(57)【要約】【課題】  画像の書き出し位置を揃えるための同期検出センサの誤検知を防止する。【解決手段】  感光体を露光する光走査装置は、光源と、偏向器と、結像光学系と、導光光学系とを有する。光源は、感光体を露光するための光を照射する。偏向器は、光源からの光を偏向走査する。結像光学系は、偏向走査された光を、感光体上で結像する。導光光学系は、結像光学系を通過した光を光検出器に導く。【選択図】図４
2014056168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を露光する光走査装置であって、
光を照射する光源と、
前記光源からの光を偏向走査する偏向器と、
偏向走査された光を前記感光体上で結像する結像光学系と、
前記結像光学系を通過した光を光検出器に導く導光光学系と、
を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記導光光学系は、反射面を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記導光光学系は、
前記結像光学系を通過した光を反射するミラーと、
前記ミラーの反射光を前記光検出器に導くプリズムと、
を有することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記プリズムは、
前記ミラーの反射光が入射する入射面と、
前記入射面からの光を反射する反射面と、
前記反射面からの光を前記光検出器に到達させる射出面と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の光走査装置と、
前記光走査装置からの光を受けて静電潜像を形成し、静電潜像に対応した現像剤像をシートに転写する現像器と、
現像剤が転写されたシートを加熱して、現像剤をシートに定着する定着器と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光走査装置と、光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置は、光源から射出した光ビームを主走査方向に走査して感光体に導いている。ここで、光源からの光ビームの一部を同期検出センサに導き、同期検出センサの出力に基づいて、感光体における画像（静電潜像）の書き出し位置を揃えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光源からの光ビームの一部を同期検出センサに導くとき、主走査方向にパワーを持った集光レンズが光路上に存在するとき、検出すべきビームの前後の走査光も同期検出センサに導いてしまうため、同期検出センサに複数の光が入り、同期検出センサによる誤検知が発生し、画像の書き出し位置を揃えにくくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本実施形態は、感光体を露光する光走査装置であって、光源と、偏向器と、結像光学系と、導光光学系とを有する。光源は、感光体を露光するための光を照射する。偏向器は、光源からの光を偏向走査する。結像光学系は、偏向走査された光を、感光体上で結像する。導光光学系は、結像光学系を通過した光を光検出器に導く。光検出器の出力は、感光体上に画像（静電潜像）を形成するときに、水平方向における同期を取るために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】画像形成装置の縦断面図である。
【図２】光走査装置の斜視図である。
【図３】光走査装置の上面図である。
【図４】光走査装置の下面図である。
【図５】導光プリズムの構成を示す図である。
【図６】光源および同期検出センサの周辺構造を示す図である。
【図７】光源および同期検出センサの周辺構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１は、本実施形態における画像形成装置（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）の縦断面図である。画像形成装置１は、画像読取部１０および画像形成部２０を備える。画像読取部１０は、シート原稿およびブック原稿の画像をスキャンして読み取る。画像形成部２０は、画像読取部１０にて原稿から読み取られた画像や、外部機器から画像形成装置１に送信された画像データ等に基づいて、シートに現像剤像を形成する。
