JP2002258203A - 光走査部材、光走査装置、光走査ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光走査装置の集積化を実現すると
ともに、製作工程を簡素化することにより生産効率を向
上することを目的とする。 【解決手段】 本発明の光走査部材は、発光源からの光
ビームを偏向する可動ミラーと該可動ミラーを支持する
支持体とを有する光偏向部材と、可動ミラーと対向して
設けられ、発光源からの光ビームを導入する光案内部材
とを、重ねて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光走査部材、光走査
装置、光走査ユニット及び画像形成装置に関し、詳細に
は特にデジタル複写機、及びレーザプリンタ等の画像形
成装置の書込系に用いられる光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光走査装置はパッケージングされ
た半導体レーザとカップリングレンズとの配置を調整組
立した光源部、精密機械加工によるポリゴンミラーやガ
ルバノミラー等の偏向器、複数枚で構成される走査レン
ズカラーなり光学ハウジングの所定の取付部にこれらの
位置関係を高精度に管理しながら組付がなされるが、小
型化に限界があり、組付に多大なコストがかかるという
欠点がある。

【０００３】これに対し、近年シリコンマイクロマシニ
ング技術を利用した光走査デバイスの研究が進められて
おり、特許第２，７２２，６３０号明細書、特許第２，
６６８，７２５号明細書や特開平４−９６０１４号公報
に開示されるように半導体レーザチップ、軸受一体の偏
向器を単一のシリコン基板上に集積した光走査装置の提
案がなされている。半導体製造プロセスを用いるため、
極めて高い寸法精度が確保でき、バッチ生産により複数
個同時に製造できる上、センサ、電子回路を一体的に集
積できるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単一チ
ップ上において従来と同様の光学レイアウトにて発光源
からの射出方向や偏向手段での走査方向が所定となるよ
うに配置し、また空間的に光束径が確保できるようにす
るには凹凸が大きくなりエッチング除去や堆積付加で形
成できる範囲（〜１００μｍ）を越えてしまうため、製
造プロセス上制限がある。

【０００５】本発明はこれらの問題点を解決するための
ものであり、光走査装置の集積化を実現するとともに、
製作工程を簡素化することにより生産効率を向上するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明の光走査部材は、発光源からの光ビームを
偏向する可動ミラーと該可動ミラーを支持する支持体と
を有する光偏向部材と、可動ミラーと対向して設けら
れ、発光源からの光ビームを導入する光案内部材とを、
重ねて構成する。よって、製作工程を簡素化することに
より生産効率を向上できる。

【０００７】また、上記光走査部材は、更に、可動ミラ
ーを揺動させる揺動手段を重ねて構成することにより、
小型化及び集積化を図れる。

【０００８】更に、発光源と、上記光走査部材と、可動
ミラーを揺動させる揺動手段とを、重ねて構成すること
により、小型化及び集積化を図れる。

【０００９】また、発光源の射出方向と、可動ミラーの
法線方向とを揃えることにより、発光源と可動ミラーの
実装面を合わせることができ、発光源からの射出径に応
じて発光源の実装高さを確保する必要がないので装置全
体を偏平化でき、小型化を図れると共に、発光源と可動
ミラーとを空間距離を持たずに隣接して配置できるので
集積化が容易である。

【００１０】更に、発光源は支持体にモノリシックに形
成されることにより、半導体製造プロセスを用いて発光
源と可動ミラーが同時に、かつ複数個加工形成できるの
で、生産効率が向上する。

【００１１】また、発光源及び支持体は、単一の基体上
に設けると共に、基体には発光源及び揺動手段の電気配
線を行う電極端子が形成されることにより、光走査部材
と光案内部材とを装着することで電気配線が成され、個
別に電気配線処理を施す必要がなく生産効率が向上す
る。

【００１２】更に、光案内部材は発光源から可動ミラー
に至る光路中に発光源からの光ビームをカップリングす
る光学手段を含むことにより、カップリングレンズ等の
光学手段の機能を光案内部材に集約することができ、個
々の光学手段を個別に組付けを行う必要がなくなり生産
効率が向上する。また、発光源と光学手段との配置精度
が安定的に維持できるので高品位な画像形成が行うこと
ができる。

【００１３】また、光学手段は光案内部材の光ビームが
通過又は反射する壁面、又はその断面に形成され、主走
査方向に平行光束に、かつ副走査方向に集束光束にする
光学素子を含むことにより、生産効率が向上すると共
に、発光源と光学手段との配置精度が安定的に維持でき
るので高品位な画像形成が行うことができる。

