JP2005300689A - 光走査装置又はその光走査装置を備えた画像形成装置、及びそれらの光走査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光偏向手段が有するミラー部の共振周波数を低下させないで大きな振れ角を維持し、高速動作が可能な光走査装置又は該光走査装置を備えた画像形成装置、及びそれらを用いた光走査方法を提供する。
【解決手段】 光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを偏向させる光偏向手段を有する走査光学系と、前記偏向された光ビームが照射される像担持体とを備えた光走査装置において、前記光偏向手段には、前記光源から出射された光ビームを反射するミラー部４０１と、前記ミラー部４０１を支持する梁と、前記ミラー部４０１に回転力を発生する駆動手段とを設ける。そして、前記光偏向手段における前記ミラー部４０１の反射面と同じ方向を向いている面の全部又は一部は、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち前記ミラー部４０１以外の部分に照射される光ビームを、前記ミラー部４０１により反射される光ビームの反射方向に反射させない光学構造（反射構造４０８）とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、梁によって支持されたミラー部（振動子）を、梁をねじり回転軸として往復振動させる構造を有する光偏向手段を備えた光走査装置又はその光走査装置を備えた画像形成装置、及びそれらの光走査方法に関する。

特許文献１、非特許文献１に記載されている光走査装置においては、同一直線上に設けられた２本の梁で支持されたミラー部（振動子）を、ミラー部に対向する位置に設けた電極との間の静電引力で駆動し、２本の梁をねじり回転軸としてミラー部を往復振動させる構成の光偏向手段が記載されている。マイクロマシニング技術で形成されるこの光偏向手段を備えた光走査装置は、モーターでポリゴンミラーを回転させる構成の光走査装置と比較し、構造が簡単で半導体プロセスでの一括形成が可能なため、小型化が容易で製造コストも低い。また、単一の反射面を用いるため、複数の反射面を用いる光走査装置におけるような精度のばらつきがなく、更に往復走査であるため高速化にも対応できる等の利点がある。
特開２００２−４８９９８号公報 IBM J.Res.Develop Vol.24 (1980)

しかし、従来の光走査装置が備えている光偏向手段は、ミラー部と、それを支持する梁、外周部、駆動するための櫛歯電極部、外部との電気的接続をとるための電極パッドなどから構成されている。この光偏向手段に光ビームを当てる場合、大口径光ビームのようなビーム径の大きな光を照射すると光の一部が外周部にあたり、そこで反射を起こす。この外周部の反射光は、ミラー部の走査の中央の角度と同じ角度であるので、外周部での反射光は像担持体に到達するため、ノイズ光となり画像品質を落とす原因となる。

また、光偏向手段を小さくするためミラー部と外周部との間隔を狭くすると、外周部への光の漏れを防ぐためには、ミラー部に対する光ビーム径を十分小さくする必要がある。ところが、光ビーム径を小さくするためには高価な光学系が必要になり、装置のコストを上昇させるという問題がある。

