JPH01219714A - 画像信号用光偏向子を有する画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、ファクシミリ、複写機、プリンタ等などの
画像記録装置、特に記録媒体への書き込みを光偏向器に
より偏向された光信号によって行うようにした画像信号
用光偏向子を有する画像記録装置に関する。

［発明の背景コ 従来、記録媒体への書き込み系を光信号例えばレーザを
利用したレーザ光学装置で構成するものとしては、複写
機、プリンタ、ファクシミリ等の画像記録装置がある。

このような画像記録装置において、レーザビームを偏向
走査する偏向器の光偏向子としては、回転多面鏡、機械
的振動子等が用いられている。

そのなかでも従来では、耐久性や加工精度の向上による
量産性等が優れた回転多面鏡がより多く用いられている
。

第１５図は回転多面鏡を使用したレーザ光走査装置３０
の一例を示す構成図であって、これは画像記録装置に使
用された例である。

同図において、１１はドラム状をなす記録媒体（以下、
像形成体として説明する）を示し、その表面にはセレン
などの光導電性感光体表層が形成され、光学像に対応し
た静電像（静電潜像）が形成できるようになされている
。

レーザ光走査装置３ｏは、半導体レーザ３１を有し、レ
ーザ３１は画像情報を２値化した変調信号に基づいて光
変調される。

レーザ３１から出射されたレーザビーム（光信号）はコ
リメータレンズ３２及びシリンドリカルレンズ３３を介
して回転多面鏡（ポリゴン）からなるミラースキャナ、
すなわら偏向器３４に入射する。

この偏向器３４によってレーザビームが偏向され、これ
が結像用のｆ−ｅレンズ３５及びシリンドリカルレンズ
３６を通して像形成体１１の表面に照射される。

偏向器３４によってレーザビームは像形成体１１の表面
を所定の方向ａに走査され、これによって、像露光がな
されることになる。

なお、３９はフォトセンサを示し、ミラー３８で反射さ
れたレーザビームを受けることにより、レーザビームの
走査開始を示すインデックス４３号が得られ、このイン
デックス（＝号を基準にして１ラインの画像データの書
き込みが行なわれることになる。

偏向器３４としては図示するような回転多面鏡の他に、
機械式の振動鏡、例えば検流計などで使用されているガ
ルバノミラ−を使用することができる。

機械式の振動鏡を用いてレーザビームを等速補正しなが
ら走査する例としては、特開昭５４−６０９４４号に開
示されているが、これはレンズ系に係わるもので、後述
するように機械式振動子の欠点を未解決のまま使用した
装置である。

第１６図はこのようなガルバノミラ−の振動子５０の一
例を示す。

ガルバノミラ−の振動子５０は、周知のように、反射ミ
ラー５１、駆動コイル５２及びこれらを機械的に連結す
るためのリガメント（回転支持棒）５３とで構成される
。駆動コイル５２は外部固定直流磁界内に配置される。

駆動コイル５２に所定周波数の駆動電流を供給すれば、
この駆動コイル５２に所定の電磁力が作用するので、こ
れによって反射ミラー５１が振動する。

従って、反射ミラー５１に上述した画像信号によって変
調された光信号を照射すれば、この光信号が偏向されて
像形成体１１上に到達するから、上述と同様な光走査が
なされることになる。

ここで、回転多面鏡を用いた装置については、１、大型
化 ２、高レベル騒音 ３、振動 ４、高速走査での軸受摩耗 ５、高コスト 等の欠点がある。

機械的振動子を用いた装置については、１、広角度走査
が困難 ２、リガメントの金属疲労による低い耐久性３、反射ミ
ラー５１と駆動コイル５２とを別々に製造した上で、リ
ガメント５３に取り付けるものであるから、各部品が大
きくなり、小型化の隘路となっている 等の欠点がある。

以上のように、従来の画像記録装置においては、偏向器
として回転多面鏡あるいは機械式振動ミラーを使用して
いるため、高価でかつ寿命が短かく、それに伴って記録
装置の信頼性の低下、ざらに画像記録装置として重要な
画質の安定性を欠き、画質の低下をきたすなど数々の欠
点を有していた。

