JP2012194367A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＰＣを効果的に短い時間で実施することで、光走査装置の広画角化に対応でき、小型な光走査装置を実現することにある。
【解決手段】被走査面に向かう光ビームにより形成される走査光４０ａは主走査方向に対して同一の形状式で形成された走査光学素子の領域である走査光領域４１ａを通過し、同期光学系に向かう光ビームにより形成される同期光４０ｂは走査光領域外を通過し、また、同期光は走査光が被走査面を走査開始する前に受光素子に入射し、さらに、受光素子の検出面の走査終了時から被走査面の走査開始時までの間で、光源の光量調整のための発光であるＡＰＣ光４０ｃを実施する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学性能を維持するとともに、装置自体の小型化を実現することが可能な光走査装置及び画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置の小型化がより加速しており、結果として、搭載される光走査装置の小型化への要求もより高くなっている。
ここで、光走査装置の小型化を実現するためには、光走査装置の走査レンズの画角を広くして焦点距離を短くする必要がある。広画角にすると、被走査面を露光している時間が長くなるため、走査領域以外の領域の時間がさらに短くなる。
走査領域以外の領域の時間において、光出力の変動を抑制するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）（光源の光量を一定にするため、光源を発光させそれをPDで検出して、その検出結果が一定になるように制御する）を実施しており、走査領域以外の領域の時間が短くなると、ＡＰＣにかけられる時間が短くなる。
光走査装置の小型化については、特許文献１に記載された発明が報告されている。

特許文献１には、複数の被走査面に対応する複数の光源を有し、該複数の光源からの光ビームは、共通の光偏向器の異なる偏向反射面により、光偏向器を挟み両側に偏向走査され、各々対応する走査光学系により被走査面上に集光させる光走査装置であって、複数の光源は、各走査光学系の光軸を挟んで各々同一側に配置される光走査装置において、被走査面上を光ビームで書き込む開始側、もしくは、終了側の一方の同期信号を得るように同期検知手段が配置され、同期検知手段は、光偏向器を挟んで一方側では光源側に偏向される光ビームで、他方側では走査光学系の光軸を挟み反光源側に偏向される光ビームで同期信号を検知し、同期信号を検知するための受光素子は、光源側に偏向される光ビームで同期信号を検知する側の走査光学系の光軸を挟み反光源側に配置されることで、温度変動があっても検知精度を劣化させることが無く、対向走査方式における同期光学系の省スペース化、低コスト化を実現できる光走査装置を提供することができるという利点を有している。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、ＡＰＣを効果的に短い時間で実施することで、光走査装置の広画角化に対応でき、小型な光走査装置を実現することにある。

請求項１記載の発明は、光源と、光源からの光ビームを偏向し走査する偏向手段と、前記偏向手段により偏向し走査された光ビームを被走査面上に結像させる走査光学系と、前記被走査面上へ走査を始めるタイミングをとるための同期信号を検知する少なくとも１つの受光素子と、前記受光素子に光ビームを集光する同期光学系と、を有する光走査装置において、前記走査光学系は少なくとも１つの走査光学素子を有し、前記被走査面に向かう光ビームにより形成される走査光は主走査方向に対して同一の形状式で形成された走査光学素子の領域である走査光領域を通過し、前記同期光学系に向かう光ビームにより形成される同期光は前記走査光領域外を通過し、また、前記同期光は前記走査光が被走査面を走査開始する前に受光素子に入射し、さらに、受光素子の検出面の走査終了時から前記被走査面の走査開始時までの間で、前記光源の光量調整のための発光であるＡＰＣ光を実施することを特徴とする光走査装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光走査装置において、前記走査光学素子は、前記同期光学系へ向かう光ビームと前記被走査面に向かう光ビームで共用されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の光走査装置において、前記同期光学系に向かう光ビームの通過位置は、少なくとも主走査方向に屈折力を持たないことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１に記載の光走査装置において、前記同期光学系に向かう光ビームは前記走査光学素子のうち、最も偏向手段に近い走査光学素子を通過しないことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１つに記載の光走査装置において、前記光源からの光ビームにより複数の被走査面を走査し、前記複数の被走査面を時分割で走査するように構成したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１つに記載の光走査装置において、前記光源と前記走査光学系とはそれぞれ前記偏向器を中心に略対向して設置されていることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６に記載の光走査装置において、同一の被走査面に向かう光ビームは、複数の光源、もしくは複数の発光点を持つマルチビーム光源であり、被走査面を走査する時間領域である画像走査領域の後端において、前記光源の光量調整のための発光を実施することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１から８に記載の光走査装置において、前記偏向手段から被走査面の間の前記ＡＰＣ光が通過する光路中には、前記ＡＰＣ光が被走査面に向かうことを阻止するための障害物が設置されていることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１乃至７の何れか１つに記載の光走査装置を用い、前記光走査装置により像担持体上に形成された静電像を各色トナーで顕像化する現像手段と、
前記像担持体上に顕像化された各色画像を重ね合わせて、紙などの媒体に転写する転写手段と、を有し、カラー画像を出力することを特徴とする多色画像形成装置である。

