JP2022062353A - 反射素子、光検出装置、及び光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】姿勢が変化しても受光素子における光束の入射位置や光量の変化を抑制することができる反射素子を提供する。【解決手段】本発明に係る反射素子は、第１、第２、及び第３の反射面を有し、第１の反射面の単位法線ベクトルと第２の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をＳ、第１の反射面の単位法線ベクトルと第３の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をＴ、第２の反射面の単位法線ベクトルと第３の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をＵとしたとき、TIFF2022062353000019.tif2061なる条件を満たすことを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、反射素子に関し、特に光走査装置に好適なものである。

近年、光走査装置においてはコンパクトな書き出し位置検出手段を設けることで小型化が図られている。
特許文献１は、偏向器によって偏向された後に平面ミラーによって光源へ戻るように反射された光束を光源内に設けられた受光素子が受光することで書き出し位置を検出することができる光走査装置を開示している。

特開平５－３２３２２１号公報

特許文献１に開示されている光走査装置では、外乱の発生に伴って平面ミラーの姿勢が変化すると受光素子における光束の入射位置が変化するため、書き出し位置の検出精度が低下してしまう。
また特許文献１に開示されている光走査装置では、平面ミラーによって反射された光束は光源内の発光素子を通過するため、受光素子に入射する際の光量が低下してしまう。
そこで本発明は、姿勢が変化しても受光素子における光束の入射位置や光量の変化を抑制することができる反射素子を提供することを目的とする。

本発明に係る反射素子は、第１、第２、及び第３の反射面を有し、第１の反射面の単位法線ベクトルと第２の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をＳ、第１の反射面の単位法線ベクトルと第３の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をＴ、第２の反射面の単位法線ベクトルと第３の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をＵとしたとき、

なる条件を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、姿勢が変化しても受光素子における光束の入射位置や光量の低下を抑制することができる反射素子を提供することができる。

第一実施形態に係る光検出装置の断面図及び拡大断面図。 第一実施形態に係る光検出装置が備える反射素子の斜視図及び断面内投影図。 第一実施形態の変形例に係る光検出装置が備える反射素子の斜視図及び断面内投影図。 第二実施形態に係る光走査装置の主走査断面図、拡大主走査断面図及び開口手段の正面図。 第三実施形態に係る光走査装置の主走査断面図及び拡大主走査断面図。 第三実施形態に係る光走査装置において受光素子によって受光される光の出力の時間変化を示した図。 実施形態に係る画像形成装置の要部副走査断面図。

以下に、本実施形態に係る反射素子を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。

［第一実施形態］
図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、第一実施形態に係る光検出装置５００の要部断面図、反射素子１０６の近傍における拡大断面図及び受光素子１００の近傍における拡大断面図を示している。
なお図１（ｂ）において、反射素子１０６は投影して示されている。

図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態に係る光検出装置５００が備える反射素子１０６の要部斜視図及びＸＺ断面内投影図を示している。
また図２（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれ、本実施形態に係る光検出装置５００が備える反射素子１０６のＹＺ断面内投影図及びＸＹ断面内投影図を示している。

なお本実施形態に係る光検出装置５００では、図２（ａ）に示されているように、反射素子１０６は立方体の外形を有しており、互いに直交する三つの軸をそれぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸としている。
また、図１（ａ）乃至（ｃ）及び図２（ａ）乃至（ｄ）における矢印は、光束の進行方向を示している。

本実施形態に係る光検出装置５００は、受光素子１００、光源１０１、結像手段１０２、１０４、１０５及び反射素子１０６を備えている。

受光素子１００としては、フォトダイオード等が用いられ、後述するように反射素子１０６によって反射された光束を受光する。そして、図１（ａ）及び（ｃ）に示されているように、受光素子１００は、光束の光路に沿って光源１０１に対して反射素子１０６とは反対側に設けられている。
光源１０１としては、半導体レーザー等が用いられ、反射素子１０６に向けて光束を出射する。

結像手段１０２は、紙面に平行、すなわち光軸に平行な所定の断面（以下、第１の断面と称する）内において有限のパワー（屈折力）を有しており、光源１０１から出射した光束を第１の断面内において集光する。
このようにして、光源１０１から出射した光束は、一次結像点１０３の近傍において第１の断面内で集光される。

結像手段１０４及び１０５は、第１の断面内において有限のパワーを有しており、一次結像点１０３を通過した光束を第１の断面内において再び集光する。

反射素子１０６は、図２（ａ）乃至（ｄ）に示されている構造を有する。そして反射素子１０６は、結像手段１０４及び１０５を通過した光束を第１の断面内においては光軸に対して入射光束とは異なる角度で、光軸に平行且つ第１の断面に垂直な第２の断面内においては光軸に対して入射光束と同一の角度で反射するように配置されている。