これらの欠点は、何れも光偏向子で構成された光偏向器
を使用することによって解決することができる。

光偏向子とは、機械式振動ミラーと同様な構成部材を有
する。つまり、反射ミラー、駆動コイル及びリガメント
で構成され、夫々はエツチングなどによって一体加工さ
れたものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した光走査装置における偏向器として光
偏向子を使用すると共に、上下一対のリガメントに対し
てその上下方向に反射ミラーと駆動コイルが夫々別体構
成となされているものでは、光偏向子自体の重量が増し
、その慣性モーメントが大きくならざるを得ない。

また、リガメントに対して反射ミラーと駆動コイルとを
バランスよく取り付けることが比較的困難である。

これらの欠点により、光偏向子自体の固有振動周波数自
体を安定して大きくすることができず、ざらに反射ミラ
ー５１のブレなどによって高速走査用の振動子として使
用できない難点がある。

ざらに、このような光偏向子を使用する場合、光偏向子
とこれを支持する支持部材の膨張係数との相違に基づき
、光偏向子がたわんだりしてしまう。これによって、光
偏向子の振れ角の直線性が劣化する原因となっている。

そこで、この発明ではこのような問題点を構成簡単に解
決したものであって、振動系の安定性を図ると共に、振
れ角の直線性を改善した画像信号用光偏向子を有する画
像記録装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 上述の問題を解決するため、この発明においては、画像
信号により変調された光信号を所定の方向に偏向する光
偏向子として、反射ミラー、駆動コイル、リガメントが
同一の絶縁基板によって形成されると共に、反射ミラー
と駆動コイルとが表裏一体として構成されると共に、こ
の表裏一体部はその下側が機械的に開放されてなること
を特徴とするものである。

［作　用］ 反射ミラーと駆動コイルとを表裏一体に構成すると、そ
れだけ振動子自体を軽量化できるから、慣性モーメント
を小きくできる。

表裏一体部として、その重心に対して左右対称及び上下
対称な形状のものを使用すれば、ミラーぶれのない安定
した振動系を構成することができ、これらを総合するな
らば、高速走査に適した安定した振動系を提供できる。

表裏一体部は下方部が機械的に開放されているので、光
偏向子と支持部材との線膨張係数とが相違しても、光偏
向子がたわんだりすることがない。

これによって、光偏向子の振れ角に対する直線性が改善
される。

［実　施　例］ 続いて、この発明に係る画像信号用光偏向子を有する画
像記録装置の一例を上述した画像記録装置に適用した場
合につき、第１図以下を参照して詳細に説明する。

第５図は上述した画像記録装置に使用される光走査装置
３０の一例を示す。

半導体レーザ３１から出射されたレーザビームはコリメ
ータレンズ３２でビーム形状が補正されたのち、シリン
ドリカルレンズ３３、反射ミラー４１を通過して偏向器
３００に入射せしめられる。

偏向器３００として、この発明では光偏向子が使用され
る。光偏向子でレーザビームが所定方向に所定の速度で
もって偏向される。

偏向されたレーザビームは走査用レンズ４２及びシリン
ドリカルレンズ３６を通過することにより像形成体１１
上に結像されて静電像が形成される。

シリンドリカルレンズ３３．３６は偏向器３００に設け
られた反射ミラー（後述する）に、上下方向のあおりが
ある場合、そのあおりを補正するために使用きれるもの
である。

ここで、一方のシリンドリカルレンズ３６は、プラスチ
ック製のレンズを使用することができる。

このようなプラスチックレンズを使用する場合には、レ
ンズの面形状を最適形状に合せることが比較的簡単にで
きるため、光学系全体の性能を向上できるなどの利点が
ある。

しかし、反射ミラーのあおりが非常に小ざい場合は、上
述したシリンドリカルレンズ３３．３６は省略すること
もできる。

走査用レンズ４２はレーザビームを像形成体１１の表面
に正しく結像させるためと、レーザビームが像形成体１
１上を等速走査できるようにするために使用される。

ここで、光偏向子がもつ固有振動数で振動させた場合、
この光偏向子に設けられた反射ミラーの偏向角θは、 θ＝Ａ−５ｉｎωｔ ここに Ａ：反射ミラーの最大偏向角 ω：角速度 ｔ：時　間 で表されるような正弦波偏向動作となる。

