(57)【要約】【課題】長期間安定し生産効率を向上する偏向ミラーを得る。【解決手段】振動ミラー基板は、２枚のＳｉ基板２０６、２０７を酸化膜等の絶縁膜を介して接合して構成される。エッチングにより可動ミラー２０２および同一直線上で軸支するねじり梁２０８を、その周囲を貫通し固定枠２１０から分離して形成する。可動ミラー２０２は、ねじり梁２０８に対して対称に形成され、両端の縁部および対向する固定枠２１０の内辺には数μｍのギャップを有して、互い違いに噛み合うよう櫛歯状の凹凸を形成している。可動ミラー２０２は反射面となし、各基板を絶縁層を介して接合した状態で、個別に分離することで基板そのものを電極として形成している。このことにより、基板自体を電極として用いるので表面に電極を形成する手間が省け、ボンディングワイヤ等による配線作業が不要になるので、生産効率を向上することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを偏向する可動ミラーと、該可動ミラーと結合され回転軸としてのねじり梁と、前記可動ミラーを揺動する回転力を発生するミラー揺動手段とを有する偏向ミラーにおいて、
少なくとも前記ねじり梁の他端を支える第１の基板と、
周囲を堀状に貫通し分離して形成し前記ミラー揺動手段に配電する電極と、
該電極と対向させてリード端子を立設する基体とを備え、
積層して構成したことを特徴とする偏向ミラー。
【請求項２】
前記可動ミラーと、ねじり梁と、該ねじり梁の他端を支える支持部とを、前記第１の基板により、その周囲を貫通し、分離して形成したことを特徴とする請求項１に記載の偏向ミラー。
【請求項３】
前記第１の基板と、中間に絶縁層を介して接合される第２の基板とを備え、前記絶縁層までエッチングにより貫通して前記電極を形成したことを特徴とする請求項１に記載の偏向ミラー。
【請求項４】
前記第２の基板に、前記ミラー揺動手段に配電する電極を、前記第１の基板に形成した電極との貫通溝同士が重ならないように、その周囲を堀状に貫通し、分離して形成したことを特徴とする請求項３に記載の偏向ミラー。
【請求項５】
前記第２の基板に上記電極の一部が露出するように開孔を形成したことを特徴とする請求項３に記載の偏向ミラー。
【請求項６】
前記電極に係合穴を備えるとともに、前記端子を積層面から突出させて形成し、前記係合穴に圧入したことを特徴とする請求項１に記載の偏向ミラー。
【請求項７】
前記基体により、前記可動ミラーの揺動空間を封止することを特徴とする請求項１に記載の偏向ミラー。
【請求項８】
前記基体に、前記可動ミラーへの光ビームの入出射を行う透過窓を備えたことを特徴とする請求項７に記載の偏向ミラー。
【請求項９】
前記基体に、前記可動ミラーと平行な実装面を備え、プリント基板面に当接して装着したことを特徴とする請求項７に記載の偏向ミラー。
【請求項１０】
光源手段と、該光源手段からの光ビームを往復走査する可動ミラーと、該可動ミラーにより偏向された光ビームを被走査面に結像する結像手段とを有する光走査装置において、
前記可動ミラーおよびそれと結合されるねじり梁と、前記可動ミラーの端辺に対向する電極とを、共通の基板によりその周囲を堀状に貫通し、分離して形成するとともに、前記電極と対向させてリード端子を立設する基体を備え、積層してなることを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光走査装置と、該光走査装置により静電潜像を形成する像担持体と、前記潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏向ミラー、光走査装置、および画像形成装置に関し、さらに詳述すると、本発明は、デジタル複写機およびレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置に適用され、光走査型のバーコード読み取り装置や車載用のレーザレーダ装置等へも応用が可能な偏向ミラー、光走査装置、および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光走査装置においては、光ビームを走査する偏向器としてポリゴンミラーやガルバノミラーが用いられるが、より高解像度な画像と高速プリントを達成するにはこの回転をさらに高速にしなければならず、軸受の耐久性や風損による発熱、騒音が課題となり、高速走査に限界がある。
【０００３】
これに対し、近年シリコンマイクロマシニングを利用した光偏向器の研究がすすめられており、下に掲示した特許文献１や特許文献２に開示されるように、Ｓｉ基板で振動ミラーとそれを軸支するねじり梁を一体形成した方式が提案されている。
【０００４】
この方式によれば、共振を利用して往復振動させるので高速動作が可能であるにもかかわらず、騒音が低いという利点がある。さらに振動ミラーを回転する駆動力も小さくて済むので、消費電力も低く抑えられる。
【０００５】
これらの振動ミラーにおいて、例えば、静電駆動方式では、その対向電極、電磁駆動方式ではコイルパターン、圧電駆動方式では圧電素子が、それぞれ製膜等半導体プロセスによって基板に一体的に形成されており、多くの場合、特許文献１に開示されるように端子を備えるケースに収められ、基板上に設けた電極パッドからボンディングワイヤを引き出し端子に配線する方式がとられている。
【０００６】
ケースは、振動ミラーの制御回路等が形成されたプリント基板に他の電子部品と同様に直接実装され、ハーネスの接続等面倒な作業が不要となり生産面でも効率化が図れる。尚、ケースに収める以外に特開平８−３２７９２７号に示されるように、複数の基板を積層することで封止構造を実現することも可能で、特許第３２４８７１７号には基板を貫通する端子を設けた方法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２９２４２００号公報
【特許文献２】
特許第３０１１１４４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように、振動ミラーを利用することで、従来のポリゴンミラーを用いる方法に比べ小型で消費電力が少ない光走査装置が提供できる。しかし、振動ミラー自体１００μｍ以下の薄い基板であり、ねじり梁を回転する振動モードでの回転トルクに対抗して空気の粘性抵抗が働く。このため、Ｓ字状に変形され主走査方向に面がうねってしまう。
【０００９】
この変形によりミラー面は凹面鏡または凸面鏡として作用し、結像位置、いわゆるピント位置が被走査面からずれ、画像劣化の要因となる。また、振動ミラーは微弱な回転トルクによって駆動するため、粘性抵抗によって振れ角が極端に縮小されてしまう。
【００１０】