よって、光ビーム径の小径化には限界があるので、従来の光偏向手段では光ビームがミラー部のみに照射できるようにミラー部の大きさを十分に大きくしてあるのが一般的である。そのためミラー部の振れ角の減少や走査速度の低下を招くという問題が生じる。ゆえに、従来は、ミラー部の振れ角を大きくとり、共振周波数を高くすることが困難であり、光偏向手段を高速動作させるには限界があった。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、光偏向手段に設けられたミラー部の共振周波数を低下させることなく大きな振れ角とって、高速動作可能な光偏向手段を備えた光走査装置又はその光走査装置を備えた画像形成装置、及びそれらを用いた光走査方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、画像データに基づいて制御される光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを偏向させる光偏向手段を有する走査光学系と、前記偏向された光ビームが照射される像担持体とを備えた光走査装置であって、前記光偏向手段は、前記光源から出射された光ビームを反射するミラー部と、前記ミラー部を支持する梁と、前記ミラー部に回転力を発生する駆動手段とを有し、前記ミラー部は、前記梁を軸として所定の走査周波数で往復振動する振動ミラーであり、前記光偏向手段における前記ミラー部の反射面と同じ方向を向いている面の全部又は一部は、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち前記ミラー部の反射面以外の部分に照射される光ビームを、前記ミラー部の反射面により反射される光ビームの反射方向に反射させない光学構造を備えた光走査装置としたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記光学構造は、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面により反射される光ビームの反射方向以外の方向に、光ビームを反射させる構造である請求項１記載の光走査装置としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記光学構造は、前記ミラー部の反射面と異なる面方向をもつ反射ミラーからなる請求項２記載の光走査装置としたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記光学構造は、前記ミラー部の反射面と異なる面方向をもつ、請求項３に記載の前記反射ミラーと比較して、その反射面の面積が小さい複数のミラーからなる請求項２記載の光走査装置としたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記光学構造は、前記光偏向手段におけるミラー部の反射面と同じ方向をもつ面のうちの全部又は一部の面に、アスペクト比が１以上の溝又は穴が形成されたものである請求項２記載の光走査装置としたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、前記光学構造は、前記光偏向手段におけるミラー部の反射面と同じ方向をもつ面のうちの全部又は一部の面であって、前記光源から出射される光ビームが照射される部分において、該面上に形成された前記溝又は穴以外の非開口部面積に対する該溝又は孔の開口部面積の比が１以上である請求項５記載の光走査装置としたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、前記光源から前記光偏向手段に出射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面以外の部分で反射された光ビームが前記画像担持体に到達しないように遮光手段を設けた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置としたことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、前記光源から前記光偏向手段に出射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面以外の部分で反射された光ビームが前記光源に到達しないように遮光手段を設けた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置としたことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、前記ミラー部の反射面に照射される前記光源から出射された光ビームの直径が前記ミラー部の反射面より大きく、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面によって反射される光ビームのみを有効な反射光として利用するオーバーフィールド光学系を形成している請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置としたことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の光走査装置を備えた画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、画像データに基づいて制御される光ビームを出射する光源から出射された光ビームを、梁を軸として所定の走査周波数で往復振動する振動ミラーからなるミラー部を備えた光偏向手段により偏向させて、光走査装置に設けられた像担持体に照射させる光走査装置又はこの光走査装置を備えた画像形成装置の光走査方法であって、前記光偏向手段における前記ミラー部の反射面と同じ方向を向いている面の全部又は一部は、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面以外の部分に照射される光ビームを、前記ミラー部の反射面により反射される光ビームの反射方向に反射させない光走査方法としたことを特徴とする。

本発明によれば、光走査装置が有する光源から出射され、画像データに基づき制御される光ビームのうち、光走査装置が有する光偏向手段に設けられたミラー部以外に照射された光ビームは、光走査装置に設けられ回転可能に保持されて形成画像を担持する像担持体に到達しないため、光ビーム径に対してミラー部を小さくし、ミラー部の共振周波数を上げることができる。これにより、ミラー部の振れ角が大きく光走査速度の速い光偏向手段を実現することができる。

本発明を実施するための最良の形態は、画像データに基づいて制御される光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを偏向させる光偏向手段を有する走査光学系と、前記偏向された光ビームが照射される像担持体とを備えた光走査装置において、前記光偏向手段には、前記光源から出射された光ビームを反射するミラー部と、前記ミラー部を支持する梁と、前記ミラー部に回転力を発生する駆動手段とを設ける。そして、前記ミラー部は、前記梁を軸として所定の走査周波数で往復振動する振動ミラーとし、前記光偏向手段における前記ミラー部の反射面と同じ方向を向いている面の全部又は一部は、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち前記ミラー部の反射面以外の部分に照射される光ビームを、前記ミラー部の反射面により反射される光ビームの反射方向に反射させない光学構造とする。

以下に、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施例に限られるものではない。

まず、本実施例の光走査装置に設けられた光走査モジュールの概略構成と機能について添付図面に基づいて以下に説明する。図１は、本実施例の光走査装置に設けられた光走査モジュールの概略構成断面図である。図２は、本実施例の光走査装置に設けられた光走査モジュールの概略構成上面図である。図１、図２に示す構成からなる光走査モジュール３００は、駆動回路を備えた可動のミラー部を有する光偏向手段１００、ＬＤ（レーザダイオード）からの光ビームを集光するレンズ１０１、ＬＤからの光ビームを光偏向手段１００に導く固定ミラー１０２、光走査後の光ビームの集光レンズ１０３、１０４、駆動回路を備えたＬＤチップ１０６等が筐体１０５に実装されている。

