光ビーム出射装置及び該光ビーム出射装置を備える画像形成装置
【課題】 感光体に向かって半導体レーザから出射されるレーザ光の一部をハーフミラー等で分離し、分離されたレーザ光を光センサに導いて光量を検出し、検出結果に基づいて光量制御を行うレーザ光出射装置において、レーザ光のＦＦＰの変動により、鏡筒部の内面に反射されたレーザ光の光センサへの入射光量が変動するため、高精度の光量制御を行えない。
【解決手段】 半導体レーザとハーフミラーとの間に第１の絞りを設け、ハーフミラーと光センサとの間に第２の絞りを設ける。
【解決手段】 半導体レーザとハーフミラーとの間に第１の絞りを設け、ハーフミラーと光センサとの間に第２の絞りを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームの光量を検出し、当該検出結果に基づいて光ビームの光量を制御する光ビーム出射装置、及び該光ビーム出射装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機及びプリンタ等の画像形成装置は、感光体上をレーザ光等の光ビームで走査することによって感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像することで画像を形成する。感光体を露光するレーザ光を出射する装置として光走査装置などの光ビーム出射装置が用いられている。
【０００３】
上記光走査装置は、光源である半導体レーザからの光束を略平行な光束に変換した後、回転多面鏡（以下、ポリゴンミラーと称す）等で偏向する。回転するポリゴンミラーによって偏向されたレーザ光は感光体を略直線状に走査する。
【０００４】
近年の光走査装置は、画像形成速度の高速化、画像の高解像度化に対応するため、複数の発光点から出射される複数のレーザ光によって感光体を露光する。特に、垂直共振器型面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ。以下、ＶＣＳＥＬとする。）は多数の発光点のアレイ化が容易であるため、光走査装置の光源に用いることが提案されている。
【０００５】
光走査装置では光源からの光量を光学センサで検出し、検出される光量に基づいて光源から出射されるレーザ光の光量を制御する。ＶＣＳＥＬは端面発光型半導体レーザと異なり、感光体に導かれるレーザ光に対応する背面レーザ光が存在しない。そのため、ＶＣＳＥＬから出射されるレーザ光の光量を制御するために、感光体に向かって出射されるレーザ光の一部をハーフミラー等で分離し、分離されたレーザ光を光センサに導いて光量を検出する光走査装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。ハーフミラーを通過して感光体に到達するレーザ光の光量と光センサに導かれるレーザ光の光量との光量比率はハーフミラーの反射率によって一義的に決まっている。そのため、光センサの受光光量に応じてＶＣＳＥＬから出射するレーザ光の光量を制御することによって感光体に到達するレーザ光の光量を目標光量に制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９１１５７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５９０９８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、特許文献１に記載の光走査装置は以下のような課題を有する。ＶＣＳＥＬから出射されるレーザ光の広がり角度に依存するＦａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔｔｅｒｎ（以下、ＦＦＰとする）は駆動電流やＶＣＳＥＬの素子自体の昇温により変動する。駆動電流は画像形成時にレーザ光の光量を目標光量に制御するために制御される。また、レーザ光を出射するとＶＣＳＥＬの素子が昇温する。ＦＦＰはそれらに応じて変動する。
【０００８】
特許文献１の光走査装置は、ハーフミラーに入射する前のレーザ光の通過を制限する第１のアパーチャとハーフミラーを透過したレーザ光の通過を制限する第２のアパーチャとを備える（特許文献１の図１参照）。また、ハーフミラーによって反射されたレーザ光の通過を制限する第１のアパーチャとハーフミラーを透過したレーザ光の通過を制限する第２のアパーチャを備えた光走査装置（特許文献１の図３参照）が記載されている。これらの光走査装置は、第１のアパーチャと第２のアパーチャとの開口の大きさが異なるため、ＦＦＰの変動によってハーフミラーを通過して感光体に到達するレーザ光の光量と光センサに導かれるレーザ光の光量との光量比率が変動するという課題が生じる。そのため、光センサの検出結果に基づいてＶＣＳＥＬから出射されるレーザ光の光量を制御しても、感光体に到達するレーザ光の光量を目標光量に制御することができない。
【０００９】
それに対して、特許文献２の光走査装置では、ハーフミラーとアパーチャと一体的にするによってＦＦＰが変動しても上記の光量比率を一定に保つことができる。しかしながら、図１０に示すような半導体レーザ１００１から出射するレーザ光がコリメータレンズ１００２を保持する保持部材１００３の鏡筒部１００３ａ内部を通過する構成を備える光走査装置では、鏡筒部１００３ａの内面に反射されたレーザ光がハーフミラー１００４によって反射されて光センサ１００５に入射する。一方、鏡筒部１００３ａの内面に反射し、ハーフミラーを透過するレーザ光は回転多面鏡１００６に入射しないため、感光体上には到達しない。このように、レーザ光のＦＦＰの変動によって上記光量比率が変動するという課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の光ビーム出射装置は、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された前記光ビームを平行光に変換するコリメータレンズと、前記光源と前記コリメータレンズとを保持する保持部材であって、前記光源から前記コリメータレンズに向かう前記光ビームを通過させる鏡筒部を備える保持部材と、
前記コリメータレンズを通過した光ビームの通過を制限する第１の絞りと、前記第１の絞りを通過した前記光ビームを透過光ビームと反射光ビームとに分離する分離手段と、前記透過光ビームを被照射体に導く光学手段と、前記反射光ビームを受光する受光手段を備え、前記受光手段の受光光量に基づいて前記光源から出射された前記光ビームの光量を制御する制御手段と、前記分離手段と前記受光手段との間に配置され、前記反射光ビームの通過を制限する第２の絞りと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被照射体に導かれる光ビームの光量と受光手段に入射する光ビームの光量との光量比率の変動を抑制することができるため、高精度の光量制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略図。
【図２】光走査装置の概略図。
【図３】実施例１に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大斜視図。
【図４】システム制御部がＡＰＣを実行するタイミングを示すタイミングチャート。
【図５】実施例１に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大上面図。
【図６】実施例２に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大上面図。
【図７】実施例２に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大上面図。
【図８】実施例３に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大図。
