JPH04342221A - 曲面ガルバノミラ−スキャナ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は曲面ガルバノミラ−スキ
ャナに係わり、特にレ−ザビ−ムを用いて感光体上に潜
像を形成する電子写真記録装置の曲面ガルバノミラ−ス
キャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体をレ−ザビ−ムで走査すると共に
、走査中にレ−ザビ−ムの発光をオン・オフして感光体
（像担持体）表面に静電潜像を形成し、しかる後トナ−
像の形成、転写により用紙に記録する電子写真記録装置
があり、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の像形成装
置に応用されている。

【０００３】従来の電子写真記録装置における露光装置
においては、半導体レ−ザ等から出射されたレ−ザビ−
ム（発散ビ−ムである）のビ−ム径をコリメ−トレンズ
等を介して絞ると共に、平行光に変換し、しかる後、露
光装置内に設けた回転又は揺動するミラ−（多面体又は
一面体）に照射してレ−ザビ−ムを偏向し、偏向後レ−
ザビ−ムの走査速度をｆθレンズ又は、ａｒｃｓｉｎθ
レンズ等で補正すると共に、感光体上に集光するように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
露光装置は、感光体上をレ−ザビ−ムで走査するために
各種補正レンズを必要とし、露光装置の小型化、コスト
の低減を阻む要因となっている。

【０００５】このため、ガルバノ方式の露光装置では、
ミラ−部に曲面ミラ−を用いてレ−ザビ−ムの偏向機能
と、集光機能等を持たせ、これによりｆθレンズ等を省
略して走査部の簡略化を図ったものが提案されている。 しかし、かかる露光装置では、揺動軸上に光源が無いた
め、感光体表面上の像面湾曲が大きくなり、これを補正
するためには光源もミラ−と一体的に揺動させる必要が
あり、装置が大掛かりとなる問題があった。

【０００６】又、従来の露光装置は、ミラ−を回転又は
揺動するためにモ−タやムビングコイル等を用いている
ため、ミラ−駆動部が大型化し、高い周波数で揺動でき
ないという問題がある。

【０００７】以上から本発明の目的は、露光装置を小型
にでき、しかも光源を揺動軸上に固定することができる
曲面ガルバノミラ−スキャナを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。１１は像担持体である感光体、１２はレ−ザビ−
ムを発生する光源、１３はレ−ザビ−ムで感光体を走査
するレ−ザビ−ム走査部、１４は圧電素子駆動回路であ
る。レ−ザビ−ム走査部１３において、１３ａはレ−ザ
光を偏向すると共に、感光体上に集光する曲面ミラ−、
１３ｂは曲面ミラ−の焦点を通る軸ＡＸを中心にして該
曲面ミラ−を回転又は揺動させる曲面ミラ−駆動部、１
３ｃは圧電素子、１３ｄは圧電素子の振動を曲面ミラ−
に伝達する弾性体である。

【０００９】

【作用】レ−ザビ−ム走査部１３を、曲面ミラ−１３ａ
と、曲面ミラ−１３ａの焦点を通る軸ＡＸを中心にして
該曲面ミラ−を回転又は揺動させる曲面ミラ−駆動部１
３ｂで構成すると共に、曲面ミラ−駆動部１３ｂを圧電
素子１３ｃと、該圧電素子の振動を曲面ミラ−に伝達す
る弾性体１３ｄで構成し、圧電素子駆動回路１４により
圧電素子１３ｃを振動し、弾性体１３ｄの共振を利用し
て該振動を増幅して曲面ミラ−１３ａを振動させて、軸
ＡＸ方向から入射するレ−ザビ−ムを曲面ミラ−１３ａ
により偏向して感光体１１を走査する。

【００１０】このように、曲面ミラ−駆動部を圧電素子
と該圧電素子の振動を曲面ミラ−に伝達する弾性体で構
成するようにしたから、モ−タ等を用いる場合に比べて
曲面ミラ−駆動部の小型化が可能となり、コストの低減
が可能となる。又、曲面ミラ−を用いているからｆθレ
ンズが不要となり、ますます小型、コスト低減の効果を
上げることができる。更に、曲面ミラ−を含む振動系に
よって規定される共振周波数とレ−ザビ−ムによる感光
体の走査周期、すなわち走査周波数とを一致させること
により、走査を安定に行え、良好な記録が可能となる。 更に、共振を利用したことにより走査周波数を非常に高
くすることが可能となった。（従来の約１０倍）尚、周
波数一致制御も、圧電素子駆動信号の周波数を曲面ミラ
−を含む振動系によって規定される共振周波数に一致さ
せることにより容易に達成できる。

【００１１】

【実施例】全体の構成 図２は本発明の実施例構成図であり、図１と同一部分に
は同一符号を付している。図中、１１は像担持体である
感光体（感光ドラム）、１２はレ−ザビ−ムを発生する
光源、１３はレ−ザビ−ムで感光体を走査するレ−ザビ
−ム走査部、１４は圧電素子駆動回路である。

【００１２】光源１２はレ−ザビ−ムを発生する半導体
レ−ザと、半導体レ−ザから発生するレ−ザビ−ムのビ
−ム径を絞り、かつ平行光にするコリメ−トレンズ等の
光学系により構成されている。

【００１３】レ−ザビ−ム走査部１３は、レ−ザ光を偏
向すると共に、感光体上に集光する曲面ミラ−（例えば
球面ミラ−）１３ａと曲面ミラ−の焦点を通る軸ＡＸを
中心にして該曲面ミラ−を揺動させる（回転させても良
い）曲面ミラ−駆動部１３ｂを有している。尚、光源１
２は軸ＡＸ上に固定されている。