このため、レーザビームのスポット位置をＯの関数Ｘ（
θ）としたとさ・、走査用レンズ４２として、 Ｘ　（θ）＝Ａ−ｆ　−ａｒｃ−ｓｉｎ　（θ／Ａ）た
だし、ｆは走査用レンズ４２の焦点距離となる特性を持
たせることにより、像形成体１１上におけるレーザビー
ムのスポットの位置を時間ｔの関数Ｘ　（ｔ）として表
わした場合、上式よりＸ　　　（し　）　　　＝Ａ−ｆ
　　・　ω　ｔとなる。

従って、上述したようにこの走査用レンズ４２を使用す
れば、レーザビームを等速運動に変換することかできる
。等速運動によって静電像を形成する場合には歪のない
画質を得ることができる。

なお、このような走査レンズ用４２による等速補正手段
を使用する代わりに、電気的補正手段を使用して補正し
てもよい。

電気的補正手段としては、例えば第６０回画像電子学会
研究会、昭和６１年７月２０日講演予稿集「電磁ミラー
走査による半導体レーザプリンタ」に記載のものを流用
することができる。

きて、このような光学走査系において、偏向器３００に
用いられる振動子、すなわち光偏向子としては、第１図
に示すような光偏向子が使用される。

第１図は偏向器３００のうち、その要部構成である光偏
向子３１０そのものを図示したものであって、これは長
方形状をなす表裏一体部３１６と、フレーム３１５とで
構成される。表裏一体部３１６はフレーム３１５に対し
て下側が機械的に開放された状態で、フレーム３１５に
連結される。

そのため、表裏一体部３１６の上部がリガメント（回転
支持棒）３１３によってフレーム３１５に連結される。

リガメント３１３は表裏一体部３１６の上下重心軸ａ上
に位置するように形成される。

光偏向子３１０は１枚の絶縁基板をエツチング加工など
して一体形成されたものが使用される。

フレーム３１５は支持部材（図示せず）に取り付は固定
されることによって、所定の偏向磁界中に配置されたこ
とになる。

表裏一体部３１６は反射ミラー３１２と駆動コイル３１
１とが表裏一体に形成されたもので、正面側に反射ミラ
ー３１２が形成され（同図Ａ）、その裏面側に所定のタ
ーン数をもって駆動コイル３１１が形成される（同図Ｂ
）。駆動コイル３１１は図示するようにエツチング加工
きれ、夫々の両端はリード線３１７に接続きれる。

反射ミラー３１２と駆動コイル３１１とを表裏一体に形
成するのは、この部分を軽量化して、その慣性モーメン
トを小さくすることにある。慣性モーメントが小ざくな
れば、その固有振動周波数が安定し、しかもその周波数
を高くすることができ、高速走査が可能になるからであ
る。

表裏一体部３１６の形状は少なくとも、上下の重心軸ａ
に対して対称となる形状に選定される。

この場合、上下の重心軸ａの他に左右の重心軸すに対し
ても対称となるような形状が特に好ましい。図示する例
は長方形状に表裏一体部３１６を形成して左右及び上下
対称にした場合である。

このように重心Ｃに対して左右及び上下対称となる形状
に選定するのは、次のような理由に基づく。

第１に、振動のバランスをよくして表裏一体部３１６の
振動の安定性を確保するためである。

第２に、加工精度のバラツキ（例えば、エッチング加工
のバラツキ）による表裏一体部３１６の厚みの不均一性
、形状や寸法のバラツキなどによって、固有振動周波数
がばらついたりするので、なるべく左右対称かつ上下対
称となるような形状に設計する必要があるからである。

形状や寸法のバラツキは、例えば非対称形状とした場合
にエツチング加工時間が左右あるいは上下で相違したり
、この加工時間の相違によって腐食の進行速度差が相違
したりすることによって、出来上り時の形状や寸法が、
設計時の形状や寸法と相違したりすることがあるからで
ある。

加工精度のバラツキを抑えることができれば、量産性、
コスト等でのメリット及び光偏向子の振動や周囲環境条
件に対する安定性、信頼性の向上等に優れた効果を発揮
する。

表裏一体部３１６の下方を機械的に開放して、その下部
のみフレーム３１５に連結するように構成したのは次の
ような理由による。

すなわち、通常考えられる光偏向子３１０の構成として
は、第４図に示すように表裏一体部３１６がその上下方
向ともリガメント３１３．］１４によってフレーム３１
５に連結されるタイプである。