【図９】半導体レーザの昇温とＦＦＰとの関係を示す図。
【図１０】従来の光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施例１）
図１は、複数色のトナーを用いて画像形成するデジタルフルカラープリンター（カラー画像形成装置）の概略図である。図２は、図１に示すデジタルフルカラー複写機に備えられる光ビーム出射装置であるところの光走査装置を展開した概略図である。なお、実施例をカラー画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置を例に説明するが、実施の形態はカラー画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置に限られるものではなく単色のトナー（例えば、ブラック）のみで画像形成する画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置であっても良い。
【００１４】
まず、図１を用いて本実施例の画像形成装置１００について説明する。画像形成装置１００には色別に画像を形成する４つの画像形成部（画像形成手段）１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが配置されている。ここでのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。
【００１５】
画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋには像担持体として感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋが備えられている。感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３ＢＫ、光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋ、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋがそれぞれ設けられている。また、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋが配置されている。
【００１６】
感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架され、画像形成中は図中の矢印方向に回転する。また、中間転写ベルト１０７（中間転写体）を介して、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに対向する位置には一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが設けられている。さらに、中間転写ベルト１０７の近傍にはベルト上に残留したトナーを清掃するクリーニング装置１１２、各色のトナー像のずれ量を検知するための所定の画像パターンを読み取るためのセンサ１１３（検出手段）が設けられている。
【００１７】
また、本実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体Ｓに転写するための２次転写装置１１４、記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１５を備える。
【００１８】
ここでかかる構成を有する画像形成装置１００の画像形成プロセスを説明する。各画像形成部における画像形成プロセスは同一であるため、画像形成部における画像形成プロセスは、画像形成部１０１Ｙを用いて説明し、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。
【００１９】
まず画像形成部１０１Ｙの帯電装置により感光ドラム１０２Ｙを帯電する。画像データに基づいて半導体レーザなどの光源から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー２１０によって偏向され、帯電された感光ドラム１０２Ｙ（像担持体上）を走査する。これによって、回転する感光体上に静電潜像が形成される。その後、該静電潜像は現像装置１０５Ｙによってイエローのトナー像として現像される。
【００２０】
各画像形成部の感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はそれぞれ、一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋによって中間転写ベルト１０７に転写される。これによって中間転写ベルト１０７上で各色のトナー像が重ね合わされる。
【００２１】
中間転写ベルト１０７に４色のトナー像が転写されると、中間転写ベルト１０７上の４色トナー像は２次転写装置１１４にて、手差し給送カセット１１６または給紙カセット１１７から２次転写位置に搬送されてきた記録媒体Ｓ上に再び転写（２次転写）される。この記録媒体Ｓは、手差し給送カセット（マルチ・パーパス・トレイ）１１７内の給送ローラ及び搬送ローラ、レジストローラにより中間転写ベルト１０７上のトナー像の移動タイミングに合わせるように搬送される。そして、記録媒体Ｓ上のトナー像は定着装置１１５で加熱定着され、排紙部１１８に排紙され、記録媒体Ｓ上にフルカラー画像が得られる。
【００２２】
なお、転写が終了したそれぞれの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋは、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋによって残留トナーを除去され、引き続き行われる画像形成に備えられる。
【００２３】
次に、図２を用いて光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの構成を説明する。なお、各光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。光走査装置１０４は筐体２００を備え、筐体２００内部には以下で説明する要素が配置されている。
【００２４】
光走査装置１０４にはレーザ光（光ビーム）を出射する光源であるところの半導体レーザ２０２（例えば、ＶＣＳＥＬ）が設けられている。半導体レーザ２０２は後述するコリメータレンズ２０５とともにレーザホルダ２０１（保持部材）に取り付けられる。レーザホルダ２０１は鏡筒部２０３を備え、鏡筒部２０３の先端にはコリメータレンズ２０５が取り付けられている。コリメータレンズ２０５は、半導体レーザ２０２から出射されるレーザ光（発散光）を平行光に変換する。コリメータレンズ２０５は光走査装置１０４の組み立て時に特定の治具で半導体レーザ２０２から出射されるレーザ光の照射位置やピントを検出しながら、コリメータレンズ２０５の光軸と半導体レーザ２０２からのレーザ光の光線中心とが一致するように設置位置が調整される。コリメータレンズ２０５の設置位置が決定すると紫外線硬化形の接着剤を紫外線照射することでレーザホルダ２０１に接着固定される。レーザホルダ２０１は筒状の鏡筒部２０３を備えることが多い。これは、コリメータレンズ２０５の光軸と半導体レーザ２０２からのレーザ光の光線中心を精度良く合わせるためである。また、比較的光量が低く、ＦＦＰが狭い半導体レーザ２０２を用いる場合は、レーザホルダ２０１の鏡筒部２０３は長くすることで半導体レーザ２０２の光利用効率を高めることが必要となる。
【００２５】
半導体レーザ２０２は電気回路基板２０４に電気的に接続されており、電気回路基板２０４から供給される電流によって半導体レーザはレーザ光を出射する。筐体２００の側壁には、レーザホルダ２０１を位置決めするための嵌合穴部が設けられており、レーザホルダ２０１の鏡筒部２０３を嵌合穴部に嵌合することで、レーザホルダ２０１は筐体２００に対して位置決めされる。複数のレーザ光の感光体上での感光体回転方向の結像間隔（副走査方向における間隔）を調整するために、レーザホルダ２０１を微小回転させることができる。
