JP2010197705A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定して高精度の光走査を行うことができる光走査装置を提供する。
【解決手段】 面発光レーザアレイを含む光源１４と、光源１４からの光束をカップリングするカップリングレンズ１５と、該カップリングレンズ１５を介した光束の光路上に配置され、光学的なパワーを持たず、入射光束の光量を主に内部での光吸収によって減少させて射出するＮＤフィルタ１２０と、該ＮＤフィルタ１２０を介した光束をポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍で副走査対応方向に関して結像するシリンドリカルレンズ１７と、シリンドリカルレンズ１７からの光束を偏向するポリゴンミラー１３と、ポリゴンミラー１３で偏向された光束を感光体ドラム１０３０の表面に集光する走査光学系とを備える。
【選択図】図２

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、光束により被走査面を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、レーザを光源に用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は、光源から射出された光束で感光体ドラムの表面を走査し、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。

一般的な光走査装置は、光学系として、光源から射出された光束が入射する偏向器前光学系、該偏向器前光学系を介した光束を偏向する偏向器（例えば、ポリゴンミラー）、及び偏向器で偏向された光束を感光体ドラムの表面に導く走査光学系などを有している（例えば、特許文献１参照）。

近年、画像形成装置は、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷にも用いられるようになり、それに伴って、さらに画像品質が優れた画像形成装置が求められている。

そこで、画像品質を向上させるため、偏向器前光学系に含まれるシリンドリカルレンズにコーティングを施すことが考えられた（特許文献２及び特許文献３参照）。

ところで、特許文献４に、平行平板を用いて半導体レーザのモードホッピングの有無を検出する検出装置が開示されている。

本発明は、第１の観点からすると、光束により被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、光源と；入射光束の光量を主に内部での光吸収によって減少させて射出する光量調整素子を含み、前記光源から射出された光束の光路上に配置された偏向器前光学系と；前記偏向器前光学系からの光束を偏向する偏向器と；前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置である。

これによれば、安定して高精度の光走査を行うことが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光束を走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。

これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、安定して高品質の画像を形成することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタ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を示す概略図である。 図２における光源に含まれる２次元アレイを説明するための図である。 図２におけるＮＤフィルタを説明するための図である。 本実施形態のＮＤフィルタと比較例である反射型のＮＤフィルタの特性を説明するための図である。 射出光Ａ、射出光Ｂ、射出光Ｃを説明するための図である。 図７（Ａ）は、本実施形態のＮＤフィルタにおける各射出光の光量を説明するための図であり、図７（Ｂ）は、比較例である反射型のＮＤフィルタにおける各射出光の光量を説明するための図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれシェーディングを説明するための図である。 複数の光走査装置間での光利用効率のばらつき範囲を説明するための図である。 多重反射を説明するための図である。 走査制御装置の構成を説明するためのブロック図である。 ＮＤフィルタの変形例を説明するための図である。 ＮＤフィルタと開口板の一体化を説明するための図である。 ＮＤフィルタの配置位置の変形例１を説明するための図である。 ＮＤフィルタの配置位置の変形例２を説明するための図である。 ＮＤフィルタの機能とシリンドリカルレンズの機能を有する光学素子を説明するための図である。 図１７（Ａ）はカップリングレンズでカップリングされた光束が弱い発散光束の場合を説明するための図であり、図１７（Ｂ）はカップリングレンズでカップリングされた光束が弱い収束光束の場合を説明するための図である。 カラープリンタの概略構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。

このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。

通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。

帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。

帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。

光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面に、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束を照射する。これにより、感光体ドラム１０３０の表面に、画像情報に対応した潜像が形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。

現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。

給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。

転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。

定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。

除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。

クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０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１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。

この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、偏向器側走査レンズ１１ａ、像面側走査レンズ１１ｂ、ポリゴンミラー１３、光源１４、カップリングレンズ１５、開口板１６、シリンドリカルレンズ１７、２つの光検知センサ（１８ａ、１８ｂ）、２つの光検知用ミラー（１９ａ、１９ｂ）、ＮＤフィルタ１２０、及び走査制御装置２２（図２では図示省略、図１１参照）などを備えている。そして、これらは、ハウジング２１の中の所定位置に組み付けられている。

なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、感光体ドラム１０３０の長手方向に沿った方向をＹ軸方向、各走査レンズ（１１ａ、１１ｂ）の光軸に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

また、以下では、便宜上、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。

さらに、カップリングレンズ１５の光軸に沿った方向を「Ｗ方向」とし、光源１４の主走査対応方向を「Ｍ方向」とする。

光源１４は、一例として図３に示されるように、２次元的に配列された４０個の発光部が１つの基板上に形成された２次元アレイ１００を有している。

４０個の発光部は、すべての発光部をＳ方向に伸びる仮想線上に正射影したときに等間隔となるように配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。

また、各発光部は、発振波長が７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザである。すなわち、２次元アレイ１００は、いわゆる面発光レーザアレイである。

図２に戻り、カップリングレンズ１５は、光源１４から射出された光束を略平行光とする。

開口板１６は、開口部を有し、カップリングレンズ１５を介した光束を整形する。

ＮＤフィルタ１２０は、開口板１６の＋Ｗ側に配置されている。ここでは、ＮＤフィルタ１２０は、一例として図４に示されるように、いわゆる平行平板である。すなわち、光束が入射する面と光束が射出される面が平行である。そして、このＮＤフィルタ１２０は、光学的なパワーを持っていない。

また、ＮＤフィルタ１２０は、いわゆる吸収型のＮＤフィルタであり、光学ガラス中に分散された光吸収物質により、入射光の光量を減少させる。ここでは、ＮＤフィルタ１２０の光透過率は０．５である。この場合、光束が入射する面（第１面）の光透過率は０．９８、内部の光透過率は０．５２、光束が射出される面（第２面）の光透過率は０．９８である（図５参照）。

なお、ＮＤフィルタには、いわゆる反射型のＮＤフィルタもある。反射型のＮＤフィルタは、光束が入射する面（第１面）の反射率を大きくすることにより、入射光の光量を減少させる。ここで、ＮＤフィルタとしての光透過率はＮＤフィルタ１２０と同じ０．５であるが、光束が入射する面（第１面）の光透過率は０．５４、内部の光透過率は０．９５、光束が射出される面（第２面）の光透過率は０．９８である反射型のＮＤフィルタを比較例とする（図５参照）。

そして、一例として図６に示されるように、第２面で一度も反射されることなく射出される光束を射出光Ａ、第２面で反射され第１面で反射されたあとに射出される光束を射出光Ｂ、第２面で反射され第１面で反射され、更に第２面で反射され第１面で反射されたあとに射出される光束を射出光Ｃとし、各射出光の光量をＮＤフィルタ１２０の場合と、比較例の場合とについて計算した。

ＮＤフィルタ１２０の場合の計算結果が図７（Ａ）に示され、比較例の場合の計算結果が図７（Ｂ）に示されている。

射出光Ｂの光量に関して、比較例の場合には０．４２（％）であるのに対し、ＮＤフィルタ１２０の場合には０．０１（％）であった。

そこで、比較例の場合には、射出光Ａと射出光Ｂとが干渉するおそれがある。射出光Ｂの光量は、温度変化等による光源波長の変化、ＮＤフィルタの屈折率の変化、ＮＤフィルタの厚さの変化に影響される。すなわち、比較例では、温度変化等によって射出される光束の光量が変化するおそれがある。

一方、ＮＤフィルタ１２０の場合には、射出光Ｂの光量が非常に小さいので、射出光Ａと射出光Ｂとが干渉するおそれはない。そこで、ＮＤフィルタ１２０の場合には、温度変化があっても、射出される光束の光量が変化するおそれはない。

そして、ＮＤフィルタ１２０は、光束が入射する面の法線方向がカップリングレンズ１５の光軸方向に対して傾斜している。これにより、ＮＤフィルタ１２０の表面で反射した光束が、光源１４に戻るのを抑制することができる。すなわち、光源１４の光出力が不安定になるのを抑制することができる。

ところで、面発光レーザは、端面発光型のレーザダイオード（ＬＤ）に比べて、射出される光束の光量（光出力）の範囲が狭い。一方、光走査装置に搭載される光源には、以下に記載する３つの理由（理由Ａ、理由Ｂ、理由Ｃ）で、ある程度以上の広い光出力範囲が要求される。

