(57)【要約】【課題】大型化、高コスト化及び光利用効率の低下を招くことなく、光源から射出された光の強度を精度良く検出する。【解決手段】光源から射出された発散性の光は、カップリングレンズにより略平行光とされた後、開口部材に入射する。開口部材は、光を透過させる光透過部１２ａと、光を反射する光反射部１２ｂとを有しており、光透過部１２ａによってポリゴンスキャナに向かう光のビーム径が規定され、光反射部１２ｂによって走査に利用されない光の一部がカップリングレンズに向けて反射される。光反射部１２ｂで反射された光は、カップリングレンズに入射し、カップリングレンズで集束光状態となり、その集光位置近傍に配置された光検出器で受光される。【選択図】図４
2009020203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光により被走査面を走査する光走査装置であって、
光源と；
少なくとも１つの光学素子を有し、前記光源からの光を略平行光とするカップリング光学系と；
前記カップリング光学系からの光の光路上に配置され、前記被走査面を走査する光のビーム径を規定するとともに、走査に利用されない光の一部を前記カップリング光学系の少なくとも１つの光学素子に向けて反射する光制限反射部材と；
前記光制限反射部材で反射され、前記カップリング光学系の少なくとも１つの光学素子を介した光を受光する光検出器と；
を備える光走査装置。
【請求項２】
前記光制限反射部材は、入射光を透過させる光透過部と、入射光を反射する光反射部と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】
前記光透過部は、開口部であ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】
前記光透過部は、入射光に対して透明な部分であ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５】
前記光透過部の表面は、反射防止膜で被覆されていることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記光反射部の入射面は、反射回折面を含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記反射回折面の回折パターンは、バイナリ構造を有していることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記反射回折面の回折パターンは、一次元の周期的な回折パターンであることを特徴とする請求項６又は７に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記反射回折面の回折パターンは、一次元の非周期的な回折パターンであることを特徴とする請求項６又は７に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記反射回折面の回折パターンは、輪帯状の回折パターンであることを特徴とする請求項６又は７に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記反射回折面の回折パターンは、計算機ホログラムパターンであることを特徴とする請求項６又は７に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記光反射部の入射面は、光の入射方向に直交する仮想面に対して傾斜していることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記光反射部は鏡面を含み、
前記鏡面は、光の入射方向に直交する仮想面に対して傾斜していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記光反射部は、前記光透過部の周囲に設けられていることを特徴とする請求項２〜１３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記光源と前記光検出器は、一体化していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１６】
前記光源は、少なくとも１つの発光部を有する面発光レーザを含むことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの走査対象物と；
前記少なくとも１つの走査対象物に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも１つの請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
【請求項１８】
前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光により被走査面を走査する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する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置では、画像情報に応じて変調された光源からの光を偏向器及び走査レンズなどを介して感光体上に集光させるとともに、感光体上を所定の方向（主走査方向）に走査させ、感光体上に潜像（静電潜像）を形成している。そして、その潜像にトナーを付着させることにより、画像情報を顕像化させている。
【０００３】
