(57)【要約】【課題】装置の小型化を図るとともに、書込み位置情報の誤信号の発生を抑えることのできる光走査装置を得る。【解決手段】レーザダイオード１と、レーザダイオード１から放射された光束を主走査方向Ｙに偏向するポリゴンミラー５と、ポリゴンミラー５にて偏向された光束を被走査面（感光体ドラム）上に結像する走査レンズ１１，１２と、画像の書込み位置を検出するためにポリゴンミラー５からの光束を受光するセンサ２５と、ポリゴンミラー５からの光束をセンサ２５に導くための光路折曲げ部材２１と、を備えた光走査装置。光路折曲げ部材２１から出射されてセンサ２５に向かう光束が、ポリゴンミラー５側に配置されている走査レンズ１１の前面を主走査方向Ｙに横切り、かつ、副走査方向Ｚに走査される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光束を主走査方向に偏向する偏向器と、該偏向器にて偏向された光束を被走査面上に結像する少なくとも一つの走査レンズと、画像の書込み位置を検出するために前記偏向器からの光束を受光するセンサと、前記偏向器からの光束を前記センサに導くための光路折曲げ部材と、を備えた光走査装置において、
前記光路折曲げ部材から出射されて前記センサに向かう光束が、前記偏向器側に配置されている走査レンズの前面を主走査方向に横切り、かつ、副走査方向に走査されること、
を特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記光路折曲げ部材は少なくとも二つの反射面を有してい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】
前記光路折曲げ部材は前記偏向器からの光束を少なくとも主走査方向に集光するための曲面を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光路折曲げ部材は前記偏向器からの光束を少なくとも副走査方向に集光するための曲面を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項５】
光源と、該光源からの光束を主走査方向に偏向する偏向器と、該偏向器にて偏向された光束を被走査面上に結像する少なくとも一つの走査レンズと、画像の書込み位置を検出するために前記偏向器からの光束を受光するセンサと、前記偏向器からの光束を前記センサに導くための光路折曲げ部材と、を備えた光走査装置において、
前記光路折曲げ部材は光束の透過面と少なくとも二つの反射面とを有し、
前記走査レンズは光束走査領域と光束通過領域とを有し、
前記光路折曲げ部材の反射面は、前記走査レンズの光束走査領域から出射された光束を光束通過領域に向けて反射するとともに、該光束を副走査方向に走査すること、
を特徴とする光走査装置。
【請求項６】
前記光路折曲げ部材の反射面の反射は全反射によるものであることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記走査レンズの光束通過領域は光束走査領域の外側に配置されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記走査レンズの光束通過領域は平面形状であることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光路折曲げ部材の透過面は光束を主走査方向に集光するための面形状をなしていることを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記光路折曲げ部材の透過面は光束を副走査方向に集光するための面形状をなしていることを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記光路折曲げ部材の透過面は光束を主走査方向及び副走査方向に集光するための面形状をなしていることを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記光路折曲げ部材の透過面は、一面が光束を主走査方向に集光するための面形状をなし、他面が光束を副走査方向に集光するための面形状をなしていること、を特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記光路折曲げ部材の少なくとも二つの反射面がプリズムで構成