JP2005115211A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents

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雄二郎 野村
Takeshi Ikuma
健 井熊
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner which has a simple structure and forms a wide scanning region with high accuracy by scanning with a plurality of light beams at high accuracy, and to provide and an image forming apparatus furnished with the device. <P>SOLUTION: The optical scanner is so composed that a scanned plane formed by scanning with each of two light beams L1 and L2 emitted form a first and a second deflection mirror faces 651a and 651b, respectively, intersect on a main scanning plane which is substantially orthogonal to a first axes AX1a and AX1B. Thus, the intersected beams L1 and L2 are focused on a plane to be scanned 2a with substantially the same part of a scanning lens 66, and the plane to be scanned 2a is scanned with a substantially the same imaging characteristic and scanning characteristic. <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 relates to an optical scanning device that scans a light beam using a plurality of deflection mirror surfaces, and an image forming apparatus equipped with the optical scanning 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伝達光学系を利用して2つの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知られている。このような構成では、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, in an optical scanning device used in an image forming apparatus such as a laser beam printer, a copying machine, or a facsimile machine, a transmission optical system is used to increase the deflection angle of a light beam, and the deflection mirror surface of two deflection elements. A configuration for deflecting a light beam is known. In such a configuration, 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 the second deflection mirror surface. The deflection angle of the light beam is increased. 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.

ところが、このような構成では伝達光学系の配置により、2枚の偏向ミラー面を用いて偏向角を増大させる光走査装置の大型化を招いている。このような装置の大型化を回避する手段として、複数の走査光ビームで被走査面上に複数の走査片を形成し、これらの走査片を主走査方向に繋ぎ合わせることによって1本の走査領域を形成する構成が知られている(例えば特許文献1)。   However, in such a configuration, the arrangement of the transmission optical system causes an increase in the size of the optical scanning device that increases the deflection angle by using two deflection mirror surfaces. As a means for avoiding such an increase in the size of the apparatus, a plurality of scanning pieces are formed on the surface to be scanned with a plurality of scanning light beams, and these scanning pieces are connected in the main scanning direction to form one scanning region. The structure which forms is known (for example, patent document 1).

特開2003−98459公報(第3図)JP 2003-98459 A (FIG. 3)

上記した従来装置では、光ビームを射出する光源と、光ビームを偏向する偏向ミラー面と、偏向ミラー面によって偏向された光ビームを被走査面に結像する走査レンズとを各々有する走査光学系が3つ主走査方向に並べて配置されている。そして、各々の走査光学系が走査光ビームで被走査面上を走査することにより、被走査面上に走査片が3本形成され、これらの3本の走査片を主走査方向に繋ぎ合わせることによって1本の走査領域が形成されている。このように、3本の走査光ビームを被走査面に結像させて各々の走査片を形成するために3つの走査レンズを用意し、各走査光ビームを対応する走査レンズを介して被走査面に結像している。このため、次のような問題が発生する。すなわち、それぞれの走査レンズの製造誤差を除去できないため、被走査面における各走査レンズによる走査光ビームの結像特性や走査特性が一致しないことがある。そのため、各々の走査光ビームの被走査面上での各々の走査位置に誤差が生じてしまい、各々の走査光ビームによる走査片を繋ぎ合わせて1本の走査領域を精度良く形成することができない。また、各々の走査光ビームが被走査面上に形成する該走査光ビームのスポット径が、各々の走査片ごとに異なってしまう。さらに、各々の偏向ミラー面に対応して走査レンズが必要となるため、部品点数が多くなってしまう。   In the above-described conventional apparatus, a scanning optical system that includes a light source that emits a light beam, a deflecting mirror surface that deflects the light beam, and a scanning lens that forms an image of the light beam deflected by the deflecting mirror surface on the surface to be scanned. Are arranged side by side in the main scanning direction. Each scanning optical system scans the surface to be scanned with the scanning light beam, so that three scanning pieces are formed on the surface to be scanned, and these three scanning pieces are joined in the main scanning direction. Thus, one scanning region is formed. In this way, three scanning lenses are prepared to form three scanning light beams by forming images of the three scanning light beams on the surface to be scanned, and each scanning light beam is scanned through the corresponding scanning lens. The image is formed on the surface. For this reason, the following problems occur. That is, since the manufacturing error of each scanning lens cannot be removed, the imaging characteristics and scanning characteristics of the scanning light beam by each scanning lens on the surface to be scanned may not match. For this reason, an error occurs in each scanning position on the surface to be scanned of each scanning light beam, and one scanning region cannot be formed with high accuracy by connecting the scanning pieces by each scanning light beam. . Further, the spot diameter of each scanning light beam formed on the surface to be scanned is different for each scanning piece. Furthermore, since a scanning lens is required corresponding to each deflection mirror surface, the number of parts increases.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、簡素な構成で、しかも複数の光ビームを高精度に走査して広い走査領域を高精度に形成す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-described problems, and includes an optical scanning device that can scan a plurality of light beams with high accuracy to form a wide scanning region with high accuracy, 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、N本(ただしN≧2の自然数)の光ビームを射出する光源と、前記光源からのN本の光ビームと1対1に対応するように配置されるとともに、それぞれが主走査偏向軸回りに揺動して前記光源からの光ビームを偏向して走査するN個の偏向ミラー面を有する偏向手段と、少なくとも1つ以上の結像素子を有し、前記偏向手段から射出されるN本の走査光ビームの各々を前記結像素子のすべてを介して被走査面に結像して前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査方向に伸びるN個の走査片を形成する結像手段とを備え、前記被走査面上で前記N個の走査片を前記主走査方向に繋ぎ合せることによって1本の走査領域が形成されてい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 has a one-to-one correspondence with a light source that emits N (where N ≧ 2 is a natural number) light beams and N light beams from the light sources. And at least one connection with deflection means having N deflection mirror surfaces each of which swings around a main scanning deflection axis and deflects and scans the light beam from the light source. A main scan having an image element and forming an image of each of the N scanning light beams emitted from the deflecting means on the surface to be scanned through all of the imaging elements and substantially orthogonal to the main scanning deflection axis An image forming means for forming N scanning pieces extending in the direction, and one scanning region is formed by connecting the N scanning pieces in the main scanning direction on the surface to be scanned. It is characterized by that.