本発明によれば、同期領域と画像走査領域の間でＡＰＣを実施することにより、ＡＰＣにかかる時間を短くでき、その結果画角を広くとれるため、光路長を短縮でき、光走査装置の小型化に寄与することができる。

本発明の第１実施形態に係る光走査装置を用いた画像形成装置を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置に用いる走査レンズ５の形状および作用を示す図（その１）である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置に用いる走査レンズ５の形状および作用を示す図（その２）である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置による同期光、走査光、ＡＰＣ光の発光時間を示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係る光走査装置に用いる走査レンズ５の形状および作用を示す図（その１）である。 本発明の第２実施形態に係る光走査装置に用いる走査レンズ５の形状および作用を示す図（その２）である。 本発明の第２実施形態に係る光走査装置に用いる走査レンズ５の形状および作用を示す図（その３）である。 本発明の第３実施形態に係る光走査装置に用いる、時分割方式を用いた時の走査光学系を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る光走査装置に用いるハーフミラープリズム１００の副走査断面図を示す図である。 時分割方式と、従来方式とで、同じ生産性（時間当たりの出力枚数が同じ）となることを示す図である。 本発明の第４実施形態に係る光走査装置において、温度が上昇したときの走査位置のずれを模式的に示す図である。 本発明の第５実施形態に係る光走査装置に対向走査方式を採用したことを示す図である。 図１３に示す対向走査方式の光走査装置による効果を説明するための図である。 左右の光走査装置を用いて、画像領域後端部においてもＡＰＣを実施したときのタイミングチャートを示す。 本発明の第６実施形態に係る光走査装置において、走査レンズ５に対して、偏向器と被走査面の間のＡＰＣ光の光路中に非反射部材を設置したことを示す図である。 本発明の第６実施形態に係る光走査装置において、走査レンズと被走査面の間に障害物を設けたことを示す図である。 本発明の第６実施形態に係る光走査装置において、屈曲点Ｐ３１，Ｐ３４をそれぞれ含む領域にコーティング１７２，１７３を施したことを示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光走査装置を用いた画像形成装置を示す図である。本発明の第１実施形態に係る光走査装置はタンデム型フルカラーレーザプリンタに適用したものである。
図１において、装置内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット２３から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト２７が設けられている。
この搬送ベルト２７上にはイエローＹ用の感光体１７Ｙ，マゼンタＭ用の感光体１７Ｍ，シアンＣ用の感光体１７Ｃ及びブラックＫ用の感光体１７Ｋが、転写紙の搬送方向上流側から順に等間隔で配設されている。
なお、以下、符号に対する添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付けて区別するものとする。
これらの感光体１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋは、全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスに従って各プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。

感光体１７Ｙを例に採れば、帯電チャージャ１８Ｙ、光走査光学系１６Ｙ、現像装置２０Ｙ、転写チャージャ２１Ｙ、クリーニング装置２２Ｙ等が順に配設されている。
他の感光体１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋに対しても同様である。すなわち、本実施形態では、感光体１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋの表面を色毎に設定された被走査面ないしは被照射面とするものであり、各々の感光体に対して光走査光学系１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋが１対１の対応関係で設けられている。
但し、走査レンズＬ１は、Ｍ，Ｙ、Ｋ，Ｃで共通使用している。
また、搬送ベルト２７の周囲には、感光体１７Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ２６と、ベルト帯電チャージャ３０が設けられ、感光体１７Ｋよりも搬送ベルト２７の回転方向下流側に位置させてベルト分離チャージャ３１、除電チャージャ１８、クリーニング装置２２等が順に設けられている。