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項１２のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記プリズムでの光束の反射は全反射によるものであることを特徴とする請求項１３に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、特に、電子写真法による画像形成装置に搭載され、感光体上に静電潜像を形成するための光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の光走査装置においては、１ラインずつ書き込まれる画像の書出し位置を検出するために、偏向器にて主走査方向に偏向された光束を受光するセンサ（以下、ＳＯＳセンサとも記す）が配置されている。ＳＯＳセンサの構成や配置については、特許文献１〜４に記載されている。しかしながら、従来のＳＯＳセンサにあっては、光走査装置の大型化の原因となり、かつ、書込み位置情報の誤信号が生じるという問題点を有していた。以下、この問題点について説明する。
【０００３】
図１０に従来の光走査装置を示す。レーザダイオード１０１から放射された光束は、コリメータレンズ１０２、アパーチャ１０３、シリンドリカルレンズ１０４を透過してポリゴンミラー１０５の反射面に入射する。光束はポリゴンミラー１０５の回転に伴って主走査方向Ｙに偏向され、走査レンズ１１１，１１２によって被走査面（感光体ドラム１２０）上に結像し、等速走査される。また、偏向された光束の一部は走査レンズ１１２を透過した後に、光路折曲げミラー１１５にて反射され、集光レンズ１１６を介してＳＯＳセンサ１１７の受光面上を走査する。ＳＯＳセンサ１１７からの信号に基づいて画像の書出し位置が決定される。
【０００４】
このような光走査装置において装置の小型化を図るには、ＳＯＳセンサ１１７やミラー１１５をポリゴンミラー１０５に近付け、ハウジングの光軸方向Ｘの寸法を短くすることが考えられる。この場合、走査レンズ１１１又は走査レンズ１１２の前面近くにＳＯＳセンサ１１７やミラー１１５を配置することになり、ミラー１１５からＳＯＳセンサ１１７に向かう光束が走査レンズ１１１又は走査レンズ１１２の前面近くを通過する。
【０００５】
また、書出し位置を検出するためには、光束がＳＯＳセンサ１１７に入射する瞬間だけレーザダイオード１０１から光束が放射されればよいという訳ではなく、入射前から光束が放射されており、ＳＯＳセンサ１１７上をポリゴンミラー１０５側から被走査面側に走査される。
【０００６】
従って、ミラー１１５やＳＯＳセンサ１１７を走査レンズ１１１，１１２に近付けると、ＳＯＳセンサ１１７に入射する前の光束が走査レンズ１１１，１１２の被走査面側の面から入射してポリゴンミラー１０５側の面の内面で反射された後、被走査面側の面から出射してＳＯＳセンサ１１７にゴースト光となって入射し、書出し位置情報の誤信号が生じる。
【特許文献１】特開平５−９３８７７号公報
【特許文献２】特開平７−２２８００４号公報
【特許文献３】特開平８−１１０４９０号公報
【特許文献４】特開２００６−３５４６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、装置の小型化を図るとともに、書込み位置情報の誤信号の発生を抑えることのできる光走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、第１の発明は、
光源と、該光源からの光束を主走査方向に偏向する偏向器と、該偏向器にて偏向された光束を被走査面上に結像する少なくとも一つの走査レンズと、画像の書込み位置を検出するために前記偏向器からの光束を受光するセンサと、前記偏向器からの光束を前記センサに導くための光路折曲げ部材と、を備えた光走査装置において、
前記光路折曲げ部材から出射されて前記センサに向かう光束が、前記偏向器側に配置されている走査レンズの前面を主走査方向に横切り、かつ、副走査方向に走査されること、
を特徴とする。
【０００９】
第１の発明に係る光走査装置においては、光路折曲げ部材やＳＯＳセンサの偏向器側に配置されている走査レンズに対して、光路折曲げ部材から出射された光束が副走査方向に走査される。それゆえ、光路折曲げ部材から出射された光束が走査レンズに再入射することがなくなり、ゴースト光がＳＯＳセンサに入射されることはなく、書込み位置情報の誤信号を抑制できる。また、光路折曲げ部材やＳＯＳセンサを走査レンズに近接して配置できるため、装置自体の小型化を図ることができる。