そこで、特許文献１にも開示されるように、振動ミラーをハーメチックシール等で気密性を高めたケースに内に収め、内部を減圧する方法が提案されている。しかし、複数の基板を積層して封止する方法に比べ、高価であり、生産工程が複雑化するという欠点がある。
【００１１】
一方、複数の基板を積層して封止する方法は、ウエハ状態のバッチプロセスで封止ができるので、ウエハプロセス以降の工程が簡素化され、また、チップサイズで小型化できるという特長がある。しかし接合する界面から横方向に配線を引き出すと、その段差によって接合面の密着性が損なわれ、そこからのリークによって長期間まで減圧状態を維持し続けることが困難であるという問題がある。
【００１２】
また、封止構造に限らず、ＳＯＩ基板等の積層基板を用いて作製された振動ミラーの裏面側の配線や奥まった箇所の配線においては、別部材を経由する等して表面側に電極パッドを露出させるようにしないとボンディングが厄介になるという問題があり、これらに対応して配線引出しをいかに行うかが課題となっている。
【００１３】
本発明は、積層基板方式の振動ミラーにおいて、上記した課題を解決し、長期間まで安定した画像形成が行える光走査装置を提供する。これとともに、製造に関わるコストやエネルギーを削減し、振動ミラーの生産効率を向上する偏向ミラー、光走査装置、および画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
さらに詳細には、本発明の請求項１〜６および１０では、接合面から垂直に配線を引き出すことによって、基板を積層していくだけで端子接続が行えるようにし、工程を簡素化して生産効率を向上する。請求項７〜９では、振動ミラーを気密状態に封止できる構造とすることで、動作性能を長期間まで安定的に保つことを目的とする。また請求項１１では、振動ミラーを用いることで、生産性が高く、低騒音で、且つ省電力な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明の偏向ミラーは、光ビームを偏向する可動ミラーと、この可動ミラーと結合され回転軸としてのねじり梁と、前記可動ミラーを揺動する回転力を発生するミラー揺動手段とを有する偏向ミラーにおいて、少なくとも前記ねじり梁の他端を支える第１の基板と、周囲を堀状に貫通し分離して形成し前記ミラー揺動手段に配電する電極と、この電極と対向させてリード端子を立設する基体とを備え、積層して構成したことを特徴としている。
【００１６】
また、上記可動ミラーと、ねじり梁と、このねじり梁の他端を支える支持部とを、第１の基板により、その周囲を貫通し、分離して形成し、第１の基板と、中間に絶縁層を介して接合される第２の基板とを備え、絶縁層までエッチングにより貫通して電極を形成するとよい。
【００１７】
さらに、上記第２の基板に、ミラー揺動手段に配電する電極を、第１の基板に形成した電極との貫通溝同士が重ならないように、その周囲を堀状に貫通し、分離して形成し、この第２の基板に上記電極の一部が露出するように開孔を形成するとよい。
【００１８】
さらに、電極に係合穴を備えるとともに、端子を積層面から突出させて形成し、係合穴に圧入し、基体により、可動ミラーの揺動空間を封止し、基体に、可動ミラーへの光ビームの入出射を行う透過窓を備え、可動ミラーと平行な実装面を備え、プリント基板面に当接して装着するとよい。
【００１９】
請求項１０に記載の光走査装置は、光源手段と、この光源手段からの光ビームを往復走査する可動ミラーと、この可動ミラーにより偏向された光ビームを被走査面に結像する結像手段とを有する光走査装置において、可動ミラーおよびそれと結合されるねじり梁と、可動ミラーの端辺に対向する電極とを、共通の基板によりその周囲を堀状に貫通し、分離して形成するとともに、電極と対向させてリード端子を立設する基体を備え、積層してなることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載の画像形成装置は、請求項１０に記載の光走査装置と、この光走査装置により静電潜像を形成する像担持体と、潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有することを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による偏向ミラー、光走査装置、および画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。図１から図２０を参照すると、本発明の偏向ミラー、光走査装置、および画像形成装置の一実施形態が示されている。
【００２２】
図３は、実施例における光走査装置に用いる振動ミラーモジュールの詳細図を示す。振動ミラー基板は、２枚のＳｉ基板２０６、２０７を酸化膜等の絶縁膜を介して接合して構成される。第１のＳｉ基板２０６は、厚さ６０μｍのＳｉ基板からなり、エッチングにより可動ミラー２０２および同一直線上で軸支するねじり梁２０８を、その周囲を貫通し固定枠２１０から分離して形成する。可動ミラー２０２は、ねじり梁２０８に対して対称に形成され、両端の縁部および対向する固定枠２１０の内辺には数μｍのギャップを有して、互い違いに噛み合うよう櫛歯状の凹凸を形成している。
【００２３】
可動ミラー２０２の表面には、Ａｕ等の金属被膜が蒸着されて反射面となし、図３に示すように各基板を絶縁層を介して接合した状態で、固定枠２１０から各々の電極の周囲をエッチングによってエッチストップ層としての絶縁層（酸化膜）まで貫通し、個別に分離することで基板そのものを電極として形成している。
実施例では、可動ミラー両端の凹凸部を第１、第２の可動電極（説明では便宜上分けているが同電位）、対向する固定枠の凹凸部を第１、第２の固定電極２０３、２０４としており、固定枠２１０から可動ミラー、ねじり梁、および、ねじり梁の付け根部を有する島部２２１、各固定電極を有する島部２２２、２２３を、約５μｍの分離溝ギャップをもって分離した構成としている。
【００２４】
また、第２の基板２０７は、１４０μｍのＳｉ基板からなり、エッチングにより中央部を貫通し、上記固定枠２１０に形成した凹凸部と重なり合う内辺には、外郭が一致するように櫛歯状に凹凸を形成して同様に第３、第４の固定電極２１１、２１２となし、固定枠から島部２２４、２５５を分離した構成としている。この際、第１の基板における分離溝と重ならないよう分離溝を形成することで、島状に周囲を貫通しても接合された状態が保てるようにしている。
第３、第４の固定電極２１１、２１２には、可動ミラーの揺動に沿って第１、第２の可動電極が噛み合うように通過する。