このように構成された発明では、N本の光ビームが、各々の光ビームに1対1に対応したN個の偏向ミラー面によって偏向されたあと、共通の結像素子を用いて被走査面に結像されることによって、主走査方向に繋ぎ合せると1本の走査領域を形成するN個の走査片が被走査面に形成される。したがって、各偏向ミラー面により被走査面に向けて偏向された走査光ビームの被走査面における結像特性や走査特性に、結像素子の製造誤差による差が無いので、各々の走査光ビームの被走査面上での各々の走査位置に誤差が生じず、各々の走査光ビームによる各々の走査片を高精度に被走査面上に形成できる。よって、これらの走査片を主走査方向に繋ぎ合わせることによって、被走査面上に広い走査領域を高精度に形成できる。すなわち、被走査面上の光走査を高精度に行うことができる。また、各々の走査光ビームが被走査面上に形成する、該走査光ビームのスポット径を揃えることができる。また、各々の偏向ミラー面に個別に結像素子を備えて被走査面に走査光ビームを結像させていた従来装置に比べ、部品点数を少なくできる。   In the invention configured as described above, the N light beams are deflected by the N deflection mirror surfaces corresponding to the respective light beams on a one-to-one basis, and then the surface to be scanned using the common imaging element. By forming an image on the scanning surface, N scanning pieces forming one scanning region when formed in the main scanning direction are formed on the surface to be scanned. Therefore, there is no difference due to manufacturing errors of the imaging elements in the imaging characteristics and scanning characteristics of the scanning light beams deflected toward the scanning surface by the respective deflection mirror surfaces. An error does not occur in each scanning position on the surface to be scanned, and each scanning piece by each scanning light beam can be formed on the surface to be scanned with high accuracy. Therefore, by connecting these scanning pieces in the main scanning direction, a wide scanning region can be formed with high accuracy on the surface to be scanned. That is, optical scanning on the surface to be scanned can be performed with high accuracy. Further, the spot diameters of the scanning light beams formed by the respective scanning light beams on the surface to be scanned can be made uniform. In addition, the number of parts can be reduced as compared with a conventional apparatus in which an imaging element is individually provided on each deflection mirror surface and the scanning light beam is imaged on the surface to be scanned.

また、前記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ているように構成してもよい。このような構成とすることによって、主走査平面に対して角度をつけて光ビームを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。   Further, the deflection mirror surface may be arranged side by side in a direction parallel to the main scanning direction. With such a configuration, it is not necessary to make the light beam enter and exit the deflecting mirror surface 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, 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.

また、前記結像手段を単一の走査レンズで構成してもよい。このように構成することによって、より簡素で部品点数の少ない光走査装置を構成することができるとともに、光走査装置をさらに小型化することが可能となる。   Further, the imaging means may be composed of a single scanning lens. With this configuration, an optical scanning device that is simpler and has a smaller number of parts can be configured, and the optical scanning device can be further downsized.

また、前記偏向手段から射出されるN本の走査光ビームのうち少なくとも2本の走査光ビームの各々の掃引により形成される掃引面が、前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査平面において交差しているように構成してもよい。このような構成とすることによって、交差する走査光ビームは結像素子のほぼ同じ部分によって被走査面に結像される。よって、ほぼ同一の結像特性および走査特性で被走査面を走査することができる。したがって、各々の走査片を高精度に形成できる。   Further, sweep surfaces formed by sweeping at least two scanning light beams out of N scanning light beams emitted from the deflecting means intersect in a main scanning plane substantially orthogonal to the main scanning deflection axis. You may comprise as follows. With this configuration, the intersecting scanning light beams are imaged on the surface to be scanned by substantially the same part of the imaging element. Therefore, the surface to be scanned can be scanned with substantially the same imaging characteristics and scanning characteristics. Therefore, each scanning piece can be formed with high accuracy.

