特許 6026344 走査光学装置および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6026344

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】走査光学装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20161107BHJP

   G02B 26/12 20060101ALI20161107BHJP

   B41J 2/47 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   G02B26/10 A

   G02B26/12

   B41J2/47 101D

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-79533(P2013-79533)

(22)【出願日】2013年4月5日

(65)【公開番号】特開2014-202944(P2014-202944A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2015年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083172

【弁理士】

【氏名又は名称】福井 豊明

(72)【発明者】

【氏名】吉田 真悟

【審査官】 佐藤 洋允

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０８８０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２２２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４７９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４５４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２８４１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３１１２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４５８４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ２６／１０−２６／１２

Ｂ４１Ｊ２／４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
前記光源から出射された光ビームを反射する反射面を備え、当該反射面を移動させることで前記光源から出射された光ビームを偏向し、被走査面において主走査方向に走査させる回転多面体と、
前記回転多面体を構成する反射面により反射された光ビームが入射するＢＤセンサと、
前記光源において、前記光ビームの光軸上、かつ前記光ビームの出射側と反対側に配置され、前記反射面により反射された前記光ビームが入射するとともに、当該入射した光ビームの強度を検知する光源内光センサと、
第１の閾値と前記ＢＤセンサの出力値とに基づいて、前記反射面により反射された光ビームが前記ＢＤセンサに入射したか否かを判定する光ビーム検知部と、
前記光ビーム検知部が前記ＢＤセンサへの光ビームの入射を検知したときに、前記反射面により偏向された光ビームによる前記被走査面への走査を開始するための走査開始基準信号を生成する基準信号生成部と、
前記第１の閾値により示される光ビーム強度よりも大きな光ビーム強度を示す第２の閾値と、前記光源内光センサの出力値とに基づいて、前記反射面により反射された光ビームが前記光源内光センサに入射したか否かを判定する戻り光ビーム検知部と、
を備え、
前記ＢＤセンサおよび前記光源内光センサが、１つの前記反射面の特定領域において反射された光ビームが前記光源内光センサ、前記ＢＤセンサの順で入射する状態に配置され、当該反射面の特定領域において反射された光ビームが、前記光源内光センサへ入射した時点から前記ＢＤセンサに入射する時点までの間に、当該光ビームの強度が調整され、更に、前記回転多面体の反射面が曇り始めて前記ＢＤセンサ及び前記光源内センサに入射する光ビームの強度が徐々に低下する過程において、前記特定領域から前記ＢＤセンサに入射する光ビームの強度が前記第１の閾値より小さくなる前に、前記特定領域から前記光源内センサに入射する光ビームの強度が前記第２の閾値より小さくなるように前記第１の閾値及び前記第２の閾値が設定されていることを特徴とする走査光学装置。

【請求項2】

前記戻り光ビーム検知部により、前記反射面により反射された光ビームが前記光源内光センサへ入射していないと判定された場合、ユーザに判定結果を通知する報知部をさらに備える、請求項１記載の走査光学装置。

【請求項3】

前記戻り光ビーム検知部により、前記反射面により反射された光ビームが前記光源内光センサへ入射していないと判定された場合、前記光源が出射する光ビーム強度を増大させる光ビーム強度制御部をさらに備える、請求項１または２記載の走査光学装置。

【請求項4】

前記光ビーム強度制御部は、前記ＢＤセンサおよび前記光源内光センサに前記光ビームが入射する際は、予め定められた大きさだけ光ビーム強度を増大させ、前記被走査面を前記光ビームが走査する際は、前記被走査面上の走査位置に対応して入力される強度変調信号の強度に応じて光ビーム強度を増大させる、請求項３記載の走査光学装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の走査光学装置と、
被転写体に転写されるトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体の像担持面を帯電させる帯電器と、
前記走査光学装置が前記像担持面を露光することにより形成された静電潜像にトナーを付着させ、静電画像に応じたトナー像を前記像担持面に形成する現像器と、
を備える画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走査光学装置およびその走査光学装置を備える画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プリンタ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置では、光ビームを走査することにより、感光体（感光ドラム）上に潜像を形成する。このような光ビームの走査は、走査光学装置により実現される。走査光学装置は、光源であるＬＤ（Laser Diode）、コリメータレンズ、シリンダーレンズ、回転多面体（ポリゴンミラー）、ｆθレンズ等を備え、光源から形成画像に応じて変調されて出射した光ビームを回転多面体により偏向し、偏向した光ビームを感光体上において主走査方向に走査させる。回転多面体は、光ビームを反射する複数の反射面（５角柱形状であれば５面）と、回転軸を有し、当該回転軸が駆動モータによって一方向に回転駆動される構成になっている。

【0003】

このような構成の走査光学装置では、回転多面体の各反射面の両端に、隣接する反射面の端部が位置しており、当該端部における両反射面の成す角は反射面数に応じた所定の角度（５角柱形状であれば１０８度）になっている。回転多面体が高速回転した場合には、当該角部において空気の乱流が発生し、当該乱流により各反射面の回転方向の先端側端部に塵や埃等が付着して曇りが生じる。このような曇りは、光ビームの反射率を低下させ、形成画像において当該部分に対応する部分（画像端部）の品質の低下を招く。また、曇りが発生する位置において反射された光ビームは、被走査面だけでなくＢＤ（Beam Detect）センサにも導入され、被走査面における走査開始の基準となる基準信号の生成にも利用されている。そのため、曇り発生により光ビームの反射率が低下すると、走査開始信号を生成できなくなるため、機器の誤動作を招くこともある。

