(57)【要約】【課題】  レーザ光源から出たレーザビームが再度レーザ光源に戻ることによる不都合を回避しつつ，レーザビームの光軸がずれることによる不都合を光走査装置のコストを上昇させることなく解消できる光走査装置を提供すること。【解決手段】  互いに平行な入射面および放射面を有し，上記入射面から入射するレーザビームを屈折させ，光路のずれたレーザビームを上記放射面から放射する平行平板と，前記平行平板の放射面から出たレーザビームを走査させる走査手段とを備え，前記レーザ光源から出たレーザビームと平行平板から出たレーザビームとが，平行で且つ前記走査手段による走査方向に直角の副走査方向に変位した状態となるように，また，前記平行平板の入射面で反射したレーザビームが，前記レーザ光源に戻らないような方向に前記平行平板が配置されてなる。【選択図】図７
2012037843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを照射するレーザ光源と，
上記レーザ光源から照射されたレーザビームを通過させることにより，そのレーザビームを平行光にするためのビーム補整器と，
上記ビーム補整器よりもビーム照射経路下流側に配置され，通過するレーザビームを所定位置に収束させるためのビーム収束器と，
互いに平行な入射面および放射面を有し，上記ビーム補整器から上記ビーム収束器までのレーザビームの光路中のいずれかの位置に配置され，上記入射面から入射するレーザビームを屈折させ，光路のずれたレーザビームを上記放射面から放射する平行平板と，
前記平行平板の放射面から出たレーザビームを走査させる走査手段とを備え，レーザビームを走査させるための光走査装置であって，
前記レーザ光源から出たレーザビームと平行平板から出たレーザビームとが，平行で且つ前記走査手段による走査方向に直角の副走査方向に変位した状態となるように，また，前記平行平板の入射面で反射したレーザビームが，前記レーザ光源に戻らないような方向に前記平行平板が配置されてなる光走査装置。
【請求項２】
前記平行平板の入射面で反射するレーザビームがレーザ光源に戻らないようにするために，平行平板で反射したレーザビームが衝突する絞りが補整器と前記平行平板との間に設けられてなる請求項1記載の光走査装置。
【請求項３】
感光体と，上記感光体にレーザビームを走査させて静電潜像を書き込むための請求項１あるいは２のいずれかに記載の光走査装置とを含む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，レーザビームを走査させるための光走査装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，読み込んだ画像に基づくレーザビームを照射するためのレーザ光源を備えたデジタル複写機が知られている。この種のデジタル複写機は，例えば１つのレーザ光源を有しており，このレーザ光源から照射されたレーザビームは，例えばビーム補整器，ビーム角度調節器，ビーム収束器，ポリゴンミラーおよびｆθレンズなどの各種光学部材を通って，感光体表面に照射される。
【０００３】
このような光走査装置Ｙの概要の一例が図４に示されている。
ビーム補整器は，コリメータレンズ１１３などによって構成され，レーザ光源１１から照射された拡散光を平行光にするためのものである。ビーム補整器により平行光にされたレーザビームは，平行平板５０などからなるビーム角度調節器を通過することによりその角度が調節された後，シリンドリカルレンズ５１などからなるビーム収束器により所定の収束方向に収束されて，走査手段の一例であるポリゴンミラー１２の反射面で１点に収束される。ポリゴンミラー１２は，その軸線回りに等速回転されるようになっており，レーザビームは，等速回転するポリゴンミラー１２の反射面で反射することにより走査される。ポリゴンミラー１２により走査されるレーザビームは，図３に示すｆθレンズ１３の働きにより，所定の収束方向に収束されて，感光体３１の表面上で等速度で走査される。
図３は光走査装置Ｙを上面から見たものであり，図４（図５〜７も同様）は，光軸に沿って展開したものである。
【０００４】
上記のような構造を備えた光走査装置Ｙの場合，レーザ光源１１を所定位置に取り付ける際のずれや，レーザ光源１１自体の光軸のずれなどに起因して，照射されるレーザビームが，所望の照射方向に対して傾きを生じる場合がある。レーザビームに傾きが生じると，ビーム補整器を通過するレーザビームの位置がずれるため，レーザビームをビーム収束器の入射面の中央近傍に入射させることができない。
【０００５】
この場合，ビーム収束器から放射されるレーザビームが，所望の照射方向に対して大きな傾きを生じ，ｆθレンズ１３へのレーザビームの入射位置が大きくずれる。したがって，ｆθレンズ１３におけるレーザビームの入射位置のずれに対する許容範囲を広くしなければならず，ｆθレンズ１３の生産コストが高くなってしまう。
【０００６】
