JP2005227327A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型で、しかも光ビームを被走査面上で高速で走査させることができる光走査装置および該装置を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 可動板６５３を高速揺動させる光走査装置では、可動板６５３と空気との摩擦により熱が発生するが、その発熱量は、主走査方向側で比較的多量であるのに対し、揺動軸方向側では比較的少量である。そこで、副走査平面において、光ビームが副走査方向Ｙに集束されて偏向器６５の偏向ミラー面６５１付近で線状結像される。これにより揺動軸方向（副走査方向）Ｙにおける偏向ミラー面６５１の寸法を小さくすることができる。一方、主走査方向側では第２距離が第１距離よりも長く、主走査方向Ｘにおいて可動板６５３と垂直辺部（第２隣接部）６５２ｂとが大きく離間している。そのため、可動板６５３に対する空気抵抗が低減されて発熱量自体を低減させることができる。
【選択図】 図６

Description

この発明は、被走査面上で光ビームを主走査方向に走査させる光走査装置、および該装置を用いて静電潜像を形成する画像形成装置に関するものである。

この種の光走査装置を用いる装置としては、例えばレーザプリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの画像形成装置がある。例えば特許文献１に記載の装置では、画像データに応じて変調されたレーザビームがコリメータレンズ、第１シリンドリカルレンズおよび反射ミラーを介して偏向器に入射して偏向される。より具体的には、特許文献１に記載の装置は次のように構成されている。

この光走査装置では、半導体レーザから射出されたレーザビームをコリメータレンズおよびシリンドリカルレンズを通過させることで、その断面形状が主走査方向に伸びる横長楕円形状となるレーザビームに整形している。そして、このレーザビームは主走査平面に沿って偏向器の反射ミラーに入射される。

この装置では、特にポリゴンミラーやガルバノミラーを偏向器として用いた場合に発生する種々の問題を解消するため、マイクロマシニング技術を利用して製造した偏向器が用いられている。すなわち、水晶、ガラス、シリコンなどの基板をフォトリソグラフィー技術とエッチング技術などを利用して、フレームに駆動コイル、反射ミラーおよびリガメントを一体形成した光偏向子が加工されている。そして、この光偏向子を装備した偏向器では、駆動コイルに電圧を印加することで反射ミラーが主走査方向に対してほぼ直交する揺動軸回りに揺動し、反射ミラーに入射するレーザビームを偏向させる。

そして、偏向器により偏向されたレーザビームは走査用レンズおよび第２シリンドリカルレンズを介して像形成体（本発明の「潜像担持体」に相当）に結像される。こうして、画像データに対応した静電潜像が像形成体上に形成される。

特開昭６３−２７９２２０号公報（第６頁、第２、３図）

ところで、偏向器を用いた光走査装置の小型化を図るためには、偏向器の各部、例えば反射ミラーとフレームを近接配置するのが望ましい。しかしながら、高速揺動する反射ミラーがフレーム近傍を通過するため、その揺動動作に伴って発生する熱が大きな問題となってくることがあった。すなわち、反射ミラーを高速揺動させた場合には、揺動する反射ミラーと周辺空気との摩擦によって熱が発生し、その熱の影響で反射ミラーの周辺空間に空気のゆらぎが生じる。そして、ゆらぎが生じている空間での空気の屈折率が変化し、該空間を光ビームが通過すると、該空間光ビームの走査位置ズレが生じて画像品質の低下を招いてしまう。このような問題は、主走査方向における反射ミラーとフレームとの距離が縮まるにしたがって深刻なものとなってくる。また、上記従来装置のように主走査方向に伸びる細長状に整形したレーザビームを反射ミラーに導光する場合、主走査方向における反射ミラーの寸法が長くなり、主走査方向における反射ミラー端部の移動量は大きくなり、上記問題はさらに深刻なものとなる。

