JP2013242547A - 光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転多面鏡２０２が回転することによって生じる熱をおびた気流がビームスプリッター２１０とＰＤ２１１との間に配置されたレンズ２１５に直接当たることによって精度の高い光量制御を実行することができない。
【解決手段】 回転多面鏡２０２及びモータが配置された領域とレンズが配置された領域との間に壁を設ける。
【選択図】 図６

Description

本発明は、感光体を走査する光ビームを出射する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の複写機及びプリンタ等の画像形成装置は、感光体上をレーザ光等の光ビームで露光することによって感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像することで画像を形成する。感光体を露光するレーザ光を出射する装置として光走査装置が用いられている。

上記光走査装置は、光源である半導体レーザからの光束を略平行な光束に変換した後、回転多面鏡（ポリゴンミラー）等で偏向する。回転する回転多面鏡によって偏向された光ビームは感光体を略直線状に走査する。

近年の光走査装置は、画像形成速度の高速化、画像の高解像度化に対応するため、複数の発光点から出射される複数のレーザ光によって感光体を露光する。特に、垂直共振器型面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ。以下、ＶＣＳＥＬとする。）は多数の発光点のアレイ化が容易であるため、光走査装置の光源に用いることが提案されている。

光走査装置では光源から出射された光ビームの光量を光学センサで検出し、検出される光量に基づいて光源から出射される光ビームの光量を制御する。ＶＣＳＥＬは端面発光型半導体レーザと異なり、感光体に導かれる光ビームに対応する背面レーザ光が存在しない。そのため、ＶＣＳＥＬから出射される光ビームの光量を制御するために、感光体に向かって出射される光ビームの一部をビームスプリッター等で分離し、分離された一方の光ビームを回転多面鏡によって偏向して感光体上に導き、他方の光ビームを光学センサに導いて光量を検出する光走査装置が提案されている（特許文献１参照）。ビームスプリッターを通過して感光体に導かれる光ビームの光量と光学センサに導かれる光ビームの光量との光量比率はビームスプリッターの反射率によって一義的に決まっている。そのため、光学センサの受光光量に応じてＶＣＳＥＬから出射する光ビームの光量を制御することによって感光体に到達する光ビームの光量を目標光量に制御することができる。

特開２００６−９１１５７号公報

しかしながら、画像形成時に回転多面鏡を回転させるモータが熱源となり次のような課題が生じる。即ち、回転多面鏡が回転すると、回転多面鏡の半径方向外側に向かって気流が発生する。気流はモータが発熱することによって熱を帯びた気流となり、この気流が光学センサ及びビームスプリッターと光学センサとの間に配置されたレンズに直接あたる。これによって、レンズの光学特性（屈折率等）の変動やレンズの設置位置の熱変形による設置位置の変動が生じてしまい、ビームスプリッターから光学センサに向かう光ビームの光路を変動させる可能性がある。光ビームの光路の変動を強要する受光面積を有する光学センサを用いると光学センサにかかるコストが増大する精度の高い光量制御を行うことができなくなる。本発明は、ビームスプリッターから光学センサに向かう光ビームの光路変動を抑制した精度の高い光量制御を行うことができる光走査装置を提供する。

本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の光走査装置は、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第１の光ビームと第２の光ビームとに分離するビームスプリッターと、前記ビームスプリッターによって分離された前記第１の光ビームが感光体上を走査するように前記第１の光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動するモータと、前記回転多面鏡によって偏向された前記第１の光ビームを前記感光体に導く第１のレンズと、前記ビームスプリッターによって反射された第２の光ビームを受光する光学センサと、前記ビームスプリッターに入射する前記光ビームの光束に関して前記第１のレンズとは反対側であって、前記ビームスプリッターと前記光学センサとを結ぶ線分上に配置され、前記ビームスプリッターによって分離された前記第２の光ビームが入射し、入射した前記第２の光ビームを前記光学センサに集光させる第２のレンズと、前記ビームスプリッター、前記第１のレンズ、前記回転多面鏡、前記モータ、前記光学センサ、及び前記第２のレンズが配置される光学箱と、を備え、前記光学箱は、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第２のレンズが配置された領域との間に前記光学箱の底面から立設する壁を備え、前記光学箱の底面からの前記壁の高さは前記光学箱の底面から前記回転多面鏡までの高さよりも高いことを特徴とする。また、本願発明の光走査装置は、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第１の光ビームと第２の光ビームとに分離するビームスプリッターと、前記ビームスプリッターによって分離された前記第１の光ビームが感光体上を走査するように前記第１の光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動するモータと、前記回転多面鏡によって偏向された前記第１の光ビームを前記感光体に導く第１のレンズと、前記ビームスプリッターによって反射された第２の光ビームが入射する光学センサと、前記光源から出射されて前記ビームスプリッターに入射する前記光ビームの光束に関して前記第１のレンズとは反対側であって、前記ビームスプリッターと前記光学センサとを結ぶ線分上に配置され、前記ビームスプリッターによって分離された前記第２の光ビームが入射し、入射した前記第２の光ビームを前記光学センサに集光させる第２のレンズと、前記ビームスプリッター、前記第１のレンズ、前記回転多面鏡、前記モータ、前記光学センサ、及び前記第２のレンズが配置される光学箱と、を備え、前記光学箱は、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第２のレンズが配置された領域との間の前記光学箱の底面から立設し、前記回転多面鏡の反射面に対向する壁を備えることを特徴とする。

