JP2005106894A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner, in which a deflection angle of a light beam is surely larger than the maximum deflection angle of the light beam given with a reference deflection mirror face, and to provide image forming apparatus furnished with the optical scanner. <P>SOLUTION: The reference deflection mirror face (third deflection mirror face 951c) deflects the light beam at a maximum deflection angle of 2×Θ3max, in a positive direction at a time t3max. In this case, all the deflection directions of light beams on other deflection mirror faces are aligned in the same direction as the deflection direction of the light beam deflected with the reference deflection mirror face (third deflection mirror face 951c), in order to give a a deflection angle Θs larger than 2×Θ3max to the light beam emitted from a N-th deflection mirror face 951n. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、複数の偏向ミラー面を用いて光ビームを走査する光走査装置、例えば、一の偏向ミラー面により偏向した偏向光ビームをさらに別に偏向ミラー面により偏向して光ビームの偏向角を増大させる光走査装置および該装置を装備する画像形成装置に関するものである。   The present invention provides an optical scanning device that scans a light beam using a plurality of deflecting mirror surfaces, for example, a deflecting light beam deflected by one deflecting mirror surface is further deflected by another deflecting mirror surface, and the deflection angle of the light beam is increased. The present invention relates to an optical scanning device to be increased and an image forming apparatus equipped with the device.

従来、レーザビームプリンタ、複写機やファクシミリ装置などの画像形成装置に用いられる光走査装置では、光ビームの偏向角を増大させるために2つの偏向素子を設けるとともに、各偏向素子の偏向ミラー面で光ビームを偏向させる構成が採用されることがあった(例えば特許文献1参照)。この特許文献1に記載の光走査装置では、第1偏向ミラー面で偏向した光ビームを伝達光学系によって第2偏向ミラー面に導き、この第2偏向ミラー面で第1偏向ミラー面からの光ビームをさらに偏向することで光ビームの偏向角を増大させている。そして、第2偏向ミラー面から射出される光ビームを走査レンズを介して被走査面上に導いている。このように第1および第2偏向ミラー面と伝達光学系とを組み合わせることによって、光ビームの偏向角の増大を図っている。   Conventionally, an optical scanning device used in an image forming apparatus such as a laser beam printer, a copying machine, or a facsimile machine is provided with two deflection elements to increase the deflection angle of the light beam, and the deflection mirror surface of each deflection element. A configuration for deflecting a light beam may be employed (see, for example, Patent Document 1). In the optical scanning device described in Patent Document 1, the light beam deflected by the first deflection mirror surface is guided to the second deflection mirror surface by the transmission optical system, and the light from the first deflection mirror surface is guided by the second deflection mirror surface. The deflection angle of the light beam is increased by further deflecting the beam. Then, the light beam emitted from the second deflection mirror surface is guided onto the surface to be scanned through the scanning lens. Thus, by combining the first and second deflection mirror surfaces and the transmission optical system, the deflection angle of the light beam is increased.

特開昭53−97447公報(第2頁、第1図)JP-A-53-97447 (2nd page, Fig. 1)

上記の光走査装置では、第1偏向ミラー面で偏向した光ビームを伝達光学系によって第2偏向ミラー面に導き、この第2偏向ミラー面で第1偏向ミラー面からの光ビームをさらに偏向することで光ビームの偏向角を増大させている。そのため、上記の光走査装置の偏向素子としてガルバノミラーのような振動ミラーを用いる場合、第2偏向ミラー面から被走査面に向けて射出される光ビームの偏向角を、第1偏向ミラー面により偏向された光ビームの偏向角よりもさらに増大させるように、各偏向素子の振動周波数及び位相を十分に調整する必要がある。   In the above optical scanning device, the light beam deflected by the first deflection mirror surface is guided to the second deflection mirror surface by the transmission optical system, and the light beam from the first deflection mirror surface is further deflected by this second deflection mirror surface. This increases the deflection angle of the light beam. Therefore, when a vibrating mirror such as a galvanometer mirror is used as the deflection element of the optical scanning device, the deflection angle of the light beam emitted from the second deflection mirror surface toward the scanned surface is determined by the first deflection mirror surface. It is necessary to sufficiently adjust the vibration frequency and phase of each deflecting element so as to further increase the deflection angle of the deflected light beam.

しかし、上記の光走査装置では、このことに関して十分な対策が講じられていない為、次のような問題が発生することがあった。すなわち、各偏向素子の振動周波数や位相の設定状況によっては、第1偏向ミラー面で偏向した光ビームの偏向角を減少させるように該光ビームが第2偏向ミラー面により偏向してしまうことがある。つまり、第2偏向ミラー面により被走査面に向けて射出される光ビームの偏向角を、第1偏向ミラー面による光ビームの最大偏向角よりも大きく出来ないことがあった。   However, in the above optical scanning device, since sufficient measures have not been taken in this regard, the following problems may occur. That is, depending on the setting conditions of the vibration frequency and phase of each deflection element, the light beam may be deflected by the second deflection mirror surface so as to reduce the deflection angle of the light beam deflected by the first deflection mirror surface. is there. In other words, the deflection angle of the light beam emitted toward the scanned surface by the second deflection mirror surface may not be larger than the maximum deflection angle of the light beam by the first deflection mirror surface.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基準となる偏向ミラー面による光ビームの最大偏向角よりも、確実に大きな光ビームの偏向角を得ることができる光走査装置および該装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and includes an optical scanning device capable of reliably obtaining a deflection angle of a light beam that is surely larger than the maximum deflection angle of the light beam by a reference deflection mirror surface, and the device. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus.

この発明にかかる光走査装置は、上記目的を達成するため、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ないし第N偏向ミラー面(ただしN≧2の自然数)と、前記第1ないし第N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が前記第1偏向ミラー面に向けて入射されるとともに、前記第1ないし第N偏向ミラー面の間で各偏向ミラー面により少なくとも1回以上偏向された後、前記第1ないし第Nミラー面のいずれかから被走査面に向けて射出され、前記ミラー駆動部は、前記第1ないし第N偏向ミラー面のうちいずれかを基準偏向ミラー面とし、前記基準偏向ミラー面による所定方向における該光ビームの偏向角の大きさが最大偏向角となる時に、前記基準偏向ミラー面を除く前記偏向ミラー面の各々が該光ビームを前記所定方向に偏向するように前記第1ないし第N偏向ミラー面を揺動駆動することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the optical scanning device according to the present invention includes a light source that emits a light beam and first to Nth deflection mirror surfaces that are swingable about independent main scanning deflection axes. N ≧ 2 natural number) and a mirror driving unit that drives the first to Nth deflection mirror surfaces to swing around the main scanning deflection axis, and the light beam from the light source is applied to the first deflection mirror surface. And is deflected at least once by the respective deflection mirror surfaces between the first to Nth deflection mirror surfaces, and then directed from one of the first to Nth mirror surfaces to the scanned surface. The mirror driving unit uses any one of the first to Nth deflection mirror surfaces as a reference deflection mirror surface, and the deflection angle of the light beam in the predetermined direction by the reference deflection mirror surface is the maximum. side The first to Nth deflecting mirror surfaces are driven to swing so that each of the deflecting mirror surfaces except the reference deflecting mirror surface deflects the light beam in the predetermined direction when it becomes a corner. .

このように構成された発明では、基準偏向ミラー面による所定方向における光ビームの偏向角が最大偏向角となる時、他の偏向ミラー面も、各々該光ビームを同じ所定方向に偏向するように構成されている。よって、基準偏向ミラー面による所定方向における光ビームの偏向角が最大偏向角となる時に、他の偏向ミラー面により基準偏向ミラー面による光ビームの偏向方向と同じ方向にさらに光ビームを偏向することによって、被走査面へ向けて射出される光ビームの偏向角を確実に基準偏向ミラー面による光ビームの最大偏向角よりも大きくすることができる。   In the invention configured as described above, when the deflection angle of the light beam in the predetermined direction by the reference deflection mirror surface becomes the maximum deflection angle, the other deflection mirror surfaces also deflect the light beam in the same predetermined direction. It is configured. Therefore, when the deflection angle of the light beam in the predetermined direction by the reference deflection mirror surface becomes the maximum deflection angle, the other deflection mirror surface further deflects the light beam in the same direction as the deflection direction of the light beam by the reference deflection mirror surface. Thus, the deflection angle of the light beam emitted toward the surface to be scanned can be surely made larger than the maximum deflection angle of the light beam by the reference deflection mirror surface.

また、前記ミラー駆動部は前記第A偏向ミラー面(ただし1≦A≦Nの自然数)を前記基準偏向ミラー面として、前記第1ないし第N偏向ミラー面を各々次式を満たす正弦波状に揺動駆動するように構成してもよい。   Further, the mirror driving unit swings the first to Nth deflection mirror surfaces in a sine wave shape satisfying the following equations, with the Ath deflection mirror surface (where 1 ≦ A ≦ N is a natural number) as the reference deflection mirror surface. It may be configured to be driven dynamically.

Figure 2005106894
このような構成にすることによって、交流電源を用いて偏向ミラー面の揺動周波数を容易に調整できる。さらに、基準偏向ミラー面による光ビームの偏向角が最大偏向角となる時に、他の偏向ミラー面により基準偏向ミラー面による光ビームの偏向方向と同じ方向にさらに光ビームを偏向することによって、被走査面へ向けて射出される光ビームの偏向角を確実に基準偏向ミラー面による光ビームの最大偏向角よりも大きくすることができる。
Figure 2005106894
With such a configuration, the oscillation frequency of the deflection mirror surface can be easily adjusted using an AC power supply. Furthermore, when the deflection angle of the light beam by the reference deflection mirror surface reaches the maximum deflection angle, the light beam is further deflected by the other deflection mirror surface in the same direction as the deflection direction of the light beam by the reference deflection mirror surface. The deflection angle of the light beam emitted toward the scanning surface can be surely made larger than the maximum deflection angle of the light beam by the reference deflection mirror surface.

また、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し、前記光源からの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偏向する偏向手段と、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するように構成してもよい。この場合、前記第1偏向ミラー面と前記第2偏向ミラー面は互いに逆位相および同一周波数で揺動駆動するのが望ましい。このように構成された伝達光学系では、第1偏向ミラー面により偏向された光ビームは凹面ミラー面で反射されて第2偏向ミラー面に導光される。このように伝達光学系として凹面ミラーを用いることで1枚の凹面ミラーで伝達光学系を構成することができ、伝達光学系を構成するにあたり複数の光学部品(2枚の伝達レンズ)を必須としていた従来装置に比べ、伝達光学系を簡素で、しかも少ない光学部品点数で構成することができる。また、伝達レンズが不要となることで色収差の影響を排除することができ、優れた安定性で光ビームを偏向させることができる。   The first and second deflection mirror surfaces and the mirror driving unit, and deflecting means for deflecting the light beam from the light source in a main scanning direction substantially orthogonal to the main scanning deflection axis, and the first A transmission optical system for guiding the light beam deflected by the deflection mirror surface to the second deflection mirror surface, and the transmission optical system is disposed such that a reflection surface thereof faces the first and second deflection mirror surfaces And the concave mirror surface reflects the light beam deflected by the first deflecting mirror surface to the second deflecting mirror surface, so that the light beam is reflected from the second deflecting mirror surface to the target object. You may comprise so that it may inject | emitted toward a scanning surface. In this case, it is desirable that the first deflecting mirror surface and the second deflecting mirror surface are driven to swing at opposite phases and the same frequency. In the transmission optical system configured as described above, the light beam deflected by the first deflection mirror surface is reflected by the concave mirror surface and guided to the second deflection mirror surface. By using a concave mirror as a transmission optical system in this way, a transmission optical system can be configured with a single concave mirror, and a plurality of optical components (two transmission lenses) are essential for configuring the transmission optical system. Compared with the conventional apparatus, the transmission optical system can be simple and configured with a small number of optical components. Further, since the transmission lens is not required, the influence of chromatic aberration can be eliminated, and the light beam can be deflected with excellent stability.

また、凹面ミラー面の形状については任意のものを採用することができるが、特に、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を上記凹面ミラー面として用いた場合には、次のような作用効果が得られる。すなわち、楕円面の2つの焦点に第1および第2偏向ミラー面がそれぞれ位置するため、第1偏向ミラー面により偏向された光ビームの主光線は凹面ミラー面(楕円反射面)により反射された後、第2偏向ミラー面に入射する。したがって、第1偏向ミラー面で偏向された光ビームを第2偏向ミラー面に確実に導き、光ビームを安定して偏向することができる。   In addition, any shape can be adopted as the shape of the concave mirror surface, and in particular, an ellipse whose focal point is the substantially center position of the first deflection mirror surface and the substantially center position of the second deflection mirror surface. When an elliptical surface formed by rotating an imaginary straight line passing through the two central positions as a rotation axis is used as the concave mirror surface, the following operational effects can be obtained. That is, since the first and second deflection mirror surfaces are located at the two focal points of the elliptical surface, the principal ray of the light beam deflected by the first deflection mirror surface is reflected by the concave mirror surface (elliptical reflection surface). Thereafter, the light enters the second deflection mirror surface. Therefore, the light beam deflected by the first deflection mirror surface can be reliably guided to the second deflection mirror surface, and the light beam can be stably deflected.

また、第1および第2偏向ミラー面の配置関係については任意であるが、次のような配置関係を満足させることで特有の作用効果が得られる。例えば前記第1および第2偏向ミラー面を前記主走査方向と平行な方向に並べて配置すると、主走査平面に対して角度をつけて光ビームを第1および第2偏向ミラー面に入射・射出させる必要がなくなる。つまり、同一の主走査平面内に光走査装置の光学部品を配置することができる。その結果、主走査方向とほぼ直交する副走査方向における装置サイズの小型化、つまり装置の薄型化を図ることができる。また、前記第1および第2偏向ミラー面を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すると、主走査平面において偏向手段が占める面積が最小化され、主走査平面での装置サイズを低減することができ、装置の小型化が可能となる。   Further, the arrangement relationship between the first and second deflection mirror surfaces is arbitrary, but a specific operational effect can be obtained by satisfying the following arrangement relationship. For example, when the first and second deflecting mirror surfaces are arranged side by side in a direction parallel to the main scanning direction, the light beam is incident on and emitted from the first and second deflecting mirror surfaces at an angle with respect to the main scanning plane. There is no need. That is, the optical components of the optical scanning device can be arranged in the same main scanning plane. As a result, it is possible to reduce the apparatus size in the sub-scanning direction substantially orthogonal to the main scanning direction, that is, to reduce the apparatus thickness. Further, when the first and second deflection mirror surfaces are arranged side by side in the sub-scanning direction substantially orthogonal to the main scanning direction, the area occupied by the deflecting means in the main scanning plane is minimized, and the apparatus size in the main scanning plane is reduced. Therefore, the apparatus can be reduced in size.

