(57)【要約】【課題】光学走査装置内において塵埃がタイミング検知用のレーザ光束の走査線上に付着した場合に、それによって生じる感光体ドラム上におけるドット位置ずれ量を低減させることが可能な光学走査装置、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１０３上をレーザ光束で走査する回転多面鏡４と、回転多面鏡４によって偏向走査されたレーザ光束を検知する検知センサ７と、レーザ光束の検知センサ７に対する入射領域を規制する規制部材５とを備え、規制部材５のエッジ部５ａを通過したレーザ光束を検知センサ７で検知する光学走査装置において、規制部材５は、レーザ光束を透過させるパッケージ部材６で覆われており、パッケージ部材６において、レーザ光束が入射する側の表面からエッジ部５ａまでの厚みｔ１（ｍｍ）及びレーザ光束が射出する側の表面からエッジ部５ａまでの厚みｔ２（ｍｍ）を所定値以上に設定する。【選択図】図２
2011145475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光束を射出する光源部材と、
前記光源部材から射出されたレーザ光束を偏向走査することによって被走査体上をレーザ光束で走査する回転可能な偏向部材と、
前記偏向部材の回転方向において前記被走査体へ向けて偏向走査されるレーザ光束の射出口よりも回転方向上流側に配置され、前記偏向部材によって偏向走査されるレーザ光束を検知する検知センサと、
前記偏向部材と前記検知センサとの間のレーザ光束の光路上に配置され、前記偏向部材から前記検知センサに向けて偏向走査されたレーザ光束の前記検知センサに対する入射領域を規制する規制部材と、
を備え、
前記偏向部材の回転に伴い、前記規制部材によって遮られていたレーザ光束が前記規制部材のエッジ部を通過し、通過したレーザ光束を前記検知センサで検知することによって、前記偏向部材によって偏向走査されたレーザ光束が前記被走査体上を走査し始めるタイミングを検知可能に構成されている光学走査装置において、
前記規制部材は、レーザ光束を透過させるパッケージ部材で覆われており、レーザ光束は前記規制部材の位置で収束し、
前記パッケージ部材におけるレーザ光束が入射する側の表面から前記エッジ部までの厚みをｔ１（ｍｍ）、レーザ光束が射出する側の表面から前記エッジ部までの厚みをｔ２（ｍｍ）、
レーザ光束の走査速度をｖ（ｍｍ／μｓ）、
前記パッケージ部材に対するレーザ光束の光軸の入射角をθ（°）、
レーザ光束の光軸に対する収束角をα（°）、
前記パッケージ部材の屈折率をｎ、
記録密度をＮ（ｄｐｉ）、
とした時に、
【数１】
2011145475.tif 000016
の関係を満たしていることを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
レーザ光束を射出する光源部材と、
前記光源部材から射出されたレーザ光束を偏向走査することによって被走査体上をレーザ光束で走査する回転可能な偏向部材と、
前記偏向部材の回転方向において前記被走査体へ向けて偏向走査されるレーザ光束の射出口よりも回転方向上流側に配置され、前記偏向部材によって偏向走査されるレーザ光束を検知する検知センサと、
前記偏向部材と前記検知センサとの間のレーザ光束の光路上に配置され、前記偏向部材から前記検知センサに向けて偏向走査されたレーザ光束の前記検知センサに対する入射領域を規制する規制部材と、
を備え、
前記偏向部材の回転に伴い、前記規制部材によって遮られていたレーザ光束が前記規制部材のエッジ部を通過し、通過したレーザ光束を前記検知センサで検知することによって、前記偏向部材によって偏向走査されたレーザ光束が前記被走査体上を走査し始めるタイミングを検知可能に構成されている光学走査装置において、
前記規制部材は、レーザ光束を透過させるパッケージ部材で覆われており、レーザ光束は前記規制部材の位置で収束し、さらに前記パッケージ部材においてレーザ光束が射出する側の表面と前記検知センサとが当接しており、
前記パッケージ部材におけるレーザ光束が入射する側の表面から前記エッジ部までの厚みをｔ（ｍｍ）、
レーザ光束の走査速度をｖ（ｍｍ／μｓ）、
前記パッケージ部材に対するレーザ光束の光軸の入射角をθ（°）、
レーザ光束の光軸に対する収束角をα（°）、
前記パッケージ部材の屈折率をｎ、
記録密度をＮ（ｄｐｉ）、
とした時に、
【数２】
2011145475.tif 000017
の関係を満たしていることを特徴とする光学走査装置。
【請求項３】
レーザ光束を射出する光源部材と、
前記光源部材から射出されたレーザ光束を偏向走査することによって被走査体上をレーザ光束で走査する回転可能な偏向部材と、
前記偏向部材の回転方向において前記被走査体へ向けて偏向走査されるレーザ光束の射出口よりも回転方向上流側に配置され、前記偏向部材によって偏向走査されるレーザ光束を検知する検知センサと、
を備え、
前記偏向部材の回転に伴い、前記偏向部材によって偏向走査されたレーザ光束を前記検知センサの受光部で検知することによって、前記偏向部材によって偏向走査されたレーザ光束が前記被走査体上を走査し始めるタイミングを検知可能に構成されている光学走査装置において、
前記検知センサはレーザ光束を透過させるパッケージ部材で覆われており、
前記パッケージ部材におけるレーザ光束が入射する側の表面から前記受光部までの厚みをｔ（ｍｍ）、
レーザ光束の走査速度をｖ（ｍｍ／μｓ）、
前記パッケージ部材に対するレーザ光束の光軸の入射角をθ（°）、
レーザ光束の光軸に対する収束角をα（°）、
前記パッケージ部材の屈折率をｎ、
記録密度をＮ（ｄｐｉ）、
とした時に、
【数３】
2011145475.tif 000018