上記ＬＤチップ１０６が有する駆動回路では、送信されてくる画像データに応じてＬＤチップ１０６を変調するとともに、図示しないモニタ用ＰＤチップで検出されたＬＤチップ１０６の背面光量に応じてＬＤチップ１０６の発光出力を一定に保つよう印加電流を制御する。また、光偏向手段１００に設けられた駆動回路では、光偏向手段１００に設けられた図示しない電極に、光偏向手段１００に設けられたミラー部の共振周波数に合わせた周期のパルス状電圧を印加し、ミラー部を振動させる。
このようにして、光走査モジュールは、図１に示す像担持体２００（電子写真プロセスにおける感光体ドラム）上に画像データに応じた光ビームを照射する。

次に、図３を用いて、本実施例の光走査装置に設けられた光走査モジュールが有する光偏向手段１００の動作原理とその問題点について説明する。図３は、光偏向手段１００の動作原理を説明するための光偏向手段１００の概略全体斜視図である。この光偏向手段１００はＳｉからなり、フレーム３０２、梁３０３、及びミラー部３０４から形成されている。

ミラー部３０４の寸法を、縦を２×ａ、横を２×ｂとし、梁３０３の回転軸方向の長さをＬ、幅をｃとし、ミラー部３０４の厚さをｄとする。
Ｓｉの密度をρとすると、ミラー部３０４の質量Ｍは、
Ｍ＝４ａｂρｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（１）となる。
よって、ミラー部３０４のモーメントＩは、
Ｉ＝（Ｍ／３）・ａ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（２）となる。
また、ミラー部３０４のバネ定数Ｋは、Ｓｉの材料定数をＧとすると、
Ｋ＝（Ｇ／２Ｌ）・｛ｃｄ（ｃ２＋ｄ２）／１２｝・・・・・・式（３）となる。
よって、ミラー部３０４の共振周波数ｆは、
ｆ＝（１／２π）・（Ｋ／Ｉ）１／２・・・・・・・・・・・・式（４）となる。

ここで光偏向手段１００の高速動作を実現するために、ミラー部３０４の厚みｄを薄くしてミラー部３０４自体の質量Ｍを軽くすると、共振周波数ｆを高くすることができる。しかしその反面、駆動時にミラー部３０４が反ってしまい、平行ビームが得られにくくなる。

また、逆にミラー部３０４の厚さｄを厚くすると、梁３０３の剛性が高くなり、触れ角θが狭くなったり、質量Ｍの増加により共振周波数ｆの劣化が生じたりする。更に、梁３０３の長さＬは最大振れ角θ（これ以上振れると破壊する角度）に比例するので、最大振れ角θを大きくとるために梁の長さＬを大きくする。
ａ、ｂ、ｃ、ｄを一定とすると、式（１）と式（４）から、共振周波数ｆは、
ｆ＝（１／２π）・〔｛Ｇｃｄ（ｃ２＋ｄ２）｝／２４ＬＩ〕〕１／２＝Ａ・（１／ＬＩ）１／２（但し、Ａは定数）・・・・・・・・・・・・・・・・式（５）となる。
梁の長さＬと最大振れ角θは比例関係にあるため、式（５）は、
ｆ＝Ａ・（１／Ｉθ）１／２（但し、Ａは定数）・・・・・・・式（６）となる。
従って、最大振れ角θは、
θ＝（Ｂ／Ｉ）・（１／ｆ２）（但し、Ｂは定数）・・・・・・式（７）となる。

従って、式（７）より、最大振れ角θと共振周波数ｆ２は反比例の関係にあるため、最大振れ角θを大きくすると、共振周波数ｆが低下してしまうこととなる。そのため、振れ角θを大きくとり、かつ共振周波数を高くするためには、式（１）、式（２）、式（４）よりミラー部の縦２×ａ、横２×ｂを小さくすることが有効であることは明らかである。しかしながらミラー部の大きさを小さくすると、光源から出射し、偏向手段へ照射される光ビームの一部が、ミラー部からはずれ、ミラー部を囲む外周部などに照射される。この外周部はミラー部の振れ角の範囲内にあるため、外周部に照射された光ビームはミラー部に照射された光と同じ方向に反射してしまう。そのため、外周部で反射された光は光走査装置のノイズ光となってしまい、装置の光学性能を低下させる。

ここで、図４（ａ）は、従来の光偏向手段の概略上面図である。第４図（ａ）に見られるように従来の光偏向手段は、ミラー部４０１、それを支持する梁４０５、外周部４０３、駆動するための櫛歯電極部４０４、外部との電気的接続をとるための電極パッド４０２を備えている。この光偏向手段に光ビームを当てる場合、図４（ａ）に示す大口径光ビームのようなビーム径の大きな光を照射すると光の一部が外周部４０３にあたり、そこで反射を起こす。この外周部４０３の反射光は、ミラー部４０１の走査の中央の角度（通常は０度）と同じ角度であるので、外周部４０３での反射光は像担持体（通常の電子写真では感光体）２００（図１、２参照。）に到達するため、ノイズ光となり画像品質を落とす原因となる。

