(57)【要約】【課題】複数の光源から照射された複数のレーザ光のうち、ＢＤセンサ側に最も近いレーザ光をＢＤセンサが検知するように該光源内の該複数の発光素子を配置することで、安定した高い光量のレーザ光を受光できる、高解像度に対応したオーバーフィル光学系の光走査装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】光走査装置１のポリゴンミラー１０６の反射面で反射される、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４から照射されるレーザ光のうちＢＤセンサ２０９側に位置する発光素子ＬＤ１からのレーザ光の反射光を、走査光学系１００及び出射光学系２００を介してＢＤセンサ２０９で検知するように、光源１０１内の複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤを配置する。【選択図】図２
2013092709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照射する複数の発光素子を備える光源と、
前記光源からの前記レーザ光を同一面で反射偏向させる回転多面鏡と、
前記回転多面鏡によって偏向された前記レーザ光を反射するための光学系と、
前記回転多面鏡で反射された前記レーザ光を検知し、水平同期信号を出力する水平同期信号生成手段と、
を備え、
前記回転多面鏡の反射面より広い幅の前記レーザ光を前記回転多面鏡に入射し、トナー像を担持する感光体ドラムにレーザ光を偏向走査するオーバーフィル光学系の光走査装置であって、
前記複数の発光素子から照射される複数のレーザ光の一つが、前記水平同期信号生成手段の側の前記回転多面鏡の反射面に入射し、反射したレーザ光を前記水平同期信号生成手段が検知するように、前記複数の発光素子が配されることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子は、前記レーザ光の照射方向に対し直交する垂直面上の水平線に対し、傾斜して略直線的に配され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】
前記複数の発光素子から照射される複数のレーザ光は、前記感光体ドラムの軸線方向に前記レーザ光が走査される領域の外側から照射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記水平同期信号生成手段は、前記感光体ドラムの軸線方向に前記レーザ光が走査される領域の外側で前記レーザ光の一つを検知することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光走査装置による前記レーザ光の照射により静電潜像が形成される前記感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに形成された前記静電潜像に、現像剤を付着させることによって現像する現像手段と、
前記現像手段により付着された前記現像剤を被記録媒体に転写する転写手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記光走査装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置を用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、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関し、例えば、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる光走査装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から照射されたレーザ光（入射ビーム）を複数の反射面を有した回転多面鏡（ポリゴンミラー）で反射させたレーザ光（出射ビーム）により被走査体（感光体）を走査する光走査装置として、大別して２種類の光走査装置が知られている。１つは、回転多面鏡の１つの反射面より狭い幅のレーザ光を照射してレーザ光を回転多面鏡で反射させる光走査装置（以下、アンダーフィル光学系の光走査装置と称する）である。もう１つは、回転多面鏡の１つの反射面よりも広い幅のレーザ光を照射して回転多面鏡で反射させる光走査装置（以下、オーバーフィル光学系の光走査装置と称する）である。
【０００３】
一般的に、光走査装置は、光源から出射されるレーザ光を回転多面鏡（ポリゴンミラー）により走査し、感光体ドラムを露光するように構成されている。このような光走査装置では、感光体ドラムへの主走査方向の書き始めのタイミングは、水平同期信号を検出することで同期をとっている。すなわち、光走査装置は、主走査方向の書き始めのタイミングの同期をとるために、画像形成領域外においてレーザ光を同期検出ビームとして検出するためのＢＤセンサ（水平同期センサ）を有している。
【０００４】
通常、ＢＤセンサが回転多面鏡（ポリゴンミラー）から反射されるレーザ光を検知する場合、所定のレーザ光の光量に基づいてレーザ光の有無を判断している。一般にＢＤセンサは、所定値以上の光量が入射されると検知したことを示すオン状態と、光量を検知していないオフ状態とを取る。従って、光走査装置において、ＢＤセンサがレーザ光の有無を判断できる十分な光量のレーザ光を提供することが求められる。
【０００５】