本願発明によれば、回転多面鏡及びモータが配置された領域とレンズが配置された領域との間に光学箱の底面からの高さが回転多面鏡の高さよりも高い壁が設けられているため、ビームスプリッターから光学センサに向かう光ビームの光路変動を抑制することができる。

カラー画像形成装置の概略断面図 光走査装置の斜視図、上面図 光走査装置の断面図、及び要部構成図 光学ユニットの分解斜視図 光走査装置の制御ブロック図 光量制御タイミングを説明するためのタイミングチャート 光走査装置の斜視図、上面図の拡大図 光学箱内の領域Ａ、Ｂ、及びＣの温度変化を示す図 変形例を示す図

（実施例１）
図１は、複数色のトナーを用いて画像形成するデジタルフルカラープリンター（カラー画像形成装置）の概略断面図である。図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示すデジタルフルカラー複写機に備えられる光ビーム出射装置であるところの光走査装置の斜視図（ａ）、上面図（ｂ）、断面図（ｃ）、及び要部構成図（ｄ）である。なお、実施例をカラー画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置を例に説明するが、実施の形態はカラー画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置に限られるものではなく単色のトナー（例えば、ブラック）のみで画像形成する画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置であっても良い。

まず、図１を用いて本実施例の画像形成装置１００について説明する。画像形成装置１００には色別に画像を形成する４つの画像形成部（画像形成手段）１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが備えられている。ここでのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。

画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋには感光体であるところの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋが備えられている。感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋ、光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋ、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋがそれぞれ設けられている。また、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋが配置されている。

感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架され、画像形成中は図１中の矢印Ｂ方向に回転する。また、中間転写ベルト１０７（中間転写体）を介して、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに対向する位置には一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが設けられている。

また、本実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体Ｓに転写するための２次転写装置１１２、記録媒体上のトナー像を定着するための定着装置１１３を備える。

ここでかかる構成を有する画像形成装置１００の帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスを説明する。各画像形成部における当該画像形成プロセスは同一であるため、画像形成プロセスを画像形成部１０１Ｙを例にして説明し、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。

まず画像形成部１０１Ｙの帯電装置により回転駆動される感光ドラム１０２Ｙを帯電する。帯電された感光ドラム１０２Ｙ（像担持体上）は、光走査装置１０４Ｙから出射されるレーザ光によって露光される。これによって、回転する感光体上に静電潜像が形成される。その後、該静電潜像は現像装置１０５Ｙによってイエローのトナー像として現像される。

以下、転写工程以降の画像形成プロセスについて画像形成部を例にして説明をする。一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが転写ベルトに転写バイアスを印加することによって各画像形成部の感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はそれぞれ中間転写ベルト１０７に転写される。これによって中間転写ベルト１０７上で各色のトナー像が重ね合わされる。

中間転写ベルト１０７に４色のトナー像が転写されると、中間転写ベルト１０７上に転写された４色トナー像は２次転写装置１１２にて、手差し給送カセット１１４または給紙カセット１１５から２次転写部Ｔ２に搬送されてきた記録媒体Ｓ上に再び転写（２次転写）される。そして、記録媒体Ｓ上のトナー像は定着装置１１３で加熱定着され、排紙部１１６に排紙され、記録媒体Ｓ上にフルカラー画像が得られる。

