結像し、等速度で走査されるように変換されれば、１つだけであってもよいし、３つ以上設けてもよい。

反射鏡２５は、走査レンズ２４から出射されたレーザ光が感光ドラム３２上に照射されるように、レーザ光の進行方向を変えるものである。この反射鏡２５の左右方向の寸法は、感光ドラム３２上の静電潜像形成領域にレーザ光が照射されるように設定されている。なお、図２の領域Ｅは、感光ドラム３２上の静電潜像形成領域に相当する領域である。

第１光センサ２６および第２光センサ２７は、感光ドラム３２の静電潜像形成領域の外側のレーザ光を検出する光センサであり、レーザ光の検出位置の一例としての受光面２６Ａ，２７Ａにレーザ光が照射されると電気信号を発生させ、レーザ光の照射がなくなると電気信号の発生が停止する。各光センサ２６，２７の検出結果は、本体２内に設けられた後述する制御装置５０に出力される。

各光センサ２６，２７の受光面２６Ａ，２７Ａはレーザ光の走査方向に一定の幅を持っている。これにより、各光センサ２６，２７は、受光面２６Ａ，２７Ａの幅方向の一端側からレーザ光が入射されると瞬間的に立ち上がり、受光面２６Ａ，２７Ａをレーザ光が走査している間は立ち上がり状態を維持し、受光面２６Ａ，２７Ａの幅方向の他端側からレーザ光が受光面２６Ａ，２７Ａの外に出て受光面２６Ａ，２７Ａにレーザ光が照射されなくなると瞬間的に立ち下がるパルス信号を出力する。

各光センサ２６，２７は、電気的特性が互いに等しい光センサであるため、受光面２６Ａ，２７Ａでのレーザ光の走査速度（時間）が同じである場合には、各光センサ２６，２７からはパルス幅が互いに等しいパルス信号が出力される。また、各光センサ２６，２７は、レーザ光の走査方向を判別することはできない光センサである。このような光センサ２６，２７を使用することで、部品コストを抑えることができ、光走査装置２０の製造コストや装置自体のコストを抑えることができる。

次に、第１光センサ２６および第２光センサ２７の配置位置について説明する。
第１光センサ２６は、領域Ｅの左側、詳細には、感光ドラム３２上の静電潜像形成領域の左方において、図１に示すように、側面視で反射鏡２５の奥側に配置されている。ガルバノミラー２２で反射され、走査レンズ２３，２４を通過したレーザ光は、反射鏡２５の左側を通過して第１光センサ２６の受光面２６Ａに入射する。また、第１光センサ２６は、受光面２６Ａのレーザ光走査方向の中心位置（以下、受光面の中心位置という）が、レーザ光の結像面（走査レンズ２４の結像面）である感光ドラム３２上のレーザ光走査面と等価な像面Ｓ上に配置されている。

光走査装置２０では、図３に示すように、ある瞬間のレーザ光、例えば、ガルバノミラー２２の反射面で反射し、第１光センサ２６の受光面２６Ａ（中心位置）に照射されるレーザ光ＬＢが、反射鏡２５の反射位置で反射したと仮定して、感光ドラム３２の表面に照射されるポイントＬ１（レーザ光走査面）をレーザ光の結像面（結像点）として設定している。したがって、受光面２６Ａの中心位置（ポイントＬ２）が、レーザ光の結像面である像面Ｓ上に配置されているということは、ガルバノミラー２２の反射面であるポイントＬ３からポイントＬ１までの光路長と、ポイントＬ３からポイントＬ２までの光路長が互いに等しいことを意味する。

ここで、前記した「結像面」とは、走査レンズ２４の焦点と完全に一致する結像面ではなく、感光ドラム３２上で静電潜像（画像）を形成するのに十分な程度にレーザ光が結像されているところ（面）を意味する。したがって、走査レンズ２４の焦点と完全に一致する結像面から一定の誤差を許容する結像面である。

