JP2015141388A - 光走査装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源がシングル方式、又はマルチ方式のいずれであっても簡易な構成により周辺光量比を低く抑える。【解決手段】レーザー光源１１から照射されたレーザー光Ｌを予め定められた方向に走査させるポリゴンミラー１５などと、レーザー光源１１及びポリゴンミラー１５などを収容し、偏向された前記レーザー光Ｌの光路に対応する部分に貫通孔３３２が設けられたハウジング３３１と、貫通孔３３２を塞ぐようにハウジング３３１に取り付けられ、レーザー光が透過する防塵ガラス板１８と、ハウジング３３１に設けられ、走査される前記レーザー光Ｌの光路面とのなす角を予め定められた複数の角度のいずれかで防塵ガラス板１８を取付可能な複数の平板取付部３３２Ａ、３３２Ｂとを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、光源から照射されたレーザー光を予め定められた方向に走査させる光走査装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置として、コピー機、プリンター、及び複合機等が広く用いられている。これらの画像形成装置には、画像を形成するためにレーザー光を感光体ドラム上に走査する光走査装置が備えられている。この光走査装置のハウジング（筐体）内部には、一般に、光源から出射されたレーザー光を偏向走査する光偏向器と、該光偏向器で反射されたレーザー光が透過する走査レンズと、レーザー光を外部に導出する部分に配設された防塵ガラス板（平板部材）が収容されている。

光走査装置の光源として、１つの発光点を有するシングル方式と複数の発光点を有するマルチ方式とがある。シングル方式では、１つの発光点を有するレーザーダイオードが用いられる。一般に、レーザー光をアパーチャーに対して効率的に通過させるため、シングル方式の光源は、前記発光点から出射されるレーザー光の偏光方向が走査方向に対して略垂直になるように配置される。

一方、マルチ方式では、複数の発光点を有するモノリシックマルチビームレーザーダイオードが用いられる。マルチ方式の光源は、複数のレーザー光を走査することにより高速、高解像度の画像を形成することができるため、写真印刷などに好適である。マルチ方式の光源は、複数の発光点を光軸と平行な軸周りに回転させて副走査方向のビームピッチが最適化された状態で配置されるため、複数の発光点から出射されるレーザー光の偏光方向が走査方向に対して略平行になるように配置されている。

ところで、レーザー光が前記ハウジングの防塵ガラス板を透過する際に、空気と防塵ガラス板との境界面でレーザー光の一部が反射する。前記境界面でのレーザー光の反射率は、偏光状態、屈折率等が分かっていれば、フレネルの式により算出することができる。フレネルの式によると、屈折率が異なる媒体の境界面に入射した光の反射率は、前記境界面への光の入射角によって異なる。また、光の反射率は、ｐ偏光成分とｓ偏光成分とによっても異なる。前記境界面への光の入射角によって光の反射率が異なる。換言すれば、光の透過率が異なるため、感光体ドラム上での光強度が１ラインの走査内で異なってしまう。より詳しくは、偏向器の回転角度によって走査レンズや防塵ガラス板へのレーザー光の入射角が異なるため、像高端部と像高中央部とでビームスポットの光強度が異なってしまう。このような１ラインの走査内で生じるビームスポットの光強度のばらつきの度合いを周辺光量比という。周辺光量比が大きいと、形成される画像に「濃度むら」が生じやすくなる。

そこで、周辺光量比を低くする方法が、特許文献１乃至特許文献３に開示されている。具体的には、特許文献１に記載された高密度走査装置では、光路中に光軸と異なる角度の軸を中心として回動可能な透明平板を設けることによって、面倒れを補正する構成が開示されている。特許文献２に記載された光書込装置では、走査されるレーザー光に対して主走査断面内の透明部材の角度を調整することによって、感光体の露光感度分布とレーザー光の光量分布とを打ち消し合う構成が開示されている。また、特許文献３に記載された光走査光学系では、光源の姿勢を調整して、光源から出射されるレーザー光の直線偏光の方向を副走査方向に対して光軸周りに傾けることにより周辺光量比を低くする構成が開示されている。

特開平０３−５４５１６号公報 特開平１０−５８７３８号公報 特開平１１−３２６８０７号公報

しかしながら、前掲の特許文献１の高密度走査装置及び前掲の特許文献２の光書込装置では、新たな透明部材が必要であり、製品コストが高くなるという問題がある。また、前掲の特許文献３の光走査光学系では、光源の姿勢を調整することで周辺光量比を低減しているが、光源としてマルチ方式を採用した場合には、前述したように、複数の発光点を光軸と平行な軸周りに回転させることにより副走査方向のビームピッチを調整しているので、周辺光量比を低減させるためだけに光源の姿勢を自由に調整することはできない。

従って、本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シングル方式、マルチ方式の何れの方式の光源を採用した場合であっても周辺光量比を低く抑えることができる、簡易な構成の光走査装置、及び前記光走査装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る光走査装置は、光偏向器、筐体、平板部材、及び複数の平板取付部を備える。前記光偏向器は、光源から出射されたレーザー光を走査させる。前記筐体は、前記光偏向器により走査される前記レーザー光の光路に対応する部分に設けられ、内外に貫通する貫通孔を有する。前記平板部材は、前記貫通孔を塞ぐように前記筐体に取り付けられ、前記レーザー光が透過する。前記複数の平板取付部は、前記筐体に設けられ、走査される前記レーザー光の光路面とのなす角を予め定められた複数の角度のいずれかで前記平板部材を取付可能である。

この構成によれば、複数の角度で前記平板部材を前記筐体に取り付けることが可能であるため、シングル方式、マルチ方式の何れの方式の光源を採用した場合であっても周辺光量比を低く抑え得る。