１．理由Ａ
光源から射出された光束は、偏向器前光学系、ポリゴンミラー、走査光学系を介して感光体ドラムに到達する。これらの光学系を構成する光学素子は、量産品であり、光の透過率や反射率にある程度のばらつきがある。そのため、光源から射出された光束の光量と感光体ドラムに到達した光束の光量との比、すなわち光利用効率が光走査装置毎に異なることが考えられる。そこで、複数の画像形成装置において感光体ドラムの表面で同じ光量が欲しい場合には、それぞれの光走査装置における光源から射出される光束の光量を調整する必要がある。

２．理由Ｂ
複数の光走査装置間でのポリゴンミラー及び走査光学系のばらつきによる、シェーディングのばらつきも考えられる。なお、シェーディングとは、感光体ドラムの表面での光量が主走査方向の位置（像高位置）によって異なることをいう。このシェーディングを補正するには、（１）感光体ドラムの表面における像高０の位置近傍での光量（以下、「中央光量」ともいう）が他の像高位置での光量（以下、「周辺光量」ともいう）よりも小さい場合（図８（Ａ）参照）は周辺光量を下げ、（２）感光体ドラムの表面における中央光量が周辺光量よりも大きい場合（図８（Ｂ）参照）は周辺光量を上げる、といった作業が行われている。このようなシェ−ディング補正を行なうには、周辺光量を上下させるために、光源から射出される光束の光量を調整する必要がある。

そして、複数の光走査装置間でのシェーディングのばらつきに、複数の光走査装置間での感光体ドラムの像高０の位置における光利用効率のばらつきを加えると、光源に光出力範囲の拡大が要求される（図９参照）。

３．理由Ｃ
長期間の使用による感光体ドラムの感光特性の劣化や環境温度の変化などにより、感光体ドラムの表面で必要とされる光量が変化することが考えられる。光源はこのような時間的な変化にも対応しなければならない。

光源が上記３つの理由に対応可能な光出力範囲を有していない場合であっても、複数の光走査装置間での光利用効率のばらつきを小さくする方法の一つとして、ＮＤフィルタを利用することが考えられる。

例えば、複数の光走査装置における光利用効率の平均値を１．００としたとき、光利用効率が１．０５の光走査装置に対しては光透過率が１／１．０５のＮＤフィルタを設け、光利用効率が１．０３の光走査装置に対しては光透過率が１／１．０３のＮＤフィルタを設けることにより、複数の光走査装置における光利用効率のばらつきを小さくすることが可能である。

ところで、ＮＤフィルタの基板には、通常ガラスやプラスチックの平板が使用される。例えば、ＮＤフィルタが、カップリングレンズとシリンドリカルレンズの間に配置され、カップリングレンズから射出される光束が平行光であれば、ＮＤフィルタに入射した光束は基板内で多重反射及び多重干渉を起こす（図１０参照）。

図１０に示されるように、厚さｄ、屈折率ｎの透明板に入射角θで波長λの光が入射すると、整数ｍを用いて、ｎ・（ＢＣ＋ＣＤ）−ＢＥ＝２ｎ・ｄ・ｃｏｓθ＝ｍλ、が満足されると透過光は強めあい、ｎ・（ＢＣ＋ＣＤ）−ＢＥ＝２ｎ・ｄ・ｃｏｓθ＝（ｍ＋１／２）λ、が満足されると透過光は弱めあうこととなる。

また、面発光レーザは、供給される電流の大きさが大きくなるにつれて、１ｎｍ未満の範囲で波長が変化する。ＮＤフィルタは、入射光束の波長が変化すると、ＮＤフィルタから射出される複数の光間の位相が変化し、多重反射光の強め合い及び弱めあいの度合いが変化する。そこで、面発光レーザに供給される電流とＮＤフィルタから射出される光束の光量との関係は、線形性を有さないこととなる。

本実施形態に係るＮＤフィルタ１２０は、光吸収物質が光学ガラス中に分散されているため、ＮＤフィルタ１２０の内部で多重反射した光の光量を非常に小さくすることができる。そこで、干渉が起こったとしても、ＮＤフィルタ１２０から射出される光束の光量変化は小さい。従って、面発光レーザに供給される電流とＮＤフィルタから射出される光束の光量との関係は、線形性を有することとなる。