の関係を満たしていることを特徴とする光学走査装置。
【請求項４】
前記パッケージ部材において、
レーザ光束が入射する側の表面、又はレーザ光束が射出する側の表面の少なくとも一方には曲面部が形成されており、前記曲面部を透過するレーザ光束が前記検知センサに検知されるように構成されており、
レーザ光束の前記曲面部でのスポット直径ω（ｍｍ）が、レーザ光束の走査速度をｖ（ｍｍ／μｓ）としたときに、
【数４】
2011145475.tif 000019
の関係を満たしていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学走査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学走査装置と、
前記光学走査装置によって偏向走査されたレーザ光束によって表面が走査され、静電潜像が形成される被走査体としての像担持体と、
前記静電潜像にトナーを供給してトナー像として現像する現像器と、
前記トナー像をシート材上に転写する転写器と、
を備えてい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】
本発明は、光学走査装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザプリンタ等の画像形成装置には、画像信号に応じて感光体ドラムの表面にレーザ光を照射し、該表面に静電潜像を形成する光学走査装置が設けられている。光学走査装置には、レーザ光束を出射する光源と、レーザ光束を偏向する偏向部材とが設けられており、さらにレーザ光束による主走査方向の書き出し位置の同期をとるために、レーザ光束を検知して基準信号を出力する検知センサが設けられている。
【０００３】
かかる構成によると、偏向部材によって偏向走査されたレーザ光束を、レンズ、ミラー等で構成される光学系を介して感光体ドラムの表面に照射する一方で、一部のレーザ光束を検知センサに導くことで、主走査方向の書き出し位置の同期をとることが可能になる。また、レーザ光束を精度よく検知センサに導くために、光路上における検知センサの手前に、レーザ光束が検知センサに到達するタイミングを規制する規制部材を設ける構成が知られている（特許文献１）。規制部材を設けることにより、レーザ光束の検知センサに対する入射領域を好適な範囲内に規制することができ、より精密にレーザ光束を検知することができる。つまり、レーザ光束の主走査方向の書き出しタイミングをより正確に検知することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２１７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来の光学走査装置及び画像形成装置には以下の課題がある。
【０００６】
画像形成装置を塵埃の多い環境下で使用した場合、光学走査装置内に塵埃が入り込み、規制部材の表面に塵埃が付着する。空気中に浮遊する塵埃の粒径は様々であるが、一般的に粒径は０．０１μｍ程度から１００μｍ程度と言われている。ただし本発明者らの鋭意検討によると、光学走査装置内で偏向部材以外の部品に付着した塵埃の粒径はそれほど高範囲にわたっておらず、１〜３０μｍ程度のものがほとんどであることがわかっている。一方で、規制部材上でのレーザ光束のスポット径は、感光体ドラム上のスポット径を７０μｍ程度、集光レンズの焦点距離をｆθレンズの焦点距離の１／３程度とすると、およそ２０μｍとなる。つまり塵埃の粒径が３０μｍであった場合には、レーザ光束のスポット径の方が塵埃の粒径よりも小さいことになり、付着した塵埃がレーザ光束の走査を妨げることになる。
【０００７】
例えば、２つの発光点を持つ半導体レーザを用いて１回の走査で２ライン走査を行う場合、図８に示すように、２つのレーザ光束ＳＡ、ＳＢが規制部材５０のエッジ部５０ａで副走査方向に異なった位置を走査することになる。この場合、仮にエッジ部５０ａにおいてレーザ光束ＳＢの走査線上と重なる箇所に粒径３０μｍの塵埃Ｄが付着すると、レーザ光束ＳＢの走査が塵埃Ｄで遮られ、レーザ光束ＳＢが検知センサ５１に入射するタイミングが３０μｍ分程度遅延することになる。
【０００８】
図９は、図８に示す構成に対応した検知センサ５１の入射光パルスと出力信号との波形
を示す図である。なお、図中の「初期」は、塵埃が付着していないとき、「塵埃付着時」は、塵埃が規制部材に付着している状態を示している。検知センサ５１は、入射するレーザ光束がスレッシュホールドレベル以上になった場合に、不図示の制御部に信号を出力するように構成されている。図示するように、従来の構成によるとレーザ光束ＳＢの走査線上に塵埃Ｄが付着することによってΔｔの同期検知タイミングずれが発生していることがわかる。
【０００９】
なお、３０μｍ分の遅延を感光体ドラム上での主走査方向のドット位置ずれ量に換算すると、焦点距離の関係からおよそ９０μｍ程度のドット位置ずれになる。例えば６００ｄｐｉの記録密度で画像形成を行うとき、感光体ドラム上での複数レーザ光束の主走査方向の相対的なドット位置ずれ量が１／３ドットを超えると滑らかな線の形成が困難になり、画像品質が低下が顕著に表面化することがわかっている。したがって、仮に規制部材において１つのレーザ光束が走査する箇所に粒径３０μｍの塵埃が付着すると、感光体ドラム上での相対的なドット位置ずれ量は９０μｍ程度となり、画像品質を著しく低下させることになる。
【００１０】