このように、上下方向ともリガメント３１３゜３１４に
よってフレーム３１５に連結するような構成を採用する
と、表裏一体部３１６を左右等しく振ることかできなく
なったり、共振周波数が変動したりする。

すなわち、光偏向子３１０を所定のＭ流磁界中に配回す
る関係上、磁界形成手段を有する取り付は部（図示せず
）にこの光偏向子３１０が取り付は固定される。ここで
、光偏向子３１０と取り付は部とはその（線）膨張係数
が一般に相違するから、温度変動に伴なう伸縮の差によ
って光偏向子３１０の伸び量を吸収できない場合が生じ
る。

光偏向子３１０が伸びたりすると、光偏向子３１０全体
が反り返ることになるから、光偏向子３１０に無用な応
力が加わり、これによって反射ミラー３１２が左右等角
に振れなくなったり、その共振周波数が大きく変化して
しまう。

反射ミラー３１２の振れ角θや共振周波数が変わると、
像形成体１１上での走査領域が変動することになって好
ましくないからである。

これに対して、第１図に示すように表裏一体部３１６の
片方を機械的に開放構成とすると、表裏一体部３１６は
単一のリガメント３１３の影響しか現れないので、周囲
環境条件が相違することによってリガメント３１３が伸
びたりしても、光偏向子３１０の反りがなくなる。その
結果、振れ角Ｏや共振周波数の変動を大幅に抑制するこ
とができる。

駆動コイル３１１に発生するトルクＴは、Ｔ　＝　（Ｇ
−Ｉ　ｐ／　ｌ　）　　・φここに、 Ｇ：剪断弾性係数 丁Ｐ：リガメント３１３の断面２大極 モーメント ｌ：リガメント３１３の長さ φ；ねじれ角（振れ角） また、そのときの固有振動数ｆｏは、 ｆｏ＝　　（１／２ｍ）　　　　（Ｇ　−Ｉｐ／　ｌ）
　　・　（１／　Ｉ）ここに、 Ｉ：光偏向子３１０の慣性モーメント で表わされる。

上側では、リガメント３１３の長き（表裏一体部３１６
の中心までの距＃　Ｌｂは、はぼフレーム３１５の長ざ
Ｌｏの１／２に選定した。しかし、第２図に示すように
、１／２以上の適当な長ざに選定してもよければ、第３
図に示すように１／２以下の適当な長ざに選定してもよ
い。

偏向子３１０としては、エツチング加工がし易く、弾性
係数の大きな水晶、ガラス、石英等を使用することがで
きる。

実施例では、水晶を使用した場合である。

偏向子３１０として使用きれる水晶板の厚みは、その厚
ざか厚くなるほど、偏向子３１０がもつ固有振動数ｆｏ
が高くなるが、その反面、加工が困難になったり、振れ
角が小きくなってしまうために、その厚みは０．ｌｍｍ
＝０．５ｍｍ程度が望ましい。

水晶板を加工して偏向子３１０を形成する場合、その加
工手段は通常、フォトリゾグラフィーとエツチング技術
が応用きれ、これによって微細加工が可能になる。エツ
チング加工された偏向子３１０の表面は、電気的な抵抗
を下げるために、クロムメツキ処理後、通常銀メツキが
施される。

また、反射ミラー３１２は特に光源として半導体レーザ
を使用する場合、その反射率を上げるため、金、銅、又
はアルミ等のメツキ処理が施される。ざらに、反射ミラ
ー３１２の表面の傷や、酸化を防ぐため、メツキ処理後
の表面にＳｉＯ又は５ｉ０２等の保護膜をコーティング
することもできる。

上述した光偏向子３１０の材質としては、特に線膨張係
数αの小さな電気絶縁性物質の結晶体及びそれに近い物
質を使用することができる。

具体的には、水晶（軸に／／であって、α＝７゜５　Ｘ
　１　（Ｉ６）の外、ダイヤモンド、石墨（α＝１゜２
〜５．３Ｘ１０−ら）、シリカ（α＝２．４Ｘ１０−６
）　、透明石英ガラス（α＝５．４Ｘ　１０−６）、け
い素を原料とする不透明石英ガラス（α＝８×１Ｏ−６
）などがある。