また、本発明は、前記光走査装置を備えた画像形成装置の発明として捉えてもよい。

本発明によれば、簡易な構成の光走査装置において、シングル方式、マルチ方式の何れの方式の光源を採用した場合であっても周辺光量比を低く抑えることができる。

本発明の実施形態に係る複合機の概略構成を示す概略構成図。 本発明の実施形態に係る光走査装置の構成を示す断面図。 本発明の実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す模式図。 図２における防塵ガラス板の取付部周辺の部分拡大図。 境界面におけるレーザー光の反射及び透過を説明する図。 防塵ガラスの主走査方向の傾き角度と像高の関係を示す図。 防塵ガラス板の副走査方向の傾き角度と周辺光量比との関係を示す図。 レーザー光の周辺光量比と像高との関係を示す図。 防塵ガラス板の取付部の他の実施例を示す部分拡大図。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜複合機１００の概略構成＞
まず、図１を参照しつつ、本発明の実施形態の複合機１００（本発明の画像形成装置の一例）の概略構成について説明する。なお、図１（Ａ）は、前記複合機１００の模式断面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ矢視図である。

前記複合機１００は、画像読取部１、ＡＤＦ（automatic document feeder）２、画像形成部３、給紙部４、制御部５、及び操作表示部６等を備えた画像形成装置である。前記操作表示部６は、前記制御部５からの制御指示に従って各種の情報を表示し、ユーザー操作に応じて前記制御部５に各種の情報を入力するタッチパネル等である。なお、前記複合機１００は、本発明の画像形成装置の一例に過ぎない。例えば、本発明は、プリンター、ファクシミリ装置、及びコピー機等の画像形成装置であってもよい。

前記画像読取部１は、原稿カバー５０、コンタクトガラス５１、読取ユニット５２、ミラー５３、５４、光学レンズ５５、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）５６等を備えた画像読取手段である。前記コンタクトガラス５１は、前記画像読取部１の上面に設けられており、前記複合機１００の画像読取対象となる原稿Ｐが載置される透明な原稿載置台である。前記原稿カバー５０は、必要に応じて前記コンタクトガラス５１を覆うものである。そして、前記画像読取部１は、前記制御部５の制御により前記ＡＤＦ２によって搬送中の原稿Ｐの画像データーを読み取る。また、前記画像読取部１は、前記制御部５により制御されることによって、前記コンタクトガラス５１上に載置された原稿Ｐの読取面を前記読取ユニット５２に走査させて、原稿Ｐの画像データーを読み取る。

前記読取ユニット５２は、ＬＥＤ光源５２１及びミラー５２２を備えている。前記ＬＥＤ光源５２１により原稿Ｐに光が照射されると、原稿Ｐからの反射光が前記ミラー５２２、５３、５４により前記光学レンズ５５に導かれる。前記光学レンズ５５は、入射した光を集光して前記ＣＣＤ５６に入射させる。前記ＣＣＤ５６は、前記ＬＥＤ光源５２１から光が出射され原稿Ｐで反射した光に基づいて原稿Ｐの画像データーを読み取る。前記ＣＣＤ５６で読み取られた画像データーは前記制御部５に入力されて、画像データーが読み取られる。

前記ＡＤＦ２は、前記原稿カバー５０に設けられている。前記ＡＤＦ２は、原稿セット部２１、複数の搬送ローラー２２、原稿押さえ２３、及び排紙部２４等を備えた自動原稿送り装置である。

前記ＡＤＦ２は、前記搬送ローラー２２各々を不図示のステッピングモーターで駆動させることにより、前記原稿セット部２１にセットされた原稿Ｐを前記コンタクトガラス５１上の読取位置５２Ａを通過させて前記排紙部２４まで搬送させる。この際に、前記画像読取部１により前記読取位置５２Ａを通過する原稿Ｐから画像データーが読み取られる。

前記画像形成部３は、前記画像読取部１で読み取られた画像データー、又は外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データーに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。

前記画像形成部３は、感光体ドラム３１、帯電装置３２、ＬＳＵ（Laser Scanning Unit）３３（本発明の光走査装置の一例）、現像装置３４、転写ローラー３５、除電装置３６、定着ローラー３７、及び加圧ローラー３８等を備えている。そして、前記画像形成部３では、前記給紙部４により搬送される用紙Ｓに以下の手順で画像が形成され、画像形成後の用紙Ｓは排紙トレイ４１に排紙される。用紙Ｓが搬送される搬送路の上側に前記感光体ドラム３１が配置されており、前記感光体ドラム３１の外周を囲むように前記帯電装置３２、前記現像装置３４、前記転写ローラー３５、及び前記除電装置３６が配置されている。前記転写ローラー３５は、前記感光体ドラム３１の下側に配置されており、前記搬送路を挟んで前記感光体ドラム３１に対向するように設けられている。また、前記感光体ドラム３１の斜め上方向に前記ＬＳＵ３３が配置されている。前記ＬＳＵ３３は、前記帯電装置３２と前記現像装置３４との間から前記感光体ドラム３１の表面に対して、斜め下方へレーザー光Ｌを照射して、前記感光体ドラム３１の表面上を前記レーザー光Ｌで走査する。