そのため，ビーム収束器に入射するレーザビームのずれを軽減することを目的として，レーザ光源１１とシリンドリカルレンズ５１との間の光路に図４に示した平行平板５０を設けることになる。
例えば特許文献１に開示された光走査装置では，レーザビームを照射するレーザ光源と，上記レーザ光源から照射されたレーザビームを通過させることにより，そのレーザビームを平行光にするためのビーム補整器と，上記ビーム補整器よりもビーム照射経路下流側に配置され，通過するレーザビームを所定位置に収束させるためのビーム収束器と，互いに平行な入射面および放射面を有し，上記ビーム補整器から上記ビーム収束器までのレーザビームの光路中のいずれかの位置に回動自在に配置され，上記入射面から入射するレーザビームを屈折させ，光路のずれたレーザビームを上記放射面から放射する平行平板とを含む光走査装置が開示されている。
【０００７】
この光走査器において，ビーム収束器（シリンドリカルレンズ）を通過したレーザビームは，所定の収束方向に収束されて，ポリゴンミラー１２の反射面で１点に収束される。ポリゴンミラー１２は，その軸線回りに等速回転されるようになっており，レーザビームは，等速回転するポリゴンミラー１２の反射面で反射することにより走査される。ポリゴンミラー１２のビーム照射経路下流側には，ｆθレンズ１３が配置されている。ポリゴンミラー１２により走査されるレーザビームは，ｆθレンズ１３の働きにより，所定の収束方向に収束されて，所定の照射位置を等速度で走査される。
【０００８】
この時，前記のようにレーザ光源１１を所定位置に取り付ける際のずれや，レーザ光源１１自体の光軸のずれなどがあれば，照射されるレーザビームが，所望の照射方向に対して傾きを生じる。レーザビームに傾きが生じると，ビーム補整器を通過するレーザビームの位置がずれるため，レーザビームをビーム収束器の入射面の中央近傍に入射させることができない。この点，上記特許文献１に記載の光走査装置では，互いに平行な入射面および放射面を有し，上記ビーム補整器から上記ビーム収束器までのレーザビームの光路中のいずれかの位置に回動自在に配置され，上記入射面から入射するレーザビームを屈折させ，光路のずれたレーザビームを上記放射面から放射する平行平板５０が設けられているので，この平行平板５０の回動量を適当に調節することにより，平行平板５０を通過するレーザビームの光路をずらして，レーザビームをビーム収束器の入射面の中央近傍に入射させることができる。これにより，ビーム収束器に入射するレーザビームのずれを軽減できる。
また，レーザビームをビーム収束器の入射面の中央近傍に入射させることにより，ビーム収束器を通過するレーザビームの傾きを小さくすることができるので，ｆθレンズ１３の入射面の中央近傍に入射させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３５０７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら，上記のように光路内に平行平板５０を設けると，図４に示すように，平行平板５０が光軸に対して垂直に近い状態のときは，レーザビームが平行平板５０に反射してレーザ光源１１を構成するレーザダイオード(LD)に戻り（矢印Ｙ参照），その戻り光がレーザダイオード内のオートパワーコントロール(APC)用に設けられているPDセンサに入射し，APCが不安定になるという問題がある。
このようなことは平行平板５０が光軸に対して垂直に近い状態のときに生じるものであるので，平行平板５０の光軸に対する傾きを大きくすると，図５に示すように，矢印Ｙ１で示す平行平板５０での反射光がレーザダイオードに戻らなくなり，前記したようなAPCが不安定になるという問題は解消される。
しかしながら，上記のように傾斜した平行平板５０を用いると，平行平板５０内での光路がレーザ光源１１の光軸からずれるので，シリンドリカルレンズ５１から出たレーザビームは，ポリゴンミラー１２に対して傾斜した方向から入射され，結果的にレーザビームがｆθレンズ１３（図３参照）の光軸に対してもずれるので，ｆθレンズ１３を出たレーザビームが感光体に対して傾きを持つという新たな問題を発生させる。
【００１１】
上記のような新たな問題を解決するために，図６に示すようにシリンドリカルレンズ５１とポリゴンミラー１２との間に別の平行平板５２を介在させ，レーザビームをレーザ光源１１の光軸に一致させてポリゴンミラー１２に導くようにすることが考えられる。
【００１２】
しかしながら，上記のように平行平板５０以外に更に平行平板５２を設けることは，光走査装置のコストを押し上げることになり，非常に不経済である。
従って，本発明は上記した事情に基づいて発明されたものであり，平行平板５０を用いると共にこの平行平板を傾けることでレーザ光源から出たレーザビームが再度レーザ光源のレーザダイオードに戻ることによる不都合を回避しつつ，上記平行平板を傾けることで生じた，レーザビームの光軸がずれることによる不都合を光走査装置のコストを上昇させることなく解消できる光走査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明にかかる光走査装置は，
