JP2011095559A

JP2011095559A - Optical scanner and image forming apparatus equipped with the same

Info

Publication number: JP2011095559A
Application number: JP2009250291A
Authority: JP
Inventors: Hideji Mizutani; 秀次水谷
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner capable of suppressing a necessary diameter of an MEMS mirror to the minimum. <P>SOLUTION: The optical scanner 13 includes: a laser light source 25; a deflecting element 29 for deflecting a light beam L emitted by the laser light source 25; scanning lenses 30 and 31 for forming an image on a photosensitive drum 2a with the light beam L deflected by the deflecting elements 29; and a BD sensor (optical detecting element) 32 for detecting a light beam L2 emitted by the laser light source 25 and deflected by the deflecting element 29, wherein an optical path A, heading for the BD sensor 32, from the deflecting element 29 is arranged outside a region surrounded with an optical path B, heading for the deflecting element 29, and a scanning region R from the laser light source 25, and a one-side scan on the photosensitive drum 2a is performed, by setting, as a writing-out side, the side on which the optical path A is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、偏向手段としてＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置とこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an optical scanning device using a MEMS mirror as a deflecting unit and an image forming apparatus such as a copying machine and a printer provided with the optical scanning device.

複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された像担持体が光走査装置によって露光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像は現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって用紙上に転写された後に定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、トナー像が定着された用紙が装置外へ排出されることによって一連の画像形成動作が終了する。 In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, an image carrier whose surface is uniformly charged by a charger is exposed and scanned by an optical scanning device, and an electrostatic latent image corresponding to image information is formed on the surface. The The electrostatic latent image is developed by a developing device using toner as a developer to be visualized as a toner image. The toner image is transferred onto a sheet by a transfer device and then heated and heated by a fixing device. A series of image forming operations is completed by discharging the sheet having the toner image fixed thereon by being pressed and fixed on the sheet.

ところで、従来、光走査装置には、光ビームを走査する偏向器としてポリゴンミラーやガルバノミラーが専ら用いられているが、より高解像度の画像や高速プリントを達成するためには、これらのポリゴンミラーやガルバノミラーを更に高速で回転させる必要がある。 Conventionally, a polygon mirror or a galvanometer mirror is exclusively used as a deflector for scanning a light beam in an optical scanning device. In order to achieve higher resolution images and high-speed printing, these polygon mirrors are used. And galvanometer mirrors need to be rotated at higher speeds.

しかしながら、ポリゴンミラーやガルバノミラーを高速で回転させると軸受の耐久性や風損による発熱や騒音の問題が発生し、高速走査には限界がある。 However, if the polygon mirror or galvanometer mirror is rotated at a high speed, problems such as heat generation and noise due to bearing durability, windage loss, and the like are limited.

そこで、近年、シリコンマイクロマシニング（ＭＥＭＳ）技術を利用した偏向器の開発が進められており、例えばマイクロミラー（以下、「ＭＥＭＳミラー」と称する）とこれを軸支する捩り梁をＳｉ基板に一体に形成し、ＭＥＭＳミラー側の可動電極と固定側の固定電極との間に交流電圧を印加し、両電極間に発生する静電引力によって捩り梁を捩りながらＭＥＭＳミラーを共振を利用して往復振動させる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Accordingly, in recent years, a deflector using silicon micromachining (MEMS) technology has been developed. For example, a micromirror (hereinafter referred to as a “MEMS mirror”) and a torsion beam supporting the micromirror are integrated into a Si substrate. An AC voltage is applied between the movable electrode on the MEMS mirror side and the fixed electrode on the fixed side, and the MEMS mirror is reciprocated using resonance while twisting the torsion beam by electrostatic attraction generated between both electrodes. A method of vibrating is proposed (see, for example, Patent Document 1).

上記方式によれば、ＭＥＭＳミラーを共振を利用して往復振動（正弦振動）させるために高速動作が可能であり、騒音と消費電力を低く抑えることができるという利点が得られる反面、ＭＥＭＳミラーはポリゴンミラーに比して偏向角（振れ角）が小さく、反射面の大きさにも限界がある。 According to the above method, the MEMS mirror can reciprocally vibrate (sinusoidal vibration) using resonance, so that it can be operated at high speed, and noise and power consumption can be kept low. The deflection angle (deflection angle) is smaller than that of the polygon mirror, and the size of the reflecting surface is limited.

ところが、ＭＥＭＳミラーは、温度や気圧の変動によって偏向角特性が変化するため、これを画像形成装置の光走査装置に使用した場合には環境変動によってリニアリティ等の走査性能が変動する。このため、ＭＥＭＳミラーの偏向角特性をモニターし、その偏向角特性に変動があった場合には、何らかの手法でその変動を補償する必要がある。例えばＭＥＭＳミラーの最大偏向角が所定の値よりも小さい場合には、ＭＥＭＳミラーの電極に供給する電流を増やして最大偏向角を所定の値に近づける等の偏向角を補償する技術が必要になる。 However, since the deflection angle characteristics of the MEMS mirror change due to changes in temperature and atmospheric pressure, scanning performance such as linearity fluctuates due to environmental fluctuations when this is used in an optical scanning device of an image forming apparatus. For this reason, it is necessary to monitor the deflection angle characteristic of the MEMS mirror and compensate for the fluctuation by some method when the deflection angle characteristic fluctuates. For example, when the maximum deflection angle of the MEMS mirror is smaller than a predetermined value, a technique for compensating the deflection angle is required, such as increasing the current supplied to the electrode of the MEMS mirror to bring the maximum deflection angle closer to the predetermined value. .

ところで、光走査装置の書き出し位置制御にはＢＤセンサ等の光検知素子が用いられるが、この光検知素子をＭＥＭＳミラーの偏向角特性のモニターに使用することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。 By the way, a light detection element such as a BD sensor is used for the writing position control of the optical scanning device, and it has been proposed to use this light detection element for monitoring the deflection angle characteristic of the MEMS mirror (for example, Patent Documents). 2).

特許第２９２４２００号公報Japanese Patent No. 2924200 特許第３７８７８７７号公報Japanese Patent No. 3787877

特許文献２において提案された構成では、走査開始時期と走査終了時期を検出する光検知素子が感光ドラムの走査開始位置及び走査終了位置に相当する箇所にそれぞれ設けられているが、斯かる構成を採用するとＭＥＭＳミラーの必要径が大きくなってしまう。このことを図７を用いて以下に説明する。 In the configuration proposed in Patent Document 2, the light detection elements for detecting the scanning start timing and the scanning end timing are provided at locations corresponding to the scanning start position and the scanning end position of the photosensitive drum, respectively. If it is adopted, the required diameter of the MEMS mirror becomes large. This will be described below with reference to FIG.

