JP2009251595A - 光走査装置及びこれを採用した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光偏向器、光走査装置及びこれを採用した画像形成装置を提供する。
【解決手段】 回転駆動されるものであり、入射した光を偏向させる偏向面を持つ駆動ミラーと、偏向面に形成されたものであり、正の次数の回折光と負の次数の回折光との光量を互に異ならせる形状のグレーティングと、を備え、回転によって偏向される光の軌跡である主走査線が直線になることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源から照射される光を被露光体に走査する光走査装置及びこれを採用した画像形成装置に関する。

光源から照射される光を被露光体に走査する光走査装置は、コピー機、プリンタ、ファクスなどの、印刷用紙に画像を再現する電子写真方式の画像形成装置に主に適用される。

光走査装置は、光源、プレスキャン光学系、偏向器、走査光学系を備える。光源は画像信号によって光を照射し、照射された光はプレスキャン光学系を過ぎつつ所定ビーム径を持つ平行光または弱い収束光の形態に整形されて偏向器に入射する。偏向器に入射された光は、偏向器の駆動によって走査光学系側に偏向走査され、走査光学系を過ぎつつ収差が補正された後、被露光面に結像される。

偏向器としては、複数のミラー面を持つポリゴンミラーがスピンドルモータに取り付けられて回転する構造のポリコンミラー装置が一般的に使われる。また、最近にはプリンタ市場の傾向が印刷速度が増加する方向に進むにつれて、さらに高いスキャニング速度を具現するために振動型マイクロミラー装置を偏向器として使用するのが試みられている。

これらの偏向器のミラー面に入射した光が反射して、被露光面で主走査方向に沿って走査される時、入射光と反射光とは主走査方向と同じ平面にあり、入射光と反射光との干渉が起きないように、入射光は、ミラー面に所定角度で斜めに入射する。前記所定角度は片側スキャン角（α）より大きくなければならず、したがって、ミラー面の主走査方向の長さは、入射光のビーム径がＤである時、少なくともＤ／ｃｏｓα以上にならねばならない。ミラーのサイズが大きくなれば、慣性モーメントが増加してさらに大きい駆動力が必要であるという問題があり、したがって、ミラー面のサイズを小さくする設計が必要である。

本発明は、前述した必要性に応じてなされたものであり、偏向器のミラー面のサイズを小さくすることができる構造の光走査装置、及びこれを採用した画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態による光偏向器は、回転駆動されるものであり、入射した光を偏向させる偏向面を持つ駆動ミラーと、前記偏向面に形成されたものであり、正の次数の回折光と負の次数の回折光との光量を互に異ならせる形状のグレーティングと、を備え、前記回転によって偏向される光の軌跡である主走査線が直線になることを特徴とする。

前記グレーティングは、長手方向が前記主走査線の方向に沿って、または前記主走査線に垂直の方向に沿って形成される。

前記グレーティングは、ブレーズ型またはステップ型である。

前記駆動ミラーは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーまたはポリゴンミラーである。

本発明の実施形態による光走査装置は、光源と、回転駆動される偏向面を持ち、前記光源から照射された光を偏向させる光偏向器と、を備え、前記偏向面に入射する光は、前記回転によって偏向される光の軌跡である主走査線に対しては垂直であり、前記偏向面が中立位置にある時、前記偏向面の法線とは前記主走査線に垂直である副走査線方向に角θ（θ≠０）をなす光学的配置を持つことを特徴とする。

前記グレーティングは、長手方向が前記主走査線の方向に沿って形成される。

また、本発明の実施形態による光走査装置は、光源と、前記光源から照射された光を所定形状に整形するプレスキャン光学部と、回転駆動される偏向面を持ち、前記プレスキャン光学部で整形された光を偏向させる光偏向器と、前記光偏向器によって偏向された光の収差を補正して被露光体に結像させる走査光学部と、をさらに備えることを特徴とする光走査装置であって、前記偏向面に入射する光は、前記偏向面が中立位置にある時に前記偏向面の法線と平行し、前記走査光学部の光軸と角β（β≠０）をなすことを特徴とする。