レーザビームを照射するレーザ光源と，
上記レーザ光源から照射されたレーザビームを通過させることにより，そのレーザビームを平行光にするためのビーム補整器と，
上記ビーム補整器よりもビーム照射経路下流側に配置され，通過するレーザビームを所定位置に収束させるためのビーム収束器と，
互いに平行な入射面および放射面を有し，上記ビーム補整器から上記ビーム収束器までのレーザビームの光路中のいずれかの位置に配置され，上記入射面から入射するレーザビームを屈折させ，光路のずれたレーザビームを上記放射面から放射する平行平板と，
前記平行平板の放射面から出たレーザビームを走査させる走査手段とを備え，レーザビームを走査させるための光走査装置であって，
前記レーザ光源から出たレーザビームと平行平板から出たレーザビームとが，平行で且つ前記走査手段による走査方向に直角の副走査方向に変位した状態となるように，また，前記平行平板の入射面で反射したレーザビームが，前記レーザ光源に戻らないような方向に前記平行平板が配置されてなる光走査装置である。
このような光走査装置では，レーザ光源から出たレーザビームは，ビーム補整器を通って平行光化された後，平行平板に入射面から進入する。平行平板に進入したレーザビームは，入射面で屈折して放射面に向かって進み，さらに放射面で屈折してビーム収束器の方向に進む。この時，上記放射面から出たレーザビームは，前記レーザ光源から出るレーザビームに平行であり，且つレーザ光源から出るレーザビームとの間の変位が生じるように平行平板が傾けられている。
このように平行平板を前記のように「前記レーザ光源から出たレーザビームと平行平板から出たレーザビームとが，平行で且つ前記走査手段による走査方向に直角の副走査方向に変位した状態となるように，また，前記平行平板の入射面で反射したレーザビームが，前記レーザ光源に戻らないような方向に」傾けることで，レーザ光源から出たレーザビームが再度レーザ光源に反射する不都合が解消されると共に，上記平行平板を傾けることで生じた，レーザビームの光軸がずれるという不都合を光走査装置のコストを上昇させることなく解消できる。
このように，この発明では，前記レーザ光源から出た後，平行平板に入射するレーザビームの一部は，平行平板の入射面で反射するが，平行平板の傾きが適切に設定されているので，レーザ光源に戻るような不都合はない。
また，この平行平板の入射面で反射するレーザビームがレーザ光源に戻らないようにするために，平行平板で反射したレーザビームが衝突する絞りをビーム補整器と平行平板との間に設けることが望ましい。
さらに，この発明は，感光体と，上記感光体にレーザビームを走査させて静電潜像を書き込むための光走査装置とを含むことを特徴とする画像形成装置としても把握できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以上述べたように構成されているので，平行平板を傾けることでレーザダイオードから出たレーザビームが再度レーザダイオードに反射する不都合が解消されると共に，上記平行平板を傾けることで生じた，レーザビームの光軸がずれるという不都合を光走査装置のコストを上昇させることなく解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御系統を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概要を示す概念図。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いることの出来る光走査装置の上部から見た平面図。
【図４】従来の光走査装置の概念を示す図。
【図５】従来の光走査装置の概念を示す図。
【図６】従来の光走査装置の概念を示す図。
【図７】本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いることの出来る光走査装置の概念を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。なお，以下の実施の形態は，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性格のものではない。
なお，本実施の形態に係るカラープリンタＸは，本発明に係る画像形成装置の一例に過ぎず，他に，複写機やファクシミリ装置，複合機なども本発明に係る画像形成装置に該当する。また，ここでは，本発明の実施の形態に係る後述の光走査装置３３を複数有するカラー対応の画像形成装置について説明するが，該光走査装置３３を一つだけ有するモノクロ対応の画像形成装置であってもよい。
【００１７】
まず，図１以下の図面を用いて，本発明の実施の形態に係るカラープリンタＸの概略構成について説明する。