具体的には、まず、前記帯電装置３２により前記感光体ドラム３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、前記ＬＳＵ３３により前記感光体ドラム３１の表面は、画像データーに基づいて前記レーザー光Ｌが走査される。これにより、前記レーザー光Ｌが照射された部分の電荷が除去されて、前記感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。そして、前記感光体ドラム３１上の静電潜像は前記現像装置３４によりトナー像として現像（可視像化）される。続いて、前記感光体ドラム３１に形成されたトナー像は前記転写ローラー３５により用紙Ｓに転写される。その後、用紙Ｓに転写されたトナー像は、その用紙Ｓが前記定着ローラー３７及び前記加圧ローラー３８の間を通過して排出される際に前記定着ローラー３７で加熱されて用紙Ｓに溶融定着する。なお、前記感光体ドラム３１の電位は前記除電装置３６で除電される。

＜ＬＳＵ３３の概略構成＞
次に、図２乃至図４を参照しつつ、前記ＬＳＵ３３の概略構成について説明する。ここに、図２は、前記ＬＳＵ３３の構成を示す断面図である。図３は、前記ＬＳＵ３３の概略構成を示す模式図である。図４は、図２における防塵ガラス板１８の取付部周辺の部分拡大図である。

図２及び図３に示されるように、前記ＬＳＵ３３は、レーザー光源１１、カップリングレンズ１２、アパーチャー（aperture）１３、シリンドリカルレンズ１４、ポリゴンミラー１５、ｆθレンズ１６、折り返しミラー１７、及びハウジング３３１（本発明の筐体の一例）などを備えている。また、前記ＬＳＵ３３は、前記ハウジング３３１に設けられた貫通孔３３２を塞ぐように取り付けられた前記防塵ガラス板１８（本発明の平板部材の一例）を備えている。なお、前記レーザー光源１１は、本発明の光源の一例であり、前記ポリゴンミラー１５は本発明の光偏向器の一例である。前記カップリングレンズ１２、前記アパーチャー（aperture）１３、前記シリンドリカルレンズ１４、前記ポリゴンミラー１５、前記ｆθレンズ１６、及び前記折り返しミラー１７は本発明の光学素子の一例である。

前記レーザー光源１１としては、シングル方式と、マルチ方式とを適用することができる。シングル方式は、１つの発光点により前記レーザー光Ｌを出射する。マルチ方式は、予め定められた方向に配置された複数の発光点を有し、複数の前記レーザー光Ｌを出射する。

シングル方式では、１つの発光点を有するレーザーダイオードが用いられる。シングル方式の光源は、前記発光点から出射される前記レーザー光Ｌの偏光方向が主走査方向３１Ａに対して略垂直になるように配置される。このようにシングル方式の光源から出射されたレーザー光は、ポリゴンミラー１５の反射面への入射時の偏光状態がｓ偏光となる。

一方、マルチ方式では、複数の発光点を有するモノシリックマルチビームレーザーダイオードが用いられる。マルチ方式の光源は、複数の発光点を光軸と平行な軸周りに回転させて副走査方向のビームピッチが所望のビームピッチになるように設定されており、複数の発光点から出射される前記レーザー光Ｌの偏光方向が前記主走査方向３１Ａに対して略平行になるように配置される。このようにマルチ方式の光源から出射されたレーザー光は、ポリゴンミラー１５の反射面への入射時の偏光状態が略ｐ偏光となる。なお、ここで前記主走査方向３１Ａとは、図３に示されるように、後述する前記ポリゴンミラー１５による前記レーザー光Ｌの走査方向（図３における上下方向）である。また、前記主走査方向３１Ａに直交し、前記感光体ドラム３１が回転される方向が副走査方向（図３における紙面垂直方向）である。

前記カップリングレンズ１２は、前記レーザー光源１１から照射された前記レーザー光Ｌを略平行化する。前記アパーチャー１３は、前記カップリングレンズ１２により略平行光にされた前記レーザー光Ｌの周辺光束領域を遮断して前記レーザー光Ｌを整形する。前記シリンドリカルレンズ１４は、前記アパーチャー１３により整形された前記レーザー光Ｌを副走査方向に収束して、前記ポリゴンミラー１５の反射面近傍に前記主走査方向３１Ａに長い線状に結像する。

前記ポリゴンミラー１５は、駆動モーター１５Ａにより矢印Ｒ方向（図３参照）に回転駆動されることにより、前記レーザー光源１１から出射された前記レーザー光Ｌを予め定められた方向に反射（偏向）させて、前記感光体ドラム３１に対して前記主走査方向３１Ａに走査する。前記ポリゴンミラー１５は、前記レーザー光源１１から照射される前記レーザー光Ｌを反射させる６つの反射面を有する回転多面鏡である。前記ポリゴンミラー１５の鉛直下方に前記駆動モーター１５Ａが設けられている。前記駆動モーター１５Ａの出力軸に前記ポリゴンミラー１５が連結されている。これにより、前記駆動モーター１５Ａが前記制御部５により回転駆動されると、前記ポリゴンミラー１５が出力軸を中心軸として回転される。なお、図３に示される前記ポリゴンミラー１５は正六角形状であるが、もちろんその他の正多角形状であってもよい。

前記ｆθレンズ１６は、前記ポリゴンミラー１５により等角速度運動される前記レーザー光Ｌを等速度運動に変換して、前記感光体ドラム３１の表面上に結像させる。前記ＬＳＵ３３において、前記ｆθレンズ１６は非球面形状の複数のレンズ（レンズ１６Ａ、レンズ１６Ｂなど）から構成される組レンズである（図３参照）。但し、前記ｆθレンズ１６は、単体レンズであってもよい。

前記折り返しミラー１７は、前記レーザー光Ｌが前記ポリゴンミラー１５により走査される前記主走査方向３１Ａに沿って延びる長板状に形成されている。前記折り返しミラー１７は、前記ｆθレンズ１６により等速度運動に変換された前記レーザー光Ｌを反射して、前記感光体ドラム３１を照射する。

