(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２ビームを偏向する光偏向ユニットと、
前記光偏向ユニットにおいて偏向された前記第１及び第２ビームをそれぞれ対応する感光体の表面に結像する結像手段と、
を備える光学走査装置において、
前記光偏向ユニットは、
表面に前記第１ビームの偏向面が形成された第１偏向子、及び、表面に前記第２ビームの偏向面が形成された第２偏向子と、
駆動子と、
前記駆動子に駆動力を与えて駆動させる駆動手段と、
を有し、
前記第１偏向子、前記駆動子、及び、前記第２偏向子がこの順で並んでねじりバネによって直列に連結されると共に、
前記駆動手段が前記駆動子を駆動させることで、前記第１偏向子及び前記第２偏向子が前記ねじりバネを軸として揺動可能であることを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
前記第１偏向子と前記第２偏向子の間には、
前記第１ビームと前記第２ビームの偏向を行わず、かつ前記駆動手段から駆動力を受けることもない可動子が少なくとも１つ設けられ、
前記可動子は、前記ねじりバネによって前記第１偏向子、前記第２偏向子、及び、前記駆動子と連結されていることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
【請求項３】
前記第１ビームの偏向面は、前記第１偏向子の表裏に両面に形成され、
前記第２ビームの偏向面は、前記第２偏向子の表裏の両面に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学走査装置。
【請求項４】
前記ねじりバネの端部は、
前記ねじりバネを取り囲むプレート部材の内周側に保持され、
前記プレート部材と前記駆動手段を一体に保持する保持部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学走査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学走査装置と、
前記第１、第２ビームにそれぞれ対応する複数の前記感光体と、
前記複数の感光体に形成された画像をシート材上に転写するための転写手段と、
を備え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】
本発明は、ＬＢＰ、デジタル複写機、またはデジタルＦＡＸ等の画像形成装置において、レーザービームを用いて光書き込みを行う光学走査装置、及びそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置のカラー化が進んでおり、特にモノクロと同じスピードで高速印刷が可能な、所謂タンデム方式の画像形成装置が広く知られている。タンデム方式とは、各色ごとに光学走査系を設け、各々の光学走査系において形成された画像を重ね合わせて所望の画像を得る方式である。
【０００３】
このようなタンデム方式を有する画像形成装置として、複数の光学走査系に対して共通の回転多面鏡を備えるタイプのものが数多く提案されている。その中でも、光偏向ユニットとして用いられる回転多面鏡を、正弦波振動する１枚のミラーに置き換えたものが提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
特許文献１には、４色分のビームを、振動する１枚のミラーの片側面で偏向走査し、走査されたビームを色毎に分離して、各々の感光体に導光する構成が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、振動する１枚のミラー（或いは２枚貼合せの一体もののミラー）の両面を使って偏向走査し、走査されたビームを色毎に分離して、各々対応する感光体に導光する構成が記載されている。すなわち、ミラーの片面で２色分のビームを走査することで、両面合わせて計４色分のビームを偏向走査する構成である。
【０００６】
さらに特許文献２には、両面ミラーを用いるタイプだけでなく、各々独立した片側鏡面のミラーを別々な揺動軸で軸支し、反鏡面側が向き合うように並べ、両面ミラーに近い形偏向走査を行う構成も記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２４３０３４号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の光学走査装置及びそれを備える画像形成装置では、以下に示す問題を生じる。
【０００８】