また、前記光源から2本の光ビームを射出させ、該2本の光ビームを前記偏向手段により偏向して走査するとともに、該2本の走査光ビームを前記結像手段により結像して前記走査領域を形成する光走査装置で、前記2本の走査光ビームの各々の掃引により形成される掃引面が、前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査平面において交差しているように構成してもよい。このような構成とすることによって、2個の偏向ミラー面によって偏向された2本の走査光ビームは、結像素子のほぼ中央の同じ部分によって被走査面に結像される。よって、両偏向ミラー面によって偏向された2本の走査光ビームを、ほぼ同一の結像特性および走査特性で被走査面に走査させることができるので、該2本の走査光ビームによって、被走査面上に精度良く2個の走査片を形成することができる。したがって、該2個の走査片を繋ぎ合わせることによって、1本の走査領域をさらに高精度に形成することができる。また、2本の走査光ビームが被走査面上に形成する、該2本の走査光ビームのスポット径を揃えることができる。また、2本の走査光ビームの各々の掃引により形成される掃引面全体の面積を小さくすることができるので、結像手段を小さく構成することができる。   Further, two light beams are emitted from the light source, the two light beams are deflected and scanned by the deflecting means, and the two scanning light beams are imaged by the imaging means and An optical scanning device for forming a scanning region, wherein a sweep surface formed by sweeping each of the two scanning light beams intersects in a main scanning plane substantially orthogonal to the main scanning deflection axis. May be. With such a configuration, the two scanning light beams deflected by the two deflecting mirror surfaces are imaged on the surface to be scanned by the same portion at substantially the center of the imaging element. Therefore, since the two scanning light beams deflected by both deflection mirror surfaces can be scanned on the scanning surface with substantially the same imaging characteristics and scanning characteristics, the two scanning light beams are scanned by the two scanning light beams. Two scanning pieces can be accurately formed on the surface. Therefore, one scanning region can be formed with higher accuracy by connecting the two scanning pieces. Further, the spot diameters of the two scanning light beams formed by the two scanning light beams on the surface to be scanned can be made uniform. In addition, since the area of the entire sweep surface formed by sweeping each of the two scanning light beams can be reduced, the imaging means can be made smaller.

また、前記偏向ミラー面の各々は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。   Each of the 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、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ミラー駆動部とを備え、前記2個の偏向ミラー面は前記第1および第2偏向ミラー面で構成されている。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第1および第2偏向ミラー面の特性を揃えることができ、光ビームを安定して偏向することができる。また、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、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第2偏向ミラー面であって、前記2個の偏向ミラー面は前記第1および第2偏向ミラー面で構成されてい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。   Further, as the deflecting means, one having two deflecting elements having a single deflecting mirror surface (for example, a galvanometer mirror) arranged in parallel can be used, but the deflecting means configured as follows may be used. Good. 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 is swingably supported around the main scanning deflection axis extending in an orthogonal direction, and a mirror driving unit that swings the first and second deflection mirror surfaces around the main scanning deflection axis to deflect a light beam. The two deflection mirror surfaces are constituted by the first and second deflection mirror surfaces. 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 characteristics of the first and second deflection mirror surfaces can be made uniform, and the light beam can be stably deflected. The deflecting unit is configured to be movable around a main scanning deflection axis extending in a direction substantially perpendicular to the main scanning direction, and a movable member having a deflecting mirror surface for deflecting a light beam on one surface. It consists of two deflection elements each having a supporting member to be supported and a mirror driving unit, and 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, and the two deflection mirror surfaces can be formed of the first and second deflection mirror surfaces. 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、ミラー駆動部により前記第1および第2偏向ミラー面を共振モードで主走査偏向軸回りに揺動駆動するようにしてもよい。このように構成することで少ないエネルギーで第1および第2偏向ミラー面を主走査偏向軸回りに揺動駆動することができる。また、光ビームの主走査周期を安定化することができる。   Further, the first and second deflection mirror surfaces may be driven to swing around the main scanning deflection axis in a resonance mode by a mirror driving unit. With this configuration, the first and second deflection mirror surfaces can be driven to swing around the main scanning deflection axis with less energy. In addition, the main scanning period of the light beam can be stabilized.

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.

<第1実施形態>
図1は本発明にかかる光走査装置の第1実施形態たる露光ユニットを装備した画像形成装置を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、いわゆる4サイクル方式のカラープリンタである。この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から印字指令がメインコントローラ11に与えられると、このメインコントローラ11のCPU111からの印字指令に応じてエンジンコントローラ10がエンジン部EGの各部を制御して複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに印字指令に対応する画像を形成する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a view showing an image forming apparatus equipped with an exposure unit according to a first embodiment of an optical scanning apparatus according to the present invention. FIG. 2 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1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 this engine unit EG, a photosensitive member 2 (corresponding to a “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L1,L2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L1,L2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。   Then, light beams L 1 and L 2 are 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 light beams L1 and L2 on the surface of the photoreceptor 2 (corresponding to the “scanned surface” of the present invention) in accordance with an image signal given from an external device, and corresponds to the image signal. An electrostatic 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2)および垂直同期センサ77(図2)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. 2), and a vertical synchronization sensor 77 (FIG. 2) 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2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. 2, 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3は図1の画像形成装置に装備された露光ユニット(光走査装置)の構成を示す主走査断面図、図4および図5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。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。   3 is a main scanning sectional view showing a configuration of an exposure unit (optical scanning device) provided in the image forming apparatus of FIG. 1, and FIGS. 4 and 5 show a deflecting element (deflecting means) as one component of the exposure unit. FIG. 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にマルチレーザー光源62が固着されており、マルチレーザー光源62から光ビームL1,L2を射出可能となっている。このマルチレーザー光源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マルチレーザー光源62をON/OFF制御してマルチレーザー光源62から画像データに対応して変調された光ビームL1,L2が射出される。   The exposure unit 6 has an exposure housing 61. A multi-laser light source 62 is fixed to the exposure housing 61 so that light beams L 1 and L 2 can be emitted from the multi-laser light source 62. The multi-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 multi-laser light source 62 in accordance with the image data, and the multi-laser light source 62 emits light beams L1 and L2 modulated corresponding to the image data.