また、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るように構成してもよい。このような構成を採用することで、被走査面と共役関係を有する偏向ミラー面の副走査方向への揺動の影響を防止することができる。また、副走査方向における上記偏向ミラー面のサイズを小さくして偏向手段の小型化、軽量化することができる。その結果、上記偏向ミラー面の駆動速度をさらに向上させて光ビームの偏向速度をさらに高めることができる。   Further, at least one of the first and second deflection mirror surfaces may be configured to be substantially conjugate with the surface to be scanned in a sub-scanning plane that is substantially orthogonal to the main scanning direction. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the influence of the swing in the sub-scanning direction of the deflection mirror surface having a conjugate relationship with the surface to be scanned. Further, the size of the deflecting mirror surface in the sub-scanning direction can be reduced to reduce the size and weight of the deflecting means. As a result, the driving speed of the deflection mirror surface can be further improved to further increase the deflection speed of the light beam.

また、光走査装置を、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し、前記光源からの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偏向する偏向手段と、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ように構成してもよい。この場合、前記第1偏向ミラー面と前記第2偏向ミラー面は互いに同位相および同一周波数で揺動駆動されることが望ましい。このような構成にすることによって、使用環境の温度変化による第1および第2偏向ミラー面の共振周波数の変動によらず、常に安定した偏向角で光ビームを偏向することができる。さらに、第1偏向ミラー面での光ビームの反射位置と第2偏向ミラー面での光ビームの反射位置とが共役な関係となっているため、光ビームを確実に、第1偏向ミラー面から第2偏向ミラー面へ、第2偏向ミラー面から第2偏向ミラー面へと導き、光ビームを安定して偏向することができる。   Further, the optical scanning device includes the first and second deflection mirror surfaces and the mirror driving unit, and deflects the light beam from the light source in the main scanning direction substantially orthogonal to the main scanning deflection axis. And a transmission optical system that transmits a light beam between the first and second deflection mirror surfaces, and the transmission optical system has a front focal point substantially coincident with a substantially central position of the first deflection mirror surface. The first transmission lens and the front focal point thereof are substantially coincident with the rear focal point of the first transmission lens, and the rear focal point is substantially coincident with the substantially central position of the second deflection mirror surface. A light beam that is deflected toward the first transmission lens by the first deflection mirror surface to the second deflection mirror surface via the first and second transmission lenses. And the second The light beam is deflected toward the second transmission lens by the directional mirror surface and guided to the first deflection mirror surface via the second and first transmission lenses, so that the light is transmitted by the first deflection mirror surface. The beam may be deflected again and emitted toward the surface to be scanned. In this case, it is desirable that the first deflection mirror surface and the second deflection mirror surface are driven to swing with the same phase and the same frequency. With such a configuration, it is possible to always deflect the light beam with a stable deflection angle regardless of fluctuations in the resonance frequencies of the first and second deflection mirror surfaces due to temperature changes in the usage environment. Furthermore, since the reflection position of the light beam on the first deflection mirror surface and the reflection position of the light beam on the second deflection mirror surface are in a conjugate relationship, the light beam can be reliably transferred from the first deflection mirror surface. The light beam can be stably deflected by guiding the second deflection mirror surface from the second deflection mirror surface to the second deflection mirror surface.

また、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るように構成してももちろんよい。このような構成を採用することで、被走査面と共役関係を有する偏向ミラー面の副走査方向への揺動の影響を防止することができる。また、副走査方向における上記偏向ミラー面のサイズを小さくして偏向手段の小型化、軽量化することができる。その結果、上記偏向ミラー面の駆動速度をさらに向上させて光ビームの偏向速度をさらに高めることができる。   Of course, the first deflection mirror surface may be substantially conjugate with the surface to be scanned in a sub-scanning plane that is substantially orthogonal to the main scanning direction. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the influence of the swing in the sub-scanning direction of the deflection mirror surface having a conjugate relationship with the surface to be scanned. Further, the size of the deflecting mirror surface in the sub-scanning direction can be reduced to reduce the size and weight of the deflecting means. As a result, the driving speed of the deflection mirror surface can be further improved to further increase the deflection speed of the light beam.

また、伝達光学系を凹面ミラーで構成した場合の偏向手段としては、単一の偏向ミラー面を有する偏向素子(例えばガルバノミラーなど)を2つ並列配置したものを用いることができるが、以下のように構成された偏向手段を用いてもよい。すなわち、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を偏向させている。ここで、第1可動部材、第2可動部材および支持部材については、一の基板を加工することで前記第1可動部材、前記第2可動部材および前記支持部材が一体的に形成するようにしてもよい。このように一体形成することで、本発明に最適な共振特性を持つ第1および第2偏向ミラー面を容易に作成でき、光ビームを安定して偏向することができる。また、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個ならなり、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ものを用いることができる。なお、基板加工方法についてはマイクロマシニング技術を適用することができ、該加工技術を用いることで高精度に偏向手段を作成することができ、光ビームの偏向角を安定させる上で有利となる。   In addition, as a deflecting unit in the case where the transmission optical system is configured by a concave mirror, one in which two deflecting elements (for example, galvanometer mirrors) having a single deflecting mirror surface are arranged in parallel can be used. A deflecting unit configured as described above may be used. That is, the deflection means includes a first movable member having the first deflection mirror surface, a second movable member having the second deflection mirror surface, and the first and second movable members substantially in the main scanning direction. A support member that swingably supports the main scanning deflection axis extending in a direction orthogonal to the main scanning deflection axis; and the mirror driving unit, wherein the mirror driving unit includes the first and second deflections around the main scanning deflection axis. The mirror surface is swung to deflect the light beam. Here, for the first movable member, the second movable member, and the support member, the first movable member, the second movable member, and the support member are integrally formed by processing one substrate. Also good. By integrally forming in this way, the first and second deflection mirror surfaces having the optimum resonance characteristics for the present invention can be easily created, and the light beam can be stably deflected. The deflecting means also supports a movable member having a deflecting mirror surface for deflecting the light beam on one surface, and the movable member swingably around the main scanning deflection axis extending in a direction substantially perpendicular to the main scanning direction. The deflecting mirror surface of the one of the two deflecting elements is the first deflecting mirror surface and the deflecting mirror of the other deflecting element. A surface whose surface is the second deflection mirror surface can be used. Note that a micromachining technique can be applied to the substrate processing method. By using the processing technique, a deflecting unit can be created with high accuracy, which is advantageous in stabilizing the deflection angle of the light beam.

また、前記基板、前記可動部材および前記支持部材としてシリコン単結晶を用いることができる。例えばシリコン単結晶の基板を支持部材として用いるとともに、この基板に対してマイクロマシニング技術を適用することで可動部材を形成することができる。このようにシリコン単結晶を用いて偏向素子の可動部材および支持部材を構成すると、第1および第2偏向ミラー面を高精度に製造することができる。また、ステンレス鋼と同程度のバネ特性で可動部材を揺動自在に支持することができ、第1および第2偏向ミラー面を安定して、しかも高速で揺動することができる。   Moreover, a silicon single crystal can be used as the substrate, the movable member, and the support member. For example, a movable member can be formed by using a silicon single crystal substrate as a support member and applying a micromachining technique to the substrate. When the movable member and the support member of the deflection element are configured using the silicon single crystal in this way, the first and second deflection mirror surfaces can be manufactured with high accuracy. Further, the movable member can be supported in a swingable manner with the same spring characteristics as stainless steel, and the first and second deflection mirror surfaces can be swung stably and at high speed.

また、第1および第2偏向ミラー面を揺動駆動させるための駆動力としては、静電吸着力や電磁気力などを用いることができるが、それぞれ以下のような特性を有している。静電吸着力を用いた場合、コイルパターンを形成する必要がなく、偏向素子の小型化が可能となり、光ビームの偏向動作をより高速化することができる。一方、電磁気力を用いた場合、静電吸着力を発生させる場合に比べて低い駆動電圧で、第1および第2偏向ミラー面を揺動駆動することができ、電圧制御が容易となり、偏向素子の位置制度を高めることができる。このように互いに異なる特徴を有しているため、使用目的に応じた駆動力を採用すればよい。   Further, as a driving force for swinging and driving the first and second deflecting mirror surfaces, an electrostatic adsorption force, an electromagnetic force, or the like can be used, and each has the following characteristics. When the electrostatic attraction force is used, it is not necessary to form a coil pattern, the deflection element can be miniaturized, and the deflection operation of the light beam can be further accelerated. On the other hand, when the electromagnetic force is used, the first and second deflection mirror surfaces can be driven to oscillate with a lower driving voltage than when the electrostatic attraction force is generated, and the voltage control is facilitated. Can improve the position system. Thus, since it has a mutually different characteristic, what is necessary is just to employ | adopt the driving force according to the intended purpose.

<発明の基本概念>
まず、この発明について図1ないし図3を用いて詳述する。図1は複数の偏向ミラー面によって光ビームを偏向する光走査装置の模式図、図2は図1の光走査装置が光ビームの偏向角を増大させるために必要な条件を示す模式図、図3は図2の条件を満たす位相時間差の根拠を示す模式図である。
<Basic concept of invention>
First, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram of an optical scanning device that deflects a light beam by a plurality of deflecting mirror surfaces, and FIG. 2 is a schematic diagram showing conditions necessary for the optical scanning device of FIG. 1 to increase the deflection angle of the light beam. 3 is a schematic diagram showing the basis of the phase time difference that satisfies the conditions of FIG.

図1はN個(ただし、N≧2の自然数)の偏向ミラー面を用いて光ビームを走査する光走査装置を示す模式図である。この装置では、光ビームが第1ないし第N偏向ミラー面951a,951b,951c,…,951m,951nによって偏向された後、第N偏向ミラー面951nから偏向角Θsで射出される。各偏向ミラー面の間には各々同一のパワーを有する伝達レンズ971a,972a,971b,972b,…,971m,972mが2個ずつ配設されて伝達光学系97a,97b,…,97mが構成されており、偏向ミラー面から偏向ミラー面へと光ビームを伝達する。第i偏向ミラー面の回転角が例えばΘiのとき、光ビームは第i偏向ミラー面により偏向角2・Θiの大きさで偏向される。図中の破線は、第3偏向ミラー面と第m偏向ミラー面との間に配設されている偏向ミラー面および伝達光学系の図示が省略されていることを示す。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical scanning device that scans a light beam using N (where N ≧ 2 is a natural number) deflection mirror surfaces. In this apparatus, the light beam is deflected by the first to Nth deflection mirror surfaces 951a, 951b, 951c,..., 951m, 951n and then emitted from the Nth deflection mirror surface 951n at a deflection angle Θs. Two transmission lenses 971a, 972a, 971b, 972b,..., 971m, 972m each having the same power are arranged between the deflecting mirror surfaces to form transmission optical systems 97a, 97b,. The light beam is transmitted from the deflecting mirror surface to the deflecting mirror surface. When the rotation angle of the i-th deflection mirror surface is Θi, for example, the light beam is deflected by the i-th deflection mirror surface with a deflection angle of 2 · Θi. The broken line in the drawing indicates that the deflection mirror surface and the transmission optical system disposed between the third deflection mirror surface and the m-th deflection mirror surface are not shown.

伝達光学系97aないし97mは同一構成であるため、伝達光学系97aについてのみ説明を行い、他の伝達光学系については相当符号を付して説明を省略する。伝達光学系97aは、その前側焦点が第1偏向ミラー面951aのほぼ中心位置と略一致するように配置された伝達レンズ971aと、前側焦点が伝達レンズ971aの後側焦点と略一致するとともに、その後側焦点が第2偏向ミラー面951bのほぼ中心位置に略一致するように配置された伝達レンズ972aとを備えている。そして、第1偏向ミラー面951aにより伝達レンズ971aへ向けて第1偏向角2・Θ1で偏向した光ビームを、伝達レンズ971a,972aを介して第2偏向ミラー面951bに導くことで、第2偏向ミラー面951bにより該光ビームを伝達レンズ971bへ向けてさらに第2偏向角2・Θ2増大させた偏向角2・Θ1+2・Θ2で偏向する。   Since the transmission optical systems 97a to 97m have the same configuration, only the transmission optical system 97a will be described, and the other transmission optical systems will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. The transmission optical system 97a includes a transmission lens 971a disposed so that its front focal point substantially coincides with the substantially central position of the first deflection mirror surface 951a, and the front focal point substantially coincides with the rear focal point of the transmission lens 971a. And a transmission lens 972a disposed so that the rear focal point substantially coincides with the substantially central position of the second deflection mirror surface 951b. Then, the light beam deflected by the first deflection mirror surface 951a toward the transmission lens 971a at the first deflection angle 2 · Θ1 is guided to the second deflection mirror surface 951b through the transmission lenses 971a and 972a, so that the second The deflecting mirror surface 951b deflects the light beam toward the transmission lens 971b at a deflection angle 2 · Θ1 + 2 · Θ2 which is further increased by the second deflection angle 2 · Θ2.

伝達レンズ971bに向けて偏向された光ビームは、伝達レンズ971b,972bを介して第3偏向ミラー面951cへ導光される。第3偏向ミラー面951cに導光された該光ビームを、第3偏向ミラー面951cにより次の伝達レンズ(図示省略)へ向けてさらに第3偏向角2・Θ3増大させた偏向角2・Θ1+2・Θ2+2・Θ3で偏向する。以下、同様の動作を光ビームが第N偏向ミラー面951nに導光されるまで行う。   The light beam deflected toward the transmission lens 971b is guided to the third deflection mirror surface 951c via the transmission lenses 971b and 972b. The light beam guided to the third deflection mirror surface 951c is further increased by the third deflection angle 2 · Θ3 toward the next transmission lens (not shown) by the third deflection mirror surface 951c, and the deflection angle 2 · Θ1 + 2・ Deflect by Θ2 + 2 ・ Θ3. Thereafter, the same operation is performed until the light beam is guided to the Nth deflection mirror surface 951n.