近年、画像形成装置の印字速度の向上及び書込密度の向上が望まれている。それらを達成する手段の１つとして、偏向器での偏向速度を高速化する方法がある。しかしながら、この方法では、高速回転に伴う騒音や熱等の問題があり、偏向器での偏向速度の高速化にも限界がある。一方、別の手段として、1度に複数の光ビームを走査させる方法がある。
【０００４】
複数の光ビームによる走査を可能とするマルチビーム光走査装置は、従来の１つの光ビームを射出するシングルビーム光源（１つのパッケージ内に１つの発光部を持つレーザを用いた光源）を、複数の光ビームを射出するマルチビーム光源（１つのパッケージ内に複数の発光部を持つレーザアレイを用いた光源）に置きかえることで実現することができる。また、シングルビーム光源を複数用いて、複数の光ビームによる走査を可能とする方法も多数提案されている。
【０００５】
光源としては一般に半導体レーザが用いられており、従来は端面発光レーザがその主流であったが、近年、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）と呼ばれる面発光レーザが登場してきた。面発光レーザでは、端面発光レーザに比べてアレイ化が容易であることから、端面発光レーザでは４ビームから８ビーム程度が限界であったアレイ化に対して、面発光レーザでは１６ビームから３２ビーム、またそれ以上のアレイ化が可能となっている。そのため、画像形成装置の印字速度の向上や、書込密度向上を達成するための光源として期待されている。
【０００６】
ところで、光源の光出力変動に起因する濃度変動を抑制するために、従来の端面発光レーザを用いた光走査装置では、後方への出射光をモニターしながらＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌ）制御を行っていた。しかしながら、面発光レーザではその構造上、後方への出射光を生じないため、面発光レーザを用いた光走査装置では、従来とは異なるＡＰＣ制御が必要となる。
【０００７】
そこで、面発光レーザを用いた場合のＡＰＣ制御として、面発光レーザから放出される光の一部を、ビームスプリッタやハーフミラー等の光学素子を用いて分岐させて光検出器に導き、その光検出器の出力に基づいて、面発光レーザの駆動電流を制御することが考えられた。
【０００８】
例えば、特許文献１には、複数の発光部を有する光源手段から放射された複数の光ビームを光学手段により偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された複数の光ビームを結像手段により被走査面上に導光し、該複数の光ビームで同時に該被走査面上を光走査する光走査装置において、該光源手段と該偏向手段との間の光路中に該複数の光ビームの偏光方向を制限する偏光制限手段を設けた光走査装置が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、面発光レーザから出射され、コリメータレンズでコリメートされたレーザビームを光偏向器で偏向して被走査面を走査露光するとともに、レーザビームの一部をビーム分離手段で反射し受光素子で光量を検出する光走査装置において、ビーム分離手段とコリメータレンズとの間にレーザビームを整形するアパチャーを設けた光走査装置が開示されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている光走査装置では、分岐された光が光源から偏向手段（光偏向器）に向かう光路から大きく外れているため、光検出器は必然的に光源と離れた位置に配置され、光走査装置が大型化するという不都合があった。また、光検出器を光源近傍に配置しようとすると、分岐された光の光路を光源方向に折り曲げるための折り返しミラー等が必要となり、コストアップを招くこととなる。さらに、この場合においても、光検出器のサイズを小さくしようとすれば、更に集光手段が必要になる。
【００１１】
一方、光源の光出力に関して比較すると、従来の端面発光レーザでは数ｍＷ〜＋数ｍＷ以上の光出力を有するのに対し、現状の面発光レーザでは１〜２ｍＷ程度の光出力となっている。従って、上述のように画像形成に利用する光ビームの一部を分岐して光検出器に導こうとすると、画像形成に必要な光ビームの出力が低下し、画像形成装置の印字速度の向上に対する足かせとなってしまう。そこで、画像形成に利用しない光ビームを用いる光量制御方法が望まれている。
【００１２】
例えば、特許文献３には、光源手段からの光束を絞りを介して光偏向器で偏向させた後、結像レンズを介して被走査面上に導光し、光偏向器を回動させることにより被走査面上を光走査する際、光源手段と光偏向器との間の光路中であって、光源手段からの光束の有効光束径内のうち絞りの開口径より外側の領域に受光手段を配置し、受光手段からの出力信号を利用して光源手段からの放射光量を制御する走査光学装置が開示されている。
【００１３】
【特許文献１】特開平９−２８８２４４号公報
【特許文献２】特開２００２−４０３５０号公報
【特許文献３】特開平４−３２１３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献３に開示されている走査光学装置も、特許文献１及び特許文献２に開示されている光走査装置と同様に、（１）光検出器と光源が離れた位置に配置され装置が大型化してしまう、（２）電子部品である受光手段を開口径近傍に配置することにより受光手段自体からの反射光の悪影響が懸念される、といった不都合があった。
