JP2005091670A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 偏向ミラー面651a,651bは第1共振周波数帯域B1の高周波側と第2共振周波数帯域B2の低周波側とが相互に重なり合っている第1駆動周波数帯域DB1の周波数fDでミラー駆動部により揺動駆動されて光ビームを偏向している。このため、共振特性A,Bの変動にともなう両偏向ミラー面651a,651bによる光ビームの偏向角の変化を、互いに打ち消し合うように光ビームの偏向角が変動する。したがって、共振特性A,Bに変動がある場合でも、第1偏向ミラー面651aによって偏向され、さらに第2偏向ミラー面651bにより偏向された光ビームの偏向角を安定させることができる。
【選択図】 図8
Description
図1は本発明にかかる光走査装置の第1実施形態たる露光ユニットを装備した画像形成装置を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、いわゆる4サイクル方式のカラープリンタである。この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から印字指令がメインコントローラ11に与えられると、このメインコントローラ11のCPU111からの印字指令に応じてエンジンコントローラ10がエンジン部EGの各部を制御して複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに印字指令に対応する画像を形成する。
図10および図11は本発明にかかる光走査装置の第2実施形態を示す主走査断面図である。また、図12は図10の光走査装置の副走査断面図である。この第2実施形態にかかる光走査装置たる露光ユニット6が第1実施形態と大きく相違する点は、偏向素子65の構成である。すなわち、第2実施形態では、図12に示すように、第1および第2偏向ミラー面651a,651bが副走査方向Yに並べて配置されている点である。このように構成された露光ユニット6では、レーザー光源62からの光ビームは、コリメータレンズ631により適当な大きさのコリメート光にビーム整形された後、同図に示すように副走査方向Yにのみパワーを有するシリンドリカルレンズ632に入射される。また、シリンドリカルレンズ632を通過した光ビームは図11に示すように主走査方向Xにのみパワーを有する集束レンズ64に入射された後、折り返しミラー641により第1偏向ミラー面651aに向けて折り返される。そして、シリンドリカルレンズ632を調整することでコリメート光は副走査方向Yにおいて下方位置の偏向ミラー面651a付近で結像される。また、この偏向ミラー面651aで偏向された光ビームは伝達光学系67の凹面ミラー面671aにより反射されて上方位置の偏向ミラー面651bに導光され、該偏向ミラー面651bにより走査レンズ66に向けて偏向される。
図13は本発明にかかる光走査装置の第3実施形態を示す図である。図13は図1の画像形成装置に装備された露光ユニット(光走査装置)の構成を示す主走査断面図、図14は露光ユニットの一構成要素たる伝達光学系を示す図、図15および図16は露光ユニットの一構成要素たる偏向素子を示す図である。この実施形態が上記第1および第2実施形態を大きく相違する点は、図13に示すように、第1偏向ミラー面851aと第2偏向ミラー面851bとの間で光ビームを伝達する伝達光学系87の構成と偏向手段85の構成が異なる点である。以下、これらの図面を参照しつつ、上記第1および第2実施形態と相違する点を中心に露光ユニットの構成および動作について詳述する。
ri:面番号iの曲率半径
di:面番号iから(i+1)の面までの軸上距離
ni:面番号iの屈折率
Ki:面番号iが軸対称非球面の場合に次式で示される軸対称非球面の非球面係数
図17および図18は本発明にかかる光走査装置の第4実施形態を示す図である。この第4実施形態が上記第3実施形態と大きく相違する点は、偏向ミラー面851a,851bを電磁気力を利用して揺動駆動している点であり、その他の構成は第3実施形態と同様である。第1および第2実施形態の偏向素子65においても、本実施形態と同様の構成をとることによって偏向ミラー面651a,651bを電磁気力を利用して揺動駆動することができる。ここでは、図17および図18に示す偏向素子85aを例にあげて説明を行う。また、第3実施形態と同一構成の部分に関しては同じ番号を用いることとする。