図２に戻り、シリンドリカルレンズ１７は、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に強いパワーを有し、ＮＤフィルタ１２０を介した光束をポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍で副走査対応方向に関して結像する。また、シリンドリカルレンズ１７は、各走査レンズと共同し、副走査対応方向に関して面倒れ補正系を構成している。

光源１４とポリゴンミラー１３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ１５と開口板１６とＮＤフィルタ１２０とシリンドリカルレンズ１７とから構成されている。

ポリゴンミラー１３は、４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１３は、Ｚ軸方向に平行な軸の周りに等速回転し、シリンドリカルレンズ１７からの光束を偏向する。

偏向器側走査レンズ１１ａは、ポリゴンミラー１３で偏向された光束の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ１１ｂは、偏向器側走査レンズ１１ａを介した光束の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ１１ｂを介した光束は、感光体ドラム１０３０の表面に集光され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。

ポリゴンミラー１３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂとから構成されている。なお、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂの間の光路上、及び像面側走査レンズ１１ｂと感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り返しミラーが配置されても良い。

光検知センサ１８ａには、ポリゴンミラー１３で偏向され、走査光学系を介した光束のうち１走査における書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー１９ａを介して入射する。また、光検知センサ１８ｂには、ポリゴンミラー１３で偏向され、走査光学系を介した光束のうち１走査における書き込み終了後の光束の一部が、光検知用ミラー１９ｂを介して入射する。

各光検知センサはいずれも、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。

走査制御装置２２は、一例として図１１に示されるように、画素クロック生成回路２１５、画像処理回路２１６、書込制御回路２１９、及び光源駆動回路２２１などを有している。なお、図１１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

画素クロック生成回路２１５は、光検知センサ１８ａの出力信号と光検知センサ１８ｂの出力信号とから、各光検知センサの間を光束が走査するのに要した時間を求め、その時間に予め設定されている数のパルスが収まるように周波数を設定し、該周波数の画素クロック信号ＰＣＬＫを生成する。ここで生成された画素クロック信号ＰＣＬＫは、画像処理回路２１６及び書込制御回路２１９に供給される。また、光検知センサ１８ａの出力信号は、同期信号として書込制御回路２１９に出力される。

画像処理回路２１６は、プリンタ制御装置１０６０を介して上位装置から受信した画像情報をラスター展開するとともに、所定の中間調処理などを行った後、画素クロック信号ＰＣＬＫを基準とした各画素の階調を表す画像データを発光部毎に作成する。そして、画像処理回路２１６は、光検知センサ１８ａの出力信号に基づいて走査開始を検出すると、画素クロック信号ＰＣＬＫに同期して画像データを書込制御回路２１９に出力する。

書込制御回路２１９は、画像処理回路２１６からの画像データ、画素クロック生成回路２１５からの画素クロック信号ＰＣＬＫ及び同期信号に基づいてパルス変調信号を生成する。

光源駆動回路２２１は、書込制御回路２１９からのパルス変調信号に基づいて２次元アレイ１００の各発光部を駆動する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置１０１０では、ＮＤフィルタ１２０によって光量調整素子が構成されている。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、面発光レーザアレイを含む光源１４と、光源１４からの光束をカップリングするカップリングレンズ１５と、該カップリングレンズ１５を介した光束の光路上に配置され、光学的なパワーを持たず、入射光束の光量を主に内部での光吸収によって減少させるＮＤフィルタ１２０と、該ＮＤフィルタ１２０を介した光束をポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍で副走査対応方向に関して結像するシリンドリカルレンズ１７と、シリンドリカルレンズ１７からの光束を偏向するポリゴンミラー１３と、ポリゴンミラー１３で偏向された光束を感光体ドラム１０３０の表面に集光する走査光学系とを備えている。

この場合には、ＮＤフィルタ１２０の内部で多重反射した光は、ＮＤフィルタ１２０を透過してシリンドリカルレンズ１７に向かう光束に比べて非常に弱くなり、干渉が起きたとしても、シリンドリカルレンズ１７に向かう光束の光量変化は非常に小さい。また、ＮＤフィルタ１２０は、光学的なパワーを持たないため、光学系全体に与える影響を小さくすることができる。そこで、安定して高精度の光走査を行うことが可能である。