なお、転写が終了したそれぞれの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋは、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋによって残留トナーを除去され、その後、上記の画像形成プロセスが引き続き行われる。

次に、図２、図３、及び図７を用いて光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの構成を説明する。なお、各光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。光走査装置１０４は光学箱２０１を備え、光学箱２０１内部には以下で説明する各種光学部材が配置されている。

図２Ａ（ａ）は光走査装置１０４の斜視図、図２Ａ（ｂ）は光走査装置１０４の上面図、図２Ｂ（ｃ）は図２Ｂ（ｂ）におけるＡ−Ａ’の断面図、図２（ｄ）は主要な光学部品の構成を示した斜視図である。図２Ａ（ａ）に示すように、光学箱２０１には後述する光学ユニット２００が取り付けられている。光学箱２０１の内部には、レーザ光が感光ドラム上を所定の方向に走査するように光学ユニットから出射されたレーザ光を偏向する偏向手段であるところの回転多面鏡２０２が備えられている。回転多面鏡２０２は図２Ｂ（ｃ）に示すモータ２０３によって回転駆動される。回転多面鏡２０２によって偏向されたレーザ光は第１のｆθレンズ２０４（第１のレンズ）に入射する。第１のｆθレンズ２０４は、レーザ光が入射する入射面側に設けられた位置決め部２１９によって位置決めされている。第１のｆθレンズ２０４を通過したレーザ光は、反射ミラー２０５、反射ミラー２０６（図２Ｂ（ｃ）、（ｄ）参照）によって反射され、第２のｆθレンズ２０７に入射する。第２のｆθレンズ２０７を通過したレーザ光は反射ミラー２０８によって反射され、防塵ガラス４０９を通過して感光ドラム上に導かれる。回転多面鏡２０２によって等角速度で走査されるレーザ光は第１のｆθレンズ２０４と第２のｆθレンズ２０７により感光体上に結像し、かつ感光体上を等速度で走査する。

本実施例の光走査装置１０４は光ビーム分離手段であるビームスプリッター２１０を有する。ビームスプリッター２１０は、光学ユニット２００から出射され、回転多面鏡２０２に向かうレーザ光の光路上に配置されている。本実施例において、ビームスプリッター２１０は光学ユニット２００と回転多面鏡２０２との間に配置されている。ビームスプリッター２１０に入射したレーザ光は透過光である第１のレーザ光（第１の光ビーム）と反射光である第２のレーザ光（第２の光ビーム）とに分離される。

図６（ａ）はビームスプリッター２１０が配置された部分の拡大斜視図、図６（ｂ）はその上面図である。図６（ｂ）に示すように、ビームスプリッター２１０は入射面２１０ａと出射面２１０ｂを有しており、入射面２１０ａには一定の反射率（透過率）となるようコーティング（膜）が形成されている。出射面２１０ｂは内面反射が発生しても、内面反射されたレーザ光が入射面２１０ａで反射された第２のレーザ光とは異なる方向に導かれるように入射面２１０ａに対しわずかな角度差を有している。即ち、入射面２１０ａと出射面２１０ｂは平行ではない。また、ビームスプリッター２１０の入射面２１０ａで反射された第２のレーザ光は光学ユニット２００から出射されて回転多面鏡２０２に向かうレーザ光の光束に関して第１のｆθレンズ２０４と反対側に導かれる。

第１のレーザ光は回転多面鏡２０２によって偏向され、上述の如く感光ドラムに導かれる。第２のレーザ光は、図２Ａ（ａ）に示す集光レンズ２１５（第２のレンズ）を通過した後、光学センサ（受光部）であるフォトダイオード２１１（以下、ＰＤ２１１）に入射する。光学箱２０１の側壁には開口が設けられており、集光レンズ２１５は、ＰＤ２１１とビームスプリッター２１０とを結ぶ線分上に配置される。ＰＤ２１１は、この開口に光学箱２０１の外側から取り付けられている。集光レンズ２１５を通過した第２のレーザ光は開口を通過してＰＤ２１１に入射する。光走査装置１０４の小型化、及びコストを抑制するために第２のレーザ光の光路上には反射ミラーが配置されていない。ＰＤ２１１は、受光光量に応じた検知信号を出力し、出力された検知信号に基づいて後述する自動光量制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＰＣ）が行われる。なお、ＰＤ２１１は、光学箱２０１の内部に設けられていても良い。