また、ベルト分離チャージャ２１よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置２４が設けられ、排紙トレイ３６に向けて排紙ローラ３５で結ばれている。
このような概略構成において、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各色の画像信号に基づき各々の光走査装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋによる光ビームの光走査で、各感光体表面に、各色信号に対応した静電潜像が形成される。
これらの静電潜像は、各々の対応する現像装置で色トナーにより現像されてトナー像となり、搬送ベルト２７上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙上にフルカラー画像が形成される。
このフルカラー像は、定着装置３４で定着された後、排紙ローラ３５により排紙トレイ３６に排紙される。

次に、図２は、本発明の第１実施形態に係る光走査装置について説明するための図である。
同図において、符号１は半導体レーザ、２はカップリングレンズ、３はシリンドリカルレンズ、４はポリゴンミラー、５は走査レンズ、６は被走査面、７は受光素子、８は第１同期用レンズ、９は同期用折返しミラー、１０は第２同期用レンズ、１２は防塵ガラス、をそれぞれ示す。
光源としての半導体レーザ１から放射された発散性の光束Ｌはカップリングレンズ２により以後の光学系に適した光束形態に変換される。
カップリングレンズ２により変換された光束形態は、平行光束であることも、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束であることもできる。
カップリングレンズ２からの光束は、シリンドリカルレンズ３により副走査方向に集光され、光偏向器としてのポリゴンミラー４の偏向反射面に入射する。なお、図２に示すＰｃはポリゴンミラー４の回転中心を示す。

偏向反射面により反射された光束は、ポリゴンミラー４の等速回転とともに等角速度的に偏向し、走査光学系としての走査レンズ５を透過して被走査面６上に集光する。
これにより、偏向光束は被走査面上に光スポットを形成し、被走査面の光走査を行う。ここでは、走査レンズ５を１枚構成としているが走査レンズ５、５'として２枚構成とし、走査レンズ５'を走査レンズ５近傍に配置しても構わない。しかし、コスト面、小型化の観点から１枚構成が有利となることは言うまでもない。

ただし、折返しミラーは図示していない。また、同期信号を検知する受光素子７に向かう光ビームは、ポリゴンミラー４の偏向反射面で偏向された後に、走査レンズ５の端部を透過し第１同期用レンズ８に入射する。
その後、主走査方向の同期用折返しミラー９で偏向され第２同期用レンズ１０を透過後受光素子７に所望のビームスポット形状で入射する。受光素子の受光面の大きさは、副走査方向に関し２〜３ｍｍ程度の長さのものが多く、光源から受光素子までの光学素子の形状誤差、取り付け誤差による受光面での副走査方向の位置変動を考えた場合、安定して受光面に光ビームが理想的にはケラレることなく入射するためには、受光素子は、精度よく位置決めされることが望ましい。

図３（ａ）は、図２に示す走査レンズ５の形状を示す図である。
図３（ａ）に示す走査レンズ５は、被走査面に向かう光ビーム（以下、走査光４０ａ）が通過する領域（以下、走査光領域４１ａ）と、同期用の受光素子に向かう光ビーム（以下、同期光４０ｂ）が通過する領域（以下、同期光領域４１ｂ）からなる。
なお、走査レンズ５の第一面５ｂ、第二面５ａの各面共に、走査光４０ａが通過する形状式と、同期光４０ｂが通過する形状式は異なる。本実施形態では、走査光領域４１ａは主走査方向に対してパワーを持つ形状で形成されており、同期光領域４１ｂはノンパワーで形成されているが、各面で走査光領域４１ａと同期光領域４１ｂとで形状式が異なればよい。
なお、主走査方向は、ポリゴンミラーの回転運動により走査される方向を示しており、ポリゴン前光学系については、ポリゴンミラーの回転運動により走査される方向に対応する方向を示す。これに対して、副走査方向は、主走査方向に直交し、感光体の回転する方向に対応する方向を示す。