また、図４（ｂ）は、従来の他の光偏向手段の概略上面図である。第４図（ｂ）のように光偏向手段を小さくするためミラー部４０１と外周部４０３との間隔を狭くすると、外周部４０３への光の漏れを防ぐためには、ミラー部４０１に対する光ビーム径を十分小さくする必要がある。ところが、光ビーム径を小さくするためには高価な光学系が必要になり、装置のコストを上昇させるという問題がある。そのうえ、光ビーム径の小径化には限界があるので、ミラー部４０１は大きくせざるを得ない。そのため、従来の光偏向手段では光ビームがミラー部４０１にだけ照射できるようにミラー部４０１の大きさを十分に大きくしてあるのが一般的であるが、そのためミラー部４０１の振れ角の減少や光走査速度の低下をまねくという問題が生じる。ゆえに、従来は振れ角を大きくとり、かつミラー部４０１の共振周波数を高くするのは困難であった。従って、光偏向手段を高速動作させるためには限界があった。

次に図５を用いて、本実施例の光偏向手段１００（図１、２参照）の概略構成について説明する。図５は、本実施例の光偏向手段の概略構成上面図である。ミラー部４０１が梁４０５により外周部４０３と接続されている。ミラー部４０１の端と、それに対応する外周部４０３にミラー部４０１を駆動するための櫛歯電極４０４が形成されており、その櫛歯電極４０４に電流を流すための電極パッド４０２が外周部４０３に形成されている。そして、本実施例は、外周部４０３の電極パッド４０２を除いた部分に反射構造４０８〜４１０を形成していることを特徴とする。

次に、図６（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例の光偏向手段１００（図１、２参照）が有する上記反射構造４０８について説明する。図６（ａ）は、本実施例の光偏向手段の概略上面図である。図６（ｂ）は、本実施例の光偏向手段が有する反射構造の部分拡大斜視図である。図６（ａ）に示す本実施例における光偏向手段の破線ＡＡ’で示す部分の部分拡大斜視図を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）に示すように外周部４０３には角度４５度、高さ５μｍの小型ミラーを、図示しない電極パッド４０２を除く光偏向手段１００の全面に形成している。本実施例の光走査装置の光偏向手段１００はミラー部４０１の光走査角度が−１０度から＋１０度の幅２０度の範囲で振るように構成されている。

次に、図７を用いて、本実施例の光偏向手段１００の光走査角度について説明する。図７は、本実施例の光偏向手段の光走査角度について説明するための図である。光偏向手段１００に６０度の角度で入射した光ビームはミラー部４０１により１００度から１４０度の間の角度を光走査する。それに対して外周部４０３の反射構造４０８〜４１０で反射した光ビームは３０度の方向に出射する。これによってミラー部４０１で反射した走査光（光ビーム）と外周部４０３で反射される反射光（光ビーム）を分離することができる。この光偏向手段１００の作製方法に関して、ミラー部４０１、梁４０５、櫛歯電極４０４等の形成については、例えば、特開２００２−２６７９９６に開示されているプロセス等で形成することができる。また、外周部４０３の傾斜したミラーについては、例えば、特開２０００−３２１４１０に開示されている方法で形成することができる。

次に、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて、本発明による他の実施例の光偏向手段について説明する。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ本発明による他の第１、第２、第３の実施例の光偏向手段について説明するための図である。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）共に、上述した実施例よりミラー部４０１と外周部４０３の間隔を狭くしている。しかし、これらの場合でも外周部４０３に形成した反射構造により、外周部４０３における光ビームの反射光とミラー部４０１における光ビームの反射光を分離することが可能である。

次に、図９（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例の光偏向手段が有する反射構造の第１の変形例について説明する。図９（ａ）は、本実施例の光偏向手段の概略上面図である。図９（ｂ）は、本実施例の光偏向手段が有する反射構造の第１の変形例の部分拡大斜視図である。図９（ａ）に示す本変形例における光偏向手段の破線ＡＡ’で示す部分の部分拡大斜視図を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）に示すように外周部４０３には角度４５度、高さ５μｍの小型ミラーを、図示しない電極パッド４０２を除く光偏向手段１００の全面に形成している。外周部４０３に設けられた反射構造４０９の反射面は、上述した実施例における反射面に対して９０度回転している。この反射構造４０９はミラー部４０１における光ビームの反射光の光走査方向と直角の方向に、外周部４０３における光ビームの反射光を出射できる。よって、ミラー部４０１における光ビームの反射光と外周部４０３における光ビームの反射光の分離がしやすいという効果を得ることができる。