また、この露光筐体61の内部には、マルチレーザー光源62からの光ビームL1,L2を感光体2の表面2a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65、本発明の「結像手段」に相当する走査レンズ66および折り返しミラー68が設けられている。すなわち、マルチレーザー光源62からの光ビームL1,L2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L1は折り返しミラー641により折り返された後、図3に示すように折り返しミラー642によってさらに折り返され、偏向素子65の偏向ミラー面651a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。また、シリンドリカルレンズ632を通過した光ビームL2は折り返しミラー643により折り返された後、偏向素子65の偏向ミラー面651b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651b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がマルチレーザー光源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, in order to scan and expose the light beams L1 and L2 from the multi-laser light source 62 onto the surface 2a of the photosensitive member 2, a collimator lens 631, a cylindrical lens 632, and “deflection” of the present invention. A deflection element 65 corresponding to “means”, a scanning lens 66 corresponding to “imaging means” of the present invention, and a folding mirror 68 are provided. That is, the light beams L 1 and L 2 from the multi-laser light source 62 are 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. Further, the light beam L1 that has passed through the cylindrical lens 632 is folded back by the folding mirror 641, and then further folded by the folding mirror 642 as shown in FIG. 3, and is incident on the deflection mirror surface 651a of the deflection element 65. 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. In addition, the light beam L 2 that has passed through the cylindrical lens 632 is folded back by the folding mirror 643 and then incident on the deflection mirror surface 651 b of the deflection element 65. Then, by adjusting the cylindrical lens 632, the collimated light is imaged near the deflection mirror surface 651b 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 multi-laser light source 62.

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4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. 4, 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。そして、この往復振動の駆動周波数を偏向ミラー面651a,651bの共振周波数に設定すると、偏向ミラー面651a,651bの振れ幅は大きくなり、しかも振動維持をより安定させることができる。なお、この実施形態では、偏向ミラー面651a,651bとで電極658a,658bを対称関係に配置して互いに逆位相で揺動するように構成しているが、同位相で揺動するように構成してもよいことは言うまでもない。   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. When the driving frequency of the reciprocating vibration is set to the resonance frequency of the deflecting mirror surfaces 651a and 651b, the deflection width of the deflecting mirror surfaces 651a and 651b is increased, and the vibration maintenance can be further stabilized. In this embodiment, the electrodes 658a and 658b are arranged symmetrically with the deflecting mirror surfaces 651a and 651b so as to swing in the opposite phase, but are configured to swing in the same phase. Needless to say.

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回りに揺動させることで光ビームを主走査方向に走査させている。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 scanned in the main scanning direction by swinging around AX1a and AX1b. That is, the first axes AX1a and AX1b are caused to function as main scanning deflection axes.

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)2aに照射される。すなわち、第1偏向ミラー面651aにより光ビームL1を偏向して被走査面2a1を主走査方向Xに走査し、第2偏向ミラー面651bにより光ビームL2を偏向して被走査面2a2を主走査方向Xに走査させている。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2a上に形成される。   The light beam thus deflected by the deflecting element 65 is irradiated onto the surface (scanned surface) 2 a of the photosensitive member 2 through the scanning lens 66 and the folding mirror 68. That is, the light beam L1 is deflected by the first deflecting mirror surface 651a to scan the scanned surface 2a1 in the main scanning direction X, and the light beam L2 is deflected by the second deflecting mirror surface 651b to scan the scanned surface 2a2. Scanning in the direction X is performed. As a result, a line-shaped latent image extending in the main scanning direction X is formed on the surface 2 a of the photoreceptor 2 by scanning the light beam in parallel with the main scanning direction X.

このように、この実施形態では、伝達レンズを利用して構成された伝達光学系を使用せずに感光体2の表面2a上に潜像を形成している。したがって、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走査させることができる。   Thus, in this embodiment, a latent image is formed on the surface 2a of the photoreceptor 2 without using a transmission optical system configured using a transmission lens. Therefore, the influence of chromatic aberration can be eliminated, and the light beam can be scanned with excellent stability.

なお、この実施形態では、図3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. 3, 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、マルチレーザー光源62から射出された2本の光ビームL1,L2は、光ビームL1,L2に1対1に対応するように配置され、第1軸AX1a,AX1b(主走査偏向軸)回りに揺動する第1および第2偏向ミラー面651a,651bによって偏向された後、走査レンズ66によって被走査面2a1,2a2に結像されて走査片を形成する。そして、これらの2個の走査片を主走査方向Xに繋ぎ合せることによって1本のライン状の潜像(本発明における「走査領域」)を形成している。したがって、共通の走査レンズ66を用いて各偏向ミラー面651a,651bによって偏向された走査光ビームL1,L2を被走査面に結像させているため、各偏向ミラー面651a,651bによって被走査面2aに向けて偏向された走査光ビームL1,L2の被走査面2aにおける結像特性や走査特性の、走査レンズの製造誤差による差がない。したがって、走査光ビームL1,L2の被走査面上2aでの各々の走査位置に誤差が生じず、走査光ビームL1,L2による各々の走査片を高精度に被走査面2aに形成できる。よって、これらの走査片を主走査方向Xに繋ぎ合わせることによって、被走査面上2aに1本のライン状の潜像を高精度に形成できる。すなわち、被走査面上2aの光走査を広い走査領域で、しかも高精度に行うことができる。また、光ビームL1,L2が被走査面2aに形成する、光ビームL1,L2のスポット径を揃えることができる。さらに、各々の偏向ミラー面に個別に走査レンズを備えて被走査面に光ビームを結像させていた従来装置に比べ、部品点数を少なくできる。   As described above, according to this embodiment, the two light beams L1 and L2 emitted from the multi-laser light source 62 are arranged so as to correspond to the light beams L1 and L2 on a one-to-one basis, and the first axis After being deflected by the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b swinging around AX1a and AX1b (main scanning deflection axis), the scanning lens 66 forms an image on the scanned surfaces 2a1 and 2a2. To do. Then, by connecting these two scanning pieces in the main scanning direction X, one line-like latent image (“scanning region” in the present invention) is formed. Accordingly, since the scanning light beams L1 and L2 deflected by the deflecting mirror surfaces 651a and 651b using the common scanning lens 66 are imaged on the scanned surface, the deflected mirror surfaces 651a and 651b scan the scanned surface. There is no difference in the imaging characteristics and scanning characteristics of the scanning light beams L1 and L2 deflected toward 2a on the surface to be scanned 2a due to manufacturing errors of the scanning lens. Therefore, no error occurs in each scanning position of the scanning light beams L1 and L2 on the scanned surface 2a, and each scanning piece by the scanning light beams L1 and L2 can be formed on the scanned surface 2a with high accuracy. Therefore, by connecting these scanning pieces in the main scanning direction X, a single line-like latent image can be formed on the scanned surface 2a with high accuracy. That is, the optical scanning of the surface to be scanned 2a can be performed in a wide scanning region and with high accuracy. Further, the spot diameters of the light beams L1 and L2 formed on the scanned surface 2a by the light beams L1 and L2 can be made uniform. Further, the number of parts can be reduced as compared with the conventional apparatus in which each deflecting mirror surface is individually provided with a scanning lens and a light beam is imaged on the surface to be scanned.