具体的には、図２（ａ）乃至（ｄ）に示されているように、反射素子１０６は、第１の反射面１０６１、第２の反射面１０６２及び第３の反射面１０６３を有している。
そして、第１の反射面１０６１と第２の反射面１０６２とが稜線１０６ａ（第１の稜線）を形成するように互いに接していると共に、第２の反射面１０６２と第３の反射面１０６３とが稜線１０６ｂ（第２の稜線）を形成するように互いに接している。

また、第３の反射面１０６３と第１の反射面１０６１とが稜線１０６ｃ（第３の稜線）を形成するように互いに接している。
そして、図２（ａ）に示されているように、反射素子１０６において第１乃至第３の反射面１０６１乃至１０６３は、光束を反射する凹形状の空間を形成している。

ここで、本実施形態に係る光検出装置５００が備える反射素子１０６では、稜線１０６ａと稜線１０６ｂとが互いになす角度は９０度とは異なっており、稜線１０６ｃと稜線１０６ｂとが互いになす角度は９０度とは異なっている。すなわち、稜線１０６ａと稜線１０６ｂとは互いに非垂直であり、稜線１０６ｃと稜線１０６ｂとは互いに非垂直である。
具体的には、稜線１０６ａ及び１０６ｃはそれぞれ、稜線１０６ｂに対して角度９１°をなしている。一方、稜線１０６ａと稜線１０６ｃとが互いになす角度は９０度となっている。
また、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示されているように、第１の反射面１０６１の対角線１０６１ｄと稜線１０６ｂとが互いになす角度（９０°＋θ）は、９１．４１°となっている。

そして、結像手段１０４及び１０５を通過した後、反射素子１０６に入射した光束は、最初に第１の反射面１０６１上の点Ａにおいて反射された後、第２の反射面１０６２上の点Ｂにおいて反射され、最後に第３の反射面１０６３上の点Ｃにおいて反射される。
すなわち、反射素子１０６に入射した光束は、第１乃至第３の反射面１０６１乃至１０６３の夫々によって一回ずつ反射される。

このようにして、入射光束及び出射光束それぞれの進行方向は、図２（ｂ）に示されているＸＺ断面内及び図２（ｃ）に示されているＹＺ断面内では互いに非平行である一方で、図２（ｄ）に示されているＸＹ断面内では互いに略平行になる。

そして反射素子１０６では、第１の反射面１０６１、第２の反射面１０６２及び第３の反射面１０６３それぞれの法線の単位ベクトル（以下、単位法線ベクトルと称する。）ｎ_１０６１、ｎ_１０６２及びｎ_１０６３はそれぞれ、以下の表１のように表される。

従って、第１の反射面１０６１の単位法線ベクトルｎ_１０６１と第２の反射面１０６２の単位法線ベクトルｎ_１０６２との内積をＳと表したとき、内積Ｓは、以下の式（１）のように求められる。
Ｓ＝ｎ_１０６１・ｎ_１０６２＝０．０１７４５ ・・・（１）

また、第１の反射面１０６１の単位法線ベクトルｎ_１０６１と第３の反射面１０６３の単位法線ベクトルｎ_１０６３との内積をＴと表したとき、内積Ｔは、以下の式（２）のように求められる。
Ｔ＝ｎ_１０６１・ｎ_１０６３＝０．０１７４５ ・・・（２）

同様に、第２の反射面１０６２の単位法線ベクトルｎ_１０６２と第３の反射面１０６３の単位法線ベクトルｎ_１０６３との内積をＵと表したとき、内積Ｕは、以下の式（３）のように求められる。
Ｕ＝ｎ_１０６２・ｎ_１０６３＝０ ・・・（３）

すなわち、本実施形態に係る光検出装置５００では、内積Ｓ、内積Ｔ及び内積Ｕの絶対値をそれぞれ｜Ｓ｜、｜Ｔ｜及び｜Ｕ｜と表したとき、以下の条件式（４）、（５）及び（６）が満たされている。

条件式（４）、（５）及び（６）の少なくとも一つにおいて上限値以上になると、反射素子１０６によって反射された光束が、入射光束の進行方向に対して角度が大きすぎる方向に出射されるため、受光素子１００に効率よく入射させることが困難になる。
また条件式（４）及び（５）の少なくとも一つにおいて下限値より小さくなると、反射素子１０６によって反射された光束が、入射光束の進行方向に対して角度が小さすぎる方向に出射されるため、受光素子１００に効率よく入射させることが困難になる。