【００１４】更に、光学素子は回折光学素子又は分布屈
折率素子で形成することにより、平板状に形成でき、集
積化、一体化に有利となる。

【００１５】また、光学素子は複数の光学素子の組合せ
で構成することにより、主走査、副走査に同心円状に集
束パワーを持つ素子と副走査のみに直線状に集束パワー
を持つ素子とを組合せることで、形状が単純化され作製
し易い、例えば副走査のみに曲率を有するレンズと組合
せてもよい。

【００１６】更に、光案内部材は、支持体に当接する当
接面を有すると共に、当接面上に可動ミラーと対向して
反射部を形成して可動ミラーで反射した光ビームを可動
ミラーへ再度入射するようにしたことにより、複数回可
動ミラーで反射させることで微少な振れ角であっても広
範囲な走査角を確保でき、よって揺動に要する消費電力
を低減できると共に、反射部と可動ミラーとの配置精度
が確保できるので繰り返し反射させる回数を増やすこと
ができ、更に微少な振れ角で済ませることができる。

【００１７】また、光案内部材は、可動ミラーと対向し
た平行平板部を形成すると共に、可動ミラーで反射した
光ビームを透過させ射出するようにしたことにより、可
動ミラーを保護でき、繊細なトーンションバーを破損し
ないように加工や生産、そして組付けを行う必要がな
く、生産効率が向上する。また、可動ミラーへの斜入射
によって生じた走査線の曲がりを補正でき、光走査装置
を複数配列しても隣接する走査位置のずれが生じにくく
高品位な画像形成が行うことができる。

【００１８】更に、別の発明としの画像形成装置は、上
記記載の光走査部材を、フルカラーを形成する各色毎の
画像形成部にそれぞれ設けたことに特徴がある。

【００１９】また、別の発明としての画像形成装置は、
上記記載の光走査部材を、フルカラー画像形成を行う単
一の画像形成部に対して設けたことに特徴がある。

【００２０】更に、別の発明としての画像形成装置は、
上記記載の光走査部材を、フルカラーの内１又は複数の
色に対して画像形成を行う第１の画像形成部と、残りの
色に対して画像形成を行う第２の画像形成部とのそれぞ
れに設けたことに特徴がある。

【００２１】また、別の発明としての画像形成装置は、
上記記載の光走査部材を、モノクロ画像形成を行う単一
の画像形成部に対して設けたことに特徴がある。

【００２２】更に、別の発明としての光走査装置は、発
光源と、発光源からの光ビームを偏向する可動ミラー
と、可動ミラーを支持する支持体と、可動ミラーと対向
して設けられ発光源からの光ビームを導入する光案内部
材とからなる光走査部材と、可動ミラーを揺動させる揺
動手段とを、重ねて構成することに特徴がある。よっ
て、光走査装置の集積化を実現するとともに、製作工程
を簡素化することにより生産効率を向上できる。

【００２３】また、発光源の射出方向と、可動ミラーの
法線方向とを揃えることにより、装置全体を偏平化で
き、小型化を図れると共に、発光源と可動ミラーとを空
間距離を持たずに隣接して配置できるので集積化が容易
である。

【００２４】更に、別の発明としての光走査ユニット
は、主走査領域を複数に分割し、各領域に対して光ビー
ムを主走査するように複数配列した、上記記載の光走査
装置と、各光走査装置に対応して設けられ、各光走査装
置から主走査される光ビームを被走査位置に結像させる
光学手段とを有することに特徴がある。よって、光走査
ユニットの集積化を実現するとともに、製作工程を簡素
化することにより生産効率を向上できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の光走査部材は、発光源か
らの光ビームを偏向する可動ミラーと該可動ミラーを支
持する支持体とを有する光偏向部材と、可動ミラーと対
向して設けられ、発光源からの光ビームを導入する光案
内部材とを、重ねて構成する。

