JP4453317B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

この発明は、光源からの光ビームを偏向して走査する光走査装置、特に偏向素子に光ビームを複数回入射させて偏向角を増大させる光走査装置および該装置を装備する画像形成装置に関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device that deflects and scans a light beam from a light source, and more particularly to an optical scanning device that increases the deflection angle by causing a light beam to enter a deflection element a plurality of times and an image forming apparatus equipped with the device. It is.

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、偏向角を増大させるために偏向素子で光ビームを複数回偏向させる構成が採用されることがあった(例えば特許文献1参照)。この特許文献1に記載の光走査装置では、偏向素子の偏向ミラー面で偏向した偏向光ビームを再度上記偏向ミラー面に導き、二度目の偏向した偏向光ビームの偏向角を増大させている。そして、偏向素子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。このように偏向素子への光ビームの複数回入射によって、光ビームの走査速度の向上を図っている。   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 configuration in which a light beam is deflected a plurality of times by a deflecting element has been employed in order to increase a deflection angle. (For example, refer to Patent Document 1). In the optical scanning device described in Patent Document 1, the deflected light beam deflected by the deflecting mirror surface of the deflecting element is again guided to the deflecting mirror surface to increase the deflection angle of the deflected deflected light beam for the second time. The light beam emitted from the deflecting element is guided onto the surface to be scanned through the scanning lens. In this way, the scanning speed of the light beam is improved by making the light beam incident on the deflecting element a plurality of times.

米国特許第3,771,850号明細書US Pat. No. 3,771,850

上記した従来装置では、偏向素子の偏向ミラー面で偏向した光ビームを再度偏向ミラー面に導くために伝達光学系を設けているが、その伝達光学系は2枚の伝達レンズと平面ミラーとで構成されている。すなわち、偏向素子から距離(2f1+2f2)だけ離間して平面ミラーが配置されている。ここで、符号f1、f2はそれぞれ2枚の伝達レンズ、つまり第1および第2伝達レンズの焦点距離である。また、偏向素子と平面ミラーとの間に、偏向素子から平面ミラー側に距離f1だけ離間して第1伝達レンズが配置されるとともに、その第1伝達レンズからさらに距離(f1+f2)だけ離間して第2伝達レンズが配置されている。このようなレンズ配置を採用することで、伝達光学系はいわゆるアフォーカル光学系となっている。   In the conventional apparatus described above, a transmission optical system is provided to guide the light beam deflected by the deflection mirror surface of the deflection element to the deflection mirror surface again. The transmission optical system is composed of two transmission lenses and a plane mirror. It is configured. That is, the plane mirror is arranged at a distance (2f1 + 2f2) from the deflection element. Here, reference numerals f1 and f2 respectively denote focal lengths of two transfer lenses, that is, the first and second transfer lenses. A first transfer lens is disposed between the deflection element and the plane mirror at a distance f1 from the deflection element toward the plane mirror, and is further separated from the first transmission lens by a distance (f1 + f2). A second transfer lens is disposed. By adopting such a lens arrangement, the transmission optical system is a so-called afocal optical system.

ところで、この種の光走査装置としては、走査レンズ(結像手段)の前側、つまり光源側でビーム偏向を行う、いわゆるプレオブジェクティブ走査型と、集光レンズ(結像手段)の後側、即ち被走査面側でビーム偏向を行う、いわゆるポストオブジェクティブ走査型とがある。   By the way, as this type of optical scanning device, a so-called pre-objective scanning type in which beam deflection is performed on the front side of the scanning lens (imaging means), that is, the light source side, and the rear side of the condenser lens (imaging means), that is, There is a so-called post-objective scanning type in which beam deflection is performed on the surface to be scanned.

このうちプレオブジェクティブ走査型の光走査装置では、光源からの光ビームを平行ビームに整形した後、該平行光ビームを偏向素子に2度入射させるとともに、該偏向素子でから平行光ビームを被走査面に向けて射出するように構成している。そして、この平行光ビームを走査レンズ(結像手段)により被走査面に集光してスポット状の像を形成している。このように偏向素子により偏向される光ビームを走査レンズによって被走査面に結像させる場合、走査レンズの像面湾曲を如何に抑制するかが大きな問題となる。従来においては、かかる問題を解決するアプローチとして、複数枚のレンズを用いて走査レンズ系(結像手段)を構成していた。しかしながら、従来装置では、装置全体が大型化になり易く、しかもレンズ間の光学調整も難しくなり、また部品点数が増えることから低コスト化を図るのが難しいという問題点があった。   Among these, in the pre-objective scanning type optical scanning device, after shaping the light beam from the light source into a parallel beam, the parallel light beam is incident twice on the deflecting element, and the parallel light beam is scanned from the deflecting element. It is configured to inject toward the surface. The parallel light beam is condensed on the surface to be scanned by a scanning lens (imaging means) to form a spot-like image. When the light beam deflected by the deflecting element is imaged on the surface to be scanned by the scanning lens, how to suppress the curvature of field of the scanning lens becomes a big problem. Conventionally, as an approach for solving such a problem, a scanning lens system (imaging means) is configured using a plurality of lenses. However, the conventional apparatus has a problem that the entire apparatus is easily increased in size, optical adjustment between lenses is difficult, and the number of parts increases, so that it is difficult to reduce the cost.

一方、ポストオブジェクティブ型の光走査装置では、光源からの光ビームを集光レンズ(結像手段)を介して偏向素子に入射させている。そして、偏向素子により偏向された光ビームを伝達光学系を用いて偏向素子に再度入射させた後、該偏向素子で反射偏向された光ビームを直接被走査面上に導光し、該被走査面上を光走査している。このような装置においても、やはり集光レンズの像面湾曲を抑制して優れた走査性を得るためには複数枚のレンズを用いた集光レンズ系(結像手段)を構成する必要がある。その結果、プレオブジェクティブ走査型の装置と同様に、レンズ間の光学調整も難しく、また部品点数が増えることから低コスト化を図るのが難しいという問題点があった。   On the other hand, in a post-objective type optical scanning device, a light beam from a light source is incident on a deflection element via a condenser lens (imaging means). Then, after the light beam deflected by the deflecting element is incident again on the deflecting element using the transmission optical system, the light beam reflected and deflected by the deflecting element is directly guided onto the surface to be scanned, and the scanned object is scanned. Optical scanning is performed on the surface. Even in such an apparatus, it is necessary to configure a condensing lens system (imaging means) using a plurality of lenses in order to obtain excellent scanning performance by suppressing the curvature of field of the condensing lens. . As a result, as with the pre-objective scanning type apparatus, there are problems in that it is difficult to optically adjust between the lenses and it is difficult to reduce the cost because 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、光源からの光ビームを偏向素子で偏向するとともに、該偏向光ビームを伝達光学系で偏向素子に導くことで偏向素子により再度偏向されて被走査面に向けて射出する、いわゆる複数回入射方式の光走査装置および該装置を装備する画像形成装置において、簡単な構成で光ビームを良好に走査することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and deflects a light beam from a light source by a deflecting element and guides the deflected light beam to the deflecting element by a transmission optical system so that the deflected light beam is deflected again by the deflecting element. An object of the present invention is to scan a light beam satisfactorily with a simple configuration in a so-called multiple-incidence type optical scanning apparatus that emits light toward a surface and an image forming apparatus equipped with the apparatus.