このようにして、図１（ｂ）に示されているように、反射素子１０６からは、第１の断面内においては入射光束に対して角度２θ＝２．８２°をなすと共に、第２の断面内においては入射光束に対して同一方向の逆向きに光束が出射する。

これにより、図１（ａ）及び（ｃ）に示されているように、反射素子１０６によって反射された光束は、結像手段１０５、１０４及び１０２を再び通過することで、光源１０１に入射することなく、受光素子１００に効率よく導光されることができる。

また本実施形態に係る光検出装置５００では、図３（ａ）乃至（ｄ）に示されているような反射素子１１６を用いることも可能である。

図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、反射素子１１６の要部斜視図及びＸＺ断面内投影図を示している。
また図３（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれ、反射素子１１６のＹＺ断面内投影図及びＸＹ断面内投影図を示している。

具体的には、反射素子１１６は、第１の反射面１１６１、第２の反射面１１６２及び第３の反射面１１６３を有している。
そして、第１の反射面１１６１と第２の反射面１１６２とが稜線１１６ａを形成するように互いに接していると共に、第２の反射面１１６２と第３の反射面１１６３とが稜線１１６ｂを形成するように互いに接している。
また、第３の反射面１１６３と第１の反射面１１６１とが稜線１１６ｃを形成するように互いに接している。

そして、反射素子１１６を本実施形態に係る光検出装置５００に配置した際に、反射素子１１６に入射した光束は、最初に第１の反射面１１６１上の点Ａにおいて反射された後、第２の反射面１１６２上の点Ｂにおいて反射され、最後に第３の反射面１１６３上の点Ｃにおいて反射される。
これにより、入射光束及び出射光束それぞれの進行方向は、図３（ｂ）に示されているＸＺ断面内及び図３（ｃ）に示されているＹＺ断面内では互いに略平行である一方で、図３（ｄ）に示されているＸＹ断面内では互いに非平行になる。

そして反射素子１１６では、第１の反射面１１６１、第２の反射面１１６２及び第３の反射面１１６３それぞれの法線の単位ベクトル（単位法線ベクトル）ｎ_１１６１、ｎ_１１６２及びｎ_１１６３はそれぞれ、以下の表２のように表される。

従って、第１の反射面１１６１の単位法線ベクトルｎ_１１６１と第２の反射面１１６２の単位法線ベクトルｎ_１１６２との内積をＳと表したとき、内積Ｓは、以下の式（７）のように求められる。
Ｓ＝ｎ_１１６１・ｎ_１１６２＝０ ・・・（７）

また、第１の反射面１１６１の単位法線ベクトルｎ_１１６１と第３の反射面１１６３の単位法線ベクトルｎ_１１６３との内積をＴと表したとき、内積Ｔは、以下の式（８）のように求められる。
Ｔ＝ｎ_１１６１・ｎ_１１６３＝０ ・・・（８）

同様に、第２の反射面１１６２の単位法線ベクトルｎ_１１６２と第３の反射面１１６３の単位法線ベクトルｎ_１１６３との内積をＵと表したとき、内積Ｕは、以下の式（９）のように求められる。
Ｕ＝ｎ_１１６２・ｎ_１１６３＝－０．０３９２ ・・・（９）

すなわち、反射素子１１６では、上記の条件式（４）乃至（６）が満たされている。

なお本実施形態に係る光検出装置５００では、以下の条件式（４ａ）、（５ａ）及び（６ａ）が満たされていることが好ましい。

また本実施形態に係る光検出装置５００では、以下の条件式（４ｂ）、（５ｂ）及び（６ｂ）が満たされていることがさらに好ましい。

以上のように、本実施形態に係る光検出装置５００では、上記に示した構成を有する反射素子１０６を用いることで、反射素子１０６の姿勢が変化しても、受光素子１００に光束を高精度に戻すことができる。
これにより、光源１０１から出射した光束の、結像手段１０２、１０４及び１０５等を通過することによる光量の変化量を測定することで、光検出装置５００における光学系を高精度に評価することができる。

なお、本実施形態に係る光検出装置５００では、反射素子１０６によって反射された光束を、光源１０１に近接した所定の範囲に設けられた受光素子１００に入射させるため、入射光束及び反射光束それぞれの進行方向が互いになす角度２θは６度以下であることが好ましい。