また、本実施例の光走査装置１０４は、感光ドラム上において画像データに基づくレーザ光の出射タイミングを決定するための同期信号を生成するＢｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ２１２（以下、ＢＤ２１２とする。）を備える。図２Ｂ（ｄ）に示すように、回転多面鏡２０２によって偏向されたレーザ光（第１のレーザ光）は、第１のｆθレンズ２０４を通過し、反射ミラー２０５、反射ミラー２１４によって反射され、ＢＤ２１２に入射する。

光学箱２０１は上下に開放面を備える形状であるため、図２Ｂ（ｃ）に示すように、光学箱２０１は、上フタ２１７と下フタ２１８が取り付けられて内部が密閉される。

図３は、光走査装置１０４の筐体に取り付けられる光学ユニット２００の分解斜視図である。図３（ａ）は後述するレンズ鏡筒側から見た斜視図であり、図３（ｂ）は後述する基板側から見た斜視図である。

光学ユニット２００は、レーザ光（光ビーム）を出射する光源であるところの半導体レーザ３０２（例えば、垂直共振器型面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ））及び半導体レーザ３０２を駆動するための電気基板３０３（以下、基板３０３とする。）を備える。以下では、半導体レーザ３０２をＶＣＳＥＬ３０２として説明する。図３（ａ）に示すように、ＶＣＳＥＬ３０２は基板３０３に実装されている。

レーザホルダ３０１は鏡筒部３０４を備え、鏡筒部３０４の先端にはコリメータレンズ３０５が取り付けられている。コリメータレンズ３０５は、ＶＣＳＥＬ３０２から出射されるレーザ光（発散光）を平行光に変換する。コリメータレンズ３０５は、光走査装置１０４の組み立て時に特定の治具でＶＣＳＥＬ３０２から出射されるレーザ光の照射位置やピントを検出しながら、レーザホルダ３０１への設置位置が調整される。コリメータレンズ３０５の設置位置が決定されると、コリメータレンズ３０５と鏡筒部３０４との間に塗布された紫外線硬化型の接着剤に紫外線を照射することでコリメータレンズ３０５はレーザホルダ３０１に接着固定される。ＶＣＳＥＬ３０２は基板３０３に電気的に接続されており、基板３０３から供給される駆動信号によってＶＣＳＥＬ３０２はレーザ光を出射する。

次に、ＶＣＳＥＬ３０２が実装された基板３０３をレーザホルダ３０１に固定する方法について説明する。図３において基板３０３をレーザホルダ３０１へ固定するための基板支持部材３０７は、弾性を有する材質でできている。図３（ａ）に示すように基板支持部材３０７は、ビス３０９に螺合する３箇所のビス穴（固定部）、ビス３０８を通過させる３箇所の開口を備える。ビス３０９は、基板３０３に設けられた穴を通過して基板支持部材３０７に設けられたビス穴に螺合する。また、ビス３０８は、基板支持部材３０７の開口を通過してレーザホルダ３０１に設けられたビス穴に螺合する。

光学ユニットを組み立てる際に、まず、基板支持部材３０７をビス３０８でレーザホルダ３０１に固定する。次にレーザホルダ３０１に設けられた３箇所の突き当て部３０１ａ（図３（ｂ）参照）に基板３０３に実装されたＶＣＳＥＬ３０２を押しつける。基板支持部材３０７と基板３０３との間にはすき間が存在する。次に、ビス３０９を締結することにより基板支持部材３０７がレーザホルダ３０１側を凸とする弓形に弾性変形する。その復元力によって基板３０３が突き当て部３０１ａに押し付けられて、ＶＣＳＥＬ３０２がレーザホルダ３０１に固定される。

図４は、本実施例の画像形成装置の制御ブロック図である。なお、本実施例における各色の画像形成部における構成要素は同一のものであるため、以下では、画像形成部１０１Ｙの制御ブロック図を例に説明する。

ＣＰＵ４０１はメモリ４０２に記憶された制御プログラムに基づいて各要素に所定の制御を実行させる制御部である。図５に示すプロセスユニットは、感光ドラムを駆動する駆動部、帯電装置１０３Ｙ、現像装置１０５Ｙ、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、駆動ローラ１０８、一次転写装置１１１Ｙを総称したものであり、その詳細な制御については説明を省略する。また、ＣＰＵ４０１は、２次転写装置１１２、記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１３を制御するが、詳細な制御については説明を省略する。