実施例では、第１、第２の固定電極２０３、２０４には同位相の電圧パルスを印加し、第３の固定電極２１１には第１、第２の固定電極に印加する電圧パルスよりも進んだ位相の電圧パルス、第４の固定電極２１２には第１、第２固定電極に印加する電圧パルスよりも遅れた位相の電圧パルスが、印加される。
【００２５】
図１２は、可動ミラーの振れ角に対応して各電極間に発生する静電トルクの様子を示す。図１６に電極の断面を示す。同図中、左回り方向の静電トルクを正としている。
可動ミラー２０２は、初期状態では水平であるが、第３の固定電極２１１に電圧を印加すると対向する可動電極との間で負の方向での静電力を生じ、ねじり梁２０８をねじって回転され、ねじり梁の戻り力と釣り合う振れ角まで傾く。上記電圧が解除されると、ねじり梁の戻り力で可動ミラー２０２は水平に戻るが、水平に戻る直前に第１、第２の固定電極２０３、２０４に電圧を印加することによって、正の方向での静電力を生じる。引き続き第４の固定電極２１２に電圧を印加することによって、さらに正の方向での静電トルクを増す。この様な、電極の切り換えを繰り返し行うことで、可動ミラーをその両端の可動電極が対向する第１、第２の固定電極を抜ける振れ角、実施例では約２°、にて往復振動する。
【００２６】
ここで、可動ミラー２０３の慣性モーメント、ねじり梁２０８の幅と長さを、走査する所望の駆動周波数に合わせ、ねじり梁を回転軸とした１次共振モードの帯域にかかるよう設計する。このことによって、励振されて著しく振幅が拡大され、可動ミラー両端の可動電極が対向する第３、第４の固定電極を抜ける振れ角まで拡大することができる。
これによって、第３、第４の固定電極を抜けた振れ角でも水平に戻す方向、第３の固定電極では可動ミラーに正の方向での静電力が生じる。このため、静電トルクの働く振れ角範囲を拡大でき、共振周波数を外れた駆動周波数においても大きな振れ角が維持できる。
【００２７】
一方、図１３には振幅に対して各固定電極への印加パルスのタイミングを示すが、振幅に対して最適なタイミングで電圧パルスが印加され、効率よく静電トルクが働くように振幅と印加パルスとの位相を設定するのが望ましい。
【００２８】
実施例では、第３、第４の固定電極の厚さ、いいかえれば第２の基板の厚さｔを、可動ミラーの振れ角θ（＝５°）、幅を２Ｌ（＝４ｍｍ）、第１の基板の厚さｔ０（＝６０μｍ）とするとき、
ｔ０＜ｔ＜Ｌ・ｓｉｎθ
なる関係となるように設定する。なお、
θ０＝ａｒｃｓｉｎ（ｔ０／Ｌ）とすると、
第１、第２の固定電極には、０＜α１＜θ０
第３、第４の固定電極には、θ０＜α２＜θ０
なる可動ミラーの振れ角の範囲に電圧パルスを印加している。
【００２９】
図１４には、駆動周波数に対する振れ角の特性を示すが、駆動周波数を共振周波数に一致させれば、最も振れ角が大きくとれる。しかし、共振周波数付近においては、急峻に振れ角が変化する特性を有する。従って、初期的には、可動ミラーの駆動制御部において固定電極に印加する駆動周波数を共振振動数に合うよう設定することができる。しかし、温度変化等で共振周波数が変動した際には振れ角が激減してしまうことで、経時的な安定性に乏しいという欠点がある。
【００３０】
図７は、温度に対する共振周波数の変動を示す。
また、後述する実施例のように、複数の可動ミラーを有する場合には、各々に固有の共振振動数がばらつく。このため、共通の駆動周波数で駆動できないという問題がある。
そこで、実施例では、駆動周波数を可動ミラーとねじり梁からなる振動部固有の共振周波数近傍で、比較的振れ角変化の少ない共振周波数から高めに外れた周波数帯域に設定している。例えば、共振周波数２ｋＨｚに対し駆動周波数は２．５ｋＨｚとし、振れ角は印加電圧のゲイン調整により±５°に合わせている。
【００３１】
この際、振動ミラーの加工誤差による共振振動数のばらつき（実施例では３００Ｈｚ）、温度による共振周波数の変動（実施例では３Ｈｚ）があっても、駆動周波数がいずれの共振周波数にもかからないような周波数帯域に設定することが望ましい。例えば、共振周波数２ｋＨｚであれば２．３０３Ｈｚ以上、または１．６９７Ｈｚ以下に設定する。
【００３２】
いま、可動ミラーの寸法を、縦２ａ、横２ｂ、厚さｄ、ねじり梁の長さをＬ、幅ｃとすると、Ｓｉの密度ρ、材料定数Ｇを用いて、
慣性モーメントＩ＝（４ａｂρｄ／３）・ａ＾２
バネ定数Ｋ＝（Ｇ／２Ｌ）・［ｃｄ（ｃ＾２＋ｄ＾２）／１２］
となり、共振振動数ｆは、
ｆ＝（１／２π）・（Ｋ／Ｉ）＾１／２
＝（１／２π）・［Ｇｃｄ（ｃ＾２＋ｄ＾２）／２４ＬＩ］＾１／２
となる。
ここで、梁の長さＬと振れ角θは比例関係にあるため、
θ＝Ａ／Ｉｆ＾２、Ａは定数で表され、振れ角θは慣性モーメントＩに反比例し、共振振動数ｆを高めるには慣性モーメントを低減しないと振れ角θが小さくなってしまう。
【００３３】
そこで、実施例では可動ミラー反射面の裏側２１９の基板厚ｄを格子状に残し、それ以外をｄ／１０以下の厚さまでエッチングにより肉抜きする。このことで、慣性モーメントを約１／５に低減している。
これらの慣性モーメントに利くパラメータ、ねじり梁の寸法誤差等が共振周波数のばらつきを発生させる要因となる一方、空気の誘電率ε、電極長さＨ、印加電圧Ｖ、電極間距離δとすると電極間の静電力Ｆ＝εＨＶ＾２／２δとなり、振れ角θ＝Ｂ・Ｆ／Ｉ、Ｂは定数とも表され、電極長さＨが長いほど振れ角θが大きくなり、櫛歯状とすることで、櫛歯数ｎに対して２ｎ倍の駆動トルクを得ている。
このように外周長をできるだけ長くして電極長をかせぐことで、低電圧でより大きい静電トルクが得られるように配慮している。
【００３４】
ところで、可動ミラーの速度υ、面積Ｅに対して、空気の密度ηとすると空気の粘性抵抗Ｐ＝Ｃ・ηυ＾２・Ｅ＾３、Ｃは定数が可動ミラーの回転に対向して働く。従って、可動ミラーを密封し減圧状態に保持するのが望ましい。
実施例では、第１、第２の基板２０６、２０７が接合されてなる振動ミラー基板を、中央部に凹状に可動ミラーの揺動空間を形成した基体２１２上に、反射面を上側に向け、基体の外縁に形成された一対のＶ溝を結ぶ直線上にねじり梁を合わせて、第１の基板下面を基準にして装着し、また、第２の基板２０７上面にキャップ状に一体成形された透明樹脂製のカバー２０５を接合して可動ミラー２０２の揺動空間が密封されるようにし、揺動空間には非蒸発型ゲッタを同梱し、外部からの加熱で活性化することで１ｔｏｒｒ以下となるようにしている。
【００３５】
カバーは透気性を下げるため、比較的吸湿性の低いポリ・オレフィン系の樹脂を用い、表面にはＳｉＯ等のコートを施している。
光ビームは、カバーに形成されたスリット窓２１３を通じて入出射される。