例えば特許文献１のような構成は、オーバーフィル光学系の光走査装置において、複数の光源（レーザダイオード）から照射された複数のレーザ光を被走査体（感光体）の走査領域の略中央に設けた回転多面鏡に入射させ、該回転多面鏡の反射面で反射した複数のレーザ光のうち内側のレーザ光をＢＤセンサによって検知させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９１８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＢＤセンサが検知するレーザ光の光量は、光走査装置内の各構成要素の配置位置や、回転多面鏡へのレーザ光の入射方向、反射方向等によって異なり、特に、高解像度が要求される場合、複数のレーザ光のうち内側のレーザ光の光量は、ＢＤセンサが検知できる程十分な強度の所定光量基準値に達しない場合がある。このため、ＢＤセンサで検知したレーザ光の光量が、この所定の光量基準値の近辺でふらつくと誤差動を生じる。よってレーザ光の検知精度が悪化しジッター（出力する水平同期信号の変動）が発生するため正確な画像形成を妨げるというという課題がある。
【０００８】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなれたもので、複数の光源から照射された複数のレーザ光のうち、ＢＤセンサ側に最も近いレーザ光をＢＤセンサが検知するように該光源内の複数の発行素子を配置することで、安定した高い光量のレーザ光を受光できる、高解像度に対応したオーバーフィル光学系の光走査装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために本発明に係る本発明に係る光走査装置及びこれを備えた画像形成装置の各構成は、次の通りである。
【００１０】
本発明の光走査装置は、レーザ光を照射する複数の発光素子を備える光源と、前記光源からの前記レーザ光を同一面で反射偏向させる回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された前記レーザ光を反射するための光学系と、前記回転多面鏡で反射された前記レーザ光を検知し、水平同期信号を出力する水平同期信号生成手段と、を備え、前記回転多面鏡の反射面より広い幅の前記レーザ光を前記回転多面鏡に入射し、トナー像を担持する感光体ドラムにレーザ光を偏向走査するオーバーフィル光学系の光走査装置であって、前記複数の発光素子から照射される複数のレーザ光の一つが、前記水平同期信号生成手段の側の前記回転多面鏡の反射面に入射し、反射したレーザ光を前記水平同期信号生成手段が検知するように、前記複数の発光素子が配されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記複数の発光素子は、前記レーザ光の照射方向に対し直交する垂直面上の水平線に対し、傾斜して略直線的に配されることを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記光走査装置において、前記複数の発光素子から照射される複数のレーザ光は、前記感光体ドラムの軸線方向に前記レーザ光が走査される領域の外側から照射されることを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記水平同期信号生成手段は、記感光体ドラムの軸線方向に前記レーザ光が走査される領域の外側で前記レーザ光の一つを検知することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置は、前記光走査装置による前記レーザ光の照射により静電潜像が形成される前記感光体ドラムと、前記感光体ドラムに形成された前記静電潜像に、現像剤を付着させることによって現像する現像手段と、前記現像手段により付着された前記現像剤を被記録媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記光走査装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レーザ光を照射する複数の発光素子を備える光源と、前記光源からの前記レーザ光を同一面で反射偏向させる回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された前記レーザ光を反射するための光学系と、前記回転多面鏡で反射された前記レーザ光を検知し、水平同期信号を出力ｑする水平同期信号生成手段と、を備え、前記回転多面鏡の反射面より広い幅の前記レーザ光を前記回転多面鏡に入射し、トナー像を担持する感光体ドラムにレーザ光を偏向走査するオーバーフィル光学系の光走査装置であって、前記複数の発光素子から照射される複数のレーザ光の一つが、前記水平同期信号生成手段の側の前記回転多面鏡の反射面に入射し、反射したレーザ光を前記水平同期信号生成手段が検知するように、前記複数の発光素子が配されることで、前記水平同期信号生成手段の検知不良を低減することができ、安定した画像の書込みタイミングを提供できるため正確な画像形成を実現できるという優れた効果を奏し得る。
【００１６】
本発明によれば、前記複数の発光素子は、前記レーザ光の照射方向に対し直交する垂直面上の水平線に対し、傾斜して略直線的に配されることで、感光体ドラムの副走査方向における前記発光素子間のピッチが短くなり、光学系の倍率を大きくとることができるので、光学系の設計の自由度をあげることができるという優れた効果を奏し得る。
【００１７】
本発明によれば、前記光走査装置において、前記複数の発光素子から照射される複数のレーザ光は、前記感光体ドラムの軸線方向に前記レーザ光が走査される領域の外側から照射されることで、前記水平同期信号生成手段が検知するレーザ光の光強度が高くなり、安定した画像の書込みタイミングを提供できるため正確な画像形成を実現できるという優れた効果を奏し得る。