第２光センサ２７は、感光ドラム３２の領域Ｅの右側、詳細には、静電潜像形成領域の右方（図１の紙面奥側）において、側面視で第１光センサ２６の手前側に位置する反射鏡２５の右側に配置されている。すなわち、第２光センサ２７は、前記した像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して近い側に配置されている。ガルバノミラー２２で反射され、走査レンズ２３，２４を通過したレーザ光は、反射鏡２５の右側で第２光センサ２７の受光面２７Ａに入射する。

制御装置５０は、本体２内の適所に設けられ、第１光センサ２６および第２光センサ２７が接続されている。制御装置５０には、各光センサ２６，２７の検出結果が単一の入力部から入力される。制御装置５０は、例えば、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を備えて構成されており、各光センサ２６，２７からの入力と、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータに基づいて、ガルバノミラー２２の往復揺動運動を制御することで、ガルバノミラー２２の反射鏡の振れ角や感光ドラム３２上での静電潜像の書き出し位置などを制御する。このような制御装置５０は、公知のものを使用することができるとともに、本発明の特徴的部分ではないので、詳細な説明については省略する。なお、制御装置５０は、光走査装置２０に備えられてもよい。

以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
第１光センサ２６が像面Ｓ上に配置され、第２光センサ２７が像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して近い側に配置されているので、ガルバノミラー２２から第１光センサ２６（受光面２６Ａの中心位置）までの光路長よりも、ガルバノミラー２２から第２光センサ２７（受光面２７Ａの中心位置）までの光路長が短くなっている。

光路長が短くなると、第２光センサ２７の受光面２７Ａを走査するレーザ光の走査速度が、第１光センサ２６の受光面２６Ａを走査するレーザ光の走査速度より遅くなるので、レーザ光が受光面２７Ａを通過する時間が、受光面２６Ａを通過する時間よりも長くなる。これにより、第２光センサ２７から出力されるパルス信号のパルス幅が、第１光センサ２６から出力されるパルス信号のパルス幅よりも長くなるので、電気的特性が互いに等しい各光センサ２６，２７であっても出力されるパルス信号に違いができる。

本実施形態の制御装置５０は、各光センサ２６，２７の検出結果が単一の入力部から入力されるが、各光センサ２６，２７から出力されるパルス信号に違いができることで、どちらの光センサで検出されたパルス信号であるのかを区別することが可能となる。これにより、レーザ光の走査方向の判別が可能となるので、ガルバノミラー２２の反射鏡の振れ角や感光ドラム３２上での静電潜像の書き出し位置などを適切に制御することが可能となる。

例えば、パルス幅の長い信号が入力されると、制御装置５０は、レーザ光が第２光センサ２７で検出されたので、レーザ光の走査方向は図２の右から左であると判別することができる。また、パルス幅の短い信号が入力されると、制御装置５０は、レーザ光が第１光センサ２６で検出されたので、レーザ光の走査方向は図２の左から右であると判別することができる。これに基づいて、制御装置５０は、ガルバノミラー２２の反射鏡の振れ角や感光ドラム３２上での静電潜像の書き出し位置などを制御することができる。

また、ガルバノミラー２２から各光センサ２６，２７までの光路長が異なると、各受光面２６Ａ，２７Ａでのレーザ光の走査速度に違いが発生するので、各光センサ２６，２７で出力されるパルス信号の立ち上がり時間にも違いができる。これにより、パルス信号の立ち上がり時間からも、どちらの光センサで検出されたパルス信号であるのかを区別することが可能となる。なお、例えば、各光センサ２６，２７の電気的特性の個体差によって、レーザ光の走査速度の違いによる出力（パルス信号の立ち上がり時間）の違いが顕著に表れなかった場合でも、前記したパルス幅の違いによって、どちらの光センサで検出されたパルス信号であるのかを明確に区別することができる。