上記したように、接合面に配線を介在すると気密性が損なわれるため、実施例では、接合面に垂直となるようセラミック等絶縁部材で形成した基体２１２には、リード端子２１６が基体を貫通して一体化され、振動ミラーが接合された際に、上記分離された島部２２１、２２２、２２３、２２４、２２５に端子径よりわずかに小さく形成された各係合穴２２６、２２７、２２８、２２９、２３０に、上側に突出した端部が圧入され、接続される。
【００３６】
尚、上側に配置される第２の基板の係合穴２２９、２３０に圧入されるリード端子は、第１の基板厚さ分だけ突出量が長く設定されており、第１の基板に端子径よりも大きく形成された貫通穴２３１、２３２を通って挿入される。
カバー２０５の内側には、可動ミラー２０２と対向して対向ミラーが、ねじり梁と直交する方向に一体的に形成される。２枚の対向ミラー２１５はスリット窓２１３を挟んで屋根状に１４４．７°の角度をなすよう基板面より各々９°、および２６．３°傾けた傾斜面に、金属被膜を蒸着して反射面２１７と２１８とを対で配備した構成となす。
【００３７】
カバー２０５の底面は可動ミラー面と平行に形成され、第２の基板２１２の枠部上面に当接して接合されるが、この際、第２の基板２１２には対向ミラーを位置決めするための指標２１４が両サイドにエッチングによって描かれ、これに対向ミラーのエッジを合わせるように基板上でアライメントしており、主走査方向に対向ミラーの方向を正確に合わせることができる。
【００３８】
図１７は、振動ミラーの別の実施例で、ケース３４０に収納した構成を示す。
各電極と接続されるリード端子３０６はカバー３０５に一体的に設けている。
カバー３０５は封止する必要がないためスリット窓３０３は貫通して形成され、ケースカバー３４２の内側に接合されたガラス窓３４３を通ってビームが入出射される。
第１、第２の基板３０６、３０７の基本的な構成は同様であるが、接合面が上面であるため、リード端子は係合穴３２６、３２７、３２８に圧入する突出量が大きくなっており、第２の基板には各々が貫通する貫通穴３３１、３３２、３３３が形成されている。
【００３９】
ケース基体３４１には、ケース外周を基準として第１の基板３０６の接合面上でアライメントされて固定される。また、上記リード端子に対応して端子３４４が配備され、各々の先端同士をボンディングワイヤで接続することによって配線がなされる。
ケースカバー３４２は、ケース基体３４１の台座縁に内壁を係合して装着され、溶着等により封止がなされる。
【００４０】
図４は、光走査装置の副走査断面を示す。半導体レーザ１０１から射出した光ビームは、後述するようにカップリングレンズ１１０、シリンダミラー１３６を介して、可動ミラー４０１に対しねじり梁を含む副走査断面内で法線に対して副走査方向に約２０°傾けてスリット窓４０４より光ビームが入射され、反射した光ビームは第１の反射面４０２に入射され可動ミラーに戻され、さらに反射した光ビームはスリット窓４０４を超えて第２の反射面４０３に入射され、可動ミラーとの間で３往復しながら反射位置を副走査方向に移動させ、合計５回の可動ミラーでの反射により再度、スリット窓から射出される。
【００４１】
実施例では、このように複数回反射を繰り返すことで、可動ミラーの振れ角が小さくても大きな走査角が得られるようにし、光路長を短縮している。
いま、可動ミラーでの総反射回数Ｎ、振れ角αとすると、走査角θは２Ｎαで表せる。
実施例では、Ｎ＝５、α＝５°であるから最大走査角は５０°となり、その内３５°を画像記録領域としている。共振を利用することで印加電圧は微小で済み発熱も少ないが、上式から明らかなように記録速度、つまり共振周波数、が速くなるに従ってねじり梁のばね定数Ｋを高める必要があり振れ角がとれなくなってしまう。そこで、上記したように対向ミラーを設けることで走査角を拡大し、記録速度によらず必要十分な走査角が得られるようにしている。
【００４２】
また、屋根状に対向して反射面を構成し、可動ミラーへの副走査方向での入射角度が繰り返し反射毎に正負、言いかえれば、反射に伴う進行方向が右向き、左向きに振り分けるようにすることで、斜入射に伴う被走査面での走査線の曲がりを抑え、直線性を維持するとともに、光軸と直交する面内での光束の回転が射出時にはもとの姿勢に戻るようにして結像性能の劣化がおきないよう配慮している。
【００４３】
図１は、実施例における光走査装置の分解斜視図、図２は光学素子の配置を示す。
光源である半導体レーザ１０１は、フレーム部材１０２に立設された壁に配備された段付きの貫通穴１０３に反対側からステム外周を基準に圧入され、段差部に鍔面を突き当てて光軸方向を位置決めする。Ｕ字状の凹部１０５にはＵＶ接着剤を介してカップリングレンズ１１０の光軸が半導体レーザ１０１からの射出軸と合うように、また、射出光束が平行光束となるように発光点との光軸方向の位置決めを行い、凹部とカップリングレンズとの隙間のＵＶ接着剤を硬化させて固定する。
【００４４】
尚、カップリングレンズの調整は後述する振動ミラーモジュール、シリンダミラーを取付けた状態でも行うことができ、可動ミラーの面精度やシリンダミラーの焦線位置ずれを無効化できるので、それらの精度を緩和できる。実施例の場合、３つの光源部を有するが、全て同一構成である。
カップリングレンズより射出した光ビームは、一対の取付斜面１０９に接合配備され副走査方向に負の曲率を有するシリンダミラー１３６に入射され、副走査方向において可動ミラー面で集束する集束光束として振動ミラーモジュール１３０のスリット窓から入射される。
【００４５】
振動ミラーモジュール１３０はねじり梁の方向が光軸方向に合うように、フレーム底面側に設けられた段付きの角穴１０４の裏側より基体２１２の外縁を基準に位置決めされ、段差部に鍔面を突き当てて可動ミラー面の位置を合わせ、実施例の場合、均等間隔に３つの振動ミラーモジュールが単一のフレーム部材１０２により位置決めされる。
各振動ミラーモジュールは、プリント基板１１２に、基体底面から突出したリード端子を各々スルーホールに挿入して半田付けし、フレーム部材１０２の下側開口をふさぐように基板上面を当接して固定すると同時に、回路接続がなされる。
プリント基板１１２には半導体レーザの駆動回路、可動ミラーの駆動回路を構成する電子部品、および同期検知センサ１１３が実装されており、外部回路との配線が一括してなされる。
【００４６】
一端をプリント基板に結線されたケーブル１１５は半導体レーザのリード端子と接続される。
フレーム部材１０２は、ある程度剛性が確保できるガラス繊維強化樹脂やアルミダイキャスト等からなり、両端部には画像形成装置本体の構造体に取付けるためのフランジ部１３１、１３３が形成され、一方１３１には基準穴を備えその内径に固定ネジ１３２の軸部をかん合させ、もう一方１３３には長穴を備え固定ネジ１３２を貫通して各々バネ座金１３４を介して感光体に対向させて固定する。
