本発明は、光走査により被走査体に静電潜像を形成する光走査装置およびそれを備える画像形成装置に関するものである。

従来、複写機やファクシミリ装置、さらにはプリンタ等の画像形成装置に装着され、光走査により被走査体の走査面に静電潜像の書き込みを行う光走査装置が知られている。

図６は、従来のレーザスキャナユニットにおけるレーザ光の光路を示した概略図である。 従来のレーザスキャナユニット１０８（光走査装置）は、図６に示すように、光源（図示せず）からのレーザ光をポリゴンミラー１８４で偏向したのち、ｆθレンズ１８５，１８６、反射ミラー１８７および防塵ガラス１８８を介してハウジング１８０の外部に配設された感光体ドラム１３１に導光し、該感光体ドラム１３１のドラム面１３１ａで水平走査を実行するように構成されている。

ところで、このレーザスキャナユニット１０８において、反射ミラー１８７で反射したレーザ光を感光体ドラム１３１のドラム面１３１ａに略垂直に入射させた場合（図６中の点線参照）に、該入射光のうちドラム面１３１ａで正反射したレーザ光が逆路を辿ったのちポリゴンミラー１８４で偏向（反射）され、再び感光体ドラム１３１のドラム面１３１ａに入射する。 このとき、各部材１８４〜１８８を複数回経由することでレーザ光の光量が次第に減少するものの、その減少の度合いが比較的小さいことから、再度ドラム面１３１ａに入射するレーザ光の光量が、感光体ドラム１３１のドラム面１３１ａへの書き込み可能な光量の下限値よりも小さくなり難い。 これにより、感光体ドラム１３１のドラム面１３１ａに、光源から射出され各部材１８４〜１８８を経由してドラム面１３１ａに入射したレーザ光に加えてドラム面１３１ａで正反射したのち各部材１８４〜１８８を複数回経由して再度ドラム面１３１ａに入射したレーザ光によっても静電潜像の書き込みが行われるので、感光体ドラム１３１のドラム面１３１ａにゴースト像が形成されるという不都合があった。

そこで、上記不都合を回避するために、従来のレーザスキャナユニット１０８では、反射ミラー１８７で反射されたレーザ光の光路をずらすことにより、該レーザ光を感光体ドラム１３１のドラム面１３１ａの垂線に対して所定角度傾斜させて入射させ（図６中の１点鎖線参照）、ドラム面１３１ａでの反射光が防塵ガラス１８８を通ってハウジング１８０内に戻ることがないようにしている。

なお、特許文献１には、防塵ガラスの表面に反射防止膜を蒸着して感光体ドラムのドラム面におけるレーザ光の光量分布が均一になるように構成したオーバーフィルド光学系を用いた走査光学装置が開示されている。

特開２００１−７５０３６号公報

しかしながら、上記した従来のレーザスキャナユニット１０８では、反射ミラー１８７で反射したレーザ光が感光体ドラム１３１のドラム面１３１ａの垂線に対して傾斜して入射するため、図７に示すように、ドラム面１３１ａに投影されるレーザ光の投影形状Ｓ´が感光体ドラム１３１の回転方向（矢印Ｃ方向）に引き伸ばされて変形するという不都合がある。 これにより、レーザ光の投影形状Ｓ´が該レーザ光の断面形状（略円形状）と異なるため、感光体ドラム１３１のドラム面１３１ａに静電潜像を精度良く形成するのが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、被走査体の走査面に鮮明な静電潜像を精度良く形成することが可能な光走査装置およびそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明の請求項１に記載の光走査装置は、レーザ光を射出可能な光源と、前記光源から射出されたレーザ光を偏向する偏向器と、前記偏向器で偏向されたレーザ光を結像させる結像手段とを装置本体内に備え、前記光源からのレーザ光を前記偏向器で偏向したのち前記結像手段を介して前記装置本体の外部に配設された被走査体に導光し、前記被走査体の走査面で水平走査を実行して静電潜像の書き込みを行う光走査装置において、レーザ光の光路上の前記結像手段と前記被走査体との間に配設され、前記装置本体内への異物の侵入を防止するガラス部材をさらに備え、前記ガラス部材は、当該ガラス部材を複数回通過したレーザ光の光量が前記被走査体の走査面への書き込み可能な光量の下限値よりも小さくなるように、レーザ光の光量を減少させる減光機能を有しており、前記ガラス部材を通過したレーザ光が前記被走査体の走査面に略垂直に入射することを特徴とする。