このように書き出しタイミング検知用のレーザ光束を検知センサに導く構成において、レーザ光束の走査線上に塵埃が付着している場合、塵埃の粒径によってはそれが感光体ドラム上におけるドット位置ずれにつながり、画像品質を低下させるといった課題がある。また、ここでは２つのレーザ光束を用いた場合について説明しているが、１つのレーザ光束を用いて１回の走査で１ライン走査を行う場合は、画像の主走査方向書き出し位置が全体的にずれるので、同様に画像品質低下の問題が生じる。
【００１１】
そこで本発明は、光学走査装置内において塵埃がタイミング検知用のレーザ光束の走査線上に付着した場合に、それによって生じる感光体ドラム上におけるドット位置ずれ量を低減させることが可能な光学走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
レーザ光束を射出する光源部材と、前記光源部材から射出されたレーザ光束を偏向走査することによって被走査体上をレーザ光束で走査する回転可能な偏向部材と、前記偏向部材の回転方向において前記被走査体へ向けて偏向走査されるレーザ光束の射出口よりも回転方向上流側に配置され、前記偏向部材によって偏向走査されるレーザ光束を検知する検知センサと、前記偏向部材と前記検知センサとの間のレーザ光束の光路上に配置され、前記偏向部材から前記検知センサに向けて偏向走査されたレーザ光束の前記検知センサに対する入射領域を規制する規制部材と、を備え、前記偏向部材の回転に伴い、前記規制部材によって遮られていたレーザ光束が前記規制部材のエッジ部を通過し、通過したレーザ光束を前記検知センサで検知することによって、前記偏向部材によって偏向走査されたレーザ光束が前記被走査体上を走査し始めるタイミングを検知可能に構成されている光学走査装置において、前記規制部材は、レーザ光束を透過させるパッケージ部材で覆われており、レーザ光束は前記規制部材の位置で収束し、前記パッケージ部材におけるレーザ光束が入射する側の表面から前記エッジ部までの厚みをｔ１（ｍｍ）、及びレーザ光束が射出する側の表面から前記エッジ部までの厚みをｔ２（ｍｍ）とし、レーザ光束の走査速度をｖ（ｍｍ／μｓ）、前記パッケージ部材に対するレーザ光束の光軸の入射角をθ（°）、レーザ光束の光軸に対する収束角をα（°）、前記パッケージ部材の屈折率をｎ、記録密度をＮ（ｄｐｉ）、とした時に、
【数１】
2011145475.tif 000003
の関係を満たしていることを特徴とする。
【００１３】
また、
レーザ光束を射出する光源部材と、前記光源部材から射出されたレーザ光束を偏向走査することによって被走査体上をレーザ光束で走査する回転可能な偏向部材と、前記偏向部材の回転方向において前記被走査体へ向けて偏向走査されるレーザ光束の射出口よりも回転方向上流側に配置され、前記偏向部材によって偏向走査されるレーザ光束を検知する検知センサと、前記偏向部材と前記検知センサとの間のレーザ光束の光路上に配置され、前記偏向部材から前記検知センサに向けて偏向走査されたレーザ光束の前記検知センサに対する入射領域を規制する規制部材と、を備え、前記偏向部材の回転に伴い、前記規制部材によって遮られていたレーザ光束が前記規制部材のエッジ部を通過し、通過したレーザ光束を前記検知センサで検知することによって、前記偏向部材によって偏向走査されたレーザ光束が前記被走査体上を走査し始めるタイミングを検知可能に構成されている光学走査装置において、前記規制部材は、レーザ光束を透過させるパッケージ部材で覆われており、レーザ光束は前記規制部材の位置で収束し、前記パッケージ部材においてレーザ光束が射出する側の表面と前記検知センサとが当接しており、レーザ光束が入射する側の表面から前記エッジ部までの厚みをｔ（ｍｍ）、レーザ光束の走査速度をｖ（ｍｍ／μｓ）、前記パッケージ部材に対するレーザ光束の光軸の入射角をθ（°）、レーザ光束の光軸に対する収束角をα（°）、前記パッケージ部材の屈折率をｎ、記録密度をＮ（ｄｐｉ）、とした時に、
【数２】
2011145475.tif 000004
の関係を満たしていることを特徴とする。
【００１４】
また、
レーザ光束を射出する光源部材と、前記光源部材から射出されたレーザ光束を偏向走査することによって被走査体上をレーザ光束で走査する回転可能な偏向部材と、前記偏向部材の回転方向において前記被走査体へ向けて偏向走査されるレーザ光束の射出口よりも回転方向上流側に配置され、前記偏向部材によって偏向走査されるレーザ光束を検知する検知センサと、を備え、前記偏向部材の回転に伴い、前記偏向部材によって偏向走査されたレーザ光束を前記検知センサの受光部で検知することによって、前記偏向部材によって偏向走査されたレーザ光束が前記被走査体上を走査し始めるタイミングを検知可能に構成されている光学走査装置において、前記検知センサはレーザ光束を透過させるパッケージ部材で覆われており、前記パッケージ部材において、レーザ光束が入射する側の表面から前記受光部までの厚みをｔ（ｍｍ）、レーザ光束の走査速度をｖ（ｍｍ／μｓ）、前記パッケージ部材に対するレーザ光束の光軸の入射角をθ（°）、レーザ光束の光軸に対する収束角をα（°）、前記パッケージ部材の屈折率をｎ、記録密度をＮ（ｄｐｉ）、とした時に、
【数３】
2011145475.tif 000005
の関係を満たしていることを特徴とする。
【００１５】
また、本願発明に係る画像形成装置は、上記に記載の光学走査装置と、前記光学走査装置によって偏向走査されたレーザ光束によって表面が走査され、静電潜像が形成される被走査体としての像担持体と、前記静電潜像にトナーを供給してトナー像として現像する現像器と、前記トナー像をシート材上に転写する転写器と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光学走査装置内において塵埃がタイミング検知用のレーザ光束の走査線上に付着した場合に、それによって生じる感光体ドラム上におけるドット位置ずれ量を低減させることが可能な光学走査装置及び画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る光学走査装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態における規制部材、検知センサの概略構成図。