【００２６】
コリメータレンズ２０５を通過したレーザ光は、シリンドリカルレンズ２０６を通過し、レーザ光を被照射体である感光体に導く光学手段であるところのポリゴンミラー２１０（回転多面鏡）に入射する。ポリゴンミラー２１０は、不図示のモータによって一定速度で回転駆動される。ポリゴンミラー２１０に入射したレーザ光は反射面によって偏向されることによって感光ドラム１０２上を所定の方向に移動する走査光に変換される。走査光は、第１の結像レンズ２１６（第１のｆθレンズ）及び第２の結像レンズ２１７（第２のｆθレンズ）によって感光ドラム１０２上を等速に走査する走査光に変換され、第２の結像レンズ２１７を通過した後、感光ドラム１０２上に結像する。
【００２７】
光走査装置１０４は、同期検知手段であるＢＤセンサ２０７を備える。ＢＤセンサ２０７は、ポリゴンミラー２１０によって走査光の移動経路上に配置される。ＢＤセンサ２０７にレーザ光が入射することによって同期信号が生成される。システム制御部２１８は、同期信号に基づいてレーザ光の光量制御（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ。以下、ＡＰＣとする。）及び画像データに基づくレーザ光の出射制御を行う。
【００２８】
図３は、図２に示す光走査装置１０４の拡大図である。本実施例の光走査装置１０４は、コリメータレンズ２０５を通過したレーザ光は、レーザ光分離手段であるところのハーフミラー２０８に入射する。ハーフミラー２０８は、入射したレーザ光をポリゴンミラー２１０に向かう透過レーザ光（透過光ビーム）と受光手段である光センサ２０９に向かう反射レーザ光（反射光ビーム）に分離する。反射レーザ光を受光した光センサ２０９は、受光光量に応じた電圧の信号を出力する。なお、ハーフミラー２０８は、レーザ光が入射する面と、透過レーザ光が出射する面とが平行な平板型のハーフミラーである。
【００２９】
図２に示すシステム制御部２１８は、光センサから出力される信号の電圧と目標光量に対応する電圧とを比較し、電圧の差分に基づいて電気回路基板２０４から半導体レーザ２０２に供給される電流値を制御する。即ち、光センサ２０９から出力される信号の電圧が目標光量に対応する電圧よりも低い場合、電気回路基板２０４から半導体レーザ２０２に供給する電流を増加させてレーザ光の光量を増大させる。一方、光センサ２０９から出力される信号の電圧が目標光量に対応する電圧よりも高い場合、電気回路基板２０４から半導体レーザ２０２に供給する電流を減少させてレーザ光の光量を低下させる。これが、システム制御部２１８が実行する自動光量制御（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｏｒｌ。以下、ＡＰＣとする。）である。
【００３０】
図４は、レーザ光が感光ドラム１０２上を走査する１走査周期において、システム制御部２１８が実行するＡＰＣ及び画像データに基づくレーザ光路出射のタイミングを示すタイミングチャートである。システム制御部２１８は、ＡＰＣの実行及びＢＤ信号を生成するために半導体レーザ２０２に駆動信号を送信し（図４（１）のＡＰＣ期間）、レーザ光を出射させる。そして、ＡＰＣ期間においてシステム制御部２１８は、半導体レーザ２０２の各発光素子のＡＰＣを実行する。システム制御部２１８は、ＢＤ信号が生成されてからｔ秒後に画像形成指示信号を半導体レーザ２０２に送信し、半導体レーザ２０２は画像データに基づいて、直前のＡＰＣ期間で調整された光量のレーザ光を出射する。１走査周期毎ＡＰＣを行うことでレーザ光の光量を安定させることができる。
【００３１】
次に、図３及び図５を用いて本実施例の光走査装置１０４の特徴を説明する。図５は図３の光走査装置１０４の上面図である。図３に示すように、本実施例の光走査装置１０４は、コリメータレンズ２０５とハーフミラーとの間に配置され、コリメータレンズ２０５を通過したレーザ光の通過を制限する絞り２１１（第１の絞り）を備える。絞り２１１は、レーザ光のスポット形状を整形するために設けられている。絞り２１１にはレーザ光の一部を通過させる開口が設けられており、その開口を通過してスポット形状が整形されたレーザ光がハーフミラー２０８に入射する。絞り２１１の開口の寸法は、縦方向（ポリゴンミラーの回転軸方向）がＨ１、横方向（ポリゴンミラーの回転軸及びコリメータレンズ２０５の光軸とに垂直な方向）がＢ１に規定される。
【００３２】
ハーフミラー２０８によって反射されたレーザ光である反射レーザ光は、ハーフミラー２０８と光センサ２０９との間に配置された絞り２１２によって光センサ２０９への入射を制限される。絞り２１２を通過したレーザ光は、絞り２１２によって位置決めされる集光レンズ２１３によって光センサ２０９の受光面２０９ａに集光される。
【００３３】
図５及び図１０に示すように、半導体レーザ２０２から出射したレーザ光は発散光であるため、その一部のレーザ光が鏡筒部２０３の内面によって反射される。鏡筒部２０３の内面によって反射されたレーザ光の一部には、コリメータレンズ２０５、絞り２１１を通過し、ハーフミラー２０８に入射するレーザ光が存在する。図１０に示すように、そのレーザ光のさらに一部がハーフミラー２０８によって反射され、集光レンズ２１３によって光センサ２０９の受光面２０９ａに導かれる。
【００３４】
一方、図１０に示すように、鏡筒部２０３の内面によって反射され、コリメータレンズ２０５、絞り２１１を通過し、ハーフミラー２０８を通過したレーザ光は、ポリゴンミラー２１０の反射面には入射しない。これは、半導体レーザ２０２からポリゴンミラー２１０までの光路長が半導体レーザ２０２から光センサ２０９までの光路長よりも相対的に長いためである。
【００３５】
鏡筒部２０３内面の反射光は、鏡筒部２０３が長くなるほど発生しやすくなる。レーザホルダ２０１は、半導体レーザ２０２とコリメータレンズ２０５の位置間隔を決めており、コリメータレンズ２０５の焦点距離が長くなるほど鏡筒部２０３が長くなる。絞り２１１を通過する光量をより多くするためには、コリメータレンズ２０５の焦点距離を長くすることが有効である。特に、発光光量が低い半導体レーザ２０２を使用する場合はこの方法が用いられる。コリメータレンズ２０５の焦点距離（Ｆｃｏｌ）が短い場合、コリメータレンズ２０５光軸中心からズレた光は、絞り２１１によってケラレる光が大きくなる。一方、Ｆｃｏｌを長くすることで、絞り２１１での光線ケラレは発生しにくくなる。このため、光軸中心からずれた光線でも絞り２１１位置での光線のケラレの程度が減少し、光量を効率的に活用することが可能となる。
【００３６】
このように、鏡筒部２０３の内面によって反射され、ハーフミラー２０８によって反射されたレーザ光が光センサ２０９に導かれ、ハーフミラー２０８を透過したレーザ光が感光ドラム１０２上には導かれない。ＦＦＰが変動すると、鏡筒部２０３の内面によって反射され、ハーフミラー２０８によって反射されたレーザ光が光センサ２０９に導かれる光量が変化する。そのため、光センサ２０９の受光光量と感光ドラム１０２上の光量との光量比率が変動し、正確な光量制御の妨げとなる。
【００３７】
それに対して、図５に示すように、本実施例の光走査装置１０４は絞り２１２（第２の絞り）を備え、その絞り２１２が鏡筒部２０３の内面によって反射されてハーフミラー２０８に入射したレーザ光が、ハーフミラー２０８によって反射されて光センサ２０９に向かって投射される反射レーザ光を遮光するため、上記の光量比率の変動を抑制することができる。
【００３８】
なお、絞り２１２の開口の幅は、縦方向（ポリゴンミラーの回転軸方向）がＨ２（＞Ｈ１）、横方向（ポリゴンミラーの回転軸及び集光レンズの光軸に垂直な方向）がＢ２（＞Ｂ１）に規定される。即ち、鏡筒部２０３の内面によって反射され、絞り２１１を通過してハーフミラー２０８によって反射されたレーザ光が絞り２１２によって遮光されないように、絞り２１２の開口が絞り２１１の開口よりも大きく設定されている。