この発明にかかる光走査装置は、上記目的を達成するため、光ビームを射出する光源と、光ビームを反射する偏向ミラー面を所定の主走査偏向軸回りに揺動させることによって光ビームを主走査偏向軸とほぼ直交する主走査方向に偏向する偏向素子と、偏向素子により偏向された光ビームを偏向素子に導く伝達光学系と、光源からの光ビームを偏向素子で偏向するとともに該偏向光ビームを伝達光学系により偏向素子に導くことで偏向素子により再度偏向されて被走査面に向けて射出される光ビームを、被走査面に結像する結像手段とを備え、伝達光学系は結像手段の像面湾曲を補正するような結像特性を有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, an optical scanning device according to the present invention mainly shifts a light beam by oscillating a light source that emits a light beam and a deflection mirror surface that reflects the light beam around a predetermined main scanning deflection axis. A deflection element that deflects in the main scanning direction substantially orthogonal to the scanning deflection axis, a transmission optical system that guides the light beam deflected by the deflection element to the deflection element, and deflects the light beam from the light source by the deflection element. The transmission optical system includes an image forming unit configured to form an image on the scanned surface of the light beam which is deflected again by the deflecting element by guiding the beam to the deflecting element by the transmission optical system and is emitted toward the scanned surface. It has an imaging characteristic that corrects the field curvature of the imaging means.

このように構成された光走査装置では、結像手段の前側(光源側)で光ビームが偏向素子で偏向された後、その偏向光ビームが結像手段により被走査面に結像される。このようにして被走査面に形成される像面の湾曲を抑制するために、例えば従来技術のごとく結像手段の構成のみを工夫することで像面湾曲を低減させることも可能であるが、この場合、像面湾曲を低減させるために要求される負荷が結像手段のみに掛かり、上記した種々の課題を発生する。これに対し、本発明では、伝達光学系が結像手段の像面湾曲を補正するような結像特性を有しており、上記負荷の一部を伝達光学系が担っている。このように偏向角を増大させるために設けた伝達光学系に対して像面湾曲を補正する役割の一部を負担させるため、複数回入射方式の光走査装置に対してレンズなどの光学素子を別途追加することなく、結像手段への負荷が減少して上記課題を解消して良好な光ビームの走査が可能となる。   In the optical scanning apparatus configured as described above, after the light beam is deflected by the deflecting element on the front side (light source side) of the imaging unit, the deflected light beam is imaged on the surface to be scanned by the imaging unit. In order to suppress the curvature of the image plane formed on the surface to be scanned in this way, it is possible to reduce the curvature of field by devising only the configuration of the imaging means, for example, as in the prior art. In this case, the load required for reducing the curvature of field is applied only to the imaging means, and the above-described various problems occur. On the other hand, in the present invention, the transmission optical system has an imaging characteristic that corrects the curvature of field of the imaging unit, and the transmission optical system bears a part of the load. In order to bear a part of the role of correcting the curvature of field with respect to the transmission optical system provided to increase the deflection angle in this way, an optical element such as a lens is provided to the multiple-scanning optical scanning device. Without additional addition, the load on the image forming means is reduced, and the above-mentioned problems can be solved and a good light beam can be scanned.

上記した光走査装置はいわゆるプレオブジェクティブ走査型であり、光源からの光ビームを主走査方向において平行な光ビームに整形して偏向素子に導くビーム整形手段をさらに備えるように構成しているさらに、偏向素子に導く光ビームをその偏向角が大きくなるのにしたがって発散させるように伝達光学系を構成している。また、伝達光学系は光ビームの偏向角に応じて偏向素子に導く光ビームの広がり角を増大させるように構成すればよい。 Optical scanning device described above is a so-called pre-objective scanning is configured to further include a beam shaping means for guiding the deflecting element is shaped into a parallel light beam in the main scanning direction the light beam from the light source. Further, constitute a transfer optical system so as to diverge the light beam guided to the deflection element in accordance with the deflection angle thereof becomes larger. The transmission optical system may be configured to increase the divergence angle of the light beam guided to the deflection element in accordance with the deflection angle of the light beam.

また、この発明にかかる光走査装置は、光ビームを射出する光源と、光源からの光ビームを集光して被走査面に結像する結像手段と、光ビームを反射する偏向ミラー面を所定の主走査偏向軸回りに揺動させることによって光ビームを主走査偏向軸とほぼ直交する主走査方向に偏向する偏向素子と、偏向素子により偏向された光ビームを偏向素子に導く伝達光学系とを備え、光源からの光ビームを結像手段により集光して偏向素子に入射して偏向するとともに、該偏向光ビームを伝達光学系により偏向素子に導くことで偏向素子により再度偏向して被走査面に向けて光ビームを射出する光走査装置であって、上記目的を達成するため、伝達光学系は結像手段の像面湾曲を補正するような結像特性を有することを特徴としている。   An optical scanning device according to the present invention includes a light source that emits a light beam, an imaging unit that focuses the light beam from the light source and forms an image on a surface to be scanned, and a deflection mirror surface that reflects the light beam. A deflection element that deflects a light beam in a main scanning direction substantially orthogonal to the main scanning deflection axis by swinging around a predetermined main scanning deflection axis, and a transmission optical system that guides the light beam deflected by the deflection element to the deflection element And condensing the light beam from the light source by the imaging means, entering the deflecting element, deflecting the light beam, and deflecting the deflected light beam again by the deflecting element by guiding the deflected light beam to the deflecting element by the transmission optical system. An optical scanning apparatus that emits a light beam toward a surface to be scanned, wherein the transmission optical system has an imaging characteristic that corrects a curvature of field of an imaging means in order to achieve the above-described object. Yes.

このように構成された発明では、結像手段の後側、即ち被走査面側でビーム偏向を行っている。すなわち、光源からの光ビームは偏向素子により偏向される前に集光され、偏向ミラー面、伝達光学系および偏向ミラー面を介して被走査面に結像される。このポストオブジェクティブ走査型装置においても、上記プレオブジェクティブ走査型装置と同様に、偏向角を増大させるために設けた伝達光学系に対して像面湾曲を補正する役割の一部を負担させるため、複数回入射方式の光走査装置に対してレンズなどの光学素子を別途追加することなく、結像手段への負荷が減少して上記課題を解消して良好な光ビームの走査が可能となる。この発明では、伝達光学系としては、偏向素子に導く光ビームの偏向角に応じて該光ビームの集光角を減少させる結像特性を有するものを採用しているIn the invention configured as described above, beam deflection is performed on the rear side of the imaging means, that is, on the scanned surface side. That is, the light beam from the light source is collected before being deflected by the deflecting element, and is imaged on the surface to be scanned through the deflecting mirror surface, the transmission optical system, and the deflecting mirror surface. Also in this post-objective scanning type device, in the same way as in the pre-objective scanning type device, a part of the role of correcting the curvature of field is imposed on the transmission optical system provided to increase the deflection angle. Without adding an optical element such as a lens separately to the optical scanning device of the double-incidence method, the load on the image forming means is reduced, the above-mentioned problems are solved, and a good light beam can be scanned. In this invention, the transmission optical system is adopted one having imaging properties that reduces the converging angle of the light beam in accordance with the deflection angle of the light beam guided to the deflection element.