【００１０】
第１の発明に係る光走査装置において、光路折曲げ部材は少なくとも二つの反射面を有していてもよい。また、光路折曲げ部材は偏向器からの光束を少なくとも主走査方向に集光するための曲面を有していてもよく、あるいは、偏向器からの光束を少なくとも副走査方向に集光するための曲面を有していてもよい。
【００１１】
第２の発明は、
光源と、該光源からの光束を主走査方向に偏向する偏向器と、該偏向器にて偏向された光束を被走査面上に結像する少なくとも一つの走査レンズと、画像の書込み位置を検出するために前記偏向器からの光束を受光するセンサと、前記偏向器からの光束を前記センサに導くための光路折曲げ部材と、を備えた光走査装置において、
前記光路折曲げ部材は光束の透過面と少なくとも二つの反射面とを有し、
前記走査レンズは光束走査領域と光束通過領域とを有し、
前記光路折曲げ部材の反射面は、前記走査レンズの光束走査領域から出射された光束を光束通過領域に向けて反射するとともに、該光束を副走査方向に走査すること、
を特徴とする。
【００１２】
第２の発明に係る光走査装置においては、光路折曲げ部材やＳＯＳセンサの偏向器側に配置されている走査レンズに対して、光路折曲げ部材から出射された光束が該走査レンズの光束通過領域に向けて反射されるとともに副走査方向に走査される。それゆえ、光路折曲げ部材から出射された光束が走査レンズの光束走査領域に再入射することがなくなり、ゴースト光がＳＯＳセンサに入射されることはなく、書込み位置情報の誤信号を抑制できる。また、ＳＯＳ光路は走査レンズに設けた光束通過領域を透過するため、ＳＯＳ光路を走査レンズの外側を通過する構成に比較して光学系をコンパクトに構成できる。
【００１３】
第２の発明に係る光走査装置において、光路折曲げ部材の反射面の反射は全反射によるものであってもよい。また、走査レンズの光束通過領域は、光束走査領域の外側に配置されていることが好ましく、平面形状であってもよい。また、光路折曲げ部材の透過面は、光束を主走査方向及び／又は副走査方向に集光するための面形状をなしていてもよい。さらに、光路折曲げ部材の透過面は、一面が光束を主走査方向に集光するための面形状をなし、他面が光束を副走査方向に集光するための面形状をなしていてもよい。
【００１４】
また、第１及び第２の発明に係る光走査装置において、光路折曲げ部材の少なくとも二つの反射面がプリズムで構成されていてもよく、このプリズムでの光束の反射は全反射によるものであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る光走査装置の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各実施例において同じ部材・部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
（第１実施例、図１〜図３参照）
図１は、本発明に係る光走査装置の第１実施例の概略構成を示す。この光走査装置は、光源部とポリゴンミラー５と第１走査レンズ１１と第２走査レンズ１２とウインド（防塵）ガラス１３とを備えている。光源部はレーザダイオード１とコリメータレンズ２とアパーチャ３とシリンドリカルレンズ４とで構成されている。さらに、光路折曲げ部材２１とＳＯＳセンサ２５とを備えている。
【００１７】
レーザダイオード１から放射された光束（拡散光）は、コリメータレンズ２でほぼ平行光に集光され、アパーチャ３からシリンドリカルレンズ４を経て、ポリゴンミラー５の反射面近傍で副走査方向Ｚに集光・結像する。この光束はポリゴンミラー５の回転に基づいて等角速度で主走査方向Ｙに偏向され、走査レンズ１１，１２によって感光体ドラム４０上に結像し、等速走査される。また、第１走査レンズ１１を透過した光束の一部は光路折曲げ部材２１で反射され、ＳＯＳセンサ２５の受光面上に集光する。
【００１８】
図２に第１実施例におけるＳＯＳ光路を示す。本第１実施例において、光路折曲げ部材は、図３に示すように、透過面（レンズ２２）と第１反射面２３と第２反射面２４とで構成されている。第１走査レンズ１１から出射した光束は、主走査方向Ｙに走査されつつレンズ２２を透過し、第１及び第２反射面２３，２４で反射され、第１走査レンズ１１の前面を主走査方向Ｙに横切り、かつ、副走査方向Ｚに走査される。
【００１９】