前記防塵ガラス板１８は、図４に示されるように、平行平板（平行部材）であり、前記貫通孔３３２を塞ぐように前記ハウジング３３１に取り付けられている。これにより、前記ハウジング３３１の外部から内部に塵埃が侵入することを防止することができる。つまり、前記ハウジング３３１の内部に侵入した塵埃により各光学素子が汚れることや、前記ＬＳＵ３３の光走査性能が劣化することを防止することができる。また、前記防塵ガラス板１８は前記レーザー光Ｌを透過する。詳しくは後述するが、前記防塵ガラス板１８は、前記レーザー光源１１がシングル方式であってもマルチ方式であっても同じものが使用されるが、前記ハウジング３３１に取り付けられる位置と角度とが異なる。

＜前記ハウジング３３１の概略構成＞
図２に示されるように、前記ハウジング３３１は、ハウジング本体３３１Ａと蓋体３３１Ｂとを有する。前記ハウジング本体３３１Ａは、上方に開放する有底の箱体である。前記蓋体３３１Ｂは、前記ハウジング本体３３１Ａの開放部を覆っている。前記カップリングレンズ１２、前記アパーチャー１３、前記シリンドリカルレンズ１４、前記ポリゴンミラー１５、前記ｆθレンズ１６、及び前記折り返しミラー１７などの光学素子は前記ハウジング本体３３１Ａの内部に収容されている。つまり、前記ハウジング本体３３１Ａは、前記光学素子を収容する。

また、前記ハウジング本体３３１Ａには、内外に貫通する前記貫通孔３３２が設けられている。前記貫通孔３３２は、前記レーザー光源１１から出射され前記ポリゴンミラー１５により走査された前記レーザー光Ｌの光路に対応する部分に設けられている。より詳細には、前記折り返しミラー１７によって反射された前記レーザー光Ｌが外部へ導出される位置に前記貫通孔３３２が設けられている。前記貫通孔３３２を塞ぐようにして前記防塵ガラス板１８が前記ハウジング本体３３１Ａに取り付けられる。これにより、前記ハウジング３３１の内部に塵埃が侵入することを防止することができる。

前記ハウジング本体３３１Ａには、前記防塵ガラス板１８を取付可能な第１取付部３３３Ａ及び第２取付部３３３Ｂが設けられている。前記第１取付部３３３Ａ及び前記第２取付部３３３Ｂは、前記ポリゴンミラー１５により走査される前記レーザー光Ｌの光路面とのなす角を予め定められた複数の角度のいずれかで前記防塵ガラス板１８を取り付けることができる取付座である。前記第１取付部３３３Ａ及び前記第２取付部３３３Ｂが、本発明の複数の平板取付部の一例である。なお、前記光路面とは、前記ポリゴンミラー１５により走査される前記レーザー光Ｌの光路が含まれる面である。

図４に示されるように、前記第１取付部３３３Ａは、予め定められた第１角度で前記防塵ガラス板１８を取付可能な取付座である。また、前記第２取付部３３３Ｂは、前記第１角度とは異なる第２角度で前記防塵ガラス板１８を取付可能な取付座である。なお、前記第１角度及び前記第２角度については、後述する。また、前記第１取付部３３３Ａは、前記貫通孔３３２における内部側の開口３３２Ａの周縁に設けられている。前記第２取付部３３３Ｂは、前記貫通孔３３２における外部側の開口３３２Ｂの周縁に設けられている。なお、前記第１取付部３３３Ａの取り付け位置と前記第２取付部３３３Ｂの取り付け位置とが逆でもかまわない。

また、前記第１取付部３３３Ａの位置と前記第２取付部３３３Ｂの位置は、前記貫通孔３３２における前記レーザー光Ｌの進行方向に離間している。換言すれば、前記第１取付部３３３Ａに取り付けられる前記防塵ガラス板１８が前記ハウジング３３１に接する箇所と、前記第２取付部３３３Ｂに取り付けられる前記防塵ガラス板１８が前記ハウジング３３１に接する箇所とは離間している。具体的には、前記第１取付部３３３Ａ及び前記第２取付部３３３Ｂは、前記ハウジング本体３３１Ａを金型により射出成型する場合に、前記第１取付部３３３Ａと前記第２取付部３３３Ｂとの間に介在する壁部が射出成型に耐えうる肉厚となるような位置関係に設けられている。そうして、前記第１取付部３３３Ａと前記第２取付部３３３Ｂとの間に介在する壁部の肉厚は、前記ハウジング本体３３１Ａの他の箇所の壁部の肉厚と略同じになっている。即ち、前記ハウジング本体３３１Ａの射出成形時に形成不良が起きないように、前記第１取付部３３３Ａと前記第２取付部３３３Ｂとの間に介在する壁部の肉厚と前記ハウジング本体３３１Ａの他の箇所の壁部の肉厚とが均一になるように設計されている。

さらに、前記第１取付部３３３Ａは、前記貫通孔３３２に到達するまでの前記レーザー光Ｌの前記光路面に対する角度が後述する第１角度であり、前記防塵ガラス板１８の周縁が当接される平坦面を有する。また、前記第２取付部３３３Ｂは、前記貫通孔３３２に到達するまでの前記レーザー光Ｌの前記光路面に対する角度が後述する第２角度であり、前記防塵ガラス板１８の周縁が当接される平坦面を有する。これにより、前記防塵ガラス板１８を接着剤や両面テープなどで前記第１取付部３３３Ａ又は前記第２取付部３３３Ｂに張り合わせた場合、前記防塵ガラス板１８の傾き角度が予め定められた第１角度又は第２角度になる。そのため、簡易な接着方法により前記防塵ガラス板１８の取付角度を第１角度又は第２角度にすることができる。