また、ＮＤフィルタ１２０は、第１面での反射率が比較例よりも非常に小さい。これにより、例えば、ＮＤフィルタ１２０に対する光束の入射方向が第１面の法線方向に平行であったとしても、光源１４への戻り光を、比較例よりも大幅に少なくすることができる。

そして、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、光走査装置１０１０を備えているため、安定して高品質の画像を形成することができる。

なお、上記実施形態において、前記ＮＤフィルタ１２０に代えて、一例として図１２に示されるように、光束が入射する面と光束が射出される面が非平行であるＮＤフィルタ１２０´を用いても良い。この場合、内部で多重反射した光束がＮＤフィルタ１２０´から射出されても、シリンドリカルレンズ１７に向かう方向とは異なる方向に向かうため、多重反射の影響をさらに低減することができる。

また、上記実施形態において、一例として図１３に示されるように、前記ＮＤフィルタ１２０と前記開口板１６を一体化しても良い。この場合には、ＮＤフィルタ１２０及び開口板１６をハウジング２１に保持するための保持機構を共通化することができ、光走査装置１０１０の小型化を促進することが可能となる。

また、上記実施形態において、前記ＮＤフィルタ１２０は、一例として図１４に示されるように、光源１４とカップリングレンズ１５の間の光路上に配置されても良い。この場合は、発散光束がＮＤフィルタ１２０に入射することとなる。ＮＤフィルタ１２０に入射する光束が発散光束のときは、内部で多重反射した光束と、シリンドリカルレンズ１７に向かう光束とが干渉するのを抑制することができる。なお、ＮＤフィルタ１２０に入射する光束が平行光束のときは、内部で多重反射した光束と、シリンドリカルレンズ１７に向かう光束とが干渉するおそれがある。

また、上記実施形態において、前記ＮＤフィルタ１２０は、一例として図１５に示されるように、シリンドリカルレンズ１７とポリゴンミラー１３の間の光路上に配置されても良い。この場合は、副走査方向に関して収束している光束がＮＤフィルタ１２０に入射することとなる。ＮＤフィルタ１２０に入射する光束が収束光束のときは、上述したＮＤフィルタ１２０に入射する光束が発散光束のときと同様に、内部で多重反射した光束と、シリンドリカルレンズ１７に向かう光束とが干渉するのを抑制することができる。さらに、ＮＤフィルタ１２０の表面で反射した光束が、光源１４に戻るのを抑制することができる。

また、上記実施形態において、一例として図１６に示されるように、前記ＮＤフィルタ１２０と前記シリンドリカルレンズ１７に代えて、前記ＮＤフィルタ１２０の機能と前記シリンドリカルレンズ１７の機能を有する光学素子１２７を用いても良い。

この光学素子１２７は、前記シリンドリカルレンズ１７の内部に、光吸収物質を分散させ、光透過率を前記ＮＤフィルタ１２０と同じとしたものであっても良い。すなわち、前記シリンドリカルレンズ１７に前記ＮＤフィルタ１２０の機能を付加したものであっても良い。

また、上記光学素子１２７は、前記ＮＤフィルタ１２０に前記シリンドリカルレンズ１７の機能を付加したものであっても良い。

また、上記実施形態では、カップリングレンズ１５が、光源１４から射出された光束を略平行光とする場合について説明したが、これに限らず、カップリングレンズ１５が、光源１４から射出された光束を弱い発散光束（図１７（Ａ）参照）あるいは弱い収束光束（図１７（Ｂ）参照）としても良い。この場合は、弱い発散光束あるいは弱い収束光束がＮＤフィルタ１２０に入射することとなり、ＮＤフィルタ１２０の内部で多重反射した光束と、ＮＤフィルタ１２０を透過してシリンドリカルレンズ１７に向かう光束とが干渉するのを抑制することができる。

また、上記実施形態では、ＮＤフィルタ１２０の光透過率が０．５０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、第１面、内部、第２面の光透過率についても、上記実施形態に限定されるものではない。要するに、入射光束の光量を主に内部での光吸収によって減少できれば良い。