メモリ４０２には、制御プログラムの他、ＡＰＣを実行する際に用いる参照値データ、各発光素子の出射タイミングを規定するタイミングデータが記憶されている。ＣＰＵ４０１は、同期信号よりも高周波数のクロック信号を生成する水晶発振器などのクロック信号生成部とクロック信号をカウントするカウンタを内蔵している。

ＣＰＵ４０１には、ＢＤ２１２から出力される同期信号が入力される。また、ＣＰＵ４０１には、ＰＤ２１１から出力される検知信号が入力される。ＣＰＵ４０１は、同期信号に基づいてレーザドライバ４０３に制御信号を送信し、レーザドライバ４０３は制御信号に基づいてＶＣＳＥＬ３０２に駆動信号を送信する。

以下、図５を用いて本実施例においてレーザ光が１走査される１走査周期内に行われる制御について説明する。

図５において、（１）はＢＤ２１２からの同期信号（ＢＤ信号）を示し、（２）はＶＣＳＥＬ３０２の複数の発光素子のうちのレーザドライバ４０３から発光素子Ａに送信される駆動信号を示し、（３）はＶＣＳＥＬ３０２の複数の発光素子のうちのレーザドライバ４０３から発光素子Ｂに送信される駆動信号を示している。なお、説明を簡易にするために、発光素子Ａ及びＢのみを示しているが、発光素子数は３つ以上であっても良い。

図５の（２）に示すように、レーザドライバ４０３は、同期信号を生成するために、発光素子Ａからの光ビームがＢＤ２１２に入射するタイミングに合わせて発光素子Ａに駆動信号を送信する。その駆動信号に応じて発光素子Ａからはレーザ光が出射され、そのレーザ光を受光したＢＤ２１２は同期信号を生成する。

ＣＰＵ４０１は、同期信号の生成タイミングに基づいて主走査方向の露光開始位置（画像形成開始位置）を決定する。ＣＰＵ４０１は、同期信号が生成されたことに応じてカウントされるカウント値が各発光素子に対応して設定された第１の所定値（上記タイミングデータのうちのひとつ）になったことに応じて画像データに基づくレーザ光の出射をレーザドライバ４０３に開始させる。即ち、図５の（２）（３）に示すように、ＣＰＵ４０１は、同期信号が生成されてから第１の所定値に対応する所定時間Ｔ１１、Ｔ１２（ｓｅｃ）後に感光ドラム上にトナー像を形成するためのレーザ光の出射をレーザドライバ４０３に開始させる。その後、図５の（２）（３）の潜像形成期間において画像データに基づくレーザ光が発光素子Ａ及びＢからそれぞれ出射される。なお、本実施例の光走査装置は、発光素子Ａから出射されたレーザ光の結像位置と発光素子Ｂから出射されたレーザ光の結像位置がレーザ光が感光体を走査する走査方向（主走査方向）においてずれている。そのため、同期信号が生成されてから発光素子Ａが画像データに基づくレーザ光を出射するまでの時間をＴ１１とし、Ｔ１１から（Ｔ１１―Ｔ１２）遅れて発光素子Ｂがレーザ光を出射するように設計されている。

ＣＰＵ４０１は、同期信号が生成されたことに応じてカウンタのカウント値をリセットし、かつカウントを開始する。そして、ＣＰＵ４０１は、カウンタのカウント値が各発光素子に対応して設定された第２の所定値（上記タイミングデータのうちのひとつ）になったことに応じてＣＰＵ４０１は、ＶＣＳＥＬ３０２の各発光素子を個別に点灯させ、各発光素子から出射されたレーザ光を受光した受光結果に基づいて各発光素子のＡＰＣを実行する。即ち、図５に示すように、ＣＰＵ４０１は、同期信号が生成されてから第２の所定値に対応する所定時間Ｔ２１、Ｔ２２（ｓｅｃ）後にＡＰＣを実行する。ＡＰＣは、図５に示すＡＰＣ実行期間中に実行される。

なお、上記の各発光素子に対応して設定された第１の所定値及び第２の所定値は、回転多面鏡の回転速度を考慮して回転多面鏡に走査されたレーザ光がＢＤ２１２、ＰＤ２１１に入射するタイミングに基づいて設定される。