＜前記第１取付部３３３Ａ及び前記第２取付部３３３Ｂの取付角度＞
次に、図５〜８を参照しつつ、前記防塵ガラス板１８が装着される傾き角度について説明する。図５は、境界面Ｂにおける前記レーザー光Ｌの反射及び透過を説明する図である。図６は、前記防塵ガラス板１８の主走査方向の傾き角度と像高の関係を示す図である。図７は、前記防塵ガラス板１８の副走査方向の傾き角度と周辺光量比の関係を示す図である。図８は、前記レーザー光Ｌの周辺光量比と像高の関係を示す図である。

まず、前記境界面Ｂに前記レーザー光Ｌが斜めに入射した場合の反射率について説明する。ここで、図５に示されるように、媒質Ｍ１を通って媒質Ｍ２との前記境界面Ｂに入射する前記レーザー光Ｌを入射レーザー光Ｌｉ、前記入射レーザー光Ｌｉと前記境界面Ｂの法線Ｎとの角度を入射角Φｉ、前記境界面Ｂで反射した前記レーザー光Ｌを反射レーザー光Ｌｒ、前記反射レーザー光Ｌｒと前記法線Ｎとの角度を反射角Φｒ、前記境界面Ｂを前記媒質Ｍ２側へ透過した前記レーザー光Ｌを透過レーザー光Ｌｔ、前記透過レーザー光Ｌｔと前記法線Ｎとの角度を屈折角Φｔとする。また、前記媒質Ｍ１の屈折率と前記媒質Ｍ２の屈折率が異なるものとし、前記媒質Ｍ１の屈折率をｎ０（便宜上ｎ０＝１とする）、前記媒質Ｍ２の屈折率をｎ１とする。ここでは、ｆθレンズ１６などの光学素子の内部で光吸収はないと仮定し、「透過率＝１−反射率」の関係が成り立つものとする。

一般に、前記境界面Ｂに垂直で、前記入射レーザー光Ｌｉと前記反射レーザー光Ｌｒとを含む面を前記入射面Ｅとする場合、電場の振動方向が前記入射面Ｅに平行な光の成分（ｐ偏光成分）と、電場の振動方向が前記入射面Ｅに垂直な光の成分（ｓ偏光成分）との反射率が異なる。このような条件の下において、ｐ偏光成分の反射率Ｒｐは下記の式（１）により表すことができ、ｓ偏光成分の反射率Ｒｓは下記の式（２）により表すことができる。従って、前記レーザー光源１１から出射された前記レーザー光について、これらの式（１）及び式（２）を前記ＬＳＵ３３に配設された前記ポリゴンミラー１５、前記ｆθレンズ１６、前記折り返しミラー１７、及び前記防塵ガラス１８に対して適用する。これらは、前記ポリゴンミラー１５により偏向された以後の前記レーザー光Ｌの光路上に位置する前記光学素子である。このように、下記の式（１）及び式（２）を全ての前記光学素子でなく、少なくとも前記ポリゴンミラー１５により偏向された以後の前記レーザー光Ｌの光路上に位置する前記光学素子に適用すればよい。その理由は、周辺光量比を算出するためには、像高中央部と像高端部との光量比が分かればよく、前記ポリゴンミラー１５により偏向される前の前記レーザー光Ｌの光路上に位置する前記光学素子（ここでは、前記カップリングレンズ１２、前記アパーチャー１３、及び前記シリンドリカルレンズ１４）を通過する前記レーザー光Ｌの光量の正確な値を求める必要がないためである。

この適用により反射率Ｒｐ及び反射率Ｒｓを算出して得られた各算出率に基づいて、感光体ドラム３１における周辺光量比が最も小さくなるような前記防塵ガラス板１８への光ビームの入射角を定めることができる。なお、前記光路面は、前記入射面Ｅに対して垂直な面（図５における紙面垂直方向）である。

前記レーザー光源１１から出射されたレーザー光Ｌが、前記カップリングレンズ１２、前記アパーチャー１３、前記シリンドリカルレンズ１４、前記ポリゴンミラー１５、前記ｆθレンズ１６（ここでは、前記ｆθレンズ１６を単体レンズとする。）、前記折り返しミラー１７、及び前記防塵ガラス１８を透過する場合についてシミュレーションで求めた。なお、前記主走査方向３１Ａの入射角度は、シングル方式とマルチ方式とでは同じであり、前記ポリゴンミラー１５によって偏向される。図６に示されるように、前記ポリゴンミラー１５に入射される前記レーザー光Ｌは、前記ポリゴンミラー１５の回転によって、約６２°から約１３°の範囲内で偏向される。前記範囲内で偏向される前記レーザー光Ｌは、前記ｆθレンズ１６及び前記折り返しミラー１７の順に入射されてから、前記防塵ガラス１８に入射される。前記防塵ガラス１８に入射される前記レーザー光Ｌの入射角度は、中央から左右に約３７°の範囲内である。前記レーザー光Ｌがこの範囲で偏向されるときの前記感光体ドラム３１の表面の像高は、約±１２０ｍｍの範囲である。