このように、光走査装置の小型化および光走査の高速化を図るためには、装置各部の小型化や配置関係はもちろんのこと、それに加えて反射ミラー（可動部材）の揺動に伴う熱による影響を十分に考慮する必要がある。しかしながら、従来装置では、これらの点に対する検討・考慮は不十分であった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、小型で、しかも光ビームを被走査面上で高速で走査させることができる光走査装置および該装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明は、被走査面上で光ビームを主走査方向に走査させる光走査装置であって、上記目的を達成するため、入射される光ビームを被走査面に向けて反射する偏向ミラー面を有する可動部材と、主走査方向とほぼ直交する揺動軸方向の両側において可動部材から第１距離だけ離間しながら可動部材に隣接して固定的に配置された第１隣接部と、主走査方向において可動部材から第２距離だけ離間しながら可動部材に隣接して固定的に配置された第２隣接部と、揺動軸方向に延設されるとともに、可動部材と第１隣接部とを連結して可動部材を揺動軸回りに揺動自在に保持する梁とを有し、可動部材を揺動軸回りに揺動させることで入射光ビームを主走査方向に偏向させる偏向手段と、光ビームを射出する光源と、光源からの光ビームを主走査方向に伸びる細長断面形状に整形して偏向ミラー面に入射する第１光学系と、偏向ミラー面により偏向された光ビームを被走査面に結像する第２光学系とを備え、第２距離が第１距離よりも長くなっていることを特徴としている。

このように構成された発明では、光ビームを主走査方向に偏向させるために、可動部材が揺動軸回りに揺動される。したがって、可動部材の揺動動作に応じて該可動部材の周辺で熱が発生する。しかしながら、発熱量は主走査方向側と揺動軸方向側とで大きく相違する。そこで、この発明では、熱による影響を考慮して揺動軸方向側と主走査方向側とでそれぞれ異なる対応を施している。

この発明では、可動部材に対して、揺動軸方向には第１距離だけ離間しながら可動部材に隣接して第１隣接部が固定的に配置される一方、主走査方向には第２距離だけ離間しながら可動部材に隣接して第２隣接部が固定的に配置されている。したがって、第１および第２距離を縮めることで装置の小型化が可能となるが、上記したように熱影響が問題となる。ここで、主走査方向側での熱影響と揺動軸方向側での熱影響とを対比すると、前者が比較的深刻であるのに対し、後者は比較的軽微である。そこで、本発明では、光源からの光ビームを主走査方向に伸びる細長断面形状に整形し、該光ビームを偏向ミラー面に入射するように構成することで揺動軸方向の小型化を図っている。一方、主走査方向側については第２距離が第１距離よりも長くなるように構成している。これによって、主走査方向において可動部材と第２隣接部とが離間することとなり、可動部材に対する空気抵抗が低減されて発熱量自体を低減させることができる。その結果、熱影響を防止することができる。

また、可動部材の寸法については任意であるが、揺動軸方向における可動部材の寸法が主走査方向における可動部材の寸法よりも短くなるように構成するのが望ましい。このように揺動軸方向における可動部材の寸法を低減させることにより、主走査方向における可動部材の両端縁部と周辺空気との摩擦量が低減される。その結果、発熱量をさらに低減させることができる。

また、第１光学系からの光ビームが偏向ミラー面の正面側より偏向ミラー面の面法線に対して鋭角をなすように揺動軸方向から偏向ミラー面に入射されるように構成してもよい。これにより、仮に可動部材の両端縁部近傍で熱が発生し、その周辺空間に空気のゆらぎが生じたとしても、熱影響を受けることなく、光ビームを走査させることができる。というのも、上記のように構成することで、光ビームは上記周辺空間以外の空間、つまり偏向ミラー面の中央部近傍の空間を通過するからである。

また、光ビームを上記のように偏向ミラー面に正面入射させることは、熱による問題を解消するのみならず、装置の小型化にも大きく寄与する。すなわち、光ビームは偏向ミラー面の正面側から入射されるように構成しているので、偏向ミラー面の揺動角がゼロのときに主走査平面において入射光ビームは偏向ミラー面に対して入射角ゼロとなる。そして、偏向ミラー面の揺動角が大きくなると、主走査平面において偏向ミラー面が入射光ビームを切る角度が鋭角となるものの、その角度の値は従来装置のそれに比べて大きい。したがって、所定の走査範囲をカバーするために要求される偏向ミラー面の主走査方向の寸法は従来装置のそれよりも小さく、その結果、主走査方向における偏向ミラー面の長さを比較的小さくすることができる。