石英ガラスの場合には、特に四酸化けい素からベルヌー
イ法で作られたちのが高純度を示し好ましい。

これら物質の弾性率は、約２．５〜６Ｘ１０１０（単位
はＰａ＝Ｎ−〜２）程度である。この弾性率によって、
リガメント３１３、駆動コイル３１１、反射ミラー３１
２の各部間、ざらにリガメント３１３とフレーム３１５
の間にそれぞれ捩り慣性応力を与ることができる。

また、近年発達してきたセラミック材（α＝７゜０〜８
．４Ｘ１０−６）も利用され得るものとなってきた。

従って、光偏向子３１０の線膨張係数αとしては約１０
×１０〜６以下のものが好ましいと考えられ、その値の
小ざい程基板としての対温度変化に対して優れている。

然るに、−力先偏向子を形成する反射ミラー３１２など
の各材質を考えると（加工としては蒸着法によるものが
適する形態と考えられるが）、反射ミラー３１２のミラ
ー面には一般的には上述したような材料を使用すればよ
い。

従って、Ａｕ　（ａ＝　１４〜１５Ｘ　１０−６）　、
Ａｇ　（ａ＝１９〜２０．’５Ｘ１０−Ｊ　、Ｃｕ　（
ａ＝７Ｘ１０−Ｊ、下地処理としてＣｒ　（ａ＝７．０
ｘｌＱ−６）　、Ｎｉ　　（α＝１２．８Ｘ１０−’）
が考えられる。

ざらに、ＡＩ（α＝２３ｘ１０−ｓ）等も可能性がある
。

駆動コイル３１１及びリガメント３１３等の電流導通線
部もほぼ同様にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ材等が用いられること
が通常であり、基材との温度による延びの差を少なく押
えることが必要条件となる。

勿論、導線部などに、Ｐ　ｔ’（α＝８．０〜８．９×
１Ｏ−６）の利用も可能である。

以上のことから光偏向子３１０の基材としては、その線
膨張係数αが、α＝２〜８Ｘ１０−６までのものが好ま
しい。

同様に、反射ミラー３１２のミラー面などに使用される
素材としては、α＝７〜２５Ｘ１０−６程度のものが好
ましい。

上述した反射ミラー３１２は次のような形状に選定され
たものが使用される。

すなわち、コリメータレンズ３２を通過したレーザビー
ムの形状は、第６図Ａに示すような形状となされている
のに対し、これがシリンドリカルレンズ３３を通過する
ことにより、同図已に示すような横長の楕円形状に変形
される。従って、反射ミラー３１２の形状としては、主
走査方向に向かって長くなる長方形状のものを使用すれ
ばよい。

このような観点から、反射ミラー３１２としては、夫々
重心Ｃがその上下、左右の中心にある第７図に示すよう
な種々の形状をとり得る。

同図Ａは、長方形状をなし、同図Ｂはひし形彫状であり
、同図Ｃは長方形の各四辺の隅を切り落とした状態の形
状であり、又同図りは横長の楕円形状をなす。

高速で反射ミラー３１２を振動きせるような場合には、
特に空気抵抗が問題となるので、このような場合には、
同図りに示す様な楕円形状をなす反射ミラーとすれば好
都合である。

反射ミラー３１２の横方向の長ざは走査用レンズ４２の
焦点距離、像形成体１１上に結像されるビームスポット
の径、あるいは像形成体１１上における走査幅等によっ
て相違するが、実験によれば、４〜１０ｍｍ程度が望ま
しい値である。

偏向子３１０は外部１８号によって駆動される。

光偏向子３１０を使用した他励式の駆動回路の一例を第
８図に示す。

第８図において、３３０は正弦波発振器を示し、これは
ＲＣ回路や水晶光偏向子を使用した発振器を使用するこ
とができる。

水晶振動子を使用する場合には、その固有発振周波数を
所定の値に分周したのちローパスフィルターによって正
弦波状に波形成形したものを使用すればよい。

ここで、その発振周波数つまり、駆動コイル３１１に対
する駆動周波数（共振周波数に等しい）について説明す
る。

光偏向子３１０は上述したように、固有振動数ｆｏをも
ら、この固有振動数ｆｏに対する振れ角θの共振特性は
第９図に示すようになる。

第９図の共振特性からも明らかなように、固有振動数ｆ
ｏから外れた周波数において駆動しようとすると、入力
電流に対する振れ角への効率が低下し、固有振動数ｆｏ
で振動きせた場合と同等の振れ角０を得るためには、非
常に大きな入力電流を必要とする。