前記グレーティングは、長手方向が前記主走査線と垂直の方向に沿って形成される。

前記偏向面には、正の次数の回折光と負の次数の回折光との光量を互に異ならせる形状のグレーティングが形成され、前記グレーティングは、ブレーズ型またはステップ型である。

前記光偏向器は、ＭＥＭＳミラー装置、ポリゴンミラー装置またはガルバノミラー装置である。

本発明による画像形成装置は、感光体と、前記感光体に光を走査して静電潜像を形成するものであって、本発明の実施形態による光走査装置と、前記感光体に形成された静電潜像にトナーを供給して現像させる現像ユニットと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、偏向器のミラー面のサイズを小さくすることができて、駆動時に消耗電力が少なくて小型化に有利である。

本発明の実施形態による光偏向器の概略的な構造を示す図である。 本発明の他の実施形態による光偏向器の概略的な構造を示す図である。 本発明の光偏向器と比較するための比較例としての光偏向器の概略的な構造を示す図である。 本発明の光偏向器と比較するための比較例としての光偏向器の概略的な構造を示す図である。 図１の光偏向器で採用したグレーティングによる回折光を示す図である。 図２の光偏向器で採用したグレーティングによる回折光を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態による光偏向器の概略的な構造を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態による光偏向器の概略的な構造を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態による光偏向器の概略的な構造を示す図である。 本発明の実施形態による光走査装置の概略的な光学的配置を示す図である。 図１０Ａの光軸断面図である。 本発明の他の実施形態による光走査装置の概略的な構造を示す図である。 本発明の実施形態による画像形成装置の概略的な構造を示す図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。以下の図面で同じ参照符号は同じ構成要素を示し、図面上で各構成要素のサイズは説明の明瞭性及び便宜のため誇張している。

図１は、本発明の実施形態による光偏向器１０の概略的な構造を示す図である。光偏向器１０は、入射した光を偏向させ、回転軸１２に対してピボット振動されることによって前記偏向される光をして所定軌跡を形成させるものである。本発明の光偏向器１０は、前記軌跡、すなわち、主走査線Ｓを直線にする構造を持つ。光偏向器１０は、駆動部（図示せず）により回転駆動される駆動ミラー１４を備え、偏向面になる駆動ミラー１４の一面にはグレーティング１６が形成されている。以下の説明で、角を定義する時の偏向面は、グレーティング１６が形成される前の面を意味する。グレーティング１６は入射光を回折させるものであって、本発明では、正の次数の回折光と負の次数の回折光との光量が互いに異なるように非対称的な形状を持ち、特に、偏向面に垂直の方向に該当する次数の回折光量が多くなるようにグレーティング１６の形状が選択された。これについての詳細は、図３ないし図６の説明で後述する。グレーティング１６は長手方向が主走査線Ｓと平行し、その形状は、例えば、図示したようにブレーズ型でありうる。

駆動ミラー１４は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーの一面にグレーティングを形成した構造になりうる。ＭＥＭＳミラーは、シリコン基板を利用して超小型で大量製作が容易であるという利点がある。駆動部（図示せず）は、磁気駆動方式、静電駆動方式または電磁気駆動方式により駆動ミラー１４をピボット振動させる装置になりうる。例えば、磁気駆動方式による場合、グレーティングが形成された面の裏面１４ａに永久磁石を付着させ、時変磁場形成装置、例えば、電磁石により前記永久磁石の位置に時変磁場を形成させて、磁場の変化による磁気力の変化によって駆動ミラー１４をピボット振動させることができる。ＭＥＭＳミラーを駆動する多様な方式は当業者に周知であるので、これについての詳細な説明は省略する。