このような走査レンズ５の形状の場合、同期光４０ｂが受光素子検出面の走査を終えてから、被走査面（感光体）を走査するまでには一定時間の間隔を空ける必要がある。これは、走査レンズ５の成形上の理由である。
形状式が異なる点Ｐ３１〜Ｐ３４（以下、屈曲点）付近では、形状が安定せず、その結果、光学性能が劣化する。そのため、屈曲点付近は光学性能が重要視される走査光や同期光は通過しない設計にしている。

本実施形態では、この時間をＡＰＣを実施する時間にすることを特徴とする。ＡＰＣは、半導体レーザの場合、発光素子の後方から射出される光ビームを用いて実施するため、前側から射出されるＡＰＣ光は光学性能とは関係が無い。そのため、屈曲点Ｐ３１〜Ｐ３４付近でのＡＰＣの実施が可能となる。図３(a)ではＡＰＣ光４０ｃは屈曲点Ｐ３１,Ｐ３４付近の走査光領域４１ａ側の５ａ，５ｂを通過しているが、図３（ｂ）に示すように、同期光領域４１ｂ側を通過してもかまわないし、図４に示すように、屈曲点Ｐ３１,Ｐ３４を通過してもかまわない。

図５は、同期光、走査光、ＡＰＣ光の発光時間を示すタイミングチャートである。
従来では、図５（ａ）に示すように、走査光領域５１を通過してから同期光領域５３を通過するまでの間に、ＡＰＣ５１を実施していた。しかしながら、この方法ではＡＰＣを実施するための時間を確保する必要あり、その時間を確保するが、走査領域の時間を省略するということとなり、結果として広画角化に対応できないといった問題があった。
本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、ＡＰＣ光４０ｃは同期のための発光と画像のための発光の間の一定時間ΔTでＡＰＣを実施することを特徴とする。
まず、同期のための受光素子の直前でビームを発光させる。受光素子により光検出ができたところで、消灯する。そして、一定時間（ΔT）経過後に、画像領域の書き出しが開始する。

本実施形態では、この一定時間中にＡＰＣを一定時間ΔT内で実施することを特徴とする。このΔTは走査レンズの屈曲点を通過する時間に相当する。この間（ΔT）で、ＡＰＣを実施することにより、従来より画像領域を大きくとることができる。結果として広画角化に対応できる。
本実施形態によれば、被走査面に向かう光ビームにより形成される走査光は主走査方向に対して同一の形状式で形成された走査光学素子の領域である走査光領域４１ａを通過し、同期光学系に向かう光ビームにより形成される同期光は走査光領域４１ａ外を通過し、また、同期光は走査光が被走査面を走査開始する前に受光素子に入射し、さらに、受光素子の検出面の走査終了時から被走査面の走査開始時までの間で、光源の光量調整のための発光であるＡＰＣ光を実施することで、ＡＰＣにかかる時間を短くでき、その結果画角を広くとれるため、光路長を短縮でき、光走査装置の小型化に寄与することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る光走査装置について説明する。
第１実施形態では、同期光は走査レンズ５を通過するように構成した。これに対して、第２実施形態では、走査レンズ５を通過しなくても同様の効果を有する。その場合、走査レンズは同期光領域を持たない。
例えば、図６に示すように、同期光は走査レンズ５の上流側を通過して、同期レンズ５により集光され受光素子に入射してもよい。
この場合、図６に示すように、走査レンズ５の屈曲点Ｐ６１〜Ｐ６４は走査レンズの先端となる。第１実施形態と同様に、その付近は、画像のための光（走査光）や同期光は通過しないために、時間的空白が生じる。そこで、その空白でＡＰＣを実施する。