この請求項１に記載の光走査装置では、上記のように、ガラス部材を通過したレーザ光を被走査体の走査面に略垂直に入射させることによって、被走査体の走査面に投影されるレーザ光の投影形状が例えば所定方向に引き伸ばされて変形するのを抑制することができるので、レーザ光の投影形状を該レーザ光の断面形状（略円形状）に略合致させることができる。 これにより、被走査体の走査面に静電潜像を精度良く形成することができる。 また、異物侵入防止用のガラス部材に、当該ガラス部材を複数回通過したレーザ光の光量が被走査体の走査面への書き込み可能な光量の下限値よりも小さくなるようにレーザ光の光量を減少させる減光機能を付加することによって、ガラス部材を通過したレーザ光を被走査体の走査面に略垂直に入射させた際に、該入射光のうち被走査体の走査面で正反射したレーザ光が逆路を辿ったのち偏向器で偏向（反射）され再び被走査体の走査面に入射したとしても、再度走査面に入射したレーザ光がガラス部材を３度に亘って通過していることから、該レーザ光の光量を被走査体の走査面への書き込み可能な光量の下限値よりも十分に小さくすることができる。 これにより、被走査体の走査面に、ガラス部材を１回だけ通過して被走査体の走査面に入射したレーザ光のみによる静電潜像の書き込みを行うことができるので、被走査体の走査面にゴースト像が形成されるのを十分に抑制することができる。 その結果、被走査体の走査面に鮮明な静電潜像を形成することができる。 以上のことから、この請求項１に記載の光走査装置では、被走査体の走査面に鮮明な静電潜像を精度良く形成することができる。

上記請求項１に記載の光走査装置において、好ましくは、前記ガラス部材は、減光フィルタを含む（請求項２）。 このように構成すれば、ガラス部材を通過するレーザ光の光量を容易に減少させることができる。

この発明の請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１または２に記載の光走査装置からのレーザ光により被走査体の走査面に静電潜像を形成して記録媒体に画像を形成することを特徴とする。

この請求項３に記載の画像形成装置では、上記のように、被走査体の走査面に鮮明な静電潜像を精度良く形成することが可能な光走査装置を用いたので、容易に、記録媒体に鮮明な画像を精度良く形成することができる。

この発明の光走査装置によれば、被走査体の走査面に投影されるレーザ光の投影形状が変形するのを抑制することによって、レーザ光の投影形状を該レーザ光の断面形状に略合致させることができる一方、被走査体の走査面に、ガラス部材を１回だけ通過して被走査体の走査面に入射したレーザ光のみによる静電潜像の書き込みを行うことによって、被走査体の走査面にゴースト像が形成されるのを十分に抑制することができるので、被走査体の走査面に鮮明な静電潜像を精度良く形成することができる。 また、この発明の画像形成装置によれば、上記効果を有する光走査装置を用いたので、記録媒体に鮮明な画像を精度良く形成することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるプリンタの全体構成を示した断面図であり、図２および図３は、図１に示したプリンタのレーザスキャナユニットの構成を説明するための斜視図および平面図である。 また、図４は、図２に示したレーザスキャナユニットにおけるレーザ光の光路を示した概略図であり、図５は、図４に示した感光体ドラムのドラム面に投影されるレーザスキャナユニットのレーザ光の投影形状を示した部分拡大図である。 まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるプリンタ１の全体構成について説明する。 なお、本実施形態では、本発明の画像形成装置をプリンタ１に適用した例について説明する。

プリンタ１は、図１に示すように、箱状の筐体１ａを備えており、その筐体１ａ内に設けられた搬送路Ｌに沿って用紙（記録媒体）を搬送しながら、図略の端末等から送信された画像データに基づいて前記用紙に画像を形成するものである。 搬送路Ｌは、当該プリンタ１の前方から後方（図１では右方から左方）に略水平に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の後端部から略垂直に立ち上がる垂直部Ｌ２とを有しており、側面視で略Ｌ字状となるように構成されている。

プリンタ１は、用紙を収納するとともにその用紙を次述の画像形成部３に供給する給紙部２と、給紙部２から供給された用紙に画像を形成する画像形成部３と、画像形成部３で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させる定着部４とを備えている。

給紙部２は、当該給紙部２に前方に引出し可能に装着され、かつ、その装着状態で搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット２１を含んでいる。 この給紙部２は、給紙カセット２１内の用紙をピックアップローラ２２によって１枚ずつ取り出すとともに、その用紙を給紙ローラ２３、２４、２５および２６によって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに、レジストローラ２７によって一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給するように構成されている。