Claims (21)
- 光ビームを射出する光源と、それぞれ独立した主走査偏向軸回りに揺動自在に設けられた第1および第2偏向ミラー面と、前記第1および第2偏向ミラー面を前記主走査偏向軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備え、前記光源からの光ビームを前記第1偏向ミラー面で偏向し、さらに該偏向光ビームを前記第2偏向ミラー面で偏向する光走査装置において、
前記第1偏向ミラー面は、所定の第1共振周波数帯域で揺動駆動されると、共振現象により前記第1共振周波数帯域外の周波数で揺動駆動されるときよりも大きな偏向角で光ビームを偏向するように構成され、
前記第2偏向ミラー面は、前記第1共振周波数帯域と互いに部分的に重なり合う第2共振周波数帯域で揺動駆動されると、共振現象により前記第2共振周波数帯域外の周波数で揺動駆動されるときよりも大きな偏向角で光ビームを偏向するように構成され、しかも、
前記ミラー駆動部は、前記第1および第2共振周波数帯域が相互に重なり合う第1駆動周波数帯域内の周波数で、前記第1および第2偏向ミラー面を揺動駆動することを特徴とする光走査装置。 - 前記第1共振周波数帯域のうち前記第1偏向ミラー面による光ビームの偏向角が最大となる第1共振周波数と、前記第2共振周波数帯域のうち前記第2偏向ミラー面による光ビームの偏向角が最大となる第2共振周波数とが互いに異なっており、しかも前記第1および第2共振周波数の少なくとも一方が前記第1駆動周波数帯域に含まれる請求項1に記載の光走査装置。
- 前記ミラー駆動部は、前記第1および第2共振周波数で挟まれたピーク間帯域と、前記第1駆動周波数帯域とが相互に重なり合う第2駆動周波数帯域内の周波数で、前記第1および第2偏向ミラー面を揺動駆動する請求項2に記載の光走査装置。
- 前記ミラー駆動部は前記第2駆動周波数帯域のほぼ中心の周波数で、前記第1および第2偏向ミラー面を揺動駆動する請求項3に記載の光走査装置。
- 前記第1偏向ミラー面が前記第1共振周波数帯域で揺動駆動されるときの前記第1偏向ミラー面で偏向された光ビームの偏向角の大きさは、前記第1共振周波数よりも低周波の範囲では周波数の増加にともない単調増加し、前記第1共振周波数よりも高周波の範囲では周波数の増加にともない単調減少するように構成され、
前記第2偏向ミラー面が、前記第2共振周波数帯域で揺動駆動されるときの前記第2偏向ミラー面で偏向された光ビームの偏向角の大きさは、前記第2共振周波数よりも低周波の範囲では周波数の増加にともない単調増加し、前記第1共振周波数よりも高周波の範囲では周波数の増加にともない単調減少するように構成されていることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の光走査装置。 - 前記第1および第2偏向ミラー面と前記ミラー駆動部とを有する偏向手段と、光ビームを被走査面に結像する結像手段とを有し、前記被走査面上で光ビームを前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査方向に走査する走査光学系と、
前記第1偏向ミラー面により偏向された光ビームを前記第2偏向ミラー面に導く伝達光学系とを備え、
前記伝達光学系は、その反射面が前記第1および第2偏向ミラー面に対向するように配置された凹面ミラーを備え、前記凹面ミラー面が前記第1偏向ミラー面により偏向された光ビームを前記第2偏向ミラー面に反射することによって、該光ビームが前記第2偏向ミラー面から前記被走査面に向けて射出される請求項1ないし5のいずれかに記載の光走査装置。 - 前記ミラー駆動部は前記第1偏向ミラー面と前記第2偏向ミラー面を互いに逆位相で揺動駆動する請求項6記載の光走査装置。
- 前記凹面ミラー面は、前記第1偏向ミラー面のほぼ中心位置と、前記第2偏向ミラー面のほぼ中心位置とを焦点とする楕円を、前記2つの中心位置を通過する仮想直線を回転軸として回転させることで形成される楕円面となっている請求項6または7記載の光走査装置。