【００２６】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る光走査装置の
構成を示す分解斜視図である。同図において、シリコン
基板１０１はエッチングにより可動ミラーの揺動空間１
０２が形成される領域を肉薄加工するとともに、その肉
薄部を所定のパターン形状でエッチングして表裏面間を
貫通するスリットを加工し、２本のトーションバー１０
３によって軸支された平板１０４を形成する。平板１０
４の表面にはミラー１０５がＡｕ蒸着により形成され、
そのミラー１０５はトーションバー１０３を挟む平板１
０４の端面まで回り込ませて可動電極をなす。この可動
電極と対向した支持枠裏面には一対の固定電極１０６が
各々酸化膜の電極１１４を介して形成される。また、ト
ーションバー１０３の延長上のシリコン基板１０１に
は、裏面側に積層された面発光型の半導体レーザの表面
が露出されるまでエッチング加工され、所定の射出径を
有する、主走査方向に偏平な射出開口１０７が形成され
る。面発光型の半導体レーザは、ＡｌＧａＡｓからなる
誘電体多層膜反射鏡１０８、ｎ型クラッド層１０９、活
性層１１０、ｐ型クラッド層１１１、誘電体多層膜反射
鏡１１２、ＧａＡｓ層１１３、電極１１４が順次積層さ
れ、積層面に垂直な方向に共振構造をなし誘電体多層膜
反射鏡１０８側から開口形状の光ビームが放射する。シ
リコン基板１０１は、金属フレームで一体形成されたリ
ード端子１１５と連結して一対の固定電極１０６及び電
極１１４と接合する電極１１６がパターン形成されたセ
ラミック基板１１７に接着され、電極同士ハンダ接続さ
れる。

【００２７】一方、射出開口１０７の周囲に設けられた
半導体レーザの対向電極１１８はワイヤー配線により電
極１１６と接続され、変調信号に応じて電極間に電圧を
印加することで直接ＯＮ／ＯＦＦする。また、セラミッ
ク基板１１７の可動ミラー下側には揺動空間１１９を形
成してなり、一対の固定電極１０６に交互に電圧を印加
することにより、トーションバー１０３を回転軸として
ミラー１０５が形成された平板１０４を揺動する。本実
施例では、例えば特許第２，９２４，２００号明細書に
開示される静電駆動方式の光偏向子を構成しており、一
方の固定電極に電圧を印可すると、可動電極との間の静
電引力によって可動ミラーは吸引され、トーションバー
１０３がねじられてミラー１０５が傾く、電圧を解除す
るとトーションバー１０３の復元によりミラー１０５が
水平に戻り、次にもう一方の固定電極に電圧を印加する
ことでミラー１０５が反対に傾く。この印加周期を共振
周波数に近づけると平板１０４は共振振動を始め振れ角
が著しく増幅される。この共振周波数は平板１０４の重
量とトーションバー１０３の断面２次モーメント(厚
さ、幅)と長さで決定されるので、走査速度に合わせて
この設計を行っている。光案内プリズム１２０は、半導
体レーザ、可動ミラーを覆うようにシリコン基板１０１
上に配備され、射出開口１０７、揺動空間１０２を封止
する。

【００２８】このように構成された光走査装置における
半導体レーザから射出した光ビームは、図２に示すよう
に底面から入射される。入射面には同心円状パターンの
ブレーズ型グレーティングよりなるフレネルレンズ１２
１を直接描画して形成しており、入射ビーム(拡散光)は
主走査方向には平行光束、また副走査方向には集束光束
とされ、底面から射出されて副走査方向に所定の角度を
もってミラー１０５に入射される。ミラー１０５で走査
された光ビームはプリズム底面にスリット状に形成され
た反射面１２４で反射され、副走査方向にずれて再度ミ
ラー１０５に入射され、光案内プリズム１２０を底面か
ら上面に貫通して射出される。この際、光ビームはミラ
ー１０５に副走査方向に斜入射されるため、図示のよう
に中央ｃと走査端ｅとの光路差により光案内プリズム１
２０に入射する走査線は曲がりを生じるが、光案内プリ
ズム１２０に斜入射されると、射出面までの透過光路差
により上記曲がりを打ち消す方向に補正できるため、射
出面で走査線がほぼ直線状となるように厚さｔを設定し
ている。なお、ミラー１０５で複数回反射することによ
り走査角を拡大することができる。ここで、ミラー１０
５での反射回数をＮとすると、ミラーの振れ角αに対し
て走査角はθ＝２α・（２Ｎ−１）となり、本実施例で
はＮ＝２なので走査角を３倍に拡大でき、振れ角を小さ
くすることができる。一般に静電引力Ｆは固定電極と可
動電極とのギャップｇの２乗に反比例するので、振れ角
が大きいと揺動空間(ギャップ)を大きくとる必要があり
静電引力、つまり電極間にかける電圧が著しく増大して
しまう。従って、振れ角をより小さくすることができれ
ば、小電力でミラーを揺動することができる。