【００１８】
本発明によれば、前記光走査装置の前記水平同期信号生成手段は、記感光体ドラムの軸線方向に前記レーザ光が走査される領域の外側で前記レーザ光の一つを検知することで、前記水平同期信号生成手段を配置する位置を柔軟に設定できるため、光走査装置の小型化を実現でき、また各構成要素に動作に伴うワイヤ線の引回しを簡潔化でき、長いワイヤ線を不要にすることで光走査装置の軽量化も図ることができるというという優れた効果を奏し得る。
【００１９】
本発明によれば、前記画像形成装置は、前記光走査装置による前記レーザ光の照射により静電潜像が形成される前記感光体ドラムと、前記感光体ドラムに形成された前記静電潜像に、現像剤を付着させることによって現像する現像手段と、前記現像手段により付着された前記現像剤を被記録媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記光走査装置を備えることで、前記水平同期信号生成手段の検知不良を低減することができ、安定した画像の書込みタイミングを提供できるため良好な画像形成を可能にした小型の画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置を備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の光走査装置の構成を示す概略図である。
【図３】（a）光源に備えられる複数の発行素子の配列を示す一例である。（ｂ）光源に備えられる複数の発行素子が傾斜して配列されている一例である。
【図４】画像の各解像度のおけるサイズを示す模式図である。
【図５】感光体ドラムの走査領域外に配置された光源からポリゴンミラーで反射したレーザ光の光量を説明する説明図である。
【図６】複数の発行素子から照射されたレーザ光の光量の強度分布を示す一例である。
【図７】感光体ドラムに対し複数の発行素子から照射される複数のレーザ光が副走査方向に照射される一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１に本実施形態に係る光走査装置１を設けた画像形成装置１０を示す。
【００２２】
本実施形態に係る画像形成装置１０は、外部端末または画像形成装置１０の上部に配置されている自動原稿処理装置９１（スキャナ）から受信したデジタル画像データに基づいて用紙にモノクロ画像（単色且つ黒色画像）を形成する電子写真方式のプリンタである。
【００２３】
図１に示すように、本画像形成装置１０は、大略的に、画像形成装置本体１０００と、自動原稿処理装置９１と、給紙部９２とにより構成されている。
【００２４】
本実施形態に係る画像形成装置本体１０００は、画像情報に応じて現像剤（トナー）により形成される現像剤像（トナー像）を担持する感光体ドラム３０（静電潜像担持体）を備えた現像ユニット１４と、画像情報に基づいて感光体ドラム３０上にレーザ光（ビーム）を照射して静電潜像を生成する光走査装置１（露光ユニット）と、トナー像を転写する転写手段を構成する無端の中間転写ユニット３９と、ヒートローラ５７と加圧ローラ５９とにより記録用紙に転写されたトナー像を熱定着させる定着ユニット２３と、画像形成装置の動作を制御するための制御部（図示せず）とを備えたものである。
【００２５】
現像ユニット１４は、画像形成装置１０の筐体内で略水平方向（図１中の左右方向）に設置され、現像装置１５、感光体ドラム３０、感光体クリーナユニット２１、帯電器１９を備え、潜像を形成する。
【００２６】
感光体ドラム３０は、外周面の一部が用紙搬送路３１の表面に接触するように配置されるとともに、ドラムの外周面に沿って電界発生部としての帯電器１９、現像装置１５、及び感光体クリーナユニット２１が近接配置されている。
【００２７】
現像装置１５は、感光体ドラム３０の外周面に形成された静電潜像に対してトナーを供給することによって、当該静電潜像を現像する（顕像化する）ものである。
【００２８】
現像装置１５は、ブラック（Ｋ）のトナーが収納されており、感光体ドラム回転方向で帯電器１９より下流側に配置されている。そして感光体ドラム３０の外周面に形成された静電潜像にトナーを供給して顕著化するように構成されている。
【００２９】
帯電器１９は、感光体ドラム３０の外周面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。帯電器１９は、感光体ドラム３０を挟んで中間転写ユニット３９が配置する位置と略反対側で感光体ドラム３０の外周面に接触するように配置されている。尚、本実施形態では帯電器１９としてチャージ型帯電器を用いているが、チャージ型帯電器の代わりにローラ型帯電器、ブラシ型帯電器等を用いてもよい。
【００３０】
帯電された感光体ドラム３０は、図２に示すように矢印方向に回転駆動され、レーザ光によって照射され主走査方向に繰り返し走査される。これにより感光体ドラム３０の表面に、静電潜像が形成される。現像装置１５によってトナーが供給され、感光体ドラム３０上に形成された静電潜像は顕著化しトナー像となる。
【００３１】
感光体クリーナユニット２１は、現像・画像転写後における感光体ドラム３０の外周面に残留したトナーを除去または回収するものである。感光体クリーナユニット２１は、クリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードを感光体ドラム３０の外周面に沿って当接（または摺接）するように配置されている。
【００３２】