ＣＰＵ４０１は、ＰＤ２１１から出力される検知信号の電圧と目標光量に対応する参照電圧（メモリ４０２に記憶された参照データに相当）とを比較し、電圧の差分に基づいて各発光素子に供給する駆動信号である駆動電流値を制御する。即ち、ＰＤ２１１から出力される検知信号の電圧が目標光量に対応する電圧よりも低い場合、発光素子に供給する駆動電流を増加させてレーザ光の光量を増大させる。一方、ＰＤ２１１から出力される検知信号の電圧が目標光量に対応する電圧よりも高い場合、レーザドライバ４０３から発光素子に供給する電流を減少させてレーザ光の光量を低下させる。

続いて、本実施例における光走査装置の特徴について図２Ｂ（ｃ）及び図６を用いて説明する。回転多面鏡２０２が回転するとモータ２０３が発熱する。回転多面鏡２０２が回転すると、回転多面鏡２０２の半径方向外側に向かって気流が発生する。この熱を帯びた気流が集光レンズ２１５及びＰＤ２１１に直接あたると、集光レンズ２１５の光学特性（屈折率等）や設置位置の変動、ＰＤ２１１の光電変換特性などが変化する。

集光レンズ２１５の光学特性や設置位置が変動して第２のレーザ光の光路が変化すると、レーザ光がＰＤ２１１の受光面から逸れてしまう。ＰＤ２１１の受光面に確実にレーザ光が結像するように受光面の面積が広いＰＤ２１１を用いると、コストが高くなってしまう。また、ＰＤ２１１の受光面からレーザ光が逸れた場合、ＶＣＳＥＬ３０２の発光素子から出射されるレーザ光の光量が適正であっても、ＰＤ２１１に入射する第２のレーザ光の光量が少なくなるため、ＣＰＵ４０１は、ＶＣＳＥＬ３０２の発光素子の光量を上げるように制御してしまう。また、ＰＤ２１１の温度が上昇すると、ＰＤ２１１の内部抵抗値が変動してＰＤ２１１からＣＰＵ４０１への出力値が真の値からずれてしまうおそれがある。

そこで、図６（ａ）に示すように、光学箱２０１には回転多面鏡２０２が配置された領域と集光レンズ２１５が配置された領域との間に光学箱２０１の底面から立設する壁２１６が設けられている。壁２１６は、光学箱２０１の成型時に一体的に形成された部材である。壁２１６は、光学箱２０１の外壁（側壁）から光学箱２０１の内部に向かって延びており、回転多面鏡２０２とモータ２０３が配置された領域Ａと集光レンズ２１５とＰＤ２１１（側壁の開口）が配置された領域Ｂとの間に立設する。図２Ｂ（ｃ）に示すように、壁２１６の上端の位置（光学箱２０１の底面からの壁２１６の高さ）は回転多面鏡２０２の複数の反射面の上端よりも高くなっている。即ち、光学箱２０１の底面から立設する壁２１６は回転多面鏡２０２の反射面の少なくとも１つに対向する。壁２１６に対向する回転多面鏡２０２の反射面は、回転多面鏡２０２の回転位相によって異なる。さらに、壁２１６の上端は集光レンズ２１５の上端（光学箱２０１の底面からの集光レンズの高さ）よりも高くなっている。また、ビームスプリッター２１０の上端（光学箱２０１の底面からのビームスプリッターの高さ）も回転多面鏡２０２の複数の反射面の位置よりも高くなっている。これにより回転多面鏡２０２が回転することで発生する熱を帯びた気流が集光レンズ２１５およびＰＤ２１１に直接あたることを防止することができる。なお、上記高さの基準となる「光学箱の底面」とは、図２Ｂ（ｃ）の２０１ａの面である。さらに、壁２１６は底面から立設しているため、光学箱２０１を補強する補強部（補強リブ）としての役割も果たす。なお、壁２１６は、光学箱２０１と別体の部材であってもよい。

また、光学箱２０１の底面に平行な方向において、ビームスプリッター２１０は壁２１６に隣接した位置に配置され、ビームスプリッター２１０の一端と壁２１６の端部とが互いに光学箱２０１の高さ方向において接触している。これによって、壁２１６とビームスプリッター２１０とは、回転多面鏡２０２が配置された領域と集光レンズ２１５及びＰＤ２１１が配置された領域とを分離し、壁２１６とビームスプリッター２１０とによって上記気流を遮蔽することができ、熱を帯びた気流が集光レンズ２１５及びＰＤ２１１に及ぼす影響を低減することができる。さらに、光学箱２０１の底面に平行な方向において、図６（ｂ）に示すようにビームスプリッター２１０の他端とｆθレンズ２０４の位置決め部２１９とが互いに光学箱２０１の高さ方向において接触しており、回転多面鏡２０２の複数の反射面の高さの位置において、領域Ａと領域Ｂとが隔絶されている。