しかし、あまり大きな入力電流を駆動コイル３１１に流
すと、このコイルが焼損する恐れがあり、故障の原因と
なる。そのため、あまり大きな電流を駆動電流として使
用することができない。

また、光偏向子３１０の固有振動数ｆｏにバラツキが生
じることも考えられ、そのような場合には駆動周波数ｆ
の統一を図るために固有振動数ｆＯ以外の周波数で駆動
コイル３１１を駆動きせる場合においても、その駆動周
波数ｆと固有振動数ｆｏとの関係は、 Ｉｆ−ｆｏｌ≦ｆｏ／Ｑ の範囲とすることが望ましい。ここで、Ｑは共振特性の
共振の鋭ざを示す。

すなわち、製造上のバラツキを考慮すると固有振動数ｆ
ｏを、駆動周波数ｆに等しくなるように加工することが
困難であることから、その固有振動数ｆｏとしては、駆
動周波数ｆより±ｆｏ／Ｑ程度の範囲内にあるときに限
り、その光偏向子３１Ｑを使用しようとするものである
。

±ｆｏ／Ｑ程度のずれの範囲内では、必要な振れ角θを
得るための駆動電流は、差程大きくならないからである
。ただし、駆動周波数ｆとしては、常に一定である。

Ｑとしては、１０〜１０００程度の共振鋭度をもった光
偏向子３１０が使用される。

このようなことから、正弦波発振器３３０の周波数とし
ては上式にかなうような範囲の周波数に設定されるもの
である。

正弦波発振器３３０の出力、つまり駆動信号は次段のオ
フセット調整器３３１に供給きれて、そのＤＣオフセッ
トが調整される。

偏向器３００を光学走査系に設置する場合において、そ
の取り付は位置が設計値通りでない場合には、第１０図
に示すように、駆動信号のＤＣレベル（１点鎖線図示）
を調整することにより、左右の振れ位置を調整すること
が可能になる。

このようなことから、オフセット調整器３３１において
は、そのＤＣレベルを調整することにより、像形成体１
１における走査位置を規定通りの走査位置となるように
している。

オフセット調整された駆動信号は振幅調整器３３２にお
いてその走査幅が調整される。

この調整法の一例としては、本出願人が既に開示した特
願昭６１−８１２９６号に述べた方法を用いることがで
きる。

この方法は像形成体１１上における走査幅を検出し、そ
の検出出力で振幅調整器３３２の振幅を調整すれば、走
査幅を常に一定の値に制御することが可能になる。

ＤＣオフセット及び振幅がそれぞれ調整きれた駆動信号
は出力アンプ３３３を介して上述した駆動コイル３１１
に供給される。

さて、偏向器の違いに基づ（像形成体１１に及ぼすビー
ム走査時の散乱による雑光の影響について次に説明する
。

第１１図は雑光ｔ、１１定手段の一例であって、レンズ
４２．３６を通過したビームが像形成体１１上に到達し
たときのビームスポット以外の光が雑光であるのでこの
光が測定される。

まず、偏向器３００として回転多面鏡を使用した場合に
は、第１２図曲線Ｌ１に示すごとくなる。

同図において、無とは第１１［１１のスリット４２Ａあ
るいは３６Ａがないときの測定結果であり、有とは、ス
リット４２Ａあるいは３６Ａか存在するときの測定結果
である。

スリット４２Ａあるいは３６Ａを使用すればそれだけ雑
光を遮光することができる。

なお、このトり定結果は、ＡＩ蒸着の回転多面鏡を用い
、半導体レーザの出力が１．４ｍ讐、スリット幅２〜３
１ｍ１Ｉ＋のスリット４２Ａ、３６Ａを使用した場合で
ある。

これに対して、偏向Ｕ３００として上述した光偏向子３
１０を使用したときには、その雑光は曲線Ｌ２のように
なり、雑光を大幅に減少させることができる。

第１３図は現像特性に及ぼす散乱光の影響度を測定した
結果である。

（黄軸は露光強度を示す。縦軸の負側（下部縦軸）は、
像形成体（本測定例では、特開昭６０−１０２６３４号
記載の負帯電ＯＰＣ！形成体を用いた）の感光特性を示
す。また、上部縦軸は露光量対像形成体への現像時の付
着トナー量の関係を示す。