即ち、図７はＭＥＭＳミラーの必要径を説明する図であり、ＭＥＭＳミラー３６に図７の左方からビーム径Ｄの光ビームＬが入射すると、この光ビームＬはＭＥＭＳミラー３６によって偏向される。走査領域で良好な結像性能を得るためには、所謂ケラレが発生しないよう光ビームＬの全てがＭＥＭＳミラー３６で反射するようにＭＥＭＳミラー３６の径を設定する必要がある。 That is, FIG. 7 is a diagram for explaining the required diameter of the MEMS mirror. When a light beam L having a beam diameter D enters the MEMS mirror 36 from the left side of FIG. 7, the light beam L is deflected by the MEMS mirror 36. . In order to obtain good imaging performance in the scanning region, it is necessary to set the diameter of the MEMS mirror 36 so that the entire light beam L is reflected by the MEMS mirror 36 so that so-called vignetting does not occur.

光ビームＬがＭＥＭＳミラー３６でケラレ無しで反射して走査開始時期検出用の光検知素子に光ビームＬ１が向かうために必要なＭＥＭＳミラー３６の径Ｄ１は図示のように小さいが、走査終了時期検出用の光検知素子に光ビームＬ２が向かうために必要なＭＥＭＳミラー３６の径Ｄ２は図示のように大きくなる（Ｄ２＞Ｄ１）。 Although the light beam L is reflected by the MEMS mirror 36 without vignetting and the diameter D1 of the MEMS mirror 36 necessary for the light beam L1 to go to the light detection element for detecting the scanning start time is small as shown in FIG. The diameter D2 of the MEMS mirror 36 required for the light beam L2 to go to the detection light detection element increases as shown in the drawing (D2> D1).

ここで、光ビームＬとＬ２の成す角度を図示のようにθとすれば、光ビームＬ２をケラレなく反射するために必要なＭＥＭＳミラー３６の必要径Ｄ２は次式によって求められる。 Here, if the angle formed by the light beams L and L2 is θ as shown in the figure, the required diameter D2 of the MEMS mirror 36 necessary for reflecting the light beam L2 without vignetting can be obtained by the following equation.

Ｄ２＝Ｄ／ｃｏｓ（θ／２） … （１）
上式によれば、必要径Ｄ２は入射角（θ／２）により決定され、θが大きければ必要径Ｄ２も大きくなる。 D2 = D / cos (θ / 2) (1)
According to the above equation, the required diameter D2 is determined by the incident angle (θ / 2). If θ is large, the necessary diameter D2 is also large.

而して、ＭＥＭＳミラーにおいては、全偏向角と必要径とトレードオフの関係にあり、全偏向角を大きくするためにはミラー径を小さくする必要がある。走査光学系において、全偏向角が小さければ、必要な走査領域を得るために走査レンズの焦点距離を長くする必要があり、ミラー径が小さければ、被走査面での結像ビーム径を小さくするために走査レンズの焦点距離を短くする必要があり相反する。光走査装置においては、走査領域とビーム径は共に重要なパラメータであるため、ＭＥＭＳミラーの必要径を小さくすることは重要である。 Thus, in the MEMS mirror, there is a trade-off relationship between the total deflection angle and the required diameter, and it is necessary to reduce the mirror diameter in order to increase the total deflection angle. In the scanning optical system, if the total deflection angle is small, it is necessary to increase the focal length of the scanning lens in order to obtain a necessary scanning region, and if the mirror diameter is small, the imaging beam diameter on the scanning surface is reduced. Therefore, it is necessary to shorten the focal length of the scanning lens. In the optical scanning device, since both the scanning region and the beam diameter are important parameters, it is important to reduce the required diameter of the MEMS mirror.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ＭＥＭＳミラーの必要径を最小限に抑えることができる光走査装置とこれを備えた画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an optical scanning device capable of minimizing the required diameter of a MEMS mirror and an image forming apparatus including the optical scanning device. .

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源と、該光源から出射される光ビームを偏向するＭＥＭＳミラーと、該ＭＥＭＳミラーによって偏向された光ビームを被走査面上に結像させる走査レンズと、前記光源から出射して前記ＭＥＭＳミラーによって偏向された光ビームを検知する光検知素子を備えた光走査装置において、前記ＭＥＭＳミラーから前記光検知素子に向かう光路を前記光源から前記ＭＥＭＳミラーに向かう光路と走査領域で囲まれる領域外に配置するとともに、該光路が設けられた側を書出側として被走査面を片側走査するよう構成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to a light source, a MEMS mirror that deflects a light beam emitted from the light source, and an image of the light beam deflected by the MEMS mirror on a surface to be scanned. An optical scanning device including a scanning lens and a light detection element that detects a light beam emitted from the light source and deflected by the MEMS mirror, wherein an optical path from the MEMS mirror to the light detection element is transmitted from the light source to the light detection element. It is arranged outside the region surrounded by the optical path toward the MEMS mirror and the scanning region, and is configured so that the scanning surface is scanned on one side with the side on which the optical path is provided as the writing side.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＭＥＭＳミラーから前記光検知素子に向かう光路を走査領域に対して前記光源から前記ＭＥＭＳミラーに向かう光路とは逆側に配置したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the optical path from the MEMS mirror to the photodetecting element is disposed on the opposite side of the scanning region from the optical path from the light source to the MEMS mirror. It is characterized by.

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＭＥＭＳミラーから前記光検知素子に向かう光路を走査領域に対して前記光源から前記ＭＥＭＳミラーに向かう光路と同側に配置したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the optical path from the MEMS mirror to the photodetecting element is arranged on the same side as the optical path from the light source to the MEMS mirror with respect to the scanning region. Features.

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記ＭＥＭＳミラーから前記光検知素子に向かう光路と前記走査レンズの光軸との成す角度を走査レンズの光軸と前記光源から前記ＭＥＭＳミラーに向かう光路とが成す角度よりも大きく設定したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, an angle formed by an optical path from the MEMS mirror toward the light detection element and an optical axis of the scanning lens is an optical axis of the scanning lens. And an angle formed by an optical path from the light source toward the MEMS mirror.

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記光検知素子は、書き出しタイミング又は前記ＭＥＭＳミラーの最大偏向角の少なくとも一方を算出・制御することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the light detection element calculates and controls at least one of a writing timing or a maximum deflection angle of the MEMS mirror. To do.

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the optical scanning device according to any one of the first to fifth aspects is provided.

請求項１〜３記載の発明によれば、ＭＥＭＳミラーに入射する光ビームとＭＥＭＳミラーから書出点に向かう光ビームとの成す角度は、ＭＥＭＳミラーから光検知素子に向かう光ビームを含まないため、この角度を最小化することができ、この結果、ＭＥＭＳミラーの必要最小径も最小化することができる。 According to the first to third aspects of the invention, the angle formed by the light beam incident on the MEMS mirror and the light beam directed from the MEMS mirror toward the writing point does not include the light beam directed from the MEMS mirror toward the light detection element. This angle can be minimized, so that the required minimum diameter of the MEMS mirror can also be minimized.