本実施形態の光走査装置２０を備えたレーザプリンタ１は、各光センサ２６，２７からの出力を配線上で１つに統合して制御装置５０に入力することができるので、各光センサ２６，２７から制御装置５０までの配線や、制御装置５０の入力回路の構成を簡略化することができる。これによれば、制御系を簡略化・小型化することができるので、レーザプリンタ１の小型化を図ることが可能となる。また、ガルバノミラー２２から各光センサ２６，２７までの光路長を等しくする必要がないので、ガルバノミラーから各光センサまでの光路長が互いに等しい従来のプリンタよりも設計が容易となる。

次に、前記した第１実施形態に係る光走査装置の変形例について説明する。図４は第１変形例に係る光走査装置の要部の構成を示す平面図であり、図５は第２変形例に係る光走査装置の要部の構成を示す平面図である。

図４に示すように、第１変形例に係る光走査装置２０は、第２光センサ２７（受光面２７Ａの中心位置）が、像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して遠い側に配置されている。そのため、ガルバノミラー２２から第１光センサ２６（受光面２６Ａの中心位置）までの光路長よりも、ガルバノミラー２２から第２光センサ２７（受光面２７Ａの中心位置）までの光路長が長くなる。

これによれば、受光面２７Ａを走査するレーザ光の走査速度が、受光面２６Ａを走査するレーザ光の走査速度より速くなるので、レーザ光が受光面２７Ａを通過する時間が、受光面２６Ａを通過する時間よりも短くなる。そうすると、第２光センサ２７から出力されるパルス信号のパルス幅が、第１光センサ２６から出力されるパルス信号のパルス幅よりも短くなるので各光センサ２６，２７から出力されるパルス信号に違いができる。

なお、第２光センサ２７の受光面２７Ａの中心位置を像面Ｓ上に配置し、第１光センサ２６の受光面２６Ａの中心位置を像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して近い側または遠い側に配置してもよい。

図５に示すように、第２変形例に係る光走査装置２０は、各光センサ２６，２７（受光面２６Ａ，２７Ａの中心位置）が、像面Ｓを挟むようにして配置されている。より詳細には、第１光センサ２６が像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して遠い側に配置され、第２光センサ２７が像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して近い側に配置されている。このとき、受光面２６Ａの中心位置から像面Ｓまでの光路長と、受光面２７Ａの中心位置から像面Ｓまでの光路長とが互いに等しいことが望ましい。

これによれば、ガルバノミラー２２から第１光センサ２６（受光面２６Ａの中心位置）までの光路長が長くなり、ガルバノミラー２２から第２光センサ２７（受光面２７Ａの中心位置）までの光路長が短くなるので、前記したように各光センサ２６，２７から出力されるパルス信号に違いができる。

また、前記したように像面Ｓはレーザ光の結像面なので、受光面２６Ａの中心位置から像面Ｓまでの光路長と、受光面２７Ａの中心位置から像面Ｓまでの光路長とを互いに等しくすることで、受光面２６Ａ，２７Ａと結像面との光路長が互いに等しくなる。これにより、各光センサ２６，２７の受光面２６Ａ，２７Ａにおいて、レーザ光の結像状態がほぼ等しい位置でレーザ光を受光しつつ、パルス信号の違いを出すことが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第１実施形態に係る光走査装置２０の一部の構造を変更したもの、詳細には、光センサ（光検出手段）を一箇所にのみ配置した形態である。したがって、第１実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。参照する図面において、図６は第２実施形態に係る光走査装置の要部の構成を示す平面図である。

図６に示すように、第２実施形態に係る光走査装置２０は、レーザユニット２１（図１参照）、ガルバノミラー２２、走査レンズ２３，２４および反射鏡２５（図１参照），２９、光センサ２８を備えている。また、本体２内の適所には、制御装置５０が設けられ、光センサ２８が接続されている。

光センサ２８は、前記した第１光センサ２６および第２光センサ２７と同様の光センサであり、受光面２８Ａにレーザ光が照射されると電気信号（パルス信号）を発生させ、レーザ光の照射がなくなると電気信号の発生が停止する。光センサ２８の検出結果は制御装置５０に出力される。光センサ２８の検出結果は制御装置５０に出力される。