【００１５】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、大型化、高コスト化及び光利用効率の低下を招くことなく、光源から射出された光の強度を精度良く検出することができる光走査装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の第２の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、第１の観点からすると、光により被走査面を走査する光走査装置であって、光源と；少なくとも１つの光学素子を有し、前記光源からの光を略平行光とするカップリング光学系と；前記カップリング光学系からの光の光路上に配置され、前記被走査面を走査する光のビーム径を規定するとともに、走査に利用されない光の一部を前記カップリング光学系の少なくとも１つの光学素子に向けて反射する光制限反射部材と；前記光制限反射部材で反射され、前記カップリング光学系の少なくとも１つの光学素子を介した光を受光する光検出器と；を備える光走査装置である。
【００１８】
これによれば、光制限反射部材によって、被走査面を走査する光のビーム径が規定されるとともに、走査に利用されない光の一部がカップリング光学系の少なくとも１つの光学素子に向けて反射される。そして、光制限反射部材で反射され、カップリング光学系の少なくとも１つの光学素子を介した光は、光検出器で受光される。従って、大型化、高コスト化及び光利用効率の低下を招くことなく、光源から射出された光の強度を精度良く検出することが可能となる。
【００１９】
本発明は、第２の観点からすると、少なくとも１つの走査対象物と；前記少なくとも１つの走査対象物に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。
【００２０】
これによれば、少なくとも１つの本発明の光走査装置を備えているため、結果として、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。
【００２２】
このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングブレード１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、及び排紙トレイ１０４３などを備えている。
【００２３】
感光体ドラム１０３０の表面には、感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。ここでは、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。
【００２４】
帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングブレード１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に関して、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングブレード１０３５の順に配置されている。
【００２５】
帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。
【００２６】
光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面を、上位装置（例えばパソコン）からの画像情報に基づいて変調された光で走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム１０３０の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。ところで、感光体ドラム１０３０の長手方向（回転軸に沿った方向）は「主走査方向」と呼ばれ、感光体ドラム１０３０の回転方向は「副走査方向」と呼ばれている。また、感光体ドラム１０３０における走査開始位置から走査終了位置までの主走査方向の走査領域のうち、潜像が形成される領域を「有効画像形成領域」ともいう。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。
【００２７】
トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。
【００２８】
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。
【００２９】
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。
【００３０】
転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。
【００３１】
この定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。
【００３２】
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
【００３３】
クリーニングブレード１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１の位置に戻る。
【００３４】
次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。
【００３５】