【０００７】
画像読取部１０は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ、Automatic Document Feeder）１１を備える。画像読取部１０は、自動原稿搬送装置１１によって搬送される原稿や、原稿台に載置される原稿の画像を読み取る。画像形成部２０は、給紙カセット２１、現像器２２、光走査装置３０、定着器２３および排紙トレイ２４を備える。
【０００８】
画像形成部２０の動作について説明する。
【０００９】
給紙カセット２１に収納されたシートは、ピックアップローラや搬送ローラによって、現像器２２に搬送される。現像器２２は、給紙カセット２１から搬送されたシートに対して、現像剤像を形成する。具体的には、まず、現像器２２に含まれる感光体が、光走査装置３０からの光ビームによって露光されることにより、感光体の感光面上に静電潜像が形成される。
【００１０】
次に、感光体に現像剤を供給することにより、静電潜像が顕像化される。感光体の感光面には現像剤像が形成され、感光面上の現像剤像は、給紙カセット２１から搬送されたシートに転写される。現像剤像が転写されたシートは、定着器２３に搬送される。定着器２３は、シートを加熱することにより、現像剤像をシートに定着する。定着器２３を通過したシートは、排紙トレイ２４に搬送される。定着器２３から搬送されるシートは、排紙トレイ２４に積載される。
【００１１】
図１に示す画像形成装置１の構造は、一例であり、シートに現像剤像を形成することができる装置であれば、いかなる構造であってもよい。
【００１２】
次に、光走査装置３０の構造について説明する。図２は、光走査装置３０の斜視図である。図３は、光走査装置３０を上方（図２に示す矢印Ｄ１の方向）から見た図である。図４は、光走査装置３０を下方（図２に示す矢印Ｄ２の方向）から見た図である。
【００１３】
図３に示す第１光学系３１は、光源３２から射出した光ビームに対して所定の特性を与える。光源３２は、光走査装置３０のハウジング３６に固定されている。光源３２は、基板３２ａに取り付けられており、基板３２ａは、光源３２を駆動するために用いられる。
【００１４】
第１光学系３１は、コリメータレンズ３１１、絞り板３１２およびシリンドリカルレンズ３１３を備える。光源３２から射出した光ビームＬ１は、コリメータレンズ３１１に入射する。光源３２から射出した光ビームＬ１は発散光であり、コリメータレンズ３１１は、光源３２からの発散光Ｌ１を平行光に変換する。コリメータレンズ３１１は、光走査装置３０のハウジング３６によって保持されている。
【００１５】
コリメータレンズ３１１を通過した光ビームＬ１は、絞り板３１２を通過する。図２に示すように、絞り板３１２は、開口部３１２ａを有しており、コリメータレンズ３１１からの光ビームは、開口部３１２ａを通過する。絞り板３１２は、プレートを型抜きすることによって形成することができる。
【００１６】
絞り板３１２は、ハウジング３６によって保持されている。ここで、開口部３１２ａの中心が光軸上に位置するように、絞り板３１２が配置される。絞り板３１２は、コリメータレンズ３１１からの光ビームのうち、開口部３１２ａに向かわない光成分を遮蔽する。
【００１７】
絞り板３１２の開口部３１２ａを通過した光ビームは、シリンドリカルレンズ３１３に入射する。シリンドリカルレンズ３１３は、絞り板３１２からの光ビームを副走査方向において収束させる。シリンドリカルレンズ３１３は、ハウジング３６によって保持されている。
【００１８】
光源３２から射出した光ビームは、第１光学系３１を通過して、ポリゴンミラー（偏向器に相当する）３３に到達する。ポリゴンミラー３３は、ハウジング３６に固定されており、回転する。ポリゴンミラー３３は、第１光学系３１からの光を第２光学系３４に向けて反射する。ポリゴンミラー３３が回転することにより、ポリゴンミラー３３は、第１光学系３１からの光ビームを主走査方向（図３の左右方向）に偏向する。