そして、第N偏向ミラー面に導光された光ビームは、第N偏向ミラー面951nによって、さらに第N偏向角2・ΘN増大させた偏向角Θsで射出される。よって、偏向角Θsの大きさは、各偏向ミラー面による光ビームの偏向角の大きさの加算値となる。   The light beam guided to the Nth deflection mirror surface is emitted by the Nth deflection mirror surface 951n at a deflection angle Θs further increased by the Nth deflection angle 2 · ΘN. Therefore, the magnitude of the deflection angle Θs is an added value of the magnitudes of the deflection angles of the light beams by the respective deflection mirror surfaces.

ここでは、各偏向ミラー面は所定の揺動周波数で揺動しながら光ビームを偏向している。ところが、このような場合、各偏向ミラー面の揺動周波数や位相の設定状況によっては、各偏向ミラー面が光ビームの偏向角を互いに打ち消し合ってしまい、十分な偏向角が得られないことがある。そこで、本発明では図2に示す構成とすることによって、確実に必要な偏向角が得られるようにしている。以下、その構成について詳細に述べる。   Here, each deflection mirror surface deflects the light beam while oscillating at a predetermined oscillation frequency. However, in such a case, depending on the setting conditions of the oscillation frequency and phase of each deflecting mirror surface, the deflecting mirror surfaces cancel each other out the deflection angles of the light beams, and a sufficient deflection angle may not be obtained. is there. Therefore, in the present invention, the configuration shown in FIG. 2 is used to ensure that the necessary deflection angle can be obtained. Hereinafter, the configuration will be described in detail.

図2は図1における第3偏向ミラー面951cを基準偏向ミラー面としたとき、第N偏向ミラー面951nから射出される光ビームの偏向角Θsが、第3偏向ミラー面951cによる光ビームの所定の方向における光ビームの最大偏向角2・Θ3maxよりも確実に大きくなるようにする構成を示す。図2(a)は基準偏向ミラー面(第3偏向ミラー面951c)の時刻tにおける回転角の大きさ、図2(b)は第1偏向ミラー面951aの時刻tにおける回転角の大きさ、図2(c)は第i偏向ミラー面(1≦i≦Nの自然数、ただし、i=1,3は除く)の時刻tにおける回転角の大きさを示す。   In FIG. 2, when the third deflection mirror surface 951c in FIG. 1 is used as a reference deflection mirror surface, the deflection angle Θs of the light beam emitted from the Nth deflection mirror surface 951n is a predetermined value of the light beam by the third deflection mirror surface 951c. The configuration is assured to be larger than the maximum deflection angle 2 · Θ3max of the light beam in the direction of. 2A shows the size of the rotation angle of the reference deflection mirror surface (third deflection mirror surface 951c) at time t, and FIG. 2B shows the size of the rotation angle of the first deflection mirror surface 951a at time t. FIG. 2C shows the magnitude of the rotation angle of the i-th deflection mirror surface (natural number 1 ≦ i ≦ N, except i = 1, 3) at time t.

図2(a)に示すように基準偏向ミラー面(第3偏向ミラー面951c)は時刻t3maxの時に正方向に最大回転角Θ3maxとなり、最大偏向角2・Θ3maxで光ビームを偏向する。この時、第N偏向ミラー面951nから射出される光ビームの偏向角Θsを、2・Θ3maxより大きくするためには、他の偏向ミラー面による光ビームの偏向方向がすべて、基準偏向ミラー面(第3偏向ミラー面951c)による光ビームの偏向方向と同じ方向になるようにしてやればよい。つまり、図2(b)、(c)に示す第1および第i偏向ミラー面の、時刻t3maxにおける回転角の大きさΘ1a,Θiaが、Θ3maxと同一方向、すなわち正方向となっているように、基準偏向ミラー面を除く各偏向ミラー面の揺動周波数および位相を設定すればよい。このような構成とすることによって、確実に第N偏向ミラー面951nから射出される光ビームの偏向角Θsを、基準偏向ミラー面(第3偏向ミラー面951c)による光ビームの所定の方向における最大偏向角2・Θ3maxよりも大きくすることができる。   As shown in FIG. 2A, the reference deflection mirror surface (third deflection mirror surface 951c) has a maximum rotation angle Θ3max in the positive direction at time t3max, and deflects the light beam at the maximum deflection angle 2 · Θ3max. At this time, in order to make the deflection angle Θs of the light beam emitted from the Nth deflection mirror surface 951n larger than 2 · Θ3max, the deflection directions of the light beams by the other deflection mirror surfaces are all the reference deflection mirror surface ( The light beam may be deflected in the same direction as that of the third deflection mirror surface 951c). That is, the magnitudes of rotation angles Θ1a and Θia of the first and i-th deflection mirror surfaces shown in FIGS. 2B and 2C at the time t3max are in the same direction as Θ3max, that is, in the positive direction. The oscillation frequency and phase of each deflection mirror surface excluding the reference deflection mirror surface may be set. With such a configuration, the deflection angle Θs of the light beam emitted from the Nth deflection mirror surface 951n is reliably set to the maximum in the predetermined direction of the light beam by the reference deflection mirror surface (third deflection mirror surface 951c). The deflection angle can be made larger than 2 · Θ3max.

次に各偏向ミラー面が数2で示すような正弦波状に所定の揺動周波数で揺動しながら光ビームを偏向する構成とし、第A偏向ミラー面(1≦A≦Nの自然数)が基準偏向ミラー面とする。この場合、下記に詳述するように偏向ミラー面を揺動してやれば、確実に第N偏向ミラー面951nから射出される光ビームの偏向角Θsを、第A偏向ミラー面による光ビームの所定の方向における最大偏向角2・ΘAmaxよりも大きくすることができる。図3(a)は時刻tにおける第A偏向ミラー面の回転角の大きさを示し、第A偏向ミラー面は基準揺動周波数fで揺動している。また、図3(b)は位相がαimin遅れた状態、図3(c)は位相がαimax遅れた状態の第i偏向ミラー面(1≦i≦N、ただしAを除く)の時刻tにおける回転角の大きさを示し、第i偏向ミラー面は揺動周波数ki・f(ki:自然数)で揺動している。   Next, each deflecting mirror surface is configured to deflect the light beam while oscillating at a predetermined oscillating frequency in a sinusoidal shape as shown in Formula 2, and the Ath deflecting mirror surface (a natural number of 1 ≦ A ≦ N) is a reference. A deflection mirror surface. In this case, if the deflection mirror surface is swung as will be described in detail below, the deflection angle Θs of the light beam emitted from the Nth deflection mirror surface 951n is reliably set to a predetermined value of the light beam by the Ath deflection mirror surface. It can be made larger than the maximum deflection angle 2 · ΘAmax in the direction. FIG. 3A shows the magnitude of the rotation angle of the A-th deflection mirror surface at time t, and the A-th deflection mirror surface is oscillated at the reference oscillation frequency f. 3 (b) shows a state where the phase is delayed by αimin, and FIG. 3 (c) shows a rotation at time t of the i-th deflection mirror surface (1 ≦ i ≦ N, except A) where the phase is delayed by αimax. This indicates the size of the corner, and the i-th deflection mirror surface is oscillated at an oscillation frequency ki · f (ki: natural number).

図3(b)に示すように、第i偏向ミラー面の第A偏向ミラー面に対する位相遅れ時間をαiminより大きくすれば、第A偏向ミラー面(基準偏向ミラー面)による光ビームの偏向角が最大となる時刻tAmaxの時、光ビームは確実に、第i偏向ミラー面によって第A偏向ミラー面による光ビームの偏向方向と同じ方向に偏向される(PHBで示す範囲)。ここで、図3(c)に示すように、第i偏向ミラー面の第A偏向ミラー面に対する位相遅れ時間をαimaxより大きくすれば、第i偏向ミラー面による光ビームの偏向方向は、第A偏向ミラー面による光ビームの偏向方向と逆となるので、位相遅れ時間はαimaxより大きくしてはならない。   As shown in FIG. 3B, if the phase delay time of the i-th deflection mirror surface with respect to the A-th deflection mirror surface is made larger than αimin, the deflection angle of the light beam by the A-th deflection mirror surface (reference deflection mirror surface) can be increased. At the maximum time tAmax, the light beam is reliably deflected by the i-th deflection mirror surface in the same direction as the light beam deflection direction by the A-th deflection mirror surface (range indicated by PHB). Here, as shown in FIG. 3C, if the phase delay time of the i-th deflection mirror surface with respect to the A-th deflection mirror surface is made larger than αimax, the deflection direction of the light beam by the i-th deflection mirror surface is The phase delay time should not be larger than αimax because it is opposite to the deflection direction of the light beam by the deflection mirror surface.

第i偏向ミラー面はkiを任意の自然数とするki・fを揺動周波数として揺動するように構成されている。ここで、第i偏向ミラー面の位相遅れ時間をtAmax(=1/(4f))とすることによって、時刻tAmaxの時の第i偏向ミラー面による光ビームの偏向角は0となる。ここから、さらに第i偏向ミラー面の位相を、第i偏向ミラー面の揺動周波数の半周期分(=1/(2ki・f))より大きく遅らせることによって、第i偏向ミラー面による光ビームの偏向方向が、第A偏向ミラー面による光ビームの偏向方向と同一(PHBで示す範囲)となる。よって、第N偏向ミラー面951nから射出される光ビームの偏向角Θsを、第A偏向ミラー面による光ビームの所定の方向における最大偏向角2・ΘAmaxよりも大きくすることができる。   The i-th deflection mirror surface is configured to oscillate with ki · f as an oscillation frequency where ki is an arbitrary natural number. Here, by setting the phase delay time of the i-th deflection mirror surface to tAmax (= 1 / (4f)), the deflection angle of the light beam by the i-th deflection mirror surface at time tAmax becomes zero. From here, the light beam by the i-th deflection mirror surface is further delayed by delaying the phase of the i-th deflection mirror surface by a half period (= 1 / (2ki · f)) of the oscillation frequency of the i-th deflection mirror surface. Is the same as the deflection direction of the light beam by the A-th deflection mirror surface (range indicated by PHB). Therefore, the deflection angle Θs of the light beam emitted from the Nth deflection mirror surface 951n can be made larger than the maximum deflection angle 2 · ΘAmax in the predetermined direction of the light beam by the Ath deflection mirror surface.

また、1周期分以上(=1/(ki・f))遅らせると、第i偏向ミラー面による光ビームの偏向方向が、第A偏向ミラー面による光ビームの偏向方向と逆の方向となる(PHBで示す範囲の外)。よって、第N偏向ミラー面951nから射出される光ビームの偏向角Θsは、第A偏向ミラー面による光ビームの所定の方向における最大偏向角2・ΘAmaxより小さくなってしまう。   When the light beam is delayed by one period or more (= 1 / (ki · f)), the deflection direction of the light beam by the i-th deflection mirror surface is opposite to the deflection direction of the light beam by the A-th deflection mirror surface ( Outside the range indicated by PHB). Therefore, the deflection angle Θs of the light beam emitted from the Nth deflection mirror surface 951n is smaller than the maximum deflection angle 2 · ΘAmax in the predetermined direction of the light beam by the Ath deflection mirror surface.

以上より、第i偏向ミラー面の位相差時間αiは数2で示される範囲となる。数2におけるh/kiは、第i偏向ミラー面は正弦波状に揺動しているため、各周期における位相条件を一般化して示したものである。   From the above, the phase difference time αi of the i-th deflection mirror surface is in the range represented by Equation 2. H / ki in Equation 2 is a generalized phase condition in each cycle because the i-th deflection mirror surface is swung in a sine wave.

なお、各偏向ミラー面による光ビームの偏向回数は1回以上であれば何回でもよく、その場合の偏向角Θsは次式で示される。   The number of times of deflection of the light beam by each deflecting mirror surface may be any number as long as it is one or more, and the deflection angle Θs in that case is expressed by the following equation.

Figure 2005106894
また、光ビームが射出する偏向ミラー面は、第1ないし第N偏向ミラー面のいずれかからでもよいことは言うまでもない。この場合でも、数2で示す揺動周波数・位相条件で、各偏向ミラー面を揺動駆動すれば、光ビームの偏向角Θsを、確実に第A偏向ミラー面(基準偏向ミラー面)による光ビームの所定の方向における最大偏向角2・ΘAmaxよりも大きくすることができる。
Figure 2005106894
It goes without saying that the deflection mirror surface from which the light beam is emitted may be from any of the first to Nth deflection mirror surfaces. Even in this case, if each deflection mirror surface is driven to oscillate under the oscillation frequency and phase conditions shown in Equation 2, the deflection angle Θs of the light beam can be reliably determined by the light from the Ath deflection mirror surface (reference deflection mirror surface). The maximum deflection angle 2 · ΘAmax in a predetermined direction of the beam can be made larger.

また、図1では伝達光学系は伝達レンズにより構成されているが、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、伝達光学系として種々の反射素子を用いたり、伝達レンズと反射素子を組み合わせたものを用いても構わない。以下に述べる実施形態のすべては、上述した構成となっている。   In FIG. 1, the transmission optical system is configured by a transmission lens, but various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the transmission optical system. For example, various reflection elements may be used as the transmission optical system, or a combination of a transmission lens and a reflection element may be used. All of the embodiments described below have the above-described configuration.

<第1実施形態>
図4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5は図4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。
<First Embodiment>
FIG. 4 is a view showing an image forming apparatus equipped with an exposure unit according to the first embodiment of the optical scanning device of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This image forming apparatus is a so-called four-cycle color printer. In this image forming apparatus, when a print command is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer in response to an image formation request from the user, the engine controller 10 responds to the print command from the CPU 111 of the main controller 11. The engine unit EG is controlled to form an image corresponding to the print command on a sheet such as copy paper, transfer paper, paper, and OHP transparent sheet.