［第二実施形態］
図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第二実施形態に係る光走査装置６００の要部主走査断面図及び反射素子２０９の近傍における拡大主走査断面図を示している。
また図４（ｃ）は、第二実施形態に係る光走査装置６００が備える開口手段２０８の正面図を示している。
また図４（ｄ）は、第二実施形態に係る光走査装置６００の偏向素子２１０の近傍における拡大主走査断面図を示している。
なおここで、図４（ａ）乃至（ｄ）における矢印は、光束の進行方向を示している。

また以下の説明において、主走査方向とは、偏向器の回転軸及び光学系の光軸に垂直な方向である。副走査方向とは、偏向器の回転軸に平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向に垂直な断面である。副走査断面とは、主走査方向に垂直な断面である。
従って以下の説明において、主走査方向及び副走査断面は、入射光学系と走査光学系とで異なることに注意されたい。

本実施形態に係る光走査装置６００は、光源２０１、第１の開口絞り２０２、アナモコリメータレンズ２０３及び第２の開口絞り２０４を備えている。
また本実施形態に係る光走査装置６００は、偏向器２０５、第１のｆθレンズ２０６、第２のｆθレンズ２０７及び開口手段２０８を備えている。
また本実施形態に係る光走査装置６００は、反射素子２０９、偏向素子２１０、結像手段２１１及び受光素子２１２を備えている。

光源２０１としては、半導体レーザー等が用いられ、偏向器２０５に向けて光束を出射する。
第１の開口絞り２０２は、光源２０１から射出された光束の副走査断面内における光束径を制限する。

アナモコリメータレンズ２０３は、第１の開口絞り２０２を通過した光束を主走査断面内において平行光束に変換する。なおここで、平行光束とは厳密な平行光束だけでなく、弱発散光束や弱収束光束等の略平行光束を含むものとする。
またアナモコリメータレンズ２０３は、副走査断面内において有限のパワー（屈折力）を有しており、第１の開口絞り２０２を通過した光束を副走査方向に集光する。

第２の開口絞り２０４は、アナモコリメータレンズ２０３を通過した光束の主走査断面内における光束径を制限する。

このようにして、光源２０１から出射した光束は、偏向器２０５の近傍において副走査方向にのみ集光され、主走査方向に長い線像として結像される。
なお本実施形態に係る光走査装置６００では、第１の開口絞り２０２、アナモコリメータレンズ２０３及び第２の開口絞り２０４によって入射光学系７５が構成される。

偏向器２０５は、不図示のモーター等の駆動手段により回転することによって、入射した光束を偏向走査する。なお偏向器２０５は、例えばポリゴンミラーで構成される。

第１のｆθレンズ２０６（第１の結像光学素子）及び第２のｆθレンズ２０７は、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィック結像レンズである。
本実施形態に係る光走査装置６００では、第１のｆθレンズ２０６及び第２のｆθレンズ２０７によって走査光学系（結像光学系）８５が構成される。
なお、第２のｆθレンズ２０７の副走査断面内における屈折力は、第１のｆθレンズ２０６の副走査断面内における屈折力よりも強く、すなわち走査光学系８５の中で最も強い。

このようにして、偏向器２０５によって偏向された光束は走査光学系８５によって不図示の被走査面上に集光（導光）され走査される。

開口手段２０８は、偏向器２０５によって所定の方向に偏向された後、第１のｆθレンズ２０６及び第２のｆθレンズ２０７を通過した光束の主走査断面内及び副走査断面内における光束径を制限する。
具体的に開口手段２０８には、図４（ｂ）及び（ｃ）に示されているように、第１のｆθレンズ２０６及び第２のｆθレンズ２０７を通過した光束が通過する第１の開口部２０８１が形成されている。
なお開口手段２０８には、後述するように反射素子２０９によって反射された光束が通過することで主走査断面内及び副走査断面内における光束径を制限するように構成された第２の開口部２０８２も形成されている。

反射素子２０９は、図２（ａ）乃至（ｄ）に示されている反射素子１０６と同一の構造を有する反射素子である。
そして図４（ｂ）に示されているように、反射素子２０９は、開口手段２０８を通過した光束を主走査断面内においては異なる方向、副走査断面内においては同一方向の逆向きに反射する。

偏向素子２１０は、図４（ｄ）に示されているように、反射素子２０９によって反射された後に第２のｆθレンズ２０７を再び通過した光束の進行方向を変化させる（偏向する）手段であり、例えばクサビ形状を有する光学素子で構成される。換言すると、偏向素子２１０の入射面及び出射面は、主走査断面において互いに非平行である。
そして偏向素子２１０は、走査光学系８５の光軸方向において、偏向器２０５と被走査面との間に設けられている。なお、偏向素子２１０の頂角は１０°に設定されている。