請求項４記載の発明によれば、ＭＥＭＳミラーから光検知素子に向かう光路と走査レンズの光軸との成す角度を走査レンズの光軸と光源からＭＥＭＳミラーに向かう光路とが成す角度よりも大きく設定したため、ＭＥＭＳミラーから光検知素子に向かう光ビームは走査レンズを通過せず、従って、走査レンズの主走査方向の長さを短縮して該走査レンズの小型化を図ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the angle formed by the optical path from the MEMS mirror to the light detection element and the optical axis of the scanning lens is larger than the angle formed by the optical axis of the scanning lens and the optical path from the light source to the MEMS mirror. Therefore, the light beam traveling from the MEMS mirror toward the light detection element does not pass through the scanning lens. Therefore, it is possible to reduce the length of the scanning lens in the main scanning direction and reduce the size of the scanning lens.

請求項５記載の発明によれば、ＭＥＭＳミラーの偏向角特性が変化すると、該ＭＥＭＳミラーによって偏向される光ビームを検出する光検知素子の応答信号の時間間隔が変動することに着目し、この応答信号の時間間隔の変動に基づいてＭＥＭＳミラーの最大偏向角又は走査速度を算出及び制御するようにしたため、環境変動等に伴うＭＥＭＳミラーの偏向角特性の変動を高精度に補償することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the deflection angle characteristic of the MEMS mirror changes, the time interval of the response signal of the light detection element that detects the light beam deflected by the MEMS mirror changes. Since the maximum deflection angle or scanning speed of the MEMS mirror is calculated and controlled based on the variation in the time interval of the response signal, the variation in the deflection angle characteristic of the MEMS mirror accompanying the environmental variation can be compensated with high accuracy. .

請求項６記載の発明によれば、光走査装置のＭＥＭＳミラーの環境変動等に伴う偏向角特性の変動を高精度に補償することによって画像劣化の発生を防ぎ、高質画像を安定的に得ることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of image deterioration by accurately compensating for the variation in the deflection angle characteristic caused by the environmental variation or the like of the MEMS mirror of the optical scanning device, and to stably obtain a high quality image. be able to.

本発明に係る画像形成装置（カラーレーザープリンタ）の側断面図である。1 is a side sectional view of an image forming apparatus (color laser printer) according to the present invention. 本発明の実施の形態１に係る光走査装置要部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the optical scanning device principal part which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る光走査装置の偏向素子の正面図である。It is a front view of the deflection | deviation element of the optical scanning device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図３のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 3. 電圧駆動信号とＭＥＭＳミラーの偏向角及びセンサ応答信号の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the voltage drive signal, the deflection angle of a MEMS mirror, and a sensor response signal. 本発明の実施の形態２に係る光走査装置要部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the principal part of the optical scanning device concerning Embodiment 2 of this invention. ＭＥＭＳミラーの必要径を説明する図である。It is a figure explaining the required diameter of a MEMS mirror.

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。 [Image forming apparatus]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a color laser printer as an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The illustrated color laser printer is a tandem type, and a magenta image forming unit is provided at the center of the main body 100. 1M, a cyan image forming unit 1C, a yellow image forming unit 1Y, and a black image forming unit 1K are arranged in tandem at regular intervals.

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。 Each of the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K is provided with photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, which are image carriers, and a charger 3a is disposed around each of the photosensitive drums 2a to 2d. 3b, 3c, 3d, developing devices 4a, 4b, 4c, 4d, transfer rollers 5a, 5b, 5c, 5d and drum cleaning devices 6a, 6b, 6c, 6d, respectively.

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。 Here, the photosensitive drums 2a to 2d are drum-shaped photosensitive members, and are driven to rotate at a predetermined process speed in a direction indicated by an arrow (clockwise) by a driving motor (not shown). The chargers 3a to 3d uniformly charge the surfaces of the photosensitive drums 2a to 2d to a predetermined potential by a charging bias applied from a charging bias power source (not shown).

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。 Further, the developing devices 4a to 4d contain magenta (M) toner, cyan (C) toner, yellow (Y) toner, and black (K) toner, respectively, and are formed on the photosensitive drums 2a to 2d. In addition, the toner of each color is attached to each electrostatic latent image to visualize each electrostatic latent image as a toner image of each color.

又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。 The transfer rollers 5a to 5d are arranged so as to be able to contact the photosensitive drums 2a to 2d via the intermediate transfer belt 7 in the respective primary transfer portions. Here, the intermediate transfer belt 7 is stretched between the driving roller 8 and the tension roller 9 and is disposed on the upper surface side of each of the photosensitive drums 2a to 2d. The driving roller 8 is a secondary roller. The transfer unit is disposed so as to be in contact with the secondary transfer roller 10 via the intermediate transfer belt 7. A belt cleaning device 11 is provided in the vicinity of the tension roller 9.

ところで、プリンタ本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。 Incidentally, toner containers 12a, 12b, 12c, and 12d for supplying toner to the developing devices 4a to 4d are arranged in a line above the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K in the printer main body 100. It is installed.

又、プリンタ本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方には、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋに対応して本発明に係る計４つの光走査装置１３がそれぞれ配置され、これらの下方のプリンタ本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、該給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。 Further, below the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K in the printer main body 100, a total of four optical scanning devices 13 according to the present invention are provided corresponding to the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K. The paper feed cassette 14 is detachably installed at the bottom of the printer main body 100 below each of these. A plurality of sheets of paper (not shown) are stacked and stored in the paper feed cassette 14. A pickup roller 15 for picking up paper from the paper feed cassette 14 and a picked up paper are located near the paper feed cassette 14. A feed roller 16 and a retard roller 17 are provided for separating the toner and feeding them one by one to the transport path S.

又、プリンタ本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＳの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＳ’が形成されており、この搬送パスＳ’には複数の反転ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。 Further, the conveyance path S extending in the vertical direction on the side of the printer main body 100 includes a conveyance roller pair 18 that conveys the sheet, and the secondary transfer counter roller 8 and the second transfer opposing roller 8 at a predetermined timing after the sheet is temporarily held. A registration roller pair 19 is provided to be supplied to a secondary transfer portion which is a contact portion with the next transfer roller 10. Next to the transport path S, another transport path S ′ that is used when images are formed on both sides of the paper is formed. A plurality of reversing roller pairs 20 are appropriately used for the transport path S ′. Are provided at regular intervals.

ところで、プリンタ本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＳは、プリンタ本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラ対２３，２４が設けられている。 By the way, the conveyance path S arranged in the vertical direction on one side of the printer main body 100 extends to the paper discharge tray 21 provided on the upper surface of the printer main body 100, and the fixing device 22 and the discharge path are disposed in the middle. Paper roller pairs 23 and 24 are provided.

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。 Next, an image forming operation by the color laser printer having the above configuration will be described.