【００２９】図３は本実施例の光走査装置における光案
内プリズムの別の構成を示す断面図である。同図の
（ａ）に示す光案内プリズムは底面に形成した反射型グ
レーティング２０１を形成して集光作用を持たせた例
で、入射ビームは斜面２０２で内部反射され、反射型グ
レーティング２０１に入射させて所定の集束性をもつ光
束トナーし斜面２０３で内部反射して射出される。同図
の（ｂ）に示す光案内プリズムはプリズムの光軸に直交
する断面２０５に光軸を中心に同心円状に屈折率分布を
持たせセルフォックレンズを形成した例で、斜面２０４
で内部反射した入射ビームを所定の集束性をもつ光束と
なし斜面２０６で内部反射して射出される。なお、光案
内プリズムは上記実施例で示した台形形状に限らなず、
また曲率を有する一般的なレンズを用いても、複数構成
であっても構わない。光束の集束性についても平行光束
でも発散光束でも集束光束でもよく、本実施例で示した
ように主走査、副走査で集束性が異なっても効果は同様
である。

【００３０】図４は本実施例の光走査装置を用いた光走
査デバイスの一例を示す斜視図であり、同図に示すよう
に主走査を複数域に分割し各領域に対して各々光走査装
置３０１を割り当てるよう単一の電装基板３０２上に複
数個配列され、走査レンズ３０３、３０４を各々配備し
て、各光走査装置３０１から射出された光ビームを感光
体ドラム上の走査位置３０５に結像するものである。図
４に示す光走査デバイスでは各光走査装置毎の複数の走
査レンズ３０４を樹脂成形により一体化している。各々
のレンズは同形状で主走査、副走査で曲率が異なるトロ
イダルレンズをなす。一方、走査レンズ３０３はガラス
成形による共軸非球面レンズである。

【００３１】また、図５は図４の電装基板における構成
を示すブロック図である。同図に示すように、電装基板
には各走査開始側で光ビームを検出する同期検知センサ
３０６及び可動ミラーのミラー駆動回路３１０、半導体
レーザの変調回路であるＬＤ駆動回路３１１、周波数可
変部３１２等が複数の光走査装置を一括して形成され、
図４のコネクタ３０８を介して電源供給や制御信号のや
り取りを行う。可動ミラーのＬＤ駆動回路３１１へは走
査速度に合わせて走査周波数ｆｓが入力されるが、周波
数可変部３１２を介して共振周波数ｆｂに設定される。
可動ミラーは共振周波数ｆｂで揺動することで振れ角が
増幅され、電力を極小化できるが、加工のばらつきによ
り固体間で若干の差が生じる。そのため、本実施例では
走査周波数をｆｓの設定を個々に行うが、感光体ドラム
を走査するドットピッチＰは

【００３２】Ｐ＝ｆｓ・Ｌ／ｆｍ・Ｅ (ここで、Ｌ：
走査幅、Ｅ：有効走査率)

【００３３】で表されドットピッチＰを一定とするため
には画素周波数ｆｍも可変する必要がある。そして、半
導体レーザの変調回路であるＬＤ駆動回路３１１へはこ
こで設定された走査周波数ｆｓに合わせて画素周波数ｆ
ｍが設定されて入力され、同期検知信号にタイミングを
合わせて画像データをラインバッファ３１３より読み出
し、半導体レーザを変調する。

【００３４】なお、このような構成及び動作を有する各
光走査デバイスは、同基板上でセラミック基板のトーシ
ョンバー延長上に設けられたＶ溝（図１参照）を基準と
して各デバイス間の感光体ドラム上での走査線の角度お
よび副走査位置を合わせて位置決めされ、図１のリード
端子１１５をハンダ付けすることで、接続配線と同時に
固定がなされる。また、図４の同期検知センサ３０６へ
は走査レンズ３０４近傍に配備したミラー３０７で光ビ
ームを基板側へ折返して入射させ、隣接する光走査デバ
イスとの境目が合うように記録開始タイミングを設定し
ている。更に、光走査デバイスの配列数は図４では３個
であるが、全走査幅に応じてを増減しても同様である。
当然、単品で用いても構わない。