また、給紙部２は、筐体１ａの正面に取り付けられる手差しトレイ２８を有しており、手差しトレイ２８に載置された用紙をピックアップローラ２９によって取り出すとともに、その用紙を給紙ローラ２４および２６によって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出すことが可能となっている。

給紙カセット２１は、上面が開放された略直方体形状を有しており、用紙を積載して収納可能なように構成されている。

画像形成部３は、感光体ドラム３１のドラム面３１ａにトナー像を形成した後にそのトナー像を用紙に転写するように構成されている。 すなわち、この画像形成部３は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向の略中央に配設される感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１の上方に配設される帯電部３２と、感光体ドラム３１の前方に配設される現像部３３と、感光体ドラム３１の下方に配設される転写部３４と、感光体ドラム３１の後方に配設されるクリーニング部３５と、当該画像形成部３および前記定着部４の上方に配設されるレーザスキャナユニット（ＬＳＵ）８とを有している。 なお、感光体ドラム３１およびドラム面３１ａは、本発明の「被走査体」および「走査面」の一例であり、レーザスキャナユニット８は、本発明の「光走査装置」の一例である。

感光体ドラム３１は、図１において時計回りに回転するようになっており、そのドラム面３１ａには、当該ドラム面３１ａが帯電部３２によって一様に帯電された後に、レーザスキャナユニット８によって画像データに基づくレーザ光が帯電部３２と現像部３３との間から照射されることにより静電潜像が形成され、さらに静電潜像が形成されたドラム面３１ａに、現像部３３からトナーが供給されることによってトナー像が形成されるようになっている。

そして、給紙部２から供給された用紙は、転写部３４の転写ローラ３４ａによって感光体ドラム３１に押し付けられながら搬送されることにより、用紙表面に、感光体ドラム３１のドラム面３１ａに形成されたトナー像が転写され、その後に定着部４に送り込まれる。 なお、転写後の感光体ドラム３１のドラム面３１ａに残留したトナー及び残留電荷は、クリーニング部３５によって除去されるようになっている。

定着部４は、ヒートローラ４１と、圧力ローラ４２とを有しており、これらのローラ４１および４２でトナー像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力とでトナー像を用紙に定着するようになっている。

そして、トナー像が定着された用紙は、排出ローラ５１によって筐体１ａの上面に形成された排出部５に排出される。

なお、本実施形態のプリンタ１では、搬送路Ｌの水平部Ｌ１と給紙カセット２１との間にスイッチバック部６が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。 また、定着部４と排出ローラ５１との間、および、上記スイッチバック部６の搬送路Ｌ'には、その適所に搬送ローラ７が配設されている。

次に、図２〜図５を参照して、上記レーザスキャナユニット８の構成について説明する。

レーザスキャナユニット８は、図２および図３に示すように、ハウジング８０内にレーザダイオード８１と、レンズ部８２，８３と、ポリゴンミラー８４と、ｆθレンズ８５，８６と、折返し鏡８７と、防塵ガラス８８とを備えている。 なお、ハウジング８０は、本発明の「装置本体」の一例であり、ポリゴンミラー８４は、本発明の「偏向器」の一例である。 また、ｆθレンズ８５，８６は、本発明の「結像手段」の一例であり、防塵ガラス８８は、本発明の「ガラス部材」の一例である。 また、レーザスキャナユニット８は、実際には図略の遮光用カバーが装着されて構成されているが、図２では説明の便宜上、同カバーを取り外した状態を示している。

レーザダイオード８１は、図外の画像メモリで生成されて出力された画像データ信号をレーザ光に変調して発射する、本発明の「光源」としての機能を有している。 このレーザダイオード８１は、レーザ光の発射タイミング等の制御を行う回路基板８９に電気的に接続されている。 レンズ部８２，８３は、例えばコリメータレンズやプリズム等により構成されており、入射したレーザ光を平行光に変換する機能を有している。

また、ポリゴンミラー８４は、平面視正六角形の平板状に形成されており、図略のモータ駆動により所定方向（図３では反時計回りの方向）に一定速度で回転しながらレンズ部８３からのレーザ光をｆθレンズ８５に向けて偏向するように構成されている。 ｆθレンズ８５，８６は、互いのアーチ部分が対向するようにハウジング８０内の適所に配設されており、ポリゴンミラー８４で偏向されたレーザ光を感光体ドラム３１上で等速走査させる機能を有している。 折返し鏡８７は、ｆθレンズ８６からのレーザ光を反射して感光体ドラム３１に導くために設けられている。