第１実施形態と同様に、図８ではＡＰＣ光６０ｃは屈曲点Ｐ６１,Ｐ６４付近の走査光領域側を通過しているが、図６に示すように、ＡＰＣ光６０ｃは同期光領域側を通過してもよいし、図７に示すように、屈曲点Ｐ６１,Ｐ６４を通過してもよい。
このように、本実施形態では、この一定時間中にＡＰＣをΔT内で実施することを特徴とする。このΔTは走査レンズの屈曲点を通過する時間に相当する。この間（ΔT）で、ＡＰＣを実施することにより、従来より画像領域を大きくとることができる。結果として広画角化に対応できる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る光走査装置について説明する。本実施形態では、時分割方式の書込方式を用いることにより一層の効果を発揮する。
図９は、時分割方式を用いた時の走査光学系を示す図である。半導体レーザから出射した発散光束は図示しないカップリングレンズにより、弱い収束光束、又は平行光束、又は弱い発散光束に変換される。カップリングレンズを出たビームは被走査面上でのビーム径を安定させるための開口絞りを通過し、ハーフミラープリズム１００に入射する。ハーフミラープリズム１００に入射した共通の光源（図示しない）からのビームは上下段に分割され、図９に示すように、ハーフミラープリズム１００を出射するビームは全部で２本のビームとなる。

図１０は、ハーフミラープリズム１００の副走査断面図を示す図である。１００ａがハーフミラーであり、透過光と反射光を１：１の割合で分離する。また、１００ｂは全反射面であり、方向を変換する機能を有する。ここでは、ハーフミラープリズム１００を用いているが、単体のハーフミラーと通常のミラーを用いて同様の系を構成してもよい。また、ハーフミラーの分離の割合は１：１で有る必要なく、他の光学系の条件に合わせて設定してもよい。
上記においては、光束分割手段としてハーフミラープリズムを例に説明したが、ハーフミラープリズムに限定するわけではなく、他の光束を分割する素子であってもよい。

ハーフミラープリズムを出射したビームは上下段それぞれに配備されるシリンドリカルレンズにより、偏向反射面の近傍にて主走査方向に長い線像に変換される。ここで、偏向手段は上下段にそれぞれポリゴンミラーが配置され、互いに回転方向の角度（位相）（Δα）がずれている。ここでは、内接円半径が７ｍｍで４面のポリゴンミラーをΔα＝４６degずらしている。なお、上下段のポリゴンミラーは一体的に形成されても良いし、別体とし、組み付けてもよい。

上記のように、共通の光源からの上段のビームが感光体面（被走査面）を走査しているときは、下段のビームは被走査面上にビームが到達しないようにし、望ましくは遮光部材により遮光するようにする。また、共通の光源からの下段のビームが上段とは異なる感光体面（被走査面）を走査しているときは、上段のビームは被走査面に到達しないようにする。さらに、変調駆動についても上段と下段でタイミングをずらし、上段に対応する感光体を走査するときは、上段に対応する色（例えばブラック）の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行い、下段に対応する感光体を走査するときは下段に対応する色（例えばマゼンダ）の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行う。

図１１は、図１１(a)に時分割方式と、図１１(b)に従来方式とで、同じ生産性（時間当たりの出力枚数が同じ）となることを示す図である。時分割方式では、1つの光源で2つの被走査面を走査しているため、走査領域以外の領域の時間が、従来方式に対して短くなる。
ここで、光走査装置の小型化を実現するためには、光走査装置の走査レンズの画角を広くして焦点距離を短くする必要があり、広画角にすると、図１１において、被走査面を露光している時間が長くなるため、図９において、走査領域以外の領域の時間がさらに短くなる。走査領域以外の領域の時間において、ＡＰＣ（光源の光量を一定にするため、光源を発光させそれをPDで検出して、その検出結果が一定になるように制御する）を実施しており、走査領域以外の領域の時間が短くなると、ＡＰＣにかけられる時間が短くなる。

