JP4533407B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
θ=θ0sin(ωt) (数式1)
θ’=θ0ωcos(ωt) (数式2)
ただし、θ0:最大変位角、ω:角振動数である。このとき、
θ’max=θ0ω (数式3)
θ’min≦θ0ωcos(ωt) (数式4)
の関係が成立する。この様子を説明するのが図17である。図17において、t=0の前後で上式を満たす時間範囲は、
−cos−1(θ’min/θ0ω)≦ωt≦−cos−1(θ’min/θ0ω) (数式5)
の範囲であり、この条件を満たす使用可能最大振れ角θeffと、一周期のうち使用できる時間ある有効時間teffは、
θeff=θ0sin(cos−1(θ’min/θ’max)) (数式6)
teff=2cos−1(θ’min/θ’max)/ω (数式7)
となる。
θ’min:θ’max=0.8:1.2 (数式8)
となるので、使用可能最大振れ角θeffと有効時間teffは、
θeff=sin(cos−1(0.8/1.2))=0.7454θ0 (数式9)
teff=2cos−1(0.8/1.2)/ω=1.6821/ω (数式10)
となる。このように、従来の共振型光偏向器は、この使用可能最大振れ角θeffと有効時間teffを十分に大きく取ることができないという問題点がある。
θ’’=−θ0ω2sin(ωt) (数式11)
上記の例では、角加速度の最大値になるのは、走査の両端であり、
θ’’max=θ0ω2sin(cos−1(0.8/1.2))=0.7454θ0ω2 (数式12)
となる。
ωk=√(λk) (数式14)
で与えられる。本発明のマイクロ揺動体の特徴は、これらωkの中に基準周波数とその略偶数倍の周波数があることである。なおここでいう略偶数倍とは、基準周波数の1.98n〜2.02n倍程度(nは任意の整数)の数値範囲に含まれることが望ましい。
θ1=a{1.6sin(ω1t)−0.4sin(2ω1t)} (数式15)
θ2=a{1.6(0.72174)sin(ω1t)−0.4(−0.11275)sin(2ω1t)} (数式16)
で与えられることになる。可動子1101には、光反射素子1131が配置されているので、光反射素子の動きはθ1で与えられる。また可動子1101の角速度θ1’と、角加速度θ1’’は、以下で表せられる。
θ1’=aω1{1.6cos(ω1t)−2×0.4cos(2ω1t)} (数式17)
θ1’’=aω1 2{−1.6sin(ω1t)+4×0.4sin(2ω1t)} (数式18)
図9と図10に、θ1およびθ1’をそれぞれ図示する。
θ1’max=1.2×aω1、θ1’min=0.8×aω1であるので、θ1’min=aω1{1.6cos(ω1t)−2×0.4cos(2ω1t)} (数式19)
0.8=1.6cos(ω1t)−2×0.4cos(2ω1t) (数式20)
より、t=0、±1/(2ω1/π)となる。ゆえに有効時間t1effは、
t1eff={1/(2ω1/π)−(−1/(2ω1/π))}=π/ω1 (数式21)
となる。
θ1eff=a{1.6sin(π/2)−0.4sin(π)}=1.6a (数式22)
図1は、本実施例の光偏向器を説明するための図である。
図3は、シリコンウェハをエッチング加工で作成するプレート部材200の上面図である。平板状の可動子201〜203とねじりバネ211〜213は、交互に直列接続されている。ねじりバネ211〜213の軸は直線状に配置されており、ねじりバネ213の他端は、固定枠221に連結されている。この系は3つの振動モードを有するが、それらの周波数は、およそ1:2:3の関係になるように調整が施される。これらのモードを以下モード1、モード2、モード3と称する。
図6は、本発明の光偏向器を、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に適用した例である。光源302から出射したレーザー光311は、出射光学系303で整形され、本発明の光偏向器301で走査される。結像光学系304は、走査されたレーザー光を感光ドラム305上に結像させスポットを形成する。走査されたスポットは、走査軌跡312に沿って移動する。
101、102、201〜203、1001〜1003、1101、1102、1301、1302、1401、1402、1501、1502、1601、1602 可動子
111a、b、112a、b、211〜213、1311、1312、1511、1512、1011〜1013、1111、1112、1411、1412、1611 ねじりバネ
121、221 支持枠
1021、1121、1321、1421、1521、1522、1621 支持部
131 光反射膜
1131 光反射素子
1141 駆動手段
1151 駆動制御手段
1391、1392、1491 ねじりバネの軸に垂直な面
140 電磁アクチュエータ
141 永久磁石
142 コイル
144 ヨーク
143 コア
150 コントローラ
190 切断線
151 基準クロック生成器
152 分周器
153、154 カウンタ
155、156 正弦関数器
157、158 掛算器
159 加算器
160 DAコンバータ
161 パワーアンプ
301 本発明の光偏向器
302 光源
303 出射光学系
304 結像光学系
305 感光ドラム
311 レーザー光
312 走査軌跡
1201 数式16のθ1’
1202 数式2のθ’
1211 θ’max
1212 θ’min
1221 角速度θ1’の有効時間
1222 正弦波θ’の有効時間
1231 数式15のθ1
1232 数式1のθ
1241 本発明の最大有効変位角
1242 正弦波の最大有効変位角
1251 数式15のθ1’’
1252 数式1のθ’’
1261 角加速度低減区間
Claims (3)
- レーザー光を出射する光源と、該レーザー光を偏向する共振型光偏向器と、該共振型光偏向器で偏向されたレーザー光を結像する結像光学系と、該結像光学系で結像されたレーザー光により画像が形成される感光体とを有する画像形成装置であって、
前記共振型光偏向器は、
支持部と、該支持部にねじりバネを介して支持される可動子とを含み構成され、
第1の可動子、該第1の可動子を前記支持部に対して揺動可能に支持する第1のねじりバネ、第2の可動子、及び該第2の可動子を前記第1の可動子に対して、前記第1の可動子の揺動軸と同一の軸周りに揺動可能に支持する第2のねじりバネを少なくとも有する可動系と、
前記第1及び第2の可動子を前記揺動軸を中心に揺動するように駆動するための駆動手段と、
前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、
を有し、
前記第1及び第2の可動子の少なくとも一方の可動子の動作は、
一周期内において前記揺動軸まわりの第1の方向に変位する第1の動作と、該第1の方向と反対方向である第2の方向に変位する第2の動作とを含み、
前記駆動制御手段は前記第1の動作の期間が前記第2の動作の期間よりも長くなるように前記駆動手段を制御し、
前記共振型光偏向器は前記第1の動作時に前記光源からのレーザー光を偏向し、
前記結像光学系は前記第1の動作時に偏向されたレーザー光を感光体上に結像させることを特徴とする画像形成装置。 - 前記感光体上でのレーザー光の走査速度の変動を打ち消すように、前記レーザー光の変調クロックを制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記結像光学系は前記感光体上でのレーザー光の走査速度の変動を打ち消す特性を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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