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、各光走査装置１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調された光ビームを出射し、その光ビームを各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。 When an image formation start signal is issued, the photosensitive drums 2a to 2d are driven to rotate at a predetermined process speed in the direction of the arrow (clockwise) in the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K, and these photosensitive drums 2a. ˜2d are uniformly charged by the chargers 3a to 3d. Each optical scanning device 13 emits a light beam modulated by a color image signal for each color, irradiates the surface of each photosensitive drum 2a to 2d with each light beam, and each color on each photosensitive drum 2a to 2d. The electrostatic latent images corresponding to the color image signals are respectively formed.

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。 First, magenta toner is attached to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a of the magenta image forming unit 1M by the developing device 4a to which a developing bias having the same polarity as the charged polarity of the photosensitive drum 2a is applied. The electrostatic latent image is visualized as a magenta toner image. This magenta toner image is moved in the direction of the arrow in the figure by the action of the transfer roller 5a to which a primary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied in the primary transfer portion (transfer nip portion) between the photosensitive drum 2a and the transfer roller 5a. Primary transfer is performed on the intermediate transfer belt 7 that is rotationally driven.

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。 The intermediate transfer belt 7 on which the magenta toner image has been primarily transferred as described above moves to the next cyan image forming unit 1C. In the cyan image forming unit 1C as well, the cyan toner image formed on the photosensitive drum 2b is transferred to the magenta toner image on the intermediate transfer belt 7 in the primary transfer portion in the same manner as described above.

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。 Similarly, yellow and black toners respectively formed on the photosensitive drums 2c and 2d of the yellow and black image forming units 1Y and 1K on the magenta and cyan toner images superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 7, respectively. The images are sequentially superimposed at each primary transfer portion, and a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 7. The transfer residual toner which is not transferred onto the intermediate transfer belt 7 and remains on the photosensitive drums 2a to 2d is removed by the drum cleaning devices 6a to 6d, and the photosensitive drums 2a to 2d are prepared for the next image formation. It is done.

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＳへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。 Then, in accordance with the timing at which the front end of the full-color toner image on the intermediate transfer belt 7 reaches the secondary transfer portion (transfer nip portion) between the drive roller 8 and the secondary transfer roller 10, The sheet fed to the transport path S by the feed roller 16 and the retard roller 17 is transported to the secondary transfer unit by the registration roller pair 19. Then, a full-color toner image is collectively transferred from the intermediate transfer belt 7 to the sheet conveyed to the secondary transfer unit by the secondary transfer roller 10 to which a secondary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied. .

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。 Thus, the sheet on which the full-color toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 22, and the sheet on which the full-color toner image has been fixed by being heated and pressurized and thermally fixed on the surface of the sheet. Then, the paper is discharged onto the paper discharge tray 21 by the paper discharge roller pair 23 and 24, and a series of image forming operations is completed. The transfer residual toner that is not transferred onto the sheet and remains on the intermediate transfer belt 7 is removed by the belt cleaning device 11, and the intermediate transfer belt 7 is prepared for the next image formation.

［光走査装置］
次に、本発明に係る前記光走査装置１３の実施の形態１を図２〜図４に基づいて説明する。尚、４つの光走査装置１３の構成は全て同じであるため、以下、１つの光走査装置１３についてのみ説明する。 [Optical scanning device]
Next, a first embodiment of the optical scanning device 13 according to the present invention will be described with reference to FIGS. Since all the four optical scanning devices 13 have the same configuration, only one optical scanning device 13 will be described below.

＜実施の形態１＞
図２は本発明に実施の形態１に係る光走査装置要部の構成を示す平面図、図３は同光走査装置の偏向素子の正面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。 <Embodiment 1>
2 is a plan view showing a configuration of a main part of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a front view of a deflection element of the optical scanning device, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is.

図２に示すように、光走査装置１３にはレーザー光源（レーザーダイオード）２５が備えられており、このレーザー光源２５からの光ビームＬの出射方向に沿ってコリメータレンズ２６とシリンドリカルレンズ２７及び折り返しミラー２８が一直線上に配置されている。又、走査中心ＣＬ上には偏向素子２９が配設されており、この偏向素子２９によって偏向される光ビームＬ１の進行方向に沿って走査レンズ３０，３１がそれぞれ配設されている。 As shown in FIG. 2, the optical scanning device 13 is provided with a laser light source (laser diode) 25, and a collimator lens 26, a cylindrical lens 27, and a turn-back along the emission direction of the light beam L from the laser light source 25. The mirror 28 is arranged on a straight line. A deflection element 29 is disposed on the scanning center CL, and scanning lenses 30 and 31 are disposed along the traveling direction of the light beam L1 deflected by the deflection element 29, respectively.

他方、走査中心ＣＬを境として前記レーザー光源２５やコリメータレンズ２６、シリンドリカルレンズ２７等が配された側とは反対側（書出側）であって、且つ、光ビームＬ１の有効走査範囲（実際にプリント幅として使用する走査範囲）Ｒを外れた位置には光検知素子であるＢＤセンサ３２と、偏向素子２９によって偏向されて有効走査範囲Ｒを外れた光路を進む光ビームＬ２を折り返して前記ＢＤセンサ３２へと導くためのＢＤミラー３３が配置されている。 On the other hand, with the scanning center CL as a boundary, it is on the opposite side (writing side) from the side where the laser light source 25, collimator lens 26, cylindrical lens 27, etc. are arranged, and the effective scanning range of the light beam L1 (actual In the position outside the scanning range (R) used as the print width), the BD sensor 32 which is a light detection element and the light beam L2 which is deflected by the deflecting element 29 and travels the optical path outside the effective scanning range R are folded back. A BD mirror 33 for guiding to the BD sensor 32 is disposed.

ここで、前記偏向素子２９の構成と作用を図３及び図４に基づいて説明する。 Here, the configuration and operation of the deflection element 29 will be described with reference to FIGS.

偏向素子２９は、フレーム３４上に接合されたＳｉ基板３５にエッチングや成膜等のマイクロマシニング技術（ＭＥＭＳ技術）を利用して長楕円状のＭＥＭＳミラー３６とこれを支持する捩り梁３７を一体に形成することによって構成されており、ＭＥＭＳミラー３６は捩り梁３７を中心として往復振動（正弦振動）する。 The deflecting element 29 is formed by integrating an ellipsoidal MEMS mirror 36 and a torsion beam 37 supporting the ellipsoidal MEMS mirror 36 by using micromachining technology (MEMS technology) such as etching and film formation on a Si substrate 35 bonded on the frame 34. The MEMS mirror 36 reciprocally vibrates (sinusoidal vibration) around the torsion beam 37.