【0004】

このような問題の対策として、例えば、特許文献１は、回転多面体の反射面において、曇りが生じる領域を使用しないことにより画像品質の低下を抑制する構成を開示している。

【0005】

一方、本発明に関連する技術として、特許文献２がある。特許文献２は、部品点数の削減および組立調整作業の簡便化を目的として、走査開始信号を発生させるための反射鏡とフォトダイオード（ＢＤセンサ）を備えていない構成を開示している。すなわち、光源であるレーザ発振素子が出射し、走査ミラーにおいて反射されレーザ発振素子に戻った光を検知して走査開始信号としている。当該戻り光は、受光時にレーザ発振素子の駆動電流において発生する乱れ信号により検知している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平７−１９９１０６号公報

【特許文献2】特開平５−１８１０７６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が開示する技術では、回転多面体の反射面の一部を使用しない構成であるため、必然的に、反射面の長さを長くしなければならなくなる。そのため、回転多面体を大径化する必要があり、走査光学装置が大型になるという問題がある。

【0008】

また、特許文献２が開示する技術は、ＢＤ（Beam Detect）センサを含むＢＤ光学系を省くことはできるが、上述した回転多面体の反射面の曇りに起因する画像品質の低下を避けることはできない。

【0009】

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、回転多面体を大型化させずに、回転多面体の反射面に曇りが発生した場合に、画像品質の低下や機器の誤作動が起きないようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の目的を達成するために、本発明に係る走査光学装置は、以下の技術的手段を採用している。すなわち、本発明に係る走査光学装置は、光源、回転多面体、ＢＤ（Beam Detect）センサ、光源内光センサ、光ビーム検知部、基準信号生成部および戻り光ビーム検知部を備える。光源は、例えばレーザダイオードにより構成される。回転多面体は、光源から出射された光ビームを反射する反射面を備え、当該反射面を移動させることで光源から出射された光ビームを偏向し、被走査面において主走査方向に走査させる。ＢＤセンサには、回転多面体を構成する反射面により反射された光ビームが入射する。光源内光センサは、光源において、光ビームの光軸上、かつ光ビームの出射側と反対側に配置され、上記反射面により反射された光ビームが入射するとともに、当該入射した光ビームの強度を検知する。光ビーム検知部は、第１の閾値とＢＤセンサの出力値とに基づいて、上記反射面により反射された光ビームがＢＤセンサに入射したか否かを判定する。基準信号生成部は、光ビーム検知部がＢＤセンサへの光ビームの入射を検知したときに、上記反射面により偏向された光ビームによる被走査面への走査を開始するための走査開始基準信号を生成する。そして、戻り光ビーム検知部は、第２の閾値と光源内光センサの出力値とに基づいて、上記反射面により反射された光ビームが光源内光センサに入射したか否かを判定する。なお、第２の閾値は、第１の閾値により示される光ビーム強度よりも大きな光ビーム強度を示す値である。また、ＢＤセンサおよび光源内光センサが、１つの反射面の特定領域において反射された光ビームが光源内光センサ、ＢＤセンサの順で入射する状態に配置されるとともに、当該反射面の特定領域において反射された光ビームが、光源内光センサへ入射した時点からＢＤセンサに入射する時点までの間に、当該光ビームの強度が調整され、更に、前記回転多面体の反射面が曇り始めて前記ＢＤセンサ及び前記光源内センサに入射する光ビームの強度が徐々に低下する過程において、前記特定領域から前記ＢＤセンサに入射する光ビームの強度が前記第１の閾値より小さくなる前に前記特定領域から前記光源内センサに入射する光ビームの強度が前記第２の閾値より小さくなるように前記第１の閾値及び前記第２の閾値が設定されている。

【0011】

この走査光学装置では、回転多面体を構成する反射面に曇りが発生した場合、当該曇りに起因してＢＤセンサを使用した光ビームの検知ができなくなる前に、光源内光センサを使用した光ビームの検知ができなくなる。すなわち、曇りに起因する画像品質の低下や機器の誤作動が発生する前に、光源内光センサを使用することで光ビームの強度低下を検出することができる。そのため、回転多面体を構成する反射面に曇りが発生した場合、曇りに起因する画像品質の低下や機器の誤作動が発生する前に、光ビーム強度の低下に対して対応を講じることが可能になる。また、光源がレーザダイオードを含む場合、光源には、光源から出射する光ビームの強度をモニタし、光強度を調整するための光センサ（フォトダイオード等）がレーザダイオードの光出射端の反対側端部に対向して配置されている。この場合、当該光センサを光源内光センサとして使用できるため、特別なセンサや反射鏡等を走査光学装置に設ける必要もない。

【0012】

上記走査光学装置は報知部をさらに備えてもよい。報知部は、戻り光ビーム検知部により、上記反射面により反射された光ビームが光源内光センサへ入射していないと判定された場合、ユーザに判定結果を通知する。通知方法は特に限定されない。例えば、表示、印刷物、電子メール、ファクシミリ等、ユーザが認識可能な任意の方法を採用することができる。この構成では、ユーザが、回転多面体を構成する反射面の曇りに起因する画像品質の低下や機器の誤作動が発生する前に、光ビーム強度の低下を知ることができ、適切な対応することができる。

【0013】

また、上記走査光学装置は光ビーム強度制御部をさらに備えてもよい。光ビーム強度制御部は、戻り光ビーム検知部により、上記反射面により反射された光ビームが光源内光センサへ入射していないと判定された場合、光源が出射する光ビーム強度を増大させる。この構成では、回転多面体を構成する反射面の曇りに起因する画像品質の低下や機器の誤作動が発生する前に、自動的に光ビーム強度を増大させることができ、その後の画像品質の低下や機器の誤作動の発生を防止することができる。この場合、光ビーム強度制御部は、ＢＤセンサおよび光源内光センサに光ビームが入射する際は、予め定められた大きさだけ光ビーム強度を増大させ、被走査面を光ビームが走査する際は、被走査面上の走査位置に対応して入力される強度変調信号に応じて光ビーム強度を増大させる構成を採用することもできる。