このエンジン部EGでは、感光体2(本発明の「潜像担持体」に相当)が図4の矢印方向(副走査方向)に回転自在に設けられている。また、この感光体2の周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット3、ロータリー現像ユニット4およびクリーニング部(図示省略)がそれぞれ配置されている。帯電ユニット3には帯電制御部103が電気的に接続されており、所定の帯電バイアスを印加している。このバイアス印加によって感光体2の外周面が所定の表面電位に均一に帯電される。また、これらの感光体2、帯電ユニット3およびクリーニング部は一体的に感光体カートリッジを構成しており、感光体カートリッジが一体として装置本体5に対し着脱自在となっている。   In the engine unit EG, the photosensitive member 2 (corresponding to the “latent image carrier” of the present invention) is provided so as to be rotatable in the arrow direction (sub-scanning direction) in FIG. Further, a charging unit 3, a rotary developing unit 4, and a cleaning unit (not shown) are arranged around the photoconductor 2 along the rotation direction. A charging controller 103 is electrically connected to the charging unit 3 and applies a predetermined charging bias. By applying this bias, the outer peripheral surface of the photoreceptor 2 is uniformly charged to a predetermined surface potential. Further, the photosensitive member 2, the charging unit 3, and the cleaning unit integrally constitute a photosensitive member cartridge, and the photosensitive member cartridge is integrally detachable from the apparatus main body 5.

そして、この帯電ユニット3によって帯電された感光体2の外周面に向けて本発明の光走査装置に相当する露光ユニット6から光ビームLが照射される。この露光ユニット6は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームLを感光体2の表面(本発明の「被走査面」に相当)上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。なお、この露光ユニット6の構成および動作については後で詳述する。   The light beam L is irradiated from the exposure unit 6 corresponding to the optical scanning device of the present invention toward the outer peripheral surface of the photosensitive member 2 charged by the charging unit 3. The exposure unit 6 exposes a light beam L on the surface of the photosensitive member 2 (corresponding to the “scanned surface” of the present invention) in accordance with an image signal given from an external device, and outputs electrostatic light corresponding to the image signal. A latent image is formed. The configuration and operation of the exposure unit 6 will be described in detail later.

こうして形成された静電潜像は現像ユニット4(本発明の「現像手段」に相当)によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット4は、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム40、支持フレーム40に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器4Y、マゼンタ用の現像器4M、シアン用の現像器4C、およびブラック用の現像器4Kを備えている。そして、エンジンコントローラ10の現像器制御部104からの制御指令に基づいて、現像ユニット4が回転駆動されるとともにこれらの現像器4Y、4M、4C、4Kが選択的に感光体2と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラから感光体2の表面にトナーを付与する。これによって、感光体2上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。   The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing unit 4 (corresponding to the “developing means” of the present invention). That is, in this embodiment, the developing unit 4 is configured as a support frame 40 that is rotatably provided around the axis, and a cartridge that is detachable with respect to the support frame 40, and for yellow that contains toner of each color. A developing unit 4Y, a magenta developing unit 4M, a cyan developing unit 4C, and a black developing unit 4K are provided. Then, based on a control command from the developing device controller 104 of the engine controller 10, the developing unit 4 is rotationally driven and these developing devices 4Y, 4M, 4C, 4K are selectively brought into contact with the photosensitive member 2. Alternatively, when positioned at a predetermined developing position facing each other with a predetermined gap, toner is applied to the surface of the photoreceptor 2 from a developing roller provided in the developing unit and carrying toner of a selected color. As a result, the electrostatic latent image on the photoreceptor 2 is visualized with the selected toner color.

上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1で転写ユニット7の中間転写ベルト71上に一次転写される。転写ユニット7は、複数のローラ72、73等に掛け渡された中間転写ベルト71と、ローラ73を回転駆動することで中間転写ベルト71を所定の回転方向に回転させる駆動部(図示省略)とを備えている。   The toner image developed by the developing unit 4 as described above is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer region TR1. The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 that is stretched over a plurality of rollers 72, 73, and the like, and a drive unit (not shown) that rotates the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction by rotationally driving the roller 73. It has.

また、ローラ72の近傍には、転写ベルトクリーナ(図示省略)、濃度センサ76(図5)および垂直同期センサ77(図5)が配置されている。これらのうち、濃度センサ76は、中間転写ベルト71の表面に対向して設けられており、中間転写ベルト71の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。また、垂直同期センサ77は、中間転写ベルト71の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト71の副走査方向への回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Vsyncを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色のトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Vsyncに基づいて制御される。   In the vicinity of the roller 72, a transfer belt cleaner (not shown), a density sensor 76 (FIG. 5), and a vertical synchronization sensor 77 (FIG. 5) are arranged. Among these, the density sensor 76 is provided facing the surface of the intermediate transfer belt 71 and measures the optical density of the patch image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71. The vertical synchronization sensor 77 is a sensor for detecting the reference position of the intermediate transfer belt 71, and is a synchronization signal output in association with the rotational drive of the intermediate transfer belt 71 in the sub-scanning direction, that is, a vertical synchronization signal. It functions as a vertical sync sensor for obtaining Vsync. In this apparatus, the operation of each part of the apparatus is controlled based on the vertical synchronization signal Vsync in order to align the operation timing of each part and to superimpose toner images of each color accurately.

そして、カラー画像をシートに転写する場合には、感光体2上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット8から1枚ずつ取り出され搬送経路Fに沿って二次転写領域TR2まで搬送されてくるシート上にカラー画像を二次転写する。   When transferring a color image to a sheet, each color toner image formed on the photoreceptor 2 is superimposed on the intermediate transfer belt 71 to form a color image and taken out from the cassette 8 one by one. The color image is secondarily transferred onto the sheet conveyed along the conveyance path F to the secondary transfer region TR2.

このとき、中間転写ベルト71上の画像をシート上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域TR2にシートを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路F上において二次転写領域TR2の手前側にゲートローラ81が設けられており、中間転写ベルト71の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ81が回転することにより、シートが所定のタイミングで二次転写領域TR2に送り込まれる。   At this time, in order to correctly transfer the image on the intermediate transfer belt 71 to a predetermined position on the sheet, the timing of feeding the sheet to the secondary transfer region TR2 is managed. Specifically, a gate roller 81 is provided on the transport path F on the front side of the secondary transfer region TR2, and the gate roller 81 rotates in accordance with the timing of the circumferential movement of the intermediate transfer belt 71. Are sent to the secondary transfer region TR2 at a predetermined timing.

また、こうしてカラー画像が形成されたシートは定着ユニット9および排出ローラ82を経由して装置本体5の上面部に設けられた排出トレイ部51に搬送される。また、シートの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートを排出ローラ82によりスイッチバック移動させる。これによってシートは反転搬送経路FRに沿って搬送される。そして、ゲートローラ81の手前で再び搬送経路Fに乗せられるが、このとき、二次転写領域TR2において中間転写ベルト71と当接し画像を転写されるシートの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートの両面に画像を形成することができる。   Further, the sheet on which the color image is formed in this way is conveyed to the discharge tray portion 51 provided on the upper surface portion of the apparatus main body 5 via the fixing unit 9 and the discharge roller 82. When images are formed on both sides of the sheet, the sheet on which the image is formed on one side as described above is switched back by the discharge roller 82. As a result, the sheet is conveyed along the reverse conveyance path FR. Then, it is put again on the transport path F before the gate roller 81. At this time, the image is transferred to the surface of the sheet that is in contact with the intermediate transfer belt 71 and transfers the image in the secondary transfer region TR2. The surface is the opposite of the surface. In this way, images can be formed on both sides of the sheet.

なお、図5において、符号113はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像データを記憶するためにメインコントローラ11に設けられた画像メモリであり、符号106はCPU101が実行する演算プログラムやエンジン部EGを制御するための制御データなどを記憶するためのROM、また符号107はCPU101における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するRAMである。   In FIG. 5, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing image data given from an external device such as a host computer via the interface 112, and reference numeral 106 is executed by the CPU 101. A ROM for storing calculation data, control data for controlling the engine unit EG, and the like, and a reference numeral 107 are RAMs for temporarily storing calculation results in the CPU 101 and other data.

図6は図4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7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8は本実施形態における光ビームの偏向角を示す模式図、図9および図10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。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニットの構成および動作について詳述する。   6 is a main scanning sectional view showing the configuration of an exposure unit (optical scanning device) provided in the image forming apparatus of FIG. 4, FIG. 7 is a diagram showing a transmission optical system as one component of the exposure unit, and FIG. FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams showing a deflecting element as one component of the exposure unit. Hereinafter, the configuration and operation of the exposure unit will be described in detail with reference to these drawings.

この露光ユニット6は露光筐体61を有している。そして、露光筐体61に単一のレーザー光源62が固着されており、レーザー光源62から光ビームを射出可能となっている。このレーザー光源62は、露光制御部102の光源駆動部(図示省略)と電気的に接続されている。このため、画像データに応じて光源駆動部がレーザー光源62をON/OFF制御してレーザー光源62から画像データに対応して変調された光ビームが射出される。   The exposure unit 6 has an exposure housing 61. A single laser light source 62 is fixed to the exposure housing 61 so that a light beam can be emitted from the laser light source 62. The laser light source 62 is electrically connected to a light source driving unit (not shown) of the exposure control unit 102. For this reason, the light source driving unit controls ON / OFF of the laser light source 62 according to the image data, and a light beam modulated in accordance with the image data is emitted from the laser light source 62.

また、この露光筐体61の内部には、レーザー光源62からの光ビームを感光体2の表面(図示省略)に走査露光するために、コリメータレンズ631、シリンドリカルレンズ632、本発明の「偏向手段」に相当する偏向素子85a,85b、走査レンズ66、伝達光学系87および折り返しミラー68が設けられている。すなわち、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、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折り返しミラー641により折り返される。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において偏向素子85aの偏向ミラー面851a付近で結像される。このように、この実施形態では、コリメータレンズ631およびシリンドリカルレンズ632がレーザー光源62からの光ビームを整形するビーム整形系63として機能している。   Further, in this exposure housing 61, a collimator lens 631, a cylindrical lens 632, and “deflecting means” of the present invention are used to scan and expose the light beam from the laser light source 62 onto the surface (not shown) of the photosensitive member 2. , A scanning lens 66, a transmission optical system 87, and a folding mirror 68 are provided. That is, the light beam from the laser light source 62 is shaped into collimated light of an appropriate size by the collimator lens 631 and then incident on the cylindrical lens 632 having power only in the sub-scanning direction Y. The light beam that has passed through the cylindrical lens 632 is folded back by the folding mirror 641. By adjusting the cylindrical lens 632, the collimated light is imaged in the vicinity of the deflection mirror surface 851a of the deflection element 85a in the sub-scanning direction Y. Thus, in this embodiment, the collimator lens 631 and the cylindrical lens 632 function as the beam shaping system 63 that shapes the light beam from the laser light source 62.

偏向手段85は、偏向素子85a,85bの2つで構成されている。偏向素子85a,85bは同一構造であるため、ここでは一方の偏向素子85aの構成について説明し、他方の偏向素子85bの構成については相当の符号を付して説明を省略する。偏向素子85aは半導体製造技術を応用して微小機械を半導体基板上に一体形成するマイクロマシニング技術を用いて形成されるものであり、偏向ミラー面851aで反射した光ビームを主走査方向Xに偏向可能となっている。より具体的には、偏向素子85aは次のように構成されている。   The deflecting means 85 is composed of two deflecting elements 85a and 85b. Since the deflection elements 85a and 85b have the same structure, the configuration of one deflection element 85a will be described here, and the configuration of the other deflection element 85b will be denoted by a corresponding reference numeral, and description thereof will be omitted. The deflection element 85a is formed by using a micromachining technique in which a micromachine is integrally formed on a semiconductor substrate by applying a semiconductor manufacturing technique, and deflects the light beam reflected by the deflection mirror surface 851a in the main scanning direction X. It is possible. More specifically, the deflection element 85a is configured as follows.

この偏向素子85aでは、図9に示すように、シリコン基板852aが本発明の「支持部材」として機能し、さらに該シリコン基板852aの一部を加工することで可動板856a(本発明における「可動部材」)が設けられている。この可動板856aは平板状に形成され、ねじりバネ857aによってシリコン基板852aに弾性支持されており、副走査方向Yとほぼ平行に伸びる第1軸BX1a回りに揺動自在となっている。また、この可動板856aの上面中央部には、アルミニューム膜などが偏向ミラー面851aとして成膜されている。   In this deflecting element 85a, as shown in FIG. 9, the silicon substrate 852a functions as a “supporting member” of the present invention, and a part of the silicon substrate 852a is further processed to move the movable plate 856a (“movable in the present invention” Member ") is provided. The movable plate 856a is formed in a flat plate shape, is elastically supported on the silicon substrate 852a by a torsion spring 857a, and is swingable about a first axis BX1a extending substantially parallel to the sub-scanning direction Y. In addition, an aluminum film or the like is formed as a deflection mirror surface 851a at the center of the upper surface of the movable plate 856a.

また、シリコン基板852aの略中央部には、図10に示すように、可動板856aが第1軸BX1a回りに揺動可能となるように、凹部8521aが設けられている。この凹部8521aの内底面のうち可動板856aの両端部に対向する位置に電極8581a、8582aがそれぞれ固着されている。これら2つの電極8581a、8582aは可動板856aを第1軸BX1a回りに揺動駆動するための電極として機能するものである。すなわち、これらの電極8581a、8582aは露光制御部102の駆動部(図示省略)と電気的に接続されており、電極への電圧印加によって該電極と第1偏向ミラー面851aとの間に静電吸着力が作用して第1偏向ミラー面851aの一方端部を該電極側に引き寄せる。したがって、駆動部から所定の電圧を電極8581a、8582aに交互に印加すると、ねじりバネ857aを第1軸BX1aとして第1偏向ミラー面851aを往復振動させることができる。なお、この実施形態では、第1偏向ミラー面851aを基準偏向ミラー面とし、第1偏向ミラー面851aと第2偏向ミラー面851bは数2に示す正弦波状に、互いに同位相および同一周波数で揺動するように構成している。   Further, as shown in FIG. 10, a concave portion 8521a is provided at a substantially central portion of the silicon substrate 852a so that the movable plate 856a can swing around the first axis BX1a. Electrodes 8581a and 8582a are fixed to positions on the inner bottom surface of the recess 8521a that face both ends of the movable plate 856a. These two electrodes 8581a and 8582a function as electrodes for swinging and driving the movable plate 856a around the first axis BX1a. That is, these electrodes 8581a and 8582a are electrically connected to a drive unit (not shown) of the exposure control unit 102, and electrostatic application between the electrodes and the first deflection mirror surface 851a is caused by applying a voltage to the electrodes. The attracting force acts to draw one end portion of the first deflection mirror surface 851a toward the electrode side. Therefore, when a predetermined voltage is alternately applied to the electrodes 8581a and 8582a from the drive unit, the first deflection mirror surface 851a can be reciprocally oscillated using the torsion spring 857a as the first axis BX1a. In this embodiment, the first deflection mirror surface 851a is used as a reference deflection mirror surface, and the first deflection mirror surface 851a and the second deflection mirror surface 851b are swung in the same phase and the same frequency as shown in Equation 2. It is configured to move.