図３に示すように、上記捩り梁３７の長手方向（Ｘ軸方向）両端が絶縁部３８によって電気的に絶縁されており、その幅方向両側には長手方向に直交する方向（Ｙ軸方向）に延びる櫛歯状の複数の可動電極３９が形成されており、Ｓｉ基板３５の本体３５Ａ側には可動電極３９の間に位置する複数の固定電極４０が形成されており、これらの可動電極３９と固定電極４０は捩り梁３７の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って交互に配置されている。そして、図４に示すように、可動電極３９と固定電極４０には不図示の交流電源から延びる電線４１，４２がそれぞれ接続されている。 As shown in FIG. 3, both ends in the longitudinal direction (X-axis direction) of the torsion beam 37 are electrically insulated by an insulating portion 38, and the width direction both sides are perpendicular to the longitudinal direction (Y-axis direction). A plurality of comb-like movable electrodes 39 extending in a straight line are formed, and a plurality of fixed electrodes 40 positioned between the movable electrodes 39 are formed on the main body 35 A side of the Si substrate 35. The fixed electrodes 40 are alternately arranged along the longitudinal direction (X-axis direction) of the torsion beam 37. As shown in FIG. 4, electric wires 41 and 42 extending from an AC power source (not shown) are connected to the movable electrode 39 and the fixed electrode 40, respectively.

以上のように構成された偏向素子２９において、交流電源から電線４１，４２を経て可動電極３９と固定電極４０に交流電圧がそれぞれ印加されると、これらの可動電極３９と固定電極４０との間に静電引力が発生し、この静電引力によってＭＥＭＳミラー３６が図４に鎖線にて示すように捩り梁３７（Ｘ軸）を中心として所定角度（偏向角）だけ往復振動する。尚、ＭＥＭＳミラー３６の駆動周波数は共振周波数に設定されており、これによってＭＥＭＳミラー３６の振幅（偏向角）が拡大される。又、ＭＥＭＳミラー３６の表面（反射面）にはアルミニウム膜等が成膜されてその反射率が高められている。 In the deflection element 29 configured as described above, when an AC voltage is applied from the AC power source to the movable electrode 39 and the fixed electrode 40 via the electric wires 41 and 42, the distance between the movable electrode 39 and the fixed electrode 40 is set. An electrostatic attractive force is generated at this time, and the MEMS mirror 36 reciprocally vibrates by a predetermined angle (deflection angle) about the torsion beam 37 (X axis) as shown by a chain line in FIG. The drive frequency of the MEMS mirror 36 is set to the resonance frequency, and thereby the amplitude (deflection angle) of the MEMS mirror 36 is expanded. Also, an aluminum film or the like is formed on the surface (reflection surface) of the MEMS mirror 36 to increase the reflectance.

而して、図２に示す光走査装置１３において、レーザー光源２５が画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されると、該レーザー光源２５から画像データに対応して変調された光ビームＬが出射され、この光ビームＬは、コリメータレンズ２６によって適当な大きさのコリメート光に整形された後、副走査方向（Ｙ軸方向）にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ２７に入射される。そして、シリンドリカルレンズ２７を通過した光ビームＬは、折り返しミラー２８によって折り返された後、偏向素子２９のＭＥＭＳミラー３６（図３参照）に入射されて結像される。 Thus, in the optical scanning device 13 shown in FIG. 2, when the laser light source 25 is ON / OFF controlled according to the image data, a light beam L modulated in accordance with the image data is emitted from the laser light source 25. The light beam L is shaped into a collimated light of an appropriate size by the collimator lens 26 and then incident on the cylindrical lens 27 having power only in the sub-scanning direction (Y-axis direction). Then, the light beam L that has passed through the cylindrical lens 27 is folded back by the folding mirror 28 and then incident on the MEMS mirror 36 (see FIG. 3) of the deflection element 29 to form an image.

偏向素子２９のＭＥＭＳミラー３６に入射した各光ビームＬは、前述のようにＭＥＭＳミラー３６が往復振動することによって主走査方向（Ｘ軸方向）に偏向され、この偏向された光ビームＬ１は、走査レンズ３０，３１を通過することによって図１に示す各画像形成ユニット１Ｍ（１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ）の感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上に結像され、図２に示す有効走査領の一端を書出点Ｐ１、他端を書終点Ｐ２として感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上を図２の下方から上方に向かって主走査方向（図示矢印方向）に片側往復走査する。 Each light beam L incident on the MEMS mirror 36 of the deflecting element 29 is deflected in the main scanning direction (X-axis direction) as the MEMS mirror 36 reciprocally vibrates as described above, and the deflected light beam L1 is By passing through the scanning lenses 30 and 31, an image is formed on the photosensitive drum 2a (2b, 2c, 2d) of each image forming unit 1M (1C, 1Y, 1K) shown in FIG. 1, and the effective scanning area shown in FIG. One end of the recording head is a writing point P1 and the other end is a writing end point P2, and the photosensitive drum 2a (2b, 2c, 2d) is reciprocated on one side in the main scanning direction (arrow direction in the figure) from the bottom to the top in FIG.

ところで、本実施の形態では、図２に示すように、ＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）からＢＤミラー３３に向かう光ビームＬ２の光路Ａを、レーザー光源２５から出射する光ビームＬが折り返しミラー２８からＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）に向かう光路Ｂと有効走査領域Ｒによって囲まれる領域外に配置するとともに、該光路Ａが設けられた側を書出点Ｐ１として感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）を片側走査するようにしている。具体的には、ＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）からＢＤミラー３３に向かう光ビームＬ２の光路Ａを有効走査領域Ｒに対してレーザー光源２５から折り返しミラー２８を経てＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）に向かう光ビームＬの光路Ｂとは逆側に配置している。 Incidentally, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the light beam L emitted from the laser light source 25 is turned back on the optical path A of the light beam L2 from the MEMS mirror 36 (deflection element 29) toward the BD mirror 33. The photosensitive drums 2a (2b, 2c, 2c, 2c, 2c, 2c, 2c, 2c, and 2c) are arranged outside the region surrounded by the optical path B and the effective scanning region R toward the MEMS mirror 36 (deflection element 29). 2d) is scanned on one side. Specifically, the optical path A of the light beam L2 from the MEMS mirror 36 (deflection element 29) toward the BD mirror 33 is turned from the laser light source 25 to the effective scanning region R via the mirror 28 and the MEMS mirror 36 (deflection element 29). It is arranged on the side opposite to the optical path B of the light beam L directed to.

而して、偏向素子２９のＭＥＭＳミラー３６に入射した各光ビームＬの一部はＭＥＭＳミラー３６によって偏向され、光ビームＬ２として有効走査領域Ｒ以外の光路Ａを通ってＢＤミラー３３に至り、このＢＤミラー３３によって折り返されてＢＤセンサ３２に入射し、この光ビームＬ２がＢＤセンサ３２によって検知されて光ビームＬ１の感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上での書き出しタイミングが決定されるとともに、ＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性がモニターされる。 Thus, a part of each light beam L incident on the MEMS mirror 36 of the deflecting element 29 is deflected by the MEMS mirror 36, and reaches the BD mirror 33 through the optical path A other than the effective scanning region R as the light beam L2. The light beam L2 is returned by the BD mirror 33 and incident on the BD sensor 32. The light beam L2 is detected by the BD sensor 32, and the writing timing of the light beam L1 on the photosensitive drum 2a (2b, 2c, 2d) is determined. At the same time, the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 is monitored.