また、偏向素子としては、従来より多用されているポリゴンミラーやガルバノミラーなどを用いることができるが、以下のように構成された偏向素子を用いてもよい。すなわち、この偏向素子は、光ビームを反射する偏向ミラー面を有する可動部材と、可動部材を光ビームの走査方向とほぼ直交する方向に伸びる主走査偏向軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、可動部材を主走査偏向軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備え、ミラー駆動部は、主走査偏向軸回りに偏向ミラー面を揺動させて光ビームを主走査方向に走査させるように構成されている。また、可動部材および支持部材をシリコン単結晶で構成することができる。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、可動部材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、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。   Further, as the deflection element, a polygon mirror or a galvano mirror that has been widely used conventionally can be used, but a deflection element configured as follows may be used. That is, the deflection element includes a movable member having a deflection mirror surface that reflects a light beam, and a support member that swingably supports the movable member about a main scanning deflection axis extending in a direction substantially orthogonal to the scanning direction of the light beam. And a mirror driving unit that drives the movable member to swing around the main scanning deflection axis. The mirror driving unit swings the deflection mirror surface around the main scanning deflection axis to scan the light beam in the main scanning direction. It is configured as follows. Further, the movable member and the support member can be made of silicon single crystal. 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 as described above, the movable member can be manufactured with high accuracy. In addition, the movable member can be swingably supported with the same spring characteristics as stainless steel, and the deflection mirror surface can be swung stably and at high speed.

また、ミラー駆動部により偏向ミラー面を揺動駆動するのにあたり、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, when the deflection mirror surface is driven to swing by the mirror driving unit, the deflection mirror surface may be driven to swing around the main scanning deflection axis in the resonance mode. With this configuration, the deflection mirror surface 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、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、偏向走査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、偏向素子の位置精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。   Moreover, as a driving force for swinging and driving the deflecting mirror surface, an electrostatic attracting 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 scanning can be further speeded up. On the other hand, when the electromagnetic force is used, the deflection mirror surface can be driven to swing with a lower drive voltage than when the electrostatic attraction force is generated, voltage control is facilitated, and the positional accuracy of the deflection element is increased. Can do. 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 the engine unit EG, the photosensitive member 2 is provided so as to be rotatable in the arrow direction (sub-scanning direction) in FIG. Further, a charging unit 3, a rotary developing unit 4, and a cleaning unit (not shown) are arranged around the photoconductor 2 along the rotation direction. A charging controller 103 is electrically connected to the charging unit 3 and applies a predetermined charging bias. By applying this bias, the outer peripheral surface of the photoreceptor 2 is uniformly charged to a predetermined surface potential. Further, the photosensitive member 2, the charging unit 3, and the cleaning unit integrally constitute a photosensitive member cartridge, and the photosensitive member cartridge is integrally detachable from the apparatus main body 5.

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

こうして形成された静電潜像は現像ユニット4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. 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 driven to rotate, and the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K are selectively brought into contact with the photoreceptor 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, the color toner images formed on the photoreceptor 2 are superimposed on the intermediate transfer belt 71 to form a color image, and the color images are 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である。また、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を示す図である。また、図6は露光ユニットの一構成要素たる伝達光学系を示す図である。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。   FIG. 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. 4 and 5 are diagrams showing a deflecting element as one component of the exposure unit. FIG. 6 is a view showing a transmission optical system as one component of the exposure unit. Hereinafter, the configuration and operation of the exposure unit will be described in detail with reference to these drawings.

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

また、この露光筐体61の内部には、レーザー光源62からの光ビームを感光体2の表面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、偏向素子65、走査レンズ66、伝達光学系67および折り返しミラー68が設けられている。すなわち、レーザー光源62からの光ビームは、コリメータレンズ631により適当な大きさのコリメート光にビーム整形された後、副走査方向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素子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 the exposure housing 61, a collimator lens 631, a cylindrical lens 632, a deflection element 65, a scanning lens 66, and a transmission light are transmitted in order to scan and expose the light beam from the laser light source 62 onto the surface 2a of the photoreceptor 2. An optical system 67 and a folding mirror 68 are provided. That is, the light beam from the laser light source 62 is shaped into collimated light of an appropriate size by the collimator lens 631 and then incident on the cylindrical lens 632 having power only in the sub-scanning direction. The collimated light is focused only in the sub-scanning direction Y, and forms a linear image near the deflection mirror surface 651 of the deflection element 65. Thus, in this embodiment, the collimator lens 631 and the cylindrical lens 632 function as the beam shaping system 63 that shapes the light beam from the laser light source 62.

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651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 using a micromachining technique in which a micromachine is integrally formed on a semiconductor substrate by applying a semiconductor manufacturing technique. The light beam reflected by the deflecting mirror surface 651 is moved in the main scanning direction X. The light beam can be deflected. 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可動板656が設けられている。この可動板656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AX1回りに揺動自在となっている。また、可動板656の上面には、シリコン基板652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657を介して電気的に接続する平面コイル655が絶縁層で被膜されて設けられている。また、この可動板656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651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, a movable plate 656 is provided. The movable plate 656 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 AX1 extending substantially parallel to the sub-scanning direction Y. Further, on the upper surface of the movable plate 656, a planar coil 655 that is electrically connected to a pair of outer electrode terminals (not shown) formed on the upper surface of the silicon substrate 652 via a torsion spring 657 is coated with an insulating layer. ing. In addition, an aluminum film or the like is formed as a deflection mirror surface 651 at the center of the upper surface of the movable plate 656.

また、シリコン基板652の略中央部には、図5に示すように、可動板656が第1軸AX1回りに揺動可能となるように、凹部652aが設けられている。そして、凹部652aの内底面には、可動板656の両端部に外方位置に永久磁石659a、659b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655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655への通電によって平面コイル655を流れる電流の方向と永久磁石659a、659bによる磁束の方向によりローレンツ力が作用し、可動板656を回転するモーメントが発生する。これにより、可動板656(偏向ミラー面651)がねじりバネ657を第1軸AX1として揺動する。ここで、平面コイル655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657を第1軸AX1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、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. 5, a concave portion 652a is provided at a substantially central portion of the silicon substrate 652 so that the movable plate 656 can swing around the first axis AX1. Then, permanent magnets 659a and 659b are fixed to the inner bottom surface of the recess 652a at both ends of the movable plate 656 at different positions in different orientations. The planar coil 655 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 655 by energization of the coil 655 and the magnetic flux generated by the permanent magnets 659a and 659b. Lorentz force acts depending on the direction, and a moment for rotating the movable plate 656 is generated. As a result, the movable plate 656 (deflection mirror surface 651) swings with the torsion spring 657 as the first axis AX1. Here, if the current flowing through the planar coil 655 is alternating and continuously operated, the deflection mirror surface 651 can be reciprocally oscillated with the torsion spring 657 as the first axis AX1. When the driving frequency of the reciprocating vibration is set to the resonance frequency of the deflecting mirror surface 651, the deflection width of the deflecting mirror surface 651 is increased, and vibration maintenance can be further stabilized.