上記従来の光学走査装置では、揺動軸上に設けられるミラーは１枚（或いは２枚貼合せの一体もののミラー）である。よって、複数の光源から１枚のミラーにビームを精度よく入射させるためには、狭いスペースにミラー、レンズ等の入射系の部材を如何に配置するか、といった点で設計上の制約が生じていた。
【０００９】
例えば、特許文献１、特許文献２には、複数の光源から射出されたビームをハーフミラー等を用いて合成し、振動する１枚のミラーに入射させる構成が記載されている。しかしながら、一般的にハーフミラーは高価であり、さらにハーフミラーは、光路上に高精度に位置決めされる必要がある。その結果、製造コストの増大を招く。
【００１０】
また、入射系の部材を傾けて配置することで、振動する１枚のミラー面上における偏向点を揃える構成も知られている。入射系の部材を傾ける方向としては、主走査方向に傾け
る場合と、副走査方向に傾ける場合が挙げられる。
【００１１】
しかし、入射系の部材を主走査方向に傾けて並べて配置する場合は、揺動するミラーが静止状態になった際に、複数の光源から射出されるビームが全て異なる方向に偏向されてしまう。すなわち、走査中心が異なるといった問題を生じる。
【００１２】
また、正弦振動する１枚のミラーによって偏向走査されるビームの速度が感光体上で等速度になるようにすると、走査レンズに、例えばｆ・ａｒｃｓｉｎθ特性を持たせる必要がある。しかし、４色全ての正弦波の位相が異なるので、４色全てのビームを等速度にすることは困難である。
【００１３】
また、振動する１枚のミラーによってビームを偏向走査する際、ミラーサイズを主走査方向に大きくしないと、ミラーの走査端で入射ビームの光束がミラー面上から外れてしまうといった、所謂ケラレが発生する。ケラレが発生すると、感光体上でスポットが肥大し、画像不良が生じる可能性がある。
【００１４】
一方で、入射系の部材を副走査方向に傾けて並べて配置する場合は、ミラーによって走査されるビームをそのまま感光体まで導光すると、ミラーの揺動軸に直交する平面に対して傾いているビームほど、大きな走査線曲がりを有することになる。
【００１５】
つまり、それぞれの色に応じて大きな走査線曲がりを持つことになり、画像上では色毎に印字位置が異なってしまうので色ずれが生じてしまう。このような色ずれの発生を防ぐために、走査線曲がりを走査レンズで補正する方法があるが、あまりに補正量が多いと結像性能が劣化し、画像不良が生じる恐れがある。
【００１６】
また、特許文献２のように走査ミラーの両面を用いると、片面あたりの入射系ビームは２色分で済むのでその分色ずれの発生は少なくなるが、それでも影響が無くなる訳ではない。
【００１７】
また、副走査方向の傾け角を狭くすると、入射系の配置ではビームピッチが狭くなるので、ビーム同士が干渉する恐れがある。また、傾け角を狭くしすぎると、ビームピッチが狭すぎて光線分離が困難になる。なお、入射系のビームピッチを狭めるためには、複数発光点を有する半導体レーザを用いる方法もあるが、ビーム分離はさらに困難なものとなる。
【００１８】
また、各ビームごとのミラー反射点を副走査方向（振動するミラーの揺動軸方向）にずらすことで入射系の副走査ピッチを広げる方法もあるが、その方法によると、走査に用いるミラーサイズが大きくなってしまう。
【００１９】
ここで、ミラーサイズが大きくなった場合に生じる問題について説明する。
【００２０】
ミラーの共振周波数は以下の式で表される。
【数１】
0004974846.tif 000002
【００２１】
上式において、ｆは共振周波数、Ｋはミラーを支持する梁のバネ定数、Ｉはミラーの慣性モーメントである。ミラーサイズが大きくなると、慣性モーメントＩが大きくなるので、上式より共振周波数ｆが小さくなる。
【００２２】
共振周波数ｆが小さくなると、画像形成装置の書き込みスピードが遅くなって解像度を下げる等の対応が必要になるので、共振周波数ｆを元の値に維持するためには、バネ定数Ｋを上げる必要がある。
【００２３】
バネ定数Ｋを上げるには、走査ミラーを支持するねじりバネの断面積を大きくすればよいが、ねじりバネの断面積を大きくすると、最大ねじれ時にバネにかかる応力が大きくなり、ねじりバネが破断する恐れがある。
【００２４】
従って、最大ねじれ時にバネにかかる応力を上げずにバネ定数を上げるには、ねじりバネを長くすることが考えられるが、ねじりバネを長くすると、光学走査装置が揺動軸方向に大型化してしまうという問題を生じる。
【００２５】
上記で説明したように、揺動軸に対して振動するミラーを１枚備える場合は、入射系を限られたスペースに高精度に位置決めする必要があるので、製造コストの増大を招く（特許文献１、特許文献２）。また、入射系を限られたスペースに配置するために、入射系を主走査方向に傾ける、または副走査方向に傾けるといった方法を採用する場合であっても、画像不良を生じる、及び光学走査装置が大型化するといった問題を生じる。