ここで、図２に示すように、偏向素子２９（ＭＥＭＳミラー３６）に入射する光ビームＬ（光路Ａ）と偏向素子２９（ＭＥＭＳミラー３６）から書出点Ｐ１に向かう光ビームＬ１との成す角度を図示のようにθとすると、この角度θは偏向素子２９（ＭＥＭＳミラー３６）からＢＤミラー３３（ＢＤセンサ３２）に向かう光ビームＬ２（光路Ａ）を含んでいないため、この角度θを最小化することができる。 Here, as shown in FIG. 2, the light beam L (optical path A) incident on the deflection element 29 (MEMS mirror 36) and the light beam L1 from the deflection element 29 (MEMS mirror 36) toward the writing point P1 are formed. Assuming that the angle is θ as shown in the figure, this angle θ does not include the light beam L2 (optical path A) from the deflecting element 29 (MEMS mirror 36) to the BD mirror 33 (BD sensor 32). Can be minimized.

上述のように角度θを最小化すれば、前式（１）から明らかなようにＭＥＭＳミラー３６の必要径を最小限に抑えることができる。尚、ＭＥＭＳミラー３６や走査レンズ３０，３１及びＢＤミラー３２においては、検知用の光ビームＬ２によるケラレが発生しても構わない。又、図２に示す例では、光路Ａに沿う検知用の光ビームＬ２は走査レンズ３０，３１を通過しているが、走査レンズ３０，３１の主走査方向長さを短縮して光ビームＬ２が走査レンズ３０，３１を通過しないようにしても良く、このようにすることによって走査レンズ３０，３１を小型化することができる。 If the angle θ is minimized as described above, the required diameter of the MEMS mirror 36 can be minimized as is apparent from the previous equation (1). In the MEMS mirror 36, the scanning lenses 30, 31 and the BD mirror 32, vignetting due to the light beam L2 for detection may occur. In the example shown in FIG. 2, the light beam L2 for detection along the optical path A passes through the scanning lenses 30 and 31, but the length of the scanning lenses 30 and 31 in the main scanning direction is shortened to provide the light beam L2. May not pass through the scanning lenses 30 and 31, and in this way, the scanning lenses 30 and 31 can be reduced in size.

次に、本発明に係る光走査装置１３におけるＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性をモニターする原理を図５に基づいて説明する。 Next, the principle of monitoring the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 in the optical scanning device 13 according to the present invention will be described with reference to FIG.

図５は電圧駆動信号とＭＥＭＳミラーの偏向角及びセンサ応答信号の時間変化を示す図であり、偏向素子２９のＭＥＭＳミラー３６を駆動する（交流電源から図３に示す可動電極３９と固定電極４０に印加される）駆動電圧（交流電圧）の波形（駆動電圧波形）は図示のように矩形波である。 FIG. 5 is a diagram showing temporal changes in the voltage drive signal, the deflection angle of the MEMS mirror, and the sensor response signal. The MEMS mirror 36 of the deflection element 29 is driven (the movable electrode 39 and the fixed electrode 40 shown in FIG. 3 from an AC power source). The waveform (drive voltage waveform) of the drive voltage (alternating voltage applied) is a rectangular wave as shown.

又、ＭＥＭＳミラー３６は往復振動するため、その偏向角特性は図示のように正弦波を描き、駆動電圧の周波数はＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性の２倍となる。尚、図５には簡略化のためにＭＥＭＳミラー３６の偏向角θの絶対値が最も大きいとき、即ちＭＥＭＳミラーが最も捩れたときに駆動電圧がＯＮされる状態としているが、駆動電圧のＤｕｔｙ比等によってはＭＥＭＳミラー３６が最も捩れたときと駆動電圧がＯＮされるタイミングに多少のズレが生じることがある。 Further, since the MEMS mirror 36 reciprocally vibrates, the deflection angle characteristic draws a sine wave as shown in the figure, and the frequency of the drive voltage is twice the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36. In FIG. 5, for the sake of simplification, the driving voltage is turned on when the absolute value of the deflection angle θ of the MEMS mirror 36 is the largest, that is, when the MEMS mirror is most twisted. Depending on the ratio or the like, there may be some deviation between the time when the MEMS mirror 36 is most twisted and the timing when the drive voltage is turned on.

図５において実線にて示すＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性は初期状態のものであって、環境の変動によって偏向角特性が破線にて示すように変化した場合、駆動電圧の周波数は変化しないためにＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性の周波数に変動はなく、振幅である最大偏向角θ_ｍがθ_ｍ ’（＞θ_ｍ）に変化する。ここで、ＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性が変動する前後において偏向角特性の位相に変化はないため、駆動電圧と偏向角特性の位相関係には変化はない。 In FIG. 5, the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 indicated by the solid line is in the initial state, and the frequency of the drive voltage does not change when the deflection angle characteristic changes as indicated by the broken line due to environmental changes. no change in the frequency of the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36, the maximum deflection angle theta _m the amplitude is changed to _{_{θ m '(> θ m)}} . Here, since the phase of the deflection angle characteristic does not change before and after the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 fluctuates, the phase relationship between the drive voltage and the deflection angle characteristic does not change.

他方、ＢＤセンサ３２が光ビームＬ２を検知するときのＭＥＭＳミラー３６の偏向角（設置偏向角）をθ_０とすると、この偏向角θ_０は不変であるため、ＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性が図５に実線にて示す初期状態にあるときには、図示の時間ｔ１においてＢＤセンサ３２が光ビームＬ２を検知して図５に実線にて示す応答信号（初期センサ応答信号）を出力する。 On the other hand, if the deflection angle (installation deflection angle) of the MEMS mirror 36 when the BD sensor 32 detects the light beam L2 is θ ₀ , the deflection angle θ ₀ is not changed, so that the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 is In the initial state shown by the solid line in FIG. 5, the BD sensor 32 detects the light beam L2 at the time t1 shown in the figure and outputs a response signal (initial sensor response signal) shown by the solid line in FIG.

そして、ＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性が破線にて示すように変化した場合には、図示の時間ｔ２（＞ｔ１）においてＢＤセンサ３２が光ビームＬ２を検知して図５に破線にて示す応答信号（初期センサ応答信号）を出力する。 When the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 changes as indicated by the broken line, the BD sensor 32 detects the light beam L2 at the time t2 (> t1) shown in the figure, and the response indicated by the broken line in FIG. A signal (initial sensor response signal) is output.