また、上記実施形態では、２次元アレイ１００が４０個の発光部を有す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、上記実施形態では、光源１４が２次元アレイ１００を有す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、光源１４が前記２次元アレイ１００に代えて、複数の発光部が一列に配置されている１次元アレイを有していても良い。また、光源１４が前記２次元アレイ１００に代えて、１つの発光部を有していても良い。

なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００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。要するに、光走査装置１０１０を備えた画像形成装置であれば良い。

例えば、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。

また、例えば、図１８に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。

このカラープリンタ２０００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、ブラック用の「感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６」と、シアン用の「感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６」と、マゼンタ用の「感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６」と、イエロー用の「感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６」と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。

各感光体ドラムは、図１８中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転方向に沿って帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットがそれぞれ配置されている。

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光走査が行われ、各感光体ドラムに潜像が形成される。

そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト２０８０上の記録紙に各色のトナー像が順次転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。

光走査装置２０１０は、前記ＮＤフィルタ１２０と同様なＮＤフィルタを色毎に有している。従って、前記光走査装置１０１０と同様な効果を得ることができる。

そして、カラープリンタ２０００は、前記レーザプリンタ１０００と同様な効果を得ることができる。

なお、タンデム方式の多色カラープリンタでは、機械精度等で各色の色ずれが発生する場合があるが、点灯させる発光部を選択することで各色の色ずれの補正精度を高めることができる。

また、このカラープリンタ２０００において、光走査装置を１色毎に設けても良いし、２色毎に設けても良い。

以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、安定して高精度の光走査を行うのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、安定して高品質の画像を形成するのに適している。

１１ａ…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、１１ｂ…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（偏向器）、１４…光源、１５…カップリングレンズ（カップリング光学系）、１６…開口板（開口部材）、１７…シリンドリカルレンズ（線像形成レンズ）、１００…２次元アレイ（面発光レーザアレイ）、１２０…ＮＤフィルタ（光量調整素子）、１２０´…ＮＤフィルタ（光量調整素子）、１２７…光学素子（光量調整素子）、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。

特許第３２２７２２６号公報 特開２００８−３３０６２号公報 特許第３２４３０１３号公報 特開平０５−１６０４６７号公報

Claims (15)

1. 光束により被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、
   光源と；
   入射光束の光量を主に内部での光吸収によって減少させて射出する光量調整素子を含み、前記光源から射出された光束の光路上に配置された偏向器前光学系と；
   前記偏向器前光学系からの光束を偏向する偏向器と；
   前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。
2. 前記光量調整素子は、光学的なパワーを持たないことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光量調整素子は、光束が入射する面と光束が射出される面が平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記光量調整素子は、光束が入射する面と光束が射出される面が非平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
5. 前記偏向器前光学系は、前記光源から射出された光束を平行光束とするカップリング光学系を有し、
   前記光量調整素子は、前記カップリング光学系を介した光束の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 前記偏向器前光学系は、前記カップリング光学系を介した光束を整形する開口部材を有し、
   前記光量調整素子は、前記開口部材と一体化されていることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
7. 前記光量調整素子は、発散光束又は収束光束の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 前記光量調整素子は、前記光源から射出された光束の光路上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 前記偏向器前光学系は、前記光源からの光束を主走査方向に直交する副走査方向に関して、前記偏向器近傍に集光する線像形成レンズを有し、
   前記光量調整素子は、前記線像形成レンズと前記偏向器の間の光路上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
10. 前記偏向器前光学系は、前記光源から射出された光束を発散光束あるいは収束光束とするカップリング光学系を有し、
    前記光量調整素子は、前記カップリング光学系を介した光束の光路上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
11. 前記光量調整素子は、さらに前記光源からの光束を主走査方向に直交する副走査方向に関して、前記偏向器近傍に集光することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
12. 前記光源は、２次元的に配列された複数の発光部を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光走査装置。
13. 前記光源は、垂直共振器型の面発光レーザを含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光走査装置。
14. 少なくとも１つの像担持体と；
    前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光束を走査する少なくとも１つの請求項１〜１３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。
15. 前記画像情報は、多色のカラー画像情報であることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。

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