図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。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。

このエンジン部ＥＧでは、感光体２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。

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は後述する露光制御部からの電気信号に基づき光ビームＬを感光体２上に走査して画像信号に対応する静電潜像を形成する。このように露光ユニット６は、本発明にかかる光走査装置であるが、その構成および動作については後で詳述する。

こうして形成された静電潜像は現像ユニット４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、４Ｃ、４Ｍ、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４４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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図３は図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図である。また、図４は露光ユニットの副走査断面図である。また、図５は走査光ビームの結像を示す斜視図である。また、図６および図７は露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図である。また、図８は図７のＡ−Ａ線断面図であり、図９は図７のＢ−Ｂ線断面図である。また、図１０は露光ユニットおよび露光制御部の構成を示すブロック図である。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニット６の構成および動作について詳述する。

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に単一のレーザ光源６２が固着されており、レーザ光源６２から光ビームを射出可能となっている。このレーザ光源６２は、図１０に示すように、露光制御部１０２の光源駆動部１０２ａ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１０２ａがレーザ光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御してレーザ光源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。このように本実施形態では、レーザ光源６２が本発明の「光源」に相当してる。

また、この露光筐体６１の内部には、レーザ光源６２からの光ビームを感光体２の表面（被走査面）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、ミラー６４、偏向器６５、走査レンズ６６および折り返しミラー６７が設けられている。すなわち、レーザ光源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。そして、このコリメート光は副走査方向Ｙにのみ集束されて偏向器６５の偏向ミラー面６５１付近で線状結像される。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がレーザ光源６２からの光ビームを主走査方向Ｘに伸びる細長断面形状に整形し、偏向ミラー面６５１に入射する第１光学系６３として機能している。

この偏向器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６５１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、偏向器６５は次のように構成されている。

この偏向器６５では、図６および図７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の一部を加工することで２つの水平辺部６５２ａと２つの垂直辺部６５２ｂとを連結してなる枠体が形成されている。そして、この枠体の各辺部６５２ａ，６５２ｂが偏向器６５のフレーム６５０に設けられた凹部６５０ｃの開口周縁部を覆うように、シリコン基板６５２がフレーム６５０に取り付けられている。

また、シリコン基板６５２の中央部では、その枠体に対して可動板６５３が主走査方向Ｘとほぼ直交する副走査方向Ｙに伸びる揺動軸ＡＸ回りに揺動自在に設けられている。すなわち、これらの水平辺部６５２ａはそれぞれ揺動軸方向Ｙの両側において可動板６５３から第１距離Ｒ1だけ離間しており（図８参照）、ねじりバネ（梁）６５４によって可動板６５３がシリコン基板６５２の水平辺部６５２ａに弾性支持されている。一方、主走査方向Ｘ側については、可動板６５３は垂直辺部６５２ｂから第２距離Ｒ2だけ離間している（図９参照）。このように、この実施形態では、水平辺部６５２ａおよび垂直辺部６５２ｂがそれぞれ本発明の「第１隣接部」および「第２隣接部」に相当し、それらから離間した状態で、可動板６５３は揺動軸ＡＸ回りに揺動自在となっている。そして、可動板６５３の中央部には、アルミニューム膜などが偏向ミラー面６５１として成膜されている。なお、この実施形態では、後述する理由から、第２距離Ｒ2が第１距離Ｒ1よりも長くなるように構成している。また、可動板６５３は図６に示すように主走査方向Ｘに伸びる細長形状に仕上げられ、揺動軸方向（副走査方向）における幅Ｈbが主走査方向における幅Ｈaよりも短くなっている。これらについては、後で詳述する。