【図３】検知センサにおける入射光パルスと出力信号の波形を示す図。
【図４】第２の実施形態における規制部材、検知センサの概略構成図。
【図５】第３の実施形態における規制部材、検知センサの概略構成図。
【図６】第４の実施形態における規制部材、検知センサの概略構成図。
【図７】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図８】従来例におけるレーザ光束による走査の様子を示す図。
【図９】従来例における入射光パルスと出力信号の波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１〜図３、図７を参照して、本発明の第１の実施形態に係る光学走査装置及び画像形成装置について説明する。図１は光学走査装置の概略構成図、図２は規制部材、及び検知センサの概略構成図、図３は検知センサにおける入射光パルスと出力信号の波形を示す図である。図７は本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【００２０】
［画像形成装置］
図７を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、光学走査装置によってレーザ光束を偏向走査し、像担持体としての感光体ドラム上に静電潜像を形成してシート材に画像を形成するレーザビームプリンタである。
【００２１】
画像を形成する際は、まず入力された画像情報に基づいて光学走査装置１０１からレーザ光束を射出し、プロセスカートリッジ１０２に設けられている感光体ドラム１０３上にレーザ光束を照射し、感光体ドラム１０３上に静電潜像を形成する。その後、プロセスカートリッジ１０２内に収容されている不図示の現像器によって静電潜像にトナー（現像剤）を供給し、静電潜像をトナー像として顕像化する。なお、プロセスカートリッジ１０２には感光体ドラム１０３、及び感光体ドラム１０３に作用するプロセス手段としての帯電部材や現像器等が一体的に収容されている。
【００２２】
シート材積載板１０４上に積載されているシート材Ｐは、給送ローラ１０５、及び分離パッド１０６によって１枚ずつ分離されながら給送され、次に搬送ローラ１０７によって、さらに下流側に搬送される。そして転写ローラ１０８（転写器）の作用により、感光体ドラム１０３上に形成されたトナー像がシート材上に転写される。このトナー像が転写されたシート材Ｐは、さらに下流側に搬送され、内部に加熱体を有する定着器１０９により、トナー像がシート材Ｐ上に定着される。その後、シート材Ｐは、排出ローラ１１０によって画像形成装置外に排出される。なお、本実施形態では、感光体ドラム１０３に作用する帯電部材及び現像器等のプロセス手段を感光体ドラム１０３と一体的にプロセスカートリッジ１０２内に設ける構成としたが、プロセス手段を感光体ドラム１０３と別体に構成してもよい。
【００２３】
［光学走査装置］
図１、図２を参照して、本実施形態に係る光学走査装置について説明する。図１は、本実施形態に係る光学走査装置の概略構成図、図２（ａ）は、レーザ光束の入射側から見た規制部材、検知センサの概略構成図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２４】
図１、図２において、１は２つのレーザ光束ＬＤ１、ＬＤ２を射出する半導体レーザユニット（光源部材）、２はコリメータレンズとシリンドリカルレンズと信号検知レンズ（またはＢＤレンズ）とを一体に成形した複合アナモフィックコリメータレンズである。また、２ａはコリメータレンズとシリンドリカルレンズとを一体にしたアナモコリメータレンズ、２ｂはＢＤレンズである。また、３は開口絞り、４は回転多面鏡（回転可能な偏向部材）、５は規制部材、６は規制部材を覆っている光透過性のパッケージ部材、７は検知
センサ、８はｆθレンズ、９は光学箱である。なお、図１、図２では不図示であるが、ここでは図７に示した感光体ドラム１０３が「被走査体」であり、レーザ光束による偏向走査の主走査方向とは、感光体ドラム１０３の長手方向（回転軸方向）を指す。
【００２５】
図１に示すように、検知センサ７は回転多面鏡４の回転方向において感光体ドラム１０３へ向けて偏向走査されるレーザ光束の射出口９ａよりも回転方向上流側に配置され、回転多面鏡４によって偏向走査されるレーザ光束を検知可能に構成されている。つまり回転多面鏡４は、半導体レーザユニット１から射出されたレーザ光束を、第１の位相において検知用レーザ光束として検知センサ７に偏向し、さらに回転した第２の位相において走査用レーザ光束としてｆθレンズ８の方向へ偏向している。
【００２６】
図２に示すように、規制部材５は、レーザ光束を遮光する樹脂材料で形成されており、検知用レーザ光束の光路上において回転多面鏡４と検知センサ７との間に配置されることにより、検知用レーザ光束の検知センサ７に対する入射領域を規制している。また、規制部材５に形成されているエッジ部のうち、検知センサ７と回転多面鏡４とをつなぐ検知用レーザ光束の光路に最も近い位置にあるエッジ部５ａに検知用レーザ光束が集光するように構成されている。かかる構成によると、回転多面鏡４が回転し、規制部材５によって光路を遮られていた検知用レーザ光束がエッジ部５ａを通過すると、検知用レーザ光束が検知センサ７に入射することになる。よって精度良く検知用レーザ光束を検知することが可能になる。