結像手段２１１は、偏向素子２１０及び第１のｆθレンズ２０６を通過した後、偏向器２０５によって再び偏向された光束を受光素子２１２の近傍に集光する手段であり、例えば凸レンズで構成される。
受光素子２１２は、結像手段２１１を通過した光束を受光する受光素子であり、例えばフォトダイオードで構成される。

すなわち、本実施形態に係る光走査装置６００では、反射素子２０９によって反射された光束を偏向器２０５を介して受光素子２１２に入射させることができる。
また、本実施形態に係る光走査装置６００では、受光素子２１２は、走査光学系８５の光軸方向において偏向器２０５と被走査面との間に設けられている。

また図４（ｃ）には、開口手段２０８に平行な断面内に投影された反射素子２０９も示されている。
反射素子２０９は、第１の反射面２０９１、第２の反射面２０９２及び第３の反射面２０９３を有する。

そして、第１の反射面２０９１と第２の反射面２０９２とが稜線２０９ａを形成するように互いに接していると共に、第２の反射面２０９２と第３の反射面２０９３とが稜線２０９ｂを形成するように互いに接している。
また、第３の反射面２０９３と第１の反射面２０９１とが稜線２０９ｃを形成するように互いに接している。

そして反射素子２０９に入射した光束は、最初に第１の反射面２０９１によって反射された後、第２の反射面２０９２によって反射され、最後に第３の反射面２０９３によって反射される。
また本実施形態に係る光走査装置６００では、稜線２０９ａ及び２０９ｃはそれぞれ、稜線２０９ｂに対して角度９１°をなしている。

反射素子２０９を上記のように設計することで、反射素子２０９の各反射面によって反射された光束は、入射光束に対して角度をなした状態で進行する。
また本実施形態に係る光走査装置６００では、主走査断面内において第２の反射面２０９２より第１の反射面２０９１の方が走査光学系８５の光軸に近接するように反射素子２０９を配置している。

これにより、反射素子２０９によって反射された光束を第１のｆθレンズ２０６及び第２のｆθレンズ２０７それぞれの主走査方向端部に導光することができるため、光源２０１に入射させずに、受光素子２１２に効率よく導光することができる。

以上のように、本実施形態に係る光走査装置６００では、上記に示した構成を有する反射素子２０９を用いることで、反射素子２０９の姿勢が変化しても、受光素子２１２に光束を高精度に戻すことができる。
これにより、光源１０１から出射した光束の、入射光学系７５及び走査光学系８５を通過することによる光量の変化量を測定することで、光走査装置６００における光学系を高精度に評価することができる。

［第三実施形態］
図５（ａ）及び（ｂ）は、第三実施形態に係る光走査装置７００の主走査断面図及び第１のｆθレンズ３０６の近傍における拡大主走査断面図を示している。
また図５（ｃ）は、第三実施形態に係る光走査装置７００の第１のｆθレンズ３０６の端部近傍における拡大主走査断面図を示している。

なお、本実施形態に係る光走査装置７００は、第１のｆθレンズ２０６及び偏向素子２１０の代わりに第１のｆθレンズ３０６を設けている以外は、第二実施形態に係る光走査装置６００と同一の構成であるため、同一の部材には同一の符番を付して説明を省略する。
また、図５（ａ）及び（ｂ）における矢印は、光束の進行方向を示している。

本実施形態に係る光走査装置７００では、第１のｆθレンズ３０６（第１の結像光学素子）が偏向器２０５によって偏向された光束を被走査面３１３上に導光する機能と、反射素子２０９によって反射された後、第２のｆθレンズ２０７を再び通過した光束の進行方向を変化させる機能とを有している。

具体的には、第１のｆθレンズ３０６は、被走査面３１３を走査する光束が通過する領域においては主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィック結像レンズである。
そして、偏向器２０５によって偏向された光束が例えば感光ドラムである被走査面３１３上に集光（導光）され、被走査面３１３は偏向器２０５によって主走査方向に走査される。

また第１のｆθレンズ３０６は、被走査面３１３を走査する光束が通過する領域とは異なる領域、すなわち一方の主走査方向端部に偏向部３０６１を有している。
そして、反射素子２０９によって偏向された後、第２のｆθレンズ２０７を再び通過した光束が偏向部３０６１において偏向される。
すなわち、本実施形態に係る光走査装置７００では、反射素子２０９によって反射された光束の進行方向を変化させる偏向素子が、第１のｆθレンズ３０６に一体に形成されている。