【００３５】図６は光走査装置の別の実施例の構成を示
す断面図である。同図に示す光走査装置は半導体レーザ
チップ６０１を可動ミラー６０２と分離して構成してい
る。半導体レーザチップ６０１はセラミック基板６０３
上に接合したサブマウント６０４の垂直面に平行に積層
面が向くように接合され、高さ方向に偏平なファーフィ
ールドパターンの光ビームを端面より放射する。サブマ
ウント６０４上には半導体レーザの背面光を受光するセ
ンサ６０５が基板面カラー傾けて配備され、半導体レー
ザの射出光量を検出する。半導体レーザチップ６０１か
ら射出された光ビームは光案内プリズム６０６の端面に
接合されたフレネルレンズ６０７により主走査方向には
平行光束、また副走査方向には集束光束とされ、斜面６
０８で反射され底面より射出されて副走査方向に所定の
角度をもってミラー６０２に入射される。ここで、可動
ミラー６０２の構造は図１と同様であるので説明を省略
する。そして、セラミック基板６０３の半導体レーザチ
ップ、可動ミラー保持部はキャップ状に形成した板金カ
バー６０９で覆われ、図１の実施例と同様、電装基板上
に配備する。なお、本実施例では可動ミラーの揺動手段
を静電駆動方式としたが、可動ミラーにコイルをパター
ン形成しトーションバーを挟んで永久磁石を対向して電
磁力によって揺動する電磁駆動方式としても、圧電素子
によりトーションバーを直接歪ませて揺動する圧電駆動
方式等の方式によらず効果は同様である。

【００３６】図７は図４の光走査装置をユニット化した
例の断面図、図８は図７の外観図を示す。両図におい
て、複数の光走査モジュールを支持した電装基板３０２
はハウジング４０２の下側開口を塞ぐように底面にその
上面を当接され、ネジ４０１で保持される。ハウジング
４０２は剛性が確保できるガラス繊維強化樹脂やアルミ
ダイキャスト等からなり、その内部には結像手段を構成
する第１の走査レンズ３０３を主走査方向に配列して接
合する接合面４０２−１、第２の走査レンズ３０４を挿
入する保持部４０２−３、および同期ミラー３０７の裏
面を接合する取付面４０２−４が形成される。本実施例
では各光走査モジュールの第２の走査レンズ３０４は主
走査に連結し枠体に収められ樹脂にて一体的に形成さ
れ、光ビームを射出する開口に外側よりはめ込まれ奥側
に突き当てて取り付けられる。一方、第１の走査レンズ
３０３は接合面より突出した位置決め用突起３０３−１
をハウジング４０２に設けられた係合穴４０２−２に嵌
めこまれ主走査方向の位置決めがなされる。また、ハウ
ジング４０２の両側面には後述する感光体ドラムを保持
するカートリッジのカバーに設けられた係合孔４０５に
挿入する位置決めピン４１１−１を有する位置決め部材
４１１が取り付けられる。位置決め部材４１１は突起部
４１２にねじ固定された後、Ｌ字状に設けた座面を装置
本体のフレームに設けられたピン４１３にスプリング４
１４を介して配備されるので、上記カートリッジに常に
押し付けられた状態で保持され、複数の光走査モジュー
ルの感光体ドラムに対する位置決めを一括して確実に行
うことができる。

【００３７】図９は本実施例の光走査装置をカラーレー
ザプリンタに適用した例を示す概略断面図である。イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎に光走査装
置５２０とプロセスカートリッジ５００とが個別に位置
決めされ、用紙の搬送方向に沿って直列に配備される。
用紙は給紙トレイ５０６から給紙コロ５０７により供給
され、レジストローラ対５０８により印字のタイミング
に合わせて送り出され搬送ベルト５１１に載って搬送さ
れる。各色トナー像は用紙が各感光体ドラムを通過する
際に静電引力によって転写され、順次色重ねがなされ
て、定着ローラ５０９で定着し排紙ローラ５１２により
排紙トレイ５１０に排出する。なお、各色プロセスカー
トリッジはトナー色が異なるのみで構成は同一である。
感光体ドラム５０１の周囲には感光体を高圧に帯電する
帯電ローラ５０２、光走査装置により記録された静電潜
像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ５
０３、トナーを備蓄するトナーホッパ５０４、用紙に転
写された後の残トナーを掻き取り備蓄するクリーニング
ケ−ス５０５が配備されている。