図１を参照するに、入射光Ｌ_ｉは主走査線Ｓに対しては垂直であり、副走査方向Ｚには中立位置にある時の偏向面の法線Ｎと角θをなして駆動ミラー１４に入射する。ここで、中立位置とは、光偏向器１０がピボット振動される範囲での中心値位置にある場合を意味し、副走査方向は、主走査線Ｓに垂直の方向を意味する。駆動ミラー１４に形成されたグレーティング１６により入射光Ｌ_ｉは、大部分偏向面に対して垂直になる方向に該当する次数に回折偏向される。一方、駆動ミラー１４は、駆動部（図示せず）によりＡ方向にピボット振動し、これにより、偏向された光Ｌ_ｒの軌跡は主走査線Ｓを形成する。すなわち、駆動ミラー１４に入射した光は、駆動ミラー１４がピボット振動することによって他の方向に偏向され、このように偏向された光Ｌ_ｒが結像面（図示せず）に焦点を結ぶ時、その偏向された方向に沿って光スポットがなす軌跡が主走査線Ｓになる。本発明で主走査線Ｓは直線になる。

図２は、本発明の他の実施形態による光偏向器２０の概略的な構造を示す図である。本実施形態の光偏向器２０は、グレーティング１８の形状のみ図１の光偏向器１０と差がある。すなわち、グレーティング１８は、正の次数の回折光と負の次数の回折光との光量が互いに異なるように非対称的な形状を持ち、特に、偏向面に垂直の方向に該当する次数の回折光量が多くなる形状に選択され、例えば、図示されたように、長手方向が主走査線Ｓと平行し、その形状はステップ型でありうる。

入射光Ｌ_ｉが主走査線Ｓに対しては垂直であり、副走査方向には偏向面の法線Ｎと角θをなして駆動ミラー１４に入射する時、駆動ミラー１４に形成されたグレーティング１８により入射光Ｌ_ｉは、大部分偏向面に対して垂直になる方向に該当する次数に回折偏向される。また、駆動ミラー１４が回転軸１２に対してピボット振動することによって偏向された光Ｌ_ｒの軌跡は主走査線Ｓを形成し、主走査線Ｓは直線をなす。

以下、図３ないし図６を参照して、図１及び図２に図示したグレーティング１６、１８の形状を決定する原理について説明する。

図３は、本発明の実施形態による光偏向器１０、２０との比較例として、グレーティングが形成されていない光偏向器３０を図示する。光が偏向面１９の法線と角θをなして入射する場合、入射光は入射角と同じ反射角θで反射される。一方、光偏向器３０が回転軸１２に対してピボット振動することによって、光偏向器３０で反射した光の軌跡は曲線を形成する。このように反射光の軌跡が曲線を形成する光偏向器は、光走査装置に採用されるには適していない。この場合、結像面での軌跡も曲線になるため、これを補正するための追加的な光学構成が必要であって光学系が複雑になるためである。

反射光の軌跡が曲線になることを防止するために、グレーティングによる回折現像を利用できる。図４は、本発明の実施形態による光偏向器１０、２０との比較例として、バイナリ型のグレーティング１５が形成された光偏向器４０を図示する。入射角θで入射した光はいろいろな方向に回折される。０次回折光は入射角θと同じ回折角θを持ち、＋１次回折光、−１次回折光は０次回折光を中心に回折角θ_Ｄで回折される。回折角度θ_Ｄは、グレーティングのピッチｐと入射光の波長λにより次のような条件式によって決定される。

±ｍ・λ＝ｐ・ｓｉｎ（θ_Ｄ） （１）
ここで、ｍは回折次数である。

したがって、グレーティング１５のピッチを適当な値に定めれば、特定次数の回折光を駆動ミラー１４に垂直の方向に反射させることができる。例えば、ｐ＝λ／ｓｉｎθとすれば、−１次回折光が面１４ａに垂直の方向に反射される。

一方、各回折次数による回折光量はグレーティング１５の深さｄにより決定されるが、図示されたように、バイナリ型のグレーティング１５である場合、＋ｍ次の光量と−ｍ次の光量とは同じく、この場合、所望の次数の光量を５０％以上に配分できない。