- 前記第1および第2偏向ミラー面は前記主走査方向と平行な方向に並べて配置される請求項6ないし8のいずれかに記載の光走査装置。
- 前記第1および第2偏向ミラー面は前記主走査方向とほぼ直交する副走査方向に並べて配置されている請求項6ないし8のいずれかに記載の光走査装置。
- 前記第1および第2偏向ミラー面の少なくとも一方が前記主走査方向とほぼ直交する副走査平面において前記被走査面とほぼ共役となっている請求項6ないし10のいずれかに記載の光走査装置。
- 前記第1および第2偏向ミラー面と前記ミラー駆動部とを有する偏向手段と、光ビームを被走査面に結像する結像手段とを有し、前記被走査面上で光ビームを前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査方向に走査する走査光学系と、
前記第1および第2偏向ミラー面の間で光ビームを伝達する伝達光学系とを備え、
前記伝達光学系は、その前側焦点が前記第1偏向ミラー面のほぼ中心位置と略一致するように配置された第1伝達レンズと、その前側焦点が前記第1伝達レンズの後側焦点と略一致するとともに、その後側焦点が前記第2偏向ミラー面のほぼ中心位置に略一致するように配置された第2伝達レンズとを備え、
前記第1偏向ミラー面により前記第1伝達レンズへ向けて偏向した光ビームを、前記第1および第2伝達レンズを介して前記第2偏向ミラー面に導くとともに、前記第2偏向ミラー面により該光ビームを前記第2伝達レンズへ向けて偏向して前記第2および第1伝達レンズを介して前記第1偏向ミラー面へ導くことで、前記第1偏向ミラー面により該光ビームを再度偏向して、前記被走査面に向けて射出する請求項1ないし5のいずれかに記載の光走査装置。 - 前記ミラー駆動部は前記第1偏向ミラー面と前記第2偏向ミラー面を互いに同位相で揺動駆動する請求項12記載の光走査装置。
- 前記第1偏向ミラー面が前記主走査方向とほぼ直交する副走査平面において前記被走査面とほぼ共役となっている請求項12または13に記載の光走査装置。
- 前記偏向手段は、
前記第1偏向ミラー面を有する第1可動部材と、
前記第2偏向ミラー面を有する第2可動部材と、
前記第1および第2可動部材を前記主走査方向とほぼ直交する方向に伸びる前記主走査偏向軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、
前記ミラー駆動部とを備え、
前記ミラー駆動部は、前記主走査偏向軸回りに前記第1および第2偏向ミラー面を揺動させて光ビーム偏向させる請求項6ないし11のいずれかに記載の光走査装置。 - 前記偏向手段は、光ビームを偏向する偏向ミラー面を一方面に有する可動部材と、前記可動部材を前記主走査方向とほぼ直交する方向に伸びる前記主走査偏向軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、前記ミラー駆動部とを備えている偏向素子2個からなり、
前記2個の一方の偏向素子の偏向ミラー面が前記第1偏向ミラー面であり、他方の偏向素子の偏向ミラー面が前記第2偏向ミラー面である請求項12ないし14のいずれかに記載の光走査装置。 - 一の基板を加工することで前記可動部材および前記支持部材が一体的に形成された請求項15または16記載の光走査装置。
- 前記基板、前記可動部材および前記支持部材はシリコン単結晶で構成されている請求項17記載の光走査装置。
- 前記ミラー駆動部は、静電吸着力により前記第1および第2偏向ミラー面を前記主走査偏向軸回りに揺動駆動する請求項15ないし18のいずれかに記載の光走査装置。
- 前記ミラー駆動部は、電磁気力により前記第1および第2偏向ミラー面を前記主走査偏向軸回りに揺動駆動する請求項15ないし18のいずれかに記載の光走査装置。
- 潜像担持体と、
請求項1ないし20のいずれかに記載の光走査装置と同一構成を有し、前記潜像担持体の表面を光ビームで走査して前記潜像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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