以上のように、時分割方式では、従来方式に比べて、ＡＰＣにかけられる時間が短くなるため、時分割方式で光走査装置の小型を実現するためには、効果的にＡＰＣを実施する必要がある。
そのため、時分割方式で今回の発明を用いることにより、低コストとともに、広画角化による小型化を実現することができる。
本実施形態によれば、光源からの光ビームにより複数の被走査面を走査し、複数の被走査面を時分割で走査するように構成することで、時分割方式では、通常の方式よりも画像走査領域が狭くなるため、より一層の効果を発揮することができる。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態に係る光走査装置に対向走査方式を採用したことを特徴とする。
対向走査方式では、偏向器の数を低減でき、偏向器のスペースが減ることから、結果として小型化に寄与する。また対向走査方式では、色ずれ低減の効果も期待される。図１２は、温度が上昇したときの走査位置のずれを模式的に示す図である。
１点同期で、温度が上昇（高温）した時、走査位置のずれを示すと同図のようになる。ここで、説明を簡単にするために、受光素子上、書込み開始端、書込み終了端の主走査方向の位置ずれで説明する。

同図中の中央に示した点線で囲む部分は理想的な光ビームの主走査位置とする。点線で示す丸は温度上昇時の主走査位置を模式的に表している。高温になることにより走査レンズの膨張等により主走査方向の屈折力は弱くなる。つまり、走査位置は像高の周辺に向かうように変化することとなる。書き出し開始のタイミングは同期検知信号により所望の時間をあけて決められるため、同期の受光素子と同じ方向にずれる書き出し開始端では、主走査方向の走査位置は丸で示す位置に補正され、主走査位置変化は補正される。

一方、書込み終了端では同期による補正方向と、温度変化により主走査位置ずれが発生する方向が同方向となり、主走査方向の位置ずれはより大きく発生することとなる。つまり、従来通りの走査レンズを用いて１点同期を採用すると、書込終了端において主走査位置ずれが大きく発生することとなる。
図１２に示すように、ポリゴンミラーを中心として左右に走査光学系が配置される対向走査方式においては、左右の走査方向は逆転する。つまり、右側と左側で書き込まれる画像を重ね合わせてカラー画像を得る場合、各々の書込み終了端と書込み開始端の画像を重ね合わせることとなり、相対的な主走査位置ずれが大きく発生してしまう。この結果、出力画像において色ずれが発生し画像品質を大幅に劣化させることとなる。
本実施形態によれば、走査レンズは同期光学系に向かう光ビームの透過する位置で、主走査方向に屈折力を持たない面で形成されている。

この結果、温度変化が生じた場合においても同期信号を得る受光素子の位置においての主走査方向の位置ずれは発生しないこととなる。走査レンズ透過後の同期光学系を形成する同期用レンズは光ビームが光軸上を透過するように配置されているため主走査位置の変化は生じない。本実施形態の走査レンズを用いた１点同期で、温度が上昇（高温）した時の走査位置のずれは同図に示すようになる。
同期位置においては、前記説明の通り主走査方向の位置ずれは発生しない。書込み開始端、終了端においては、走査レンズの膨張などにより点線の丸の位置に主走査位置がずれる。
しかし、対向走査方式において、左右の走査方向が逆転しても、書込み開始端、終了端での相対的な主走査位置ずれは一致するため、右側と左側で書き込まれる画像を重ね合わせてカラー画像を得る場合、色ずれの発生は小さくなる。この結果、出力画像において色ずれが小さい高品質な画像が実現できる。

更に、本実施形態では、光学系に用いている同一の被走査面に向かう光源が、マルチビーム光源である場合にも上記同様の効果が得られる。
例えば、マルチビーム光源において各光ビームの波長がばらついていると、温度変動と同様に波長による主走査位置変化が光ビーム毎に生じる。従来の走査レンズのように同期用の光ビームが通過する位置で主走査方向に屈折力を持つ場合は、受光素子上で波長差による主走査位置ずれがマルチビーム間で発生するため、書込み終了端で主走査位置ずれが大きく発生するので、色ずれの発生のみでなく書込み終了端の位置が走査線ごとに変化する現象が現れる。画像上においては、縦線が揺らぐ現象となり画像品質を低下させる。