また、防塵ガラス８８は、ハウジング８０内への粉塵等の異物の侵入を防止する異物侵入防止機能を有しており、折返し鏡８７と感光体ドラム３１との間のレーザ光の光路に対応してハウジング８０の底面に設けられた開口部８０ａに嵌め込まれることにより該ハウジング８０に取り付けられている。

このレーザスキャナユニット８では、レーザダイオード８１から射出されたレーザ光がレンズ部８２，８３を介してポリゴンミラー８４へと導かれる。 そして、回転するポリゴンミラー８４に入射したレーザ光は、ポリゴンミラー８４の鏡面で反射偏向されたのちｆθレンズ８５，８６を通って折返し鏡８７で反射され、防塵ガラス８８を通過する。 これにより、所定の走査方向（図２の矢印Ａ方向）に水平走査されながら前記走査方向と直交する軸心回り（図２の矢印Ｂ方向）に回転する感光体ドラム３１のドラム面３１ａの露光位置に導かれるようになっている。

ここで、本実施形態では、折返し鏡８７で反射されたのち防塵ガラス８８を通過したレーザ光が感光体ドラム３１のドラム面３１ａに略垂直に入射するように構成されている（図４参照）。 これにより、感光体ドラム３１のドラム面３１ａに投影されるレーザ光の投影形状Ｓ（図５参照）が例えば感光体ドラム３１の回転方向（矢印Ｂ方向）に引き伸ばされて変形するのを抑制することができるので、レーザ光の投影形状Ｓを該レーザ光の断面形状（略円形状）に略合致させることができる。

また、本実施形態では、防塵ガラス８８は、上記した異物侵入防止機能に加えて、当該防塵ガラス８８を通過するレーザ光の光量を減少させる減光機能をも有している。 すなわち、この防塵ガラス８８は、当該防塵ガラス８８を１回だけ通過して感光体ドラム３１のドラム面３１ａに入射したレーザ光の光量を該ドラム面３１ａへの書き込み可能な光量の下限値以上とする一方で、防塵ガラス８８を複数回通過してドラム面３１ａに入射したレーザ光の光量を該ドラム面３１ａへの書き込み可能な光量の下限値未満とするようにレーザ光の光量を減少させるように構成されている。

防塵ガラス８８は、図示は省略するが、ガラス本体の表面にフィルム状の減光（ＮＤ）フィルタを貼り付けて構成されている。 このような減光フィルタとして、当該減光フィルタを通過後のレーザ光の光量を通過前のレーザ光の光量に比べて約２０％に減少させることが可能なものを用いるのが好ましい。 なお、比較的肉厚の減光（ＮＤ）フィルタそのものを、防塵ガラス８８として用いてもよい。

上記構成の防塵ガラス８８によれば、折返し鏡８７で反射し防塵ガラス８８を通過したレーザ光が感光体ドラム３１のドラム面３１ａに略垂直に入射した際に、該入射光のうちドラム面３１ａで正反射したレーザ光が逆路を辿ったのちポリゴンミラー８４で偏向（反射）され再び感光体ドラム３１のドラム面３１ａに入射したとしても、再度ドラム面３１ａに入射したレーザ光が防塵ガラス８８を３度に亘って通過していることから、該レーザ光の光量をドラム面３１ａへの書き込み可能な光量の下限値よりも十分に小さくすることができる。 したがって、感光体ドラム３１のドラム面３１ａに、防塵ガラス８８を１回だけ通過してドラム面３１ａに入射したレーザ光のみによる静電潜像の書き込みを行うことができるので、感光体ドラム３１のドラム面３１ａにゴースト像が形成されるのを十分に抑制することができる。

また、レーザスキャナユニット８は、水平同期信号を検出し、この信号に基づいてレーザ光の発射タイミングの調整を行うことにより、感光体ドラム３１への書き込みタイミングを制御するようになっている。

すなわち、レーザスキャナユニット８は、ハウジング８０内に反射鏡９０と、センサ部材９１と、センサ用回路基板９２と、集光レンズ９３とをさらに備えている。

反射鏡９０は、図３ではｆθレンズ８６の左端前部に配設されており、ポリゴンミラー８４で偏向されたのちｆθレンズ８５を通ってｆθレンズ８６の走査開始端（左端）近傍に入射するレーザ光をセンサ部材９１に向かって反射するように構成されている。