【００３９】
絞り２１１（第１の絞り）や絞り２１２（第２の絞り）は矩形形状をすることが多い。
他の絞り形状として楕円形状を有するものもあるが、矩形形状にすることで、開口面積が比較的大きくなることからスポット径が小さくすることが可能となり、焦点深度も大きくとることができるメリットがある。尚、実施例として図示しないが絞り２１１（第１の絞り）や絞り２１２（第２の絞り）は楕円形状としてもよい。
【００４０】
以上説明した様に、本実施例の光走査装置によれば、レーザ光のＦＦＰの変動に伴う感光ドラム１０２に導かれるレーザ光の光量と光センサ２０９に入射する光ビームの光量との光量比率の変動を抑制することができるため、高精度の光量制御を行うことができる。
【００４１】
（実施例２）
図６、７を用いて実施例２を説明する。実施例２の光走査装置は、ハーフミラー２０８とポリゴンミラー２１０との間に、図６に示す第３の絞り２１４を設けている点が実施例１と異なる点である。それ以外の部分は、実施例１の光走査装置と同一の構成であるため、説明を省略する。
【００４２】
第３の絞り２１４は、ハーフミラー２０８とポリゴンミラー２１０とが図２に示す光走査装置よりも接している光走査装置に対して特に有効である。ハーフミラー２０８がポリゴンミラー２１０に近接する場合、鏡筒部２０３内面によって反射されたレーザ光が第１の絞り２１１を通過し、さらにハーフミラー２０８を通過し、ポリゴンミラー反射面に入射する（図７参照）。そのため、このレーザ光が感光ドラム１０２を露光する。そこで、当該レーザ光のポリゴンミラーへの入射を抑制するために、第３の絞り２１４をハーフミラー２０８とポリゴンミラー２１０との間に配置する。これによって、ゴースト画像の形成を抑制することができる。
【００４３】
第３の絞り２１４は、鏡筒部２０３内面によって反射されたレーザ光を遮光する遮光部を備え、その遮光部は、鏡筒部２０３内面に反射されることなくハーフミラー２０８を透過した透過レーザ光を通過させる開口を備える。
【００４４】
このように、絞り２１４を用いることによってゴースト画像の生成を抑制することができる。
【００４５】
尚、実施例として図示しないが絞り２１１（第１の絞り）、絞り２１２（第２の絞り）、絞り２１４（第３の絞り）は楕円形状としてもよい。
【００４６】
（実施例３）
次に、図８を用いて実施例３に係る光走査装置を説明する。実施例３に係る光走査装置は、レーザ光を分離する手段としてレーザ光が入射する面と、透過レーザ光が出射する面とが平行ではない楔形状の楔型ハーフミラー２１５を用いる点が実施例１及び実施例２に係る日光走査装置と異なる点である。
【００４７】
入射側面と出射側面が平行なハーフミラー２０８を用いた場合、出射側面を反射する光が入射側面を反射する光に干渉し、高精度な光量制御を妨げることがある。それに対して、図８に示すように、楔型ハーフミラー２１５を用いることで出射面を反射する光と入射面を反射する光の角度を異にすることができるため、それらの干渉を防ぐことができ、正確な光量制御が可能となる。
【００４８】
尚、実施例として図示しないが絞り２１１（第１の絞り）、絞り２１２（第２の絞り）は楕円形状としてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
２０２ 半導体レーザ
２０１ レーザホルダ
２０３ 鏡筒部
２０８ ハーフミラー
２１１ 第１の絞り
２１２ 第２の絞り
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームの光量を検出し、当該検出結果に基づいて光ビームの光量を制御する光ビーム出射装置、及び該光ビーム出射装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機及びプリンタ等の画像形成装置は、感光体上をレーザ光等の光ビームで走査することによって感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像することで画像を形成する。感光体を露光するレーザ光を出射する装置として光走査装置などの光ビーム出射装置が用いられている。
【０００３】
上記光走査装置は、光源である半導体レーザからの光束を略平行な光束に変換した後、回転多面鏡（以下、ポリゴンミラーと称す）等で偏向する。回転するポリゴンミラーによって偏向されたレーザ光は感光体を略直線状に走査する。
【０００４】
近年の光走査装置は、画像形成速度の高速化、画像の高解像度化に対応するため、複数の発光点から出射される複数のレーザ光によって感光体を露光する。特に、垂直共振器型面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ。以下、ＶＣＳＥＬとする。）は多数の発光点のアレイ化が容易であるため、光走査装置の光源に用いることが提案されている。
【０００５】
光走査装置では光源からの光量を光学センサで検出し、検出される光量に基づいて光源から出射されるレーザ光の光量を制御する。ＶＣＳＥＬは端面発光型半導体レーザと異なり、感光体に導かれるレーザ光に対応する背面レーザ光が存在しない。そのため、ＶＣＳＥＬから出射されるレーザ光の光量を制御するために、感光体に向かって出射されるレーザ光の一部をハーフミラー等で分離し、分離されたレーザ光を光センサに導いて光量を検出する光走査装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。ハーフミラーを通過して感光体に到達するレーザ光の光量と光センサに導かれるレーザ光の光量との光量比率はハーフミラーの反射率によって一義的に決まっている。そのため、光センサの受光光量に応じてＶＣＳＥＬから出射するレーザ光の光量を制御することによって感光体に到達するレーザ光の光量を目標光量に制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９１１５７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５９０９８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、特許文献１に記載の光走査装置は以下のような課題を有する。ＶＣＳＥＬから出射されるレーザ光の広がり角度に依存するＦａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔｔｅｒｎ（以下、ＦＦＰとする）は駆動電流やＶＣＳＥＬの素子自体の昇温により変動する。駆動電流は画像形成時にレーザ光の光量を目標光量に制御するために制御される。また、レーザ光を出射するとＶＣＳＥＬの素子が昇温する。ＦＦＰはそれらに応じて変動する。
【０００８】
特許文献１の光走査装置は、ハーフミラーに入射する前のレーザ光の通過を制限する第１のアパーチャとハーフミラーを透過したレーザ光の通過を制限する第２のアパーチャとを備える（特許文献１の図１参照）。また、ハーフミラーによって反射されたレーザ光の通過を制限する第１のアパーチャとハーフミラーを透過したレーザ光の通過を制限する第２のアパーチャを備えた光走査装置（特許文献１の図３参照）が記載されている。これらの光走査装置は、第１のアパーチャと第２のアパーチャとの開口の大きさが異なるため、ＦＦＰの変動によってハーフミラーを通過して感光体に到達するレーザ光の光量と光センサに導かれるレーザ光の光量との光量比率が変動するという課題が生じる。そのため、光センサの検出結果に基づいてＶＣＳＥＬから出射されるレーザ光の光量を制御しても、感光体に到達するレーザ光の光量を目標光量に制御することができない。
【０００９】