光センサ２８は、その受光面２８Ａの中心位置が、前記した第１実施形態の第２光センサ２７（図２参照）と同様の位置、すなわち、反射鏡２５の右側に配置されている。ガルバノミラー２２で反射され、走査レンズ２３，２４を通過して領域Ｅの右外側方向に向かうレーザ光は、反射鏡２５の右側で光センサ２８の受光面２８Ａに直接入射する。

反射鏡２９は、ガルバノミラー２２で反射され、走査レンズ２３，２４を通過して領域Ｅの左外側方向に向かうレーザ光を反射して進行方向を変え、光センサ２８の受光面２８Ａに入射させる。なお、光センサ２８は、領域Ｅの右外側方向に向かうレーザ光と、領域Ｅの左外側方向に向かい反射鏡２９で反射されたレーザ光とを適切に検出することができるように、受光面２８Ａが適切な方向（図６では、左手前側方向）を向くように配置されている。この場合でも、受光面２８Ａの中心位置は、図２に示す第２光センサ２７と同じ位置となっている。

なお、本実施形態の光走査装置２０では、図６に示すように、領域Ｅの右側より光センサ２８に導かれるレーザ光の検出位置（受光面２８Ａ）と、領域Ｅの左側より光センサ２８に導かれるレーザ光の検出位置（仮想的な受光面２８Ｂ）とが、一方（受光面２８Ａ）が像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して近い側に、他方（仮想的な受光面２８Ｂ）が像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して遠い側にある関係となっている。

ここで、領域Ｅの左外側方向に向かうレーザ光は反射鏡２９で反射されてから受光面２８Ａに入射されるが、これは、反射鏡２９の反射面からの光路長が、反射鏡２９の反射面から受光面２８Ａまでの光路長と等しい仮想的な受光面２８Ｂでレーザ光が入射されることと光学的には同じである。したがって、領域Ｅの左外側方向に向かうレーザ光の受光面２８Ａは、像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して遠い側にあるといえる。

以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
領域Ｅの右外側方向に向かうレーザ光は受光面２８Ａに直接入射され、領域Ｅの左外側方向に向かうレーザ光は反射鏡２９で反射されてから受光面２８Ａに入射されるので、ガルバノミラー２２から光センサ２８までの光路長が互いに異なっている。詳細に述べると、領域Ｅの右側より光センサ２８に導かれるレーザ光（以下、説明の便宜のため「右側より導かれるレーザ光」という）のガルバノミラー２２から光センサ２８までの光路長よりも、領域Ｅの左側より反射鏡２９で反射されて光センサ２８に導かれるレーザ光（以下、「左側より導かれるレーザ光」という）のガルバノミラー２２から光センサ２８までの光路長が長くなっている。

光路長が長くなると、左側より導かれるレーザ光の走査速度が、右側より導かれるレーザ光の走査速度より速くなるので、左側より導かれるレーザ光が受光面２８Ａを通過する時間が、右側より導かれるレーザ光が受光面２８Ａを通過する時間よりも短くなる。これにより、左側より導かれるレーザ光の受光時に出力されるパルス信号のパルス幅が、右側より導かれるレーザ光の受光時に出力されるパルス信号のパルス幅よりも短くなるので、１つの光センサ２８であっても出力されるパルス信号に違いを生じさせることができる。

１つの光センサ２８から出力されるパルス信号に違いを生じさせることで、領域Ｅの左右どちらの側より入射されたレーザ光のパルス信号であるのかを区別することが可能となる。これにより、レーザ光の走査方向の判別が可能となるので、ガルバノミラー２２の反射鏡の振れ角や感光ドラム３２上での静電潜像の書き出し位置などを適切に制御することが可能となる。