次に、図１０（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例の光偏向手段１００が有する反射構造の第２の変形例について説明する。図１０（ａ）は、本実施例の光偏向手段の概略上面図である。図１０（ｂ）は、本実施例の光偏向手段が有する反射構造４０８に対する第２の変形例の部分拡大斜視図である。図１０（ａ）に示す本変形例における光偏向手段の破線ＡＡ’で示す部分の部分拡大斜視図を図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）に示すように外周部４０３には直径５μｍ、深さ１０μｍの円筒状の穴を図示しない電極パッド４０２を除く全面に形成している。外周部４０３に設けられた図示しない電極パッド４０２を除いた外周部４０３の部分における、上記穴の開口面積の比率は約６０％である。外周部４０３に設けられた反射構造の反射面は上記円筒状の穴の内部になるが、一度この円筒状の穴の内部に入った光ビームは、この円筒状の穴の内部で多重反射をし、不規則な方向で円筒状の穴の開口部から出射し、ミラー部により反射される光ビームの反射光と同じ方向に出射する光ビームは確率的に非常に少ない。また、この反射構造４１０は外周部４０３へ入射する光ビームの方向によらず均一に光ビームを散乱させる効果が高いので、構造による方向依存性がなく、光学的な扱いが容易である。

次に、図１１を用いて、本実施例による光偏向手段１００を用いたオーバーフィールドについて説明する。図１１は、本実施例による光偏向手段を使ったオーバーフィールドの例である。図１１に示す光偏向手段に入射する光ビーム４１１は図１１中の点線で示すように、ミラー部４０１を含む大口径の光ビーム４１１でよい。本実施例によれば、この大口径の光ビーム４１１のうち、ミラー部に照射された部分だけが、反射後、像担持体２００（図１、２参照。）まで到達する書込光となり、他のノイズとなりうる外周部４０３で反射された光ビームは像担持体２００まで到達しないように光学系を構成することができる。これにより、書込ビーム径は光偏向手段１００に入射するビーム径ではなく、ミラー部４０１の大きさで規定することが可能となり、書込ビーム径の小型化にも有効である。更に、光偏向手段１００に入射するビーム径によりミラー部４０１の大きさが規定されることも無いためミラー部４０１を小型化でき、ミラー部４０１の振れ角の拡大と、光走査速度の向上を両立させることが可能となる。

次に、本実施例を適用した画像形成装置の構成及び機能について図１２を用いて以下に説明する。図１２に示すように、この画像形成装置は、例えば原稿画像を複写する複写機能、通信回線を介して画像データを送受信するファクシミリ機能、及び、外部Ｉ／Ｆを介して外部装置から供給される画像データに基づいてプリントするプリンタ機能を備えた画像形成装置、すなわち複合型デジタル画像形成装置（以下、画像形成装置と略称する）として構成される。

図１２は、この画像形成装置の内部構造を概略的に示す断面図である。図１２に示されたように、本実施例を適用した画像形成装置、例えば、電子写真式デジタル画像形成装置５０は、原稿画像を読み取って画像データを生成する読み取り手段として機能する画像読み取り部、すなわちスキャナ部５０ａ、及び画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段として機能する画像形成部すなわちプリンタ部５０ｂを有している。また、画像形成装置５０は、このスキャナ部５０ａの上部に、搬送手段としての原稿自動給送装置５１を備え、スキャナ部５０ａの後述する原稿台すなわち原稿テーブルに対して開閉可能に形成されて読み取り対象物としての原稿Ｄを原稿台に向けて１枚ずつ給送するとともに、原稿台に載置された原稿Ｄを原稿台にも密着させる原稿押さえとして機能するようにしている。

スキャナ部５０ａは、その上部に、閉じた状態にある原稿自動給送装置５１に対向されるとともに原稿Ｄがセットされる透明なガラスからなる原稿テーブル５２と、原稿テーブル５２の一端に配置されるとともに原稿テーブル５２に原稿Ｄをセットすべき位置を示す原稿スケール５３と、を有している。