受光素子へ向かう光（同期光）が通過する走査レンズ上の領域は、主走査方向にノンパワーとしており、こうすることで、走査レンズが環境温度の影響で膨張・収縮したとしても、受光素子へ向かう光の光路は変化しない。図１２では、走査レンズのノンパワー部を通して受光素子へ向かう実施形態を開示したが、同期光は、走査レンズを通過させなくてもよい。また、走査上流側の受光素子の他に走査下流側の画像領域外に受光素子をさらに配置し、走査レンズの主走査方向にパワーがある面を透過させて、上流側・下流側の受光素子に向かうように構成することも可能である。
本実施形態によれば、偏向器の数を低減でき、小型化に寄与することができる。また、温度変化が生じた場合においても同期信号を得る受光素子の位置においての主走査方向の位置ずれは発生しないこととなる。走査レンズ透過後の同期光学系を形成する同期用レンズは光ビームが光軸上を透過するように配置されているため主走査位置の変化は生じない。

＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態に係る光走査装置にマルチビームと後端同期を採用したことを特徴とする。
光源はマルチビームもしくは複数の光源を用いてもかまわない。その場合、ＡＰＣを実施する回数は増やした方がより精度の高い書込みが実施できる。画像領域の直前だけでは、一回の走査につき一回のＡＰＣしか実施できない。このことは、つまり、一回の走査で１ch分しかＡＰＣを実施することができないことを意味する。
図１３を参照して、対向走査方式の場合、ＡＰＣを実施する場所としては、画像領域の直後が有効であることを説明する。
対向走査方式では、左右の光学系で、走査方向が逆転するため、走査方向に対して、画像領域の位置を合わせる必要がある。

例えば、図１４に示すように、右側光学系を考えた場合、Ｙ１からＹ３まで書込むことが可能である。また、左側の光学系のみを考えた場合、Ｙ‘１からＹ’３まで書込むことが可能である。しかしながら、双方その領域まで書込むと、色ずれの原因となる。そのため、通常、双方の色ずれが起きない、Y1からY2（右側）、Ｙ‘１からＹ’2（左側）を画像領域とする。その結果、Y2からY3、Y’2からY’3（点線で囲まれた部分）には時間的空白が生じる。
そこで、ＡＰＣを実施することにより、画像領域の先端後端の二箇所でＡＰＣを実施することができ、マルチビームの場合でも精度の高いＡＰＣを実施できる。

図１５（ａ），（ｂ）は、左右の光走査装置を用いて、画像領域後端部においてもＡＰＣを実施したときのタイミングチャートを示す。例えば、光源に２ｃｈＬＤを用いたときは、ｃｈ１は画像領域前、ｃｈ２は画像領域後でＡＰＣを実施することにより、１回走査する度に各ｃｈのＡＰＣを実施することができる。本実施形態では対向走査方式を用いて説明したが、その他の方式でもよい。
このように、マルチビームもしくは複数の光源を用いることにより、高密度高速の書込みに対応できる。そのとき、走査領域の先端と後端にて複数回ＡＰＣを実施することにより、より高精度なＡＰＣが可能となる。

本実施形態によれば、対向走査光学系の場合、用いられている走査レンズは共通であり、走査レンズは、主走査方向に対して線対称に配置されており、対向走査の場合、双方の走査開始側は光軸に対して反対になる。つまり、走査両端にＰＤ用の光路（走査時間）を確保する必要がある。結果、ＡＰＣをとる時間が後端にも存在することになる。そこで、その時間を利用してＡＰＣをとる。特に、複数の発光点をもつマルチビームの場合、各発光点の出力制御のために、発光点の数だけ時間を必要とする。そのため、画像走査領域の後端にもＡＰＣのための時間があるとそれだけ、精度の高いＡＰＣをとることができる。

＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態に係る光走査装置について説明する。
図１６に示すように、走査レンズ５に対して、偏向器と被走査面の間のＡＰＣ光１６０ｃの光路中に非反射部材１６１を設置する。図１６では、偏向器と走査レンズ５の間のＡＰＣ光１６０ｃの光路中に非反射部材である障害物を設置している。これに対して、図１７に示すように、走査レンズ５と被走査面の間に障害物１７２を設けてもよい。
また、図１８に示すように、ＡＰＣ光が走査レンズを通過しないようにＡＰＣが通過する走査レンズの領域に透過しないように、屈曲点Ｐ３１，Ｐ３４をそれぞれ含む領域にコーティング１７２，１７３を施してもよい。