このように偏向手段85では、露光制御部102の駆動部が本発明の「ミラー駆動部」として機能し、該駆動部を制御することによって偏向ミラー面851a,851bを第1軸回りに上記正弦波上に揺動させることで光ビームを偏向して主走査方向Xに走査させている。すなわち、第1軸を主走査偏向軸として機能させる。   As described above, in the deflecting unit 85, the drive unit of the exposure control unit 102 functions as the “mirror drive unit” of the present invention, and by controlling the drive unit, the deflection mirror surfaces 851a and 851b are moved to the sine around the first axis. The light beam is deflected by being swung on the wave and scanned in the main scanning direction X. That is, the first axis functions as the main scanning deflection axis.

上記のように構成された偏向素子85aの第1偏向ミラー面851aで偏向された光ビームは伝達光学系87に入射された後、この伝達光学系87によって偏向素子85bの第2偏向ミラー面851bによって再偏向されて伝達光学系87に入射される。そして、再び偏向素子85aの第1偏向ミラー面851aに戻される。そのため、偏向素子85aにより例えば第1偏向角に偏向された光ビームは、偏向素子85bの第2偏向ミラー面851bによって伝達光学系87に向けてさらに偏向され、偏向素子85aに戻される。そして、第1偏向角よりも大きな偏向角で走査レンズ66に向けて偏向される。この実施形態では、伝達光学系87は次のように構成されている。   The light beam deflected by the first deflection mirror surface 851a of the deflecting element 85a configured as described above is incident on the transmission optical system 87, and then is transmitted by the transmission optical system 87 to the second deflection mirror surface 851b of the deflection element 85b. And then re-deflected by the transmission optical system 87. Then, the light is again returned to the first deflection mirror surface 851a of the deflection element 85a. Therefore, the light beam deflected to, for example, the first deflection angle by the deflection element 85a is further deflected toward the transmission optical system 87 by the second deflection mirror surface 851b of the deflection element 85b and returned to the deflection element 85a. Then, the light is deflected toward the scanning lens 66 with a larger deflection angle than the first deflection angle. In this embodiment, the transmission optical system 87 is configured as follows.

図7は伝達光学系の構成を示す図である。この伝達光学系87は、その前側焦点が第1偏向ミラー面851a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871と、前側焦点が第1伝達レンズ871の後側焦点と略一致するとともに、その後側焦点が第2偏向ミラー面851b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872とを備えている。そして、第1偏向ミラー面851aにより第1伝達レンズ871へ向けて第1偏向角2・Θ1で偏向した光ビームを、第1および第2伝達レンズ871,872を介して第2偏向ミラー面851bに導くとともに、第2偏向ミラー面851bにより該光ビームを第2伝達レンズ872へ向けて偏向角2・Θ1+2・Θ2で偏向することによって第1偏向ミラー面851aへ導光する。これによって、光ビームが第1偏向ミラー面851aによって再度偏向されて、第1偏向角2・Θ1よりも大きな偏向角Θsで光ビームが走査レンズ66に向けて射出される(図8参照)。   FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the transmission optical system. The transmission optical system 87 includes a first transmission lens 871 disposed so that its front focal point substantially coincides with the substantially center position of the first deflection mirror surface 851a, and its front focal point is a rear focal point of the first transmission lens 871. And a second transfer lens 872 disposed so that the rear focal point substantially coincides with the substantially central position of the second deflection mirror surface 851b. Then, the light beam deflected by the first deflection mirror surface 851a toward the first transmission lens 871 at the first deflection angle 2 · Θ1 through the first and second transmission lenses 871 and 872 is used as the second deflection mirror surface 851b. And the second deflection mirror surface 851b guides the light beam toward the second transmission lens 872 at a deflection angle of 2 · Θ1 + 2 · Θ2 to guide it to the first deflection mirror surface 851a. As a result, the light beam is deflected again by the first deflection mirror surface 851a, and the light beam is emitted toward the scanning lens 66 at a deflection angle Θs larger than the first deflection angle 2 · Θ1 (see FIG. 8).

このような特性を有する伝達光学系87の具体的な構成としては、表1で示す光学諸元を有するものを採用することができる。   As a specific configuration of the transmission optical system 87 having such characteristics, those having the optical specifications shown in Table 1 can be adopted.

Figure 2005106894
なお、本設計例においては伝達光学系87を構成する第1伝達レンズ871の2面S1,S2および第2伝達レンズ872の2面S3,S4は軸対称非球面である。また、表中における各記号は以下の通りである。
Figure 2005106894
In this design example, the two surfaces S1, S2 of the first transmission lens 871 and the two surfaces S3, S4 of the second transmission lens 872 constituting the transmission optical system 87 are axisymmetric aspheric surfaces. Moreover, each symbol in the table is as follows.

Si:面番号(ただし、S0は第1偏向ミラー面851a、S5は第2偏向ミラー面851b)
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
Si: surface number (where S0 is the first deflection mirror surface 851a and S5 is the second deflection mirror surface 851b)
ri: radius of curvature of surface number i di: axial distance from surface number i to (i + 1) surface ni: refractive index of surface number i Ki: when surface number i is an axisymmetric aspherical surface Aspheric coefficient of axisymmetric aspheric surface

Figure 2005106894
ただし、zは光軸からの高さyにおける非球面の点の非球面頂点の接平面からの距離である。
Figure 2005106894
However, z is the distance from the tangent plane of the aspherical vertex of the aspherical point at the height y from the optical axis.

この実施形態では、第1偏向ミラー面851aでの光ビームの反射位置と第2偏向ミラー面851bでの光ビームの反射位置とが共役な関係となっているため、光ビームを確実に、第1偏向ミラー面851aから第2偏向ミラー面851bへ、第2偏向ミラー面851bから第2偏向ミラー面851aへと導き、光ビームを安定して偏向することができる。   In this embodiment, the reflection position of the light beam on the first deflection mirror surface 851a and the reflection position of the light beam on the second deflection mirror surface 851b have a conjugate relationship, so that the light beam can be reliably transmitted. The light beam can be stably deflected by guiding from the first deflection mirror surface 851a to the second deflection mirror surface 851b and from the second deflection mirror surface 851b to the second deflection mirror surface 851a.

このように偏向素子85aに2回入射して偏向された光ビームは走査レンズ66および折り返しミラー68を介して感光体2の表面(被走査面)に照射される。これにより、光ビームが主走査方向Xと平行に走査して主走査方向Xに伸びるライン状の潜像が感光体2の表面上に形成される。   The light beam that has been incident and deflected twice in this manner on the deflecting element 85 a is applied to the surface (scanned surface) of the photosensitive member 2 via the scanning lens 66 and the folding mirror 68. As a result, a light beam is scanned in parallel with the main scanning direction X, and a line-like latent image extending in the main scanning direction X is formed on the surface of the photoreceptor 2.

このようにこの実施形態では、図8に示すように、第1偏向ミラー面851aから走査レンズ66へ向けて射出される光ビームの偏向角Θsは、第1偏向ミラー面851aによる光ビームの偏向角を第1偏向角2・Θ1、第2偏向ミラー面851bによる光ビームの偏向角を第2偏向角2・Θ2とすると、4・Θ1+2・Θ2となる。ここで、第1および第2偏向ミラー面851a,851bは数2で示す正弦波状に揺動しているめ、Θsは数3においてN=2とした場合に相当する。   Thus, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the deflection angle Θs of the light beam emitted from the first deflection mirror surface 851a toward the scanning lens 66 is the deflection of the light beam by the first deflection mirror surface 851a. If the angle is the first deflection angle 2 · Θ1, and the deflection angle of the light beam by the second deflection mirror surface 851b is the second deflection angle 2 · Θ2, then 4 · Θ1 + 2 · Θ2. Here, since the first and second deflecting mirror surfaces 851a and 851b are swung in a sinusoidal form shown in Equation 2, Θs corresponds to the case where N = 2 in Equation 3.

なお、この実施形態では、図6に示すように、偏向素子65からの走査光ビームの開始または終端を折り返しミラー69a〜69cにより同期センサ60に導いている。すなわち、この実施形態では、同期センサ60を、主走査方向Xにおける同期信号、つまり水平同期信号Hsyncを得るための水平同期用読取センサとして機能させている。   In this embodiment, as shown in FIG. 6, the start or end of the scanning light beam from the deflection element 65 is guided to the synchronization sensor 60 by the folding mirrors 69a to 69c. That is, in this embodiment, the synchronization sensor 60 functions as a horizontal synchronization reading sensor for obtaining a synchronization signal in the main scanning direction X, that is, a horizontal synchronization signal Hsync.

以上のように、この実施形態によれば、偏向手段85は、主走査方向Xに対してほぼ直交する副走査方向Yと平行な第1軸(主走査偏向軸)回りに揺動して光ビームを偏向する第1および第2偏向ミラー面851a,851bを備えている。そして、第1偏向ミラー面851aにより伝達光学系87に向けて偏向された光ビームは、伝達光学系87により第2偏向ミラー面851bに導かれることによって、第2偏向ミラー面851bにより伝達光学系87に偏向されて、伝達光学系87により第1偏向ミラー面851aに導かれる。そして、第1偏向ミラー面851aにより再度偏向されて感光体2の表面(被走査面)に向けて射出される。このようにして、感光体表面に向けて射出される光ビームの偏向角を伝達光学系67に入射する光ビームの偏向角よりも大きくしている。また、ミラー駆動部は、第1偏向ミラー面851aを基準偏向ミラー面とし、第1偏向ミラー面851aによる所定方向における光ビームの偏向角の大きさが最大偏向角となる時に、第2偏向ミラー面は該光ビームを第1偏向ミラー面851aによる光ビームの偏向方向と同一方向に偏向するように第1および第2偏向ミラー面851a,851bを揺動駆動している。   As described above, according to this embodiment, the deflecting unit 85 swings around the first axis (main scanning deflection axis) parallel to the sub-scanning direction Y substantially orthogonal to the main scanning direction X. First and second deflection mirror surfaces 851a and 851b for deflecting the beam are provided. Then, the light beam deflected toward the transmission optical system 87 by the first deflection mirror surface 851a is guided to the second deflection mirror surface 851b by the transmission optical system 87, so that the transmission optical system is transmitted by the second deflection mirror surface 851b. 87 and is guided to the first deflection mirror surface 851a by the transmission optical system 87. Then, the light is deflected again by the first deflecting mirror surface 851a and emitted toward the surface (scanned surface) of the photosensitive member 2. In this way, the deflection angle of the light beam emitted toward the photosensitive member surface is made larger than the deflection angle of the light beam incident on the transmission optical system 67. The mirror driving unit uses the first deflection mirror surface 851a as the reference deflection mirror surface, and the second deflection mirror when the magnitude of the deflection angle of the light beam in the predetermined direction by the first deflection mirror surface 851a becomes the maximum deflection angle. The surface swings and drives the first and second deflection mirror surfaces 851a and 851b so as to deflect the light beam in the same direction as the light beam deflection direction by the first deflection mirror surface 851a.

したがって、基準偏向ミラー面(第1偏向ミラー面851a)による所定方向における光ビームの偏向角が最大偏向角となる時、第2偏向ミラー面も、該光ビームを同じ所定方向に偏向するように構成されている。よって、基準偏向ミラー面による所定方向における光ビームの偏向角が最大偏向角となる時に、第2偏向ミラー面により基準偏向ミラー面による光ビームの偏向方向と同じ方向に光ビームをさらに偏向することによって、被走査面へ向けて射出される光ビームの偏向角を確実に基準偏向ミラー面による光ビームの最大偏向角よりも大きくすることができる。   Accordingly, when the deflection angle of the light beam in the predetermined direction by the reference deflection mirror surface (first deflection mirror surface 851a) becomes the maximum deflection angle, the second deflection mirror surface also deflects the light beam in the same predetermined direction. It is configured. Therefore, when the deflection angle of the light beam in the predetermined direction by the reference deflection mirror surface becomes the maximum deflection angle, the second deflection mirror surface further deflects the light beam in the same direction as the deflection direction of the light beam by the reference deflection mirror surface. Thus, the deflection angle of the light beam emitted toward the surface to be scanned can be surely made larger than the maximum deflection angle of the light beam by the reference deflection mirror surface.

また、この実施形態では、第1偏向ミラー面851aは数2においてi=1、k1=1、α1=0、h=0で表される正弦波状に揺動して光ビームを偏向している。また、第2偏向ミラー面851aは数2においてi=2、k2=1、α2=0、h=0で表される正弦波状に揺動して光ビームを偏向している。したがって、基準偏向ミラー面(第1偏向ミラー面851a)による光ビームの偏向角が最大偏向角となる時に、第2偏向ミラー面により基準偏向ミラー面による光ビームの偏向方向と同じ方向に光ビームをさらに偏向することによって、被走査面へ向けて射出される光ビームの偏向角を確実に基準偏向ミラー面による光ビームの最大偏向角よりも大きくすることができる。   Further, in this embodiment, the first deflecting mirror surface 851a swings in a sine wave form expressed by i = 1, k1 = 1, α1 = 0, h = 0 in Equation 2 to deflect the light beam. . In addition, the second deflection mirror surface 851a swings in a sine wave shape expressed by i = 2, k2 = 1, α2 = 0, h = 0 in Equation 2, and deflects the light beam. Therefore, when the deflection angle of the light beam by the reference deflection mirror surface (first deflection mirror surface 851a) becomes the maximum deflection angle, the light beam is deflected by the second deflection mirror surface in the same direction as the deflection direction of the light beam by the reference deflection mirror surface. Is further deflected, the deflection angle of the light beam emitted toward the surface to be scanned can be surely made larger than the maximum deflection angle of the light beam by the reference deflection mirror surface.