【0014】

一方、他の観点では、本発明は、上述の走査光学装置を備える画像形成装置を提供することもできる。すなわち、本発明に係る画像形成装置は、上述の走査光学装置、像担持体、帯電器および現像器を備える。像担持体は、被転写体に転写されるトナー像を担持する。帯電器は、像担持体の像担持面を帯電させる。現像器は、走査光学装置が像担持面を露光することにより形成された静電潜像にトナーを付着させ、静電画像に応じたトナー像を像担持面に形成する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、回転多面体を大型化させずに、回転多面体の反射面に曇りが発生した場合に、画像品質の低下や機器の誤作動が起きないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態における複合機の全体構成を示す概略構成図

【図2】本発明の一実施形態における複合機の操作パネルを示す模式図

【図3】本発明の一実施形態における複合機のハードウェア構成を示す図

【図4】本発明の一実施形態における露光器の構成を示す概略構成図

【図5】本発明の一実施形態における露光器の回転多面体に発生する曇りを示す模式図

【図6】本発明の一実施形態における露光器が備える光源の構成を示す概略断面図

【図7】本発明の一実施形態における複合機を示す機能ブロック図

【図8】本発明の一実施形態における露光器の動作を示す模式図

【図9】本発明の一実施形態における露光器の光源のオン／オフのタイミングを示す図

【図10】本発明の一実施形態における複合機の動作原理を示す図

【図11】本発明の一実施形態における複合機の動作原理を示す図

【図12】本発明の一実施形態における複合機が光ビーム強度低下時に実施する処理手順の一例を示すフロー図

【図13】本発明の一実施形態における複合機が表示する画面の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。以下では、走査光学装置である露光器を備えるデジタル複合機として本発明を具体化する。

【0018】

図１は本実施形態におけるデジタル複合機の全体構成の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、複合機１００は、画像読取部１２０および画像形成部１４０を含む本体１０１と、本体１０１の上方に開閉可能に取り付けられたプラテンカバー１０２とを備える。本体１０１の上面には原稿台１０３が設けられている。また、プラテンカバー１０２は、原稿搬送装置１１０を備えている。

【0019】

原稿台１０３の下方には、画像読取部１２０が設けられている。画像読取部１２０は、走査光学系１２１により原稿の画像を読み取りその画像のデジタルデータ（画像データ）を生成する。原稿は、原稿台１０３や原稿搬送装置１１０に載置することができる。走査光学系１２１は、第１キャリッジ１２２や第２キャリッジ１２３、集光レンズ１２４を備える。第１キャリッジ１２２には線状の光源１３１およびミラー１３２が設けられ、第２キャリッジ１２３にはミラー１３３および１３４が設けられている。光源１３１は原稿を照明する。ミラー１３２、１３３、１３４は、原稿からの反射光を集光レンズ１２４に導き、集光レンズ１２４はその光像をラインイメージセンサ１２５の受光面に結像する。

【0020】

この走査光学系１２１において、第１キャリッジ１２２および第２キャリッジ１２３は、副走査方向１３５に往復動可能に設けられている。第１キャリッジ１２２および第２キャリッジ１２３を副走査方向１３５に移動することによって、原稿台１０３に載置された原稿の画像をイメージセンサ１２５で読み取ることができる。原稿搬送装置１１０にセットされた原稿の画像を読み取る場合、画像読取部１２０は、第１キャリッジ１２２および第２キャリッジ１２３を画像読取位置に合わせて一時的に静止させ、画像読取位置を通過する原稿の画像をイメージセンサ１２５で読み取る。イメージセンサ１２５は、受光面に入射した光像から、例えば、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色に対応する原稿の画像データを生成する。生成された画像データは、画像形成部１４０において用紙に印刷することができる。また、ネットワークインターフェイス１６１によりネットワーク１６２を通じて他の機器（図示せず）へ送信することもできる。

【0021】

画像形成部１４０は、画像読取部１２０で得た画像データや、ネットワーク１６２に接続された他の機器（図示せず）から受信した画像データを用紙に印刷する。画像形成部１４０は、像担持体である感光体ドラム１４１を備える。感光体ドラム１４１は一定速度で一方向に回転する。感光体ドラム１４１の周囲には、回転方向の上流側から順に、帯電器１４２、露光器（走査光学装置）１４３、現像器１４４、中間転写ベルト１４５が配置されている。帯電器１４２は、感光体ドラム１４１表面を一様に帯電させる。露光器１４３は、一様に帯電した感光体ドラム１４１の表面に、画像データに応じて光を照射し、感光体ドラム１４１上に静電潜像を形成する。現像器１４４は、その静電潜像にトナーを付着させ、感光体ドラム１４１上にトナー像を形成する。中間転写ベルト１４５は、感光体ドラム１４１上のトナー像を用紙に転写する。画像データがカラー画像である場合、中間転写ベルト１４５は、各色のトナー像を同一の用紙に転写する。なお、ＲＧＢ形式のカラー画像は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）形式の画像データに変換され、各色の画像データが露光器１４３に入力される。

【0022】

画像形成部１４０は、手差しトレイ１５１、給紙カセット１５２、１５３、１５４等から、中間転写ベルト１４５と転写ローラ１４６との間の転写部に被転写体である用紙を給送する。手差しトレイ１５１や各給紙カセット１５２、１５３、１５４には、様々なサイズの用紙を載置または収容することができる。画像形成部１４０は、ユーザの指定した用紙や、自動検知した原稿のサイズに応じた用紙を選択し、選択した用紙を給送ローラ１５５により手差しトレイ１５１やカセット１５２、１５３、１５４から給紙する。給紙された用紙は搬送ローラ１５６やレジストローラ１５７で転写部に搬送する。トナー像を転写した用紙は、搬送ベルト１４７により定着器１４８に搬送される。定着器１４８は、ヒータを内蔵した定着ローラ１５８および加圧ローラ１５９を有しており、熱と押圧力によってトナー像を用紙に定着する。画像形成部１４０は、定着器１４８を通過した用紙を排紙トレイ１４９へ排紙する。