また、この実施形態では、偏向ミラー面651a,651bは主走査方向Xと平行な方向に並べて配置されている。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露光ユニット6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Xとほぼ直交する副走査方向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 deflection 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 deflecting mirror surfaces 651a and 651b at an angle with respect to the main scanning plane. That is, the optical components of the exposure unit 6 can be arranged in the same main scanning plane. As a result, the apparatus size can be reduced in the sub-scanning direction Y substantially orthogonal to the main scanning direction X, that is, the apparatus can be thinned.

また、この実施形態では、結像手段を単一の走査レンズ66で構成している。したがって、より簡素で部品点数の少ない露光ユニット6を構成することができるとともに、露光ユニット6をさらに小型化することが可能となる。   In this embodiment, the imaging means is constituted by a single scanning lens 66. Therefore, it is possible to configure the exposure unit 6 that is simpler and has a smaller number of parts, and it is possible to further reduce the size of the exposure unit 6.

また、第1および第2偏向ミラー面651a,651bから射出される2本の走査光ビームL1,L2の各々の掃引により形成される掃引面が、第1軸AX1a,AX1bとほぼ直交する主走査平面において交差しているように構成されている。したがって、交差する光ビームL1,L2は走査レンズ66のほぼ同じ部分によって被走査面2aに結像される。よって、ほぼ同一の結像特性および走査特性で被走査面2aを走査することができるので、光ビームL1,L2による各々の走査片を高精度に形成することができる。また、図3に示すように、走査レンズ66に入射されるまでの2本の光ビームL1,L2の各々の掃引により形成される掃引面全体の面積を小さくすることができる。よって、折り返しミラー641,642,643を主走査方向Xにおける幅が狭くなるように配置できるとともに、偏向ミラー面651a,651bと同一平面に配置することができる。したがって、露光ユニット6をさらに小型化することが可能となる。   Further, the main scanning in which the sweep surfaces formed by the sweeps of the two scanning light beams L1 and L2 emitted from the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b are substantially orthogonal to the first axes AX1a and AX1b. It is comprised so that it may cross | intersect in a plane. Accordingly, the intersecting light beams L 1 and L 2 are imaged on the scanned surface 2 a by substantially the same portion of the scanning lens 66. Therefore, since the surface to be scanned 2a can be scanned with substantially the same imaging characteristics and scanning characteristics, each scanning piece by the light beams L1 and L2 can be formed with high accuracy. Further, as shown in FIG. 3, the entire area of the sweep surface formed by sweeping each of the two light beams L1 and L2 before entering the scanning lens 66 can be reduced. Therefore, the folding mirrors 641, 642, 643 can be arranged so that the width in the main scanning direction X is narrow, and can be arranged on the same plane as the deflection mirror surfaces 651a, 651b. Therefore, the exposure unit 6 can be further downsized.