それに対して、特許文献２の光走査装置では、ハーフミラーとアパーチャと一体的にするによってＦＦＰが変動しても上記の光量比率を一定に保つことができる。しかしながら、図１０に示すような半導体レーザ１００１から出射するレーザ光がコリメータレンズ１００２を保持する保持部材１００３の鏡筒部１００３ａ内部を通過する構成を備える光走査装置では、鏡筒部１００３ａの内面に反射されたレーザ光がハーフミラー１００４によって反射されて光センサ１００５に入射する。一方、鏡筒部１００３ａの内面に反射し、ハーフミラーを透過するレーザ光は回転多面鏡１００６に入射しないため、感光体上には到達しない。このように、レーザ光のＦＦＰの変動によって上記光量比率が変動するという課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の光ビーム出射装置は、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された前記光ビームを平行光に変換するコリメータレンズと、前記光源と前記コリメータレンズとを保持する保持部材であって、前記光源から前記コリメータレンズに向かう前記光ビームを通過させる鏡筒部を備える保持部材と、
前記コリメータレンズを通過した光ビームの通過を制限する第１の絞りと、前記第１の絞りを通過した前記光ビームを透過光ビームと反射光ビームとに分離する分離手段と、前記透過光ビームを被照射体に導く光学手段と、前記反射光ビームを受光する受光手段を備え、前記受光手段の受光光量に基づいて前記光源から出射された前記光ビームの光量を制御する制御手段と、前記分離手段と前記受光手段との間に配置され、前記反射光ビームの通過を制限する第２の絞りと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被照射体に導かれる光ビームの光量と受光手段に入射する光ビームの光量との光量比率の変動を抑制することができるため、高精度の光量制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略図。
【図２】光走査装置の概略図。
【図３】実施例１に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大斜視図。
【図４】システム制御部がＡＰＣを実行するタイミングを示すタイミングチャート。
【図５】実施例１に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大上面図。
【図６】実施例２に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大上面図。
【図７】実施例２に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大上面図。
【図８】実施例３に係る光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大図。
【図９】半導体レーザの昇温とＦＦＰとの関係を示す図。
【図１０】従来の光走査装置に備えられる半導体レーザ近傍の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施例１）
図１は、複数色のトナーを用いて画像形成するデジタルフルカラープリンター（カラー画像形成装置）の概略図である。図２は、図１に示すデジタルフルカラー複写機に備えられる光ビーム出射装置であるところの光走査装置を展開した概略図である。なお、実施例をカラー画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置を例に説明するが、実施の形態はカラー画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置に限られるものではなく単色のトナー（例えば、ブラック）のみで画像形成する画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置であっても良い。
【００１４】
まず、図１を用いて本実施例の画像形成装置１００について説明する。画像形成装置１００には色別に画像を形成する４つの画像形成部（画像形成手段）１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが配置されている。ここでのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。
【００１５】
画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋには像担持体として感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋが備えられている。感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３ＢＫ、光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋ、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋがそれぞれ設けられている。また、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋが配置されている。
【００１６】
感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架され、画像形成中は図中の矢印方向に回転する。また、中間転写ベルト１０７（中間転写体）を介して、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに対向する位置には一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが設けられている。さらに、中間転写ベルト１０７の近傍にはベルト上に残留したトナーを清掃するクリーニング装置１１２、各色のトナー像のずれ量を検知するための所定の画像パターンを読み取るためのセンサ１１３（検出手段）が設けられている。
【００１７】
また、本実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体Ｓに転写するための２次転写装置１１４、記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１５を備える。
【００１８】
ここでかかる構成を有する画像形成装置１００の画像形成プロセスを説明する。各画像形成部における画像形成プロセスは同一であるため、画像形成部における画像形成プロセスは、画像形成部１０１Ｙを用いて説明し、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。
【００１９】
まず画像形成部１０１Ｙの帯電装置により感光ドラム１０２Ｙを帯電する。画像データに基づいて半導体レーザなどの光源から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー２１０によって偏向され、帯電された感光ドラム１０２Ｙ（像担持体上）を走査する。これによって、回転する感光体上に静電潜像が形成される。その後、該静電潜像は現像装置１０５Ｙによってイエローのトナー像として現像される。
【００２０】
各画像形成部の感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はそれぞれ、一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋによって中間転写ベルト１０７に転写される。これによって中間転写ベルト１０７上で各色のトナー像が重ね合わされる。
【００２１】