図１に示すように，前記カラープリンタＸは，当該カラープリンタＸにおいて各種の情報の表示や入力操作を行う液晶ディスプレイ，タッチパネルなどの表示／操作部１と，ＬＡＮ等の通信網を介して接続された図外の情報処理装置から入力された原稿の画像データに対して各種の画像処理を施す画像処理部２と，前記画像処理部２から入力された原稿の画像データに基づいて用紙にトナー像（現像剤像）を形成する画像形成部３と，前記画像形成部３に用紙を搬送する用紙搬送ユニット４と，前記画像形成部３によって用紙に形成されたトナー像をその用紙に溶融定着させる定着装置５と，当該カラープリンタＸを統括的に制御する制御部６とを有している。前記制御部６は，演算手段であるＣＰＵや，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えてなり，前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに格納された所定の制御プログラムに従って各種の処理を実行する。
【００１８】
ここで，図２を用いて前記画像形成部３及び前記用紙搬送ユニット４について説明する。
図２に示すように，前記画像形成部３は，マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応する複数の画像形成ユニット３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋを有している。一方，前記用紙搬送ユニット４は，複数の搬送ローラ４１，搬送ベルト４２，駆動ローラ４３及び張架ローラ４４を備えており，前記駆動ローラ４３を駆動して前記搬送ベルト４２を走行させることにより，前記画像形成ユニット３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋの順に用紙を搬送させるものである。
前記画像形成ユニット３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋ各々は略同様に構成されており，感光ドラム３１，帯電器３２，光走査装置３３，現像器３４，クリーナ３５及び除電器３６などを備えている。
このように構成された前記画像形成ユニット３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋ各々では，前記帯電器３２によって一様に帯電された前記感光ドラム３１の表面に，前記光走査装置３３によって画像データに基づくレーザ光が照射されることにより静電潜像が形成され，その静電潜像は前記現像器３４によってトナー像として現像される。
そして，前記画像形成ユニット３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋ各々の前記感光体ドラム３１に形成されたトナー像が，前記用紙搬送ユニット４で搬送される用紙に順次重ね合わせて転写されることにより，その用紙にカラー画像が形成される。なお，このとき用紙に転写されずに前記感光体ドラム３１に残ったトナーは前記クリーナ３５によって除去され，その後，前記感光体ドラム３１は前記除電器３６によって除電される。
【００１９】
次に，図３の模式図を用いて，前記光走査装置３３について説明する。ここに，図３は前記光走査装置３３を上方から見た模式図である。
図３に示すように，前記光走査装置３３には，レーザ光を照射するレーザ光源１１と，前記レーザ光源１１からのレーザ光を主走査方向（図３における上下方向）に走査させるポリゴンミラー１２（走査手段の一例）と，前記ポリゴンミラー１２で走査されるレーザ光を前記感光体ドラム３１の表面上に結像するｆθレンズ１３と，前記ポリゴンミラー１２によるレーザ光の走査経路上の予め定められた位置に設けられたレーザセンサ１４とが設けられている。
また，前記光走査装置３３は，入力された画像データに基づいて前記レーザ光源によるレーザ光の発光の有無を制御することにより該画像データに対応する静電潜像を前記感光体ドラム３１に形成する露光制御回路１５と，前記露光制御回路１５の制御指示に従って前記レーザ光源１１の駆動を制御するレーザドライブ回路１６と，前記レーザセンサ１４におけるレーザ光検知のための基準電圧値を変更する基準電圧変更回路１７とを有している。なお，前記露光制御回路１５，前記レーザドライブ回路１６及び前記基準電圧変更回路１７は一つの電気回路として捉えてもよい。また，これらの回路に換えて，所定の制御プログラムに従って処理を実行することにより同様の処理機能を具現するＭＰＵなどの演算装置を有する構成であってもよい。なお，前記制御部６がその演算装置としての機能を兼ねていてもよい。
【００２０】
前記レーザ光源１１には，供給される電力に対応する発光強度でレーザ光を照射するレーザダイオード１１１と，該レーザダイオード１１１から照射されたレーザ光の発光強度を検出するフォトダイオード１１２と，前記レーザダイオード１１１から照射されるレーザ光を所定幅の平行光として出力するコリメータレンズ１１３（ビーム補整器の一例）及び絞り１１４とが設けられている。