【００３８】図１０は単一の光走査装置を有する画像形
成装置の一例を示す断面図である。同図において、光走
査装置７２０によって１色ずつ画像形成され、転写ドラ
ム７１１を４回転して回転毎に色重ねがなされるカラー
レーザプリンタに適用した例である。各色に対応した現
像ローラ７０３及びトナーホッパ７０４は回転支持体７
０５上に一体配備され１／４ずつ回転しなが感光体ドラ
ム７０１に対向させ、転写ドラム７１１上で順次トナー
像を重ねていく。用紙は４色目の画像形成にタイミング
を合わせて給紙コロ７０７により供給され、転写ドラム
７１１から４色同時に転写される。なお、実施例ではカ
ラーレーザプリンタの例を述べたが、モノクロであって
も画像形成部が１組となるだけで同様に構成できる。ま
た、画像形成装置に上記のごとく構成した光走査装置を
用いることで、光走査装置が感光体に近接して配置でき
装置全体が小型化できる上、光路長が短いので走査位置
の変動が少なく高品位な画像記録が行うことができる。
更に、一般に記録幅が大きくなると偏向手段も大型化す
る必要があり、これによる振動や消費電力の増加が問題
となるが、上記構成によれば光走査装置の配列数を増や
すだけで対応できるので、小型で低騒音、省電力な画像
形成装置を提供できる。

【００３９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光走査部
材は、発光源からの光ビームを偏向する可動ミラーと該
可動ミラーを支持する支持体とを有する光偏向部材と、
可動ミラーと対向して設けられ、発光源からの光ビーム
を導入する光案内部材とを、重ねて構成する。よって、
製作工程を簡素化することにより生産効率を向上でき
る。

【００４１】また、上記光走査部材は、更に、可動ミラ
ーを揺動させる揺動手段を重ねて構成することにより、
小型化及び集積化を図れる。

【００４２】更に、発光源と、上記光走査部材と、可動
ミラーを揺動させる揺動手段とを、重ねて構成すること
により、小型化及び集積化を図れる。

【００４３】また、発光源の射出方向と、可動ミラーの
法線方向とを揃えることにより、発光源と可動ミラーの
実装面を合わせることができ、発光源からの射出径に応
じて発光源の実装高さを確保する必要がないので装置全
体を偏平化でき、小型化を図れると共に、発光源と可動
ミラーとを空間距離を持たずに隣接して配置できるので
集積化が容易である。

【００４４】更に、発光源は支持体にモノリシックに形
成されることにより、半導体製造プロセスを用いて発光
源と可動ミラーが同時に、かつ複数個加工形成できるの
で、生産効率が向上する。

【００４５】また、発光源及び支持体は、単一の基体上
に設けると共に、基体には発光源及び揺動手段の電気配
線を行う電極端子が形成されることにより、光走査部材
と光案内部材とを装着することで電気配線が成され、個
別に電気配線処理を施す必要がなく生産効率が向上す
る。

【００４６】更に、光案内部材は発光源から可動ミラー
に至る光路中に発光源からの光ビームをカップリングす
る光学手段を含むことにより、カップリングレンズ等の
光学手段の機能を光案内部材に集約することができ、個
々の光学手段を個別に組付けを行う必要がなくなり生産
効率が向上する。また、発光源と光学手段との配置精度
が安定的に維持できるので高品位な画像形成が行うこと
ができる。

【００４７】また、光学手段は光案内部材の光ビームが
通過又は反射する壁面、又はその断面に形成され、主走
査方向に平行光束に、かつ副走査方向に集束光束にする
光学素子を含むことにより、生産効率が向上すると共
に、発光源と光学手段との配置精度が安定的に維持でき
るので高品位な画像形成が行うことができる。

【００４８】更に、光学素子は回折光学素子又は分布屈
折率素子で形成することにより、平板状に形成でき、集
積化、一体化に有利となる。

【００４９】また、光学素子は複数の光学素子の組合せ
で構成することにより、主走査、副走査に同心円状に集
束パワーを持つ素子と副走査のみに直線状に集束パワー
を持つ素子とを組合せることで、形状が単純化され作製
し易い、例えば副走査のみに曲率を有するレンズと組合
せてもよい。