ここで、第１実施例におけるポリゴンミラー５からＳＯＳセンサ２５の受光面までの光学系のコンストラクションデータを表１に示し、光路折曲げ部材２１（第４面〜第７面）とＳＯＳセンサ２５の受光面（第８面）の法線ベクトル（偏心データ）を表２に示す。第１走査レンズ１１（第３面）の面形状及び光路折曲げ部材２１のレンズ２２（第４面）の面形状は、自由曲面であり、それらの非球面データを表３、表４に示す。自由曲面は式（１）に示す自由曲面式にて算出される。
【００２０】
【数１】
2008287105.tif 000003
【００２１】
【表１】
2008287105.tif 000004
【００２２】
【表２】
2008287105.tif 000005
【００２３】
【表３】
2008287105.tif 000006
【００２４】
【表４】
2008287105.tif 000007
【００２５】
比較のために、図７及び図８に光路折曲げミラー２１’が光束を主走査方向Ｙに走査する場合のＳＯＳ光路を示す。この比較例における光学系のコンストラクションデータを表５に示し、光路折曲げミラー２１’（第４面）とＳＯＳセンサ２５の受光面（第５面）の法線ベクトル（偏心データ）を表６に示す。光路折曲げミラー２１’（第４面）の面形状は自由曲面であり、その非球面データを表７に示す。なお、第１走査レンズ１１（第３面）の面形状は第１実施例と同じである（表３参照）。
【００２６】
【表５】
2008287105.tif 000008
【００２７】
【表６】
2008287105.tif 000009
【００２８】
【表７】
2008287105.tif 000010
【００２９】
第１実施例を示す図２及び比較例を示す図７は、いずれもＳＯＳセンサ２５の受光面の中央に光束が集光された偏向角６９°を示している。また、比較例を示す図８は、偏向角７２．３°の場合のＳＯＳ光路を示している。図８に示す偏向角７２．３°の場合、光路折曲げミラー２１’からの光束は、第１走査レンズ１１の第２面から入射して第１面の内面で反射した後、第２面から出射してＳＯＳセンサ２５に到達する。
【００３０】
図８に示す比較例の場合、光路折曲げミラー２１’から出射された光束は主走査方向Ｙに走査され、副走査方向Ｚには傾きを持っていないため、この光束は第１走査レンズ１１で屈折・反射しても副走査方向Ｚの角度が変わらないままＳＯＳセンサ２５の受光面に向かう。従って、図９に示すように、ＳＯＳセンサ２５の受光面２５ａ上で集光状態は正規の光束とは異なった大きな径となり、副走査方向Ｚの位置は正規の光束と同じ位置となる。即ち、正規の光束（偏向角６９°）よりも先にゴースト光Ｇ（偏向角７２．３°）がＳＯＳセンサ２５の受光部２５ｂに入射してしまい、誤った書出し位置情報を発生してしまう。
【００３１】
これに対して、第１実施例においては、光路折曲げ部材２１の第１反射面２３までは主走査方向Ｙに走査されていた光束を、第１及び第２反射面２３，２４での反射で副走査方向Ｚに走査する。従って、光路折曲げ部材２１から出射した光束が第１走査レンズ１１に再入射することはなく、ＳＯＳセンサ２５の受光部にゴースト光が入射することはなく、誤った書出し位置情報を発生することはない。
【００３２】
（第２実施例、図４〜図６参照）
図４は本発明に係る光走査装置の第２実施例の平面図である。本第２実施例において、光源部及び図示が省略されている第２走査レンズや防塵ガラスなどは第１実施例と同様の構成からなる。
【００３３】
第１走査レンズ１１は光束走査領域１１ａと主走査方向Ｙの端部に位置する光束通過領域１１ｂとを有している。光束走査領域１１ａはｆθ補正や像面湾曲補正など走査に必要な機能を有している。光束通過領域１１ｂは平面形状であって光学的なパワーを有していない。なお、光束通過領域に集光機能を付与してもよい。
【００３４】
また、光路折曲げ部材２１は、図６に示すように、透過面（レンズ２２）と第１反射面２３と第２反射面２４とで構成されている。第１走査レンズ１１の光束走査領域１１ａから出射した光束は、主走査方向Ｙに走査されつつレンズ２２を透過し、第１及び第２反射面２３，２４で反射され、第１走査レンズ１１の光束通過領域１１ｂを通過し、かつ、副走査方向Ｚに走査されてＳＯＳセンサ２５の受光面上に集光する。
【００３５】