また、凹部６５０ｃの内底面のうち可動板６５３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（図８および図９参照）。これら２つの電極６５８ａ、６５８ｂは可動板６５３を揺動軸ＡＸ回りに揺動駆動するための揺動用電極として機能するものである。すなわち、これらの揺動用電極６５８ａ、６５８ｂは露光制御部１０２の揺動駆動部１０２ｂ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６５１との間に静電吸着力が作用して偏向ミラー面６５１の一方端部を該電極側に引き寄せる。したがって、揺動駆動部１０２ｂから所定の電圧を揺動用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加すると、ねじりバネ６５４を揺動軸ＡＸとして偏向ミラー面６５１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６５１の共振周波数に設定すると、偏向ミラー面６５１の振れ幅は大きくなり、電極６５８ａ、６５８ｂに近接する位置まで偏向ミラー面６５１の端部を変位させることができる。また、偏向ミラー面６５１の端部が共振で電極６５８ａ、６５８ｂと近接位置に達することで、電極６５８ａ、６５８ｂも偏向ミラー面６５１の駆動に寄与し、端部と平面部の両電極により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、静電吸着力により偏向ミラー面６５１を往復振動させているが、他の駆動方式、例えば電磁気力により振動させるようにしてもよい。ここで、電磁気力により偏向ミラー面６５１を駆動する態様については、すでに周知の技術事項であるため、ここでは説明を省略する。

図３および図４に戻って露光ユニット６の説明を続ける。上記のように偏向器６５により走査された走査光ビームは感光体２に向けて偏向器６５から射出されるが、その走査光ビームは本発明の「第２光学系」に相当する走査レンズ６６および折り返しミラー６７を介して感光体２に結像され、感光体表面に光ビームのスポットが形成される。これにより、図５に示すように、走査ビームが主走査方向Ｘと平行に走査して走査位置２１上で主走査方向Ｘに伸びるライン状の潜像が感光体２上に形成される。

なお、この実施形態では、図３に示すように、偏向器６５からの走査光ビームの開始および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。

次に、第１距離Ｒ1と第２距離Ｒ2との関係について詳述する。まず、装置の小型化を図る上では、第１距離Ｒ1および第２距離Ｒ2を縮めることが効果的であることは言うまでもない。しかしながら、この実施形態では、光ビームＬを主走査方向Ｘに偏向させるために、上述したように、可動板６５３を高速揺動させる。したがって、可動板６５３と空気との摩擦により熱が発生するが、その発熱量は、主走査方向側で比較的多量であるのに対し、揺動軸方向側では比較的少量である。そこで、この実施形態では、この点を考慮して揺動軸方向側と主走査方向側とでそれぞれ異なる対応が施されている。すなわち、副走査平面（図４の紙面）において、光ビームＬを副走査方向Ｙに集束して偏向器６５の偏向ミラー面６５１付近で線状結像している。これにより揺動軸方向（副走査方向）Ｙにおける偏向ミラー面６５１の寸法Ｈbを小さくすることができる。また、揺動軸方向側では、発熱量が比較的少なく、熱影響が軽微であることから第１距離Ｒ1を比較的短く設定することができる。したがって、このような構成を採用することが偏向器６５および露光ユニット６の小型化に大きく寄与している。

これに対し、主走査方向側では熱影響が深刻となる。すなわち、可動板６５３に対する空気抵抗が大きくなると、主走査方向Ｘにおける可動板６５３の両端縁部近傍で熱が発生し、その周辺空間（図１１の符号ＳＡ）に空気のゆらぎが生じる。そこで、この実施形態では、第２距離Ｒ2が第１距離Ｒ1よりも長くなるように構成している。つまり主走査方向Ｘにおいて可動板６５３と垂直辺部（第２隣接部）６５２ｂとを大きく離間している。これによって、可動板６５３に対する空気抵抗が低減されて発熱量自体を低減させることができる。

また、可動板６５３の寸法について特に限定されるものではないが、揺動軸方向Ｙにおける可動板６５３の寸法Ｈbを低減させて主走査方向Ｘにおける寸法Ｈaよりも小さくすることにより、主走査方向Ｘにおける可動板６５３の両端縁部と周辺空気との摩擦量が低減される。その結果、発熱量をさらに低減させることができる。また、装置の小型化にも有利である。