【００１９】
ポリゴンミラー３３によって反射した光ビームは、第２光学系３４に入射する。第２光学系３４は、ポリゴンミラー３３からの光ビームを現像器２２の感光体に導く。すなわち、第２光学系（結像光学系に相当する）３４は、ポリゴンミラー３３からの光ビームを、感光体の感光面上に結像する。第２光学系３４は、第１結像レンズ３４ａ、第１ミラー３４ｂ、第２ミラー３４ｃおよび第２結像レンズ３４ｄを有する。
【００２０】
第１結像レンズ３４ａは、主走査方向（図３の左右方向）に延びて第２結像レンズ３４ｄは主走査方向（図４の左方向）に伸びている。この２つの結像レンズによって、ポリゴンミラー３３からの反射光を副走査方向（主走査方向と直交する方向）に収束する。第１結像レンズ３４ａ及び第２結像レンズ３４ｄがポリゴンミラー３３の反射光を副走査方向に収束することにより、ポリゴンミラー３３における反射面の倒れに伴う光ビームのずれを補正することができる。同様に主走査方向にも収束している。
【００２１】
第１ミラー３４ｂは、第１結像レンズ３４ａを通過した光ビームを、図４に示す第２ミラー３４ｃに向けて反射する。第２ミラー３４ｃは、第１ミラー３４ｂからの光ビームを第２結像レンズ３４ｄに向けて反射する。図２から図４において、Ｌ１は、ポリゴンミラー３３によって偏向される前の光ビームを示す。Ｌ２は、ポリゴンミラー３３によって偏向された後の光ビームを示す。
【００２２】
図４に示すように、第２結像レンズ３４ｄを通過した光ビームは、防塵ガラス３５を透過して、現像器２２に向かう。防塵ガラス３５は、ハウジング３６に固定されており、光走査装置３０の内部に埃などの異物が侵入することを阻止する。第１光学系３１、ポリゴンミラー３３および第２光学系３４は、埃などの異物が付着しないように、ハウジング３６や防塵ガラス３５などによって囲まれている。
【００２３】
防塵ガラス３５を通過した光ビームの一部は、ミラー３７によって反射する。ミラー３７は、第２結像レンズ３４ｄおよび感光体の間に位置する光路から外れた位置に配置されている。ミラー３７の反射光は、防塵ガラス３５を透過して、導光プリズム３８に導かれる。導光プリズム３８は、第２光学系３４と隣り合う位置において、ハウジング３６に固定されている。
【００２４】
導光プリズム３８は、ミラー３７からの光ビームを同期検出センサ３９に導く。同期検出センサ３９は、導光プリズム３８からの光ビームを検出する。同期検出センサ３９が導光プリズム３８からの光ビームを検出した後に、光源３２は、画像データに応じた発光を行う。これにより、現像器２２の感光体における画像の書き出し位置を揃えることができる。
【００２５】
図４に示すように、光源３２から結像位置ＩＰまでの光路長は、光源３２から同期検出センサ３９までの光路長と等しい。本実施形態では、ミラー３７によって光路を折り返すことにより、光路長を確保している。
【００２６】
図５から図７に示すように、同期検出センサ３９は、基板３２ａに固定されている。図５は、導光プリズム３８、光源３２および同期検出センサ３９の位置関係を示す図である。図６および図７は、第１光学系３１および導光プリズム３８の位置関係を示す図であっって、互いに異なる方向から見たときの図である。
【００２７】
同期検出センサ３９および光源３２は、光走査装置３０の上下方向（言い換えれば、副走査方向）において、ずれた位置に配置されている。
【００２８】
本実施形態では、防塵ガラス３５を透過した光ビームが、ミラー３７に到達している。ただし、ミラー３７は、防塵ガラス３５および第２結像レンズ３４ｄの間に位置する光路上に配置することもできる。すなわち、ミラー３７は、防塵ガラス３５およびハウジング３６によって囲まれたスペースに配置することができる。
【００２９】
ミラー３７は、第２結像レンズ３４ｄからの光ビームを導光プリズム３８に向かって反射すればよい。防塵ガラス３５およびハウジング３６によって囲まれたスペースに、ミラー３７を配置するときには、光源３２から同期検出センサ３９までの光路長が、光源３２から結像位置ＩＰまでの光路長と等しくなればよい。
【００３０】