走査手段の一例である前記ポリゴンミラー１２は，不図示のモータによって矢印Ｒ方向に回転されることにより，前記レーザ光源１１から照射されるレーザ光を所定の走査経路上に走査させる。上記ポリゴンミラー１２の前方には，ビーム収束器の一例であるシリンドリカルレンズ５１が配置されている。
一般に，前記ポリゴンミラー１２によるレーザ光の走査方向は前記主走査方向と称される。なお，図３に示す前記ポリゴンミラー１２は正六角形であるが，その他の正多角形状であってもよい。
前記レーザセンサ１４は，前記ポリゴンミラー１２によるレーザ光の走査経路上における画像形成領域の範囲外の所定位置に設けられており，その所定位置で，予め定められた基準発光強度以上のレーザ光が入射したことを検出し，レーザ光検出信号（以下，ＢＤ（Ｂｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔ）信号という）を生成して前記露光制御回路１５に出力する。
【００２１】
以上述べた光走査装置３３について，この発明における特徴点は，図７に示される通りである。図７は，図３におけるレーザ光源１１，コリメータレンズ１１３，ポリゴンミラー１２，ｆθレンズ１３を光路に沿って展開した図である。
即ち，この実施形態に係る光走査装置３３では，前記レーザ光源１１から出たレーザビームB１と平行平板５０から出たレーザビームB２とが，平行で且つ前記ポリゴンミラー１２による走査方向に直角の副走査方向に変位量ｅで変位した状態となるように前記平行平板５０が傾けて配置されている。
また，前記平行平板５０の配置方向，即ち傾きは，該平行平板５０の入射面５０ａで反射したレーザビーム（矢印Ｙ２で示す）が，前記レーザ光源１１に戻らないような方向（傾き角度）となっている。
その結果，レーザ光源１１から出たレーザビームＢ１は，コリメータレンズ１１３を通って平行光化された後，平行平板５０に入射面５０ａから進入する。平行平板５０に進入したレーザビームＢ１は，入射面５０ａで屈折してＢ３のように放射面５０ｂに向かって進み，さらに放射面５０ｂで屈折してシリンドリカルレンズ５１の方向に進む。この時，上記放射面５０ｂから出たレーザビームＢ２は，前記レーザ光源１１から出るレーザビームＢ１に平行であり，且つレーザ光源１１から出るレーザビームＢ１との間の副走査方向の変位がｅとなるように偏心させられている。なお，入射面５０ａと放射面５０ｂは，平行に形成されている。
別言すれば，前記平行平板５０は，その放射面５０ｂから出たレーザビームＢ２が，前記レーザ光源１１から出るレーザビームＢ１に平行であり，且つレーザ光源１１から出るレーザビームＢ１との間の副走査方向の変位がｅとなるように傾けられている。
またそのときの平行平板５０の傾き角度は，該平行平板５０の入射面５０ａで反射したレーザビーム（矢印Ｙ２で示す）が，前記レーザ光源１１に戻らないような方向（傾き角度）となっている。
このような平行平板５０から出るレーザビームＢ２の方向とレーザ光源１１からのレーザビームＢ１に対する偏心ｅの度合いは，採用される前記平行平板５０の厚さｔ，平行平板の材質によって決まる屈折率と，平行平板５０の設置角度などの予め決まる諸条件によって決定される。即ち，設計時に決定される。
【００２２】
さらに，前記レーザ光源１１から出た後，平行平板５０に入射するレーザビームＢ１の一部は，平行平板５０の入射面５０ａで反射するが，この平行平板５０の入射面５０ａで反射するレーザビームがレーザ光源１１に戻らないようにするために，平行平板５０で反射したレーザビームが衝突する絞り１１４をコリメータレンズ１１３と平行平板５０との間に設けることが望ましい。
これによって，平行平板５０で反射したレーザビームのレーザ光源１１への戻る割合を著しく減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
この発明は，レーザビームを用いた光走査装置に利用可能であり，従って，そのような光走査装置を備えた画像形成装置，例えば，複写機，プリンタ，ファクシミリ，あるいはそれらのいくつかの機能を備えた複合機に応用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
Ｂ１，Ｂ２．Ｂ３…レーザビーム
１１…レーザ光源
１２…ポリゴンミラー（走査手段）
１３…fθレンズ
５０…平行平板
５０ａ…入射面
５０ｂ…放射面
５１…シリンドリカルレンズ（ビーム収束器）
１１３…コリメータレンズ（ビーム補整器）
１１４…絞り
【図１】
2012037843.tif 000003
【図２】
2012037843.tif 000004
【図３】
2012037843.tif 000005
【図４】
2012037843.tif 000006
【図５】
2012037843.tif 000007
【図６】
2012037843.tif 000008
【図７】
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