光走査装置１（露光ユニット）は、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。光走査装置１は、入力された画像データに応じて、帯電器１９によって均一に帯電された感光体ドラム３０の外周面を露光することによって、感光体ドラム３０の外周面に上記入力画像データに応じた静電潜像を形成するものである。なお、光走査装置１の構成については後で詳述する。
【００３３】
中間転写ユニット３９は、転写ベルト４５、転写ベルト駆動ローラ４１、転写ベルト従動ローラ４３、転写ローラ４９、中間転写ベルトクリーニングユニット５３、除電ユニット５５、及び除電ローラ５１により構成されている。中間転写ユニット３９は、感光体ドラム３０の下方向に配置されている。
【００３４】
転写ベルト４５は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されたベルト部材である。転写ベルト４５の材質は、主にポリイミド、ポリカーボネイト、サーモプラスティック・エラストマー・アロイ等が用いられている。
【００３５】
また、転写ベルト４５は、その表面が感光体ドラム３０の外周面と接触するように、転写ベルト駆動ローラ４１、転写ベルト従動ローラ４３、転写ローラ４９により張架され、該転写ベルト駆動ローラ４１の駆動力により副走査方向へ移動するように構成されている。現像装置１５により感光体ドラム３０に形成されたトナー像を転写ベルト４５に転写することによって、転写ベルト４５上にトナー像（単色トナー像）を形成するように構成されている。
【００３６】
転写ローラ４９は、転写ベルト駆動ローラ４１から転写ベルト従動ローラ４３に渡り巻回された転写ベルト４５の移動方向下流側にずらした位置に配置され、転写ベルト４５内側面に押圧して、該転写ベルト４５の外側面が感光体ドラム３０の外周面の一部を巻回して所定のニップ量を得るように設けられている。
【００３７】
これによって、感光体ドラム３０と転写ベルト４５との接触領域である画像転写部４７（転写ニップ部）は、線形状ではなく、所定幅を有する面形状になっている。それゆえ、搬送される用紙への転写効率の向上が図られる。
【００３８】
また、転写ローラ４９は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸を備え、その金属軸の外周面にＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、発泡ウレタン等の導電性を有する弾性材が被覆されている。この導電性の弾性材により、転写ベルト４５に対して均一的に高電圧を印加することができる。
【００３９】
さらに、画像転写部４７よりも用紙搬送方向下流側には、画像転写部４７を通過する際に帯電した用紙に対して除電処理を行い、定着ユニット２３へ向けて用紙をスムーズに搬送するための除電ローラ５１が配置されている。除電ローラ５１は、転写ベルト４５の背面に配置されている。
【００４０】
また、中間転写ユニット３９には、転写ベルト４５のトナー汚れを除去する中間転写ベルトクリーニングユニット５３と、転写ベルト４５に対して除電処理を行う除電ユニット５５とが配置されている。除電ユニット５５による除電手法としては、装置を介して転写ベルト４５を接地する手法、若しくは前記転写電界の極性とは逆極性の電界を転写ベルト４５に印加する手法がある。
【００４１】
感光体ドラム３０から転写ベルト４５へのトナー像の転写は、転写ベルト４５の略裏側に接触している転写ローラ４９によって行われる。このように構成された転写ローラ４９は、感光体ドラム３０に形成されたトナー像を転写ベルト４５に転写するために高電圧の転写バイアス、すなわち、トナーの帯電極性（マイナス）とは逆極性（プラス）の高電圧が印加され、弾圧材により転写ベルト４５に対して均一的に高電圧を印加するようにされている。
【００４２】
本実施形態では、転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシ状の転写電極（転写ブラシ）を転写ベルト４５の裏側に接触させて転写手段とすることもできる。
【００４３】
感光体ドラム３０上で顕著化されたトナー像（静電像）が、装置に入力された画像情報となる。このように画像情報は、転写ベルト４５の回転によって、記録用紙と転写ベルト４５の接触位置に配置される転写ローラ４９によって記録用紙上に転写される。
【００４４】
また、感光体ドラム３０との接触により転写ベルト４５に付着したトナー、または転写ローラ４９によって記録用紙上に転写が行われずに転写ベルト４５に残存したトナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット５３によって除去・回収されるように設定されている。
【００４５】
中間転写ベルトクリーニングユニット５３は、転写ベルト駆動ローラ４１の近傍に設けられ、転写ベルト４５に当接（または摺接）するように配置したクリーニングブレードと、該クリーニングブレードにより転写ベルト４５上の残留トナーを掻き取ったトナー（廃トナー）を一旦収納するボックス状のトナー回収部（図示せず）を備え、転写ベルト４５上の残留トナーを掻き取り回収するような構成となっている。
【００４６】
定着ユニット２３は、ヒートローラ５７、加圧ローラ５９とにより構成され、記録用紙を挟んで回転するような構成となっている。
【００４７】
ヒートローラ５７の周囲には、用紙剥離爪６１と、サーミスタ６３（ローラ表面温度検出部材）と、ローラ表面クリーニング部材６５とが配置される。また、ヒートローラ５７の内部には、ローラの外周面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）に加熱するための熱源６７が配置されている。
【００４８】