シングル方式の光源の場合、前記レーザー光源１１の回転角度が０°、波長が６７０ｎｍである。前記防塵ガラス１８に入射するまでの前記光学素子の入射角や屈折率などの条件に基づくシミュレーション結果から前記防塵ガラス１８の第１角度を定める。前記ポリゴンミラー１５に入射する境界面での副走査方向の入射角Φｉは０°とし、前記ポリゴンミラー１５の屈折率は１とした。前記ｆθレンズ１６に入射する境界面での副走査方向の入射角Φｉは０°とし、前記ｆθレンズ１６の屈折率は１．５０７とした。前記折り返しミラー１７の屈折率は１とした。前記防塵ガラス板１８は、厚さ１．３５ｍｍのフロートガラス（青板ガラス）とし、その屈折率は１．５１０とした。この場合、前記防塵ガラス板１８の副走査方向の角度を変更することによって、反射率Ｒｐの値及び反射率Ｒｓの値から周辺光量比が最小になる角度を前記第１角度に定める。

次に、マルチ方式の光源の場合、前記レーザー光源１１の回転角度が８５．１°、波長が６７０ｎｍである。前記防塵ガラス１８に入射するまでの前記光学素子の入射角や屈折率などの条件に基づくシミュレーション結果から前記防塵ガラス１８の第２角度を定める。具体的な条件は、上記シングル方式と同じであるため、省略する。

図７には、上記式（１）及び式（２）を用いて、前記ＬＳＵ３３から前記感光体ドラム３１に照射される前記レーザー光Ｌの周辺光量比と前記防塵ガラス板１８との傾き角度の関係を求めたシミュレーション結果が示されている。図７において、実線曲線７０１は、シングル方式の光源を採用した場合の周辺光量比の特性グラフであり、破線曲線７０２はマルチ方式の光源を採用した場合の周辺光量比の特性グラフである。

図７に示されるように、シングル方式の場合とマルチ方式の場合とでは、周辺光量比が最も低くなる前記防塵ガラス板１８の傾き角度が異なる。図７の実線曲線７０１（シングル方式の周辺光量比の特性グラフ）によると、シングル方式の場合は、前記レーザー光Ｌが走査される前記光路を含む前記光路面に対して、前記防塵ガラス板１８を４０°傾ける場合に周辺光量比が最も低い。図７の破線曲線７０２（マルチ方式の周辺光量比の特性グラフ）によると、マルチ方式の場合は、前記レーザー光Ｌが走査される前記光路を含む前記光路面に対して、前記防塵ガラス板１８を３０°傾ける場合に周辺光量比が最も低い。そのため、前記ハウジング３３１には、シングル方式に適した傾き角度４０°の前記第１取付部３３３Ａが前記貫通孔３３２の内部側の前記開口３３２Ａの周縁に形成され、マルチ方式に適した傾き角度３０°の前記第２取付部３３３Ｂが前記貫通孔３３２の外部側の前記開口３３２Ｂの周縁に形成される。もっとも、完全に３０°、４０°でなくても周辺光量比を低く抑えることができる。そのため、正確に３０°、４０°でなくても、多少の誤差があってもよく、概ね３０°、４０°であればよい。なお、前記第１角度は、前記レーザー光源１１がシングル方式の場合に、周辺光量比を最小にする角度（４０°）である。前記第２角度は、前記レーザー光源１１がマルチ方式の場合に、周辺光量比を最小にする角度（３０°）である。なお、最小にする角度とは、前記第１角度及び前記第２角度それぞれによって周辺光量比を最小の角度を含み、周辺光量比を適切に低下させることができる範囲内の角度を含むものである。

言い換えると、前記第１取付部３３３Ａは、前記光路面に対して予め定められた第１角度で前記防塵ガラス板１８を取付可能である。つまり、前記第１取付部３３３Ａは、前記レーザー光源１１がシングル方式の場合に前記第１角度で前記防塵ガラス板１８を取付可能である。また、前記第２取付部３３３Ｂは、前記第１角度とは異なる第２角度で前記防塵ガラス板１８を取付可能である。つまり、前記第２取付部３３３Ｂは、前記レーザー光源１１がマルチ方式の場合に前記第２角度で前記防塵ガラス板１８を取付可能である。

より詳しく説明すると、前記第１角度は、シングル方式の前記レーザー光源１１から出射された前記レーザー光Ｌが、前記ポリゴンミラー１５を含む前記光路に設けられた前記光学素子を経て前記第１取付部３３３Ａに取り付けられた前記防塵ガラス板１８に入射する場合に（図５の前記入射レーザー光Ｌｉ参照）、前記防塵ガラス板１８を透過した透過レーザー光Ｌｔの周辺光量比が最も低い角度である（図７の実線曲線７０１参照）。一方、前記第２角度は、マルチ方式の前記レーザー光源１１から出射された前記レーザー光Ｌが、前記ポリゴンミラー１５を含む前記光路に設けられた前記光学素子を経て前記第２取付部３３３Ｂに取り付けられた前記防塵ガラス板１８に入射する場合に（図５の前記入射レーザー光Ｌｉ参照）、前記防塵ガラス板１８を透過した透過レーザー光Ｌｔの周辺光量比が最も低い角度である（図７の破線曲線７０２参照）。なお、前記第１角度及び前記第２角度は、周辺光量比を適切に抑制することができる範囲内の角度であれば、多少の角度のずれがあってもかまわない。