【００２６】
これらの現状に鑑みて本発明は、コンパクトな構成で製造コストを低減しつつも、複数のビームを精度よく偏向走査することが可能な光学走査装置及びそれを備える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】
【００２７】
上記目的を達成するために本発明にあっては、第１及び第２ビームを偏向する光偏向ユニットと、前記光偏向ユニットにおいて偏向された前記第１及び第２ビームをそれぞれ対応する感光体の表面に結像する結像手段と、を備える光学走査装置において、前記光偏向ユニットは、表面に前記第１ビームの偏向面が形成された第１偏向子、及び、表面に前記第２ビームの偏向面が形成された第２偏向子と、駆動子と、前記駆動子に駆動力を与えて駆動させる駆動手段と、を有し、前記第１偏向子、前記駆動子、及び、前記第２偏向子がこの順で並んでねじりバネによって直列に連結されると共に、前記駆動手段が前記駆動子を駆動させることで、前記第１偏向子及び前記第２偏向子が前記ねじりバネを軸として揺動可能であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の画像形成装置にあっては、上記に記載の光学走査装置と、前記第１、第２ビームにそれぞれ対応する複数の感光体と、前記複数の感光体に形成された画像をシート材上に転写するための転写手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、コンパクトな構成で製造コストを低減しつつも、複数のビームを精度
よく偏向走査することが可能な光学走査装置及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３２】
［第１の実施の形態］
図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る光学走査装置及びそれを備える画像形成装置について説明する。
【００３３】
（画像形成装置の全体構成）
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図６に本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。
【００３４】
画像形成を行う際は、画像情報に基づいて各々光変調されたビームＬｃ、Ｌｍ、Ｌｙ、Ｌｋが光学箱３１から射出され、各々対応する感光ドラム（感光体）３２ｃ、３２ｍ、３２ｙ、３２ｋの表面上に照射される。
【００３５】
各々の感光ドラムの表面は、一次帯電器３３ｃ、３３ｍ、３３ｙ、３３ｋによって予め一様に帯電されており、ビームＬｃ、Ｌｍ、Ｌｙ、Ｌｋが照射されることで、各々の感光ドラムの表面に静電潜像が形成される。
【００３６】
感光ドラム３２ｃ、３２ｍ、３２ｙ、３２ｋの表面に形成された静電潜像に対して、現像器３４ｃ、３４ｍ、３４ｙ、３４ｋからシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナーが供給され、静電潜像はトナー像として可視像化される。
【００３７】
そしてトナー像は、感光ドラム３２の回転とともに転写ベルト３９上の位置まで搬送される。転写ベルト３９（転写手段）は、シート材３６を搬送し、各々の感光ドラム３２の表面に形成されたトナー像が転写ベルト３９上の位置に搬送されるタイミングに合わせて、感光ドラム３２と転写ベルト３９のニップにシート材３６を搬送する。
【００３８】
その結果、シート材３６上には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー像が順に重ね合わされて転写され、シート材上に所望のカラー画像が形成される。なお、転写ベルト３９を駆動する駆動ローラ４０は、転写ベルト３９の送りを精度よく行うために、回転ムラの小さな駆動モータ（不図示）に接続される。
【００３９】
シート材３６上に形成されたカラー画像は、定着器３７によって熱定着された後、排出ローラ３８によって搬送されて画像形成装置の外部に出力される。
【００４０】
（光学走査装置の全体構成）
図５を参照して、本実施の形態に係る光学走査装置の全体構成について説明を行う。図５は、本実施の形態に係る光学走査装置の全体構成を示す斜視図である。
【００４１】
図５に示すように本実施の形態に係る光学走査装置は、ビームを射出する複数の半導体レーザ４１ｃ、４１ｍ、４１ｙ、４１ｋと、射出されたビームを偏向走査する光偏向ユニット１を備える。また、偏向走査されたビームを透過するｆθレンズ４４ｃｍ、４４ｙｋと、ビームを反射する第１〜第３反射ミラーを備える。なお、ｆθレンズ、第１〜第３反