また、この実施形態では、マルチレーザー光源62から2本の光ビームL1,L2を射出させ、該2本の光ビームL1,L2を第1および第2偏向ミラー面651a,651bにより偏向して走査するとともに、該2本の光ビームL1,L2を走査レンズ66により結像することによって被走査面上2aに1本のライン状の潜像を形成している。そして、2本の走査光ビームL1,L2の各々の掃引により形成される掃引面が、第1軸AX1a,AX1bとほぼ直交する主走査平面において交差しているように構成されている。したがって、2個の偏向ミラー面651a,651bによって偏向された2本の走査光ビームL1,L2は、走査レンズ66のほぼ中央の同じ部分によって被走査面2aに結像される。よって、両偏向ミラー面651a,651bによって偏向された2本の光ビームL1,L2を、ほぼ同一の結像特性および走査特性で被走査面2aに走査させることができるので、2本の光ビームL1,L2によって、被走査面上2aに精度良く2個の走査片を形成することができる。したがって、これらの2個の走査片を繋ぎ合わせることによって、1本のライン状の潜像をさらに高精度に形成することができる。また、走査光ビームL1,L2が被走査面上2aに形成する、走査光ビームL1,L2のスポット径を揃えることができる。また、図3に示すように、走査レンズ66に入射する2本の走査光ビームL1,L2の各々の掃引により形成される掃引面全体の面積を小さくすることができる。よって、走査レンズ66を主走査方向Xにおける幅が狭くなるように構成することができる。   Further, in this embodiment, two light beams L1 and L2 are emitted from the multi-laser light source 62, and the two light beams L1 and L2 are deflected by the first and second deflecting mirror surfaces 651a and 651b for scanning. At the same time, the two light beams L1 and L2 are imaged by the scanning lens 66, thereby forming one line-like latent image on the surface to be scanned 2a. The sweep plane formed by sweeping each of the two scanning light beams L1 and L2 is configured to intersect in the main scanning plane substantially orthogonal to the first axes AX1a and AX1b. Accordingly, the two scanning light beams L1 and L2 deflected by the two deflecting mirror surfaces 651a and 651b are imaged on the scanned surface 2a by the same portion at the substantially center of the scanning lens 66. Therefore, the two light beams L1 and L2 deflected by the deflecting mirror surfaces 651a and 651b can be scanned on the scanning surface 2a with substantially the same imaging characteristics and scanning characteristics. With L1 and L2, two scanning pieces can be accurately formed on the surface to be scanned 2a. Therefore, by connecting these two scanning pieces, one line-like latent image can be formed with higher accuracy. Further, the spot diameters of the scanning light beams L1 and L2 formed by the scanning light beams L1 and L2 on the surface to be scanned 2a can be made uniform. Further, as shown in FIG. 3, the area of the entire sweep surface formed by sweeping each of the two scanning light beams L1 and L2 incident on the scanning lens 66 can be reduced. Therefore, the scanning lens 66 can be configured to have a narrow width in the main scanning direction X.

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)2a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 deflecting mirror surfaces 651a and 651b are substantially conjugate with the surface (scanned surface) 2a of the photosensitive member 2 in the sub-scanning plane that is substantially orthogonal to the main scanning direction X. It is configured. 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.

また、この実施形態では、ミラー駆動部により第1および第2偏向ミラー面651a,651bを共振モードで第1軸AX1a,AX1b(主走査偏向軸)回りに揺動駆動している。したがって、少ないエネルギーで第1および第2偏向ミラー面651a,651bを第1軸AX1a,AX1b回りに揺動駆動することができる。また、光ビームの主走査周期を安定化することができる。   In this embodiment, the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b are driven to swing around the first axes AX1a and AX1b (main scanning deflection axes) in the resonance mode by the mirror driving unit. Therefore, the first and second deflection mirror surfaces 651a and 651b can be driven to swing around the first axes AX1a and AX1b with a small amount of energy. In addition, the main scanning period of the light beam can be stabilized.

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、第1および第2偏向ミラー面651a,651bの特性を揃えることができ、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, and the characteristics of the first and second deflecting mirror surfaces 651a and 651b can be made uniform, 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2実施形態>
図6および図7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り、露光ユニットの一構成要素たる偏向素子を示す図である。この実施形態が上記第1実施形態と大きく相違する点は、偏向手段85の構成が異なる点である。偏向手段85は、図6に示す偏向素子を2個並列させることによって構成されている。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偏向手段85の構成について詳述する。
Second Embodiment
6 and 7 are diagrams showing a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention, and are diagrams showing a deflecting element as one component of the exposure unit. This embodiment is greatly different from the first embodiment in that the configuration of the deflecting means 85 is different. The deflecting unit 85 is configured by arranging two deflecting elements shown in FIG. 6 in parallel. Hereinafter, the configuration of the deflecting means 85 will be described in detail with a focus on the differences from the first embodiment with reference to these drawings.

この偏向手段85は、図6に示す偏向素子85aと同一構造の偏向素子2つで構成されている。それぞれの偏向素は同一構造であるため、ここでは第1偏向ミラー面851aを有する一方の偏向素子85aの構成について説明し、第2偏向ミラー面を有する他方の偏向素子の構成については説明を省略する。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 includes two deflecting elements having the same structure as the deflecting element 85a shown in FIG. Since each deflector has the same structure, the configuration of one deflection element 85a having the first deflection mirror surface 851a will be described here, and the description of the configuration of the other deflection element having the second deflection mirror surface will be omitted. To do. 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6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第1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. 6, 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 first 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7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。そして、この往復振動の駆動周波数を偏向ミラー面851aの共振周波数に設定すると、偏向ミラー面851aの振れ幅は大きくなり、しかも振動維持をより安定させることができる。   Further, as shown in FIG. 7, 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. When the driving frequency of this reciprocating vibration is set to the resonance frequency of the deflecting mirror surface 851a, the deflection width of the deflecting mirror surface 851a is increased, and vibration maintenance can be further stabilized.

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を第1軸BX1a回り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BX1aを主走査偏向軸として機能させる。   As described above, in the deflecting unit 85, the driving unit of the exposure control unit 102 functions as the “mirror driving unit” of the present invention, and the deflection mirror surface 851a is swung around the first axis BX1a by controlling the driving unit. Thus, the light beam is deflected and scanned in the main scanning direction X. That is, the first axis BX1a is caused to function as the main scanning deflection axis.

上記のように構成された偏向素子が2個、主走査方向に並列に配置されることによって第1および第2偏向ミラー面が構成されている。その他の構成はすべて上記第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同様の作用効果を有する。   The first and second deflection mirror surfaces are configured by arranging two deflection elements configured as described above in parallel in the main scanning direction. Other configurations are all the same as those in the first embodiment, and have the same effects as those in the first embodiment.

なお、上記第1および第2実施形態では、静電気力を用いて偏向ミラー面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 and second embodiments, the deflection mirror surface is oscillated using electrostatic force, but may be oscillated using other driving force. Here, for example, an electromagnetic force can be used as another driving force.