加圧ローラ５９の軸方向両端部においては荷重バネ等の機構が備えられており、この機構によって加圧ローラ５９はヒートローラ５７に対して所定の荷重で圧接されている。また、加圧ローラ５９の周囲には、ヒートローラ５７の周囲と同様に、用紙剥離爪、ローラ表面クリーニング部材（図示せず）が配置されている。
【００４９】
定着ユニット２３によるトナー像の定着は、ヒートローラ５７をサーミスタ６３（ローラ表面温度検出部材）からの検出値に基づいて所定の定着温度となるように制御し、所定の温度（定着温度）に保つとともに、トナー像が転写された記録用紙をヒートローラ５７と加圧ローラ５９とにより挟んで回転搬送しながら加熱・加圧することで記録用紙上にトナー像を熱定着することで実現されている。
【００５０】
また、画像形成装置１０には、装置の動作を制御するための制御部（図示せず）が備えられる。制御部は、たとえば、マイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータが実行する処理の手順を示した制御プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、作業用のワークエリアを提供するＲＡＭ（Random Access Memory）と、制御に必要なデータをバックアップして保持する不揮発性メモリと、センサやスイッチからの信号を入力する回路であって入力バッファやＡ／Ｄ変換回路を含む入力回路と、モータやソレノイドまたはランプなどを駆動するドライバを含む出力回路とから構成される。
【００５１】
次に、本発明の実施形態に係る光走査装置１の構成を、図面を参照して詳細に説明する。
【００５２】
本実施形態の光走査装置１は、図２に示すように、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４を備え、入力された画像データに応じてレーザ光を照射する光源１０１（レーザダイオード）から出射されるレーザ光を反射偏向することによって当該レーザ光を走査する回転多面鏡（ポリゴンミラー１０６）と、コリメータレンズ１０２、アパーチャ１０３、第１シリンドリカルレンズ１０４、第２シリンドリカルレンズ２０４、ミラー１０５・２０６、第１ｆθレンズ２０２、第２ｆθレンズ２０３、折り返しミラー２０５と、レーザ光を検知し水平同期信号を出力する水平同期信号生成手段２０９（ＢＤセンサ）とを備えている。
【００５３】
尚、本実施形態においては、光源１０１から回転多面鏡（ポリゴンミラー１０６）までの光路を入射光路とし、回転多面鏡（ポリゴンミラー１０６）から折り返しミラー２０５までの光路を出射光路と称する。また、図２に示すように、入射光路上に配置されている光学部品の総称を走査光学系１００と称し、出射光路上に配置されている光学部品の総称を出射光学系２００と称する。
【００５４】
走査光学系１００においては、図２に示すように、入射光路におけるレーザ光の進行方向（図２の矢印Ａ及びＢ）の上流から下流に向けて、光源１０１と、コリメータレンズ１０２と、アパーチャ１０３と、第１シリンドリカルレンズ１０４と、ミラー１０５と、回転多面鏡１０６とがこの順に配されている。
【００５５】
光源１０１（レーザダイオード）は、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４を備え、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４は、図３（ａ）に示すように、レーザ光の照射方向に対し直交する垂直面上において、水平方向に略直線的に配置されている。尚、後述するが、発光素子ＬＤ１が、ＢＤセンサ２０９側に配置される発光素子に該当する。
【００５６】
コリメータレンズ１０２は、光源１０１から拡散するように出射される円錐状のレーザビームを平行状のレーザ光に整形する光学部品である。
【００５７】
アパーチャ１０３は、中央部に矩形状の開口が形成された板状部材であり、レーザ光における光軸に垂直な断面が円形状から矩形状になるようにレーザビームを整形する光学部品である。
【００５８】
第１シリンドリカルレンズ１０４は、レーザ光を集束させ、細長い線像にするための光学部品である。光源１０１から照射されるレーザ光は非対象に拡散するが、コリメータレンズ１０２と併用し使用することで、より安定したレーザ光を提供できる。
【００５９】
ミラー１０５は、入射したレーザ光を反射する。反射されたレーザ光は、それぞれ回転多面鏡（ポリゴンミラー１０６）及びＢＤセンサ２０９に入射する。
【００６０】
ポリゴンミラー１０６は、正多角形柱状であって複数の反射面を備え、第１シリンドリカルレンズ１０４及びミラー１０５によってレーザ光がポリゴンミラーの反射面に集光され、出射光学系２００に向けてレーザ光を反射する。また、ポリゴンミラー１０６は、光走査装置１の底面に取り付けられるポリゴンモータ（図示せず）により高速回転駆動される。入射したレーザ光を主走査方向に偏向する。
【００６１】
尚、本実施形態において、図２に示すように、感光体ドラム３０の回転軸と並行な方向を主走査方向と称する。また感光体ドラム３０はポリゴンミラーから出射したレーザ光が照射されるが、ポリゴンミラー１０６の１つの反射面によって走査される範囲を走査範囲（走査領域）と称する。
【００６２】
さらに、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４について詳述すると、本実施形態では発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４間のピッチＰを約１４μｍとする。図４に示すように、感光体ドラム３０上の画像の解像度が、６００ｄｐｉの場合、画像幅は、４２μｍである。図３（ａ）に示すような略直線的に配列された発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４から照射されるレーザ光を感光体ドラム３０に入射させる場合、光学系の倍率は、約３倍（４２μｍ／１４μｍ）となる。