射ミラーは、感光ドラムの表面にビームを結像する結像部材として設けられるものである。そして、これらの結像部材と光偏向ユニット１は、不図示の光学箱に一体に収容される。
【００４２】
上記構成によって、各々のビームに対応して設けられる感光ドラム３２ｃ、３２ｍ、３２ｙ、３２ｋの表面にビームを結像する際は、まず、画像情報に基づいて半導体レーザ（光源）４１ｃ、４１ｍ、４１ｙ、４１ｋからビームが射出される。
【００４３】
射出された計４本のビームは、光偏向ユニット１によって２本ずつ互いに異なる方向へ偏向走査される。偏向走査されたビームはそれぞれｆθレンズ４４ｃｍ、４４ｙｋを透過する。
【００４４】
例えば、ｆθレンズ４４ｃｍを透過した２本のビームのうち、半導体レーザ４１ｃから射出されたビームは、第１反射ミラー４５ｃで反射され、ビームＬｃして感光ドラム３２ｃ上に結像する。
【００４５】
一方で、半導体レーザ４１ｍから射出されたビームは、第２反射ミラー４６ｍ、第３反射ミラー４７ｍで順次反射され、ビームＬｍとなって感光ドラム３２ｍ上に結像する。
【００４６】
同様に、ｆθレンズ４４ｙｋを透過した２本のビームのうち、半導体レーザ４１ｋから射出されたビームは、第１反射ミラー４５ｋで反射され、ビームＬｋして感光ドラム３２ｋ上に結像する。
【００４７】
また、半導体レーザ４１ｙから射出されたビームは、第２反射ミラー４６ｙ、第３反射ミラー４７ｙで順次反射され、ビームＬｙとして感光ドラム３２ｙ上に結像する。
【００４８】
これら４本のビームが、半導体レーザ４１から射出されてから感光ドラム３２上に結像するまでのプロセスについてさらに詳細に説明する。
【００４９】
半導体レーザ４１ｃ、４１ｍ、４１ｙ、４１ｋから射出されたビームは、コリメータレンズ４２ｃ、４２ｍ、４２ｙ、４２ｋによって平行光（コリメート光）化される。これらコリメート光は、シリンドリカルレンズ４３ｃ、４３ｍ、４３ｙ、４３ｋを透過して、光偏向ユニット１へ入射する。
【００５０】
光偏向ユニット１の構成は後述するが、本実施の形態における光偏向ユニット１は、中空形状のプレート部材２に、３つの可動子がねじりバネを介して揺動可能に設けられ、そのうち２つの可動子が、偏向子としてビームを偏向する役割を担うように構成される。以下、ビームを偏向する可動子を偏向子と称して説明を行う。
【００５１】
光偏向ユニット１に設けられる偏向子にビームが入射すると、偏向子上の偏向面では、入射したビームが副走査方向に圧縮されて結像し、線像となる。なお、本実施の形態においては、偏向子の表裏の両面に偏向面が形成される構成である。
【００５２】
また、これらの偏向子の表裏の偏向面と、各々の偏向面に対応する感光ドラム３２ｃ、３２ｍ、３２ｙ、３２ｋの表面上は、副走査方向では互いに共役関係となるように構成されている。よって、偏向面の倒れ誤差に起因する感光ドラム３２の表面上での副走査方向ビーム位置ズレ、所謂面倒れを低減することが可能である。
【００５３】
また、半導体レーザ４１から射出される４本のビームは、各々対応する感光ドラム３２ｃ、３２ｍ、３２ｙ、３２ｋ上に、最適に絞り込こまれたビームとして走査されるように
、ｆθレンズ４４ｃｍ、４４ｙｋにより調整される。
【００５４】
さらに、本実施の形態では、一方の偏向子で偏向されるビームをＢＤセンサ４８ｍ、４８ｙにより光検知可能な構成とした。この構成によれば、ＢＤセンサ４８ｍ、４８ｙからの出力信号を基準に走査回毎の書き込み信号を同期させ、ビームの書き込み位置ずれを防止することが可能になる。
【００５５】
なお、ＢＤセンサ４８ｍ、４８ｙは光学走査装置の両端に備えられており、ビームの入射タイミングを利用して、偏向子の走査振幅や走査周期等を制御するために用いられている。
【００５６】
（光偏向ユニットの構成）
図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る光学走査装置に備えられる光偏向ユニット１の構成、及びその作用について説明を行う。
【００５７】
図３は、光偏向ユニット１の全体構成を示す斜視図である。図３（ａ）は、表側から見た様子であり、図３（ｂ）は、裏側から見た様子を示すものである。また、図４は、光偏向ユニット１の分解斜視図である。図４（ａ）は、表側から見た様子であり、図４（ｂ）は、裏側から見た様子を示すものである。
【００５８】
図３、図４に示すように、３つの可動子を揺動可能に連結するねじりバネの端部は、ねじりバネを取り囲むプレート部材２の内周側に保持される。さらに、プレート部材２と、可動子を駆動するアクチュエータ９（駆動手段）は、ホルダ８（保持部材）に一体に保持される。
【００５９】