本第２実施例におけるポリゴンミラー５からＳＯＳセンサ２５の受光面までの光学系のコンストラクションデータを表８に示し、光路折曲げ部材２１（第４面〜第７面）とＳＯＳセンサ２５の受光面（第８面）の法線ベクトル（偏心データ）を表９に示す。第１走査レンズ１１（第３面）の面形状及び光路折曲げ部材２１のレンズ２２（第４面）の面形状は、自由曲面であり、第１走査レンズ１１（第３面）の非球面データは前記表３と同様であり、光路折曲げ部材２１のレンズ２２（第４面）の非球面データは表１０に示す。
【００３６】
【表８】
2008287105.tif 000011
【００３７】
【表９】
2008287105.tif 000012
【００３８】
【表１０】
2008287105.tif 000013
【００３９】
本第２実施例においても、前記第１実施例と同様に、光路折曲げ部材２１の第１反射面２３までは主走査方向Ｙに走査されていた光束を、第１及び第２反射面２３，２４での反射で副走査方向Ｚに走査する（但し、ＳＯＳ光路は走査光路とは反対方向に折り曲げられる）。従って、光路折曲げ部材２１から出射した光束が第１走査レンズ１１に再入射することはなく、ＳＯＳセンサ２５の受光部にゴースト光が入射することはなく、誤った書出し位置情報を発生することはない。
【００４０】
（他の実施例）
なお、本発明に係る光走査装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００４１】
特に、光源部の構成や走査レンズの構成、形状などは任意である。また、各実施例で示した各種データは一例であることは勿論である。また、本発明は、書出し位置を検出するＳＯＳセンサのみならず、走査ラインの書き終わり位置を検出するＥＯＳセンサに対しても適用することができる。
【００４２】
また、前記実施例で示した光路折曲げ部材２１は、レンズ２２と反射面２３，２４とで構成したが、二つの反射面２３，２４を一体成形し、反射膜を蒸着したものであってもよい。あるいは、反射面２３，２４をプリズムで構成してもよい。プリズムでは、個々の反射面の誤差感度がある程度高くなるが、ユニットとしてハウジングに組み込まれる場合の誤差感度が緩いため、金型を高精度化して樹脂成形すれば、組立て工程を高精度に行う必要がなくなる。さらに、反射面２３，２４による２回の反射はいずれも全反射であるので、金属の蒸着を必要とせず、低コストでプリズムを製作することができる。
【００４３】
また、光路折曲げ部材２１のレンズ２２は光束を主走査方向Ｙ及び副走査方向Ｚの少なくともいずれかに集光する曲面を有していればよい。レンズ２２の一面が光束を主走査方向に集光する面形状をなし、他面が光束を副走査方向Ｚに集光する面形状をなしていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る光走査装置の第１実施例を示す概略構成図である。
【図２】第１実施例におけるＳＯＳ光路を示す斜視図である。
【図３】第１実施例における光路折曲げ部材を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る光走査装置の第２実施例の要部を示す平面図である。
【図５】第２実施例における第１走査レンズの説明図である。
【図６】第２実施例における光路折曲げ部材を示す斜視図である。
【図７】比較例におけるＳＯＳ光路を示す斜視図である。
【図８】比較例におけるゴースト光を示す斜視図である。
【図９】比較例におけるＳＯＳセンサの受光面上でのゴースト光の集光状態を示す説明図である。
【図１０】従来の光走査装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…レーザダイオード
５…ポリゴンミラー
１１，１２…走査レンズ
１１ａ…光束走査領域
１１ｂ…光束通過領域
２１…光路折曲げ部材
２２…レンズ
２３，２４…反射面
４０…感光体ドラム（被走査面）
Ｙ…主走査方向
Ｚ…副走査方向
【図１】
2008287105.tif 000014
【図２】
2008287105.tif 000015
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008287105.tif 000018
【図６】
2008287105.tif 000019
【図７】
2008287105.tif 000020
【図８】
2008287105.tif 000021
【図９】
2008287105.tif 000022
【図１０】
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