【００６３】
さらに、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４は、図３（ｂ）に示すように、レーザ光の照射方向に対し直交する垂直面上の水平線に対し、傾斜して略直線的に配置されていることが好ましい。尚、図２の矢印Ａで示す方向がレーザ光の照射方向である。言い換えると、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４は、矢印Ａで示す方向に垂直面上における水平線に対して所定の角度で傾斜し略直線的に配置されている。また、発光素子ＬＤ１が、ＢＤセンサ２０９側に配置される発光素子に該当する。
【００６４】
図３（ｂ）に示すように、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４が、レーザ光の照射方向に対し直交する垂直面上の水平線に対し、傾斜して略直線的に配置される場合（例えば、水平線に対し４５度の傾斜）、感光体ドラム３０の回転方向（副走査方向）に対応する発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４間のピッチＳＰは、１０μｍとなり、光学系の倍率は、約４．２倍（４２μｍ／１０μｍ）となる。
【００６５】
このように、図３（ａ）に示す発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４がレーザ光の照射方向に対し直交する垂直面上において水平方向に略直線的に配置されている場合と比較すると、図３（ｂ）に示す発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４がレーザ光の照射方向に対し直交する垂直面上の水平線に対し傾斜して略直線的に配置される場合では、光学系の倍率が高くなるため光学系の設計が容易になり、光学系の設計の自由度を向上することができる。尚、一例として、本実施形態の光源は、４つの発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４を用いた実施形態を示したが、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４の数は、これに限定されない。
【００６６】
出射光学系２００においては、図２に示すように、出射光路における光の進行方向の上流から下流に向けて、fθレンズ２０２・２０３、第２シリンドリカルレンズ２０４、折り返しミラー２０５がこの順に配されている。
【００６７】
第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３は、図２で示すように、走査範囲の端部付近に反射されるレーザ光の光路長と、走査範囲の中央付近に向けて反射されるレーザ光の光路長との相違に起因して生じる画像の歪みを補正するための光学部品である。すなわち感光体ドラム３０上で時間的な直線性を保障するような歪曲収差の補正が行われる。
【００６８】
これらの第１ｆθレンズ２０２及び第２ｆθレンズ２０３は、主走査方向に長くかつ主走査方向に直行する方向に短く、棒状に形成され、これらの両端は光走査装置本体に支持されている。
【００６９】
第２シリンドリカルレンズ２０４は、レーザ光を集束させ、細長い線像にするための光学部品である。ポリゴンミラーの製造精度に起因する各反射面の回転軸に対する平行度の誤差（面倒れ）が生じることがあるが、第１シリンドリカルレンズ１０４及び第２シリンドリカルレンズ２０４によって、この誤差（面倒れ）が補正される。
【００７０】
ミラー２０６は、入射したレーザ光を反射する。ミラー２０６で反射されたレーザ光は、ＢＤセンサ２０９に入射する。
【００７１】
オーバーフィル光学系の光走査装置１において、感光体ドラム３０上においてレーザ光の走査が開始される位置を走査開始位置Ｓとし、レーザ光の走査が終了する位置を走査終了位置Ｅとする。尚、ＢＤセンサ２０９は、走査開始位置Ｓの近傍に配置されている。
【００７２】
折り返しミラー２０５は、ガラス板にアルミニウム蒸着を施して作成された光反射部材であり、第２シリンドリカルレンズ２０４を通過してきたレーザ光を反射し、感光体ドラム３０の外周面に対してレーザ光を導くものである。
【００７３】
ＢＤセンサ２０９は、図２に示すように、ミラー２０６から反射されるレーザ光を受光し、このレーザ光の所定の光量（強度）を検出し、水平同期信号を出力する。出力された水平同期信号は、制御部（図示せず）によって受信される。
【００７４】
ＢＤセンサ２０９の検出信号（レーザ光）は、ポリゴンミラー１０６（回転多面鏡）の回転とデータの書き込みとの同期をとるための水平同期信号として用いられる。
【００７５】
本発明の光走査装置の制御部は、ＢＤセンサ２０９で生成された水平同期信号に基づいて、１走査ライン毎に感光体上へ画像を書き始める位置を決定するためのタイミング信号を生成し出力する。レーザ光の書き出しするタイミングは、水平同期信号に基づいて行われる。尚、水平同期信号は各ライン毎に生成される。
【００７６】
水平同期信号は感光体の右端に達した走査線を左端に戻す際の動作に使用されるが、ポリゴンミラー１０６を駆動するポリゴンモータ（図示せず）の回転制御にも利用される。
【００７７】