これらを具備した光偏向ユニット１は、ビス穴１２を介して光学箱３１（図６）にビス固定される。また、図３に示すように、背面側から照射されるビームＬ２ｕ、Ｌ２ｄは、ホルダ８に設けられた開口部１３ｕ、１３ｄを介してプレート部材２に入射し、偏向走査される。
【００６０】
また、図４に示すように、光偏向ユニット１のアクチュエータ９には、鉄心（コア）１０に巻線（コイル）１１を周回させたものが用いられる。アクチュエータ９は、ホルダ８に設けられた凹部１４に挿入され、鉄心（コア）１０の後端をホルダ８の挿入口１５に圧入することでホルダ８に強固に固定されている。このようにしてアクチュエータ９を組み付けた後、プレート部材２が表側から組み付けられる。
【００６１】
また、プレート部材２に設けられる可動子のうちの１つは、巻線（コイル）１１に通電すること駆動される。プレート部材２の構成については後述するが、プレート部材２には、ねじりバネによって直列に連結される可動子のうちの１つに、永久磁石７が設けられ、この可動子が、ねじりバネの揺動軸Ｏ周りに他の可動子を揺動させる駆動子として用いられる。以下、アクチュエータ９から駆動力を受け、他の可動子をねじりバネの揺動軸周りに揺動させる可動子を、駆動子と称して説明する。
【００６２】
巻線（コイル）１１が通電されると、巻線（コイル）１１と永久磁石（マグネット）７との間にローレンツ力が生じて駆動子を揺動させるトルクが働き、それに伴い、ねじりバネに直列に連結する偏向子が揺動する。
【００６３】
また、巻線（コイル）１１が通電される電流を変調させることにより、駆動子及び偏向子を、ねじりバネの揺動軸周りに共振振動させることが可能になる。これにより、２つの偏向子が、光偏向ユニット１に入射されるビームを偏向走査することが可能になる。
【００６４】
また、２つの偏向子の間に駆動子を配置することで、２つの偏向子はアクチュエータ９のサイズ以上に離間された距離に配置されており、アクチュエータ９が、偏向子によって偏向されたビームを遮光する可能性は低い。
【００６５】
次に、図１を参照して、１つの駆動子と２つの偏向子を備えるプレート部材２の構成について説明する。図１は、本実施の形態におけるプレート部材の全体構成を示す斜視図である。
【００６６】
プレート部材２は、Ｓｉ単結晶のウェハをエッチング加工して製作される。上記でも説明したように、プレート部材２には偏向子３ｕ、３ｄと駆動子４が備えられ、これらが、ねじりバネ６ｕ、５ｕ、５ｄ、６ｄによって直列に連結される。
【００６７】
また、駆動子４には、棒状の永久磁石（マグネット）７が一体に固定され、偏向子３ｕ、３ｄには、表裏の両面にアルミ等が蒸着される。ここで、３ｕを第１の偏向子、３ｄを第２の偏向子と称して説明を行う。
【００６８】
アルミ等が蒸着された表面は、ビームを反射するのに好適な偏向面となる。図１に示すように、ビームＬ１ｕ、Ｌ２ｕは第１の偏向子３ｕで偏向され、ビームＬ１ｄ、Ｌ２ｄは第２の偏向子３ｄで偏向される。
【００６９】
そして、第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄは、駆動子４がアクチュエータ９から駆動力を受けることで、揺動軸Ｏ周りに、ねじりバネ６ｕ、５ｕ、５ｄ、６ｄによってねじり振動してビームを偏向走査する。
【００７０】
図２を参照して、本実施の形態における第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄの挙動について説明する。図２は、縦軸を偏向子の振幅角度θ、横軸を時間ｔとした場合の、可動子（偏向子）３ｕ、３ｄの挙動の経時変化を示すものである。
【００７１】
光偏向ユニット１は、プレート部材２が有する複数の固有振動数（基本周波数ωと、基本周波数の２倍の周波数２ω）を重ね合わせた振動数で駆動される。すなわち、ビームの偏向に用いられる２つの可動子の挙動は以下の式で表される。なお、図２ではφ＝０、Ａ３＝０としている。
【００７２】
θ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎ（ωｔ）＋Ａ２ｓｉｎ（２ωｔ＋φ）＋Ａ３
Ａ１：基本周波数（基本波）における振幅
Ａ２：基本周波数の２倍の周波数（倍波）における振幅
ω：基本周波数
φ：基本波と倍波の位相差
Ａ３：静的な角度誤差、例えば第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄ、駆動子４が静止状態の時の姿勢の、設計値からの誤差分
【００７３】
上式によれば、第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄ、駆動子４の挙動が、基本周波数で同位相で振れるモードと、基本周波数の２倍の周波数での逆位相で振れるモードと、を重ね合わせることで得られることを示している。