このように偏向素子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651を第1軸AX1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AX1を主走査偏向軸として機能させる。   Thus, in the deflection element 65, the drive unit of the exposure control unit 102 functions as the “mirror drive unit” of the present invention, and the deflection mirror surface 651 is swung around the first axis AX1 by controlling the drive unit. Thus, the light beam is deflected and scanned in the main scanning direction X. That is, the first axis AX1 is caused to function as a main scanning deflection axis.

上記のように構成された偏向素子65で反射された光ビームは一度伝達光学系67に入射された後、この伝達光学系67によって再度偏向素子65の偏向ミラー面651に戻される。そのため、偏向素子65により例えば第1偏向角に偏向された光ビームは第1偏向角よりも大きな第2偏向角で走査レンズ66に向けて射出される。この実施形態では、伝達光学系67は次にように構成されている。   The light beam reflected by the deflection element 65 configured as described above is once incident on the transmission optical system 67 and then returned to the deflection mirror surface 651 of the deflection element 65 by the transmission optical system 67 again. Therefore, for example, the light beam deflected to the first deflection angle by the deflection element 65 is emitted toward the scanning lens 66 at a second deflection angle larger than the first deflection angle. In this embodiment, the transmission optical system 67 is configured as follows.

図6は伝達光学系の構成を示す図である。この伝達光学系67は、その反射面673aを偏向ミラー面651に向けて配置された反射ミラー673と、反射ミラー673と偏向ミラー面651との間に配置された2枚の伝達レンズ674,675とを備えている。そして、図3に示すように偏向素子65により第1偏向角に偏向された光ビームを伝達レンズ674,675を介して反射ミラー673に導くとともに、反射ミラー673で折り返された光ビームを伝達レンズ675,674を介して偏向素子65に導く。これによって、光ビームが偏向素子65で再度反射され、第1偏向角よりも大きな第2偏向角で光ビームが走査レンズ66に向けて射出される。   FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the transmission optical system. The transmission optical system 67 includes a reflection mirror 673 arranged with the reflection surface 673a facing the deflection mirror surface 651, and two transmission lenses 674 and 675 arranged between the reflection mirror 673 and the deflection mirror surface 651. And. As shown in FIG. 3, the light beam deflected to the first deflection angle by the deflecting element 65 is guided to the reflection mirror 673 via the transmission lenses 674 and 675, and the light beam folded by the reflection mirror 673 is transmitted to the transmission lens. Guided to the deflecting element 65 via 675 and 674. As a result, the light beam is reflected again by the deflecting element 65, and the light beam is emitted toward the scanning lens 66 at a second deflection angle larger than the first deflection angle.

この実施形態では、伝達光学系67を光軸OA近傍でアフォーカル系とするために、伝達レンズ674,675をともに同一構成の非球面レンズで構成するとともに、中間像位置P3を対称中心として対称配置している。より具体的には、偏向素子65と反射ミラー673とを距離(4f)だけ離間して配置している。ここで、符号fは各伝達レンズ674,675の焦点距離である。また、偏向素子65から反射ミラー673側に距離fだけ離間して伝達レンズ674が配置されるとともに、その伝達レンズ674からさらに距離2fだけ離間して伝達レンズ675が配置されている。   In this embodiment, in order to make the transmission optical system 67 an afocal system in the vicinity of the optical axis OA, both the transmission lenses 674 and 675 are composed of aspherical lenses having the same configuration and are symmetrical with respect to the intermediate image position P3. It is arranged. More specifically, the deflecting element 65 and the reflecting mirror 673 are arranged apart by a distance (4f). Here, the symbol f is the focal length of each transfer lens 674,675. Further, a transmission lens 674 is arranged at a distance f from the deflecting element 65 to the reflection mirror 673 side, and a transmission lens 675 is further arranged at a distance 2f from the transmission lens 674.

一方、光軸OAから離れた位置では、走査レンズ66の像面湾曲を補正するため、各伝達レンズ674,675により形成される像面I4,I5が光軸方向に向かって凹面となるように構成している。また、光軸OA上では両像面I4,I5が中間像位置P3で一致するものの、光軸OAから離れるにしたがって両像面I4,I5が離間するように構成している。このように構成することで、伝達光学系67から偏向素子65に導く光ビームがその偏向角に応じて発散する。すなわち、主走査方向についてはビーム整形系63から偏向素子65に平行光ビームが入射されるが、伝達光学系67を介して偏向ミラー面651に戻される光ビームは偏向角に応じて該光ビームの広がり角が変化する。より具体的には、光ビームが光軸OAに沿って進むとき(偏向角がゼロ)、偏向ミラー面651に平行光ビームが戻される一方、偏向角の絶対値が大きくなるにしたがって偏向ミラー面651に戻される光ビームが発散光ビームとなり、その広がり角も偏向角に応じて大きくなる。   On the other hand, at a position away from the optical axis OA, in order to correct the curvature of field of the scanning lens 66, the image planes I4 and I5 formed by the transmission lenses 674 and 675 are concave toward the optical axis direction. It is composed. On the optical axis OA, the two image planes I4 and I5 coincide with each other at the intermediate image position P3, but the two image planes I4 and I5 are separated from each other as the distance from the optical axis OA increases. With this configuration, the light beam guided from the transmission optical system 67 to the deflecting element 65 diverges according to the deflection angle. That is, in the main scanning direction, a parallel light beam is incident on the deflecting element 65 from the beam shaping system 63, but the light beam returned to the deflecting mirror surface 651 via the transmission optical system 67 depends on the deflection angle. The spread angle changes. More specifically, when the light beam travels along the optical axis OA (the deflection angle is zero), the parallel light beam is returned to the deflection mirror surface 651, while the deflection mirror surface increases as the absolute value of the deflection angle increases. The light beam returned to 651 becomes a divergent light beam, and its divergence angle increases in accordance with the deflection angle.

このような特性を有する伝達光学系67の具体的な構成としては、例えば表1で示す光学諸元を有するものを採用することができる。   As a specific configuration of the transmission optical system 67 having such characteristics, for example, one having the optical specifications shown in Table 1 can be adopted.

Figure 0004453317
なお、本設計例においては伝達光学系67を構成する伝達レンズ674,675の4面S1〜S4は軸対称非球面である。また、表中における各記号は以下の通りである。
Figure 0004453317
In this design example, the four surfaces S1 to S4 of the transmission lenses 674 and 675 constituting the transmission optical system 67 are axisymmetric aspherical surfaces. Moreover, each symbol in the table is as follows.

Si:面番号(ただし、S0は偏向ミラー面651、S5は反射ミラー面673a)
ri:面番号iの曲率半径
di:面番号iから(i+1)の面までの軸上距離
ni:面番号iの屈折率
Ki、Ai、Bi:面番号iが軸対称非球面の場合に次式で示される軸対称非球面の非球面係数
Si: surface number (where S0 is a deflecting mirror surface 651, S5 is a reflecting mirror surface 673a)
ri: radius of curvature of surface number i di: axial distance from surface number i to (i + 1) surface ni: refractive index of surface number i Ki, Ai, Bi: next when surface number i is axisymmetric aspheric surface Aspherical coefficient of the axisymmetric aspherical surface expressed by the equation

Figure 0004453317
ただし、zは光軸からの高さyにおける非球面の点の非球面頂点の接平面からの距離である。
Figure 0004453317
However, z is the distance from the tangent plane of the aspherical vertex of the aspherical point at the height y from the optical axis.