【００２７】
規制部材５を覆っている透明なパッケージ部材６は、レーザ光束を透過する部材であり、透明なアクリル樹脂またはエポキシ樹脂等によって形成されている。なお、パッケージ部材６に用いられる材料はこれに限られるものではなく、レーザ光束を透過する部材であればよい。規制部材５をパッケージ部材６で覆うためには、先に規制部材５を成形して、その後にインサート成形で規制部材５の周りをパッケージ部材６で成形するとよい。その際に、規制部材５のエッジ部５ａが、外気と遮断されるように透明部材で覆われていればよく、他の個所はインサート成形の型構造上、穴があいていてもよい。
【００２８】
ｆθレンズ８は、回転多面鏡４によって偏向走査されたレーザ光束を集光し、感光体ドラム１０３上にスポットを形成するものであり、そのスポットの走査速度が主走査方向に等速に保たれるように設計されている。かかる特性を得るために、ｆθレンズ８は非球面レンズで形成されている。
【００２９】
上記構成において、半導体レーザユニット１から射出された２つのレーザ光束Ｌ１、Ｌ２は、複合アナモフィックコリメータレンズ２によって主走査方向では略平行光または収束光とされ、副走査方向では収束光とされる。次にレーザ光束Ｌ１、Ｌ２は、開口絞り３を通って光束幅が制限され、回転多面鏡４の偏向面上において主走査方向に長く伸びた焦点上に結像する。そして回転多面鏡４を回転させることによってレーザ光束Ｌ１、Ｌ２が偏向走査され、感光体ドラム１０３上（被走査体上）を走査する前に、検知用レーザ光束として複合アナモフィックコリメータレンズ２のＢＤレンズ２ｂに入射する。
【００３０】
ＢＤレンズ２ｂを通過した検知用レーザ光束Ｌ１、Ｌ２は、パッケージ部材６の一方の表面から入射し、規制部材５上に集光する。図２（ａ）にて、レーザ光束Ｌ１、Ｌ２はＸ方向に走査されており、規制部材５のエッジ部５ａを通過すると同時にこれらの光束が検知センサ７の受光部７ａに入射する。このとき検知センサ７でレーザ光束を検知し、このタイミングを主走査方向の書き出し位置の同期検知タイミングとする。この同期検知を検知用レーザ光束Ｌ１、Ｌ２のそれぞれについて独立に行い、その同期検知から所定の遅延時間後を書き出し位置とする。これによって検知用レーザ光束Ｌ１、Ｌ２の書き出し位置を一致させることができる。その後、回転多面鏡４が回転し、半導体レーザユニット１か
ら射出された２つのレーザ光束Ｌ１、Ｌ２は走査用レーザ光束としてｆθレンズ８に入射し、感光体ドラム上において結像走査される。
【００３１】
レーザ光束を照射することによって感光体ドラム上を走査する際は、まず回転多面鏡４が回転することによって、感光体ドラム上でレーザ光束による主走査が行われる。一方、感光体ドラムがその円筒の軸線まわりに回転駆動することによって副走査が行われる。このようにして感光体ドラムの表面には所望の静電潜像が形成される。
【００３２】
さらに図２（ｂ）、図３を参照して、本実施形態の特徴部について説明する。図３は、図２に示す構成によって検知用レーザ光束を検知センサ７が検知した場合の入射光パルス波形と出力信号波形を示したものである。なお、図３において、上側の波形は検知センサ７に入射するレーザ光束の入射光パルス波形であり、下側の波形は入射光パルス波形がスレッシュホールドレベルに達することによって検知センサ７が出力する出力信号波形である。出力信号波形において、図中ＨからＬになった時が主走査方向書き出し位置の同期検知タイミングとなる。
【００３３】
本実施形態では、規制部材５をパッケージ部材６で覆っているので、従来のように規制部材のエッジ部に塵埃が付着する虞はないものの、パッケージ部材６の表面に塵埃が付着する可能性はある。図２（ｂ）では、パッケージ部材６の表面におけるＢ点に塵埃が付着した場合を示している。しかし、パッケージ部材６の表面に塵埃が付着する場合であっても、本実施形態によれば主走査方向のドットずれ量を許容値内に収めることが可能になる。以下、この理由について説明する。
【００３４】
塵埃がＢ点に付着した場合であっても、塵埃の大きさ（最大値の３０μｍを想定する）に対してパッケージ部材６の表面でのレーザ光束Ｌ１のスポット径は大きいため、従来のように塵埃に遮られて信号検知のタイミングがずれる可能性は少ない。しかし検知センサ７に入射するレーザ光束の光量は低下するため、多少の信号検知タイミングずれが発生する。つまり、図３の入射光パルス波形にて、塵埃が付着すると、初期の状態（塵埃がパッケージ部材６に付着していない）に対して波形の立上り勾配が緩やかになる。したがって、スレッシュホールドレベルで入射光検知タイミングずれが生じ、それが同期検知タイミングずれΔｔにつながる。
【００３５】
浜松ホトニクス株式会社製のレーザビーム同期検出用フォトＩＣのＳ９６８４シリーズでは、同期検知タイミングずれΔｔは、検知センサに入射するレーザ光量が１０％低下すると伝搬遅延時間が最大で５ｎｓｅｃであると記載されている。また、本発明者らの検討においても、本実施形態の構成では、検知センサ７に入射するレーザ光量の低下率と同期検知タイミング遅延時間の関係はほぼ比例関係であり、およそ１／２[ｎｓｅｃ／％]であることが判っている。以下、光量低下が生じることにより同期検知タイミングが遅延し、それが感光体ドラム上における主走査方向のドットずれ量ｓ［ｍｍ］として現れる現象を数式を用いて説明し、ドットずれ量ｓ［ｍｍ］を許容値内に収めるための条件について説明する。
【００３６】
［主走査方向のドットずれ量ｓ［ｍｍ］を許容値内に収めるための条件］
まず、光量低下率をΔＰ［％］とすると、その時の同期検知タイミング遅延時間は、ΔＰ／２［ｎｓｅｃ］で表せる。ここで、感光体ドラム１０３上での主走査方向ドットずれ量をｓ［ｍｍ］、感光体ドラム１０３上のレーザ光束の走査速度をｖ［ｍｍ／μｓ］とすると、主走査方向ドットずれ量ｓ［ｍｍ］は、以下の（式１）で表すことができる。