【００７４】
また、各パラメータを適切に設定することにより、１周期内のある特定の範囲において、θ（ｔ)≒ｋｔ＋α（Ｋ、α：定数）、と近似することが可能である。
【００７５】
この範囲では、略等角速度（ｄθ／ｄｔ＝ｋ）で第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄ
が揺動することになり、図１におけるビームＬ１ｕ、Ｌ１ｄ、Ｌ２ｕ、Ｌ２ｄはそれぞれある時間範囲で略等角速度で偏向走査されることになる。
【００７６】
また、プレート部材２は、揺動軸Ｏ方向に対し対称な形状となっており、駆動子４の中央が対称軸となった構成となっている。これにより上下の第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄは揺動軸Ｏ周りに同じ挙動を示す。
【００７７】
以上より、本実施の形態に係る光学走査装置は、偏向子を２枚有し、これらが駆動子４を挟んで揺動軸Ｏ方向に離間して配置されているので、ミラー面サイズを大きくしなくても揺動軸Ｏ方向に各ビームの反射点をずらして配置することが可能になる。
【００７８】
これにより、入射系ピッチを広げて配置することが可能になりながら、ミラーサイズ、すなわち偏向子の大きさを必要以上に大きくする必要がない。よって、ねじりバネも必要最小限の長さですみ、光学走査装置全体が揺動軸Ｏ方向に必要以上厚くることを抑制することが出来る。
【００７９】
また、入射系を副走査方向に傾ければ、さらに各入射系間のピッチを離して配置することができるので、プレート部材２のサイズをより小さくすることができる。この時、入射系の副走査方向の傾け角は、必要最小限にとどめることが可能になり、結像性能への影響最小にとどめることができる。
【００８０】
また、プレート部材２は１枚のウェハから製作されるので、複数の可動子３ｕ、４、３ｄ、複数のねじりバネ６ｕ、５ｕ、５ｄ、６ｄのそれぞれの間で、同じ半導体プロセスを実行することになり、ウェハばらつきやプロセスばらつきによる形状誤差等が少ない。
【００８１】
また、プレート部材２は揺動軸Ｏ方向に対称な形状となっており、第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄが同じ挙動をするので、走査されるビームの挙動を揃えることが可能である。その結果、画像形成装置における印刷画質も各ビームで揃えることが可能になる。
【００８２】
また、第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄは、その振動周期の一部で等角速度駆動になるので、その部分を用いて光書き込みを行うと、従来の回転多面鏡を用いて走査偏向する光学走査装置と略同じ光学系を用いることができる。
【００８３】
また、正弦波駆動の場合には、走査レンズ４４はｆ・ａｒｃｓｉｎθレンズ等を用いて等速化する必要があるが、完全に等速にすると画像の両端で主走査方向スポットが肥大するといった問題が生じる。その対策として、等速性を画像クロックで補う等の構成が必要になるが、本実施の形態のように等角速度駆動の場合には、それらを考慮してなくて済む。
【００８４】
さらに、第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄは、アクチュエータ９のサイズ以上に離間しているので、アクチュエータ９がビームを遮る可能性は低い。また、ビームが走査される部位にホルダ８は開口を有するので、ホルダ８による遮光やビームのケラレも回避できる。
【００８５】
従って、本実施の形態によれば、コンパクトな構成で製造コストを低減しつつも、複数のビームを精度よく偏向走査することが可能な光学走査装置及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。
【００８６】
［第２の実施の形態］
図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る光学走査装置及びそれを備える画像
形成装置について説明する。図７は、本実施の形態に係るプレート部材の全体構成を示す斜視図である。なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態と比較して、プレート部材２の構成が異なるものである。その他の構成は、第１の実施の形態と何ら異なるものではないので、ここでは説明を省略する。
【００８７】
