(57)【要約】【課題】  光ビームを被走査面上で高速で走査させることができる光走査装置および該装置を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  レーザ光源６２からの光ビームが偏向ミラー面６５１の面法線ＮＬに対して鋭角γをなすように揺動軸方向（副走査方向Ｙ）から偏向ミラー面６５１に入射され、これによって光ビームが主走査方向Ｘに走査される。このように揺動軸方向に沿って光ビームを偏向ミラー面６５１に入射しているため、主走査方向Ｘにおける可動板６５３の長さを比較的小さくすることができる。また、第１光学系６３によって偏向ミラー面６５１に入射する光ビームを主走査方向Ｘに伸びる細長断面形状に整形する一方、可動板６５３を主走査方向Ｘに伸びる細長形状に仕上げている。したがって、可動板６５３が軽量化され、可動板６５３を従来装置よりも高速で、しかも安定して揺動することができる。【選択図】  図４
2005189580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被走査面上で光ビームを主走査方向に走査させる光走査装置において、
前記主走査方向に伸びる細長形状で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方向とほぼ直交する揺動軸回りに揺動自在に支持する支持部材とを一体的に形成し、前記可動部材を前記揺動軸回りに揺動駆動して前記偏向ミラー面に入射する光ビームを偏向する偏向手段と、
光ビームを射出する光源と、
前記光源からの光ビームを前記主走査方向に伸びる細長断面形状に整形し、前記偏向ミラー面の正面側より前記偏向ミラー面の面法線に対して鋭角をなすように前記揺動軸方向から前記偏向ミラー面に入射する第１光学系と、
前記偏向ミラー面により偏向された光ビームを前記被走査面に結像する第２光学系と
を備えたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記揺動軸方向における前記可動部材の幅Ｈbが、
Ｍb＋１．５Ｄs＜Ｈb＜Ｍb＋１．５Ｄs＋２ｔ
ただし、
Ｍb：前記揺動軸方向における前記偏向ミラー面上での光ビームの最大変位量、
Ｄs：前記偏向ミラー面上での前記揺動軸方向のビーム径、
ｔ：可動部材の厚み、
を満足するように、前記可動部材が形成されている請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の光走査装置を用いて潜像担持体の表面に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ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被走査面上で光ビームを主走査方向に走査させる光走査装置、および該装置を用いて静電潜像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の光走査装置を用いる装置としては、例えばレーザプリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの画像形成装置がある。例えば特許文献１では、画像データに応じて変調されたレーザビームがコリメータレンズ、第１シリンドリカルレンズおよび反射ミラーを介して偏向器に入射して偏向される。より具体的には、特許文献１に記載の装置は次のように構成されている。
【０００３】
この光走査装置では、半導体レーザから射出されたレーザビームをコリメータレンズおよびシリンドリカルレンズを通過させることで、その断面形状が主走査方向に伸びる横長楕円形状となるレーザビームに整形している。そして、このレーザビームは主走査平面に沿って偏向器の反射ミラーに入射される。
【０００４】
この装置では、特にポリゴンミラーやガルバノミラーを偏向器として用いた場合に発生する種々の問題を解消するため、マイクロマシニング技術を利用して製造した偏向器が用いられている。すなわち、水晶、ガラス、シリコンなどの基板をフォトリソグラフィー技術とエッチング技術などを利用して、フレームに駆動コイル、反射ミラーおよびリガメントを一体形成した光偏向子が加工されている。そして、この光偏向子を装備した偏向器では、駆動コイルに電圧を印加することで反射ミラーが主走査方向に対してほぼ直交する揺動軸回りに揺動し、反射ミラーに入射するレーザビームを偏向させる。
【０００５】
そして、偏向器により偏向されたレーザビームは走査用レンズおよび第２シリンドリカルレンズを介して像形成体（本発明の「潜像担持体」に相当）に結像される。こうして、画像データに対応した静電潜像が像形成体上に形成される。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２７９２２０号公報（第６頁、第２、３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、マイクロマシニング技術を利用して製造した偏向器を用いた光走査装置において光走査の高速化を図るためには、反射ミラーの揺動速度を高める必要がある。この要求を満足するためには、本発明の「可動部材」に相当する反射ミラーの軽量化が重要となってくる。