図７を用いて壁２１６の効果について説明する。図７は、回転多面鏡２０２を連続して回転させたときの領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの温度変動を示している。縦軸が温度（℃）を示し、横軸が時間（分）を示している。領域Ｃは、回転多面鏡２０２からの気流が直接当たる第１のｆθレンズ２０４上の点であり、比較対象のために記載している。点線で示す領域Ｃの温度変動に比べて、壁２１６の存在によって一点鎖線で示す領域Ｂの温度が低く抑えられていることがわかる。

前述の実施例では光学箱２０１の壁２１６は外壁からビームスプリッター２１０の端面までの範囲において集光レンズ２１５より高く設定されており、ビームスプリッター２１０の部分は高さは壁２１６より低い構成であるが、図８に示すように、壁２１６ｂにビームスプリッター２１０が取り付けられる開口部（不図示）を設け、壁２１６ｂをｆθレンズ２０４の位置決め部２１９に連結するようにしても良い。つまり、壁２１６ｂが光学箱２０１の側壁と位置決め部２１９とを連結する連結部としても良い。この場合、ビームスプリッター２１０の上側にも壁２１６ｂが設けられることになる。

なお、壁２１６、２１６ｂを上フタ２１７に接するようにすればさらに領域Ｂの温度上昇を抑えることができる。このとき発熱源であるモータ２０３の周囲を完全に囲んでしまうと熱がこもってしまい偏昇温により光学箱２０１が変形する恐れがある。そのため光学箱２０１の回転多面鏡２０２に関してビームスプリッター２１０と反対側部分や第１のｆθレンズ２０４の上部は上フタ２１７との間に適度の空間を確保しておくことが望ましい。

また、本実施例では、回転多面鏡２０２と集光レンズ２１５との間に壁２１６を設けているのに対して、回移転多面鏡２０２と第１のｆθレンズ２０４との間に壁を設けていない。壁２１６によって集光レンズ２１５が配置された領域Ｂに熱風が流れない。そのため、回転多面鏡２０２の温度が上昇し、光学箱２０１の領域Ａの部分が変形してしまう。それに対して、本実施例の光走査装置１０４は、回移転多面鏡２０２と第１のｆθレンズ２０４との間を開放することによって、回転多面鏡２０２の回転によって生じる熱風を第１のｆθレンズ２０４側に流れるように構成している。

以上で説明したように、回転多面鏡２０２及びモータが配置された領域とレンズが配置された領域との間に壁２１６または２１６ｂを設けることによって熱風が集光レンズ２１５に直接当たることを防止することができる。これにより、連続画像形成中であってもＡＰＣを実行することができる。

２０１ 光学箱
２０２ 回転多面鏡
２１１ フォトダイオード
２１５ 集光レンズ
２１６ 壁

Claims (16)