中間転写ベルト１０７に４色のトナー像が転写されると、中間転写ベルト１０７上の４色トナー像は２次転写装置１１４にて、手差し給送カセット１１６または給紙カセット１１７から２次転写位置に搬送されてきた記録媒体Ｓ上に再び転写（２次転写）される。この記録媒体Ｓは、手差し給送カセット（マルチ・パーパス・トレイ）１１７内の給送ローラ及び搬送ローラ、レジストローラにより中間転写ベルト１０７上のトナー像の移動タイミングに合わせるように搬送される。そして、記録媒体Ｓ上のトナー像は定着装置１１５で加熱定着され、排紙部１１８に排紙され、記録媒体Ｓ上にフルカラー画像が得られる。
【００２２】
なお、転写が終了したそれぞれの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋは、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋによって残留トナーを除去され、引き続き行われる画像形成に備えられる。
【００２３】
次に、図２を用いて光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの構成を説明する。なお、各光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。光走査装置１０４は筐体２００を備え、筐体２００内部には以下で説明する要素が配置されている。
【００２４】
光走査装置１０４にはレーザ光（光ビーム）を出射する光源であるところの半導体レーザ２０２（例えば、ＶＣＳＥＬ）が設けられている。半導体レーザ２０２は後述するコリメータレンズ２０５とともにレーザホルダ２０１（保持部材）に取り付けられる。レーザホルダ２０１は鏡筒部２０３を備え、鏡筒部２０３の先端にはコリメータレンズ２０５が取り付けられている。コリメータレンズ２０５は、半導体レーザ２０２から出射されるレーザ光（発散光）を平行光に変換する。コリメータレンズ２０５は光走査装置１０４の組み立て時に特定の治具で半導体レーザ２０２から出射されるレーザ光の照射位置やピントを検出しながら、コリメータレンズ２０５の光軸と半導体レーザ２０２からのレーザ光の光線中心とが一致するように設置位置が調整される。コリメータレンズ２０５の設置位置が決定すると紫外線硬化形の接着剤を紫外線照射することでレーザホルダ２０１に接着固定される。レーザホルダ２０１は筒状の鏡筒部２０３を備えることが多い。これは、コリメータレンズ２０５の光軸と半導体レーザ２０２からのレーザ光の光線中心を精度良く合わせるためである。また、比較的光量が低く、ＦＦＰが狭い半導体レーザ２０２を用いる場合は、レーザホルダ２０１の鏡筒部２０３は長くすることで半導体レーザ２０２の光利用効率を高めることが必要となる。
【００２５】
半導体レーザ２０２は電気回路基板２０４に電気的に接続されており、電気回路基板２０４から供給される電流によって半導体レーザはレーザ光を出射する。筐体２００の側壁には、レーザホルダ２０１を位置決めするための嵌合穴部が設けられており、レーザホルダ２０１の鏡筒部２０３を嵌合穴部に嵌合することで、レーザホルダ２０１は筐体２００に対して位置決めされる。複数のレーザ光の感光体上での感光体回転方向の結像間隔（副走査方向における間隔）を調整するために、レーザホルダ２０１を微小回転させることができる。
【００２６】
コリメータレンズ２０５を通過したレーザ光は、シリンドリカルレンズ２０６を通過し、レーザ光を被照射体である感光体に導く光学手段であるところのポリゴンミラー２１０（回転多面鏡）に入射する。ポリゴンミラー２１０は、不図示のモータによって一定速度で回転駆動される。ポリゴンミラー２１０に入射したレーザ光は反射面によって偏向されることによって感光ドラム１０２上を所定の方向に移動する走査光に変換される。走査光は、第１の結像レンズ２１６（第１のｆθレンズ）及び第２の結像レンズ２１７（第２のｆθレンズ）によって感光ドラム１０２上を等速に走査する走査光に変換され、第２の結像レンズ２１７を通過した後、感光ドラム１０２上に結像する。
【００２７】
光走査装置１０４は、同期検知手段であるＢＤセンサ２０７を備える。ＢＤセンサ２０７は、ポリゴンミラー２１０によって走査光の移動経路上に配置される。ＢＤセンサ２０７にレーザ光が入射することによって同期信号が生成される。システム制御部２１８は、同期信号に基づいてレーザ光の光量制御（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ。以下、ＡＰＣとする。）及び画像データに基づくレーザ光の出射制御を行う。
【００２８】
図３は、図２に示す光走査装置１０４の拡大図である。本実施例の光走査装置１０４は、コリメータレンズ２０５を通過したレーザ光は、レーザ光分離手段であるところのハーフミラー２０８に入射する。ハーフミラー２０８は、入射したレーザ光をポリゴンミラー２１０に向かう透過レーザ光（透過光ビーム）と受光手段である光センサ２０９に向かう反射レーザ光（反射光ビーム）に分離する。反射レーザ光を受光した光センサ２０９は、受光光量に応じた電圧の信号を出力する。なお、ハーフミラー２０８は、レーザ光が入射する面と、透過レーザ光が出射する面とが平行な平板型のハーフミラーである。
【００２９】
図２に示すシステム制御部２１８は、光センサから出力される信号の電圧と目標光量に対応する電圧とを比較し、電圧の差分に基づいて電気回路基板２０４から半導体レーザ２０２に供給される電流値を制御する。即ち、光センサ２０９から出力される信号の電圧が目標光量に対応する電圧よりも低い場合、電気回路基板２０４から半導体レーザ２０２に供給する電流を増加させてレーザ光の光量を増大させる。一方、光センサ２０９から出力される信号の電圧が目標光量に対応する電圧よりも高い場合、電気回路基板２０４から半導体レーザ２０２に供給する電流を減少させてレーザ光の光量を低下させる。これが、システム制御部２１８が実行する自動光量制御（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｏｒｌ。以下、ＡＰＣとする。）である。
【００３０】
図４は、レーザ光が感光ドラム１０２上を走査する１走査周期において、システム制御部２１８が実行するＡＰＣ及び画像データに基づくレーザ光路出射のタイミングを示すタイミングチャートである。システム制御部２１８は、ＡＰＣの実行及びＢＤ信号を生成するために半導体レーザ２０２に駆動信号を送信し（図４（１）のＡＰＣ期間）、レーザ光を出射させる。そして、ＡＰＣ期間においてシステム制御部２１８は、半導体レーザ２０２の各発光素子のＡＰＣを実行する。システム制御部２１８は、ＢＤ信号が生成されてからｔ秒後に画像形成指示信号を半導体レーザ２０２に送信し、半導体レーザ２０２は画像データに基づいて、直前のＡＰＣ期間で調整された光量のレーザ光を出射する。１走査周期毎ＡＰＣを行うことでレーザ光の光量を安定させることができる。
【００３１】
次に、図３及び図５を用いて本実施例の光走査装置１０４の特徴を説明する。図５は図３の光走査装置１０４の上面図である。図３に示すように、本実施例の光走査装置１０４は、コリメータレンズ２０５とハーフミラーとの間に配置され、コリメータレンズ２０５を通過したレーザ光の通過を制限する絞り２１１（第１の絞り）を備える。絞り２１１は、レーザ光のスポット形状を整形するために設けられている。絞り２１１にはレーザ光の一部を通過させる開口が設けられており、その開口を通過してスポット形状が整形されたレーザ光がハーフミラー２０８に入射する。絞り２１１の開口の寸法は、縦方向（ポリゴンミラーの回転軸方向）がＨ１、横方向（ポリゴンミラーの回転軸及びコリメータレンズ２０５の光軸とに垂直な方向）がＢ１に規定される。
【００３２】
ハーフミラー２０８によって反射されたレーザ光である反射レーザ光は、ハーフミラー２０８と光センサ２０９との間に配置された絞り２１２によって光センサ２０９への入射を制限される。絞り２１２を通過したレーザ光は、絞り２１２によって位置決めされる集光レンズ２１３によって光センサ２０９の受光面２０９ａに集光される。