以上のように、環境が変動しても駆動電圧とＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性は変化しないで一定に保たれているのに対して、ＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性（最大偏向角θ_ｍ）とＢＤセンサ３２の応答信号の位相が変化し、この応答信号の位相の変化とＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性の間には相関関係が成立する。 As described above, the driving voltage and the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 are kept constant even when the environment changes, whereas the deflection angle characteristic (maximum deflection angle θ _m ) of the MEMS mirror 36 is kept constant. The phase of the response signal of the BD sensor 32 changes, and a correlation is established between the change of the phase of the response signal and the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36.

従って、駆動手段に入力される駆動位相信号の位相とＢＤセンサ３２の応答信号の位相との関係からＭＥＭＳミラー３６の偏向状態を求めることによって、安価な構成でＭＥＭＳミラー３６の偏向状態を高精度にモニターすることができる。 Accordingly, by obtaining the deflection state of the MEMS mirror 36 from the relationship between the phase of the drive phase signal input to the drive means and the phase of the response signal of the BD sensor 32, the deflection state of the MEMS mirror 36 can be accurately determined with an inexpensive configuration. Can be monitored.

具体的には、ＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性が図５に実線にて示す初期状態にあるときに駆動位相信号がＯＮされてからＢＤセンサ３２の応答信号が出力されるまでの時間Ｔと、ＢＤセンサ３２の設置偏向角θ_０（一定）及びＭＥＭＳミラー３６の偏向周波数ν（一定）を用いれば、そのときのＭＥＭＳミラー３６の最大偏向角θ_ｍは次式にて求められる。 Specifically, when the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 is in the initial state shown by the solid line in FIG. 5, the time T from when the drive phase signal is turned on until the response signal of the BD sensor 32 is output; If the installation deflection angle θ ₀ (constant) of the BD sensor 32 and the deflection frequency ν (constant) of the MEMS mirror 36 are used, the maximum deflection angle θ _m of the MEMS mirror 36 at that time can be obtained by the following equation.

θ_ｍ＝θ_０／ｓｉｎ（２πνＴ−π／２） … （２）
又、環境変動によってＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性が図５に破線にて示すように変化したときに駆動位相信号がＯＮされてからＢＤセンサ３２の応答信号が出力されるまでの時間Ｔ’を検出すれば、そのときのＭＥＭＳミラー３６の最大偏向角θ_ｍ ’は次式にて求められる。 θ _m = θ ₀ / sin (2πνT−π / 2) (2)
Further, the time T ′ from when the drive phase signal is turned on to when the response signal of the BD sensor 32 is output when the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 changes as shown by the broken line in FIG. If detected, the maximum deflection angle θ _m ′ of the MEMS mirror 36 at that time is obtained by the following equation.

θ_ｍ ’＝θ_０／ｓｉｎ（２πνＴ’−π／２） … （３）
而して、例えば駆動制御、温度制御、ＬＤ点灯基準クロック変調制御等の手法によって（３）式にて求められる最大偏向角θ_ｍ ’を（２）式にて求められる最大偏向角θ_ｍ（初期値）に近づければ、環境変動等に伴うＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性の変動を補償することができ、図５に破線にて示すように変化したＭＥＭＳミラー３６の偏向角特性を実線にて示す初期の変動角特性に戻すことができる。 θ _m ′ = θ ₀ / sin (2πνT′−π / 2) (3)
Thus, for example, the maximum deflection angle θ _m ′ obtained by the expression (3) by a method such as drive control, temperature control, and LD lighting reference clock modulation control is changed to the maximum deflection angle θ _m ( If it is close to the initial value, it is possible to compensate for the variation in the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 due to environmental fluctuations, etc., and the deflection angle characteristic of the MEMS mirror 36 that has changed as shown by the broken line in FIG. The initial fluctuation angle characteristic shown in FIG.

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２に係る光走査装置を図６に基づいて説明する。 <Embodiment 2>
Next, an optical scanning device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.

図６は本発明に実施の形態２に係る光走査装置要部の構成を示す平面図であり、本図においては図２において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。 FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the main part of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same elements as those shown in FIG. The re-explanation about them is omitted.

本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様に、ＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）からＢＤレンズ４３を経てＢＤセンサ３２に向かう光ビームＬ２の光路Ａを、レーザー光源２５から出射する光ビームＬが折り返しミラー２８からＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）に向かう光路Ｂと有効走査領域Ｒによって囲まれる領域外に配置するとともに、該光路Ａが設けられた側を書出点Ｐ１として感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）を図６の上側から下側に向かって片側走査するようにしている。 Also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the light emitted from the laser light source 25 along the optical path A of the light beam L2 from the MEMS mirror 36 (deflection element 29) through the BD lens 43 to the BD sensor 32. The beam L is disposed outside the area surrounded by the optical path B and the effective scanning area R from the folding mirror 28 toward the MEMS mirror 36 (deflection element 29), and the side on which the optical path A is provided is used as a writing point P1. 2a (2b, 2c, 2d) is scanned on one side from the upper side to the lower side in FIG.

ところが、本実施の形態では、ＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）からＢＤセンサ３２に向かう光ビームＬ２の光路Ａを有効走査領域Ｒに対してレーザー光源２５から折り返しミラー２８を経てＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）に向かう光ビームＬの光路Ｂとは同側に配置している。又、本実施の形態では、ＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）からＢＤセンサ３２に向かう光ビームＬ２の光路Ａと走査レンズ３０，３１の光軸（走査中心ＣＬ）との成す角度θ１を走査レンズ３０，３１の光軸とレーザー光源２５から折り返しミラー２８を経てＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）に向かう光ビームＬの光路Ｂとが成す角度θ２よりも大きく設定している（θ１＞θ２）。 However, in the present embodiment, the optical path A of the light beam L2 from the MEMS mirror 36 (deflection element 29) toward the BD sensor 32 is passed from the laser light source 25 to the effective scanning region R via the return mirror 28 and the MEMS mirror 36 (deflection). It is arranged on the same side as the optical path B of the light beam L toward the element 29). In the present embodiment, an angle θ1 formed by the optical path A of the light beam L2 from the MEMS mirror 36 (deflection element 29) toward the BD sensor 32 and the optical axis (scanning center CL) of the scanning lenses 30 and 31 is the scanning lens. The angle θ2 is set larger than the angle θ2 formed by the optical axes 30, 31 and the optical path B of the light beam L from the laser light source 25 to the MEMS mirror 36 (deflection element 29) through the folding mirror 28 (θ1> θ2).