光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、光源１０、カップリングレンズ１１、開口部材１２、シリンドリカルレンズ１４、ポリゴンスキャナ１５、２つのｆθレンズ１７、同期センサ１８、反射ミラー１９、光検出器２０及び処理装置（図２では図示省略）などを備えている。なお、本明細書では、光源１０からの光の射出方向をＸ軸方向、このＸ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２つの方向をＹ軸方向及びＺ軸方向として説明する。
【００３６】
光源１０は、複数の発光部を持つ面発光レーザアレイを有している。各発光部は、一例として図３に示されるように、活性層１０ｃが２つのクラッド層（１０ａ、１０ｂ）に挟まれており、更にそのクラッド層１０ａの上側及びクラッド層１０ｂの下側に、高い反射率を有する反射鏡１０ｄ、１０ｅが形成されている構造を持っている。この２つの反射鏡（１０ｄ、１０ｅ）に挟まれた領域が基板に対して垂直な所謂ファブリーペロー共振器となり、活性層１０ｃ内の発振領域１０ｆでレーザ発振が起こり、基板に対して垂直な方向にレーザ光を発振する。なお、光源１０は、１つの発光部を持つ面発光レーザを複数有していても良い。
【００３７】
図２に戻り、カップリングレンズ１１は、光源１０の＋Ｘ側に配置され、光源１０から射出された光を略平行光とする。
【００３８】
開口部材１２は、カップリングレンズ１１の＋Ｘ側に配置され、ポリゴンスキャナ１５に向かう光のビーム径を規定するとともに、走査に利用されない光の一部をカップリングレンズ１１に向けて反射する（図５参照）。
【００３９】
この開口部材１２は、一例として図４（Ａ）に示されるように、光を透過させる光透過部１２ａと、光を反射する光反射部１２ｂと、光が透過しない遮光部１２ｃとを有している。
【００４０】
ここでは、光透過部１２ａは、基板のほぼ中央に設けられた開口部である。なお、基板は、光が透過するわけではないので、透明部材である必要はなく、不透明部材であっても良い。
【００４１】
光反射部１２ｂは、光透過部１２ａの周囲に設けられた反射回折面である。この反射回折面の回折パターンは、同一方向に延びる複数の格子がほぼ等間隔に配列された、いわゆる、１次元の周期的な格子パターンである。そして、図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である図４（Ｂ）に示されるように、反射回折面は、その断面が略矩形形状であり、２段階の高さ構造を持つことから、一般にバイナリ構造と呼ばれている。
【００４２】
１次元の周期的な格子パターンは、１次元周期構造とも呼ばれている。この１次元周期構造を有する反射回折面は、略平行で入射する光を、その周期で決まる反射回折角の方向に略平行の状態で反射する。
【００４３】
このような反射回折面は、露光及びエッチングといった微細加工技術や、インプリントや射出成形といった転写加工技術を用いることによって、サブミリレベルからナノレベルまでの様々な周期で形成することが可能である。なお、複数段の高さ構造を持つものはマルチレベル構造と呼ばれているが、マルチレベル構造は加工技術の難易度が格段にアップするので、バイナリ構造のほうが好ましい。
【００４４】
また、光反射部１２ｂの表面には反射のための金属膜（図示省略）が蒸着されている。
【００４５】
なお、サブ波長構造を用いて偏光分離ミラーを実現することにより、反射型の一次元格子パターンを形成することも可能である。この場合には、反射のための金属膜は不要である。
【００４６】
遮光部１２ｃは、光反射部１２ｂを取り囲むように設けられている。
【００４７】
一例として図５に示されるように、カップリングレンズ１１を介して開口部材１２に入射した光のうち、光透過部１２ａに入射した光は、そのまま開口部材１２を透過する。一方、光反射部１２ｂに入射した光は、略平行のまま所定の角度で反射される。なお、遮光部１２ｃに入射した光は吸収される。
【００４８】
光反射部１２ｂで反射された光は、カップリングレンズ１１に入射し、カップリングレンズ１１で集束光状態となり、その集光位置近傍に配置された光検出器２０で受光される。光検出器２０は、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。ここでは、光源１０と光検出器２０とは一体化されている。
【００４９】
図２に戻り、開口部材１２の光透過部１２ａを透過した光は、シリンドリカルレンズ１４に入射する。このシリンドリカルレンズ１４は、主走査方向に対応する方向に細長い線像を、ポリゴンスキャナ１５の偏向反射面（ポリゴンミラー面）近傍に結像する。
【００５０】
ポリゴンスキャナ１５で偏向された光は、ｆθレンズ１７によって結像され、感光体ドラム１０３０表面上に光スポットとして集光する。
【００５１】
なお、ポリゴンスキャナ１５は、ポリゴンモータ（不図示）によって一定の速度で回転している。そこで、偏向反射面に入射した光は、ポリゴンスキャナ１５の回転に伴って、等角速度的に偏向される。そして、それにより、感光体ドラム１０３０表面上の光スポットは、主走査方向に等速移動する。
【００５２】
また、ｆθレンズ１７を透過し、有効画像形成領域ＥＡ外に向かう光の一部は、反射ミラー１９を介して同期センサ１８で受光される。同期センサ１８は、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
【００５３】