図3に戻って露光ユニット6の説明を続ける。偏向素子65に2度入射した光ビームは感光体2に向けて偏向素子65から射出されるが、その光ビームは「結像手段」として機能する走査レンズ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。これにより、光ビームが主走査方向Xと平行に走査して主走査方向Xに伸びるライン状の潜像が感光体2の表面上に形成される。   Returning to FIG. 3, the description of the exposure unit 6 will be continued. The light beam that has entered the deflecting element 65 twice is emitted from the deflecting element 65 toward the photosensitive member 2, and the light beam passes through a scanning lens 66 that functions as an “imaging unit” and a folding mirror 68. 2 is irradiated on the surface (scanned surface) 2a. As a result, a light beam is scanned in parallel with the main scanning direction X, and a line-like latent image extending in the main scanning direction X is formed on the surface of the photoreceptor 2.

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、結像手段たる走査レンズ66の光源側で光ビームを偏向素子65で2回偏向した後、その偏向光ビームを走査レンズ66により感光体2の表面(被走査面)に結像している。この伝達光学系67は、偏向ミラー面651により偏向された光ビームを再度偏向ミラー面651に導いて2度入射させて偏向角の増大を図っているが、伝達光学系67に感光体2の表面2a上での像面湾曲を補正する役割の一部を担っているため、次のような作用効果が生じる。この点を図7を参照しつつ説明する。   As described above, according to this embodiment, after the light beam is deflected twice by the deflecting element 65 on the light source side of the scanning lens 66 that is an imaging means, the deflected light beam is deflected by the scanning lens 66 on the surface of the photoreceptor 2. The image is formed on the (scanned surface). In this transmission optical system 67, the light beam deflected by the deflecting mirror surface 651 is guided again to the deflecting mirror surface 651 and incident twice to increase the deflection angle. Since it plays a part of the role of correcting the curvature of field on the surface 2a, the following effects are produced. This point will be described with reference to FIG.

ビーム整形系63からの平行光ビームは偏向ミラー面651で偏向された後、伝達光学系67によって再度偏向ミラー面651に平行光ビームのまま入射される。そして、偏向ミラー面651から走査レンズ66に向けて光ビームが射出される。ここで、伝達光学系67による補正を行わない場合(特許文献1に記載の装置)には、如何なる偏向角においても偏向ミラー面651からの光ビームLBは平行なままとなっている。そのため、走査レンズ66により形成される像面Iは、図7(a)の破線で示すように、光軸方向に向かって凹面形状になる。つまり、走査レンズ66の像面湾曲がそのまま反映されてしまう。その結果、感光体2の表面2aに結像されるスポットの径が偏向角の増大にしたがって増大し、画像品質の低下を招いてしまう。   The parallel light beam from the beam shaping system 63 is deflected by the deflection mirror surface 651 and then incident again on the deflection mirror surface 651 as the parallel light beam by the transfer optical system 67. A light beam is emitted from the deflection mirror surface 651 toward the scanning lens 66. Here, when correction by the transmission optical system 67 is not performed (the apparatus described in Patent Document 1), the light beam LB from the deflection mirror surface 651 remains parallel at any deflection angle. Therefore, the image plane I formed by the scanning lens 66 has a concave shape toward the optical axis direction as indicated by a broken line in FIG. That is, the curvature of field of the scanning lens 66 is reflected as it is. As a result, the diameter of the spot imaged on the surface 2a of the photoreceptor 2 increases as the deflection angle increases, leading to a decrease in image quality.

これに対し、本実施形態によれば、伝達光学系67から偏向素子65に導く光ビームがその偏向角に応じて発散するように伝達光学系67を構成しているので、偏向ミラー面651から走査レンズ66に向けて射出される光ビームLBは、同図(b)に示すように、偏向角がゼロ(光軸に沿って進む)のときほぼ平行光ビームとなるのに対し、偏向角が増大するのにしたがって発散光ビームとなる。したがって、偏向角の増大にしたがって、光ビームの結像位置も感光体2の表面2a(被走査面)側に移動し、走査レンズ66により形成される像面Iは感光体表面2aとほぼ一致する。このため、光ビームを良好に走査することができる。   On the other hand, according to the present embodiment, since the transmission optical system 67 is configured such that the light beam guided from the transmission optical system 67 to the deflection element 65 diverges according to the deflection angle, from the deflection mirror surface 651. The light beam LB emitted toward the scanning lens 66 becomes a substantially parallel light beam when the deflection angle is zero (travels along the optical axis) as shown in FIG. As it increases, it becomes a divergent light beam. Accordingly, as the deflection angle increases, the image forming position of the light beam also moves to the surface 2a (scanned surface) side of the photosensitive member 2, and the image surface I formed by the scanning lens 66 is substantially coincident with the photosensitive member surface 2a. To do. For this reason, the light beam can be scanned satisfactorily.

また、本実施形態では、伝達光学系67が走査レンズ66の像面湾曲を補正するような結像特性を有しており、光ビームを結像することで形成される像面Iの湾曲を低減させるために要求される負荷が走査レンズ66と伝達光学系67とに振り分けられている。このように上記負荷の一部を伝達光学系67が担っているため、走査レンズ66として複雑なレンズ系を用いたり、光走査装置に対してレンズなどの光学素子を別途追加することなく、簡単な構成で良好な光ビームの走査が可能となっている。   In this embodiment, the transfer optical system 67 has an imaging characteristic that corrects the curvature of field of the scanning lens 66, and the curvature of the image plane I formed by imaging the light beam is reduced. The load required for reduction is distributed to the scanning lens 66 and the transmission optical system 67. As described above, since the transmission optical system 67 bears a part of the load, it is easy to use a complicated lens system as the scanning lens 66 or to add an optical element such as a lens to the optical scanning device. A good light beam can be scanned with this configuration.

<第2実施形態>
図8は本発明にかかる光走査装置の第2実施形態を示す図である。この第2実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、偏向ミラー面651を静電吸着力を利用して駆動している点であり、その他の構成は第1実施形態と同様である。この実施形態では、この偏向素子65では、同図に示すように、シリコン基板652の一部を加工することで可動板656が設けられている。この可動板656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AX1回りに揺動自在となっている。また、可動板656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651として成膜されている。
<Second Embodiment>
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention. The second embodiment is greatly different from the first embodiment in that the deflecting mirror surface 651 is driven using an electrostatic attraction force, and other configurations are the same as those in the first embodiment. . In this embodiment, in this deflection element 65, a movable plate 656 is provided by processing a part of a silicon substrate 652, as shown in FIG. The movable plate 656 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 AX1 extending substantially parallel to the sub-scanning direction Y. In addition, an aluminum film or the like is formed as a deflection mirror surface 651 at the center of the upper surface of the movable plate 656.