【0023】

図２は複合機１００が備える操作パネルの外観の一例を示す図である。ユーザは、操作パネル２００を用いて、複合機１００に複写開始やその他の指示を与えたり、複合機１００の状態や設定を確認したりすることができる。操作パネル２００には、タッチパネル付きディスプレイ２０１や操作キー２０３が配置されている。ユーザは、自身の指やタッチペン２０２を使用して、ディスプレイ２０１を通じて入力を行うことができる。

【0024】

ディスプレイ２０１は、ボタン表示部２０４、メッセージ表示部２０５およびステータス表示部２０６を有する操作画面を表示する。ボタン表示部２０４には、複数のタブ２０８が用意されており、各タブにはそのタブのカテゴリーに応じた操作ボタンが配列されている。図２の例では、用紙サイズ、複写倍率、濃度、印刷面、ページ集約、後処理を設定するための操作ボタンが配列されている。ユーザは、タブボタン２０８を選択する操作を行うことによって、これらのタブの表示に切り替えることができる。一つのタブが選択されている間、操作画面上で他のタブやその要素は隠れている。

【0025】

メッセージ表示部２０５には、複写が可能か否か、複写部数などの設定をユーザに通知するメッセージが表示される。また、ステータス表示部２０６には、必要に応じて装置ステータス情報が表示される。この表示には、複合機１００が備える各種センサの検知結果が反映される。装置ステータス情報とは、装置は動作可能な状態にあるが、異常への対応を促す警告をユーザに通知するメッセージを意味する。例えば、用紙残量が少ない旨、原稿台１０３が汚れている旨、ファクシミリのメモリ受信が設定されている場合にファックス文書がメモリに格納された旨等が含まれる。また、用紙切れや搬送ジャム等が装置ステータス情報に含まれてもよい。

【0026】

操作キー２０３は、主電源キー２０９、テンキー２１０やスタートキー２１１、クリアキー２１２等を含む。例えば、電源キー２０９は、複合機１００のＯＮ、ＯＦＦの切り替えに使用される。テンキー２１０は、複写部数の指定や複写倍率の設定に用いることができる。ユーザがそれらの設定をすると、複合機１００は、メッセージ表示部２０５に、例えば、「コピーできます（設定あり）」のようなメッセージを表示し、ユーザによる設定が行われたことを通知する。スタートキー２１１は、複写や画像印刷の開始指示に使用される。ユーザは、自身でした設定を解除する場合、クリアキー２１２を操作する。ユーザによる設定を機械が受け付けているかどうかは上述のメッセージで判断することができるので、その設定が不要になればクリアキー２１２を操作すればよい。

【0027】

図３は、複合機における制御系のハードウェア構成図である。本実施形態の複合機１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３０４および原稿搬送装置１１０、画像読取部１２０、画像形成部１４０における各駆動部に対応するドライバ３０５が内部バス３０６を介して接続されている。ＲＯＭ３０３やＨＤＤ３０４等はプログラムを格納しており、ＣＰＵ３０１はその制御プログラムの指令にしたがって複合機１００を制御する。例えば、ＣＰＵ３０１はＲＡＭ３０２を作業領域として利用し、ドライバ３０５とデータや命令を授受することにより上記各駆動部の動作を制御する。また、ＨＤＤ３０４は、画像読取部１２０により得られた画像データや、他の機器からネットワークインターフェイス１６１を通じて受信した画像データの蓄積にも用いられる。

【0028】

内部バス３０６には、操作パネル２００や各種のセンサ３０７も接続されている。操作パネル２００は、ユーザの操作を受け付け、その操作に基づく信号をＣＰＵ３０１に供給する。また、ディスプレイ２０１は、ＣＰＵ３０１からの制御信号にしたがって上述の操作画面を表示する。センサ３０７は、プラテンカバー１０２の開閉検知センサや原稿台１０３上の原稿検知センサ、定着器１４８の温度センサ、搬送される用紙または原稿の検知センサなど各種のセンサを含む。

【0029】

ＣＰＵ３０１は、例えばＲＯＭ３０３に格納されたプログラムを実行することで、以下の各手段（機能ブロック）を実現するとともに、これらセンサからの信号に応じて各手段の動作を制御する。

【0030】

図４は複合機１００が備える露光器１４３の構成を示す概略構成図である。露光器１４３は、光源４０１、入射光学系４０２、回転多面体４０３、走査光学系４０４を図示しない筐体内に備える。なお、図４では、光ビームの光路に折り返しがない構成を例示しているが、折り返しミラーにより光ビームの光路を折り返す構成を採用することもできる。

【0031】

光源４０１は、回路基板上に実装されたレーザダイオード（レーザ発振器）により構成されている。回路基板は、外部から入力される画像信号にしたがってレーザダイオードが出射する光ビーム（レーザ光）の強度変調を行う。

【0032】

入射光学系４０２は、コリメータレンズ４２１、アパーチャ４２２、シリンダーレンズ４２３を備える。光源４０１から出射された光ビームはコリメータレンズ４２１に入射する。コリメータレンズ４２１は、円筒形状のガラスレンズからなり、レーザダイオードから出力された光ビームをコリメータレンズ４２１の光軸と一致した平行光に変換して出力する。コリメータレンズ４２１を通過した光ビームは、アパーチャ４２２、シリンダーレンズ４２３を通じて回転多面体４０３の反射面に入射する。なお、レーザダイオードの発光点は、コリメータレンズ４２１の焦点に配置されている。