図５に示すように、導光プリズム３８は、入射面３８ａ、全反射面３８ｂ、射出面３８ｃおよびフランジ３８ｄを有する。導光プリズム３８は、ミラー３７からの光ビームを減衰させることがないように、実質的に透明な材料で形成されている。導光プリズム３８の材料としては、例えば、ガラスや樹脂を用いることができる。樹脂としては、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を用いることができる。
【００３１】
導光プリズム３８のフランジ３８ｄは、導光プリズム３８を所定位置に固定するために用いられる。すなわち、フランジ３８ｄがハウジング３６によって保持されることにより、導光プリズム３８が所定位置に固定される。
【００３２】
防塵ガラス３５を透過した光ビームは、導光プリズム３８の入射面３８ａに入射する。入射面３８ａは、ミラー３７から入射面３８ａに到達する光ビームＬ２の光軸に対して傾いている。言い換えれば、入射面３８ａは、光ビームＬ２の光軸と直交する面に対して傾斜している。入射面３８ａに光ビームＬ２を入射させるとき、入射光の一部は、入射面３８ａによって反射するおそれがある。
【００３３】
光ビームＬ２の光軸と直交する面に対して、入射面３８ａを傾けることにより、入射面３８ａによって反射する光成分を、ミラー３７および導光プリズム３８の間における光路から外れた方向に導くことができる。そして、入射面３８ａの反射光が第２光学系３４の側に戻ってしまうことを抑制できる。
【００３４】
入射面３８ａに入射した光ビームＬ２は、導光プリズム３８の内部を通過して、全反射面３８ｂに到達する。全反射面３８ｂは、入射面３８ａからの光ビームＬ２を、射出面３８ｃに向かって反射する。全反射面３８ｂは、全反射条件を満たすレンズ面によって構成されていてもよいし、面３８ｂに反射膜を蒸着処理して、光ビームＬ２を全反射させてもよい。
【００３５】
なお、導光プリズム３８の面３８ｂは、全反射面ではなくてもよい。ただし、全反射面３８ｂを用いることにより、同期検出センサ３９に導かれる光ビームＬ２の光量ロスを低減することができる。
【００３６】
射出面３８ｃは、全反射面３８ｂからの光ビームＬ２を同期検出センサ３９の受光面３９ａに結像させる。射出面３８ｃからの光ビームＬ２が受光面３９ａに到達することにより、同期検出センサ３９は、受光に応じた信号を出力する。同期検出センサ３９の出力信号は、感光体に静電潜像を形成するときの水平同期信号として用いられる。
【００３７】
射出面３８ｃは、副走査方向（図５の紙面と直交する方向）において、正の光学パワーを有する。射出面３８ｃが正の光学パワーを有することにより、同期検出センサ３９に向かう光を、副走査方向において収束させることができる。例えば、射出面３８ｃは、シリンドリカル面によって構成することができる。
【００３８】
ミラー３７が所定の向きに対してずれてしまうと、ミラー３７から導光プリズム３８に導かれる光ビームＬ２が副走査方向にずれてしまうおそれがある。そこで、射出面３８ｃに対して、副走査方向における正の光学パワーを持たせることにより、導光プリズム３８から同期検出センサ３９に向かう光ビームＬ２が、受光面３９ａに対して副走査方向にずれてしまうことを抑制できる。
【００３９】
本実施形態では、ミラー３７の倒れを考慮することにより、導光プリズム３８の射出面３８ｃに対して、副走査方向における光学パワーを持たせている。ただし、ミラー３７の倒れを抑制できる構造では、導光プリズム３８の射出面３８ｃに対して、副走査方向における光学パワーを持たせなくてもよい。
【００４０】
本実施形態では、ミラー３７および導光プリズム３８を用いて、第２結像レンズ３４ｄを通過した光ビームを同期検出センサ３９に導いている。ここで、導光プリズム３８の代わりに、ミラー３７からの光ビームＬ２を反射させる光学面（全反射面３８ｂに相当する）を用いることができる。また、光ビームＬ２を副走査方向に収束させるときには、副走査方向において、正の光学パワーを有する光学面（射出面３８ｃに相当する）を設ければよい。
【００４１】