また、シリコン基板652の凹部652aの内底面のうち可動板656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656を第1軸AX1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、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AX1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。   In addition, electrodes 658 a and 658 b are respectively fixed to positions on the inner bottom surface of the recess 652 a of the silicon substrate 652 facing both ends of the movable plate 656. These two electrodes 658a and 658b function as electrodes for swinging and driving the movable plate 656 around the first axis AX1. That is, these electrodes 658 a and 658 b are electrically connected to a drive unit (not shown) of the exposure control unit 102, and electrostatic adsorption force is generated between the electrode and the deflecting mirror surface 651 by applying a voltage to the electrodes. Acts to draw one end of the deflecting mirror surface 651 toward the electrode. Therefore, when a predetermined voltage is alternately applied to the electrodes 658a and 658b from the driving unit, the deflection mirror surface 651 can be reciprocally oscillated with the torsion spring 657 as the first axis AX1. When the driving frequency of this reciprocating vibration is set to the resonance frequency of the deflecting mirror surface 651, the deflection width of the deflecting mirror surface 651 increases, and the end of the deflecting mirror surface 651 is displaced to a position close to the electrodes 658a and 658b. be able to. Further, when the end portion of the deflecting mirror surface 651 reaches a position close to the electrodes 658a and 658b by resonance, the electrodes 658a and 658b also contribute to driving the deflecting mirror surface 651, and vibration is maintained by both the end portion and the planar portion electrodes. Can be made more stable.

なお、本発明では、偏向ミラー面651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、偏向ミラー面651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偏向ミラー面651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65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からである。また、偏向ミラー面651を揺動駆動するのにあたり、偏向ミラー面651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偏向ミラー面651を主走査偏向軸回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 the present invention, electromagnetic force or electrostatic force is used to swing the deflecting mirror surface 651, 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 driving the deflection mirror surface 651 to swing, the deflection mirror surface 651 can be driven to swing with 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 65 can be further miniaturized, and the deflection scanning can be further speeded up. . Further, when the deflection mirror surface 651 is driven to swing, the deflection mirror surface 651 may be driven to swing around the main scanning deflection axis in the resonance mode. With this configuration, the deflection mirror surface 651 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.

また、上記第1および第2実施形態では、光ビームを反射して該光ビームを偏向する偏向素子として、マイクロマシニング技術を用いて加工された偏向素子65を用いているが、従来より多用されているガルバノミラーなどの偏向素子を用いてもよい。   In the first and second embodiments, the deflecting element 65 processed by using the micromachining technique is used as the deflecting element that reflects the light beam and deflects the light beam. A deflection element such as a galvanometer mirror may also be used.

<第3実施形態>
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実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、反射ミラー673が偏向素子65の主走査偏向軸(第1軸)AX1とほぼ平行な軸周りに揺動自在となっており、露光制御部102の駆動部(図示省略)により偏向ミラー面651の揺動動作に関連して揺動駆動される点であり、その他の構成は第1実施形態と同様である。ここで、反射ミラー673としては、偏向素子65やガルバノミラーなどの偏向器と同一構成のものを採用することができる。このような構成を採用することで光ビームの偏向角をさらに増大させることができる。
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a diagram showing a third embodiment of the optical scanning device according to the present invention. The third embodiment is greatly different from the first embodiment in that the reflection mirror 673 is swingable about an axis substantially parallel to the main scanning deflection axis (first axis) AX1 of the deflection element 65. The driving portion (not shown) of the exposure control unit 102 is driven to swing in relation to the swinging operation of the deflecting mirror surface 651, and the other configurations are the same as in the first embodiment. Here, as the reflection mirror 673, a mirror having the same configuration as that of the deflector such as the deflecting element 65 or the galvanometer mirror can be employed. By adopting such a configuration, the deflection angle of the light beam can be further increased.

<第4実施形態>
図10は本発明にかかる光走査装置の第4実施形態を示す図である。また、図11は図10の露光ユニット(光走査装置)の構成を示す主走査断面図である。さらに、図12は露光ユニットの一構成要素たる伝達光学系を示す図である。この第4実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は伝達光学系67の構成である。そこで、以下においては、同一構成については同一符号を付して説明を省略する一方、相違点については図面を参照しつつ詳述する。
<Fourth embodiment>
FIG. 10 is a diagram showing a fourth embodiment of the optical scanning device according to the present invention. FIG. 11 is a main scanning sectional view showing the structure of the exposure unit (optical scanning device) in FIG. Further, FIG. 12 is a view showing a transmission optical system as one component of the exposure unit. The fourth embodiment is greatly different from the first embodiment in the configuration of the transmission optical system 67. Therefore, in the following, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, while differences will be described in detail with reference to the drawings.

この第4実施形態では、伝達光学系67は、その反射面671aを偏向ミラー面651に向けて配置された凹面ミラー671と、凹面ミラー671と偏向ミラー面651との間に配置された伝達レンズ672とを備えている。そして、図10や図11に示すように、偏向素子65により第1偏向角に偏向された光ビームを伝達レンズ672を介して凹面ミラー671に導くとともに、凹面ミラー671で折り返された光ビームを伝達レンズ672を介して偏向素子65に導く。これによって、光ビームが偏向素子65で再度反射され、第1偏向角よりも大きな第2偏向角で光ビームが感光体2の表面(被走査面)2aに向けて射出される。   In the fourth embodiment, the transmission optical system 67 includes a concave mirror 671 arranged with its reflecting surface 671a facing the deflection mirror surface 651, and a transmission lens arranged between the concave mirror 671 and the deflection mirror surface 651. 672. Then, as shown in FIGS. 10 and 11, the light beam deflected to the first deflection angle by the deflecting element 65 is guided to the concave mirror 671 through the transmission lens 672, and the light beam folded by the concave mirror 671 is transmitted. The light is guided to the deflection element 65 through the transmission lens 672. As a result, the light beam is reflected again by the deflecting element 65, and the light beam is emitted toward the surface (scanned surface) 2a of the photosensitive member 2 at a second deflection angle larger than the first deflection angle.

この実施形態では、伝達光学系67をアフォーカル系とするために、伝達光学系67を構成する光学素子のうち一方は凹面ミラー671で構成されるとともに、他方は伝達レンズ672である。この伝達レンズ672は非球面レンズで構成されており、伝達レンズ672により形成される像面が光軸方向に向かって凹面となっている。これにより、第1実施形態と同様に、走査レンズ66の像面湾曲を補正し、走査レンズ66により形成される像面Iを感光体表面2aとほぼ一致させている。このため、第1実施形態と同様の作用効果、つまり簡単な構成で、光ビームを良好に走査することができる。   In this embodiment, in order to make the transmission optical system 67 an afocal system, one of the optical elements constituting the transmission optical system 67 is configured by a concave mirror 671 and the other is a transmission lens 672. The transmission lens 672 is composed of an aspheric lens, and the image surface formed by the transmission lens 672 is concave toward the optical axis direction. As a result, as in the first embodiment, the curvature of field of the scanning lens 66 is corrected, and the image surface I formed by the scanning lens 66 is substantially coincident with the photoreceptor surface 2a. For this reason, the light beam can be favorably scanned with the same effect as the first embodiment, that is, with a simple configuration.

<第5実施形態>
上記第1ないし第4実施形態はいわゆるプレオブジェクティブ走査型の光走査装置であるが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆるポストオブジェクティブ走査型装置にも適用可能である。以下、図12および図13を参照しつつ詳述する。
<Fifth Embodiment>
The first to fourth embodiments are so-called pre-objective scanning optical scanning devices, but the object of application of the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to so-called post-objective scanning devices. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS.