また本実施形態において、感光体ドラム３０にレーザ光が走査される領域を走査領域と称する。光源１０１（レーザダイオード）は走査領域外に配置され、且つ入射側に配置される。一方、ＢＤセンサ２０９は、走査領域外且つ非入射側に配置される。非入射側とは、感光体ドラム３０の走査方向と垂直で、且つレーザ光によって照射されるポリゴンミラー１０６の被照射面の中心点を通った線を対称線とした場合、光源１０１（レーザダイオード）からのレーザ光が回転多面鏡（ポリゴンミラー１０６）で反射される側である。
【００７８】
以下、本実施形態に係る光走査装置１におけるレーザ光の動作を示す。
【００７９】
光源１０１（レーザダイオード）から照射されたレーザ光は、コリメータレンズ１０２により平行光となり、アパーチャ１０３（光偏向手段）を通過し矩形状に調整される。さらにレーザ光は、第１シリンドリカルレンズ１０４を通過し、ミラー１０５で反射されポリゴンミラー１０６に入射する。
【００８０】
本光走査装置１においてポリゴンミラー１０６に入射するレーザ光の照射面積（スポット）がポリゴンミラー１０６における１つの反射面の面積よりも大きくなるように設計されている。すなわち走査光学系１００ではオーバーフィル方式が採用されている。
【００８１】
さらに、ポリゴンミラー１０６の反射面Ｆで反射されたレーザ光は、第１ｆθレンズ２０２、及び第２ｆθレンズ２０３を透過し集光作用を受け、第２シリンドリカルレンズ２０４を透過し、折り返しミラー２０５で反射され感光体ドラム３０に入射する。レーザ光は絶えず感光体ドラム３０に垂直に当たるような構成がとられている。
【００８２】
一方、ポリゴンミラー１０６の反射面で反射され、第１ｆθレンズ２０２、及び第２ｆθレンズ２０３を透過し集光作用を受けた上記のレーザ光の一つは、ミラー２０６で反射され、ＢＤセンサ２０９に入射する。
【００８３】
詳述すると、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４から照射されるレーザ光の一つが、ポリゴンミラーのＢＤセンサ側における反射面Ｆで反射され、ＢＤセンサ２０９に入射するように、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４が配置される。特に、ＢＤセンサ２０９側に配置される発光素子Ｄ１から照射される、最も光強度（光量）が強いレーザ光をＢＤセンサ２０９が検知できるように複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４が配置される。
【００８４】
尚、上記に示すように、ＢＤセンサ２０９にレーザ光が入射する前に、ミラー２０６でレーザ光を反射させているが、直接ＢＤセンサ２０９にレーザ光を入射させてもよい。レーザ光をミラーに反射させないことで、レーザ光の光量の低下（約５％）を防ぐことができる。
【００８５】
ＢＤセンサ２０９の配置位置は、ミラー２０６を利用することで、入射側及び非入射側にも設置が可能である。このようにＢＤセンサ２０９の配置位置を柔軟に決定できるため、光走査装置の各構成要素をコンパクトに配置でき、光走査装置１の小型化を実現できる。
【００８６】
ＢＤセンサ２０９は、レーザ光を検知すると、水平同期信号を出力する。尚、ＢＤセンサ２０９とポリゴンミラー１０６の距離は、感光体ドラム３０とポリゴンミラー１０６との距離と略同等に設けられている。
【００８７】
次に、オーバーフィル光学系の光走査装置１において、光源１０１内の複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４から照射され、ポリゴンミラー１０６の反射面で反射されるレーザ光の各光量について説明する。
【００８８】
図５は、感光体ドラム３０の走査領域外に配置された光源１０１（レーザダイオード）からポリゴンミラー１０６で反射したレーザ光が非入射側に反射される際における各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４のレーザ光の光強度（光量）を説明する説明図である。
【００８９】
図５において、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４のレーザ光の幅Ｗのうち、矢印ＩＡで示す部分の範囲がポリゴンミラー１０６の反射面Ｆで反射されて出射光学系２００を介しＢＤセンサ２０９に入射するように、光源１０１内の複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤが配置されている。発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、所定の間隔を保って直線的に配列されているため、ポリゴンミラーに入射するレーザ光の幅Ｗにおいて、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４からのレーザ光の光量（光強度）において、光量差が生じる。
【００９０】
このため、本実施形態では、レーザ光の光強度が最も強い発光素子ＬＤ１からのレーザ光の反射光を、出射光学系２００を介してＢＤセンサ２０９に入射させるような構成が取られている。
【００９１】
特に、図５では、発光素子の光量分布を対比するため、レーザ光の光強度が最も強い、発光素子ＬＤ１から照射されるレーザ光の光量分布Ｄ１と、レーザ光の光強度が最も弱い、発光素子ＬＤ４から照射されるレーザ光の光量分布Ｄ４とを比較している。入射するレーザ光の光量の分布は、中心付近（入射光軸Ａｘ）が最も高く、外縁に向かうほど低くなるという特性を有している。また、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４が直線的に配列されているため、各発光素子から照射されるレーザ光の入射光軸Ａｘ（Ａｘ１〜Ａｘ４）の位置は異なる。つまり、図５の矢印Ｃの方向に入射光軸Ａｘ（Ａｘ１〜Ａｘ４）の位置にズレが生じる。