原稿テーブル５２の下方には、原稿テーブル５２に載置された原稿Ｄを照明する露光ランプ５４、露光ランプ５４からの光ビームを原稿Ｄに集光させるための補助反射板５８、及び、原稿Ｄからの反射ビームを図中左方向に折り曲げる第１ミラー５６などが配置されている。露光ランプ５４、補助反射板５８及び第１ミラー５６は、第１キャリッジ５７に固定されており、第１キャリッジ５７の移動にともなって原稿テーブル５２と平行に移動可能に配置されている。なお、第１キャリッジ５７は、図示しない歯つきベルト等を介して図示しないパルスモータの駆動力が伝達されて、原稿テーブル５２に沿って平行に移動される。

原稿テーブル５２の図中左方、すなわち第１ミラー５６により反射された反射ビームが案内される方向には、第２キャリッジ５９が配設されている。第２キャリッジ５９には、第１ミラー５６により案内される原稿Ｄからの反射ビームを下方に折り曲げる第２ミラー６０、及び図中右方に折り曲げる第３ミラー６１が互いに直角に配置されている。第２キャリッジ５９は、第１キャリッジ５７を駆動する図示しない歯つきベルトなどにより第１キャリッジ５７に従動されるとともに、第１キャリッジ５７に対して１／２の速度で原稿テーブル５２に沿って平行に移動される。

第１キャリッジ５７の下方であって、第２キャリッジ５９を介して折り返されたビームの光軸を含む面内には、第２キャリッジ５９からの反射ビームを所定の倍率で結像させる結像レンズ６２、及び、結像レンズ６２により集束性が与えられた反射ビームを電気信号すなわち画像データに変換する複数のＣＣＤイメージセンサからなるラインセンサ６３が配置されている。

なお、ここでは、ラインセンサ６３における複数のＣＣＤイメージセンサが配列されている方向を主走査方向とし、第１キャリッジ５７及び第２キャリッジ５９が移動する方向を副走査方向とする。本実施例では、この読み取り装置部分は、スキャナ部５０ａを固定させ、原稿自動給送装置５１により、原稿を搬送させながら画像を読み取る、シートスルータイプの画像読み取りシステムとなっている。

次に、プリンタ部５０ｂについて説明する。プリンタ部５０ｂは、感光体ドラム１２と、帯電チャージャ１３と、現像ユニット１４、１５と、除電ランプ（ＰＴＬ）１７と、転写チャージャ１８と、分離チャージャ１９と、イレーサ２０と、クリーニングユニット２１と、ポリゴンミラー（レーザ光発生器）２２と、光学系（レンズ）２３と、を有し、画像メモリに記憶された画像データの画像形成、出力を行う。

すなわち、感光体ドラム１２を矢示方向に回転させると同時に、感光体ドラム１２上に付着した残留トナー及び不均一な電位が帯電チャージャ１３及び現像ユニット１４、１５に到達しないように、除電ランプ（ＱＬ）１６、転写前除電ランプ（ＰＴＬ）１７、転写チャージャ１８、分離チャージャ１９、イレーサ２０、及びクリーニングユニット２１を駆動して、除電ランプ１６を通過した後の感光体ドラム１２の表面電位が略ゼロになるようにする。

その後、感光体ドラム１２の表面を帯電チャージャ１３により一様に帯電すると共に、画像メモリに記憶された画像データを読み出して、それに応じて図示しない半導体レーザからレーザ光を射出させる。半導体レーザから射出されるレーザ光は、図示しないシリンダレンズによって集光されて回転走査するポリゴンミラー（レーザ光発生器）２２に入射し、反射光が光学系（レンズ）２３、及びミラー２４を介して感光体ドラム１２の表面を照射して静電潜像を形成する。

次いで、感光体ドラム１２上に形成された潜像を、非画像部（画像作成領域からはみ出した不要部分）の電荷をイレーサ２０によって除去した後、黒トナーにより現像を行う黒現像ユニット１４あるいはカラートナーにより現像を行うカラー現像ユニット１５よりトナーを付着して可視像化する。このとき、現像バイアス電位を変化させることにより、画像の濃淡を調整することができる。

他方において、図示しないメインモータの駆動を選択的に取り出せる給紙クラッチのＯＮにより呼出コロ２５及び３個の給紙コロ２６のいずれかを駆動し、予め選択された給紙段（後述する）にセットされている記録紙を停止中のレジストローラ対２７に向けて給紙させる。レジストローラ対２７の手前にはレジストセンサ２８が配設されており、レジストセンサ２８は例えば反射型フォトセンサであり、その対向位置に記録紙の先端が到達するとＯＮ状態になる。それから、一定時間経過後に給紙クラッチをＯＦＦ状態に戻して、搬送中の記録紙を停止させる。