曲線Ｌ３は現住バイアス条件として、ＡＣｌ。

５ＫＶ、ＤＣ５００Ｖのトナー付着曲線であり、曲線Ｌ
４はＡＣ２，ＯＫＶ、ＤＣ６４０Ｖにおけるトナー付着
曲線である。

回転多面鏡を使用する場合には雑光量か大きいので、こ
れによる露光量によって像形成体１１の電位が大幅に低
下する。この電位低下によってトナーが付着してしまう
。つまり画像露光のない背景部のカブリＸが発生してし
まうことになる。

これに対して、光偏向子３１０を使用した場合には、上
述の説明からも明らかなように雑光が大幅に低減されて
いるので、カブリＹが殆ど発生しない。つまり回転多面
鏡を使用する場合には、僅かな雑光に起因する露光によ
り画像としてカブリが発生し、これによって画質の低下
をきたしていた。

同様のことが、画像記録装置の記録媒体としてフィルム
、印画紙等の感光物質を利用する場合にも、夫々の露光
量対濃度（現像後の）特性曲線によりそれぞれカブリと
して生じることがいえる。

平板感光体（Ｓｅ、５ｅＴｅ）を使用している医療用Ｘ
線電子写真装置、ベルト感光体などを利用した表示装置
などでも、同様なカブリ現象が発生する。

ここで、記録媒体と光源の組合せによっては、分光感度
特性と分光（分布）特性が相違することになる。この場
合、その組合せによってはカブリ露光量に対するカブリ
が増えることもある。

例えば、記録媒体として、アモルファスシリコン、有機
半導体、セレンを使用し、光源としてＨｅ−ＮｅやＡｒ
のガスレーザ、ＧａＡｓなどの半導体レーザを使用する
ような組合せの下では、カブリ露光量に対するカブリが
増加することが確認された。

光偏向子３１０を使用すれば、特にビーム反射面がビー
ムスポットに比べそれ程大ぎくないから、ビーム走査の
際、反射面での光散乱による雑光の影響を軽減できる。

これによってカブリのない高品質の画像が得られた。

光偏向子３１０は一体構成であるので、外部環境条件特
に画像記録装置の一般的補償範囲の周囲温度（−５〜３
０℃）、装置内温度や駆動コイル３１１自体の発熱温度
等の変化に対しても反射ミラー３１２の安定した振動が
得られ、これにより　　　　′規則的なビーム走査が常
に行なわれる。

従って、高速走査記録においても常に良好な最終画像か
得られることになる。

上述のように偏向器として本発明に係わる光偏向子を使
用した場合には、偏向器として回転多面鏡を使用する場
合に比較して以下に述べるような特徴を有する。

第１に、光偏向子そのものが非常に小型であるから、回
転多面鏡を使用する場合に比し、小型化を達成すること
ができると共に、モータを回転駆動源として使用してい
ないために、騒音がなく、高速走査するときでも、常時
安定した偏向用の振動を実現することができる。

第２に、機械式振動ミラーを使用するものに比し、高速
走査が可能であるばかりでなく、振れ角の大きな小型の
偏向器を実現することができる。

第３に、光偏向子はエツチング処理などによって形成さ
れるため、精度が高く、しかも製品にバラツキがない。

リガメント部分も弾性係数の大きな材料で構成されてい
るから、機械式振動ミラーで使用されている金属棒のよ
うな金属疲労が少なく、長期にわたって安定な動作を期
待できる。

第４に、光偏向子は一体成形であるため、大きな振れ角
、高い固有振動数が得られるから、記録紙サイズの大き
なもので、より高速記録を行う装置に適用して極めて好
適である。

第１４図は上述したレーザ記録装置における緒特性のデ
ータを示すものであって、この表において、タイプＩと
は記録紙の最大用紙サイズがＡ４判までのものであり、
タイプＩＩとはＡ３判までのものである。

このように記録紙サイズが相違することによって記録ス
ピード、ざらに解像度が相違することになるから、この
ような条件の相違にともなって駆動周波数′ｔ）適宜選
定される。