<第3実施形態>
図8および図9は本発明にかかる光走査装置の第3実施形態を示す図である。この第3実施形態が上記第2実施形態と大きく相違する点は、偏向ミラー面851a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2実施形態と同様である。第1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8および図9に示す偏向素子85aを例にあげて説明を行う。また、第2実施形態と同一構成の部分に関しては同じ番号を用いることとする。
<Third Embodiment>
8 and 9 are views showing a third embodiment of the optical scanning device according to the present invention. The third embodiment is greatly different from the second embodiment in that the deflection mirror surface 851a is driven to swing using electromagnetic force, and other configurations are the same as those of the second embodiment. is there. Also in the deflection element 65 of the first embodiment, the deflection 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, the deflection element 85a shown in FIGS. 8 and 9 will be described as an example. Further, the same reference numerals are used for parts having the same configuration as in the second embodiment.

偏向素子85aでは、図8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. 8, 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9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。そして、この往復振動の駆動周波数を偏向ミラー面851aの共振周波数に設定すると、偏向ミラー面851aの振れ幅は大きくなり、しかも振動維持をより安定させることができる。   Further, as shown in FIG. 9, 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. When the driving frequency of this reciprocating vibration is set to the resonance frequency of the deflecting mirror surface 851a, the deflection width of the deflecting mirror surface 851a is increased, and vibration maintenance can be further stabilized.

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。また、第1偏向ミラー面851aを共振モードで主走査偏向軸回りに揺動駆動するように構成してもよい。このように構成することで少ないエネルギーで第1偏向ミラー面851aを主走査偏向軸まわりに揺動駆動することができる。また、走査光ビームの主走査周期を安定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. Further, the first deflection mirror surface 851a may be configured to swing around the main scanning deflection axis in the resonance mode. With this configuration, the first deflection mirror surface 851a can be driven to swing around the main scanning deflection axis with less energy. In addition, the main scanning period of the scanning light beam can be stabilized.

<その他>
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、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、上記した実施形態では2本の光ビームで被走査面を走査しているが、2本以上の複数の光ビームを、複数の光ビームに1対1に対応した複数の偏向ミラー面により偏向することによって被走査面に複数の走査片を形成して走査領域を形成する構成であってもよい。このような構成としても、上記実施形態と同様の作用効果を有する。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the surface to be scanned is scanned with two light beams, but a plurality of light beams of two or more are scanned by a plurality of deflection mirror surfaces corresponding one-to-one with the plurality of light beams. The scanning area may be formed by forming a plurality of scanning pieces on the surface to be scanned by deflection. Even such a configuration has the same effects as the above-described embodiment.

また、この場合、複数の走査光ビームのうち少なくとも2本の走査光ビームの各々の掃引により形成される掃引面が主走査平面において交差するように構成するのが望ましい。このような構成とすることによって、交差する走査光ビームは走査レンズのほぼ同じ部分によって被走査面2aに結像される。よって、ほぼ同一の結像特性および走査特性で被走査面2aを走査することができる。したがって、各々の走査片を高精度に形成できる。   Further, in this case, it is desirable that a sweep surface formed by sweeping each of at least two scanning light beams among the plurality of scanning light beams intersects in the main scanning plane. With this configuration, the intersecting scanning light beams are imaged on the scanned surface 2a by substantially the same portion of the scanning lens. Therefore, it is possible to scan the scanned surface 2a with substantially the same imaging characteristics and scanning characteristics. Therefore, each scanning piece can be formed with high accuracy.

また、上記した実施形態では、結像手段は単一の走査レンズ66で構成されているが、結像手段を複数の走査レンズ(結像素子)で構成しても構わない。このような構成としても、走査光ビームの各々を、複数の走査レンズ全てを介して被走査面に結像させることで、上記した実施形態と同様の作用効果を有する。   In the above-described embodiment, the imaging unit is configured by the single scanning lens 66, but the imaging unit may be configured by a plurality of scanning lenses (imaging elements). Even in such a configuration, each of the scanning light beams is imaged on the surface to be scanned through all of the plurality of scanning lenses, so that the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

また、偏向ミラー面として、上記した偏向素子の代わりにガルバノミラー等の従来より周知の偏向素子を用いることができる。この場合も、複数の偏向ミラー面によって偏向された複数の走査光ビームは、共通の走査レンズを介して被走査面2aに結像される。よって、上記した実施形態と同様の作用効果を有する。   Further, as the deflection mirror surface, a conventionally known deflection element such as a galvanometer mirror can be used instead of the above-described deflection element. Also in this case, the plurality of scanning light beams deflected by the plurality of deflection mirror surfaces are imaged on the surface to be scanned 2a via the common scanning lens. Therefore, it has the same effect as the above-described embodiment.

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.

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1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus in FIG. 1. 図1の画像形成装置に装備された露光ユニット(光走査装置)の構成を示す主走査断面図である。FIG. 2 is a main scanning sectional view showing a configuration of an exposure unit (optical scanning device) equipped in the image forming apparatus of FIG. 1. 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 3rd 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 3rd 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)、2a,2a1,2a2…被走査面、 4…現像ユニット(現像手段)、 6…露光ユニット(光走査装置)、 62…光源、 65…偏向素子(偏向手段)、 85a…偏向素子、 66…走査レンズ(結像手段)、 651a,651b,851a…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)、 L1,L2…光ビーム、 AX1a,AX1b,BX1a…主走査偏向軸、 X…主走査方向、 Y…副走査方向
2 ... photosensitive body (latent image carrier), 2a, 2a1, 2a2 ... scanned surface, 4 ... developing unit (developing means), 6 ... exposure unit (optical scanning device), 62 ... light source, 65 ... deflection element (deflection) Means), 85a ... deflection element, 66 ... scanning lens (imaging means), 651a, 651b, 851a ... deflection mirror surface, 652, 852a ... silicon substrate (support member), 656a, 656b, 856a ... movable plate (movable member) ), L1, L2 ... light beam, AX1a, AX1b, BX1a ... main scanning deflection axis, X ... main scanning direction, Y ... sub-scanning direction