【００４７】
この際、基準穴を回転軸としたガタ分で被走査面（感光体）において各振動ミラーモジュールのいずれかで走査された走査線が被走査面の移動方向ｙと直交する方向ｘに平行となるよう調節される。尚、隣接する光走査手段の各走査線は、後述する調節により平行に揃うように配置されているので、いずれかの走査線のみを調整すればよい。
【００４８】
フレーム部材１０２の上面は角穴１０４の裏側に設けられた各振動ミラーモジュールのミラー法線方向の突き当て面と平行な面となし、走査レンズを収納するハウジング１０６の底面より突出した２本の突起１３５をフレーム部材の係合穴に挿入して同面上での位置決めを行い、４隅をネジ止めして配備される。実施例では、ネジ１３７はフレーム部材の貫通穴を介してプリント基板１１２に螺合され、フレーム部材を挟むように３身一体で結合され、この後に上記半田付けがなされる。
【００４９】
ハウジング１０６には結像手段を構成する第１の走査レンズ１１６、第２の走査レンズ１１７が主走査方向に配列され、各々の走査領域がわずかに重なるように位置決めされて一体的に保持される。
第１の走査レンズ１１６は、副走査方向基準面の中央に突出され主走査方向の位置決めを行う突起１２０、および両端を係合して光軸方向の位置決めを行う平押面１１９を入射面側、出射面側各々に備え、ハウジングに一体形成された溝１２２に突起１２０を係合し、一対の切欠１２１の各々に各端の平押面１１９を挿入し、波板バネ１４３で入射面側に押し付け、同面内での姿勢を保持する。このことで、光軸と直交する同一面に走査レンズ同士の相対的な配置を合わせ、副走査方向基準面をハウジングから突出した一対の突起１４２の先端に突き当てることで、光軸と直交する面内での位置決めがなされて副走査方向の設置高さが決定され、カバー１３８と一体形成された板バネ１４１で押圧支持される。
【００５０】
一方、第２の走査レンズ１１７は同様に副走査方向基準面の中央に突出され主走査方向の位置決めを行う突起１２３、両端に光軸方向の位置決めを行う平押面１４４を備え、ハウジングに一体形成された溝１２２に突起１２３を係合し、切欠１２１に平押面１４４を挿入し波板バネ１４３で出射面側に押し付け姿勢を保持するとともに、副走査方向基準面をハウジングから突出した突起１４５および副走査方向に繰り出し自在な調節ネジ１４６の先端に突き当てて設置高さを位置決めし、カバー１３８と一体形成された板バネ１４１で押圧支持される。１４７はカバー１３８を固定するネジである。
【００５１】
各走査は可動ミラーが一旦、負の最大振れ角まで振れた状態を走査開始端として、水平な状態で画像中央を通過し、正の最大振れ角で走査終端となるように行われるが、上記したように、可動ミラー自体１００μｍ以下と薄い基板で作製されており、その過渡状態では、可動ミラーの回転軸に近い領域にはねじり梁のねじり振動に対応して回転トルクが、一方、回転軸から離れた外周領域にはそれと相反する方向に慣性トルクが、また、可動ミラーの角速度に比例して空気の粘性抵抗が働くため、可動ミラーは図１８に示すようにねじり梁に直交する断面ではＳ字状に変形する。
【００５２】
この変形量は、回転方向が逆転する瞬間、すなわち最大振れ角時をピークに水平な状態に戻るに従って減少し、それを超えるとＳ字状の変形が反転して増加していくというように面をうねらせ、被走査面上に集束するはずの主走査方向におけるビームスポットの結像位置が、走査開始側では被走査面を超えて遠目に集束し、走査終端側では被走査面より手前で集束してしまう。
結像位置が被走査面から外れると被走査面におけるビームスポットが不均一となり、いわゆるピントずれとなって画像がぼけ、濃度が変化する。
【００５３】
図１１は、第２の走査レンズ１１７の平面および正面からみた取付け状態を示すが、突起１４５、調節ネジ１４６は主走査方向の両端に配備され、副走査方向における各焦線、言いかえれば被走査面における結像位置の軌跡、の傾きを調節ネジ１４６の高さを調節することで、被走査面における各走査線が平行に揃うように調整できる。この際、主走査方向の一端を基準として回転することで中心軸の高さが副走査方向にずれる。
また、各振動ミラーへの入射位置ずれによって走査線の位置が副走査方向にずれるが、これらに伴う走査線同士の継ぎ目におけるレジストずれまでこの段階で合わせる必要はなく後述する書出しのタイミング補正でキャンセルできる。
【００５４】
図１９は、隣接する光走査手段の走査ラインの軌跡を示す。
被走査面、いわゆる感光体は走査方向と直交する方向（副走査方向）に常に移動しているため、図２０に示すように、各ラインの終端位置は書出し位置に対して１走査に要する時間分ずれることになる。
従って、隣接する光走査手段の記録位置が正確に合っている場合、書出し位置を１周期Ｔの１／２だけずらして振幅の位相を設定することにより、走査ラインを一直線に繋ぎ合わせることができる。
【００５５】
各々の書出し位置の差Ｌ０は走査ラインのピッチｐを用いて次式で表される。
Ｌ０＝η・ｐ／２、η＝θｓ／θ０
隣接する光走査手段の記録位置が合っていない場合、図ではＬだけずれている場合を想定する。
Ｌ＝Ｌ０とするように補正すればよいのだが、補正手段としては、まず、走査ラインの書出タイミングを、ラインピッチ単位で補正する。具体的には、画像データを読み出す同期検知信号の選択により、タイミングを１周期Ｔのｋ倍（ｋ・Ｔ）毎にずらす。ここで、ｋは自然数で、Ｌ−ｋ・Ｐが最もＬ０に近いｋを選択する。
【００５６】
次に、残りの分を振動ミラーの振幅位相を１周期Ｔの１／ｎ倍（Ｔ／ｎ）毎にずらして、ｐ／ｎ単位で補正する。ここで、ｎは自然数で、Ｌ−（ｋ＋１／ｎ）・ｐが最もＬ０に近いｎを選択すればよい。
同期検知センサ１１３（ピンフォトダイオード）は隣接する振動ミラーモジュールで共用する中間位置と両端位置に配置され、各光走査モジュールの走査開始側と走査終端側とでビームが検出できるように計４箇所に実装される。第２の走査レンズ１１７の射出面側には各レンズの走査領域間にＶ字状の高輝アルミ薄板１２７を貼り付けるミラー受部１２８がハウジングに形成され、高輝アルミ薄板１２７によって反射した光ビームが走査領域間に形成された開口部１２９、およびフレーム部材の矩形穴を通って各々の同期検知センサへ導かれるよう、隣接する光走査手段の走査開始側と走査終端側に対応した反射面が向かい合って配置されている。
【００５７】
カバー１３８には光ビームが通過する開口１３９が形成され、ハウジング１０６上面を密閉するようネジ止めされて前記したように板バネ１４１により走査レンズを各当接部位に確実に突き当たるように押圧する。
尚、実施例では、３つの光走査装置を配列した例を示したが、配列数はいくつであっても同様である。