【００３７】
【数４】
2011145475.tif 000006
【００３８】
次に光量低下率ΔＰの導出について説明する。図２（ｂ）において、検知用レーザ光束Ｌ１の光軸（一点鎖線）とパッケージ部材６の表面との交点をＢとして、Ｂ点に粒径ｄ［ｍｍ］の塵埃が付着したとする。パッケージ部材６の表面でのスポット形状は略円形状または楕円形状であり、その形状の主走査方向径をω［ｍｍ］とする。パッケージ部材６に対するレーザ光束の光軸の入射角θ［°］が-１５[°]≦θ≦＋１５[°]であれば、主走
査方向径ωは、レーザ光束を理想的なガウシアンビームとした時の、レーザ光束の最大強度の１／ｅ２（ｅは自然対数）の強度の部分の幅とみなせる。そこで、Ｂ点に塵埃（球形と仮定）の中心があった場合、検知用レーザ光束をガウシアンビームで考えると、レーザ光量の低下率ΔＰ［％］は、以下の（式２）で表すことができる。
【００３９】
【数５】
2011145475.tif 000007
（式２）を（式１）に代入すると、以下の（式３）が導出される。
【００４０】
【数６】
2011145475.tif 000008
【００４１】
（式３）によると、主走査方向のドットずれ量ｓ［ｍｍ］をなるべく小さくするためには、レーザ光束のパッケージ部材６の表面での主走査方向径ω［ｍｍ］をなるべく大きくすれば良いことがわかる。ここで主走査ドットずれ量の許容値をｓｔ［ｍｍ］とすると、その時の主走査方向径ωｔ［ｍｍ］は、（式３）を変形することにより、以下の（式４）になる。
【００４２】
【数７】
2011145475.tif 000009
【００４３】
（式４）は、主走査方向のドットずれの許容値をｓｔ［ｍｍ］とした場合の必要最小限の主走査方向径ωｔ［ｍｍ］を表している。なお、モアレ等の画像不良の発生を低減するためには、主走査方向のドットずれの許容値ｓｔを１／３ドット以下とすることが望ましい。すなわち記録密度（dpi）の値をＮとすると、許容値ｓｔは、Ｓｔ＝２５．４（ｍｍ
）／３Ｎで表される。つまり記録密度Ｎが高くなる程、主走査方向のドットずれの許容値
Ｓｔは小さく（厳しく）なり、例えば、６００ｄｐｉの記録密度（Ｎ＝６００）で画像形成が行われているときの許容値ｓｔは０．０１４［ｍｍ］となる。また、上述したように本発明者らの鋭意検討によると、光学走査装置内での塵埃の粒径は１〜３０μｍ程度のものがほとんどである。そこで塵埃の粒径ｄを最大の３０μｍ（０．０３ｍｍ）とし、Ｓｔ＝２５．４（ｍｍ）／３Ｎを（式４）に代入すると以下の（式５）が得られる。
【００４４】
【数８】
2011145475.tif 000010
【００４５】
つまり主走査方向のドットずれ量を、その許容値であるｓｔ［ｍｍ］以内に収めるためには、少なくともパッケージ部材６の表面でのレーザ光束の主走査方向径ω［ｍｍ］が式５で表される値以上になるように光学系を調整する必要がある。そこで本実施形態では、レーザ光束の主走査方向径ω［ｍｍ］が上式に示す関係を満足するように、パッケージ部材６の厚み［ｍｍ］を設定していることを特徴とする。具体的には、検知用レーザ光束が入射する側の表面からエッジ部５ａまでの厚みｔ１、及び検知用レーザ光束が射出する側の表面からエッジ部５ａまでの厚みｔ２を、予め決められた範囲に設定している。以下、ｔ１、ｔ２の設定方法について説明する。
【００４６】
図２（ｂ）を参照すると、レーザ光束Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ光軸となす角α［°］で収束しながら入射角θ［°］でパッケージ部材６に入射している。ここでパッケージ部材６の屈折率をｎとし、各マージナル光線の屈折角をβ１［°］、β２［°］とする。レーザ光束Ｌ１、Ｌ２は、信号検知タイミングをより正確に検知するためにエッジ部５ａに集光しており、厚みｔ１は幾何学的関係より以下の（式６）で表すことができる。
【００４７】
【数９】
2011145475.tif 000011
【００４８】
式６に示すように、検知用レーザ光束の主走査方向径ωは、厚みｔ１が厚くなるほど大きくなる。つまり厚みｔ１を厚くするほど主走査方向のドットずれ量ｓは少なくなることになる。従って、厚みｔ１の条件式は、必要最小限の主走査方向径ωｔを用いて以下の（式７）で表すことができる。
【００４９】
【数１０】
2011145475.tif 000012
【００５０】
そして式７に式５を代入し、さらに記録密度（dpi）Ｎ＝６００とすると、以下の（式
８）が得られる。なお、ここでは記録密度（dpi）Ｎ＝６００として計算しているが、当
然ながら、記録密度（dpi）Ｎの値はこれに限られるものではない。
【数１１】
2011145475.tif 000013
【００５１】
また、これまで厚みｔ１の条件について説明をしたが、パッケージ部材６と検知センサ７との間には画像形成装置の外部と連通した空間があり、該空間においても、パッケージ部材６の表面に塵埃が付着する可能性がある。したがって、図２（ｂ）において、検知用レーザ光束を射出する側の表面からエッジ部５ａまでの厚みｔ２も、ｔ１と同様に以下の条件式（式９）を満足させる必要がある（記録密度（dpi）Ｎ＝６００の場合）。
【００５２】
【数１２】
2011145475.tif 000014
【００５３】