【００５０】更に、光案内部材は、支持体に当接する当
接面を有すると共に、当接面上に可動ミラーと対向して
反射部を形成して可動ミラーで反射した光ビームを可動
ミラーへ再度入射するようにしたことにより、複数回可
動ミラーで反射させることで微少な振れ角であっても広
範囲な走査角を確保でき、よって揺動に要する消費電力
を低減できると共に、反射部と可動ミラーとの配置精度
が確保できるので繰り返し反射させる回数を増やすこと
ができ、更に微少な振れ角で済ませることができる。

【００５１】また、光案内部材は、可動ミラーと対向し
た平行平板部を形成すると共に、可動ミラーで反射した
光ビームを透過させ射出するようにしたことにより、可
動ミラーを保護でき、繊細なトーンションバーを破損し
ないように加工や生産、そして組付けを行う必要がな
く、生産効率が向上する。また、可動ミラーへの斜入射
によって生じた走査線の曲がりを補正でき、光走査装置
を複数配列しても隣接する走査位置のずれが生じにくく
高品位な画像形成が行うことができる。

【００５２】更に、別の発明としの画像形成装置は、上
記記載の光走査部材を、フルカラーを形成する各色毎の
画像形成部にそれぞれ設けたことに特徴がある。

【００５３】また、別の発明としての画像形成装置は、
上記記載の光走査部材を、フルカラー画像形成を行う単
一の画像形成部に対して設けたことに特徴がある。

【００５４】更に、別の発明としての画像形成装置は、
上記記載の光走査部材を、フルカラーの内１又は複数の
色に対して画像形成を行う第１の画像形成部と、残りの
色に対して画像形成を行う第２の画像形成部とのそれぞ
れに設けたことに特徴がある。

【００５５】また、別の発明としての画像形成装置は、
上記記載の光走査部材を、モノクロ画像形成を行う単一
の画像形成部に対して設けたことに特徴がある。

【００５６】更に、別の発明としての光走査装置は、発
光源と、発光源からの光ビームを偏向する可動ミラー
と、可動ミラーを支持する支持体と、可動ミラーと対向
して設けられ発光源からの光ビームを導入する光案内部
材とからなる光走査部材と、可動ミラーを揺動させる揺
動手段とを、重ねて構成することに特徴がある。よっ
て、光走査装置の集積化を実現するとともに、製作工程
を簡素化することにより生産効率を向上できる。

【００５７】また、発光源の射出方向と、可動ミラーの
法線方向とを揃えることにより、装置全体を偏平化で
き、小型化を図れると共に、発光源と可動ミラーとを空
間距離を持たずに隣接して配置できるので集積化が容易
である。

【００５８】更に、別の発明としての光走査ユニット
は、主走査領域を複数に分割し、各領域に対して光ビー
ムを主走査するように複数配列した、上記記載の光走査
装置と、各光走査装置に対応して設けられ、各光走査装
置から主走査される光ビームを被走査位置に結像させる
光学手段とを有することに特徴がある。よって、光走査
ユニットの集積化を実現するとともに、製作工程を簡素
化することにより生産効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光走査装置の構成を示
す分解斜視図である。

【図２】本実施例の光走査装置の概略構成を示す部分断
面図である。

【図３】本実施例の光走査装置の光案内部材の別の構成
を示す部分断面図である。

【図４】本実施例の光走査装置を複数個用いた光走査モ
ジュールの概略構成を示す分解斜視図である。

【図５】図１の電装基板上の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】別の実施例の光走査装置の構成を示す部分断面
図である。

【図７】本実施例の光走査装置を用いた画像形成装置の
構成を示す概略断面図である。

【図８】図７の外観を示す斜視図である。

【図９】本実施例の光走査装置を用いた別の画像形成装
置の構成を示す概略断面図である。

【図１０】本実施例の光走査装置を用いた更に別の画像
形成装置の構成を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０１；シリコン基板、１０２；揺動空間、１０３；ト
ーションバー、１０４；平板、１０５；ミラー、１０
６；固定電極、１０７；射出開口、１０８，１１２；誘
電体多層膜反射鏡、１０９；ｎ型クラッド層、１１０；
活性層、１１１；ｐ型クラッド層、１１３；ＧａＡｓ
層、１１４，１１６；電極、１１５；リード端子、１１
７；セラミック基板、１１８；対向電極、１１９；揺動
空間、１２０；光案内プリズム、１２１；フレネルレン
ズ、１２２；反射面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ｚ Ｆターム(参考） 2C362 BA17 BA49 BA51 BA87 BA90 DA08 2H045 AB02 AB08 AB73 BA02 CB24 DA02 DA04 DA11 5C051 AA02 CA07 DB24 DC07 5C072 AA03 BA05 CA06 DA04 DA21 HA02 HA10 HA14 XA01 XA05