図８には、前記防塵ガラス板１８の傾きを適切な角度にした場合の前記レーザー光Ｌの周辺光量比と像高の関係を求めたシミュレーション結果が示されている。具体的には、図８は、図７に示されたシミュレーション結果に従い、前記レーザー光源１１がシングル方式の場合に前記防塵ガラス板１８の傾き角度を４０°にし、前記レーザー光源１１がマルチ方式の場合に前記防塵ガラス板１８の傾き角度を３０°にして得られたシミュレーション結果である。図８に示されるシミュレーション結果から、前記レーザー光源１１がシングル方式の場合とマルチ方式の場合とで前記感光体ドラム３１の軸方向の像高（光軸からの距離）との周辺光量比の関係が異なることが容易に理解できる。図８の実線曲線８０１（シングル方式の像高と周辺光量比の特性グラフ）によると、シングル方式の場合は、発光点が１つであるため、光軸の中心を頂点とし、像高中央部から離れるにしたがって周辺光量比が徐々に低下する。図８の破線曲線８０２（マルチ方式の像高と周辺光量比の特性グラフ）によると、マルチ方式の場合は、発光点が複数であるため、像高中央部に緩やかな凹みがあり、像高中央部から離れた部分に２つの光量のピークがある。しかし、シングル方式及びマルチ方式ともに像高中央部付近の周辺光量比がほぼ等しい。具体的には、ドラム軸方向＋１０ｍｍ付近から−３０ｍｍ付近の範囲の周辺光量比がほぼ等しい（図８の実線曲線８０１、破線曲線８０２参照）。そのため、この範囲内では、シングル方式又はマルチ方式のいずれであっても周辺光量比の変化が少なく、形成される画像の濃度むらを防ぐことができる。そのため、前記ＬＳＵ３３の前記レーザー光源１１がシングル方式又はマルチ方式のいずれであっても同じ前記ハウジング３３１を用いて前記ＬＳＵ３３を構成することができる。

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本発明の前記ＬＳＵ３３によれば、傾き角度が異なる前記第１取付部３３３Ａ及び前記第２取付部３３３Ｂが形成された前記ハウジング３３１により、シングル方式とマルチ方式とのそれぞれに適した傾き角度で前記防塵ガラス板１８を装着することができる。そのため、前記ＬＳＵ３３は、前記レーザー光源１１から照射される前記レーザー光Ｌの偏光方向にかかわらず、周辺光量比を低く抑えることができる。

また、前記複合機１００によれば、前記レーザー光源１１がシングル方式又はマルチ方式のいずれであっても同じ形状の前記ハウジング３３１を用いて前記ＬＳＵ３３を構成することができる。そのため、シングル方式とマルチ方式とのいずれの光源を採用した場合であっても、前記複合機１００の前記画像形成部３を構成する前記感光体ドラム３１、前記帯電装置３２、及び前記現像装置３４などの前記ＬＳＵ３３の周辺部材を共通化し、同じ位置に配置することができる。

さらに、前記ハウジング３３１によれば、前記レーザー光源１１の偏光方向に応じて、前記防塵ガラス板１８を接着することができる。つまり、前記レーザー光源１１がシングル方式又はマルチ方式のいずれの方式の光源であっても、同じ前記ハウジング３３１を使用することができ、前記防塵ガラス板１８も同じ部材を使用することができる。このように、前記ハウジング３３１は、簡単な構成により両方式に対応することができる。加えて、本実施形態にかかる前記ハウジング３３１は、前記防塵ガラス板１８が取り付けられる前記第１取付部３３３Ａと前記第２取付部３３３Ｂとが前記ハウジング３３１の内部と外部にそれぞれ設けられているため、両取付部がハウジング本体の外部に設けられている場合よりもハウジングの大きさを小さくすることができる。また、両取付部をハウジング本体の内部に設ける場合にも全ての光学素子をハウジング本体の内部に収容するために前記ハウジング本体３３１Ａの大きさが本実施形態に係る前記ハウジング３３１よりも大きくなり得る。このように、本実施形態に係る前記ハウジング３３１は、前記防塵ガラス板１８が取り付けられる前記第１取付部３３３Ａと前記第２取付部３３３Ｂとが前記ハウジング３３１の内部と外部にそれぞれ設けられているため、ハウジングの大きさを可及的に小さくすることができる。その結果、ＬＳＵを設置する空間が狭い場合であっても、画像形成装置の内部に収容することが可能となる。

＜他の実施例＞
前記実施形態の説明では、本発明の平板取付部として、前記ハウジング３３１に設けられた前記第１取付部３３３Ａ及び前記第２取付部３３３Ｂを例示して説明したが、この例に限るものではない。例えば、図９（Ａ）に示されるように、前記貫通孔３３２の部分を両端が開放された筒状の形状にして、前記ハウジング３３１の表面から突出する筒状の部分が前記ハウジング３３１に設けられた構成が考えられる。この構成において、前記ハウジング３３１の前記貫通孔３３２を囲む前記筒状の部分の壁部に、前記防塵ガラス板１８を装着することができ、傾き角度が異なる複数の前記防塵ガラス板１８を取り付けるため複数の取付溝３３４Ａ〜３３４Ｄを形成してもよい。この場合、複数の前記取付溝３３４Ａ〜３３４Ｄが本発明の平板取付部に当たる。また、複数の前記取付溝３３４Ａ〜３３４Ｄのように、平板取付部の合計数を３以上にすることが考えられる。これにより、前記レーザー光源１１の偏光方向に応じた適切な傾き角度を選択して、前記防塵ガラス板１８を接着することができる。もちろん、前記第１取付部３３３Ａ、前記第２取付部３３３Ｂ、及び前記取付溝３３４Ａ〜３３４Ｄの合計数を３以上にしてもよい。なお、前記取付溝３３４Ａ〜３３４Ｄのいずれか１つに前記防塵ガラス板１８が接着された場合に、前記防塵ガラス板１８が接着されない前記取付溝３３４Ａ〜３３４Ｄを樹脂などで埋めてもよい。