前記処理回路は、図６に示されるように、信号調整回路６０、変調データ生成回路３０、シリアル信号生成回路３５、画像データ生成回路４０、光量制御回路５５及びレーザ駆動回路５０などを有している。
【００５４】
信号調整回路６０は、同期センサ１８の出力信号を増幅、反転及び２値化して信号Ｓ１８を生成する。そこで、同期センサ１８に光が入射すると信号Ｓ１８は「Ｈ（ハイレベル）」から「Ｌ（ローレベル）」に変化する。また、信号調整回路６０は、光検出器２０の出力信号を増幅及び２値化して信号Ｓ２０を生成する。
【００５５】
画像データ生成回路４０は、上位装置からの画像情報に基づいて、画像データを生成する。
【００５６】
変調データ生成回路３０は、信号調整回路６０からの信号Ｓ１８及び画像データ生成回路４０からの画像データに基づいて変調データを生成する。
【００５７】
シリアル信号生成回路３５は、変調データ生成回路３０からの変調データをシリアル信号に変換する。
【００５８】
光量制御回路５５は、信号調整回路６０からの信号Ｓ２０に基づいて、光源１０から射出される光の強度が所定の値を維持するようにＡＰＣ情報を生成する。
【００５９】
レーザ駆動回路５０は、シリアル信号生成回路３５からのシリアル信号及び光量制御回路５５からのＡＰＣ情報に基づいて、光源１０の面発光レーザアレイの駆動信号を生成する。ここで生成された駆動信号は光源１０に出力される。
【００６０】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置１０１０では、カップリングレンズ１１によってカップリング光学系が実現され、開口部材１２によって光制限反射部材が実現されている。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、光源１０から射出された発散性の光は、カップリングレンズ１１により略平行光とされた後、開口部材１２に入射する。開口部材１２は、光を透過させる光透過部１２ａと、光を反射する光反射部１２ｂとを有しており、光透過部１２ａによってポリゴンスキャナ１５に向かう光のビーム径が規定され、光反射部１２ｂによって走査に利用されない光の一部がカップリングレンズ１１に向けて反射される。これにより、光検出器２０を光源１０の近傍に配置することができる。
【００６２】
また、ポリゴンスキャナ１５に向かう光のビーム径を規定する手段と、光源１０から射出された光の強度をモニタするための光を抽出する手段とが一体化されているため、部品数を低減することができる。
【００６３】
また、カップリングレンズ１１を、開口部材１２で反射された光の収束用レンズとして利用しているため、部品数を低減することができる。
【００６４】
また、光源１０と光検出器２０とが一体化されているため、位置調整を簡略化することができる。この場合に、光源回路用と光検出器回路用とで回路基板が共用されても良い。これにより、適切な回路レイアウト設計により，回路基板サイズを縮小することができる。また、機能集約を図ることができる。従って、小型化及び低コスト化を更に促進することができる。
【００６５】
従って、大型化、高コスト化及び光利用効率の低下を招くことなく、光源から射出された光の強度を精度良く検出することが可能となる。
【００６６】
また、光検出器２０の出力信号に基づいてＡＰＣ制御を行っているため、各発光部から射出される光の強度変動を小さく抑えることができる。
【００６７】
また、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、光走査装置１０１０を備えているため、大型化及び高コスト化を招くことなく、感光体ドラム１０３０上に形成される光スポットの光強度変動を抑えることができる。すなわち、画像における濃度変動を抑えることができる。従って、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することが可能となる。
【００６８】
さらに、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、発光源に面発光レーザアレイを用いているために、複数の光による同時走査が可能であり、印字速度の向上及び書込密度の向上を実現することができる。なお、印字速度及び走査密度が同じ場合には、１度に１本の光で走査する従来のレーザプリンタに比べて、ポリゴンスキャナ１５の回転速度を低減することが可能となるため、消費電力の低下、回転運動に伴う騒音の低下や熱発生の低下に貢献できる。
【００６９】
なお、上記実施形態では、光透過部１２ａが開口部の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、光透過部１２ａにガラスや樹脂等の透明部材が設けられても良い。ところで、単なる透明な平行平板では表面反射が発生し、画像形成に利用する光をロスしてしまうことになる。一般的なガラスや樹脂等ではその反射によるロスは両面合わせて８％程度にまで及ぶ。
【００７０】
そこで、透明な平行平板の少なくとも片面に波長オーダーのサイズを持つ微細な無反射構造を設けると良い。例えば、図７に示されるように、基板として透明な平行平板２１を用い、該透明な平行平板２１の表面に、微細な無反射構造として三角突起状の周期構造２２を設けても良い。周期構造２２の周期が透過させる光の波長よりも短いものは、いわゆるサブ波長構造と呼ばれ、形状や周期を適切に選ぶことによって反射率を低減することができる。
【００７１】