【００９２】
図５に示すように、光源１０１の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４から照射されたレーザ光は、ポリゴンミラー１０６で反射され、は垂線ＶＬに対して非入射側（ＢＤセンサ側）に反射されている。尚、入射側とは、感光体ドラム３０の走査方向と垂直で、且つレーザ光によって照射されるポリゴンミラー１０６の被照射面の中心点を通った線（図５の垂線ＶＬ）を対称線とした場合、レーザ光が光源１０１（レーザダイオード）からポリゴンミラー１０６へ入射する側である。また、非入射側（ＢＤセンサ側）とは、上記垂線ＶＬを対称線とした場合、レーザ光がポリゴンミラー１０６の反射面で反射され、ＢＤセンサ２０９に入射する側である。またセンターとは、上記垂線ＶＬを対称線とした場合、この垂線ＶＬと平行かつ感光体ドラム３０の走査方向に垂直な方向である。
【００９３】
発光素子ＬＤ１から照射されるレーザ光の入射光軸Ａｘ１及び発光素子ＬＤ４から照射されるレーザ光の入射光軸Ａｘ４の位置は、ポリゴンミラーに入射するレーザ光の幅Ｗにおいて、ズレが生じている。本実施形態では、レーザ光の光強度が最も強い、発光素子ＬＤ１から照射されるレーザ光をポリゴンミラー１０６の反射面Ｆで反射させて（図５のレーザ光ＲＬ）を、出射光学系２００を介してＢＤセンサ２０９に入射させている。
【００９４】
図６に示すように、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４のレーザ光の幅Ｗのうち、矢印ＩＡで示す部分の範囲における面積において、発光素子ＬＤ１及びＬＤ４から照射されたレーザ光の光強度（光量）は、それぞれ斜線部の面積で表すことができる。つまり、矢印ＩＡで示す部分の範囲における面積において、発光素子ＬＤ１の光量分布Ｄ１と、発光素子ＬＤ４の光量分布Ｄ４とを比較すると、発光素子ＬＤ１の光量分布Ｄ１の面積が大きいため、発光素子ＬＤ１のからのレーザ光の光強度（光量）が強いことが分かる。
【００９５】
更に図５は、感光体ドラム３０の走査領域外に配置された光源１０１から照射されたレーザ光の入射・反射方向を示している。光源１０１から照射されたレーザ光は、垂線ＶＬに対して斜め入射側より入射し、ポリゴンミラー１０６における反射面Ｆ（ＢＤセンサ側の反射面）を含む複数の反射面で非入射側に反射されている。ポリゴンミラー１０６に入射するレーザ光の光量（光量分布Ｄ）は、センター出射に比べて強いため、より効果的にレーザ光の光量を高めることができる。
【００９６】
このように、本実施形態では、光源１０１の複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４から照射されるレーザ光のうち光強度が最も強いレーザ光がＢＤセンサ２０９で検知されるように、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４を配置することで、ＢＤセンサ２０９の検知不良を低減することができ、安定した画像の書込みタイミングを提供できるため、高解像度に対応した正確な画像形成を実現できる。
【００９７】
また、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４は、レーザ光の照射方向に対し直交する垂直面上の水平線に対し、傾斜して略直線的に配されることで、感光体ドラム３０の副走査方向における発光素子間のピッチが短くなり、光学系の倍率を大きくとることができるので、走査光学系１００及び出射光学系２００の設計の自由度を促進することができる。  尚、図７は、感光体ドラム３０に対し複数の発行素子ＬＤ１〜ＬＤ４から照射される複数のレーザ光が副走査方向に照射される一例を概略的に示している。
【００９８】
尚、ＢＤセンサ２０９の位置は、感光体ドラム３０上で走査が開始する位置（走査開始位置Ｓ）の近傍に限定されず、ミラー２０６の反射角度を調整することで、走査が終了する位置（走査終了位置Ｅ）の近傍に配置しても良い。
【００９９】
このように構成することで、ＢＤセンサ２０９を柔軟に配置でき、光走査装置１の構成要素が装置内の一部分に密集するように配置され、占有するスペースを効率的に利用できるため光走査装置１が小型化を図ることができ、それに応じてそれを備える画像形成装置１０の小型化も図ることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  光走査装置
１０  画像形成装置
３０  感光体ドラム
１００  走査光学系
１０１  光源
１０２  コリメータレンズ
１０３  アパーチャ
１０４  第１シリンドリカルレンズ
１０５、２０６  ミラー
１０６  ポリゴンミラー
２００  出射光学系
２０２  第１ｆθレンズ
２０３  第２ｆθレンズ
２０４  第２シリンドリカルレンズ
２０５  折り返しミラー
２０９  ＢＤセンサ
１０００  画像形成装置本体
ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４  発光素子
【図１】
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【図２】
2013092709.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013092709.tif 000007
【図６】
2013092709.tif 000008
【図７】
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