図12は、本発明にかかる光走査装置の第5実施形態を示す図である。この第5実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は以下の2点であり、その他の構成は第1実施形態と同一である。したがって、以下のおいては、相違点を中心に詳述する一方、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。   FIG. 12 is a diagram showing a fifth embodiment of the optical scanning device according to the present invention. The fifth embodiment is greatly different from the first embodiment in the following two points, and other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, in the following description, while focusing on the differences, the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

まず、相違点の第1点目は、走査レンズの代わりに、偏向素子65の光源側に集光レンズ660を設けている点である。この装置では、偏向素子65により偏向される前に光ビームが集光レンズ660により集光され、偏向ミラー面651、伝達光学系67および偏向ミラー面651を介して感光体2の表面(被走査面)に結像される。   First, the first difference is that a condenser lens 660 is provided on the light source side of the deflecting element 65 instead of the scanning lens. In this apparatus, the light beam is condensed by the condenser lens 660 before being deflected by the deflecting element 65, and the surface of the photosensitive member 2 (scanned object) is passed through the deflecting mirror surface 651, the transmission optical system 67 and the deflecting mirror surface 651. Image).

また、第2点目は、伝達光学系67が本発明の「結像手段」して機能する集光レンズ660の像面湾曲を補正するような結像特性を有している点である。より具体的には、伝達光学系67は光ビームの偏向角に応じて偏向素子65に導く光ビームの集光角を減少させるような結像特性を有している。このように、本実施形態によれば、伝達光学系67は、偏向ミラー面651により偏向された光ビームを再度偏向ミラー面651に導いて2度入射させて偏向角の増大を図っているが、伝達光学系67に感光体2の表面2a上での像面湾曲を補正する役割の一部を担っているため、次のような作用効果が生じる。この点を図13を参照しつつ説明する。   The second point is that the transfer optical system 67 has an imaging characteristic that corrects the curvature of field of the condenser lens 660 that functions as the “imaging unit” of the present invention. More specifically, the transmission optical system 67 has an imaging characteristic that reduces the condensing angle of the light beam guided to the deflecting element 65 in accordance with the deflection angle of the light beam. As described above, according to the present embodiment, the transmission optical system 67 guides the light beam deflected by the deflecting mirror surface 651 to the deflecting mirror surface 651 again and makes it incident twice, thereby increasing the deflection angle. Since the transmission optical system 67 plays a part of the role of correcting the curvature of field on the surface 2a of the photosensitive member 2, the following effects are produced. This point will be described with reference to FIG.

ポストオブジェクティブ走査型装置では、偏向素子65に対して集束光ビームが入射されるため、この集束光ビームのまま感光体2の表面(被走査面)2aに導光される。したがって、伝達光学系67による補正を行わない場合(特許文献1に記載の装置)には、如何なる偏向角においても一定の集光角で光ビームLBが集光されて結像される。そのため、走査レンズ66により形成される像面Iは、図12(a)の破線で示すように、光軸方向に向かって凹面形状になる。つまり、集光レンズ660の像面湾曲がそのまま反映されてしまう。その結果、感光体2の表面2aに結像されるスポットの径が偏向角が増大するにしたがって増大し、画像品質の低下を招いてしまう。   In the post-objective scanning type apparatus, since the focused light beam is incident on the deflecting element 65, the focused light beam is guided to the surface (scanned surface) 2a of the photoreceptor 2 as it is. Therefore, when the correction by the transmission optical system 67 is not performed (the apparatus described in Patent Document 1), the light beam LB is condensed at a constant condensing angle at any deflection angle and imaged. Therefore, the image plane I formed by the scanning lens 66 has a concave shape toward the optical axis direction as indicated by a broken line in FIG. That is, the curvature of field of the condenser lens 660 is reflected as it is. As a result, the diameter of the spot imaged on the surface 2a of the photoreceptor 2 increases as the deflection angle increases, leading to a reduction in image quality.

これに対し、本実施形態によれば、伝達光学系67から偏向素子65に導く光ビームの集光角がその偏向角に応じて減少するため、偏向ミラー面651から感光体表面2aに向けて射出される光ビームLBの集光角は、同図(b)に示すように、偏向角がゼロ(光軸に沿って進む)のとき最大値θoであるのに対し、偏向角が増大するのにしたがって減少して最大偏向角ではθ(+a)、θ(-a)となる。したがって、偏向角が増大するのにしたがって、光ビームの結像位置も感光体2の表面2a(被走査面)側に移動し、集光レンズ660により形成される像面Iは感光体表面2aとほぼ一致する。このため、光ビームを良好に走査することができる。   On the other hand, according to the present embodiment, the converging angle of the light beam guided from the transmission optical system 67 to the deflecting element 65 decreases according to the deflection angle, so that the deflecting mirror surface 651 is directed toward the photoreceptor surface 2a. The converging angle of the emitted light beam LB is the maximum value θo when the deflection angle is zero (moves along the optical axis) as shown in FIG. The maximum deflection angle becomes θ (+ a), θ (−a). Therefore, as the deflection angle increases, the imaging position of the light beam also moves to the surface 2a (scanned surface) side of the photoreceptor 2, and the image surface I formed by the condenser lens 660 is the photoreceptor surface 2a. Almost matches. For this reason, the light beam can be scanned satisfactorily.

また、本実施形態では、伝達光学系67が集光レンズ660の像面湾曲を補正するような結像特性を有しており、光ビームを結像することで形成される像面Iの湾曲を低減させるために要求される負荷が集光レンズ660と伝達光学系67とに振り分けられている。このように上記負荷の一部を伝達光学系67が担っているため、集光レンズ660として複雑なレンズ系を用いたり、光走査装置に対してレンズなどの光学素子を別途追加することなく、簡単な構成で良好な光ビームの走査が可能となっている。   In this embodiment, the transfer optical system 67 has an imaging characteristic that corrects the curvature of field of the condensing lens 660, and the curvature of the image plane I formed by imaging the light beam. The load required for reducing the above is distributed to the condenser lens 660 and the transfer optical system 67. As described above, since the transmission optical system 67 bears a part of the load, a complicated lens system is used as the condenser lens 660, or an optical element such as a lens is not added to the optical scanning device. A simple light beam can be scanned with a simple configuration.

<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、複数回入射方式の光走査装置として第1ないし第5実施形態に示す構成のものを例示したが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、伝達光学系を用いて複数回入射させる光走査装置全般に適用することができる。
<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, the multiple-incidence type optical scanning device having the configuration shown in the first to fifth embodiments has been illustrated, but the application target of the present invention is not limited to this, and a plurality of transmission optical systems are used. The present invention can be applied to all types of optical scanning devices that are incident once.