本実施形態の導光プリズム３８では、全反射面３８ｂおよび射出面３８ｃが一体的に形成されているため、全反射面３８ｂおよび射出面３８ｃの位置決めを容易に行うことができる。また、全反射面３８ｂおよび射出面３８ｃを一体的に形成することにより、全反射面３８ｂおよび射出面３８ｃのそれぞれを別の光学部品で構成する場合に比べて、部品点数を減らすことができる。
【００４２】
本実施形態の導光プリズム３８では、ミラー３７からの光ビームＬ２を、全反射面３８ｂによって１回だけ反射させている。ただし、複数の反射面を用いて、ミラー３７からの光ビームＬ２を複数回、反射させることもできる。複数の反射面は、１つのプリズムに対して一体的に形成することもできるし、別々の光学部品によって構成することもできる。
【００４３】
本実施形態の導光プリズム３８では、射出面３８ｃだけが、副走査方向において正の光学パワーを有する。ただし、導光プリズム３８を構成する光学面のうち、少なくとも１つの光学面が、副走査方向において正の光学パワーを有していればよい。例えば、入射面３８ａ又は全反射面３８ｂが、副走査方向において正の光学パワーを有していてもよい。
【００４４】
本実施形態によれば、第２光学系３４（結像レンズ３４ａ，３４ｄ）によって主走査方向で結像している光ビームＬ２を、同期検出センサ３９に導いている。言い換えれば、現像器２２の感光体に到達する光ビームＬ２を、同期検出センサ３９に導いている。したがって、感光体に到達する光ビームＬ２と同等の光ビームＬ２を、同期検出センサ３９に到達させることができ、感光体に対する画像の書き出し位置の精度を向上させることができる。
【００４５】
同期検出センサ３９に光ビームＬ２を導く場合には、特許文献１に記載されているように、第２光学系３４に入射する前の光ビームＬ２を同期検出センサ３９に導くことも考えられる。この場合には、同期検出センサ３９に光ビームＬ２が到達する前の光路において、主走査方向及び副走査方向に正のパワーを持った、集光レンズを用いて、光ビームＬ２を主走査方向に収束させる必要がある。
【００４６】
しかし、集光レンズを用いて、光ビームＬ２を主走査方向に収束させる場合には、上述のように、結像レンズによって、主走査方向に収束した光ビームに検出に用いるため、導光プリズムには、主走査方向の生のパワーは必要ないため、集光レンズおよび第２光学系３４における光学特性のずれなどによって、同期検出センサ３９に到達する光ビームＬ２が、感光体に到達する光ビームＬ２とは異なってしまう。この場合には、感光体に結像する光ビームＬ２とは異なる光成分が、同期検出センサ３９によって検出されてしまい、同期検出センサ３９の誤検知が発生してしまうおそれがある。
【００４７】
本実施形態によれば、上述したように、感光体に到達する光ビームＬ２、言い換えれば、第２光学系３４を通過した後の光ビームＬ２を同期検出センサ３９に導いているため、同期検出センサ３９の誤検知を抑制することができる。
【００４８】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００４９】
１：画像形成装置、１０：画像読取部、１１：自動原稿搬送装置、２０：画像形成部、
２１：給紙カセット、２２：現像器、２３：定着器、２４：排紙トレイ、
３０：光走査装置、３１：第１光学系、３２：光源、３２ａ：基板、
３３：ポリゴンミラー、３４：第２光学系、３４ａ：第１結像レンズ、
３４ｂ：第１ミラー、３４ｃ：第２ミラー、３４ｄ：第２結像レンズ、
３５：防塵ガラス、３６：ハウジング、３７：ミラー、３８：導光プリズム、
３８ａ：入射面、３８ｂ：全反射面、３８ｃ：射出面、
３１１：コリメータレンズ、３１２：絞り板、３１２ａ：開口部、
３１３：シリンドリカルレンズ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特開２０１１−２４８２２８号公報
【図１】
2014056168.tif 000003
【図２】
2014056168.tif 000004
【図３】
2014056168.tif 000005
【図４】
2014056168.tif 000006
【図５】
2014056168.tif 000007
【図６】
2014056168.tif 000008
【図７】
2014056168.tif 000009