【0033】

回転多面体４０３は、光源４０１から出射された光ビームを反射する反射面を備え、当該反射面を移動させることで光源４０１から出射された光ビームを被走査面である感光体ドラム１４１の表面において主走査方向に走査させる偏向器として機能する。回転多面体４０３は、感光体ドラム１４１表面における光ビームの走査方向に対して垂直方向に配置された回転軸４３１を有し、当該回転軸４３１が図示しない駆動モータにより一方向（図４では矢印が示す方向）に回転駆動される。ここでは、回転多面体４０３は回転軸４３１周りに配置された、５つの同一サイズの矩形状反射面を有する５角柱形状を有している。なお、シリンダーレンズ４２３は、回転多面体４０３の反射面上に、光ビームの副走査方向のみを収束させた状態で光ビームを結像する。

【0034】

上述のように、回転軸４３１周りに回転駆動される回転多面体４０３では、互いに隣接する反射面が接合する角部において発生する空気の乱流により曇りが生じる。図５は、その曇りが発生する部位を模式的に示す図である。図５に示すように、回転多面体４０３が回転軸４３１周りに反時計回り（図中に矢印で示す方向）で回転駆動される場合、各反射面４３２では、回転方向の先端側端部５０１に塵や埃等が付着して曇りが発生する。

【0035】

回転多面体４０３の回転により偏向された光ビームは走査光学系４０４に入射する。ここでは、走査光学系４０４は、２枚のアクリルレンズにより構成されたｆθレンズであり、回転多面体４０３により偏向された光ビームを、感光体ドラム１４１上の走査速度が略同一となる状態で感光体ドラム１４１の表面にスポット状に結像させる。

【0036】

また、露光器１４３は、感光体ドラム１４１への画像形成開始等の基準信号を生成するＢＤ光学系を備えている。ＢＤ光学系は、折り返しミラー４１１、シリンダーレンズ４１２、ＢＤ（Beam Detect）センサ４１３を備える。

【0037】

図４に示すように、折り返しミラー４１１は、回転多面体４０３の回転に伴って、回転多面体４０３の１の反射面において反射された光ビームが感光体ドラム１４１上を走査する直前に、光ビームが通過する位置に配置されている。なお、図４では、説明のため、回転多面体４０３が図示の状態にあるときの光ビームの光軸の他、ＢＤ光学系への入射時の光ビームの光軸、感光体ドラム１４１上における走査開始時の光ビームの光軸、感光体ドラム１４１上における走査終了時の光ビームの光軸を併記している。

【0038】

折り返しミラー４１１により反射された光ビームは、シリンダーレンズ４１２を通じてフォトダイオード等の受光素子を備えるＢＤセンサ４１３に入射する。なお、シリンダーレンズ４１２は光ビームをＢＤセンサ４１３の受光面に結像する。

【0039】

続いて、光源４０１の構成について説明する。図６は複合機１００が備える光源４０１の構成を示す概略構成図である。光源４０１は、ステム６０３にサブマウント６０４を介して固定されたレーザダイオード６０１を備える。当該レーザダイオード６０１には、ステム６０３を貫通してレーザダイオード６０１に到達する電極６０５を通じて駆動電力が供給される。当該ステム６０３および電極６０５が図示しない回路基板に実装されている。レーザダイオード６０１はステム６０３に固定されたキャップ６０６により封止されている。キャップ６０６は、レーザダイオード６０１の光ビーム出射端と対向する位置に、カバーガラス６０７により閉塞された開口部を備える。レーザダイオード６０１の光ビーム出射端から出射された光ビームは当該カバーガラス６０７を通じて外部へ出射される。

【0040】

レーザダイオード６０１は、カバーガラス６０７に向かう方向Ａのみならず、当該方向Ａと反対の方向Ｂへも光ビームを出射する。当該方向Ｂへ向かう光ビームの出射端と対向する位置には、フォトダイオード等の受光素子からなる光源内光センサ６０２が配置されている。当該光源内光センサ６０２は、光ビームの強度をモニタするために使用される。すなわち、光源内光センサ６０２に検知される光ビーム強度に基づいて、カバーガラス６０７を通じて外部へ出射される光ビームの強度の調整が実施される。

【0041】

図７は、本実施形態の複合機の機能ブロック図である。図７に示すように、本実施形態の複合機１００は、光ビーム検知部７０１、基準信号生成部７０２および戻り光ビーム検知部７０３を備える。

【0042】

光ビーム検知部７０１は、第１の閾値とＢＤセンサ４１３の出力値とに基づいて、１の反射面の特定領域により偏向された光ビームがＢＤセンサ４１３に入射したか否かを判定する。本実施形態では、光ビーム検知部７０１は、ＢＤセンサ４１３の出力値が第１の閾値以上である場合、反射面の特定領域により偏向された光ビームがＢＤセンサ４１３に入射したと判定する。また、ＢＤセンサ４１３の出力値が第１の閾値より小さい場合、反射面の特定領域により偏向された光ビームはＢＤセンサ４１３に入射していないと判定する。なお、１の反射面の特定領域については後述する。

【0043】

基準信号生成部７０２は、光ビーム検知部７０１がＢＤセンサ４１３への光ビームの入射を検知したときに、上記１の反射面により偏向された光ビームによる被走査面への走査開始基準信号を生成する。例えば、基準信号生成部７０２は、光ビームがＢＤセンサ４１３に入射したと光ビーム検知部７０１が判定したときにパルス信号を生成する。例えば、光源４０１は当該パルス信号を基準とし、パルス信号発生後、所定時間が経過したときに、画像データに対応する光ビームの出射を開始する。