さらに、このように記録紙サイズが異なる場合には、当
然に反射ミラーの振れ角も異なることがら、これによっ
て記録用ビーム振れ角も相違することになる。

実施例ではこの発明をカラー画像記録装置の光走査装置
用に適用した場合であるが、白黒用の画像記録装置にお
ける光走査装置の偏向器としても適用することができる
。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明においては、反射ミラー
、駆動コイル、リガメントを同一絶縁基板によって光偏
向子を構成すると共に、反射ミラーと駆動コイルとを表
裏一体となるように構成したものである。これによれば
、っぎのような特徴を有する。

第１に、表裏一体構成とすることによって、光偏向子自
体の重量を軽減できるから、慣性モーメントが小ざくな
り、また一対のリガメントの長ざを等しくする場合には
、上下方向に対してバランスのよいものが得られること
になる。

その結果、固有振動周波数が安定すると共に、その値を
大きくすることができる。また、一対のリガメントの長
さを等しくする場合には、製造上のバラツキも少なく抑
えることができ、光偏向子の歩留りが高くなって、これ
を安価に提供できる実益を有する。

第２に、光偏向子の振動系が安定するからミラーぶれが
少なくり、振れ角を広角にできる。そのため、広角での
高速走査が可能になる。

第３に、光偏向子の軽量化に伴ない、リガメントの細線
化が可能となり、小電流駆動を実現できる。

ざらに、下部リガメントを開放状態とし、上端部のみに
て吊り下げるように構成しであるので、リガメントの伸
縮等により回転部が押し上げられたり、中心軸の直線性
か劣化したりすることがない。

そして振動系全体としてみた場合、回動中心軸上に位置
する中心点Ａ（第１図参照）に慣性力が集中した状態の
下で回転振動が形成されることになるから、最も安定し
た振動状態を実現できる。

この振動状態を実現する場合で、回動時のバランスを考
慮すると、表裏一体部が左右対称、ざらには上下対称形
として形成されることが、最も好ましい。

このように、小形で安定性に優れた、しかもバラツキの
ない高品質の光偏向子を提供できるから、これを利用す
れば、耐久性、信頼性、高画質性に優れた画像記録装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る画像信号用光偏向子の一例を示
す要部の構成図、第２図及び第３図はその他の例を示す
第１図と同様な構成図、第４図はこの発明の説明に供す
る光偏向子の構成図、第５図は光偏向子を使用したとき
の光学系の要部を示す図、第６図はレーザビームのドツ
ト形状の説明図、第７図は反射ミラーの形状説明図、第
８図は反射ミラーの駆動回路の一例を示す系統図、第９
図は光偏向子の共振特性を示す図、第１０図はＤＣオフ
セットの説明図、第１１図は雑光を測定する場合に使用
する装置の概要図、第１２図及び第１３図はこの発明の
説明に供する特性図、第１４図はレーザ記録装置の現像
条件などの特性表を示す図、第１５図は回転多面鏡を使
用した光学系の一例を示す構成図、第１６図ｑ機械式振
動ミラーを使用した光学系の一例を示す構成図である。 １１・・・像形成体たるドラム ３０・・・レーザ光走査装置 ３１・・・半導体レーザ ３００・・・偏向器 ３１０・・・光偏向子 ３１１・・・駆動コイル ３１２・・・反射ミラー ３１３・・・リガメント ３１５・・・フレーム ３１６・・・表裏一体部 特許出願人　　コ　ニ　カ　株式会社 第１図 第５図 第６図 Ａ　　　［３ □主走査方向 第７図 Ａ　　　　　［３ＣＤ 第８図 第　　９　図 第１１　ＶＡ 第１２図 スリット３６４　　　　自負　　　　　　　太　　　　
　　　Δ１第１３図 （Ｖ） 第１４図 第１５図 旦Ｑ；レー世’を走査掟−置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号により変調された光信号を所定の方向に
   偏向する光偏向子として、反射ミラー、駆動コイル、リ
   ガメントが同一の絶縁基板によって形成されると共に、 上記反射ミラーと駆動コイルとが表裏一体として構成さ
   れると共に、 この表裏一体部はその下側が機械的に開放されてなるこ
   とを特徴とする画像信号用光偏向子を有する画像記録装
   置。
2. （２）上記絶縁基板として、水晶基板が使用されてなる
   ことを特徴とする請求項１記載の画像信号用光偏向子を
   有する画像記録装置。
3. （３）上記表裏一体部は左右対称であることを特徴とす
   る請求項１及び２記載の画像信号用光偏向子を有する画
   像記録装置。