また、この実施形態では、第1偏向ミラー面851aが主走査方向Xとほぼ直交する副走査平面において感光体2の表面(被走査面)とほぼ共役となるように構成しているので(図示省略)、被走査面と共役関係を有する第1偏向ミラー面851aの副走査方向Yへの揺動の影響を防止することができる。また、副走査方向Yにおける第1偏向ミラー面851aのサイズを小さくして偏向素子85aの小型化、軽量化することができる。   In this embodiment, the first deflection mirror surface 851a is configured to be substantially conjugate with the surface (scanned surface) of the photosensitive member 2 in the sub-scanning plane that is substantially orthogonal to the main scanning direction X (illustrated). (Omitted), it is possible to prevent the influence of the swing in the sub-scanning direction Y of the first deflection mirror surface 851a having a conjugate relationship with the surface to be scanned. Further, the size of the first deflection mirror surface 851a in the sub-scanning direction Y can be reduced, and the deflection element 85a can be reduced in size and weight.

<第2実施形態>
図11は本発明にかかる光走査装置の第2実施形態を示す図である。図11および図12は図4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13は図4の画像形成装置に装備された露光ユニット(光走査装置)の構成を示す副走査断面図、図14および図15は露光ユニットの一構成要素たる偏向素子(偏向手段)を示す図である。この実施形態が上記第1実施形態を大きく相違する点は、図11に示すように、第1偏向ミラー面651aと第2偏向ミラー面651bとの間で光ビームを伝達する伝達光学系67の構成と偏向素子65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。
Second Embodiment
FIG. 11 is a diagram showing a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention. 11 and 12 are main scanning sectional views showing the configuration of an exposure unit (optical scanning device) equipped in the image forming apparatus of FIG. 4, and FIG. 13 is an exposure unit (optical scanning) equipped in the image forming apparatus of FIG. FIG. 14 and FIG. 15 are diagrams showing a deflecting element (deflecting means) as one component of the exposure unit. This embodiment differs greatly from the first embodiment in that a transmission optical system 67 that transmits a light beam between the first deflection mirror surface 651a and the second deflection mirror surface 651b as shown in FIG. The configuration differs from the configuration of the deflection element 65. Hereinafter, the configuration and operation of the exposure unit will be described in detail with a focus on differences from the first embodiment with reference to these drawings.

この実施形態では、折り返しミラー641、集束レンズ64、本発明の「偏向手段」に相当する偏向素子65、伝達光学系67がさらに設けられている。すなわち、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、図13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折り返しミラー641により折り返された後、図12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において偏向素子65の偏向ミラー面651a付近で結像される。このように、この実施形態では、コリメータレンズ631およびシリンドリカルレンズ632がレーザー光源62からの光ビームを整形するビーム整形系63として機能している。一方、集束レンズ64の焦点距離は該レンズ64と第1偏向ミラー面651aとの面間距離よりも長くなっている。このため、偏向素子65の偏向ミラー面651a付近では主走査方向Xに伸びる線像が形成される。   In this embodiment, a folding mirror 641, a focusing lens 64, a deflection element 65 corresponding to the “deflection means” of the present invention, and a transmission optical system 67 are further provided. That is, the light beam from the laser light source 62 is shaped into collimated light of an appropriate size by the collimator lens 631 and then incident on the cylindrical lens 632 having power only in the sub-scanning direction Y as shown in FIG. The Further, the light beam that has passed through the cylindrical lens 632 is folded back by the folding mirror 641 and then incident on the focusing lens 64 having power only in the main scanning direction X as shown in FIG. Then, by adjusting the cylindrical lens 632, the collimated light is imaged in the vicinity of the deflection mirror surface 651a of the deflection element 65 in the sub-scanning direction Y. Thus, in this embodiment, the collimator lens 631 and the cylindrical lens 632 function as the beam shaping system 63 that shapes the light beam from the laser light source 62. On the other hand, the focal length of the focusing lens 64 is longer than the distance between the lens 64 and the first deflection mirror surface 651a. Therefore, a line image extending in the main scanning direction X is formed in the vicinity of the deflection mirror surface 651a of the deflection element 65.

この偏向素子65は半導体製造技術を応用して微小機械を半導体基板上に一体形成するマイクロマシニング技術を用いて形成されるものであり、偏向ミラー面651a,651bで反射した光ビームを主走査方向Xに光ビームを偏向可能となっている。より具体的には、偏向素子65は次のように構成されている。   The deflecting element 65 is formed by using a micromachining technique in which a micromachine is integrally formed on a semiconductor substrate by applying a semiconductor manufacturing technique, and the light beam reflected by the deflecting mirror surfaces 651a and 651b is in the main scanning direction. The light beam can be deflected to X. More specifically, the deflection element 65 is configured as follows.

この偏向素子65では、図14に示すように、シリコンの単結晶基板(以下「シリコン基板」という)652が本発明の「支持部材」として機能し、さらに該シリコン基板652の一部を加工することで2つの可動板(本発明の「第1および第2可動部材」に相当)656a,656bが主走査方向Xに所定間隔だけ離隔して設けられている。この可動板656aは平板状に形成され、ねじりバネ657によってシリコン基板652に弾性支持されており、副走査方向Yとほぼ平行に伸びる第1軸AX1a回りに揺動自在となっている。また、この可動板656aの上面中央部には、アルミニューム膜などが第1偏向ミラー面651aとして成膜されている。また、可動板656bも可動板656aと同様に構成されている。すなわち、平板状に形成された可動板656bは第1軸AX1b回りにシリコン基板652に対して揺動自在に設けられるとともに、この可動板656aの上面中央部にアルミニューム膜などが第2偏向ミラー面651bとして成膜されている。   In this deflecting element 65, as shown in FIG. 14, a silicon single crystal substrate (hereinafter referred to as “silicon substrate”) 652 functions as a “support member” of the present invention, and a part of the silicon substrate 652 is further processed. Thus, two movable plates (corresponding to “first and second movable members” of the present invention) 656a and 656b are provided in the main scanning direction X with a predetermined distance therebetween. The movable plate 656a is formed in a flat plate shape, is elastically supported on the silicon substrate 652 by a torsion spring 657, and can swing around a first axis AX1a extending substantially parallel to the sub-scanning direction Y. In addition, an aluminum film or the like is formed as a first deflection mirror surface 651a at the center of the upper surface of the movable plate 656a. The movable plate 656b is configured in the same manner as the movable plate 656a. That is, the movable plate 656b formed in a flat plate shape is provided to be swingable with respect to the silicon substrate 652 around the first axis AX1b, and an aluminum film or the like is provided at the center of the upper surface of the movable plate 656a as the second deflection mirror. A film is formed as the surface 651b.

また、シリコン基板652の凹部652aの内底面のうち可動板656a,656bの各々について、可動板の両端部に対向する位置に電極658a,658bがそれぞれ固着されている。これら2つの電極658a,658bは可動板656a,656bを第1軸AX1a、AX1b回りに揺動駆動するための電極として機能するものである。すなわち、これらの電極658a,658bは露光制御部102の駆動部(図示省略)と電気的に接続されており、電極への電圧印加によって該電極と偏向ミラー面651a,651bとの間に静電吸着力が作用して偏向ミラー面651a,651bの一方端部を該電極側に引き寄せる。したがって、駆動部から所定の電圧を電極658a,658bに交互に印加すると、ねじりバネ657を第1軸AX1a,AX1bとして偏向ミラー面651a,651bをそれぞれ往復振動させることができる。なお、この実施形態では、第1偏向ミラー面651aを基準偏向ミラー面とし、第1偏向ミラー面651aと第2偏向ミラー面651bは数2に示す正弦波状に、互いに逆位相および同一周波数で揺動するように構成している。すなわち、第2偏向ミラー面651bは逆位相であるため、数2より、
Θ2(t)=−Θ2max・sin{2π・k2・f(t−α2)−π}
(ただし、k2=1,α2=0)
で揺動している。他の条件はすべて上記第1実施形態と同一である。
In addition, electrodes 658a and 658b are respectively fixed to the movable plates 656a and 656b on the inner bottom surface of the recess 652a of the silicon substrate 652 at positions facing both ends of the movable plate. These two electrodes 658a and 658b function as electrodes for swinging and driving the movable plates 656a and 656b around the first axes AX1a and AX1b. That is, these electrodes 658a and 658b are electrically connected to a drive unit (not shown) of the exposure control unit 102, and electrostatic application is performed between the electrodes and the deflecting mirror surfaces 651a and 651b by applying a voltage to the electrodes. The attraction force acts to draw one end of the deflecting mirror surfaces 651a and 651b toward the electrode. Therefore, when a predetermined voltage is alternately applied to the electrodes 658a and 658b from the drive unit, the deflection mirror surfaces 651a and 651b can be reciprocally oscillated using the torsion spring 657 as the first axes AX1a and AX1b, respectively. In this embodiment, the first deflection mirror surface 651a is used as a reference deflection mirror surface, and the first deflection mirror surface 651a and the second deflection mirror surface 651b are swung in the sine wave form shown in Equation 2 with mutually opposite phase and same frequency. It is configured to move. That is, since the second deflection mirror surface 651b has an opposite phase,
Θ2 (t) = − Θ2max · sin {2π · k2 · f (t−α2) −π}
(However, k2 = 1, α2 = 0)
Is rocking. All other conditions are the same as in the first embodiment.

このように偏向素子(偏向手段)65では、露光制御部102の駆動部が本発明の「ミラー駆動部」として機能し、該駆動部を制御することによって偏向ミラー面651a,651bを第1軸AX1a、AX1b回りに逆位相で揺動させることで光ビームを偏向して主走査方向Xに走査させている。すなわち、第1軸AX1a、AX1bを主走査偏向軸として機能させる。   Thus, in the deflecting element (deflecting means) 65, the drive unit of the exposure control unit 102 functions as the “mirror drive unit” of the present invention, and the deflection mirror surfaces 651a and 651b are moved to the first axis by controlling the drive unit. The light beam is deflected and swung in the main scanning direction X by swinging around AX1a and AX1b in opposite phases. That is, the first axes AX1a and AX1b are caused to function as main scanning deflection axes.

上記のように構成された偏向素子65の第1偏向ミラー面651aで反射された光ビームは伝達光学系67に入射された後、この伝達光学系67によって偏向素子65の第2偏向ミラー面651bに戻される。そのため、偏向素子65により例えば第1偏向角に偏向された光ビームは第1偏向角よりも大きな偏向角で走査レンズ66に向けて射出される。この実施形態では、伝達光学系67は次のように構成されている。   The light beam reflected by the first deflection mirror surface 651a of the deflecting element 65 configured as described above is incident on the transmission optical system 67, and then is transmitted by the transmission optical system 67 to the second deflection mirror surface 651b of the deflection element 65. Returned to Therefore, for example, the light beam deflected to the first deflection angle by the deflection element 65 is emitted toward the scanning lens 66 at a deflection angle larger than the first deflection angle. In this embodiment, the transmission optical system 67 is configured as follows.

この伝達光学系67は、図12に示すように、1枚の凹面ミラー671で構成されており、凹面ミラー671の反射面671aと、第1および第2偏向ミラー面651a,651bとが互いに対向するように配置されている。そして、第1偏向ミラー面651aにより偏向された光ビームを凹面ミラー671の反射面671aにより反射して第2偏向ミラー面651bに導光している。この実施形態では、凹面ミラー671として反射面671aを楕円面に形成した楕円面鏡を用いている。より詳しくは、第1偏向ミラー面651aのほぼ中心位置P1aと、第2偏向ミラー面651bのほぼ中心位置P1bとを焦点とする楕円を、2つの中心位置P1a,P1bを通過する仮想直線VLを回転軸として回転させることで形成される楕円面の一部を反射面671aとして用いている。そのため、次のような作用効果が得られる。すなわち、2つの焦点に第1および第2偏向ミラー面651a,651bがそれぞれ位置するため、第1偏向ミラー面651aにより偏向された光ビームの主光線は凹面ミラー面(楕円反射面)671aにより反射された後、第2偏向ミラー面651bに入射する。したがって、第1偏向ミラー面651aにより偏向された光ビームを第2偏向ミラー面651bに確実に導くことができる。そして、この光ビームは第2偏向ミラー面651bにより偏向されて走査レンズ66に向けて射出される。その結果、光ビームを安定して走査することができる。   As shown in FIG. 12, the transmission optical system 67 includes a single concave mirror 671, and the reflection surface 671a of the concave mirror 671 and the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b face each other. Are arranged to be. The light beam deflected by the first deflecting mirror surface 651a is reflected by the reflecting surface 671a of the concave mirror 671 and guided to the second deflecting mirror surface 651b. In this embodiment, an ellipsoidal mirror in which the reflecting surface 671a is formed into an ellipsoid is used as the concave mirror 671. More specifically, an ellipse having a focus at approximately the center position P1a of the first deflection mirror surface 651a and approximately the center position P1b of the second deflection mirror surface 651b is represented by an imaginary straight line VL passing through the two center positions P1a and P1b. A part of an ellipsoid formed by rotating as a rotation axis is used as the reflection surface 671a. Therefore, the following effects can be obtained. That is, since the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b are positioned at two focal points, the principal ray of the light beam deflected by the first deflection mirror surface 651a is reflected by the concave mirror surface (elliptical reflection surface) 671a. Then, the light enters the second deflection mirror surface 651b. Therefore, the light beam deflected by the first deflection mirror surface 651a can be reliably guided to the second deflection mirror surface 651b. Then, this light beam is deflected by the second deflection mirror surface 651 b and emitted toward the scanning lens 66. As a result, the light beam can be scanned stably.