【００１４】曲面ミラ−駆動部 曲面ミラ−駆動部１３ｂは、図３に示すように、圧電素
子１３ｃと該圧電素子の振動を共振を利用して増幅し、
シャフト１３ｅを介して曲面ミラ−１３ａに伝達する弾
性体（振動伝達機構）１３ｄで構成されている。たとえ
ば、図４に示すように、片持梁の弾性体（アルミニウム
や鋼など）１３ｄの両面に圧電素子１３ｃ−１，１３ｃ
−２を貼り付け、更に必要に応じて弾性体１３ｄの振動
を増幅して曲面ミラ−に伝達する機構（図示せず）によ
り構成されている。

【００１５】尚、曲面ミラ−１３ａを含む振動系（図３
）によって規定される共振周波数と感光体の走査周期、
すなわち走査周波数とが一致するように振動系の各部の
形状や、重量等が決定されている。例えば、共振周波数
を算出できる振動解析ソフトが組み込まれたパソコンに
、振動系を構成する各部の形状、材質（重量）、組付け
位置データ等を入力すれば、これらデータより自動的に
共振周波数が算出されて表示される。従って、該ディス
プレイ画面を見ながら対話的に曲面ミラ−１３ａの裏に
肉盛りをしたり、削ることにより共振周波数を調整して
走査周波数に一致させることができ、この時の形状や重
量を共振周波数と走査周波数が一致する振動系各部の形
状や重量とする。又、共振周波数測定装置により共振周
波数を測定しながら各部の形状や重量を決定することも
できる。

【００１６】圧電素子駆動回路 図４の構造（バイモルフ構造）において、弾性体１３ｄ
と各圧電素子１３ｃ−１，１３ｃ−２間に図示の極性で
直流電圧Ｖを印加すると共に、前記共振周波数に一致す
る交流電圧ｅを印加すると、その正負に応じて図示変位
ｘの２倍の振幅２・ｘで弾性体１３ｄが共振周波数で振
動する。したがって、この振動を曲面ミラ−１３ａに伝
達すれば、曲面ミラ−１３ａは走査周期と一致した周期
で振動し、光源１２からのレ−ザビ−ムを偏向して感光
体１１上を走査させることができる。

【００１７】全体の動作 圧電素子駆動回路１４より、振動系の共振周波数と一致
する周波数の交流電圧を発生し、該交流電圧で圧電素子
１３ｃ−１，１３ｃ−２を駆動し、弾性体１３ｄを振動
する。弾性体１３ｄの振動は振動系の共振により増幅さ
れて曲面ミラ−１３ａに伝達され、該曲面ミラ−を振動
させる。曲面ミラ−１３ａの振動により、軸ＡＸ上に固
定された光源１２から入射するレ−ザビ−ムが偏向され
て感光体１１を走査し、走査周期（走査周波数）は振動
系の共振周波数に一致する。

【００１８】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々
の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するもので
はない。

【００１９】

【発明の効果】以上本発明によれば、曲面ミラ−駆動部
を圧電素子と、該圧電素子の振動を共振により曲面ミラ
−に伝達する弾性体とで構成するようにしたから、モ−
タ等を用いる場合に比べて曲面ミラ−駆動部の小型化が
可能となり、コストの低減が可能となった。

【００２０】又、本発明によれば、ミラ−を曲面ミラ−
（例えば球面ミラ−）にして揺動軸上に光源を固定する
ようにしたから、像面湾曲を小さく、又ビ−ム径の変化
を押さえることができ、更にはｆθレンズを不要にでき
、ますます小型化が可能となる。

【００２１】更に本発明によれば、曲面ミラ−を含む振
動系によって規定される共振周波数とレ−ザビ−ムによ
る感光体の走査周期、すなわち走査周波数とを一致させ
ることにより、走査を安定に行え、良好な記録が可能と
なり、しかも周波数の一致制御も、圧電素子駆動信号の
周波数を曲面ミラ−を含む振動系によって規定される共
振周波数に一致させることにより容易に達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の実施例構成図である。

【図３】曲面ミラ−駆動部の説明図である。

【図４】圧電素子振動制御の説明図である。

【符号の説明】

１１・・感光体 １２・・光源 １３・・レ−ザビ−ム走査部 １３ａ・・曲面ミラ− １３ｂ・・曲面ミラ−駆動部 １３ｃ・・圧電素子 １３ｄ・・弾性体 １４・・圧電素子駆動回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　感光体をレ−ザビ−ムで走査すると共
   に、走査中にレ−ザビ−ムの発光をオン・オフして感光
   体表面に静電潜像を形成する電子写真記録装置の曲面ガ
   ルバノミラ−スキャナにおいて、レ−ザビ−ム走査部は
   、曲面ミラ−と、曲面ミラ−の焦点を通る軸またはその
   近傍を中心にして該曲面ミラ−を回転又は揺動させる曲
   面ミラ−駆動部を有し、前記軸方向から入射するレ−ザ
   ビ−ムを曲面ミラ−により偏向して感光体を走査し、曲
   面ミラ−駆動部は、圧電素子と、該圧電素子の振動を共
   振により曲面ミラ−に伝達する弾性体を有することを特
   徴とする曲面ガルバノミラ−スキャナ。
2. 【請求項２】　　前記走査の周期の逆数である走査周波
   数と曲面ミラ−を含む振動系によって規定される共振周
   波数とをほぼ一致させることを特徴とする請求項１記載
   の曲面ガルバノミラ−スキャナ。
3. 【請求項３】　　圧電素子駆動信号の周波数を曲面ミラ
   −を含む振動系によって規定される共振周波数にほぼ一
   致させることを特徴とする請求項２記載の曲面ガルバノ
   ミラ−スキャナ。