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第１の光ビームと第２の光ビームとに分離するビームスプリッターと、
   前記ビームスプリッターによって分離された前記第１の光ビームが感光体上を走査するように前記第１の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡を回転駆動するモータと、
   前記回転多面鏡によって偏向された前記第１の光ビームを前記感光体に導く第１のレンズと、
   前記ビームスプリッターによって反射された第２の光ビームを受光する光学センサと、
   前記ビームスプリッターに入射する前記光ビームの光束に関して前記第１のレンズとは反対側であって、前記ビームスプリッターと前記光学センサとを結ぶ線分上に配置され、前記ビームスプリッターによって分離された前記第２の光ビームが入射し、入射した前記第２の光ビームを前記光学センサに集光させる第２のレンズと、
   前記ビームスプリッター、前記第１のレンズ、前記回転多面鏡、前記モータ、前記光学センサ、及び前記第２のレンズが配置される光学箱と、を備え、
   前記光学箱は、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第２のレンズが配置された領域との間に前記光学箱の底面から立設する壁を備え、前記光学箱の底面からの前記壁の高さは前記光学箱の底面から前記回転多面鏡までの高さよりも高いことを特徴とする光走査装置。
2. 前記壁は、前記回転多面鏡が回転することによって生じる気流が前記第２のレンズに直接あたることを抑制する部材であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記ビームスプリッターは前記光学箱の底面に取り付けられ、
   前記底面と平行な方向における前記ビームスプリッターは、前記壁に隣接した位置に配置され、かつ前記壁に接触し、前記壁及び前記ビームスプリッターは、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第２のレンズが配置された領域とを分離することを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
4. 前記光学箱は、前記回転多面鏡によって偏向された前記第１の光ビームが入射する前記第１のレンズの入射面側において前記光学箱から立設して前記第１のレンズを位置決めする位置決め部を備え、前記底面と平行な方向における前記ビームスプリッターの他端は、前記底面からの高さ方向において前記位置決め部に接触していることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記壁は前記光学箱の側壁から前記光学箱の内部に向かって延びる壁であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記壁は、前記光学箱の底面からの高さ方向において前記ビームスプリッターの上側に位置し、前記壁と前記位置決め部とを連結する連結部を備えることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
7. 前記光学センサが受光する前記第２の光ビームの光量に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の光走査装置。
8. 請求項１乃至６いずれか１項に記載の光走査装置と、
   前記感光体と、
   前記第１の光ビームによって露光されることで前記感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、
   前記感光体上に現像されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
   前記光学センサが受光する前記第２の光ビームの光量に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を制御する制御手段と、を備える画像形成装置。
9. 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第１の光ビームと第２の光ビームとに分離するビームスプリッターと、
   前記ビームスプリッターによって分離された前記第１の光ビームが感光体上を走査するように前記第１の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡を回転駆動するモータと、
   前記回転多面鏡によって偏向された前記第１の光ビームを前記感光体に導く第１のレンズと、
   前記ビームスプリッターによって反射された第２の光ビームが入射する光学センサと、
   前記光源から出射されて前記ビームスプリッターに入射する前記光ビームの光束に関して前記第１のレンズとは反対側であって、前記ビームスプリッターと前記光学センサとを結ぶ線分上に配置され、前記ビームスプリッターによって分離された前記第２の光ビームが入射し、入射した前記第２の光ビームを前記光学センサに集光させる第２のレンズと、
   前記ビームスプリッター、前記第１のレンズ、前記回転多面鏡、前記モータ、前記光学センサ、及び前記第２のレンズが配置される光学箱と、を備え、
   前記光学箱は、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第２のレンズが配置された領域との間の前記光学箱の底面から立設し、前記回転多面鏡の反射面に対向する壁を備えることを特徴とする光走査装置。
10. 前記壁は、前記回転多面鏡が回転することによって生じる気流が前記第２のレンズに直接あたることを抑制する部材であることを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
11. 前記ビームスプリッターは前記光学箱の底面に取り付けられ、
    前記底面と平行な方向における前記ビームスプリッターは、前記壁に隣接した位置に配置され、かつ前記壁に接触しており、
    前記壁及び前記ビームスプリッターは、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第２のレンズが配置された領域とを分離することを特徴とする請求項９または１０に記載の光走査装置。
12. 前記光学箱は、前記回転多面鏡によって偏向された前記第１の光ビームが入射する前記第１のレンズの入射面側において前記光学箱から立設して前記第１のレンズを位置決めする位置決め部を備え、前記底面と平行な方向における前記ビームスプリッターの他端は、前記底面からの高さ方向において前記位置決め部に接触していることを特徴とする請求項１１に記載の光走査装置。
13. 前記壁は前記光学箱の側壁から前記光学箱の内部に向かって延びる壁であることを特徴とする請求項９乃至１２いずれか１項に記載の光走査装置。
14. 前記壁は、前記光学箱の底面からの高さ方向において前記ビームスプリッターの上側に位置し、前記壁と前記位置決め部とを連結する連結部を備えることを特徴とする請求項１２に記載の光走査装置。
15. 前記光学センサが受光する前記第２の光ビームの光量に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項９乃至１４いずれか１項に記載の光走査装置。
16. 請求項９乃至１４いずれか１項に記載の光走査装置と、
    前記感光体と、
    前記第１の光ビームによって露光されることで前記感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像する現像装置と、
    前記感光体上に現像されたトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と、
    前記光学センサが受光する前記第２の光ビームの光量に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。