こうして偏向素子65により偏向された光ビームは走査レンズ66および折り返しミラー68を介して感光体2の表面(被走査面)に照射される。これにより、光ビームが主走査方向Xと平行に走査して主走査方向Xに伸びるライン状の潜像が感光体2の表面上に形成される。   The light beam deflected by the deflecting element 65 in this manner is applied to the surface (scanned surface) of the photosensitive member 2 through the scanning lens 66 and the folding mirror 68. As a result, a light beam is scanned in parallel with the main scanning direction X, and a line-like latent image extending in the main scanning direction X is formed on the surface of the photoreceptor 2.

この実施形態においても、第1および第2偏向ミラー面651a,651bは上記第1実施形態と同様に揺動駆動されているため、上記第1実施形態と同様の作用効果を有する。   Also in this embodiment, the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b are driven to swing in the same manner as in the first embodiment, and thus have the same operational effects as those in the first embodiment.

また、この実施形態では、伝達光学系として、その反射面671aが第1および第2偏向ミラー面651a,651bに対向するように配置された凹面ミラー671を備え、凹面ミラー面671aが第1偏向ミラー面651aにより偏向された光ビームを第2偏向ミラー面651bに反射することによって、該光ビームが第2偏向ミラー面651bから感光体2の表面(被走査面)に向けて射出されるように構成されている。さらに、第1偏向ミラー面651aと第2偏向ミラー面651bは互いに同一周波数および逆位相で揺動駆動されて光ビームを偏向している。このように伝達光学系67として凹面ミラー671を用いることで1枚の凹面ミラー671で伝達光学系67を構成することができ、伝達光学系を構成するにあたり複数の光学部品(2枚の伝達レンズ)を必須としていた従来装置に比べ、伝達光学系を簡素で、しかも少ない光学部品点数で構成することができる。また、伝達レンズが不要となることで色収差の影響を排除することができ、優れた安定性で光ビームを偏向させることができる。   Further, in this embodiment, the transmission optical system includes a concave mirror 671 disposed so that the reflection surface 671a thereof faces the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b, and the concave mirror surface 671a is the first deflection. By reflecting the light beam deflected by the mirror surface 651a to the second deflection mirror surface 651b, the light beam is emitted from the second deflection mirror surface 651b toward the surface (scanned surface) of the photoreceptor 2. It is configured. Further, the first deflection mirror surface 651a and the second deflection mirror surface 651b are driven to swing at the same frequency and opposite phase to deflect the light beam. In this way, by using the concave mirror 671 as the transmission optical system 67, the transmission optical system 67 can be configured by a single concave mirror 671, and a plurality of optical components (two transmission lenses are used in configuring the transmission optical system). The transmission optical system is simpler and can be configured with a smaller number of optical components than the conventional apparatus that has required the above). Further, since the transmission lens is not required, the influence of chromatic aberration can be eliminated, and the light beam can be deflected with excellent stability.

また、この実施形態では、第1および第2偏向ミラー面651a,651bを主走査方向Xと平行な方向に並べて配置している。したがって、主走査平面に対して角度をつけて光ビームを第1および第2偏向ミラー面651a,651bに入射・射出させる必要がなくなる。つまり、同一の主走査平面内に光走査装置の光学部品を配置することができる。その結果、副走査方向Yにおける装置サイズの小型化、つまり装置の薄型化を図ることができる。   In this embodiment, the first and second deflecting mirror surfaces 651a and 651b are arranged side by side in a direction parallel to the main scanning direction X. Therefore, it is not necessary to make the light beam enter and exit the first and second deflecting mirror surfaces 651a and 651b at an angle with respect to the main scanning plane. That is, the optical components of the optical scanning device can be arranged in the same main scanning plane. As a result, the apparatus size in the sub-scanning direction Y can be reduced, that is, the apparatus can be thinned.

また、この実施形態では、第1および第2偏向ミラー面651a,651bの両方が主走査方向Xとほぼ直交する副走査平面において感光体2の表面(被走査面)とほぼ共役となるように構成している。このような構成を採用することで、両偏向ミラー面651a,651bの副走査方向Yへの揺動の影響を防止することができる。また、副走査方向Yにおける上記偏向ミラー面651a,651bのサイズを小さくして偏向素子(偏向手段)の小型化、軽量化することができる。その結果、上記偏向ミラー面651a,651bの駆動速度をさらに向上させて光ビームの走査速度をさらに高めることができる。   In this embodiment, both the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b are substantially conjugate with the surface (scanned surface) of the photoreceptor 2 in the sub-scanning plane that is substantially orthogonal to the main scanning direction X. It is composed. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the influence of the swinging of both deflection mirror surfaces 651a and 651b in the sub-scanning direction Y. Further, the size of the deflection mirror surfaces 651a and 651b in the sub-scanning direction Y can be reduced to reduce the size and weight of the deflection element (deflecting means). As a result, the driving speed of the deflection mirror surfaces 651a and 651b can be further improved to further increase the scanning speed of the light beam.

さらに、この実施形態では、一のシリコン基板652をマイクロマシニング加工技術を用いて第1偏向ミラー面651a,651bおよび支持部材を一体的に形成しているので、高精度に偏向素子(偏向手段)65を作成することができ、光ビームの走査性を向上させる上で有利となる。また、ステンレス鋼と同程度のバネ特性で可動板656a,656bを揺動自在に支持することができ、第1および第2偏向ミラー面651a,651bを安定して、しかも高速で揺動することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the first deflection mirror surfaces 651a and 651b and the support member are integrally formed on one silicon substrate 652 using a micromachining technique, a deflection element (deflection means) is highly accurately formed. 65 can be created, which is advantageous in improving the scanning performance of the light beam. In addition, the movable plates 656a and 656b can be swingably supported with the same spring characteristics as stainless steel, and the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b can be swung stably and at high speed. Can do.

<第3実施形態>
図16および図17は本発明にかかる光走査装置の第3実施形態を示す主走査断面図である。また、図18は図16の光走査装置の副走査断面図である。この第3実施形態にかかる光走査装置たる露光ユニット6が上記第2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18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17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。
<Third Embodiment>
16 and 17 are main scanning sectional views showing a third embodiment of the optical scanning device according to the present invention. FIG. 18 is a sub-scan sectional view of the optical scanning device of FIG. The difference between the exposure unit 6 as the optical scanning device according to the third embodiment and the second embodiment is the configuration of the deflection element 65. That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 18, the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b are arranged side by side in the sub-scanning direction Y. In the exposure unit 6 configured in this way, the light beam from the laser light source 62 is shaped into collimated light of an appropriate size by the collimator lens 631, and then only in the sub-scanning direction Y as shown in FIG. The light enters a cylindrical lens 632 having power. Further, as shown in FIG. 17, the light beam that has passed through the cylindrical lens 632 is incident on the focusing lens 64 having power only in the main scanning direction X, and is then folded back by the folding mirror 641 toward the first deflection mirror surface 651a. . Then, by adjusting the cylindrical lens 632, the collimated light is imaged near the deflection mirror surface 651a at the lower position in the sub-scanning direction Y. The light beam deflected by the deflecting mirror surface 651a is reflected by the concave mirror surface 671a of the transmission optical system 67 and guided to the deflecting mirror surface 651b at the upper position, and directed toward the scanning lens 66 by the deflecting mirror surface 651b. Is deflected.

この第3実施形態においても、上記第2実施形態と同様に第1および第2偏向ミラー面651a,651bが揺動駆動されているので、第2実施形態と同様の作用効果を奏する。また、光ビームを伝達光学系67の凹面ミラー671で折り返すように構成しているため、第2実施形態と同様の作用効果を有する。また、第1および第2偏向ミラー面651a,651bを副走査方向Yに並べて配置しているので、図16や図17に示すように主走査平面において偏向素子(偏向手段)65が占める面積が最小化され、主走査平面での装置サイズを低減することができ、装置の小型化が可能となる。   Also in the third embodiment, since the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b are driven to swing as in the second embodiment, the same effects as in the second embodiment can be obtained. In addition, since the light beam is configured to be folded back by the concave mirror 671 of the transmission optical system 67, the same effect as the second embodiment is obtained. Further, since the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b are arranged side by side in the sub-scanning direction Y, the area occupied by the deflection element (deflecting means) 65 in the main scanning plane as shown in FIGS. This minimizes the size of the apparatus in the main scanning plane, and enables downsizing of the apparatus.

なお、第2および第3実施形態では、第1および第2偏向ミラー面651a,651bの両方が副走査平面において感光体2の表面(被走査面)とほぼ共役となっているが、第1および第2偏向ミラー面651a,651bのいずれか一方のみを感光体2の表面(被走査面)とほぼ共役としてもよく、このような構成を採用することで、被走査面と共役関係を有する偏向ミラー面の副走査方向への揺動の影響を防止することができる。   In the second and third embodiments, both the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b are substantially conjugate with the surface (scanned surface) of the photosensitive member 2 in the sub-scanning plane. Only one of the second deflection mirror surfaces 651a and 651b may be substantially conjugate with the surface (scanned surface) of the photosensitive member 2, and by adopting such a configuration, there is a conjugate relationship with the scanned surface. The influence of the swinging of the deflection mirror surface in the sub-scanning direction can be prevented.

また、上記第1および第2実施形態では偏向手段として第1および第2偏向ミラー面651a,651bが一体化された偏向素子65を用いているが、1つの偏向ミラー面を有するガルバノミラーのような振動ミラーを2つ並列配置して用いてもよいことは言うまでもない。   In the first and second embodiments, the deflecting element 65 in which the first and second deflecting mirror surfaces 651a and 651b are integrated is used as the deflecting means. However, like the galvanometer mirror having one deflecting mirror surface. It goes without saying that two oscillating mirrors may be used in parallel.

なお、上記第1ないし第3実施形態では、静電気力を用いて偏向ミラー面651a,651b,851aおよび851bを揺動させているが、他の駆動力を用いて揺動させるようにしてもよい。ここで、他の駆動力として例えば電磁気力を利用することができる。   In the first to third embodiments, the deflecting mirror surfaces 651a, 651b, 851a, and 851b are swung using electrostatic force, but may be swung using other driving force. . Here, for example, an electromagnetic force can be used as another driving force.

<第4実施形態>
図19および図20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1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1実施形態と同様である。第2および第3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19および図20に示す偏向素子85aを例にあげて説明を行う。
<Fourth embodiment>
19 and 20 are views showing a fourth embodiment of the optical scanning device according to the present invention. The fourth embodiment is largely different from the first embodiment in that the deflection mirror surfaces 851a and 851b are driven to swing using electromagnetic force, and other configurations are different from those of the first embodiment. It is the same. Also in the deflecting element 65 of the second and third embodiments, the deflecting mirror surfaces 651a and 651b can be driven to swing using electromagnetic force by adopting the same configuration as that of the present embodiment. Here, description will be made by taking the deflection element 85a shown in FIGS. 19 and 20 as an example.

偏向素子85aでは、図19に示すように、シリコン基板852aの一部を加工することで可動板856aが設けられている。この可動板856aは平板状に形成され、ねじりバネ857aによってシリコン基板852aに弾性支持されており、副走査方向Yとほぼ平行に伸びる第1軸BX1a回りに揺動自在となっている。また、可動板856aの上面には、シリコン基板852a上面に形成した一対の外側電極端子(図示省略)にねじりバネ857aを介して電気的に接続する平面コイル855aが絶縁層で被膜されて設けられている。また、この可動板856aの上面中央部には、アルミニューム膜などが偏向ミラー面851aとして成膜されている。   In the deflection element 85a, as shown in FIG. 19, a movable plate 856a is provided by processing a part of the silicon substrate 852a. The movable plate 856a is formed in a flat plate shape, is elastically supported on the silicon substrate 852a by a torsion spring 857a, and is swingable about a first axis BX1a extending substantially parallel to the sub-scanning direction Y. Further, on the upper surface of the movable plate 856a, a planar coil 855a electrically connected to a pair of outer electrode terminals (not shown) formed on the upper surface of the silicon substrate 852a via a torsion spring 857a is coated with an insulating layer. ing. In addition, an aluminum film or the like is formed as a deflection mirror surface 851a at the center of the upper surface of the movable plate 856a.

また、シリコン基板852aの略中央部には、図20に示すように、可動板856aが第1軸BX1a回りに揺動可能となるように、凹部8521aが設けられている。そして、凹部8521aの内底面には、可動板856aの両端部の外方位置に永久磁石8591a、8592aが互いに異なる方位関係で固着されている。また、平面コイル855aは、露光制御部102の駆動部(図示省略)と電気的に接続されており、コイル855aへの通電によって平面コイル855aを流れる電流の方向と永久磁石8591a、8592aによる磁束の方向によりローレンツ力が作用し、可動板856aを回転するモーメントが発生する。これにより、可動板856a(偏向ミラー面851a)がねじりバネ857aを第1軸BX1aとして揺動する。ここで、平面コイル855aに流す電流を交流とし連続的に反復動作すれば、ねじりバネ857aを第1軸BX1aとして偏向ミラー面851aを往復振動させることができる。   Further, as shown in FIG. 20, a concave portion 8521a is provided at a substantially central portion of the silicon substrate 852a so that the movable plate 856a can swing around the first axis BX1a. Then, permanent magnets 8591a and 8592a are fixed to the inner bottom surface of the recess 8521a at the outer positions of both ends of the movable plate 856a in different orientations. The planar coil 855a is electrically connected to a drive unit (not shown) of the exposure control unit 102, and the direction of the current flowing through the planar coil 855a by energization of the coil 855a and the magnetic flux generated by the permanent magnets 8591a and 8592a. Lorentz force acts depending on the direction, and a moment for rotating the movable plate 856a is generated. As a result, the movable plate 856a (deflection mirror surface 851a) swings with the torsion spring 857a as the first axis BX1a. Here, if the current flowing through the planar coil 855a is an alternating current and is continuously repeated, the deflection mirror surface 851a can be reciprocally oscillated with the torsion spring 857a serving as the first axis BX1a.