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光源からの光ビームを偏向する可動ミ
   ラーと該可動ミラーを支持する支持体とを有する光偏向
   部材と、 前記可動ミラーと対向して設けられ、前記発光源からの
   光ビームを導入する光案内部材とを、 重ねて構成することを特徴とする光走査部材。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光走査部材は、更に、前
   記可動ミラーを揺動させる揺動手段を重ねて構成するこ
   とを特徴とする光走査部材。
3. 【請求項３】 前記発光源と、 請求項１記載の光走査部材と、 前記可動ミラーを揺動させる揺動手段とを、 重ねて構成することを特徴とする光走査部材。
4. 【請求項４】 前記発光源の射出方向と、前記可動ミラ
   ーの法線方向とを揃える請求項１〜３のいずれかに記載
   の光走査部材。
5. 【請求項５】 前記発光源は、前記支持体にモノリシッ
   クに形成される請求項１〜４のいずれかに記載の光走査
   部材。
6. 【請求項６】 前記発光源及び前記支持体は、単一の基
   体上に設けると共に、該基体には前記発光源及び前記揺
   動手段の電気配線を行う電極端子が形成される請求項１
   〜５のいずれかに記載の光走査部材。
7. 【請求項７】 前記光案内部材は、前記発光源から前記
   可動ミラーに至る光路中に前記発光源からの光ビームを
   カップリングする光学手段を含む請求項１記載の光走査
   部材。
8. 【請求項８】 前記光学手段は、前記光案内部材の光ビ
   ームが通過又は反射する壁面、又はその断面に形成さ
   れ、主走査方向に平行光束に、かつ副走査方向に集束光
   束にする光学素子を含む請求項７記載の光走査部材。
9. 【請求項９】 前記光学素子は、回折光学素子又は分布
   屈折率素子で形成する請求項８記載の光走査部材。
10. 【請求項１０】 前記光学素子は、複数の光学素子の組
    合せで構成する請求項８又は９に記載の光走査部材。
11. 【請求項１１】 前記光案内部材は、前記支持体に当接
    する当接面を有すると共に、該当接面上に前記可動ミラ
    ーと対向して反射部を形成して可動ミラーで反射した光
    ビームを前記可動ミラーへ再度入射するようにした請求
    項１記載の光走査部材。
12. 【請求項１２】 前記光案内部材は、前記可動ミラーと
    対向した平行平板部を形成すると共に、前記可動ミラー
    で反射した光ビームを透過させ射出するようにした請求
    項１記載の光走査部材。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれかに記載の光
    走査部材を、フルカラーを形成する各色毎の画像形成部
    にそれぞれ設けたことを特徴とする画像形成装置。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１２のいずれかに記載の光
    走査部材を、フルカラー画像形成を行う単一の画像形成
    部に対して設けたことを特徴とする画像形成装置。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１２のいずれかに記載の光
    走査部材を、フルカラーの内１又は複数の色に対して画
    像形成を行う第１の画像形成部と、残りの色に対して画
    像形成を行う第２の画像形成部とのそれぞれに設けたこ
    とを特徴とする画像形成装置。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１２のいずれかに記載の光
    走査部材を、モノクロ画像形成を行う単一の画像形成部
    に対して設けたことを特徴とする画像形成装置。
17. 【請求項１７】 発光源と、 該発光源からの光ビームを偏向する可動ミラーと、前記
    可動ミラーを支持する支持体と、前記可動ミラーと対向
    して設けられ前記発光源からの光ビームを導入する光案
    内部材とからなる光走査部材と、 前記可動ミラーを揺動させる揺動手段とを、 重ねて構成することを特徴とする光走査装置。
18. 【請求項１８】 前記発光源の射出方向と、前記可動ミ
    ラーの法線方向とを揃える請求項１７記載の光走査装
    置。
19. 【請求項１９】 主走査領域を複数に分割し、各領域に
    対して光ビームを主走査するように複数配列した、請求
    項１７又は１８に記載の光走査装置と、各光走査装置に
    対応して設けられ、各光走査装置から主走査される光ビ
    ームを被走査位置に結像させる前記光学手段とを有する
    ことを特徴とする光走査ユニット。