【００３３】
図５及び図１０に示すように、半導体レーザ２０２から出射したレーザ光は発散光であるため、その一部のレーザ光が鏡筒部２０３の内面によって反射される。鏡筒部２０３の内面によって反射されたレーザ光の一部には、コリメータレンズ２０５、絞り２１１を通過し、ハーフミラー２０８に入射するレーザ光が存在する。図１０に示すように、そのレーザ光のさらに一部がハーフミラー２０８によって反射され、集光レンズ２１３によって光センサ２０９の受光面２０９ａに導かれる。
【００３４】
一方、図１０に示すように、鏡筒部２０３の内面によって反射され、コリメータレンズ２０５、絞り２１１を通過し、ハーフミラー２０８を通過したレーザ光は、ポリゴンミラー２１０の反射面には入射しない。これは、半導体レーザ２０２からポリゴンミラー２１０までの光路長が半導体レーザ２０２から光センサ２０９までの光路長よりも相対的に長いためである。
【００３５】
鏡筒部２０３内面の反射光は、鏡筒部２０３が長くなるほど発生しやすくなる。レーザホルダ２０１は、半導体レーザ２０２とコリメータレンズ２０５の位置間隔を決めており、コリメータレンズ２０５の焦点距離が長くなるほど鏡筒部２０３が長くなる。絞り２１１を通過する光量をより多くするためには、コリメータレンズ２０５の焦点距離を長くすることが有効である。特に、発光光量が低い半導体レーザ２０２を使用する場合はこの方法が用いられる。コリメータレンズ２０５の焦点距離（Ｆｃｏｌ）が短い場合、コリメータレンズ２０５光軸中心からズレた光は、絞り２１１によってケラレる光が大きくなる。一方、Ｆｃｏｌを長くすることで、絞り２１１での光線ケラレは発生しにくくなる。このため、光軸中心からずれた光線でも絞り２１１位置での光線のケラレの程度が減少し、光量を効率的に活用することが可能となる。
【００３６】
このように、鏡筒部２０３の内面によって反射され、ハーフミラー２０８によって反射されたレーザ光が光センサ２０９に導かれ、ハーフミラー２０８を透過したレーザ光が感光ドラム１０２上には導かれない。ＦＦＰが変動すると、鏡筒部２０３の内面によって反射され、ハーフミラー２０８によって反射されたレーザ光が光センサ２０９に導かれる光量が変化する。そのため、光センサ２０９の受光光量と感光ドラム１０２上の光量との光量比率が変動し、正確な光量制御の妨げとなる。
【００３７】
それに対して、図５に示すように、本実施例の光走査装置１０４は絞り２１２（第２の絞り）を備え、その絞り２１２が鏡筒部２０３の内面によって反射されてハーフミラー２０８に入射したレーザ光が、ハーフミラー２０８によって反射されて光センサ２０９に向かって投射される反射レーザ光を遮光するため、上記の光量比率の変動を抑制することができる。
【００３８】
なお、絞り２１２の開口の幅は、縦方向（ポリゴンミラーの回転軸方向）がＨ２（＞Ｈ１）、横方向（ポリゴンミラーの回転軸及び集光レンズの光軸に垂直な方向）がＢ２（＞Ｂ１）に規定される。即ち、鏡筒部２０３の内面によって反射され、絞り２１１を通過してハーフミラー２０８によって反射されたレーザ光が絞り２１２によって遮光されないように、絞り２１２の開口が絞り２１１の開口よりも大きく設定されている。
【００３９】
絞り２１１（第１の絞り）や絞り２１２（第２の絞り）は矩形形状をすることが多い。
他の絞り形状として楕円形状を有するものもあるが、矩形形状にすることで、開口面積が比較的大きくなることからスポット径が小さくすることが可能となり、焦点深度も大きくとることができるメリットがある。尚、実施例として図示しないが絞り２１１（第１の絞り）や絞り２１２（第２の絞り）は楕円形状としてもよい。
【００４０】
以上説明した様に、本実施例の光走査装置によれば、レーザ光のＦＦＰの変動に伴う感光ドラム１０２に導かれるレーザ光の光量と光センサ２０９に入射する光ビームの光量との光量比率の変動を抑制することができるため、高精度の光量制御を行うことができる。
【００４１】
（実施例２）
図６、７を用いて実施例２を説明する。実施例２の光走査装置は、ハーフミラー２０８とポリゴンミラー２１０との間に、図６に示す第３の絞り２１４を設けている点が実施例１と異なる点である。それ以外の部分は、実施例１の光走査装置と同一の構成であるため、説明を省略する。
【００４２】
第３の絞り２１４は、ハーフミラー２０８とポリゴンミラー２１０とが図２に示す光走査装置よりも接している光走査装置に対して特に有効である。ハーフミラー２０８がポリゴンミラー２１０に近接する場合、鏡筒部２０３内面によって反射されたレーザ光が第１の絞り２１１を通過し、さらにハーフミラー２０８を通過し、ポリゴンミラー反射面に入射する（図７参照）。そのため、このレーザ光が感光ドラム１０２を露光する。そこで、当該レーザ光のポリゴンミラーへの入射を抑制するために、第３の絞り２１４をハーフミラー２０８とポリゴンミラー２１０との間に配置する。これによって、ゴースト画像の形成を抑制することができる。
【００４３】
第３の絞り２１４は、鏡筒部２０３内面によって反射されたレーザ光を遮光する遮光部を備え、その遮光部は、鏡筒部２０３内面に反射されることなくハーフミラー２０８を透過した透過レーザ光を通過させる開口を備える。
【００４４】
このように、絞り２１４を用いることによってゴースト画像の生成を抑制することができる。
【００４５】
尚、実施例として図示しないが絞り２１１（第１の絞り）、絞り２１２（第２の絞り）、絞り２１４（第３の絞り）は楕円形状としてもよい。
【００４６】
（実施例３）
次に、図８を用いて実施例３に係る光走査装置を説明する。実施例３に係る光走査装置は、レーザ光を分離する手段としてレーザ光が入射する面と、透過レーザ光が出射する面とが平行ではない楔形状の楔型ハーフミラー２１５を用いる点が実施例１及び実施例２に係る日光走査装置と異なる点である。
【００４７】
入射側面と出射側面が平行なハーフミラー２０８を用いた場合、出射側面を反射する光が入射側面を反射する光に干渉し、高精度な光量制御を妨げることがある。それに対して、図８に示すように、楔型ハーフミラー２１５を用いることで出射面を反射する光と入射面を反射する光の角度を異にすることができるため、それらの干渉を防ぐことができ、正確な光量制御が可能となる。
【００４８】
尚、実施例として図示しないが絞り２１１（第１の絞り）、絞り２１２（第２の絞り）は楕円形状としてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
２０２ 半導体レーザ
２０１ レーザホルダ
２０３ 鏡筒部
２０８ ハーフミラー
２１１ 第１の絞り
２１２ 第２の絞り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームを平行光に変換するコリメータレンズと、
前記光源と前記コリメータレンズとを保持する保持部材であって、前記光源から前記コリメータレンズに向かう前記光ビームを通過させる鏡筒部を備える保持部材と、
前記コリメータレンズを通過した光ビームの通過を制限する第１の絞りと、
前記第１の絞りを通過した前記光ビームを透過光ビームと反射光ビームとに分離する分離手段と、
前記透過光ビームを被照射体に導く光学手段と、
前記反射光ビームを受光する受光手段を備え、前記受光手段の受光光量に基づいて前記光源から出射された前記光ビームの光量を制御する制御手段と、
前記分離手段と前記受光手段との間に配置され、前記反射光ビームの通過を制限する第２の絞りと、を備えることを特徴とする光ビーム出射装置。
【請求項２】
前記第２の絞りは、前記鏡筒部の内面に反射されて前記第１の絞りを通過し、前記分離手段に入射した光ビームが前記分離手段によって反射されることによって前記受光手段に向かって投射される前記反射光ビームを遮光する遮光部を備え、前記遮光部には、前記鏡筒部の内面に反射されることなく前記第１の絞りを通過し、前記分離手段に入射した光ビームが前記分離手段によって反射されることによって前記受光手段に向かって投射される前記反射光ビームを通過させる開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム出射装置。