したがって、本発明では入射光を大部分特定次数の回折光に回折させて光利用効率が高くなるように、正の次数の回折光と負の次数の回折光との光量が互いに異なるグレーティングを選択している。

図５は、図１の光偏向器１０で採用したグレーティング１６による回折光を示す。−１次回折光が駆動ミラー１４に垂直の方向になるようにブレーズ型グレーティング１６のピッチｐを調節し、また、−１次回折光の効率が高くなるように深さｄを調節すれば、駆動ミラー１４の偏向面に入射角θで入射した光は、大部分偏向面に垂直の−１次回折光に回折される。

図６は、図２の光偏向器２０で採用したグレーティング１８による回折光を示す。−１次回折光が駆動ミラー１４に垂直の方向になるようにステップ型グレーティングのピッチｐを調節し、また、−１次回折光の効率が高くなるように深さｄとステップの数を調節すれば、駆動ミラー１４に入射角θで入射した光は、大部分偏向面に垂直の−１次回折光に回折される。例えば、４ステップグレーティングの場合、ステップ当たり高さが（ｎ＋０．７５）×（λ／２）である場合、１次回折光効率が８１％程度になりうる。ここで、ｎは１以上の整数である。

図７は、本発明の他の実施形態による光偏向器５０の概略的な構造を示す図である。光偏向器５０は、複数の偏向面を持つポリゴンミラー５２と、各面に形成されたグレーティング５４とを備える。本実施形態の光偏向器５０は、駆動ミラーとしてポリゴンミラー５３を採用した点で図１及び図２の実施形態と差があり、偏向面に垂直の方向に該当する次数の回折光量が多くなるようにグレーティング５４の形状が選択された点では同一である。すなわち、グレーティング５４は、長手方向が主走査線Ｓの方向と平行であり、その形状は、図１のようなブレーズ型または図２のようなステップ型になりうる。入射光Ｌ_ｉが主走査線Ｓに対しては垂直であり、副走査方向には中立位置にある場合の偏向面の法線と角θをなしてポリゴンミラー５２に入射する時、グレーティング５４により入射光Ｌ_ｉは、大部分偏向面に対して垂直になる方向に該当する次数に回折偏向される。ポリゴンミラー５２は、スピンドルモータ（図示せず）に取り付けられて矢印方向Ａに回転し、これにより偏向される光Ｌ_ｒの軌跡は直線の主走査線Ｓを形成する。

以上説明した実施形態で、入射光は主走査方向とは垂直であり、副走査方向には角θ（θ≠０）をなして偏向面に入射し、光偏向器により偏向された光は偏向面に垂直になっていて、入射光と偏向光とは互いに異なる平面に位置している。光偏向器のピボット振動または回転によって入射光と偏向面とがなす主走査方向の最大角度は、片側スキャン角度をαとする時、α／２ほどであり、偏向面の主走査方向の長さは、入射光のビーム径がＤである時、Ｄ／ｃｏｓ（α／２）ほどである。ここで、片側スキャン角度αは、光偏向器により所定長さ範囲の主走査線Ｓが形成される時、光偏向器で偏向されて主走査線Ｓの両端に向かう光ビームがなす角の半分を意味する。前述した実施形態で、入射光と光偏向器により偏向された光とが同じ平面にある一般的な構造である場合に必要な偏向面長さ（Ｄ／ｃｏｓ（α））より偏向面のサイズを小さく形成できる。

図８は、本発明の他の実施形態による光偏向器６０の概略的な構造を示す図である。光偏向器６０は、駆動ミラー１４と、駆動ミラー１４の一面に形成されたグレーティング２６とを備える。グレーティング２６は、主走査線Ｓと垂直の方向に長手方向が形成されており、その形状は、以前の実施形態と同じ原理によって選択された。すなわち、特定次数の回折光効率が高くなるように選択され、その形状はブレーズ型またはステップ型になりうる。ブレーズ型グレーティングまたはステップ型グレーティングのピッチ、深さ、ステップ数などを適当に選択して、所望の次数の回折光量が多くなるように調節できる。