例えば、パルス幅の長い信号が入力されると、制御装置５０は、領域Ｅの右外側方向に向かうレーザ光が検出されたので、レーザ光の走査方向は図６の右から左であると判別することができる。また、パルス短い幅の信号が入力されると、制御装置５０は、領域Ｅの左外側方向に向かうレーザ光が検出されたので、レーザ光の走査方向は図６の左から右であると判別することができる。これに基づいて、制御装置５０は、ガルバノミラー２２の反射鏡の振れ角や感光ドラム３２上での静電潜像の書き出し位置などを制御することができる。

また、右側より導かれるレーザ光のガルバノミラー２２から光センサ２８までの光路長と、左側より導かれるレーザ光のガルバノミラー２２から光センサ２８までの光路長とが互いに異なっているので、光センサ２８の受光面２８Ａでのレーザ光の走査速度に違いが発生する。これによって本実施形態でも、出力されるパルス信号の立ち上がり時間に違いができ、パルス信号の立ち上がり時間から領域Ｅの左右どちらの側より入射されたレーザ光のパルス信号であるのかを区別することが可能となる。

本実施形態の光走査装置２０を備えたレーザプリンタ１は、光センサ２８を１つしか備えないので、光センサ２８から制御装置５０までの配線や、制御装置５０の入力回路の構成を簡略化することができる。これによれば、制御系を簡略化・小型化することができるので、レーザプリンタ１の小型化を図ることが可能となる。また、光センサを１つ備えればよいので、部品コストを抑えることができ、光走査装置２０およびレーザプリンタ１の製造コストや装置自体のコストを抑えることができる。

なお、左側より導かれるレーザ光のガルバノミラー２２から光センサ２８（仮想的な受光面２８Ｂ）までの光路長と、ガルバノミラー２２から像面Ｓまでの光路長とが大きく異なる場合には、前記した走査レンズ２３，２４とは別に、レーザ光を受光面２８Ａ（仮想的な受光面２８Ｂ）で集光させる１つまたは複数のレンズを光路上に配置してもよい。これによれば、受光面２８Ａ（仮想的な受光面２８Ｂ）に集光されたレーザ光を走査させることができるので、レーザ光のより正確な検出が可能となる。

また、本実施形態は、光センサ２８を図６の左側に、反射鏡２９を図６の右側に配置する構成、すなわち、左側より導かれるレーザ光ではなく、右側より導かれるレーザ光が反射鏡２９で反射してから光センサ２８に入射される構成としてもよい。また、光センサ２８の受光面２８Ａの中心位置を、像面Ｓ上に配置してもよいし、像面Ｓよりもガルバノミラー２２に対して遠い側に配置してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記した実施形態では、画像形成装置の一例としてレーザプリンタ１を示したが、これに限定されず、例えば、複写機や複合機などであってもよい。

前記した実施形態では、光ビーム出射手段の一例としてレーザユニット２１、光偏向手段の一例としてガルバノミラー２２、感光体の一例として感光ドラム３２、現像装置の一例として現像カートリッジ３０Ｂ、転写手段の一例として転写ローラ３４を採用した例を示したが、これに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で材料や構造は適宜変更が可能である。

前記した実施形態では、光検出手段の一例として、入射するレーザ光のガルバノミラー２２から光センサ（受光面）までの光路長の違いを、パルス幅やパルス信号の立ち上がり時間の違いとして出力する光センサ２６〜２８を使用した例を示したが、光検出手段はこれに限定されるものではない。すなわち、光検出手段は、導かれる光ビームの光偏向手段から光検出手段までの光路長の違いによって、出力される電気信号が異なるものであれば適宜使用可能である。