このように第1偏向ミラー面851aを揺動させるために、電磁気力や静電気力などを用いているが、いずれを用いてもよいことは言うまでもない。ただし、駆動方式ごとに以下のような特徴を有しているため、それらを考慮した上で適宜採用するのが望ましい。すなわち、第1偏向ミラー面851aを揺動駆動させるための駆動力として電磁気力を用いた場合、静電吸着力を発生させる場合に比べて低い駆動電圧で第1偏向ミラー面851aを揺動駆動することができ、電圧制御が容易となり、走査光ビームの位置精度を高めることができる。これに対し、上記駆動力として静電吸着力を用いた場合、コイルパターンを形成する必要がなく、偏向素子85aのさらなる小型化が可能となり、偏向走査をより高速化することができる。   In order to swing the first deflection mirror surface 851a in this way, an electromagnetic force, an electrostatic force, or the like is used, but it goes without saying that any of them may be used. However, since each driving method has the following characteristics, it is desirable to adopt them appropriately in consideration of them. That is, when an electromagnetic force is used as a driving force for swinging and driving the first deflection mirror surface 851a, the first deflection mirror surface 851a is driven to swing at a lower driving voltage than when an electrostatic attraction force is generated. Thus, voltage control is facilitated, and the positional accuracy of the scanning light beam can be increased. On the other hand, when the electrostatic attraction force is used as the driving force, it is not necessary to form a coil pattern, the deflection element 85a can be further miniaturized, and the deflection scanning can be further speeded up.

なお、上記第2および第3実施形態では第1および第2偏向ミラー面651a,651bが一体となった偏向素子65を利用しているが、第1および第4実施形態における偏向素子85a,85bを並列させて利用してもよいことはいうまでもない。   In the second and third embodiments, the deflecting element 65 in which the first and second deflecting mirror surfaces 651a and 651b are integrated is used. However, the deflecting elements 85a and 85b in the first and fourth embodiments are used. Needless to say, these may be used in parallel.

上記実施形態では、この発明にかかる光走査装置をカラー画像形成装置の露光ユニットとして用いているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。すなわち、感光体などの潜像担持体上に光ビームを走査して静電潜像を形成するとともに、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する画像形成装置の露光手段として用いることができる。もちろん、光走査装置の適用対象は画像形成装置に装備される露光手段に限定されるものではなく、光ビームを被走査面上に走査させる光走査装置全般に適用することができる。   In the above embodiment, the optical scanning device according to the present invention is used as the exposure unit of the color image forming apparatus, but the application target of the present invention is not limited to this. That is, as an exposure unit of an image forming apparatus that scans a light beam on a latent image carrier such as a photoconductor to form an electrostatic latent image and develops the electrostatic latent image with toner to form a toner image. Can be used. Of course, the application target of the optical scanning device is not limited to the exposure means provided in the image forming apparatus, but can be applied to all optical scanning devices that scan the surface to be scanned with the light beam.

複数の偏向ミラー面によって光ビームを偏向する光走査装置の模式図である。It is a schematic diagram of an optical scanning device that deflects a light beam by a plurality of deflection mirror surfaces. 図1の光走査装置が光ビームの偏向角を増大させるために必要な条件を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conditions required in order for the optical scanning apparatus of FIG. 1 to increase the deflection angle of a light beam. 図2の条件を満たす位相時間差の根拠を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the basis of the phase time difference which satisfy | fills the conditions of FIG. 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。1 is a diagram illustrating an image forming apparatus equipped with an exposure unit according to a first embodiment of an optical scanning device according to the present invention. 図4の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus in FIG. 4. 図4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である。FIG. 5 is a main scanning sectional view showing a configuration of an exposure unit (optical scanning device) equipped in the image forming apparatus of FIG. 4. 図4の画像形成装置に装備された露光ユニット(光走査装置)の一構成要素たる伝達光学系を示す図である。FIG. 5 is a view showing a transmission optical system as one component of an exposure unit (optical scanning device) provided in the image forming apparatus of FIG. 4. 図4の画像形成装置に装備された露光ユニット(光走査装置)における光ビームの偏向角を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a deflection angle of a light beam in an exposure unit (optical scanning device) equipped in the image forming apparatus of FIG. 4. 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。It is a figure which shows the deflection | deviation element which is one component of an exposure unit. 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。It is a figure which shows the deflection | deviation element which is one component of an exposure unit. 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。It is a main scanning sectional view showing a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention. 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。It is a main scanning sectional view showing a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention. 図11および図12の光走査装置の副走査断面図である。FIG. 13 is a sub-scan sectional view of the optical scanning device of FIGS. 11 and 12. 本発明にかかる光走査装置の第2実施形態たる露光ユニットの偏向素子を示す図である。It is a figure which shows the deflection | deviation element of the exposure unit which is 2nd Embodiment of the optical scanning device concerning this invention. 本発明にかかる光走査装置の第2実施形態たる露光ユニットの偏向素子を示す図である。It is a figure which shows the deflection | deviation element of the exposure unit which is 2nd Embodiment of the optical scanning device concerning this invention. 本発明にかかる光走査装置の第3実施形態を示す主走査断面図である。It is a main scanning sectional view showing a third embodiment of the optical scanning device according to the present invention. 本発明にかかる光走査装置の第3実施形態を示す主走査断面図である。It is a main scanning sectional view showing a third embodiment of the optical scanning device according to the present invention. 図11および図12の光走査装置の副走査断面図である。FIG. 13 is a sub-scan sectional view of the optical scanning device of FIGS. 11 and 12. 本発明にかかる光走査装置の第4実施形態たる露光ユニットの偏向素子を示す図である。It is a figure which shows the deflection | deviation element of the exposure unit which is 4th Embodiment of the optical scanning device concerning this invention. 本発明にかかる光走査装置の第4実施形態たる露光ユニットの偏向素子を示す図である。It is a figure which shows the deflection | deviation element of the exposure unit which is 4th Embodiment of the optical scanning device concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2…感光体(潜像担持体)、 4…現像ユニット(現像手段)、 6…露光ユニット(光走査装置)、 65…偏向素子(偏向手段)、 85a,85b…偏向素子(偏向手段)、 67,87…伝達光学系、 651a,651b,851a,851b,951a,951b,951c,951m,951n…偏向ミラー面、 652,852a…シリコン基板(支持部材)、 656a,656b,856a…可動板(可動部材)、 671…凹面ミラー(伝達光学系)、 671a…凹面ミラー面、 871,872…伝達レンズ、 L…光ビーム、 P1a,P1b...反射位置、 AX1a,AX1b,BX1a…主走査偏向軸、 X…主走査方向、 Y…副走査方向   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Photosensitive body (latent image carrier), 4 ... Development unit (developing means), 6 ... Exposure unit (optical scanning device), 65 ... Deflection element (deflection means), 85a, 85b ... Deflection element (deflection means), 67, 87 ... transmission optical system, 651a, 651b, 851a, 851b, 951a, 951b, 951c, 951m, 951n ... deflection mirror surface, 652, 852a ... silicon substrate (support member), 656a, 656b, 856a ... movable plate ( Movable member), 671 ... concave mirror (transmission optical system), 671a ... concave mirror surface, 871, 872 ... transmission lens, L ... light beam, P1a, P1b ... reflection position, AX1a, AX1b, BX1a ... main scanning deflection Axis, X ... main scanning direction, Y ... sub-scanning direction

Claims (18)

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ないし第N偏向ミラー面(ただしN≧2の自然数)と、
前記第1ないし第N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が前記第1偏向ミラー面に向けて入射されるとともに、前記第1ないし第N偏向ミラー面の間で各偏向ミラー面により少なくとも1回以上偏向された後、前記第1ないし第Nミラー面のいずれかから被走査面に向けて射出され、
前記ミラー駆動部は、前記第1ないし第N偏向ミラー面のうちいずれかを基準偏向ミラー面とし、前記基準偏向ミラー面による所定方向における該光ビームの偏向角の大きさが最大偏向角となる時に、前記基準偏向ミラー面を除く前記偏向ミラー面の各々が該光ビームを前記所定方向に偏向するように前記第1ないし第N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。
A light source that emits a light beam;
First to Nth deflection mirror surfaces provided so as to be swingable around independent main scanning deflection axes (where N ≧ 2 is a natural number);
A mirror driving unit that swings and drives the first to Nth deflection mirror surfaces around the main scanning deflection axis;
After the light beam from the light source is incident on the first deflection mirror surface and is deflected at least once by each deflection mirror surface between the first to Nth deflection mirror surfaces, the first Or emitted from any of the Nth mirror surfaces toward the scanned surface,
The mirror driving unit uses any one of the first to Nth deflection mirror surfaces as a reference deflection mirror surface, and the deflection angle of the light beam in a predetermined direction by the reference deflection mirror surface is a maximum deflection angle. In some cases, the first to Nth deflection mirror surfaces are driven to swing so that each of the deflection mirror surfaces excluding the reference deflection mirror surface deflects the light beam in the predetermined direction. .
前記ミラー駆動部は前記第A偏向ミラー面(ただし1≦A≦Nの自然数)を前記基準偏向ミラー面として、前記第1ないし第N偏向ミラー面を各々下記の式の回転角Θi(t)で示す正弦波状に揺動駆動することを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
Figure 2005106894
The mirror driving unit uses the A-th deflection mirror surface (where 1 ≦ A ≦ N is a natural number) as the reference deflection mirror surface, and each of the first to N-th deflection mirror surfaces is represented by the following rotation angle Θi (t) The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is driven to swing in a sinusoidal form as shown in FIG.
Figure 2005106894
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し、前記光源からの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偏向する偏向手段と、
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または2のいずれかに記載の光走査装置。
Deflection means having the first and second deflection mirror surfaces and the mirror driving section, for deflecting a light beam from the light source in a main scanning direction substantially orthogonal to the main scanning deflection axis;
A transmission optical system for guiding the light beam deflected by the first deflection mirror surface to the second deflection mirror surface;
The transmission optical system includes a concave mirror disposed so that a reflecting surface thereof faces the first and second deflecting mirror surfaces, and the concave mirror surface receives a light beam deflected by the first deflecting mirror surface. 3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the light beam is emitted from the second deflection mirror surface toward the scanned surface by being reflected by the second deflection mirror surface. 4.
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および同一周波数で揺動駆動する請求項3記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 3, wherein the mirror driving unit swings and drives the first deflection mirror surface and the second deflection mirror surface at opposite phases and at the same frequency. 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3または4記載の光走査装置。   The concave mirror surface is an ellipse having a focal point at approximately the center position of the first deflection mirror surface and approximately the center position of the second deflection mirror surface, and a virtual straight line passing through the two center positions as a rotation axis. The optical scanning device according to claim 3, wherein the optical scanning device is an ellipsoid formed by rotation. 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3ないし5のいずれかに記載の光走査装置。   6. The optical scanning device according to claim 3, wherein the first and second deflection mirror surfaces are arranged side by side in a direction parallel to the main scanning direction. 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3ないし5のいずれかに記載の光走査装置。   6. The optical scanning device according to claim 3, wherein the first and second deflection mirror surfaces are arranged side by side in a sub-scanning direction substantially orthogonal to the main scanning direction. 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3ないし7のいずれかに記載の光走査装置。   8. The optical scanning device according to claim 3, wherein at least one of the first and second deflection mirror surfaces is substantially conjugate with the surface to be scanned in a sub-scanning plane substantially orthogonal to the main scanning direction. . 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し、前記光源からの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偏向する偏向手段と、
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または2のいずれかに記載の光走査装置。
Deflection means having the first and second deflection mirror surfaces and the mirror driving section, for deflecting a light beam from the light source in a main scanning direction substantially orthogonal to the main scanning deflection axis;
A transmission optical system for transmitting a light beam between the first and second deflecting mirror surfaces;
The transmission optical system includes a first transmission lens disposed so that a front focal point thereof substantially coincides with a substantially central position of the first deflection mirror surface, and a front focal point substantially equal to a rear focal point of the first transmission lens. And a second transmission lens arranged so that the rear focal point substantially coincides with the substantially central position of the second deflection mirror surface,
The light beam deflected toward the first transmission lens by the first deflection mirror surface is guided to the second deflection mirror surface through the first and second transmission lenses, and the second deflection mirror surface By deflecting the light beam toward the second transfer lens and guiding it to the first deflection mirror surface via the second and first transfer lenses, the light beam is deflected again by the first deflection mirror surface. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device emits light toward the scanned surface.
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および同一周波数で揺動駆動する請求項9記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 9, wherein the mirror driving unit swings and drives the first deflection mirror surface and the second deflection mirror surface with the same phase and the same frequency. 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9または10に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 9 or 10, wherein the first deflection mirror surface is substantially conjugate with the surface to be scanned in a sub-scanning plane that is substantially orthogonal to the main scanning direction. 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3ないし8のいずれかに記載の光走査装置。
The deflection means includes
A first movable member having the first deflection mirror surface;
A second movable member having the second deflection mirror surface;
A support member that swingably supports the first and second movable members about the main scanning deflection axis extending in a direction substantially orthogonal to the main scanning direction;
The mirror drive unit,
9. The optical scanning device according to claim 3, wherein the mirror driving unit swings the first and second deflection mirror surfaces around the main scanning deflection axis to deflect the light beam.
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9ないし11のいずれかに記載の光走査装置。
The deflecting means supports a movable member having a deflection mirror surface for deflecting a light beam on one surface, and the movable member swingably around the main scanning deflection axis extending in a direction substantially perpendicular to the main scanning direction. It consists of two deflection elements comprising a support member and the mirror drive unit,
The deflection mirror surface of the one of the two deflection elements is the first deflection mirror surface, and the deflection mirror surface of the other deflection element is the second deflection mirror surface. Optical scanning device.
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12または13記載の光走査装置。   14. The optical scanning device according to claim 12, wherein the movable member and the support member are integrally formed by processing one substrate. 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14記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 14, wherein the substrate, the movable member, and the support member are made of silicon single crystal. 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12ないし15のいずれかに記載の光走査装置。   16. The optical scanning device according to claim 12, wherein the mirror driving unit swings and drives the first and second deflecting mirror surfaces around the main scanning deflection axis by electrostatic attraction force. 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12ないし15のいずれかに記載の光走査装置。   16. The optical scanning device according to claim 12, wherein the mirror driving unit swings and drives the first and second deflection mirror surfaces around the main scanning deflection axis by electromagnetic force. 潜像担持体と、
請求項1ないし17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。
A latent image carrier;
18. An exposure having the same configuration as that of the optical scanning device according to claim 1, wherein the latent image carrier is scanned with a light beam to form an electrostatic latent image on the latent image carrier. Means,
An image forming apparatus comprising: developing means for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner image.
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