本実施形態に係る光走査装置７００では、第１のｆθレンズ３０６及び第２のｆθレンズ２０７によって走査光学系８５が構成される。
そして、第２のｆθレンズ２０７の副走査断面内における屈折力は、第１のｆθレンズ３０６の副走査断面内における屈折力より強く、すなわち走査光学系８５の中で最も強い。

また本実施形態に係る光走査装置７００において、第１のｆθレンズ３０６の偏向部３０６１は、図５（ｂ）に示されているように、主走査断面内において反射素子２０９からの光束を走査光学系８５の光軸に向けて偏向することで偏向器２０５に入射させる形状を有している。
これにより、主走査断面内において光源２０１と反射素子２０９との間に配置された受光素子２１２に光束を導光することができる。

また第１のｆθレンズ３０６の偏向部３０６１は、図５（ｃ）に示されているように、主走査方向の内側端部から外側端部に向けて肉厚が薄くなる形状を有している。
そして、第１のｆθレンズ３０６の偏向器２０５側の光学面３０６ａのうち、偏向部３０６１に対応する部分は、光軸を含む主走査断面内において、残りの部分（すなわち、結像に寄与する部分）の偏向部３０６１側の端部における傾きに対して角度φだけ傾いている。
なお、本実施形態に係る光走査装置７００では、角度φは１８°に設定されている。

また反射素子２０９は、光軸方向において偏向器２０５と被走査面３１３との間に配置されているため、偏向部３０６１に凸のパワーを与えることで、受光素子２１２に光束をより高精度に導光することが可能となる。

図６は、本実施形態に係る光走査装置７００において受光素子２１２によって受光される光の出力の時間変化を示している。

本実施形態に係る光走査装置７００では、受光素子２１２は、光源２０１が発光している間、常に所定の量の光を受光している。
そして、本実施形態に係る光走査装置７００では、不図示の同期検知手段による同期検知によって、偏向器２０５の回転位相の基準となる位置を決定することができ、基準時刻（０マイクロ秒）を決めることができる。

また、所定の時間において、偏向器２０５によって所定の方向に偏向された光束が反射素子２０９に入射した後、反射素子２０９によって反射された光束が、上記に示したように偏向器２０５によって再び偏向されることで受光素子２１２に戻る。
そのため図６に示されているように、受光素子２１２における出力Ｉでは、常に受光している光の出力に加えて、所定の時間において反射素子２０９から受光素子２１２に戻る光の出力が重畳される。

このとき、図６に示されているように閾値Ｐを設定することで、反射素子２０９によって反射された光束が受光素子２１２に戻る時刻をｔ（マイクロ秒）に決めることができる。
これにより、開口手段２０８の位置を時刻ｔ（マイクロ秒）と偏向器２１５による走査速度Ｖ（ｍｍ/ｓ）とから求めることができる。

すなわち、本実施形態に係る光走査装置７００では、不図示の同期検知手段において光束を受光したタイミング（すなわち、時刻０）と受光素子２１２において光束を受光したタイミング（すなわち、時刻ｔ）とに基づいて、不図示の制御部がそれらの受光の間の時間を演算することができる。
これにより、例えば昇温等によって生じる走査光学系８５による結像位置の変化を検知することができる。
そして演算された時間に基づいて、光源２０１の発光タイミングを調整することができる。

以上のように、本実施形態に係る光走査装置７００では、上記に示した構成を有する反射素子２０９を用いることで、反射素子２０９の姿勢が変化しても、受光素子２１２に光束を高精度に戻すことができる。
これにより、被走査面３１３における走査タイミングを精度良く調整することができ、高精度な印字を行うことが可能となる。

以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、第一乃至第三実施形態に係る装置では、光束を表面で反射する反射素子を用いているが、これに限らず光束を内面で全反射する反射素子を用いても同様の効果が得られる。
また、第一乃至第三実施形態に係る装置では、アナモコリメータレンズを用いているが、これに限らずコリメータレンズとシリンドリカルレンズとを組み合わせた光学系を用いても同様の効果が得られる。
また、上記に示した本実施形態に係る反射素子は、光検出装置や光走査装置に限らず、他の光学装置に用いることも可能である。

［モノクロ画像形成装置］
図７（ａ）は、第二及び第三実施形態のいずれかに係る光走査装置を備える画像形成装置１２０４の要部副走査断面図を示している。

図７（ａ）に示されているように、画像形成装置１２０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１２１７からコードデータＤｃが入力される。
そして、入力されたコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１２１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。