図面を参照すれば、入射光Ｌ_ｉは、光偏向器５０が中立位置にある時に偏向面に垂直入射している。ここで、中立位置とは、光偏向器６０がピボット振動される範囲での中心値位置にある場合を意味する。グレーティング２６が形成されていない場合ならば、入射光はこの場合に同じ方向に反射されるが、偏向面にグレーティング２６が形成されているので、この場合にも入射光は、主走査線Ｓに向かう方向に回折偏向される。また、光偏向器５０のピボット振動によって偏向された光の軌跡は直線形態の主走査線Ｓを形成する。

図９は、本発明の他の実施形態による光偏向器７０の概略的な構造を示す図である。光偏向器７０は、複数の偏向面を持つポリゴンミラー５２と、各面に形成されたグレーティング６４とを備える。本実施形態の光偏向器７０は、駆動ミラーとしてポリゴンミラー５３を採用した点で図８の実施形態と差があり、特定次数の回折光が効率が高くなるようにグレーティング６４が選択された点は同一である。すなわち、グレーティング６４は、長手方向が主走査線Ｓと垂直の方向であり、その形状は、ブレーズ型またはステップ型になりうる。偏向面に垂直入射した入射光Ｌ_ｉは、グレーティング６４により主走査線Ｓに向かう方向に回折偏向される。また、光偏向器６０のピボット振動によって偏向された光Ｌ_ｒの軌跡は、直線形態の主走査線Ｓを形成する。

図８及び図９で説明した構造の光偏向器５０、６０は、入射光Ｌ_ｉと偏向光Ｌ_ｒとがいずれも同じ平面にある光学的配置を持つので、光走査装置または画像形成装置に採用される時、既存の光走査装置または画像形成装置の光学的構成をそのまま利用できるという利点がある。また、偏向面に形成されたグレーティングにより、光が中立位置にある偏向面に垂直入射するように光学的配置を構成できて偏向面への入射角を小さくすることができる構造であるため、偏向面のサイズを小さくすることができるという利点がある。

以上説明した光偏向器は、偏向面に特定次数の回折光の効率が高くなるように形状が定められたグレーティングが形成された点に特徴があり、偏向面の数や偏向面を駆動させる方法により分類される光偏向器の種類は制限されない。例えば、これらの特徴は、例示されたＭＥＭＳミラー装置やポリゴンミラー装置だけでなくガルバノミラー装置にも採用できる。

図１０Ａは、本発明の実施形態による光走査装置１００の概略的な光学的配置を示し、図１０Ｂは、図１０Ａの光軸断面図である。図面を参照すれば、光走査装置１００は光源１１０と光偏向器１４０とを備え、プレスキャン光学部１２０と走査光学部１６０とをさらに備えることができる。また、プレスキャン光学部１２０と光偏向器１４０との間には光路変換部材１２０がさらに設けられうる。

光源１１０は、制御部（図示せず）によってオン／オフ制御されつつ、被露光体のうち静電潜像が形成される部分にのみ光が照射されるように画像信号に対応する光を生成して照射する。光源１１０は、エッジ発光レーザーダイオード、表面光レーザーダイオード（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）、発光素子（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）などで構成できる。

プレスキャン光学部１２０は、光源１１０から照射された光を所定形状に整形する。プレスキャン光学部１２０は、例えば、光を平行光または収束光の形態に整形するコリメートレンズ１２２と、コリメートレンズ１２２から整形された光を副走査方向（Ｚ方向）に集束する円柱レンズ１２４とを備える。