而して、本実施の形態においても、偏向素子２９（ＭＥＢＳミラー３６）に入射する光ビームＬ（光路Ａ）と偏向素子２９（ＭＥＭＳミラー３６）から書終点Ｐ２に向かう光ビームＬ１との成す角度を図示のようにθとすると、この角度θは偏向素子２９（ＭＥＢＳミラー３６）からＢＤセンサ３２に向かう光ビームＬ２（光路Ａ）を含んでいないため、この角度θを最小化することができ、前記理由にＭＥＭＳミラー３６の必要径を最小限に抑えることができる。 Thus, also in this embodiment, the light beam L (optical path A) incident on the deflecting element 29 (MEMS mirror 36) and the light beam L1 directed from the deflecting element 29 (MEMS mirror 36) toward the writing end point P2 are formed. Assuming that the angle is θ as shown in the figure, the angle θ does not include the light beam L2 (optical path A) from the deflecting element 29 (MEBS mirror 36) toward the BD sensor 32. Therefore, the angle θ can be minimized. For this reason, the required diameter of the MEMS mirror 36 can be minimized.

又、本実施の形態では、ＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）からＢＤセンサ３２に向かう光ビームＬ２の光路Ａと走査レンズ３０，３１の光軸（走査中心ＣＬ）との成す角度θ１を走査レンズ３０，３１の光軸とレーザー光源２５から折り返しミラー２８を経てＭＥＭＳミラー３６（偏向素子２９）に向かう光ビームＬの光路Ｂとが成す角度θ２よりも大きく設定したため（θ１＞θ２）、光ビームＬ２が走査レンズ３０，３１を通過せず、走査レンズ３０，３１の主走査方向長さを短縮してこれらの小型化を図ることができる。 In the present embodiment, an angle θ1 formed by the optical path A of the light beam L2 from the MEMS mirror 36 (deflection element 29) toward the BD sensor 32 and the optical axis (scanning center CL) of the scanning lenses 30 and 31 is the scanning lens. The optical beam is set to be larger than the angle θ2 formed by the optical axis 30 and 31 and the optical path B of the light beam L from the laser light source 25 through the folding mirror 28 to the MEMS mirror 36 (deflection element 29) (θ1> θ2). L2 does not pass through the scanning lenses 30 and 31, and the length of the scanning lenses 30 and 31 in the main scanning direction can be shortened to reduce their size.

尚、以上は本発明をカラーレーザープリンタとこれに備えられた光走査装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、モノクロプリンタや複写機等を含む他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた光走査装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。 Although the present invention has been described with respect to a mode in which the present invention is applied to a color laser printer and an optical scanning device provided in the color laser printer, the present invention is not limited to any other image forming apparatus including a monochrome printer or a copying machine. Of course, the present invention can be similarly applied to the optical scanning device provided for this.

１Ｍマゼンタ画像形成ユニット
１Ｃシアン画像形成ユニット
１Ｙイエロー画像形成ユニット
１Ｋブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ感光ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ帯電器
４ａ〜４ｄ現像装置
５ａ〜５ｄ転写ローラ
６ａ〜６ｄドラムクリーニング装置
７中間転写ベルト
８駆動ローラ
９テンションローラ
１０二次転写ローラ
１１ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄトナーコンテナ
１３光走査装置
１４給紙カセット
１５ピックアップローラ
１６フィードローラ
１７リタードローラ
１８搬送ローラ対
１９レジストローラ対
２０搬送ローラ対
２１排紙トレイ
２２定着装置
２３，２４排紙ローラ対
２５レーザー光源（光源）
２６コリメータレンズ
２７シリンドリカルレンズ
２８折り返しミラー
２９偏向素子
３０，３１走査レンズ
３２ＢＤセンサ（光検知素子）
３３ａ，３３ｂＢＤミラー
３４偏向素子のフレーム
３５Ｓｉ基板
３５ＡＳｉ基板本体
３６偏向素子のＭＥＭＳミラー
３７偏向素子の捩り梁
３８偏向素子の絶縁部
３９偏向素子の可動電極
４０偏向素子の固定電極
４１，４２偏向素子の電線
４３ＢＤレンズ
Ａ，Ｂ光路
ＣＬ走査中心
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２光ビーム
Ｐ１書出点
Ｐ２書終点
Ｒ有効走査範囲
Ｓ，Ｓ’ 搬送パス
θ_ｍ，θ_ｍ’ ＭＥＭＳミラーの最大偏向角
Δθ，Δθ’ 走査領域

1M Magenta image forming unit 1C Cyan image forming unit 1Y Yellow image forming unit 1K Black image forming unit 2a to 2d Photosensitive drum (image carrier)
3a to 3d charger 4a to 4d developing device 5a to 5d transfer roller 6a to 6d drum cleaning device 7 intermediate transfer belt 8 drive roller 9 tension roller 10 secondary transfer roller 11 belt cleaning device 12a to 12d toner container 13 optical scanning device 14 Paper cassette 15 Pickup roller 16 Feed roller 17 Retard roller 18 Transport roller pair 19 Registration roller pair 20 Transport roller pair 21 Paper discharge tray 22 Fixing device 23, 24 Paper discharge roller pair 25 Laser light source (light source)
26 Collimator lens 27 Cylindrical lens 28 Folding mirror 29 Deflection element 30, 31 Scan lens 32 BD sensor (light detection element)
33a, 33b BD mirror 34 Deflection element frame 35 Si substrate 35A Si substrate body 36 Deflection element MEMS mirror 37 Deflection element torsion beam 38 Deflection element insulation part 39 Deflection element movable electrode 40 Deflection element fixed electrode 41, 42 wire 43 BD lens a of the deflection element, B optical path CL scanning center L, L1, L2 light beam P1 document outlet point P2 document end point R effective scanning range S, S 'conveying path θ _{_m,} θ _m' maximum deflection angle of the MEMS mirror Δθ, Δθ 'scanning area

Claims

A light source, a MEMS mirror that deflects a light beam emitted from the light source, a scanning lens that forms an image of the light beam deflected by the MEMS mirror on a surface to be scanned, and a light that is emitted from the light source and emitted from the MEMS mirror. In an optical scanning device including a light detection element for detecting a deflected light beam,
An optical path from the MEMS mirror to the photodetecting element is disposed outside a region surrounded by an optical path from the light source to the MEMS mirror and a scanning region, and a surface to be scanned is defined as a writing side. An optical scanning device configured to perform one-side scanning.

2. The optical scanning device according to claim 1, wherein an optical path from the MEMS mirror toward the light detection element is disposed on a side opposite to an optical path from the light source toward the MEMS mirror with respect to a scanning region.

The optical scanning device according to claim 1, wherein an optical path from the MEMS mirror toward the light detection element is disposed on the same side as an optical path from the light source toward the MEMS mirror with respect to a scanning region.

The angle formed by the optical path from the MEMS mirror toward the photodetecting element and the optical axis of the scanning lens is set to be larger than the angle formed by the optical axis of the scanning lens and the optical path from the light source toward the MEMS mirror. The optical scanning device according to claim 1.

5. The optical scanning device according to claim 1, wherein the light detection element calculates and controls at least one of a writing timing and a maximum deflection angle of the MEMS mirror.

An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1.