次に上式で用いられている各パラメータの具体的数値を例示的に示す。（式５）より走査速度ｖを１［ｍｍ／μｓ］とすると、レーザ光束Ｌ１の主走査方向径ωｔは約０．０７４［ｍｍ］となる。また、その時のパッケージ部材６の厚みｔ１は、（式６）より、入射角θを１２［°］、収束角αを１．６［°］、屈折率ｎを１．５７とすると、約２［ｍｍ］となる。したがって、パッケージ部材６の厚みｔ１は、２［ｍｍ］よりも厚くするとよい。また、厚みｔ２に関しても、同様に２［ｍｍ］よりも厚くするとよい。従来のパッケージ部材の厚みｔ１は厚いものでも０．４９[ｍｍ]程度であったが、上述のようにパッケージ部材６の厚みｔ１、ｔ２を（式８）、（式９）で算出される値以上とした。これにより、レーザ光束のパッケージ部材６の表面での主走査方向径ω［ｍｍ］を所定値以上にし、主走査方向のドットずれ量ｓ［ｍｍ］を許容値ｓｔ以下におさえることができる。
【００５４】
なお、本実施形態ではレーザ光束が２つの場合について説明したが、１つの場合でもレーザ光束が走査する箇所に塵埃が付着した場合、同期検知タイミングのずれは発生する。つまり主走査方向の書き出し位置が規定位置からずれることになる。よって、ここで説明した光学走査装置、画像形成装置の構成は、１つのレーザ光束によって偏向走査する装置にも適用することが可能である。
【００５５】
このように、規制部材５をパッケージ部材６で覆うことで規制部材５のエッジ部５ａに塵埃が付着することを防止できる。また、パッケージ部材６の厚みｔ１とｔ２を条件式（
式８）、（式９）を満たすように設定することで、パッケージ部材６の表面に塵埃が付着した場合も、感光体ドラム１０３上での主走査方向のドットずれを許容値内に抑えることができる。
【００５６】
以上より、光学走査装置内において塵埃がタイミング検知用のレーザ光束の走査線上に付着した場合に、それによって生じる感光体ドラム上におけるドット位置ずれ量を低減させることが可能な光学走査装置、及び画像形成装置を提供することが可能になる。
【００５７】
＜第２の実施形態＞
図４を参照して、本発明の第２の実施形態に係る光学走査装置、及び画像形成装置について説明する。図４は、本実施形態に係る規制部材、及び検知センサの概略構成図である。なお、画像形成装置の構成は第１の実施形態と異なるものではないので、ここでは画像形成装置の説明は省略する。
【００５８】
図４において、１０はパッケージ部材、１１は検知センサ７を保持する回路基板、ｔ３［ｍｍ］はパッケージ部材１０の裏面の検知用レーザ光束が射出する側の面（以下、裏面１０ａと称する）からエッジ部５ａまでの厚みである。その他の構成は第１の実施形態と同一であるので、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
本実施形態では、検知センサ７の表面７ａがパッケージ部材１０の裏面１０ａと当接しており、第１の実施形態のように間隙が設けられていない点が第１の実施形態と大きく異なる点である。まず、検知センサ７の表面７ａとパッケージ部材１０の裏面１０ａとを確実に当接させるために、規制部材５と一体のパッケージ部材１０を光学箱９に組み付ける。その後、検知センサ７を保持している回路基板１１をＣ方向から組付け、パッケージ部材１０の裏面１０ａに接した位置で回路基板１１を光学箱９に固定する。その際に接触する裏面１０ａと回路基板１１の固定部とは、互いに異なる部位のため、寸法ばらつきを吸収するために回路基板１１を可撓性を有する材料によって構成するとよい。
【００６０】
また、本実施形態における厚みｔ１は、第１の実施形態と同様の条件によって設定される厚み有しており、検知用レーザ光束Ｌ１は規制部材５のエッジ部５ａに集光している。集光された検知用レーザ光束Ｌ１は、その後、厚みｔ３のパッケージ部材１０を経由して検知センサ７に入射する。パッケージ部材１０の裏面１０ａと検知センサ７の表面７ａとは互いに当接しているため、その間に塵埃が入りこむ可能性は非常に低い。従って、パッケージ部材１０の裏面１０ａに塵埃が付着する可能性が低いため、裏面１０ａでのスポット直径は小さくてもよい。つまり、厚みｔ３を厚くする必要はなく、厚みｔ１よりも薄く形成しても、主走査方向のドットずれ量ｓを許容値内に収めることが可能になる。
【００６１】
このように本実施形態では、検知センサ７の表面７ａとパッケージ部材１０の裏面１０ａとが直接当接しているため、厚みｔ３が薄くても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、裏面１０ａにおける検知用レーザ光束Ｌ１のスポット形状部に塵埃が付着する虞がほとんどないため、画像形成装置を塵埃の多い環境中で長年使用しても主走査方向のドットずれが発生する可能性が非常に低く、信頼性の高い光学走査装置を実現できる。
【００６２】
以上より、光学走査装置内において塵埃がタイミング検知用のレーザ光束の走査線上に付着した場合に、それによって生じる感光体ドラム上におけるドット位置ずれ量を低減させることが可能な光学走査装置、及び画像形成装置を提供することが可能になる。
【００６３】
＜第３の実施形態＞
図５を参照して、本発明の第３の実施形態に係る光学走査装置、及び画像形成装置につ
いて説明する。図５は、本実施形態に係る規制部材、及び検知センサの概略構成図であり、図５（ａ）は模式断面図、図５（ｂ）はレーザ光束Ｌ１側から見た図である。なお、画像形成装置の構成は第１の実施形態と異なるものではないので、ここでは画像形成装置の説明は省略する。
【００６４】
図５において、１２は検知センサ、１２ａは検知センサ１２の表面、１２ｂは受光面（受光部）、１２ｃは受光面１２のエッジ部、ｔ４は表面１２ａから受光面１２ｂまでの厚みである。また、検知センサ１２の受光面１２ｂはクリアモールド（パッケージ部材）によって覆われている。その他の構成は第１の実施形態と同一であるので、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