また、一例として図８に示されるように、透明な平行平板２１の少なくとも片面に反射防止膜２３を被覆しても良い。
【００７２】
また、上記実施形態では、光反射部１２ｂにおける反射回折面の回折パターンが、１次元の周期的な格子パターンの場合について説明したが、これに限らず、例えば図９に示されるように、光反射部１２ｂにおける反射回折面の回折パターンが、１次元の非周期的な格子パターンであっても良い。この場合には、光反射部１２ｂは略平行で入射する光を１次元方向に収束させるパワーを有することとなり、カップリングレンズ１１、開口部材１２、及び光検出器２０の光学レイアウトの自由度を向上させることができる。
【００７３】
また、上記実施形態において、一例として図１０（Ａ）及び該図１０（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である図１０（Ｂ）に示されるように、光反射部１２ｂにおける反射回折面の回折パターンが、輪帯状の回折パターンであっても良い。なお、表面には反射のための金属膜（図示省略）が蒸着されている。この場合には、光反射部１２ｂは略平行で入射する光をある点に収束させるパワーを有することとなり、光学レイアウトの自由度を更に向上させることができる。
【００７４】
また、この場合に、一例として図１１に示されるように、輪帯状の回折パターンをＹＺ平面内でシフトさせても良い。すなわち、輪帯の中心を光透過部１２ａの中心からずらして、偏心させても良い。これにより、収束点を２次元面内で移動させることができる。
【００７５】
また、一例として図１２に示されるように、光反射部１２ｂにおける反射回折面の回折パターンが、計算機ホログラム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ：ＣＧＨ）パターンであっても良い。この場合には、反射する光を集光、分岐、拡散、整形といった所望のビームプロファイルとすることができるため、光学レイアウトのさらなる自由度向上が可能となる。
【００７６】
ところで、光反射部１２ｂにおける回折パターンの製作誤差等によって、入射光が正反射し、カップリングレンズ１１を介して光源１０に戻る場合がある。このとき、戻り光の影響により面発光レーザの光出力が変動するおそれがある。このような場合には、一例として図１３に示されるように、開口部材１２を光の入射方向に直交する仮想面に対して傾斜させても良い。これにより、光反射部１２ｂで正反射が生じても、光源側に戻らないようなレイアウトとすることができる。なお、この場合に、光反射部１２ｂのみを傾斜させても良い。
【００７７】
また、上記実施形態では、入射光を反射させるため、光反射部１２ｂが反射回折面である場合について説明したが、これに限らず、光反射部１２ｂが高反射率を有する平面（鏡面）であっても良い（図１４参照）。但し、この場合には、光反射部１２ｂで反射された光がカップリングレンズ１１を介して光検出器２０で受光されるように、開口部材１２を光の入射方向に直交する仮想面に対して傾斜させる必要がある（図１５参照）。なお、この場合に、一例として図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）及び図１７に示されるように、光反射部１２ｂの表面（反射面）のみを傾斜させても良い。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のＣ−Ｃ切断面（便宜上、塗り潰している）を示している。
【００７８】
また、上記実施形態では、光透過部１２ａが円形状であり、光反射部１２ｂがドーナツ状である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、様々な形状とすることができる（図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）参照）。光透過部１２ａの形状は、感光体ドラム１０３０の表面での光スポット形状に応じて決定することができる。また、光反射部１２ｂの形状は、光検出器２０で受光される光のビーム形状やパワーに応じて決定することができる。
【００７９】
なお、モニタ用の光として、走査（画像形成）に利用される光（光透過部１２ａを透過する光）に近接した光を用いることが望ましいが、光学レイアウトの都合等も考慮し、一例として図１９に示されるように、光透過部１２ａと光反射部１２ｂの間に遮光部１２ｃと同様な遮光部１２ｄが設けられても良い。
【００８０】
また、上記実施形態におけるＡＰＣ制御は、従来の端面発光レーザを用いた場合にも、外部からのＡＰＣ制御として適用することが可能である。
【００８１】
また、前記光検出器２０の受光領域は、１つのエリアであっても良いし、複数のエリアから構成されていても良い。そして、前記光検出器２０の受光領域が１つのエリアのときに、時分割によって、個々の発光部から射出された光の光強度を測定することができる。また、前記光検出器２０の受光領域が複数のエリアから構成されているときに、各エリアを発光部１つ１つに対応させることによって、個々の発光部から射出された光の光強度を測定することもできる。さらに、複数の発光部をまとめて測定することもできるし、発光部の特性や安定性に応じて、光強度の測定の仕方を選ぶことが可能である。
【００８２】
また、上記実施形態では、カップリング光学系が１つの光学素子からなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。そして、この場合に、開口部材１２で反射された光が、カップリング光学系の複数の光学素子を介して、光検出器２０で受光されても良い。