Claims (14)

N本(ただしN≧2の自然数)の光ビームを射出する光源と、
前記光源からのN本の光ビームと1対1に対応するように配置されるとともに、それぞれが主走査偏向軸回りに揺動して前記光源からの光ビームを偏向して走査するN個の偏向ミラー面を有する偏向手段と、
少なくとも1つ以上の結像素子を有し、前記偏向手段から射出されるN本の走査光ビームの各々を前記結像素子のすべてを介して被走査面に結像して前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査方向に伸びるN個の走査片を形成する結像手段とを備え、
前記被走査面上で前記N個の走査片を前記主走査方向に繋ぎ合せることによって1本の走査領域が形成されていることを特徴とする光走査装置。
A light source that emits N (where N ≧ 2 natural numbers) light beams;
The N light beams from the light source are arranged so as to have a one-to-one correspondence with each other, and each of them swings around a main scanning deflection axis to deflect and scan the light beams from the light source. Deflection means having a deflection mirror surface;
The main scanning deflection shaft has at least one imaging element and forms an image of each of the N scanning light beams emitted from the deflecting means on the surface to be scanned through all of the imaging elements. Imaging means for forming N scanning pieces extending in the main scanning direction substantially perpendicular to the main scanning direction,
An optical scanning device characterized in that one scanning region is formed by joining the N scanning pieces on the surface to be scanned in the main scanning direction.
前記N個の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ている請求項1記載の光走査装置。   2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the N deflection mirror surfaces are arranged side by side in a direction parallel to the main scanning direction. 前記結像手段は、前記結像素子として単一の走査レンズからなることを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。   3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the image forming unit includes a single scanning lens as the image forming element. 前記偏向手段から射出されるN本の走査光ビームのうち少なくとも2本の走査光ビームの各々の掃引により形成される掃引面が、前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査平面において交差している請求項1ないし3のいずれかに記載の光走査装置。   Sweep surfaces formed by sweeping at least two scanning light beams out of N scanning light beams emitted from the deflecting means intersect in a main scanning plane substantially orthogonal to the main scanning deflection axis. The optical scanning device according to claim 1. 前記光源から2本の光ビームを射出させ、該2本の光ビームを前記偏向手段により偏向して走査するとともに、該2本の走査光ビームを前記結像手段により結像して前記走査領域を形成する請求項1ないし3のいずれかに記載の光走査装置であって、
前記2本の走査光ビームの各々の掃引により形成される掃引面が、前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査平面において交差している光走査装置。
Two light beams are emitted from the light source, the two light beams are deflected and scanned by the deflecting means, and the two scanning light beams are imaged by the imaging means to form the scanning region. The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3, wherein
An optical scanning device in which sweep surfaces formed by sweeping each of the two scanning light beams intersect in a main scanning plane substantially orthogonal to the main scanning deflection axis.
前記偏向ミラー面の各々は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4または5記載の光走査装置。   6. The optical scanning device according to claim 4, wherein each of the 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ミラー駆動部とを備え、
前記2個の偏向ミラー面は前記第1および第2偏向ミラー面で構成されていることを特徴とする請求項5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;
A mirror drive unit that swings the first and second deflection mirror surfaces around the main scanning deflection axis to deflect the light beam;
6. The optical scanning device according to claim 5, wherein the two deflection mirror surfaces are constituted by the first and second deflection mirror surfaces.
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、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第2偏向ミラー面であって、
前記2個の偏向ミラー面は前記第1および第2偏向ミラー面で構成されていることを特徴とする請求項5記載の光走査装置。
The deflecting means supports a movable member having a deflecting 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. Consists of two deflecting elements including a support member and a mirror drive unit,
The deflection mirror surface of the one of the two deflection elements is a first deflection mirror surface, and the deflection mirror surface of the other deflection element is a second deflection mirror surface,
6. The optical scanning device according to claim 5, wherein the two deflection mirror surfaces are constituted by the first and second deflection mirror surfaces.
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7または8記載の光走査装置。   9. The optical scanning device according to claim 7, 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9記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 9, 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、前記第1および第2偏向ミラー面を共振モードで前記主走査偏向軸回りに揺動駆動する請求項7ないし10のいずれかに記載の光走査装置。   11. The optical scanning device according to claim 7, wherein the mirror driving unit swings and drives the first and second deflection mirror surfaces around the main scanning deflection axis in a resonance mode. 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7ないし11のいずれかに記載の光走査装置。   12. The optical scanning device according to claim 7, wherein the mirror driving unit swings and drives the first and second deflection 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7ないし11のいずれかに記載の光走査装置。   12. The optical scanning device according to claim 7, 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13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;
An exposure having the same configuration as the optical scanning device according to any one of claims 1 to 13, wherein the surface of 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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009048786A (en) * 2007-08-13 2009-03-05 Koito Mfg Co Ltd Headlight for vehicle
JP2009224039A (en) * 2008-03-13 2009-10-01 Koito Mfg Co Ltd Vehicle headlight device
JP2011095587A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Kyocera Mita Corp Optical scanner and image forming apparatus equipped with the same

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