また、この実施形態では、図１１および図１２に示すように、第１光学系６３からの光ビームＬが偏向ミラー面６５１の正面側より偏向ミラー面６５１の面法線ＮＬに対して鋭角をなすように揺動軸方向Ｙから偏向ミラー面６５１に入射されるように構成している。したがって、光ビームＬは上記周辺空間ＳＡ以外の空間、つまり偏向ミラー面の中央部近傍の空間を通過している。したがって、熱影響を受けることなく、光ビームを走査させることができる。

また、光ビームＬを上記のように偏向ミラー面６５１に正面入射させることは、熱による問題を解消するのみならず、装置の小型化にも大きく寄与する。すなわち、本実施形態では光ビームＬを偏向ミラー面６５１の正面側から偏向器６５に入射しているので、偏向ミラー面６５１の揺動角がゼロのときには、主走査平面での偏向ミラー面６５１に対する光ビームの入射角はゼロとなる。そして、偏向ミラー面６５１の揺動角θが大きくなるにしたがって、例えば図１１に示すように、偏向ミラー面６５１に対する入射光ビームＬの入射角φxが大きくなり、主走査平面（同図の紙面）において偏向ミラー面６５１が入射光ビームＬを切る角度（＝９０゜−φx）が鋭角となるものの、その角度の値は従来装置のそれに比べて大きい。したがって、所定の走査範囲をカバーするために要求される偏向ミラー面６５１の主走査方向Ｘの寸法は従来装置のそれよりも小さく、その結果、主走査方向Ｘにおける可動板６５３の長さＨaを比較的小さくすることができる。また、第１光学系６３によって偏向ミラー面６５１に入射する光ビームＬを主走査方向Ｘに伸びる細長断面形状に整形する一方、可動板６５３を主走査方向Ｘに伸びる細長形状に仕上げている。すなわち、主走査方向Ｘとほぼ直交する揺動軸方向（副走査方向Ｙ）における可動板６５３の幅Ｈbが大幅に小さくなっている。したがって、このように構成された露光ユニット６では、可動板６５３が軽量化され、可動板６５３を従来装置よりも高速で、しかも安定して揺動することができる。その結果、感光体２の表面上で光ビームＬを高速で、かつ安定して走査して潜像形成を安定して行うことができる。

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、上記実施形態では、水平辺部（第１隣接部）６５２ａ、垂直辺部（第２隣接部）６５２ｂ、可動板６５４およびねじりバネ（梁）６５４をシリコン基板６５２から一体的に形成しているが、可動板６５３およびねじりバネ６５４の構成については、これに限定されるものではない。例えば、図１３ないし図１６に示すように、可動板６５４およびねじりバネ６５４を一体的に形成し、その一体物をフレーム６５０に取り付けた偏向器６５を用いた露光ユニットにも本発明を適用することができる。このように偏向器６５では、各ねじりバネ６５４はフレーム６５０の水平辺部６５０ａに固定されることとなり、該水平辺部６５０ａが本発明の「第１隣接部」に相当し、フレーム６５０の垂直辺部６５０ｂが本発明の「第２隣接部」に相当する。また、電磁気力により偏向ミラー面６５１を駆動する場合には、主走査方向Ｘにおいて、可動板６５３と隣接して永久磁石や電磁石などの磁力発生源を配置することが多い。したがって、このような駆動方式を採用する場合には、磁力発生源が本発明の「第２隣接部」に相当することとなる。

また、上記実施形態では、光ビームＬを揺動軸方向Ｙの下方側より偏向ミラー面６５１に入射しているが、揺動軸方向の上方側から入射するように構成してもよい。また、正面入射に限定されず、例えば従来装置のように光ビームを主走査平面に沿って偏向器に入射する光走査装置に対しても本発明を適用することができる。すなわち、本発明の適用対象は、偏向ミラー面を有する可動部材の隣接して第１および第２隣接部が配置されるとともに、その可動部材を梁によって揺動自在に保持しながら該揺動軸回りに揺動させて光ビームを走査する光走査装置全般に適用することができる。

さらに、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手段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。