このように、ＡＰＣを実施したとき、ＡＰＣは半導体レーザの後方散乱光を用いて実施するが、同時に前側からも射出する。前側から射出された光束は、走査光や同期光と同様に、偏向手段により反射される。本実施形態では、同期と有効走査の間でＡＰＣを実施するために、その光が被走査面に向かう可能性がある。そこで偏向器から被走査面のＡＰＣ光の光路中に遮光部材を設けることにより被走査面への入光を防止することができる。
本実施形態によれば、偏向手段から被走査面の間のＡＰＣ光が通過する光路中には、ＡＰＣ光が被走査面に向かうことを阻止するための障害物が設置されていることで、ＡＰＣが被走査面に潜像を形成し、画像に影響を及ぼさないようにすることができる。

本発明は、光走査装置を用いるファクシミリ装置、コピー機、複合機などに利用することができる。

１ 半導体レーザ
２ カップリングレンズ
３ シリンドリカルレンズ
４ ポリゴンミラー
５ 走査レンズ
６ 被走査面
７ 受光素子
８ 第１同期用レンズ
９ 同期用折返しミラー
１０ 第２同期用レンズ
１２ 防塵ガラス
１７ 感光体
１６ 光走査光学系
１８ 帯電チャージャ
２０ 現像装置
２１ 転写チャージャ
２２ クリーニング装置
２４ 定着装置
２６ レジストローラ
２７ 搬送ベルト
３０ ベルト帯電チャージャ
３１ ベルト分離チャージャ
３５ 排紙ローラ
３６ 排紙トレイ
４０ａ 走査光
４０ｂ 同期光
４０ｃ ＡＰＣ光
４１ａ 走査光領域
４１ｂ 同期光領域
Ｐ３１〜Ｐ３４ 屈曲点

特開２００９−１５７２６９号公報

Claims (9)

1. 光源と、
   光源からの光ビームを偏向し走査する偏向手段と、
   前記偏向手段により偏向し走査された光ビームを被走査面上に結像させる走査光学系と、
   前記被走査面上へ走査を始めるタイミングをとるための同期信号を検知する少なくとも１つの受光素子と、
   前記受光素子に光ビームを集光する同期光学系と、を有する光走査装置において、
   前記走査光学系は少なくとも１つの走査光学素子を有し、
   前記被走査面に向かう光ビームにより形成される走査光は主走査方向に対して同一の形状式で形成された走査光学素子の領域である走査光領域を通過し、前記同期光学系に向かう光ビームにより形成される同期光は前記走査光領域外を通過し、また、前記同期光は前記走査光が被走査面を走査開始する前に受光素子に入射し、さらに、受光素子の検出面の走査終了時から前記被走査面の走査開始時までの間で、前記光源の光量調整のための発光であるＡＰＣ光を実施することを特徴とする光走査装置。
2. 前記走査光学素子は、前記同期光学系へ向かう光ビームと前記被走査面に向かう光ビームで共用されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記同期光学系に向かう光ビームの通過位置は、少なくとも主走査方向に屈折力を持たないことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記同期光学系に向かう光ビームは前記走査光学素子のうち、最も偏向手段に近い走査光学素子を通過しないことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
5. 前記光源からの光ビームにより複数の被走査面を走査し、前記複数の被走査面を時分割で走査するように構成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の光走査装置。
6. 前記光源と前記走査光学系とはそれぞれ前記偏向器を中心に略対向して設置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載の光走査装置。
7. 同一の被走査面に向かう光ビームは、複数の光源、もしくは複数の発光点を持つマルチビーム光源であり、被走査面を走査する時間領域である画像走査領域の後端において、前記光源の光量調整のための発光を実施することを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
8. 前記偏向手段から被走査面の間の前記ＡＰＣ光が通過する光路中には、前記ＡＰＣ光が被走査面に向かうことを阻止するための障害物が設置されていることを特徴とする請求項１から８に記載の光走査装置。
9. 請求項１乃至７の何れか１つに記載の光走査装置を用い、
   前記光走査装置により像担持体上に形成された静電像を各色トナーで顕像化する現像手段と、
   前記像担持体上に顕像化された各色画像を重ね合わせて、紙などの媒体に転写する転写手段と、を有し、カラー画像を出力することを特徴とする多色画像形成装置。

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