しかしながら、特許文献１に記載の装置では、主走査方向において、反射ミラーが反射ミラー上でのレーザビーム径よりも十分に長くなるように反射ミラーを設計する必要がある。つまり、従来装置ではレーザビームが主走査平面に沿って反射ミラーに入射する構成を採用しているため、反射ミラーの揺動角θがゼロのときでも、レーザビームは反射ミラーの法線に対して主走査平面における角度を持って入射している。このとき、反射ミラーはレーザビームを斜めに切ることになり、ビーム全体を反射するためには主走査方向においてビーム径よりも大きな反射面を必要とする。さらに、反射ミラーがレーザビームの入射角が大きくなる方向に揺動する場合を考慮すると、反射ミラーがレーザビームを切る角度がさらに鋭角となるため、さらに大きな反射面が必要となる。このことが高速化にとって大きな障害のひとつとなっている。
【０００８】
また、主走査方向における反射ミラーが長くなることは、単に反射ミラーの重量を増大させるという問題のみならず、揺動軸回りに揺動駆動される反射ミラーの慣性モーメントを増大させるという問題を発生させる。そのため、反射ミラーの高速揺動にとって不利となっている。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光ビームを被走査面上で高速で走査させることができる光走査装置および該装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、被走査面上で光ビームを主走査方向に走査させる光走査装置であって、上記目的を達成するため、主走査方向に伸びる細長形状で偏向ミラー面を有する可動部材と、可動部材を主走査方向とほぼ直交する揺動軸回りに揺動自在に支持する支持部材とを一体的に形成し、可動部材を揺動軸回りに揺動駆動して偏向ミラー面に入射する光ビームを偏向する偏向手段と、光ビームを射出する光源と、光源からの光ビームを主走査方向に伸びる細長断面形状に整形し、偏向ミラー面の正面側より偏向ミラー面の面法線に対して鋭角をなすように揺動軸方向から偏向ミラー面に入射する第１光学系と、偏向ミラー面により偏向された光ビームを被走査面に結像する第２光学系とを備えている。
【００１１】
このように構成された発明では、光源からの光ビームが第１光学系によって主走査方向に伸びる細長断面形状に整形され、揺動軸回りに揺動する可動部材の偏向ミラー面に入射される。これによって、光ビームは偏向ミラー面で偏向されて主走査方向に走査される。ここで、光ビームは偏向ミラー面の正面側から入射されるように構成しているので、偏向ミラー面の揺動角がゼロのときに主走査平面において入射光ビームは偏向ミラー面に対して入射角ゼロとなる。そして、偏向ミラー面の揺動角が大きくなると、主走査平面において偏向ミラー面が入射光ビームを切る角度が鋭角となるものの、その角度の値は従来装置のそれに比べて大きい。したがって、所定の走査範囲をカバーするために要求される偏向ミラー面の主走査方向の寸法は従来装置のそれよりも小さく、その結果、主走査方向における可動部材の長さを比較的小さくすることができる。また、第１光学系から偏向ミラー面に入射する光ビームを主走査方向に伸びる細長断面形状に整形するのに応じて、可動部材を主走査方向に伸びる細長形状に仕上げている。すなわち、主走査方向とほぼ直交する揺動軸方向（副走査方向）における可動部材の幅が小さくなり、可動部材が軽量化されている。したがって、可動部材を従来装置よりも高速で、しかも安定して揺動することができ、光ビームの高速走査が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。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。
【００１３】
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。
【００１４】
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は後述する露光制御部からの電気信号に基づき光ビームＬを感光体２上に走査して画像信号に対応する静電潜像を形成する。このように露光ユニット６は、本発明にかかる光走査装置であるが、その構成および動作については後で詳述する。
【００１５】
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４４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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
図３は図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図である。また、図４は露光ユニットの副走査断面図である。また、図５は走査光ビームの結像を示す斜視図である。また、図６および図７は露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図である。また、図８は露光ユニットおよび露光制御部の構成を示すブロック図である。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニット６の構成および動作について詳述する。