なお、給紙クラッチのＯＦＦのタイミングは、レジストセンサ２８とレジストローラ対２７の間を記録紙が搬送される時間より長くとられている。従って、記録紙は先端がレジストローラ対２７に突き当てられ、先端側にたわみを生じてスキュー等を防止する状態で待機する。その後、感光体ドラム１２上の画像先端に合わせたタイミングでレジストクラッチをＯＮ状態にし、それによってレジストローラ対２７が回転駆動されることにより、待機中の記録紙を転写部へ向けて再搬送する。

記録紙が転写部に到達すると、転写チャージャ１８の作用によって感光体ドラム１２上のトナー像を紙面上に転写し、続いて転写チャージャ１８と一体に保持されている分離チャージャ１９の作用によって紙面上の帯電電位を下げて記録紙と感光体ドラム１２との密着力を低下させた後、分離爪２９によって、記録紙を感光体面から分離する。

次いで、記録紙を２個のローラによって張装された搬送ベルト３０によって定着部へ送り、定着ローラ３１によってトナー像を熱定着し、その後コピーモードとして片面モードが選択されていれば切替爪３２の切り替えによって下側の再給紙用搬送経路３３へ送り込む。

なお、画像転写後の感光体ドラム１２上の残留トナーはクリーニングユニット２１を構成するクリーニングブラシ２１ａ、クリーニングブレード２１ｂによって除去してトナー回収タンク２１ｃに回収させ、更に、残存電荷を消去するために感光面を除電ランプ１６によって前面露光させる。

ところで、この複写機には、特定サイズの記録紙のみをまとめて収納できる通常の給紙カセットとして、それぞれ異なるサイズの記録紙をセットした３つの給紙カセット３４〜３６を着脱可能に備え、またいずれの給紙カセットにも収納されていない記録紙、すなわち不特定サイズの記録紙をセットできる手差しテーブル（手差しトレイ）３７をも備えている。

そして、各給紙カセット３４〜３６のいずれかに収納されている記録紙を用いてコピーする場合は、カセットサイズを図示しない操作パネル上のサイズ選択キーによって選択した後、コピースタートキーを押下することにより、給紙カセットから記録紙の給紙が行われる。

なお、３８ａ〜３８ｃは、各給紙カセット３４〜３６の各収納用紙サイズを検知するためのサイズ検知センサであり、例えば５連のフォトインタラプタを使用する。また、各給紙カセット３４〜３６の先端部には、それぞれ図示しないサイズ識別用の遮光板が付設されている。この遮光板はカセット内に収納されるべき記録紙のサイズ毎に異なる切欠部を有している。

サイズ検知センサ３８ａ〜３８ｃは、給紙カセット３４〜３６が装着されると、遮光板の遮光部を挟んだフォトインタラプタのみが光路を遮断されるため、それに応じた信号（コード）をそれぞれ制御部へ出力することができる。なお、制御部はＣＰＵ等である。一方、不特定サイズの記録紙を用いてコピーする場合には、手差しテーブル３７を仮想線で示す閉じた状態から矢示Ａ方向に開いて実線で示す使用状態にした後、その上面に所望の記録紙をセットして、コピースタートキーを押下することにより、手差しテーブル３７から記録紙の給紙が行われる。

なお、手差しテーブル３７が開く方向に回動すると、第１給紙カセット３４に設けられている記録紙載置用の底板を持ち上げていた底板上昇アーム３９がそれに連動して下降する。また、この複写機の手差しテーブル３７に対向する位置には、手差しテーブル３７の開閉を検知するための図示しない開閉検知センサが設置されている。