次に、変換された画像データＤｉは、第二及び第三実施形態のいずれかに係る光走査装置である光走査ユニット１２００に入力される。
そして光走査ユニット１２００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１２０３が出射され、光ビーム１２０３によって感光ドラム１２０１の感光面が主走査方向に走査される。

静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１２０１は、モーター１２１５によって図７（ａ）に示されているように時計廻りに回転させられる。
そして、この回転に伴って、感光ドラム１２０１の感光面が光ビーム１２０３に対して主走査方向と直交する副走査方向に移動する。

また感光ドラム１２０１の上方には、感光ドラム１２０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１２０２が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラ１２０２によって帯電された感光ドラム１２０１の表面に、光走査ユニット１２００によって走査される光ビーム１２０３が照射されるようになっている。

上述したように、光ビーム１２０３は画像データＤｉに基づいて変調されており、光ビーム１２０３を照射することによって感光ドラム１２０１の表面に静電潜像が形成される。
そして、形成された静電潜像は、感光ドラム１２０１における光ビーム１２０３の照射位置よりもさらに回転方向の下流側において感光ドラム１２０１に当接するように配設された現像器１２０７によってトナー像として現像される。

次に、現像器１２０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１２０１の下方において感光ドラム１２０１に対向するように配設された転写ローラ１２０８によって被転写材たる用紙１２１２上に転写される。
なお、用紙１２１２は感光ドラム１２０１の前方（図７（ａ）において右側）の用紙カセット１２０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。
そして、用紙カセット１２０９の端部には給紙ローラ１２１０が配設されており、用紙カセット１２０９内の用紙１２１２が搬送路へ送り込まれる。

以上のようにして未定着トナー像が転写された用紙１２１２は、感光ドラム１２０１の後方（図７（ａ）において左側）に配置されている定着器へと搬送される。
定着器は、内部に定着ヒータ（不図示）を有する定着ローラ１２１３と定着ローラ１２１３に圧接するように配設された加圧ローラ１２１４とで構成されている。
そして、転写ローラ１２０８から搬送されてきた用紙１２１２を定着ローラ１２１３と加圧ローラ１２１４との圧接部によって加圧しながら加熱することにより、用紙１２１２上の未定着トナー像が定着される。

また、定着ローラ１２１３の後方には排紙ローラ１２１６が配設されており、定着された用紙１２１２は、画像形成装置１２０４の外部に排出される。

なお図７（ａ）においては図示していないが、プリンタコントローラ１２１１は、上述のデータ変換に加えて、モーター１２１５等の画像形成装置１２０４内の各部材や、光走査ユニット１２００内のポリゴンモーター等の制御も行う。

［カラー画像形成装置］
図７（ｂ）は、第二及び第三実施形態のいずれかに係る光走査装置を備える画像形成装置９０の要部副走査断面図を示している。

画像形成装置９０は、四個の光走査装置が各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
画像形成装置９０は、第二及び第三実施形態のいずれかに係る光走査装置と同一の構成である光走査装置１１、１２、１３及び１４、像担持体としての感光ドラム２３、２４、２５及び２６を備えている。
また画像形成装置９０は、現像器１５、１６、１７及び１８、搬送ベルト９１、プリンタコントローラ９３及び定着器９４を備えている。

図７（ｂ）に示されているように、画像形成装置９０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器９２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力される。
そして、入力された色信号は、装置内のプリンタコントローラ９３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。

次に、変換された画像データはそれぞれ、光走査装置１１、１２、１３及び１４に入力される。
そして、光走査装置１１、１２、１３及び１４からは、各画像データに応じて変調された光ビーム１９、２０、２１及び２２が射出され、光ビーム１９、２０、２１及び２２によって感光ドラム２３、２４、２５及び２６の感光面が主走査方向に走査される。

感光ドラム２３、２４、２５及び２６それぞれの表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ（不図示）が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラによって帯電された感光ドラム２３、２４、２５及び２６の表面に、光走査装置１１、１２、１３及び１４によって光ビーム１９、２０、２１及び２２が照射されるようになっている。

上述したように、光ビーム１９、２０、２１及び２２は各色の画像データに基づいて変調されており、光ビーム１９、２０、２１及び２２を照射することによって感光ドラム２３、２４、２５及び２６の表面に静電潜像が形成される。
そして、形成された静電潜像は、感光ドラム２３、２４、２５及び２６に当接するように配設された現像器１５、１６、１７及び１８によってトナー像として現像される。