光路変換部材１３０は、プレスキャン光学部１２０からの光が光偏向器１４０に向かうように光路を切り換える。すなわち、光路変換部材１３０を過ぎつつ光は、主走査線Ｓ方向とは垂直であり、光偏向器１４０の偏向面の法線とは副走査線方向に角θをなすように経路変換されて光偏向器１４０に入射する。ただし、光路変換部材１３０は例示的なものであり、光源１１０で照射された光がプレスキャン光学部１２０を過ぎた後、光路変換部材１３０を経ずに前記のような入射角で光偏向器１４０に直接入射するように、光源１１０、プレスキャン光学部１２０が配置されることも可能である。

光偏向器１４０は、回転駆動される偏向面を持ち、前記プレスキャン光学部１２０で整形された光を偏向させる。光偏向器１４０としては、図１、図２、図７で説明した光偏向器１０、２０、５０が採用される。前述したように主走査方向とは垂直であり、副走査方向には中立位置にある偏向面に角θ（θ≠０）をなして入射した光は、光偏向器１４０により偏向面に垂直の方向に偏向される。また、光偏向器１４０のピボット振動によって光偏向器１４０で偏向された光の軌跡は、被露光体（図示せず）に主走査線Ｓを形成する。

走査光学部１６０には、例えば、Ｆ−θレンズが採用される。Ｆ−θレンズは、光偏向器１４０で偏向された光を主走査方向（Ｙ方向）と副走査方向（Ｚ方向）とに対して互いに異なる倍率で補正して被露光体（図示せず）に結像させる。Ｆ−θレンズは、少なくとも１枚のプラスチック非球面レズで構成され、図示された枚数及び形状によって限定されない。

また、走査光学部１６０と主走査線Ｓが形成される被露光体（図示せず）との間には、主走査方向の同期を合せるために同期信号を生成する同期検出センサーや、走査光学部１６０を過ぎた光が被露光体に向かうように経路を変える結像用ミラーなどをさらに備えることができる。

図１１は、本発明の他の実施形態による光走査装置２００の概略的な光学的配置を示す。光走査装置２００は、光源１１０、プレスキャン光学部１２０、光偏向器１５０、走査光学部１６０を備える。本実施形態は、光偏向器１５０に入射する光Ｌ_ｉが光偏向器１５０で偏向された光Ｌ_ｒと同じ面に位置するという点で図１０の実施形態と差があり、これにより、本実施形態の光偏向器１５０としては、図８または図９で説明した光偏向器６０、７０が採用される。入射光Ｌ_ｉは、中立位置の光偏向器１５０の偏向面に垂直であり、走査光学部１６０の光軸とは角β（β≠０）をなし、この値は片側スキャン角度をαとする時、これより大きいのが望ましい。光偏向器１５０の偏向面に採用されるグレーティングのピッチｐは、利用しようとする回折光の次数がｍである時、ｐ＝ｍ・λ・ｓｉｎβにより決定できる。前述したように、光偏向器１５０の偏向面に採用されるグレーティングは、光偏向器１５０の偏向面に垂直入射した光を走査光学系１６０の光軸方向に偏向させる。

図１２は、本発明の実施形態による画像形成装置３００の概略的な構成を示す。画像形成装置３００は、感光体である感光ドラム３２０、感光ドラム３２０に光を走査して静電潜像を形成するための光走査装置３１０、感光ドラム３２０に形成された静電潜像にトナーを供給して現像させる現像ユニット３４０を備える。