本実施例の光走査装置に設けられた光走査モジュールの概略構成断面図である。 本実施例の光走査装置に設けられた光走査モジュールの概略構成上面図である。 本実施例の光偏向手段の概略全体斜視図である。 （ａ）は、従来の光偏向手段の概略上面図である。（ｂ）は、従来の光偏向手段の他の概略上面図である。 本実施例の光偏向手段の概略構成上面図である。 （ａ）本実施例の光偏向手段の概略上面図である。（ｂ）は、本実施例の光偏向手段が有する反射構造の部分拡大斜視図である。 本実施例の光偏向手段の光走査角度について説明するための図である。 （ａ）は、本発明による他の第１の実施例の光偏向手段について説明するための図である。（ｂ）は、本発明による他の第２の実施例の光偏向手段について説明するための図である。（ｃ）は、本発明による他の第３の実施例の光偏向手段について説明するための図である。 （ａ）本実施例の光偏向手段の概略上面図である。（ｂ）は、本実施例の光偏向手段が有する反射構造の第１の変形例の部分拡大斜視図である。 （ａ）本実施例の光偏向手段の概略上面図である。（ｂ）は、本実施例の光偏向手段が有する反射構造の第２の変形例の部分拡大斜視図である。 本実施例による光偏向手段を使ったオーバーフィールドの例を示す図である。 本実施例を適用した画像形成装置の内部構造を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１００ 光偏向手段
１０１ 集光レンズ
１０２ 固定ミラー
１０３ 集光レンズ
１０４ 集光レンズ
１０５ 筐体
１０６ ＬＤチップ
２００ 像担持体
３００ 光走査モジュール
３０２ フレーム
３０３ 梁
３０４ ミラー部
４０１ ミラー部
４０２ 電極パッド
４０３ 外周部
４０４ 櫛歯電極部
４０５ 梁
４０６ 大口径光ビーム
４０７ 小口径光ビーム
４０８ 反射構造（光学構造）
４０９ 反射構造（光学構造）
４１０ 反射構造（光学構造）
４１１ 光ビーム

Claims (11)

1. 画像データに基づいて制御される光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された光ビームを偏向させる光偏向手段を有する走査光学系と、
   前記偏向された光ビームが照射される像担持体とを備えた光走査装置であって、
   前記光偏向手段は、前記光源から出射された光ビームを反射するミラー部と、前記ミラー部を支持する梁と、前記ミラー部に回転力を発生する駆動手段とを有し、
   前記ミラー部は、前記梁を軸として所定の走査周波数で往復振動する振動ミラーであり、
   前記光偏向手段における前記ミラー部の反射面と同じ方向を向いている面の全部又は一部は、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち前記ミラー部の反射面以外の部分に照射される光ビームを、前記ミラー部の反射面により反射される光ビームの反射方向に反射させない光学構造を備えたことを特徴とする光走査装置。
2. 前記光学構造は、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面により反射される光ビームの反射方向以外の方向に、光ビームを反射させる構造であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 前記光学構造は、前記ミラー部の反射面と異なる面方向をもつ反射ミラーからなることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
4. 前記光学構造は、前記ミラー部の反射面と異なる面方向をもつ、請求項３に記載の前記反射ミラーと比較して、その反射面の面積が小さい複数のミラーからなることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
5. 前記光学構造は、前記光偏向手段におけるミラー部の反射面と同じ方向をもつ面のうちの全部又は一部の面に、アスペクト比が１以上の溝又は穴が形成されたものであることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
6. 前記光学構造は、前記光偏向手段におけるミラー部の反射面と同じ方向をもつ面のうちの全部又は一部の面であって、前記光源から出射される光ビームが照射される部分において、該面上に形成された前記溝又は穴以外の非開口部面積に対する該溝又は孔の開口部面積の比が１以上であることを特徴とする請求項５記載の光走査装置。
7. 前記光源から前記光偏向手段に出射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面以外の部分で反射された光ビームが前記画像担持体に到達しないように遮光手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置。
8. 前記光源から前記光偏向手段に出射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面以外の部分で反射された光ビームが前記光源に到達しないように遮光手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置。
9. 前記ミラー部の反射面に照射される前記光源から出射された光ビームの直径が前記ミラー部の反射面より大きく、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面によって反射される光ビームのみを有効な反射光として利用するオーバーフィールド光学系を形成していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置。
10. 請求項９記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. 画像データに基づいて制御される光ビームを出射する光源から出射された光ビームを、梁を軸として所定の走査周波数で往復振動する振動ミラーからなるミラー部を備えた光偏向手段により偏向させて、光走査装置に設けられた像担持体に照射させる光走査装置又はこの光走査装置を備えた画像形成装置の光走査方法であって、
    前記光偏向手段における前記ミラー部の反射面と同じ方向を向いている面の全部又は一部は、前記光偏向手段に照射される光ビームのうち、前記ミラー部の反射面以外の部分に照射される光ビームを、前記ミラー部の反射面により反射される光ビームの反射方向に反射させないことを特徴とする光走査方法。

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