【００２３】
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に単一のレーザ光源６２が固着されており、レーザ光源６２から光ビームを射出可能となっている。このレーザ光源６２は、図８に示すように、露光制御部１０２の光源駆動部１０２ａ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１０２ａがレーザ光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御してレーザ光源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。このように本実施形態では、レーザ光源６２が本発明の「光源」に相当してる。
【００２４】
また、この露光筐体６１の内部には、レーザ光源６２からの光ビームを感光体２の表面（被走査面）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、ミラー６４、偏向器６５、走査レンズ６６および折り返しミラー６７が設けられている。すなわち、レーザ光源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Ｙ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器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がレーザ光源６２からの光ビームを主走査方向Ｘに伸びる細長断面形状に整形し、偏向ミラー面６５１に入射する第１光学系６３として機能している。
【００２５】
この偏向器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に偏向可能となっている。より具体的には、偏向器６５は次のように構成されている。
【００２６】
この偏向器６５では、図６および図７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６５３が設けられている。この可動板６５３はねじりバネ６５４によってシリコン基板６５２に弾性支持されており、主走査方向Ｘとほぼ直交する副走査方向Ｙに伸びる揺動軸ＡＸ回りに揺動自在となっている。そして、可動板６５３の中央部には、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。なお、この実施形態では、可動板６５３は図６に示すように主走査方向Ｘに伸びる細長形状に仕上げられ、揺動軸方向（副走査方向）における幅Ｈbが次の不等式、
Ｍb＋１．５Ｄs＜Ｈb＜Ｍb＋１．５Ｄs＋２ｔ  …  (条件１）
ただし、Ｍb＝Ｈa・sinθ・tanγ、
を満足するように構成されている。なお、この点に関しては、後で詳述する。
【００２７】
また、シリコン基板６５２の略中央部には、図７に示すように、可動板６５３が揺動軸ＡＸ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の内底面のうち可動板６５３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（図７参照）。これら２つの電極６５８ａ、６５８ｂは可動板６５３を揺動軸ＡＸ回りに揺動駆動するための揺動用電極として機能するものである。すなわち、これらの揺動用電極６５８ａ、６５８ｂは露光制御部１０２の揺動駆動部１０２ｂ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、揺動駆動部１０２ｂから所定の電圧を揺動用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加すると、ねじりバネ６５４を揺動軸ＡＸ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。
【００２８】
なお、この実施形態では、静電吸着力により偏向ミラー面６５１を往復振動させているが、電磁気力により振動させるようにしてもよい。ここで、電磁気力により偏向ミラー面６５１を駆動する態様については、すでに周知の技術事項であるため、ここでは説明を省略する。
【００２９】
図３および図４に戻って露光ユニット６の説明を続ける。上記のように偏向器６５により走査された走査光ビームは感光体２に向けて偏向器６５から射出されるが、その走査光ビームは本発明の「第２光学系」に相当する走査レンズ６６および折り返しミラー６７を介して感光体２に結像され、感光体表面に光ビームのスポットが形成される。これにより、図５に示すように、走査ビームが主走査方向Ｘと平行に走査して走査位置２１上で主走査方向Ｘに伸びるライン状の潜像が感光体２上に形成される。
【００３０】
なお、この実施形態では、図３に示すように、偏向器６５からの走査光ビームの開始および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。
【００３１】