センサ部材９１は、反射鏡９０からのレーザ光を、集光レンズ９３を介して受光可能な位置に配設されており、その受光面がレーザ光を受光することによりセンサ用回路基板９２で水平同期信号が取得されるようになっている。

集光レンズ９３は、反射鏡９０とセンサ部材９１との間に配設されており、上記水平同期信号をセンサ用回路基板９２に正確に取得させるべく反射鏡９０からのレーザ光を集光してセンサ部材９２に入射させる機能を有している。

本実施形態では、上記のように、防塵ガラス８８を通過したレーザ光を感光体ドラム３１のドラム面３１ａに略垂直に入射させることによって、ドラム面３１ａに投影されるレーザ光の投影形状Ｓが例えば感光体ドラム３１の回転方向（矢印Ｂ方向）に引き伸ばされて変形するのを抑制することができるので、レーザ光の投影形状Ｓを該レーザ光の断面形状（略円形状）に略合致させることができる。 これにより、感光体ドラム３１のドラム面３１ａに静電潜像を精度良く形成することができる。 また、異物侵入防止用の防塵ガラス８８に、当該防塵ガラス８８を複数回通過したレーザ光の光量が感光体ドラム３１のドラム面３１ａへの書き込み可能な光量の下限値よりも小さくなるようにレーザ光の光量を減少させる減光機能を付加することによって、防塵ガラス８８を通過したレーザ光を感光体ドラム３１のドラム面３１ａに略垂直に入射させた際に、該入射光のうちドラム面３１ａで正反射したレーザ光が逆路を辿ったのちポリゴンミラー８４で偏向（反射）され再び感光体ドラム３１のドラム面３１ａに入射したとしても、再度ドラム面３１ａに入射したレーザ光が防塵ガラス８８を３度に亘って通過していることから、該レーザ光の光量をドラム面３１ａへの書き込み可能な光量の下限値よりも十分に小さくすることができる。 これにより、感光体ドラム３１のドラム面３１ａに、防塵ガラス８８を１回だけ通過してドラム面３１ａに入射したレーザ光のみによる静電潜像の書き込みを行うことができるので、ドラム面３１ａにゴースト像が形成されるのを十分に抑制することができる。 その結果、感光体ドラム３１のドラム面３１ａに鮮明な静電潜像を形成することができる。 以上のことから、本実施形態によるレーザスキャナユニット８では、感光体ドラム３１のドラム面３１ａに鮮明な静電潜像を精度良く形成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハウジング８０内への粉塵等の異物の侵入を防止する異物侵入防止機能を有する防塵ガラス８８に、レーザ光の光量を減少させる減光機能を付加したので、減光機能のみを有する減光部材を別途設ける場合と異なり、部品点数が増加するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ガラス本体の表面に減光（ＮＤ）フィルムを貼り付けることにより防塵ガラス８８を構成したので、当該防塵ガラス８８を通過するレーザ光の光量を容易に減少させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、感光体ドラム３１のドラム面３１ａに鮮明な静電潜像を精度良く形成することが可能なレーザスキャナユニット８を用いたので、容易に、用紙に鮮明な画像を精度良く形成することができる。

なお、上記実施形態では、本発明を、画像形成装置の一例としてのプリンタに適用した例について示したが、これに限らず、プリンタ以外の複写機やファクシミリ、それらの複合機等にも適用可能である。

また、上記実施形態では、光源として１つのレーザダイオード８１を備えた例について示したが、これに限らず、２つ以上のレーザダイオードからなる光源であってもよい。

本発明の一実施形態によるプリンタの全体構成を示した断面図である。

図１に示したプリンタのレーザスキャナユニットの構成を説明するための斜視図である。

図２に示したレーザスキャナユニットの平面図である。

図２に示したレーザスキャナユニットにおけるレーザ光の光路を示した概略図である。

図４に示した感光体ドラムのドラム面に投影されるレーザスキャナユニットのレーザ光の投影形状を示した部分拡大図である。

従来のレーザスキャナユニットにおけるレーザ光の光路を示した概略図である。

図６に示した感光体ドラムのドラム面に投影されるレーザスキャナユニットのレーザ光の投影形状を示した部分拡大図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
８ レーザスキャナユニット（光走査装置）
３１ 感光体ドラム（被走査体）
３１ａ ドラム面（走査面）
８０ ハウジング（装置本体）
８１ レーザダイオード（光源）
８４ ポリゴンミラー（偏向器）
８５，８６ ｆθレンズ（結像手段）
８８ 防塵ガラス（ガラス部材）