次に、現像器１５、１６、１７及び１８によって現像されたトナー像は、感光ドラム２３、２４、２５及び２６に対向するように配設された不図示の転写ローラ（転写器）によって搬送ベルト９１上を搬送される不図示の用紙（被転写材）上に多重転写され、一枚のフルカラー画像が形成される。
そして、未定着トナー像が転写された用紙は、さらに感光ドラム２３、２４、２５及び２６の後方（図７（ｂ）において左側）に設けられた定着器９４へと搬送される。

定着器９４は、内部に定着ヒータ（不図示）を有する定着ローラとこの定着ローラに圧接するように配設された加圧ローラとで構成されている。
そして、転写部から搬送されてきた用紙が定着ローラと加圧ローラとの圧接部によって加圧しながら加熱されることにより、用紙上の未定着トナー像が定着される。
さらに、定着器９４の後方には不図示の排紙ローラが配設されており、排紙ローラは定着された用紙を画像形成装置９０の外部に排出せしめる。

画像形成装置９０は、四個の光走査装置１１、１２、１３及び１４を並べ、各々がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色に対応している。
そして画像形成装置９０では、四個の光走査装置１１、１２、１３及び１４の各々が並行して感光ドラム２３、２４、２５及び２６の感光面上に画像信号（画像情報）を記録することで、カラー画像を高速に印字することができる。

なお、外部機器９２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられてもよい。
この場合には、このカラー画像読取装置と画像形成装置９０とで、カラーデジタル複写機が構成される。

１０６ 反射素子（反射素子）
１０６１ 第１の反射面
１０６２ 第２の反射面
１０６３ 第３の反射面

Claims (17)

1. 第１、第２、及び第３の反射面を有し、
   前記第１の反射面の単位法線ベクトルと前記第２の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をＳ、前記第１の反射面の単位法線ベクトルと前記第３の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をＴ、前記第２の反射面の単位法線ベクトルと前記第３の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をＵとしたとき、
   

   

   

   

   なる条件を満たすことを特徴とする反射素子。
2. 前記第１及び第２の反射面は第１の稜線を形成するように互いに接しており、
   前記第２及び第３の反射面は第２の稜線を形成するように互いに接しており、
   前記第３及び第１の反射面は第３の稜線を形成するように互いに接していることを特徴とする請求項１に記載の反射素子。
3. 前記第１及び第２の稜線は互いに非垂直であり、
   前記第２及び第３の稜線は互いに非垂直であることを特徴とする請求項２に記載の反射素子。
4. 前記第３及び第１の稜線は互いに垂直であることを特徴とする請求項２又は３に記載の反射素子。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の反射素子と、
   前記反射素子により反射された光源からの光束を受光する受光素子とを備えることを特徴とする光検出装置。
6. 前記受光素子は、前記光束の光路に沿って前記光源に対して前記反射素子とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光検出装置。
7. 請求項５又は６に記載の光検出装置と、
   前記光源からの光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査する偏向器とを備えることを特徴とする光走査装置。
8. 前記偏向器によって所定の方向に偏向された光束は、前記第１乃至第３の反射面の夫々によって一回ずつ反射されることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 前記反射素子からの光束は、前記偏向器によって偏向された後に前記受光素子に入射することを特徴とする請求項７又は８に記載の光走査装置。
10. 前記反射素子からの光束を偏向する偏向素子を備えることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の光走査装置。
11. 前記偏向素子の入射面及び出射面は主走査断面において互いに非平行であることを特徴とする請求項１０に記載の光走査装置。
    
12. 前記偏向器からの光束を前記被走査面に導光する結像光学系を備え、
    前記偏向素子は、前記結像光学系の光軸方向において前記偏向器と前記被走査面との間に設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光走査装置。
13. 前記結像光学系は、前記偏向素子と一体化された結像光学素子を含むことを特徴とする請求項１２に記載の光走査装置。
14. 前記受光素子は、前記結像光学系の光軸方向において前記偏向器と前記被走査面との間に設けられていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光走査装置。
15. 前記受光素子による受光のタイミングに基づいて前記光源の発光タイミングを調整する制御部を備えることを特徴とする請求項７乃至１４の何れか一項に記載の光走査装置。
16. 請求項７乃至１５の何れか一項に記載の光走査装置と、該光走査装置により前記被走査面に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器とを備えることを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項７乃至１５の何れか一項に記載の光走査装置と、外部機器から出力された信号を画像データに変換して前記光走査装置に入力するプリンタコントローラとを備えることを特徴とする画像形成装置。

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