この構成において、検知用レーザ光束Ｌ１は検知センサ１２の表面１２ａに入射し、受光面１２ｂのエッジ部１２ｃに集光している。この受光面１２ｂで検知用レーザ光束を検知したタイミングを主走査方向書き出し位置の同期検知タイミングとしている。厚みｔ４は、第１の実施形態と同様の条件によって設定される厚みを有しており、検知センサ１２の表面１２ａにおけるレーザ光束Ｌ１のスポット直径が大きくなるように設定されている。なお、検知センサ１２は、主走査方向書き出し位置の同期検知タイミングを決定する位置を受光面１２ｂのエッジ部１２ｃとしたが、受光面１２ｂを２素子で形成し、２つの出力を比較して同期検知タイミングを決定するタイプのものでもよい。
【００６６】
このように、本実施形態では厚みｔ４を所定の条件に設定することにより、検知センサ１２の表面１２ａに塵埃が付着したとしても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。かかる構成によると、規制部材を別部品で設ける必要がないため、部品点数を削減でき安価な光学走査装置、及び画像形成装置を実現できる。さらに塵埃の付着により主走査方向のドットずれが発生する可能性のある箇所は検知センサ１２の表面１２ａに限定されるので、第１の実施形態よりも主走査方向のドットずれが発生する確率は低くなる。したがって、画像形成装置を塵埃の多い環境で長年使用しても、画像品質の劣化がほとんどない信頼性のある光学走査装置を実現できる。
【００６７】
以上より、光学走査装置内において塵埃がタイミング検知用のレーザ光束の走査線上に付着した場合に、それによって生じる感光体ドラム上におけるドット位置ずれ量を低減させることが可能な光学走査装置、及び画像形成装置を提供することが可能になる。
【００６８】
＜第４の実施形態＞
図６を参照して、本発明の第４の実施形態に係る光学走査装置、及び画像形成装置について説明する。図６は、本実施形態に係る規制部材、及び検知センサの概略構成図であり、図６（ａ）、図６（ｂ）はそれぞれ変形例を示している。なお、画像形成装置の構成は第１の実施形態と異なるものではないので、ここでは画像形成装置の説明は省略する。
【００６９】
図６（ａ）において、１３は規制部材、１３ａは規制部材のエッジ部、１４は規制部材１３を覆うパッケージ部材、１４ａ、１４ｂはパッケージ部材１４と一体に形成された曲面部、ｔ５は曲面部１４ａからエッジ部１３ａまでの厚みである。また、ｔ６はエッジ部１３ａから曲面部１４ｂまでの厚みである。その他の構成は第１の実施形態と同一であるので、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
この構成において、検知用レーザ光束Ｌ１は曲面部１４ａに入射して、規制部材１３のエッジ部１３ａに集光する。その後、検知用レーザ光束Ｌ１は曲面部１４ｂから出射して、検知センサ７に入射する。曲面部１４ａにおける検知用レーザ光束Ｌ１のスポット直径ωは、第１の実施形態の（式４）より以下の条件式（式１０）を満足するように設定している。なお、ここでもＳｔ＝２５．４（ｍｍ）／３Ｎ（Ｎは記録密度）とすることが可能
である。
【００７１】
【数１３】
2011145475.tif 000015
【００７２】
スポット直径ωが（式１０）の条件式を満足すれば、曲面部１４ａに塵埃が付着したとしても、主走査方向のドットずれの発生を許容値内に抑えることができる。また、検知用レーザ光束Ｌ１は曲面部１４ａのレンズ作用によりエッジ部１３ａに集光しているため、厚みｔ５を第１の実施形態の厚みｔ１よりも薄くすることができる。厚みｔ５の厚みは曲面部１４ａの曲率で決まり、厚みを薄くするには曲率を大きく設定すればよい。厚みｔ６に関しては、厚みｔ５以上に設定しており、これによって曲面部１４ｂでのスポット直径ωが（式１０）を満足することができる。
【００７３】
さらに図６（ｂ）を参照して、上記の構成の変形例について説明する。この図において、１５は規制部材１３を覆うパッケージ部材、１５ａは曲面部、１５ｂは平面部である。検知センサ７の表面７ａはパッケージ表面１５ｂと接している。平面部１５ｂは曲面でなくてもよく、第２の実施形態と同様に検知センサ７と接している構成でもよい。このようにパッケージ部材１５の表面においてレーザ光束が通過する表面のうち、少なくとも一方の表面に曲面を形成することにより、厚みｔ５を薄くすることができ、パッケージ部材１５の体積を低減し、安価なパッケージ部材１５とすることができる。また、製造コストを低減しつつ、上記と同様の効果を得ることが可能になる。
【００７４】
以上より、光学走査装置内において塵埃がタイミング検知用のレーザ光束の走査線上に付着した場合に、それによって生じる感光体ドラム上におけるドット位置ずれ量を低減させることが可能な光学走査装置、及び画像形成装置を提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００７５】
１：半導体レーザユニット  ４：回転多面鏡  ５：規制部材  ５ａ：エッジ部  ６：パッケージ部材  ７：検知センサ  １０３：感光体ドラム
【図１】
2011145475.tif 000020
【図２】
2011145475.tif 000021
【図３】
2011145475.tif 000022
【図４】
2011145475.tif 000023
【図５】
2011145475.tif 000024
【図６】
2011145475.tif 000025
【図７】
2011145475.tif 000026
【図８】
2011145475.tif 000027
【図９】
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