次に、可動板６５３の構成について図９ないし図１１を参照しつつ説明する。図９は可動板と光ビームとの関係を示す主走査断面図である。また、図１０は可動板と光ビームとの関係を示す副走査断面図である。この実施形態では、印字解像度に応じて可動板６３５の偏向ミラー面６５１の主走査方向Ｘにおける長さＨaおよび副走査方向Ｙにおける幅Ｈbを以下のように設定している。
【００３２】
まず、長さＨaについて説明する。レーザ光源６２からの光ビームの強度分布は通常図１１に示すようなガウス分布を有しており、その強度分布がピーク値の約０．５となるスポット径と画素ピッチが等しくなるように感光体表面（被走査面）上での光ビームのスポット径は設定される。したがって、感光体表面でのスポット径（強度分布が１／ｅ２）ｗ0は印字解像度Ｎを用いて次のように計算される。
ｗ0＝１．７×（２５．４／Ｎ）
また、偏向ミラー面６５１上での主走査方向Ｘのビーム径（１／ｅ２）Ｄmは、ガウシアンビームの特性から次式で求めることができる。
【００３３】
【数１】
2005189580.tif 000003
λ  ：レーザ波長
ｆ  ：走査レンズ６６の焦点距離
ここで、可動板６５３の長さＨaを１．５倍の設計余裕をみて本実施形態では
Ｈa≧１．５Ｄm  …  (条件２）
に設定している。
【００３４】
次に、幅Ｈbについて説明する。この実施形態では、図１０に示すように、光ビームＬが偏向ミラー面６５１の正面側より偏向ミラー面６５１の面法線ＮＬに対して鋭角γをなすように揺動軸方向（ここでは、同図の下方向）から入射されるため、偏向ミラー面６５１上での光ビームＬの入射位置は偏向ミラー面６５１の揺動に伴って揺動軸方向（副走査方向Ｙ）に変位する。その最大変位量Ｍbは、図９および図１０から明らかなように
Ｍb＝Ｈa・sinθ・tanγ
となる。また、第１光学系６３により光ビームＬは副走査方向Ｙに集光されるが、偏向ミラー面６５１に入射される光ビームＬが偏向ミラー面６５１から副走査方向Yにはみ出さないためには、副走査方向Ｙにおける可動板６５３の幅Ｈbを一定以上に設定する必要がある。すなわち、偏向ミラー面６５１での副走査方向Ｙのビーム径をＤsとすると、幅Ｈbが次の不等式、
Ｍb＋１．５Ｄs＜Ｈb
を満足するように構成する必要がある。
【００３５】
一方、可動板６５３を高速で揺動するためには可動板６５３の軽量化が必要であり、上記不等式の左辺が可動板６５３の副走査方向Ｙの最小幅であるが、マイクロマシニング技術を用いて偏向器６５を製造する場合には、エッチング技術などを使用するため、偏向ミラー面６５１の欠け等による影響を考慮する必要がある。すなわち、エッチング技術を用いて可動板６５３を形成する際、エッチング処理の進行に伴って可動板６５３の端部に欠けが生じるため、その欠けの大きさは可動板６５３の厚みとほぼ比例する。したがって、副走査方向Ｙでの偏向ミラー面６５１の両端について可動板６５３の厚みｔだけ設計余裕を見れば十分である。よって、副走査方向Ｙにおける可動板６５３の幅Ｈbが次の不等式、
Ｈb＜Ｍb＋１．５Ｄs＋２ｔ
を満足するように構成するのが望ましい。
【００３６】
そこで、この実施形態では、可動板６５３を上記した条件１および２を満足する形状、つまり主走査方向Ｘに細長形状に仕上げている。これにより偏向ミラー面６５１により光ビームの確実な偏向と、偏向速度の高速化とを両立させている。具体的には、次のような設計条件を有する画像形成装置に対して以下の偏向器６５を用いることができる（実施例１および２）。なお、次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３７】
＜実施例１＞
以下の設計条件：
印字解像度Ｎ＝６００ｄｐｉ；
走査レンズ６６の焦点距離ｆ＝２９０ｍｍ；
レーザの波長λ＝６５０ｎｍ；
可動板６５３の厚みｔ＝０．１ｍｍ；
偏向ミラー面６５１の最大揺動角θ＝±２０゜；
偏向ミラー面６５１への光ビームの入射角γ＝５゜；
偏向ミラー面６５１での副走査方向のビーム径＝１００μｍ；
で設計された場合、上記設計条件から導かれる各構成要素の値は：
感光体表面でのスポット径ｗ0＝７２μｍ；
偏向ミラー面６５１での主走査方向のビーム径Ｄm＝３．３ｍｍ；
となる。したがって、条件２は
Ｈa≧１．５Ｄm＝４．９５（ｍｍ）
となることから、この実施例１では、可動板６５３の長さＨaを５（ｍｍ）に設定している。また、この可動板６５３では、偏向ミラー面６５１上での光ビームLの最大変位量Ｍbは
Ｍb＝Ｈa・sinθ・tanγ＝０．１５（ｍｍ）
となる。したがって、条件１は
０．３＜Ｈb＜０．５
となることから、この実施例１では、可動板６５３の幅Ｈbを０．４（ｍｍ）に設定している。そして、このように設計された偏向器６５を用いて露光ユニット６を構成したところ、高速で、かつ安定して光ビームLを感光体２の表面上に走査することができた。
【００３８】
＜実施例２＞
以下の設計条件：
印字解像度Ｎ＝１２００ｄｐｉ；
走査レンズ６６の焦点距離ｆ＝２９０ｍｍ；
レーザの波長λ＝６５０ｎｍ；
可動板６５３の厚みｔ＝０．３ｍｍ；
偏向ミラー面６５１の最大揺動角θ＝±２０゜；
偏向ミラー面６５１への光ビームの入射角γ＝５゜；
偏向ミラー面６５１での副走査方向のビーム径＝７０μｍ；
で設計された場合、上記設計条件から導かれる各構成要素の値は：
感光体表面でのスポット径ｗ0＝３６μｍ；
偏向ミラー面６５１での主走査方向のビーム径Ｄm＝６．６ｍｍ；