【請求項３】
少なくとも前記分離手段と前記受光手段と前記第２の絞りとが設置される筐体と、
前記分離手段と前記第２の絞りとが分離して前記筐体に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ビーム出射装置。
【請求項４】
前記第２の絞りを通過した前記反射光ビームを前記受光手段に集光させる集光レンズを備え、
前記第２の絞りは前記集光レンズの位置決めをする位置決め手段であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の光ビーム出射装置。
【請求項５】
前記第１の絞りは前記コリメータレンズを通過した前記光ビームの一部を通過させる開口を備え、
前記第２の絞りに形成される開口は、前記第１の絞りに設けられた開口よりも大きいことを特徴とする請求項４いずれか１項に記載の光ビーム出射装置。
【請求項６】
前記光学手段は、前記透過光ビームが被照射体上を走査するように偏向する回転多面鏡を含み、
前記第２の絞りに形成される開口の前記回転多面鏡の回転軸方向の長さが前記第１の絞りに形成される開口の長さよりも長く、前記第２の絞りに形成される開口の前記回転軸方向と前記集光レンズの光軸とに垂直な方向の長さが前記回転軸方向と前記コリメータレンズの光軸とに垂直な方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項５に記載の光ビーム出射装置。
【請求項７】
前記分離手段と前記光学手段との間に配置され、前記分離手段を透過した前記透過光ビームの通過を制限する第３の絞りを備え、
前記第３の絞りは、前記透過光ビームのうち、前記鏡筒部の内面に反射されることなく前記分離手段を透過した透過光ビームを通過させる開口が形成され、前記透過光ビームのうち前記鏡筒部の内面に反射した後、前記分離手段を透過した光ビームを遮光する遮光部を備えることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の光ビーム出射装置。
【請求項８】
前記分離手段は平板型のハーフミラーであることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の光ビーム出射装置。
【請求項９】
前記分離手段は楔型のハーフミラーであることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の光ビーム出射装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれか１項に記載の光ビーム出射装置と、
前記被照射体としての感光体と、
前記透過光ビームによって露光されることによって前記感光体上に形成される静電潜像を現像する現像手段と、を備える画像形成装置。
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームを平行光に変換するコリメータレンズと、
前記光源と前記コリメータレンズとを保持する保持部材であって、前記光源から前記コリメータレンズに向かう前記光ビームを通過させる鏡筒部を備える保持部材と、
前記コリメータレンズを通過した光ビームの通過を制限する第１の絞りと、
前記第１の絞りを通過した前記光ビームを透過光ビームと反射光ビームとに分離する分離手段と、
前記透過光ビームを被照射体に導く光学手段と、
前記反射光ビームを受光する受光手段を備え、前記受光手段の受光光量に基づいて前記光源から出射された前記光ビームの光量を制御する制御手段と、
前記分離手段と前記受光手段との間に配置され、前記反射光ビームの通過を制限する第２の絞りと、を備えることを特徴とする光ビーム出射装置。
【請求項２】
前記第２の絞りは、前記鏡筒部の内面に反射されて前記第１の絞りを通過し、前記分離手段に入射した光ビームが前記分離手段によって反射されることによって前記受光手段に向かって投射される前記反射光ビームを遮光する遮光部を備え、前記遮光部には、前記鏡筒部の内面に反射されることなく前記第１の絞りを通過し、前記分離手段に入射した光ビームが前記分離手段によって反射されることによって前記受光手段に向かって投射される前記反射光ビームを通過させる開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム出射装置。
【請求項３】
少なくとも前記分離手段と前記受光手段と前記第２の絞りとが設置される筐体と、
前記分離手段と前記第２の絞りとが分離して前記筐体に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ビーム出射装置。
【請求項４】
前記第２の絞りを通過した前記反射光ビームを前記受光手段に集光させる集光レンズを備え、
前記第２の絞りは前記集光レンズの位置決めをする位置決め手段であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の光ビーム出射装置。
【請求項５】
前記第１の絞りは前記コリメータレンズを通過した前記光ビームの一部を通過させる開口を備え、
前記第２の絞りに形成される開口は、前記第１の絞りに設けられた開口よりも大きいことを特徴とする請求項４いずれか１項に記載の光ビーム出射装置。
【請求項６】
前記光学手段は、前記透過光ビームが被照射体上を走査するように偏向する回転多面鏡を含み、
前記第２の絞りに形成される開口の前記回転多面鏡の回転軸方向の長さが前記第１の絞りに形成される開口の長さよりも長く、前記第２の絞りに形成される開口の前記回転軸方向と前記集光レンズの光軸とに垂直な方向の長さが前記回転軸方向と前記コリメータレンズの光軸とに垂直な方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項５に記載の光ビーム出射装置。
【請求項７】
前記分離手段と前記光学手段との間に配置され、前記分離手段を透過した前記透過光ビームの通過を制限する第３の絞りを備え、
前記第３の絞りは、前記透過光ビームのうち、前記鏡筒部の内面に反射されることなく前記分離手段を透過した透過光ビームを通過させる開口が形成され、前記透過光ビームのうち前記鏡筒部の内面に反射した後、前記分離手段を透過した光ビームを遮光する遮光部を備えることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の光ビーム出射装置。
【請求項８】
前記分離手段は平板型のハーフミラーであることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の光ビーム出射装置。
【請求項９】
前記分離手段は楔型のハーフミラーであることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の光ビーム出射装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれか１項に記載の光ビーム出射装置と、
前記被照射体としての感光体と、
前記透過光ビームによって露光されることによって前記感光体上に形成される静電潜像を現像する現像手段と、を備える画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−３３８０（Ｐ２０１３−３３８０Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５１０２（Ｐ２０１１−１３５１０２）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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