【0044】

戻り光ビーム検知部７０３は第２の閾値と光源内光センサ６０２の出力値とに基づいて、上記特定領域において反射された光ビームが光源内光センサ６０２に入射したか否かを判定する。ここで、第２の閾値は、上記第１の閾値よりも大きい値に設定されている。第２の閾値は、例えば、レーザダイオード６０１から出射されたレーザ光の強度よりも大きな光ビーム強度に対応する値や、上記特定領域において反射された光ビーム強度よりも大きな光ビーム強度に対応する値に設定される。本実施形態では、戻り光ビーム検知部７０３は、光源内光センサ６０２の出力値が第２の閾値以上である場合、反射面の上記特定領域により偏向された光ビームが光源内光センサ６０２に入射した、すなわち、戻り光が光源内光センサ６０２に入射したと判定する。また、光源内光センサ６０２の出力値が第２の閾値より小さい場合、反射面の上記特定領域により偏向された光ビームは光源内光センサ６０２に入射していないと判定する。

【0045】

なお、光ビーム検知部７０１および戻り光ビーム検知部７０３は独立して設ける必要はなく、一方が他方の機能を兼ねる構成であってもよい。

【0046】

また、本実施形態の複合機１００は、報知部７０４および光ビーム強度制御部７０５をさらに備える。報知部７０４は、戻り光ビーム検知部７０３により、上記特定領域において反射された光ビームが光源内光センサ６０２へ入射していないと判定された場合、ユーザに判定結果を通知する。通知方法は特に限定されない。例えば、表示、印刷物、電子メール、ファクシミリ等、ユーザが認識可能な任意の方法を採用することができる。ここでは、報知部７０４は、操作パネル２００のディスプレイ２０１に判定結果を表示する。

【0047】

光ビーム強度制御部７０５は、戻り光ビーム検知部７０３により、特定領域において反射された光ビームが光源内光センサ６０２へ入射していないと判定された場合、光源４０１が出射する光ビーム強度を増大させる。特に限定されないが、本実施形態では、光ビーム強度制御部７０５は、ＢＤセンサ４１３および光源内光センサ６０２に光ビームが入射する際は、予め定められた大きさだけ光ビーム強度を増大させる。また、感光体ドラム１４１を光ビームが走査する際は、感光体ドラム１４１上の走査位置に対応して入力される強度変調信号の大きさに応じて光ビーム強度を増大させる。

【0048】

ここで、反射面の特定領域について説明する。図８は、本実施形態の複合機における露光器の動作を示す模式図である。図８（ａ）は、反射面４３２ａにより反射された光ビームが光源内光センサ６０２に入射している状態に対応し、図８（ｂ）は、反射面４３２ａにより反射された光ビームがＢＤセンサ４１３に入射している状態に対応する。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）において、回転多面体４０３に付した白抜き矢印は、回転多面体４０３の回転駆動方向を示している。

【0049】

図８（ａ）および図８（ｂ）から理解できるように、回転多面体４０３を構成する１の反射面４３２ａは、回転多面体４０３の回転に伴って、順に、図８（ａ）に示す状態、図８（ｂ）に示す状態になる。

【0050】

図８（ａ）に示す状態では、光源４０１から出射されて入射光学系４０２を通過した光ビームは、当該光ビームの光軸と垂直な状態にある反射面４３２ａの回転方向の先端側端部（下流側端部）５０１において反射される。そして、反射された光ビーム８０１は入射光学系４０２を通過して光源４０１に入射する。すなわち、光ビーム８０１は光源内光センサ６０２に入射する。

【0051】

また、図８（ｂ）に示す状態では、光源４０１から出射されて入射光学系４０２を通過した光ビームは、反射面４３２ａの回転方向の先端側端部５０１において反射される。そして、反射された光ビーム８０２はＢＤ光学系に入射する。すなわち、光ビーム８０２はＢＤセンサ４１３に入射する。

【0052】

以上のように、本実施形態では、１の反射面４３２ａにおいて曇りが発生し易い回転方向の先端側端部５０１において反射された光ビームが、光源内光センサ６０２とＢＤセンサ４１３のそれぞれに入射する配置になっている。すなわち、本実施形態では、反射面の特定領域は反射面４３２ａにおいて曇りが発生し易い回転方向の先端側端部５０１になる（図５参照）。なお、図８（ａ）および図８（ｂ）に示す関係は、回転多面体４０３を構成する各反射面４３２においても同様に成立する。

【0053】

また、図８（ａ）に示すように、光源内光センサ６０２に回転多面体４０３において反射された光ビームを入射させるためには、回転多面体４０３の各反射面４３２と光ビームの光軸とが略直角になるタイミングで光源４０１を点灯させる必要がある。そのため、本実施形態では、基準信号生成部７０２が生成する走査開始基準信号を基準として、当該タイミングでの光源４０１の点灯を実施している。図９は、光源４０１のオン（点灯）／オフ（消灯）のタイミングを示す図である。図９において、横軸は時間に対応し、縦軸は光源４０１のオン／オフに対応する。

【0054】

上述のように、光源４０１は、走査開始基準信号後、所定時間が経過したときに、画像データに対応する光ビームの出射を開始する。図９では、当該画像データに対応する光ビームの出射を点滅群９０３で表現している。また、点灯９０２は、ＢＤセンサ４１３に光ビームを入射させるための光源４０１の点灯を示している。当該点灯９０２は、直前の走査開始基準信号を基準とし、直前の走査開始基準信号後、回転多面体４０３の回転数に応じた所定時間が経過したときに実施される。当該点灯９０２中に光ビーム検知部７０１によりＢＤセンサ４１３への光ビームの入射が検知されると、基準信号生成部７０２が走査開始基準信号を生成する。

【0055】

図９に示すように、光源内光センサ６０２に光ビームを入射させるための光源４０１の点灯９０１は、走査開始基準信号発生後、点滅群９０３が終了した後、かつ、次のＢＤセンサ４１３に光ビームを入射させるための点灯９０２の前に実施される。当該点灯９０１は、直前の走査開始基準信号を基準としているが、図８（ａ）、図８（ｂ）から理解できるように、点灯９０１に後続する、点灯９０２および点滅群９０３が同一反射面において光ビームが反射されることになる。なお、ここでは、感光体ドラム１４１上を光ビームが走査しない範囲において、光源４０１が必要に応じて点灯・消灯する構成を採用しているが、当該範囲において、光源４０１が点灯し続ける構成であってもよい。