また、前記貫通孔３３２の前記開口３３２Ａ、３３２Ｂの周縁を平坦面にすることにより、前記第１取付部３３３Ａ及び前記第２取付部３３３Ｂが、形成された例について説明したが、この例に限るものではない。例えば、図９に示されるように、前記貫通孔３３２の前記開口３３２Ａの周縁に前記防塵ガラス板１８を装着可能にＬ字型の装着部３３５Ａを形成し、また、前記貫通孔３３２の前記開口３３２Ｂの周縁に前記防塵ガラス板１８を装着可能にＬ字型の装着部３３５Ｂを形成してもよい。この前記装着部３３５Ａ、３３５Ｂにより前記防塵ガラス板１８が装着される位置が固定されるため、振動に対しても前記防塵ガラス板１８の位置がずれにくくなる。

＜実施形態の他の適用例＞
前記実施形態の説明では、本発明の光走査装置の一例として、前記複合機１００に用いられる前記ＬＳＵ３３について説明したが、これに限るものではない。例えば、前記光走査装置は、レーザー加工機及びレーザー測定器などに適用してもよい。

１００：複合機（画像形成装置の一例）
１：画像読取部
２：ＡＤＦ
３：画像形成部
４：給紙部
５：制御部
６：操作表示部
１１：レーザー光源
１２：カップリングレンズ
１３：アパーチャー
１４：シリンドリカルレンズ
１５：ポリゴンミラー
１６：ｆθレンズ
１７：折り返しミラー
１８：防塵ガラス板
３１：感光体ドラム
３３：ＬＳＵ（光走査装置の一例）
３３１：ハウジング（筐体の一例）
３３１Ａ：ハウジング本体
３３１Ｂ：蓋体
３３２：貫通孔
３３２Ａ、３３２Ｂ：開口
３３３Ａ：第１取付部
３３３Ｂ：第２取付部
３３４Ａ〜３３４Ｄ：取付溝
３３５Ａ、３３５Ｂ：装着部

Claims (8)

1. 光源から出射されたレーザー光を走査させる光偏向器と、
   前記光偏向器により走査される前記レーザー光の光路に対応する部分に設けられ、内外に貫通する貫通孔を有する筐体と、
   前記貫通孔を塞ぐように前記筐体に取り付けられ、前記レーザー光が透過する平板部材と、
   前記筐体に設けられ、走査される前記レーザー光の光路面とのなす角を予め定められた複数の角度のいずれかで前記平板部材を取付可能な複数の平板取付部と、
   を備えた光走査装置。
2. 前記複数の平板取付部は、前記光路面に対して予め定められた第１角度で前記平板部材を取付可能な第１取付部、及び前記第１角度とは異なる第２角度で前記平板部材を取付可能な第２取付部を有し、
   前記第１取付部は、前記光源が１つの発光点を有するシングル方式の光源の場合に前記第１角度で前記平板部材を取付可能であり、
   前記第２取付部は、前記光源が予め定められた配列方向に沿って配列された複数の発光点を有するマルチ方式の光源の場合に前記第２角度で前記平板部材を取付可能である請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記第１角度は、前記シングル方式の光源から出射された前記レーザー光が前記光偏向器を含む前記光路に設けられた光学素子を経て前記第１取付部に取り付けられた前記平板部材に入射する場合に、前記平板部材を透過した透過レーザー光の周辺光量比を最小にする角度であり、
   前記第２角度は、前記マルチ方式の光源から出射された前記レーザー光が前記光偏向器を含む前記光路に設けられた前記光学素子を経て前記第２取付部に取り付けられた前記平板部材に入射する場合に、前記平板部材を透過した透過レーザー光の周辺光量比を最小にする角度である請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記光源から出射され前記レーザー光が光路上の空気層、前記光学素子、及び前記平板部材による屈折率が異なる媒質間の境界面に入射して透過するものであり、
   前記境界面に入射する前記レーザー光と前記境界面の法線との角度を入射角Φｉとし、前記境界面に入射する前記レーザー光が通過する側の媒質の屈折率及び前記空気層の屈折率を１とし、前記境界面を透過した前記レーザー光が通過する側の媒質の屈折率をｎ１とする場合に、
   前記第１角度は、前記シングル方式の光源から出射されて前記光偏向器によって偏向される前記レーザー光について、下記の式（１）及び下記の式（２）によって前記光偏向器以後の光路上の前記光学素子及び前記平板部材に対するｐ偏光の反射率Ｒｐ及びｓ偏光の反射率Ｒｓを算出して得られた各算出値に基づいて定められた角度であり、
   前記第２角度は、前記マルチ方式の光源から出射されて前記光偏向器によって偏向される前記レーザー光について、下記の式（１）及び下記の式（２）によって前記光偏向器以後の光路上の前記光学素子及び前記平板部材に対する前記反射率Ｒｐ及び前記反射率Ｒｓを算出して得られた各算出式に基づいて定められた角度である請求項３に記載の光走査装置。
   

   

   
5. 前記第１取付部及び前記第２取付部のいずれか一方は、前記貫通孔における内部側の開口の周縁に設けられており、前記第１取付部及び前記第２取付部のいずれか他方は、前記貫通孔における外部側の開口の周縁に設けられている請求項２〜４の何れかに記載の光走査装置。
6. 前記第１取付部及び前記第２取付部は、前記貫通孔における前記レーザー光の進行方向に離間して設けられている請求項２〜５のいずれかに記載の光走査装置。
7. 前記第１取付部は、前記レーザー光の前記光路面に対する角度が前記第１角度であり、前記平板部材の周縁が当接される平坦面を有し、
   前記第２取付部は、前記レーザー光の前記光路面に対する角度が前記第２角度であり、前記平板部材の周縁が当接される平坦面を有する請求項２〜６のいずれかに記載の光走査装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の光走査装置を備えた画像形成装置。

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