上記第1ないし第5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 first to fifth embodiments, 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. 露光ユニットの一構成要素たる伝達光学系を示す図である。It is a figure which shows the transmission optical system which is one component of an exposure unit. 第1実施形態における伝達光学系による像面湾曲の補正動作を説明する図である。It is a figure explaining the correction | amendment operation | movement of a field curvature by the transmission optical system in 1st Embodiment. 本発明にかかる光走査装置の第2実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the optical scanning device concerning this invention. 本発明にかかる光走査装置の第3実施形態を示す図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment of the optical scanning device concerning this invention. 本発明にかかる光走査装置の第4実施形態を示す図である。It is a figure which shows 4th Embodiment of the optical scanning device concerning this invention. 図10の露光ユニット(光走査装置)の構成を示す主走査断面図である。FIG. 11 is a main scanning sectional view showing the configuration of the exposure unit (optical scanning device) in FIG. 10. 本発明にかかる光走査装置の第5実施形態を示す図である。It is a figure which shows 5th Embodiment of the optical scanning device concerning this invention. 第5実施形態における伝達光学系による像面湾曲の補正動作を説明する図である。It is a figure explaining the correction | amendment operation | movement of a field curvature by the transmission optical system in 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2…感光体(潜像担持体)、 2a…表面(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)、 63…ビーム整形系(ビーム整形手段)、 65…偏向素子、 67…伝達光学系、 651…偏向ミラー面、 652…シリコン基板、 656…可動板、 660…集光レンズ(結像手段)、 L…光ビーム、 OA…光軸、 P3...中間像位置、 X…主走査方向、 θo,θ(+a),θ(-a)…集光角
2 ... photosensitive member (latent image carrier), 2a ... surface (scanned surface), 4 ... developing unit (developing means), 6 ... exposure unit (optical scanning device), 63 ... beam shaping system (beam shaping means), 65 ... Deflection element, 67 ... Transmission optical system, 651 ... Deflection mirror surface, 652 ... Silicon substrate, 656 ... Movable plate, 660 ... Condensing lens (imaging means), L ... Light beam, OA ... Optical axis, P3. ..Intermediate image position, X: Main scanning direction, θo, θ (+ a), θ (-a): Condensing angle

Claims (9)

光ビームを射出する光源と、
光ビームを反射する偏向ミラー面を所定の主走査偏向軸回りに揺動させることによって光ビームを前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査方向に偏向する偏向素子と、
前記偏向素子により偏向された光ビームを前記偏向素子に導く伝達光学系と、
前記光源からの光ビームを前記偏向素子で偏向するとともに該偏向光ビームを前記伝達光学系により前記偏向素子に導くことで前記偏向素子により再度偏向されて被走査面に向けて射出される光ビームを、前記被走査面に結像する結像手段と
前記光源からの光ビームを前記主走査方向において平行な光ビームに整形して前記偏向素子に導くビーム整形手段とを備え、
前記伝達光学系は、前記偏向素子に導く光ビームをその偏向角が大きくなるのにしたがって発散させるような結像特性を有することを特徴とする光走査装置。
A light source that emits a light beam;
A deflection element that deflects the light beam in a main scanning direction substantially orthogonal to the main scanning deflection axis by swinging a deflection mirror surface that reflects the light beam about a predetermined main scanning deflection axis;
A transmission optical system for guiding the light beam deflected by the deflection element to the deflection element;
The light beam from the light source is deflected by the deflecting element, and the deflected light beam is guided to the deflecting element by the transmission optical system, thereby being deflected again by the deflecting element and emitted toward the scanning surface. Imaging means for imaging on the surface to be scanned ;
Beam shaping means for shaping the light beam from the light source into a parallel light beam in the main scanning direction and guiding it to the deflection element ;
The optical scanning apparatus according to claim 1 , wherein the transmission optical system has an imaging characteristic that diverges the light beam guided to the deflection element as the deflection angle increases .
前記伝達光学系は光ビームの偏向角に応じて前記偏向素子に導く光ビームの広がり角を増大させる請求項記載の光走査装置。 The transmission optical system optical scanning apparatus according to claim 1, wherein increasing the spread angle of the light beam guided to the deflection element in accordance with the deflection angle of the light beam. 光ビームを射出する光源と、
前記光源からの光ビームを集光して被走査面に結像する結像手段と、
光ビームを反射する偏向ミラー面を所定の主走査偏向軸回りに揺動させることによって光ビームを前記主走査偏向軸とほぼ直交する主走査方向に偏向する偏向素子と、
前記偏向素子により偏向された光ビームを前記偏向素子に導く伝達光学系とを備え、
前記光源からの光ビームを前記結像手段により集光して前記偏向素子に入射して偏向するとともに、該偏向光ビームを前記伝達光学系により前記偏向素子に導くことで前記偏向素子により再度偏向して被走査面に向けて光ビームを射出する光走査装置において、
前記伝達光学系は、光ビームの偏向角に応じて前記偏向素子に導く光ビームの集光角を減少させるような結像特性を有することを特徴とする光走査装置。
A light source that emits a light beam;
Imaging means for condensing the light beam from the light source and forming an image on the scanned surface;
A deflection element that deflects the light beam in a main scanning direction substantially orthogonal to the main scanning deflection axis by swinging a deflection mirror surface that reflects the light beam about a predetermined main scanning deflection axis;
A transmission optical system for guiding the light beam deflected by the deflection element to the deflection element,
The light beam from the light source is condensed by the imaging means, incident on the deflecting element, deflected, and deflected again by the deflecting element by guiding the deflected light beam to the deflecting element by the transmission optical system. In an optical scanning device that emits a light beam toward the surface to be scanned,
The optical scanning apparatus according to claim 1 , wherein the transmission optical system has an imaging characteristic that reduces a condensing angle of the light beam guided to the deflection element in accordance with a deflection angle of the light beam .
前記偏向素子は、
前記偏向ミラー面を有する可動部材と、
前記可動部材を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、
前記可動部材を前記主走査偏向軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備え、
前記ミラー駆動部は、前記主走査偏向軸回りに前記偏向ミラー面を揺動させて光ビームを前記主走査方向に走査させる請求項1ないしのいずれかに記載の光走査装置。
The deflection element is
A movable member having the deflection mirror surface;
A support member for swingably supporting the movable member around the main scanning deflection axis;
A mirror drive unit that swings and drives the movable member around the main scanning deflection axis,
The mirror drive unit includes an optical scanning device according to any one of claims 1 to 3 is swung for scanning the light beam in the main scanning direction the deflection mirror surface in the main scanning deflection axis.
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記載の光走査装置。 The optical scanning device according to claim 4, wherein the movable member and the support member are made of silicon single crystal. 前記ミラー駆動部は、前記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または記載の光走査装置。 The mirror drive unit includes an optical scanning apparatus according to claim 4 or 5, wherein swings drives the deflection mirror surface in the main scanning deflection axis in a resonant mode. 前記ミラー駆動部は、電磁気力により前記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ないしのいずれかに記載の光走査装置。 The mirror drive unit includes an optical scanning apparatus according to any one of claims 4 to drive oscillating the deflection mirror surface in the main scanning deflection axis by an electromagnetic force 6. 前記ミラー駆動部は、静電吸着力により前記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ないしのいずれかに記載の光走査装置。 The optical scanning device according to any one of the mirror drive unit, to claims 4 to drive oscillating the deflection mirror surface in the main scanning deflection axis by an electrostatic attraction force 6. 潜像担持体と、
請求項1ないし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前記被走査面として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;
Has an optical scanning apparatus having the same configuration as claimed in any one of claims 1 to 8, an electrostatic latent on the latent image bearing member the surface of the latent image carrier by scanning a light beam as said surface to be scanned Exposure means for forming an image;
An image forming apparatus comprising: developing means for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner image.
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