【００８３】
また、上記実施形態では、光源が、複数の発光部を有する場合について説明したが、これに限らず、光源が１つの発光部を有していても良い。
【００８４】
なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限らず、例えば、光走査装置１０１０を備えたデジタル複写機、スキャナ、ファクシミリ、及びいわゆるデジタル複合機であっても良い。要するに、光走査装置１０１０を備えた画像形成装置であれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することが可能となる。
【００８５】
この場合に、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。
【００８６】
また、走査対象物として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【００８７】
また、多色のカラー画像を形成する画像形成装置であっても、多色のカラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することが可能となる。
【００８８】
例えば、図２０に示されるように、画像形成装置として、多色のカラー画像（イエロー画像情報、マゼンタ画像情報、シアン画像情報、ブラック画像情報）に対応し、画像情報毎に感光ドラムを備えるタンデムカラー機であっても良い。このタンデムカラー機には、イエロー画像情報用の感光ドラム１０３０ａにイエロー画像情報の潜像を形成する光走査装置１０１０ａと、マゼンタ画像情報用の感光ドラム１０３０ｂにマゼンタ画像情報の潜像を形成する光走査装置１０１０ｂと、シアン画像情報用の感光ドラム１０３０ｃにシアン画像情報の潜像を形成する光走査装置１０１０ｃと、ブラック画像情報用の感光ドラム１０３０ｄにブラック画像情報の潜像を形成する光走査装置１０１０ｄと、を有している。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、大型化、高コスト化及び光利用効率の低下を招くことなく、光源から射出された光の強度を精度良く検出するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】図１における光走査装置を示す概略図である。
【図３】面発光レーザの発光部を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）は、図２における開口部材を説明するための図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】開口部材で反射された光を説明するための図である。
【図６】処理回路を説明するための図である。
【図７】開口部材の光透過部の変形例１を説明するための図である。
【図８】開口部材の光透過部の変形例２を説明するための図である。
【図９】開口部材の光反射部の変形例１を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、開口部材の光反射部の変形例２を説明するための図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】開口部材の光反射部の変形例３を説明するための図である。
【図１２】開口部材の光反射部の変形例４を説明するための図である。
【図１３】開口部材の傾斜を説明するための図である。
【図１４】開口部材の光反射部の変形例５を説明するための図（その１）である。
【図１５】開口部材の光反射部の変形例５を説明するための図（その２）である。
【図１６】図１６（Ａ）は、開口部材の光反射部の変形例６を説明するための図（その１）であり、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図１７】開口部材の光反射部の変形例６を説明するための図（その２）である。
【図１８】図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、それぞれ開口部材の光透過部及び光反射部の形状の変形例を説明するための図である。
【図１９】開口部材の光反射部の変形例７を説明するための図である。
【図２０】タンデムカラー機を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０…光源、１１…カップリングレンズ（カップリング光学系）、１２…開口部材（光制限反射部材）、１２ａ…光透過部、１２ｂ…光反射部、２０…光検出器、２１…透明部材、２３…反射防止膜、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（走査対象物）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１７】
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【図２０】
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【図４】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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