図７に示すように、本実施の形態におけるプレート部材２は、第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄ、駆動子４のそれぞれの間に、別な可動子（ダミー）１６ｕ、１６ｄを介在させる点にある。なお、可動子１６ｕ、１６ｄは、ビームの偏向を行わず、かつアクチュエータ９から駆動力を受けることもない。また、これらの可動子１６ｕ、１６ｄも、第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄ、駆動子４と同様にねじりバネ１７ｕ、５ｕ、５ｄ、１７ｕに直列に連結されている。
【００８８】
第１の実施の形態では、偏向子を２つ、駆動子を１つ設ける場合について説明したが、さらに、少なくとも１つ以上の可動子を加える構成であっても、上記で説明した効果と同様の効果を得ることが可能である。
【００８９】
このように、ダミーの可動子を少なくとも１つ加えることで、偏向子を、さらに異なる複数の固有振動数の重ね合わせによって揺動させることが可能になり、より等角速度性の増した駆動やレンズ特性の補正が可能な駆動等、付加価値の高い駆動特性を期待できる。
【００９０】
［第３の実施の形態］
図８を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る光学走査装置及びそれを備える画像形成装置について説明する。図８は、本実施の形態に係るプレート部材の全体構成を示す斜視図である。なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態と比較して、プレート部材２の構成が異なるものである。その他の構成は、第１の実施の形態と何ら異なるものではないので、ここでは説明を省略する。
【００９１】
図８に示すように、本実施の形態におけるプレート部材２は、第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄ、駆動子４を片支持とする点が特徴である。また、上記第１の実施の形態におけるプレート部材２の構成と異なり、第１の偏向子３ｕが、ねじりバネ５ｕ１つで連結されている。
【００９２】
第１の実施の形態では、各偏向子、駆動子がねじりバネによってプレート部材２の両端に連結される両支持構成とした。しかし、例えば第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄいずれか１つが、ねじりバネでプレート部材２に連結された片支持の構成であっても、上記第１の実施の形態で説明した効果と同様の効果を得ることが可能である。
【００９３】
［第４の実施の形態］
図９を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る光学走査装置及びそれを備える画像形成装置について説明する。図９は、本実施の形態に係るプレート部材の全体構成を示す斜視図である。なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態と比較して、プレート部材２の構成が異なるものである。その他の構成は、第１の実施の形態と何ら異なるものではないので、ここでは説明を省略する。
【００９４】
図９に示すように、本実施の形態におけるプレート部材２は、第２の偏向子３ｄと駆動子４とが、ねじりバネを介さずに一体に設けられ、１つの可動子として構成されることが特徴である。この構成であっても、第１の偏向子３ｕ、偏向子第２の偏向子３ｄは、揺動軸Ｏ周りに揺動することは可能である。
【００９５】
この構成によれば、用いられるねじりバネの数を２本にすることが出来る。このように
、ねじりバネの数が２本であっても、上記第１の実施の形態で説明した効果と同様の効果を得ることが可能である。
【００９６】
本実施の形態のように、プレート部材２に設けられる可動子は２つであってもよい。これら２つの可動子の振幅が揃わない場合には、それぞれ光路長が異なってしまうことが考えられる。しかし、感光ドラム３２ｃ、３２ｍ、３２ｙ、３２ｋのうち、３２ｃと３２ｋ、３２ｍと３２ｙ、では同じ光路長をキープできるので、プレート部材２に対する光学走査系の配置は変更する必要がない。
【００９７】
そこで、走査レンズ４４ｃｍ、４４ｙｋは上下の第１の偏向子３ｕ、第２の偏向子３ｄの各々で別体とし、別々な形状として、光路長は反射ミラー等で揃えるようにすればよい。
【００９８】
［第５の実施の形態］
図１０、図１１を参照して、本発明の第５の実施の形態に係る光学走査装置及びそれを備える画像形成装置について説明する。図１０は、本実施の形態に係るプレート部材の全体構成を示す斜視図である。また、図１１は、本実施の形態に係る光学走査装置の全体構成を示す斜視図である。なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態と比較して、プレート部材２の構成、及び光学走査装置の全体構成が異なるものである。その他の構成は、第１の実施の形態と何ら異なるものではないので、ここでは説明を省略する。