画像形成装置３００の構成と動作をさらに説明すれば、次の通りである。感光ドラム３２０は感光体の一例であり、円筒形金属パイプの外周面に所定厚さの感光層が形成されたものである。帯電ローラ３３０には帯電バイアスが印加され、感光ドラム３２０に接触して回転されつつその表面を均一な電位に帯電させる。光走査装置３１０は制御部３０５により制御され、均一な電位を持つように帯電された感光ドラム３２０に画像情報によって変調された光Ｌを走査して静電潜像を形成する。光走査装置３１０としては、図９及び図１０で説明した光走査装置１００、２００が採用される。現像ユニット３４０は、現像ローラ３４２とトナー収容部３４４とを備える。トナー収容部３４４に収容されたトナーは、現像ローラ３４２の表面に付着されて感光ドラム３２０と現像ローラ３４２とが対面した現像ニップに移動し、現像ローラ３４２に印加された現像バイアスによって感光ドラム３２０に形成された静電潜像に付着される。感光ドラム３２０と対面するように位置した転写ローラ３５０には、転写バイアスが印加される。給紙ロール３６０は、転写ローラ３５０と感光ドラム３２０とが対面した転写ニップに記録媒体の用紙Ｐを移送する。転写ローラ３５０に印加された転写バイアスの静電引力によって、感光ドラム３２０に付着されたトナー画像が記録媒体の用紙Ｐに転写される。用紙Ｐに転写されたトナー画像は、定着ローラ３７０及び加圧ローラ３８０から熱及び圧力を受けて用紙Ｐに定着されて印刷が完了する。用紙は、排出ローラ３９０によって排出される。

このような本願発明は、理解を助けるために図面に図示された実施形態を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲により定められねばならない。

本発明は、コピー機、プリンタ、ファクスなどの、印刷用紙に画像を再現する電子写真方式の画像形成装置に主に適用される。

１０ 光偏向器
１２ 回転軸
１４ 駆動ミラー
１４ａ グレーティング形成面の裏面
１６ グレーティング
Ｌ_ｉ 入射光
Ｌ_ｒ 偏向光
Ｎ 法線
Ｓ 主走査線

Claims (31)