図５は、４つの光走査装置５００によって各々に対応した感光体ドラム５０４に１色ずつ画像形成され、転写ベルト５０１の回転につれて色重ねがなされるタンデム方式のカラーレーザプリンタに適用した例で、実施例では光走査装置を光ビームの射出方向が下向きとなるよう配備される。
【００５８】
転写ベルト５０１は駆動ローラと２本の従動ローラとで支持され、移動方向に沿って均等間隔で各感光体ドラム５０４が配列される。感光体ドラムの周囲にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックも各色に対応したトナーを補給する現像ローラ５０２およびトナーホッパ部５０３、そして、転写された後の残トナーをブレードで掻き取り備蓄するクリーニング部５０８が一体的に配備される。
各色画像は、転写ベルト５０１端に形成されたレジストマークを検出するセンサ５０５の信号をトリガとして副走査方向の書出しタイミングをずらして各光走査装置５００によって潜像が形成され、現像部にてトナーをのせて転写ベルト５０１上で順次画像を重ねていく。
【００５９】
用紙は、給紙トレイ５０７から給紙コロ５０６により供給され、４色目の画像形成にタイミングを合わせてレジストローラ５１０により送り出されて、転写部５１１にて転写ベルト５０１から４色同時に転写され、トナー像を載せたまま搬送ベルト５１５にて定着器に送られる。転写されたトナー像は、定着ローラ５１２により定着され、排紙トレイ５１４に排出される。
各光走査装置は、上記したように光走査手段間の走査線が平行となるよう調整されているので、図１５に示すように上記したフレーム部材に設けられたフランジ部での傾き調整により、用紙上における送り方向と直交する方向のいずれかのライン（主走査ライン）傾きが各色で平行になるように基準となるブラックのラインに揃えて調節する。このことで、各領域に対応した走査線同士が平行となり書出しのタイミング補正によって色ずれが生じないようにすることができる。
【００６０】
この傾き調整は、光走査装置の装着時（製造時）に行い固定してもよいが、転写ベルト６３８上に形成するトナー像を読み取る検出器６２９をベルト両端の２箇所に配備し、各々にて基準色画像（ブラック）に対するレジストずれを検出し、両端の差より主走査ラインの傾き補正量を検出する。このことで、検出結果に基づいて経時的に各光走査装置の傾きを調整することができる。
付図はその実施例で、フランジ部に調整方向ｙに対し直交して長穴６３２を形成し、歯車６３４の回転軸０から偏心した位置に固定ネジ６３３でバネ座金６３７を介して固定する。歯車６３４をパルスモータ６３５に連結した送りネジ６３６で回転すると固定ネジ６３３が移動し、光走査装置全体を回転できる。
【００６１】
実施例では、基準となるステーション６４０を除き他の３つのステーション６４１、６４２、６４３に配備され、主走査方向における一方に回転軸を揃えて各々の相対的な傾きを調整する。
トナー像を読み取る検出器６２９は、検出光を投射するＬＥＤ光源６３０とベルトからの反射光を受光するフォトセンサ６３１とからなり、送り方向に対して傾斜させて記録したラインの検出パターンを読み取る。
【００６２】
各光走査装置５００は、上記したように複数の光走査手段の走査線をつなぎ合わせて１ラインを形成する。１ラインの総ドット数Ｌを３分割し画像始端から各々１〜Ｌ１、Ｌ１＋１〜Ｌ２、Ｌ２＋１〜Ｌドットを割り当てて印字する。しかし、実施例では、各走査領域が感光体上で数ｍｍ重なるようにオーバーラップ領域を設け、割り当てる画素数Ｌ１、Ｌ２を固定せず各色で異なるようにすることで、同一ラインを構成する各色の走査線の継ぎ目が重ならないようにして、走査領域の境界をより目立ち難くしている。
【００６３】
画像データは、上記したように主走査方向に３分割され、各光走査手段毎にビットマップメモリ５１１に保存され、各振動ミラーモジュール毎にラスター展開がなされラインデータとしてバッファ５１２に保存される。保存されたラインデータは、各同期検知信号をトリガとして読み出され個別に画像記録が行われるが、後述するように、書出しタイミングを各々設定することで書出し始端のレジストが合わせられる。
尚、実施例では、各振動ミラーの共振ピークは異なっても、印加電圧のゲインを可変することによって、所定の帯域において振れ角を一致させ共通の駆動周波数で走査するようにしている。
環境温度の変化でバネ定数が変化し共振帯域が一様にシフトするが、それに対応して駆動周波数を選択し直す場合にも、共通の駆動周波数を与え、走査周波数を各振動ミラーモジュールで共通とすることで、各領域の終端まで各ラインのレジストを一致させることができる。
【００６４】
図６は  半導体レーザ、可動ミラーの駆動制御を表すブロック図を示す。
駆動パルス生成部６０１は、基準クロックをプログラマブル分周器で分周し、上記したように可動ミラーの振幅に合わせたタイミングで電圧パルスが印加されるようパルス列を生成し、ＰＬＬ回路によって各振動ミラーモジュール間で所定の位相遅れδを持たせて、各可動ミラーの駆動部６０２に与えられ電極の各々に電圧が印加される。
【００６５】
ここで、振動ミラー間の相対的な位相遅れδを、１走査ラインピッチｐを用いて
δ＝（１／ｆｄ）・［（Δｙ／ｐ）−ｎ］
ここで、ｎは  （Δｙ／ｐ）−ｎ＜１を満足する自然数となるように与えれば、継ぎ目における位置ずれは１走査ラインピッチの整数倍となり、振動ミラーの１周期おきの書出しタイミング補正、つまりｎライン周期分ずらして書き出すことにより副走査方向のレジストずれΔｙを無効化することができ、継ぎ目の位置ずれのない高品位な画像が得られる。
【００６６】
実施例において、同期検知センサ６０４、終端検知センサ６０５はプリント基板上に配備されるが、検出面は被走査面に到達する光路長と等しい位置に配置されており、図８に、その検出部の詳細を示す。しかし、主走査に垂直に配置したフォトダイオード８０１と非垂直なフォトダイオード８０２を有し、フォトダイオード８０１のエッジを光ビームが通過した際に同期検知信号、または終端検知信号を発生し、フォトダイオード８０１からフォトダイオード８０２に至る時間差Δｔを計測することで、上記レジストずれの主要因である副走査方向の走査位置ずれΔｙを被走査面である感光体上に相当する計測値として検出することができる。
【００６７】
尚、Δｙはセンサ部８０２の傾斜角γ、光ビームの走査速度Ｖを用いて
Δｙ＝（Ｖ／ｔａｎγ）・Δｔ
で表され、Δｔが一定であれば走査位置ずれが生じていないことになる。
【００６８】
実施例では、この時間差を走査位置ずれ演算部６１０で監視することで走査位置ずれを検出し、Δｔ基準値に合うよう振動ミラー間の位相を常に可変して補正を行う。