【0056】

本実施形態では、光ビームの強度の調整を、光源内光センサ６０２に光ビームを入射させるための光源４０１の点灯９０１の後、ＢＤセンサ４１３に光ビームを入射させるための点灯９０２の前に実施する。

【0057】

続いて、本実施形態の複合機１００の動作原理について説明する。図１０は、回転多面体４０３の反射面４３２に曇りが発生していない状態における、ＢＤセンサ４１３の出力値と光源内光センサ６０２の出力値を示す図である。図１０（ａ）はＢＤセンサ４１３の出力値に対応し、図１０（ｂ）は光源内光センサ６０２の出力値に対応する。また、図１１は、回転多面体４０３の反射面４３２に曇りが発生した状態における、ＢＤセンサ４１３の出力値と光源内光センサ６０２の出力値を示す図である。図１１（ａ）はＢＤセンサ４１３の出力値に対応し、図１１（ｂ）は光源内光センサ６０２の出力値に対応する。なお、図１０、図１１において、横軸は時間に対応し、縦軸はそれぞれのセンサの出力値（電圧値）に対応する。また、図１０（ａ）、図１１（ａ）に示す線１００１は第１の閾値であり、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示す線１００２は第２の閾値である。

【0058】

図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、回転多面体４０３の反射面４３２に曇りが発生していない場合、ＢＤセンサ４１３の出力値は第１の閾値１００１よりも大きくなっており、光源内光センサ６０２の出力値も第２の閾値１００２よりも大きくなっている。そのため、光ビーム検知部７０１は、光ビームがＢＤセンサ４１３に入射したと判定し、当該判定に応じて基準信号生成部７０２が走査開始基準信号を生成する。また、戻り光ビーム検知部７０３は、光ビームが光源内光センサ６０２に入射したと判定する。この場合、何ら特別な処理が実施されることなく画像形成処理が実施される。なお、図１０（ｂ）の光源内光センサ６０２の出力値の波形から理解できるように、光源４０１が光ビームを出射している場合、光源内光センサ６０２には常にレーザダイオード６０１からの光が入射している（図６参照）。そのため、反射された光ビームの入射は、このような定常的な光ビームによる出力値に反射光ビームによる出力値が重畳した値として検出される。

【0059】

一方、回転多面体４０３の反射面４３２に曇りが発生すると、当該曇りが進行するにつれて反射面４３２の回転方向の先端側端部５０１において反射される光ビームの強度が徐々に低下する。すなわち、光源内光センサ６０２およびＢＤセンサ４１３に入射する光ビームの強度が徐々に低下する。

【0060】

本実施形態では、戻り光ビーム検知部７０３に設定される第２の閾値１００２に対応する光ビーム強度は、同一の領域（反射面４３２の回転方向の先端側端部５０１）において反射された光ビーム強度について比較すると、光ビーム検知部７０１に設定されている第１の閾値１００１に対応する光ビーム強度よりも大きい。したがって、回転多面体４０３の反射面４３２が曇り始めて、光源内光センサ６０２およびＢＤセンサ４１３に入射する光ビームの強度が徐々に低下する過程では、まず、第２の閾値１００２よりも小さくなる（図１１（ｂ））。光源内光センサ６０２に入射する光ビームの強度が第２の閾値１００２よりも小さくなった直後では、図１１（ａ）に示すように、ＢＤセンサ４１３に入射する光ビームの強度（ＢＤセンサ４１３の出力値）は第１の閾値１００１よりも大きい。この状況では、光ビーム検知部７０１は、光ビームがＢＤセンサ４１３に入射したと判定し、当該判定に応じて基準信号生成部７０２が走査開始基準信号を生成する。また、戻り光ビーム検知部７０３は、光ビームが光源内光センサ６０２に入射していないと判定する。

【0061】

この場合、本実施形態の複合機１００は、報知部７０４はディスプレイ２０１に判定結果を表示する。また、光ビーム強度制御部７０５は、ＢＤセンサ４１３および光源内光センサ６０２に光ビームが入射する際は、予め定められた大きさだけ光ビーム強度を増大させる。また、感光体ドラム１４１を光ビームが走査する際は、感光体ドラム１４１上の走査位置に対応して入力される強度変調信号の大きさに応じて光ビーム強度を増大させる。

【0062】

なお、光ビーム強度を増大させない場合、その後、さらに曇りが進行して反射ビームの強度が低下するとＢＤセンサ４１３に入射する光ビームの強度が第１の閾値よりも小さくなる。この場合、基準信号生成部７０２が走査開始基準信号を生成しないため、画像形成処理を実施できなくなる。また、当該状態に至る過程において、曇り部分が、感光体ドラム１４１に画像データに対応する光ビームを反射する領域に達すると、当該部分で反射される光ビームの強度が低下しているため、画像品質が低下してしまう。

【0063】

図１２は、複合機１００が光ビーム強度低下時に実施する処理手順の一例を示すフロー図である。当該手順は、露光器１４３が動作状態にあるときに、所定の時間間隔をおいて繰り返し開始される。

【0064】

当該手順が開始すると、戻り光ビーム検知部７０３は、上述の手法により、回転多面体４０３において反射された光ビームが光源内光センサ６０２に入射したか否かを判定する（ステップＳ１２０１）。戻り光ビーム検知部７０３が、光源内光センサ６０２に反射された光ビームが入射していると判定した場合、特別な処理は実施されず手順が終了する（ステップＳ１２０１においてＹｅｓ）。一方、光源内光センサ６０２に反射された光ビームが入射していないと判定した場合、戻り光ビーム検知部７０３は、その旨を、報知部７０４および光ビーム強度制御部７０５に通知する（ステップＳ１２０１においてＮｏ）。