【００９９】
図１０に示すように、本実施の形態におけるプレート部材２は、７つの可動子３ｃ、３ｍ、３ｙ、３ｋ、４、１６ｕ、１６ｄを有し、そのうち可動子３ｃ、３ｍ、３ｙ、３ｋを第１〜第４の偏向子として用いることが特徴である。なお、可動子１６ｕ、１６ｄは偏向面を備えていないダミー可動子である。
【０１００】
また、これらの偏向子を共振駆動させるものとして駆動子４が設けられ、不図示のアクチュエータ９と対になって、第１〜第４の偏向子３ｃ、３ｍ、３ｙ、３ｋ、ダミーの可動子１６ｕ、１６ｄを共振駆動させる。
【０１０１】
この構成によると、第１〜第４の偏向子３ｃ、３ｍ、３ｙ、３ｋによって、ビームは二点鎖線Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｙ、Ｌｋで示すように偏向走査される。
【０１０２】
また、図１１に示すように、上記プレート部材２は光偏向ユニット１に備えられる。さらに、本実施の形態に係る光学走査装置は、半導体レーザ４１ｃ、４１ｍ、４１ｙ、４１ｋから射出されるビームを、プレート部材２の片側面だけに入射する。その後、１枚の走査レンズ４４を透過した後、各々に対応した感光ドラム３２ｃ、３２ｍ、３２ｙ、３２ｋに導光する構成である。
【０１０３】
このような構成であっても、上記第１の実施の形態で説明した効果と同様の効果を得ることが可能である。
【０１０４】
さらに、本実施の形態に係る光学走査装置によれば、プレート部材２の片面だけを用いているので、表裏の差が偏向性能に影響することがない。例えば、偏向子３ｃ、３ｍ、３ｙ、３ｋの偏向面には、非常に高精度な平面性を求められる。しかし、半導体プロセス上、ウェハには反り等の変形が発生しやすく、この変形によって感光ドラム３２ｃ、３２ｍ、３２ｙ、３２ｋ上ではスポット形状が崩れたりするなどの画像不良が生じる恐れがある。
【０１０５】
もし、プレート部材２の表裏の両面を用いて偏向走査を行う場合は、表面と裏面で反り
の方向が逆になってしまうので、その差分が偏向性能に影響を及ぼす可能性がある。
【０１０６】
しかし、本実施の形態におけるプレート部材２は、片面のみを用いて偏向走査を行うだけなので、反りの方向が揃うことになる。よって、走査レンズ４４で補正する等で対応することができる。
【０１０７】
このように第１〜第４の偏向子３ｃ、３ｍ、３ｙ、３ｋの反りの方向が揃うことによって、結像性能が各色ともに揃い、ひいては印刷画質が向上する効果を期待することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態のように、ダミーの可動子を少なくとも１つ加えることで、偏向子を、さらに異なる複数の固有振動数の重ね合わせによって揺動させることが可能になる。よって、より等角速度性の増した駆動やレンズ特性の補正が可能な駆動等、付加価値の高い駆動特性を期待できる。
【０１０９】
また、第１〜第４の偏向子３ｃ、３ｍ、３ｙ、３ｋの間にダミーの可動子１６ｕ、１６ｄを配置することで、偏向子どうしの間隔が広がり、入射系ピッチを大きくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】第１の実施の形態におけるプレート部材の全体構成を示す斜視図
【図２】第１の実施の形態における可動子の挙動を示す図
【図３】第１の実施の形態における光偏向ユニットの全体構成を示す斜視図
【図４】第１の実施の形態における光偏向ユニットの分解斜視図
【図５】第１の実施の形態に係る光学走査装置の全体構成を示す斜視図
【図６】第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略構成図
【図７】第２の実施の形態におけるプレート部材の全体構成を示す斜視図
【図８】第３の実施の形態におけるプレート部材の全体構成を示す斜視図
【図９】第４の実施の形態におけるプレート部材の全体構成を示す斜視図
【図１０】第５の実施の形態におけるプレート部材の全体構成を示す斜視図
【図１１】第５の実施の形態に係る光学走査装置の全体構成を示す斜視図
【符号の説明】
【０１１１】
１  光偏向ユニット
３ｕ  第１の偏向子
３ｄ  第２の偏向子
４    駆動子
５ｕ  ねじりバネ
５ｄ  ねじりバネ
６ｕ  ねじりバネ
６ｄ  ねじりバネ
７    永久磁石
３２  感光ドラム
４１  半導体レーザ
Ｌ１ｕビーム
Ｏ    揺動軸
【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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