主走査方向においては、後述するように、各画像領域における走査速度のずれを、以下により補正する。
１）各振動ミラーへ印加する電圧パルスのゲイン調整により振れ角（振幅）を所定値に合わせる。
また、隣接する画像領域の継ぎ目位置ずれを、以下により補正する。
２）可動ミラーの駆動周波数に対応して画素クロックをシフトすることで画像幅の倍率を可変し、走査終端と、隣接する光走査装置の走査開始端との継ぎ目を合わせる。
【００６９】
振動ミラーは図９に示すように走査角θ０を起点として−θ０に達するまでの往期間の内、θｓ〜−θｓの期間（０＜θｓ＜θ）、同一方向の走査時のみ画像記録を行い、走査角−θ０から＋θ０の復期間には画像記録を行なわない、言い換えれば、駆動周波数ｆｄの１周期毎に画像記録を行なう。
図中９０２は半導体レーザの発光のタイミングを示し、９０５は同期検知領域、９０６は画像形成領域、９０７は終端検知領域である。
９０３は同期検知センサ６０４、９０４は終端検知センサ６０５の信号であり、各々９０８は走査開始側に隣接する光走査装置の終端検知信号、９０９は走査終端側に隣接する光走査装置の同期検知信号である。
【００７０】
尚、同期検知センサ６０４、終端検知センサ６０５は、画像記録領域外で、画像中央に対して対称な像高に配備される。
振動ミラーには基本的に画像記録およびその準備期間以外は駆動電圧が印加されない。
電源投入時、および待機状態から起動する際にはプログラマブル分周器で連続的に分周比を変えることで駆動周波数ｆｄを高周波側から可変して励振し、振幅検出部６１０からの出力、実施例では同期検知センサ６０４、走査角−θ０となる近傍に配置された終端検知センサ６０５とでビームを検出し、この同期検知信号と終端検知信号との時間差Ｔを振幅演算部６０９で計測することで、可動ミラーの振れ角（振幅θ０）を検出する。
【００７１】
いま、センサで検出される光ビームの走査角をθｄ、画像中央からの走査時間をｔ、可動ミラーの駆動周波数をｆｄとすると
θｄ／θ０＝ｓｉｎ２π・ｆｄ・ｔ、ｔ＝Ｔ／２で与えられる。
この時間差Ｔが、予め定められた基準値Ｔ０に達するまで印加する電圧パルスのゲインを可変することによって、振れ角を補正する。この補正は、各環境下で定期的、例えばジョブ間で行われる。
【００７２】
画像記録中にこの補正を行うと画像の主走査端がゆらいでしまうため、記録中は同一値を保持するようにしている。
また、実施例では複数の振動ミラーを有するが、共通の駆動周波数を選択し、かつゲインの基準値を揃えるととで、各振動ミラー間の振れ角が一致するようにしている。
上記補正は振動ミラーモジュールの各々で行われ、実施例では３つの光走査手段から構成されるので、全ての補正が終了した後に印字動作を可能としている。
【００７３】
次に半導体レーザの駆動制御について説明する。
上記したように、可動ミラーは共振振動されるため、ｓｉｎ波状に走査角θが変化する。
一方、被走査面である感光体ドラム面では均一間隔で主走査ドットを印字する必要があり、上記した走査レンズの結像特性は単位走査角あたりの走査距離ｄＨ／ｄθがｓｉｎ−１θ／θ０に比例するように、つまり、画像中央で遅く周辺に行くに従って加速度的に速くなるように光線の向きを補正しなければならず、走査レンズ中央部から周辺部にかけて結像点を遠ざけるようにパワー配分を行う必要がある。しかし、それに伴ってビームスポット径も太ってしまうため、均一なビームスポットを得る上で最大振幅θ０に対して有効走査領域θｓを広げるには限界がある。そのため、走査効率をθｓ／θ０＜０．５としなければならない。
【００７４】
そこで、実施例では、図１０に示すように、振幅による走査速度の変化に対抗して各画素に対応する位相が記録開始から記録終端にかけて進んだ状態から段階的に遅れるようにすると同時に、各画素のパルス幅が記録開始から画像中央に至る領域では長い状態から段階的に短くなるように、画像中央から記録終端に至る領域では長くなるような画素クロックｆｍをＬＤ駆動部６０６に与え、電気的な補正を加えることで、θｓ／θ０＝０．７まで向上させている。
【００７５】
以下、画素クロックｆｍの可変方法について説明する。
クロックパルス生成部６０７は、可変データに基づいて基準クロックｆ０をプログラマブル分周器で分周した分周クロックをカウントしてｋクロック分の長さのパルスを有するＰＬＬ基準信号ｆａが形成され、ＰＬＬ回路において可変データに基づいて基準クロックｆ０との位相を選択して画素クロックｆｋが発生される。これを数十画素毎に繰り返し行なうことで主走査に沿って任意な位置にドットが印字できる。
【００７６】
基準クロックｆ０は位相同期部６０８において、基準クロックｆ０の１周期を１／ｎ毎に遅延したクロックの中から同期検知センサ６０４より発生される同期検知信号と位相が合ったクロックを選択し、新たに基準クロックｆ０とする位相同期を各走査毎に行う。しかし、実施例では、この際に位相が異なったクロックを選択できるようにしており、クロック可変を開始するタイミングが、可動ミラーの水平な状態（θ＝０）において画像記録の中央位置と確実に一致するように補正する。
これは、可変データのタイミングが振幅と合わなくなり画像上、主走査方向のドット間隔が一方で縮み、もう一方で延びている歪んだ画像になってしまうためである。また、基準クロックｆ０の分周比を可変することで、主走査方向における画像幅（倍率）を合わせることができる。
上記したように振動ミラーの振れ角はあらかじめ設定されるが、その条件で走査終端側を延ばす、または、縮めることで走査終端側に隣接する光走査装置の走査開始端に繋がるように合わせる。
【００７７】
以上の説明より明らかなように、本実施形態の偏向ミラーは、光ビームを偏向する可動ミラーと、可動ミラーと結合され回転軸としてのねじり梁と、可動ミラーを揺動する回転力を発生するミラー揺動手段とを有する偏向ミラーにおいて、上記ねじり梁の他端を支える枠部を形成した第１の基板を備え、上記ミラー揺動手段に配電する電極を、その周囲を堀状に貫通し、枠部から分離して形成するとともに、上記電極と対向させてリード端子を立設する基体を備え、各々を積層することで電極とリード端子を接続する。このことにより、基板自体を電極として用いるので表面に電極を形成する手間が省け、ボンディングワイヤ等による配線作業が不要になるので、生産効率を向上することができる。
【００７８】
上記可動ミラーと、ねじり梁と、ねじり梁の他端を支える支持部とを一体的に形成するとともに、その周囲を貫通し、分離して形成することにより、上記電極と共通の基板により形成する。このことで、可動ミラー等と貫通が同時に行えるので、工程が簡略化でき、生産効率を向上することができる。
【００７９】