【0065】

当該通知を受けた報知部７０４は、ディスプレイ２０１に判定結果を表示する（ステップＳ１２０２）。図１３（ａ）は、報知部７０４がディスプレイ２０１に表示する画面の一例を示す図である。この例では、ディスプレイ２０１に「露光器のミラーに曇りが発生しています。メンテナンスが必要です。」等の判定結果を通知する文章を含むポップアップウインドウ１３０１が表示される。当該ポップアップウインドウ１３０１には「確認」ボタン１３０２が設けられており、当該表示を確認したユーザが「確認」ボタン１３０２を選択するとポップアップウインドウ１３０１が閉じる構成になっている。また、図１３（ｂ）は、報知部７０４がディスプレイ２０１に表示する画面の他の一例を示す図である。この例では、ディスプレイ２０１のステータス表示部２０６に「露光器（ミラー）のメンテナンスが必要です。」等の判定結果を通知する文章が表示される構成になっている。

【0066】

また、上記通知を受けた光ビーム強度制御部７０５は、上述のように、光源４０１のレーザダイオード６０１が出射する光ビーム強度を増大させる（ステップＳ１２０３）。本実施形態では、光ビーム強度制御部７０５は、ＢＤセンサ４１３および光源内光センサ６０２に光ビームが入射する際は、予め定められた大きさだけ光ビーム強度を増大させ、感光体ドラム１４１を光ビームが走査する際は、感光体ドラム１４１上の走査位置に対応して入力される強度変調信号の強度に応じて（比例させて）光ビーム強度を増大させる。

【0067】

以上説明したように、この複合機１００では、回転多面体４０３を構成する反射面４３２に曇りが発生した場合、当該曇りに起因してＢＤセンサ４１３を使用した光ビームの検知ができなくなる前に、光源内光センサ６０２を使用した光ビームの検知ができなくなる状態に構成されている。したがって、曇りに起因する画像品質の低下や機器の誤作動が発生する前に、光源内光センサ６０２により光ビームの強度低下を検出することができる。そのため、回転多面体４０３を構成する反射面４３２に曇りが発生した場合、曇りに起因する画像品質の低下や機器の誤作動が発生する前に、光ビーム強度の低下に対して対応を講じることが可能になる。

【0068】

また、光源４０１がレーザダイオード６０１を含む場合、光源４０１には、光源４０１から出射する光ビームの強度をモニタし、光強度を調整するための光センサ６０２がレーザダイオード６０１の光出射端の反対側端部に対向して配置されている。この場合、当該光センサを光源内光センサ６０２として使用できるため、特別なセンサや反射鏡等を設ける必要もない。

【0069】

なお、上述した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、特に好ましい形態として、光ビーム強度制御部７０５が、ＢＤセンサ４１３および光源内光センサ６０２に光ビームが入射する際は、予め定められた大きさだけ光ビーム強度を増大させ、感光体ドラム１４１を光ビームが走査する際は、感光体ドラム１４１上の走査位置に対応して入力される強度変調信号の強度に応じて光ビーム強度を増大させる構成としたが、単に、ＢＤセンサ４１３および光源内光センサ６０２に光ビームが入射する際に、予め定められた大きさだけ光ビーム強度を増大させる構成であってもよい。これにより、少なくとも、基準信号生成部７０２が走査開始基準信号を生成しない状態になることを避けることができる。また、本構成であっても、反射面４３２の曇りが、感光体ドラム１４１に画像データに対応する光ビームを反射する領域に達しなければ画像品質の低下は発生しない。

【0070】

また、上述の実施形態では、特に好ましい形態として、報知部７０４および光ビーム強度制御部７０５を備える構成について説明したが、これらの要素は本発明に必須の要素ではない。例えば、報知部７０４および光ビーム強度制御部７０５の一方のみを備える構成や、いずれも備えない構成とすることもできる。例えば、報知部７０４のみを備える構成であっても、ユーザは、曇りに起因する画像品質の低下や機器の誤作動が発生する前に光ビーム強度の低下を知ることができ、適切な対応をすることができる。また、光ビーム強度制御部７０５のみを備える構成であっても、曇りに起因する画像品質の低下や機器の誤作動が発生する前に自動的に光ビーム強度を増大させることができ、その後の画像品質の低下や機器の誤作動の発生を防止することができる。また、いずれも備えない構成であっても、例えば、サービスマンがメンテナンスメニューを操作して戻り光ビーム検知部７０３の判定結果を参照することで、曇りに起因する画像品質の低下や機器の誤作動が発生する前に光ビーム強度の低下を知ることができ、適切な対応をすることができる。

【0071】

加えて、上述の実施形態では、デジタル複合機として本発明を具体化したが、デジタル複合機に限らず、プリンタ、複写機等の任意の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。さらには、本発明は、回転多面体を備える任意の走査光学装置に適用することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本発明によれば、反射面に曇りが発生した場合でも、画像品質の低下や機器の誤作動を防止することができ、走査光学装置および画像形成装置として有用である。

【符号の説明】

【0073】

１００ 複合機
１４０ 画像形成部
１４１ 感光体ドラム（像担持体）
１４２ 帯電器
１４３ 露光器（走査光学装置）
１４４ 現像器
２０１ ディスプレイ
４０１ 光源
４０２ 入射光学系
４０３ 回転多面体（ポリゴンミラー）
４０４ 走査光学系
４１３ ＢＤセンサ
５０１ 回転方向の先端側端部（特定領域）
６０２ 光源内光センサ
７０１ 光ビーム検知部
７０２ 基準信号生成部
７０３ 戻り光ビーム検知部
７０４ 報知部
７０５ 光ビーム強度制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】