となる。したがって、条件２は
Ｈa≧１．５Ｄm＝９．９（ｍｍ）
となることから、この実施例１では、可動板６５３の長さＨaを１０（ｍｍ）に設定している。また、この可動板６５３では、偏向ミラー面６５１上での光ビームの最大変位量Ｍbは
Ｍb＝Ｈa・sinθ・tanγ＝０．３（ｍｍ）
となる。したがって、条件１は
０．４０５＜Ｈb＜１．００５
となることから、この実施例１では、可動板６５３の幅Ｈbを０．７（ｍｍ）に設定している。そして、このように設計された偏向器６５を用いて露光ユニット６を構成したところ、高速で、かつ安定して光ビームを感光体２の表面上に走査することができた。
【００３９】
以上のように、この実施形態によれば、レーザ光源６２からの光ビームLを、偏向ミラー面６５１の正面側より偏向ミラー面６５１の面法線ＮＬに対して鋭角γをなすように揺動軸方向（副走査方向Ｙ）から偏向ミラー面６５１に入射することで光ビームLを主走査方向Ｘに走査している。このように、本実施形態では光ビームＬを偏向ミラー面６５１の正面側から偏向器６５に入射しているので、偏向ミラー面６５１の揺動角がゼロのときには、主走査平面での偏向ミラー面６５１に対する光ビームの入射角はゼロとなる。そして、偏向ミラー面６５１の揺動角θが大きくなるにしたがって、例えば図９に示すように、偏向ミラー面６５１に対する入射光ビームＬの入射角φxが大きくなり、主走査平面（同図の紙面）において偏向ミラー面６５１が入射光ビームＬを切る角度（＝９０゜−φx）が鋭角となるものの、その角度の値は従来装置のそれに比べて大きい。したがって、所定の走査範囲をカバーするために要求される偏向ミラー面６５１の主走査方向Ｘの寸法は従来装置のそれよりも小さく、その結果、主走査方向Ｘにおける可動板６５３の長さＨaを比較的小さくすることができる。また、第１光学系６３によって偏向ミラー面６５１に入射する光ビームLを主走査方向Ｘに伸びる細長断面形状に整形する一方、可動板６５３を主走査方向Ｘに伸びる細長形状に仕上げている。すなわち、主走査方向Ｘとほぼ直交する揺動軸方向（副走査方向Ｙ）における可動板６５３の幅Ｈbが大幅に小さくなっている。したがって、このように構成された露光ユニット６では、可動板６５３が軽量化され、可動板６５３を従来装置よりも高速で、しかも安定して揺動することができる。その結果、感光体２の表面上で光ビームLを高速で、かつ安定して走査して潜像形成を安定して行うことができる。
【００４０】
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、上記実施形態では、光ビームＬを揺動軸方向の下方側より偏向ミラー面６５１に入射しているが、揺動軸方向の上方側から入射するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
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手段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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。
【図２】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。
【図３】図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの主走査断面図である。
【図４】図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの副走査断面図である。
【図５】偏向光ビームの結像を示す斜視図である。
【図６】露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図である。
【図７】露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図である。
【図８】露光ユニットおよび露光制御部の構成を示すブロック図である。
【図９】可動板と光ビームとの関係を示す主走査断面図である。
【図１０】可動板と光ビームとの関係を示す副走査断面図である。
【図１１】光ビームの強度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
２…感光体（潜像担持体）、  ６…露光ユニット（光走査装置）、  ６２…レーザ光源（光源）、  ６３…第１光学系、  ６５…偏向器、  ６６…走査レンズ（第２光学系）、  ６３１…コリメータレンズ（第１光学系）、  ６３２…シリンドリカルレンズ（第１光学系）、  ６５１…偏向ミラー面、  ６５２…シリコン基板（支持部材）、  ６５３…可動板（可動部材）、  ＡＸ…揺動軸、  Ｌ…光ビーム、  Ｍb…変位量、  ＮＬ…（偏向ミラー面の）面法線、  Ｘ…主走査方向、  Ｙ…副走査方向（揺動軸方向）、  γ…（偏向ミラー面への光ビームの）入射角、  θ…揺動角
【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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