1. 回転駆動されるものであり、入射した光を偏向させる偏向面を持つ駆動ミラーと、
   前記偏向面に形成されたものであり、正の次数の回折光と負の次数の回折光との光量を互に異ならせる形状のグレーティングと、を備え、
   前記回転によって偏向される光の軌跡である主走査線が直線になることを特徴とする光偏向器。
2. 前記グレーティングは、長手方向が前記主走査線の方向に沿って形成されたことを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
3. 前記グレーティングは、長手方向が前記主走査線に垂直の方向に沿って形成されたことを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
4. 前記グレーティングは、ブレーズ型またはステップ型であることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
5. 前記駆動ミラーは、ＭＥＭＳミラーであることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
6. 前記駆動ミラーは、ポリゴンミラーであることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
7. 光源と、
   回転駆動される偏向面を持ち、前記光源から照射された光を偏向させる光偏向器と、を備え、
   前記偏向面に入射する光は、前記回転によって偏向される光の軌跡である主走査線に対しては垂直であり、前記偏向面が中立位置にある時、前記偏向面の法線とは前記主走査線に垂直の副走査線方向に角θ（θ≠０）をなす光学的配置を持つことを特徴とする光走査装置。
8. 前記光源と前記光偏向器との間に設けられ、前記光源から照射された光を所定形状に整形するプレスキャン光学部と、
   前記光偏向器と被露光体との間に設けられ、前記光偏向器によって偏向された光の収差を補正して被露光体に結像させる走査光学部と、をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 前記偏向面には、正の次数の回折光と負の次数の回折光との光量を互に異ならせる形状のグレーティングが形成されたことを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
10. 前記グレーティングは、長手方向が前記主走査線の方向に沿って形成されたことを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
11. 前記グレーティングは、ブレーズ型またはステップ型であることを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
12. 前記光偏向器は、ＭＥＭＳミラー装置、ポリゴンミラー装置またはガルバノミラー装置であることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
13. 前記プレスキャン光学部と前記光偏向器との間に設けられ、プレスキャン光学部からの光が前記光偏向器に向かうように経路を変更する光路変換部材がさらに設けられたことを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
14. 光源と、
    前記光源から照射された光を所定形状に整形するプレスキャン光学部と、
    回転駆動される偏向面を持ち、前記プレスキャン光学部で整形された光を偏向させる光偏向器と、
    前記光偏向器によって偏向された光の収差を補正して被露光体に結像させる走査光学部と、をさらに備えることを特徴とする光走査装置であって、
    前記偏向面に入射する光は、前記偏向面が中立位置にある時に前記偏向面の法線と平行し、前記走査光学部の光軸と角β（β≠０）をなすことを特徴とする光走査装置。
15. 前記偏向面には、正の次数の回折光と負の次数の回折光との光量を互に異ならせる形状のグレーティングが形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の光走査装置。
16. 前記グレーティングは、長手方向が前記主走査線と垂直の方向に沿って形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の光走査装置。
17. 前記グレーティングは、ブレーズ型またはステップ型であることを特徴とする請求項１５に記載の光走査装置。
18. 前記光偏向器は、ＭＥＭＳミラー装置、ポリゴンミラー装置またはガルバノミラー装置であることを特徴とする請求項１４に記載の光走査装置。
19. 感光体と、
    前記感光体に光を走査して静電潜像を形成するものであって、請求項７ないし１８のうちいずれか一項に記載の光走査装置と、
    前記感光体に形成された静電潜像にトナーを供給して現像させる現像ユニットと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
20. 回転駆動されるものであって、入射した光を偏向させる偏向面を持つ駆動ミラーと、
    前記偏向面に形成されたものであり、入射光のｍ（ここで、ｍは０でない整数）次回折光が前記偏向面に垂直方向になる形状に形成されたグレーティングと、を備える光偏向器。
21. 前記グレーティングは、次の式を満たすように配列されたことを特徴とする請求項２０に記載の光偏向器：
    ±ｍ・λ＝ｐ・ｓｉｎ（θ_Ｄ）
    ここで、λは入射光の波長、ｐはグレーティングのピッチ、θ_Ｄはｍ次回折光の回折角である。
22. 前記ｍ次回折光の強度は、他のあらゆる次数の回折光の強度より強いことを特徴とする請求項２０に記載の光偏向器。
23. 前記駆動ミラーの回転によって前記ｍ次回折光の軌跡が主走査線を形成し、前記主走査線が直線になることを特徴とする請求項２０に記載の光偏向器。
24. 前記グレーティングは、前記駆動ミラーの回転軸と平行に配置されたことを特徴とする請求項２０に記載の光偏向器。
25. 前記グレーティングは、ブレーズ型またはステップ型であることを特徴とする請求項２０に記載の光偏向器。
26. 光源と、
    回転駆動されて前記光源から入射した光を偏向させる偏向面を持つ駆動ミラーと、前記偏向面に形成されて、入射光のｍ（ここで、ｍは０でない整数）次回折光が前記偏向面に垂直方向になる形状に形成されたグレーティングとを備える光偏向器と、を備える光走査装置。
27. 前記グレーティングは、次の式を満たすように配列されたことを特徴とする請求項２６に記載の光走査装置：
    ±ｍ・λ＝ｐ・ｓｉｎ（θ_Ｄ）
    ここで、λは入射光の波長、ｐはグレーティングのピッチ、θ_Ｄはｍ次回折光の回折角である。
28. 前記ｍ次回折光の強度は、他のあらゆる次数の回折光の強度より強いことを特徴とする請求項２６に記載の光走査装置。
29. 前記駆動ミラーの回転によって前記ｍ次回折光の軌跡が主走査線を形成し、前記主走査線が直線になることを特徴とする請求項２８に記載の光走査装置。
30. 前記光偏向器と被露光体との間に設けられて、前記光偏向器で偏向された光を被露光体に結像させる走査光学部をさらに備え、
    前記グレーティングの長手方向が前記駆動ミラーの回転軸に平行に配置され、前記入射光は、前記走査光学部の光軸と０より大きい角βをなし、前記グレーティングは、次の式を満たす形状に形成された請求項２６に記載の光走査装置：
    ｐ＝ｍ・λ・ｓｉｎβ
    ここで、λは入射光の波長、ｐはグレーティングのピッチである。
31. 前記ｍ次回折光の強度は、他のあらゆる次数の回折光の強度より強いことを特徴とする請求項３０に記載の光走査装置。

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