上記第１の基板を、あらかじめ中間に絶縁層を介して第２の基板と接合した積層基板を用い、上記絶縁層までエッチングにより貫通して上記電極を形成することにより、第１の基板を貫通した際に第２の基板上に接合された状態を維持したまま、電気的に浮いた電極を容易に形成できるので、従来の半導体プロセスを用い容易に加工することができる。
【００８０】
上記第２の基板に、上記ミラー揺動手段に配電する電極を、上記第１の基板に形成した電極との貫通溝同士が重ならないように、その周囲を堀状に貫通し、分離して形成することにより、第２の基板に、第１の基板上に接合された状態が維持されたまま、電気的に浮いた電極を同様に形成できるので、複数層に電極を配置しても従来の半導体プロセスを用い容易に加工することができる。
【００８１】
上記第２の基板に、上記電極の一部が露出するように開孔を形成することにより、複数層に電極を配置しても、一方向から容易に配線接続が行える。
【００８２】
上記電極に、係合穴を備えるとともに、上記端子を、積層面から突出させて形成し、上記係合穴に圧入することにより、基板を積層していくだけで確実に接続配線ができるので、工程を簡略化でき、生産効率を向上することができる。
【００８３】
上記基体により、上記可動ミラーの揺動空間を封止することにより、電極の接続配線と同時に可動ミラーを有する枠内側の空間を密閉できるので、接合面が配線部材を介さず、密着できるので気密性が良くなり、空間の気圧が保たれ経時まで可動ミラーの性能を安定して維持できる。
【００８４】
上記基体に、上記可動ミラーへの光ビームの入出射を行う透過窓を備え、カバー部として形成することで、複数個分の基体をアレイ状に配列した基板を用いてウエハプロセスで積層することができ、複数の偏向ミラーにおける接続配線を同時に行えるうえ、複数層に電極を配置してもリード端子を同一面内に配列できるので、工程を簡略化でき、生産効率を向上することができる。
【００８５】
上記基体に、上記可動ミラーと平行な実装面を備え、プリント基板面に当接して装着することにより、当接面内で可動ミラーの姿勢を保ったまま回転軸の方向を容易に合わせることができ、また、プリント基板を支持部材として用いることで、部品数が削減できるうえ、制御回路への接続配線と可動ミラーの姿勢維持が同時に行えるので、工程を簡略化でき、生産効率を向上することができる。
【００８６】
光走査装置では、光源手段と、光源手段手段からの光ビームを往復走査する可動ミラーと、可動ミラーにより偏向された光ビームを被走査面に結像する結像手段と、を有する光走査装置において、上記可動ミラーおよびそれと結合されるねじり梁と、可動ミラーの端辺に対向する電極とを、共通の基板により、その周囲を堀状に貫通し、分離して形成するとともに、上記電極と対向させてリード端子を立設する基体を備え、積層してなることにより、生産性がよく、経時的にも安定した性能が維持できる光走査装置が提供できる。
【００８７】
画像形成装置では、光走査装置と、光走査装置により静電潜像を形成する像担持体と、上記潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、上記トナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有することにより、振動ミラーを用いることで、小型かつ省電力化が可能な画像形成装置が提供できる。
【００８８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明の偏向ミラーは、光ビームを偏向する可動ミラーと、可動ミラーと結合され回転軸としてのねじり梁と、可動ミラーを揺動する回転力を発生するミラー揺動手段とを有する偏向ミラーにおいて、上記ねじり梁の他端を支える枠部を形成した第１の基板を備え、上記ミラー揺動手段に配電する電極を、その周囲を堀状に貫通し、枠部から分離して形成するとともに、上記電極と対向させてリード端子を立設する基体を備え、各々を積層することで電極とリード端子を接続する。このことにより、基板自体を電極として用いるので表面に電極を形成する手間が省け、ボンディングワイヤ等による配線作業が不要になるので、生産効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏向ミラー、光走査装置、および画像形成装置の実施形態における光走査装置の分解斜視図を示す。
【図２】光学素子の配置を示す。
【図３】実施例における光走査装置に用いる振動ミラーモジュールの詳細を示す。
【図４】光走査装置の副走査断面を示す。
【図５】タンデム方式のカラーレーザプリンタに適用した例を示した図である。
【図６】半導体レーザ、可動ミラーの駆動制御を表すブロック構成例を示した図である。
【図７】温度に対する共振周波数の変動を示す図である。
【図８】検出部の詳細構成例を示す図である。
【図９】振動ミラーの動作例を説明するための図である。
【図１０】半導体レーザの振動制御について説明するための図である。
【図１１】第２の走査レンズ１１７の平面および正面からみた取付け状態を示した図である。
【図１２】可動ミラーの振れ角に対応して各電極間に発生する静電トルクの様子を示す。
【図１３】振幅に対して各固定電極への印加パルスのタイミングを示す。
【図１４】駆動周波数に対する振れ角の特性を示す。
【図１５】光走査装置の内部構成例を示した図である。
【図１６】電極の断面構造例を示した図である。
【図１７】振動ミラーの別の実施例を示した図である。
【図１８】可動ミラーのねじり梁に直交する断面でＳ字状に変形する状態を説明するための図である。
【図１９】隣接する光走査手段の走査ラインの軌跡を示す。
【図２０】各ラインの終端位置が書出し位置に対して１走査に要する時間分ずれる状態を示した図である。
【符号の説明】
１０１  半導体レーザ
１１０  カップリングレンズ
１３６  シリンダミラー
２０２  可動ミラー
２０３、２０４、２１１、２１２  固定電極
２０５、３０５  カバー
２０６、２０７  基板
２０８  ねじり梁
２１０  固定枠
２１３、３０３  スリット窓
２１５  対向ミラー
２１７、２１８  反射面
２２１、２２２、２２３、２２４、２２５  島部
２２６、２２７、２２９、２３０  係合穴
２３１、２３２  貫通穴
３０６  リード端子
３３１、３３２、３３３  貫通穴
３４０  ケース
３４１  ケース基体
３４３  ガラス窓
３４４  端子
４０１  可動ミラー
４０２、４０３  反射面
４０４  スリット窓
６０４、６０５  検知センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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