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの主走査断面図。 図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの副走査断面図。 偏向光ビームの結像を示す斜視図。 露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図。 露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図。 図７のＡ−Ａ線断面図。 図７のＢ−Ｂ線断面図。 露光ユニットおよび露光制御部の構成を示すブロック図。 可動板と光ビームとの関係を示す主走査断面図。 可動板と光ビームとの関係を示す副走査断面図。 露光ユニットの一構成要素たる偏向器の他の実施形態を示す図。 露光ユニットの一構成要素たる偏向器の他の実施形態を示す図。 図１４のＡ−Ａ線断面図。 図１４のＢ−Ｂ線断面図。

符号の説明

２…感光体（潜像担持体）、 ６…露光ユニット（光走査装置）、 ６２…レーザ光源（光源）、 ６３…第１光学系、 ６５…偏向器、 ６６…走査レンズ（第２光学系）、 ６３１…コリメータレンズ（第１光学系）、 ６３２…シリンドリカルレンズ（第１光学系）、 ６５１…偏向ミラー面、 ６５０ａ、６５２ａ…水平辺部（第１隣接部）、 ６５０ｂ、６５２ｂ…垂直辺部（第２隣接部）、 ６５３…可動板（可動部材）、 ６５４…ねじりバネ（梁）、 ＡＸ…揺動軸、 Ｈb…(可動板の）幅、 Ｌ…光ビーム、 ＮＬ…（偏向ミラー面の）面法線、 Ｒ1…第１距離、 Ｒ2…第２距離、 ＳＡ…周辺空間、 Ｘ…主走査方向、 Ｙ…副走査方向（揺動軸方向）、 γ…（偏向ミラー面への光ビームの）入射角、 θ…揺動角

Claims (8)

1. 被走査面上で光ビームを主走査方向に走査させる光走査装置において、
   入射される光ビームを前記被走査面に向けて反射する偏向ミラー面を有する可動部材と、前記主走査方向とほぼ直交する揺動軸方向の両側において前記可動部材から第１距離だけ離間しながら前記可動部材に隣接して固定的に配置された第１隣接部と、前記主走査方向において前記可動部材から第２距離だけ離間しながら前記可動部材に隣接して固定的に配置された第２隣接部と、前記揺動軸方向に延設されるとともに、前記可動部材と前記第１隣接部とを連結して前記可動部材を前記揺動軸回りに揺動自在に保持する梁とを有し、前記可動部材を前記揺動軸回りに揺動させることで入射光ビームを前記主走査方向に偏向させる偏向手段と、
   光ビームを射出する光源と、
   前記光源からの光ビームを前記主走査方向に伸びる細長断面形状に整形して前記偏向ミラー面に入射する第１光学系と、
   前記偏向ミラー面により偏向された光ビームを前記被走査面に結像する第２光学系とを備え、
   前記第２距離が前記第１距離よりも長くなっていることを特徴とする光走査装置。
2. 前記揺動軸方向における前記可動部材の寸法が前記主走査方向における前記可動部材の寸法よりも短い請求項１記載の光走査装置。
3. 前記第１光学系からの光ビームが前記偏向ミラー面の正面側より前記偏向ミラー面の面法線に対して鋭角をなすように前記揺動軸方向から前記偏向ミラー面に入射される請求項１または２記載の光走査装置。
4. 前記可動部材、前記第１隣接部、前記第２隣接部および前記梁が一体的に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の光走査装置。
5. 前記可動部材、前記第１隣接部、前記第２隣接部および前記梁がシリコン単結晶で構成されている請求項４記載の光走査装置。
6. 前記偏向手段は、前記第１隣接部と前記第２隣接部とが一体的に形成されたフレームを備え、
   前記可動部材および前記梁が一体的に形成されるとともに、前記梁が前記フレームに固定されている請求項１ないし３のいずれかに記載の光走査装置。
7. 前記可動部材および前記梁がシリコン単結晶で構成されている請求項６記載の光走査装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の光走査装置を用いて潜像担持体の表面に光ビームを走査して前記潜像担持体上に静電潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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