前記した実施形態では、第１光センサ２６（受光面２６Ａの中心位置）を、反射鏡２５の左奥側の像面Ｓ上に配置した例を示したが、第１光センサ２６の配置位置は、これに限定されるものではない。すなわち、図３に示すように、ポイントＬ３からの光路長が、ポイントＬ３からポイントＬ１までの光路長と互いに等しいポイントであれば、当該ポイントは像面Ｓ上にあるといえるので、第１光センサ２６の配置位置は、ポイントＬ３からポイントＬ４と同一面上（ポイントＬ２）でなくてもよい。例えば、レーザ光ＬＢの上方にあるポイントＬ５や、レーザ光ＬＢの下方にあるポイントＬ６であってもよい。このとき、ポイントＬ３からポイントＬ５（またはＬ６）までの光路長と、ポイントＬ３からポイントＬ１までの光路長は互いに等しくなる。なお、ポイントＬ５，Ｌ６などに第１光センサ２６を配置する場合は、適宜反射鏡などを配置してレーザ光ＬＢの進行方向を変え、レーザ光を受光面２６Ａに導く。これによれば、光センサの配置の自由度が向上するので、光走査装置や画像形成装置の小型化を図ることが可能になるとともに、これらの設計を容易とすることができる。なお、このような配置位置の変更は、第２光センサ２７および光センサ２８についても同様である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る光走査装置の要部の構成を示す平面図である。 光センサが配置される位置を説明する図である。 第１実施形態の第１変形例に係る光走査装置の要部の構成を示す平面図である。 第１実施形態の第２変形例に係る光走査装置の要部の構成を示す平面図である。 第２実施形態に係る光走査装置の要部の構成を示す平面図である。

符号の説明

１ レーザプリンタ
３ 用紙
２０ 光走査装置
２１ レーザユニット
２２ ガルバノミラー
２３ 走査レンズ
２４ 走査レンズ
２６ 第１光センサ
２６Ａ 受光面
２７ 第２光センサ
２７Ａ 受光面
２８ 光センサ
２８Ａ 受光面
３０Ｂ 現像カートリッジ
３２ 感光ドラム
３４ 転写ローラ
４０ 定着装置
Ｅ 領域
Ｌ１ ポイント
ＬＢ レーザ光
Ｓ 像面
Ｘ 主走査方向

Claims (6)

1. 感光体上に光ビームを走査させて静電潜像を形成する光走査装置であって、
   光ビームを出射する光ビーム出射手段と、
   光ビームを反射して主走査方向に偏向および走査させる光偏向手段と、
   前記光偏向手段により偏向および走査された光ビームを前記感光体上に結像させる走査レンズと、
   前記感光体上の光走査面の静電潜像形成領域外の光ビームを検出する光検出手段とを備え、
   前記光検出手段に導かれる光ビームの前記光偏向手段から前記光検出手段までの光路長が、前記静電潜像形成領域外の一方側と他方側で互いに異なることを特徴とする光走査装置。
2. 前記光検出手段は一箇所にのみ配置され、前記静電潜像形成領域外の一方側および他方側の各側より前記光検出手段に導かれる光ビームの前記光偏向手段から前記光検出手段までの光路長が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光検出手段は、前記静電潜像形成領域外の一方側より光ビームが導かれる第１光検出手段と、前記静電潜像形成領域外の他方側より光ビームが導かれる第２光検出手段とを有し、前記第１光検出手段に導かれる光ビームの前記光偏向手段から前記第１光検出手段までの光路長と、前記第２光検出手段に導かれる光ビームの前記光偏向手段から前記第２光検出手段までの光路長とが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 前記静電潜像形成領域外の一方側および他方側の各側より前記光検出手段に導かれる光ビームの各検出位置は、一方が前記感光体上の光走査面と等価な像面よりも前記光偏向手段に対して近い側または遠い側に、他方が前記感光体上の光走査面と等価な像面上にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記静電潜像形成領域外の一方側および他方側の各側より前記光検出手段に導かれる光ビームの各検出位置は、一方が前記感光体上の光走査面と等価な像面よりも前記光偏向手段に対して近い側に、他方が前記感光体上の光走査面と等価な像面よりも前記光偏向手段に対して遠い側にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置により光ビームが走査されて静電潜像が形成される感光体と、
   前記静電潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像装置と、
   前記現像剤像を前記記録シート上に転写する転写手段と、
   前記記録シート上に転写された前記現像剤像を定着する定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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