光走査装置及びこれを備えた画像形成装置
【課題】部品点数の増加やコストアップを招くことなく、ＭＥＭＳミラー近傍の温度を求めて高い走査性能を得ることができる光走査装置を提供すること。
【解決手段】光ビームを出射するレーザーダイオード（ＬＤ）２５と、オートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えるＬＤドライバと、前記レーザーダイオード２５から発せられる光ビームを偏向するＭＥＭＳミラー２６と、該ＭＥＭＳミラー２６によって偏向された光ビームを走査面上に結像させる走査レンズ２９，３０を備えた光走査装置１３において、ＬＤドライバによって前記レーザーダイオード２５に対する閾値電流を求め、求められた閾値電流に基づいて前記ＭＥＭＳミラー２６の駆動制御を行う。
【解決手段】光ビームを出射するレーザーダイオード（ＬＤ）２５と、オートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えるＬＤドライバと、前記レーザーダイオード２５から発せられる光ビームを偏向するＭＥＭＳミラー２６と、該ＭＥＭＳミラー２６によって偏向された光ビームを走査面上に結像させる走査レンズ２９，３０を備えた光走査装置１３において、ＬＤドライバによって前記レーザーダイオード２５に対する閾値電流を求め、求められた閾値電流に基づいて前記ＭＥＭＳミラー２６の駆動制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏向手段としてＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置とこれを備えた複写機やプリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された像担持体が光走査装置によって光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像は、現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって用紙上に転写された後に定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、トナー像が定着された用紙が装置外へ排出されることによって一連の画像形成動作が終了する。
【０００３】
ところで、従来、光走査装置には、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専ら用いられているが、より高解像度の画像や高速プリントを達成するためには、これらのポリゴンミラーやガルバノミラーを更に高速で回転させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、ポリゴンミラーやガルバノミラーを高速で回転させると軸受の耐久性や風損による発熱や騒音の問題が発生し、高速走査には限界がある。
【０００５】
そこで、近年、シリコンマイクロマシニング（ＭＥＭＳ）技術を利用した偏向器の開発が進められており、例えばマイクロミラー（以下、「ＭＥＭＳミラー」と称する）とこれを軸支する捩り梁をＳｉ基板に一体に形成し、ＭＥＭＳミラー側の可動電極と固定側の固定電極との間に交流電圧を印加し、両電極間に発生する静電引力によって捩り梁を捩りながらＭＥＭＳミラーを共振させ、このＭＥＭＳミラーの共振を利用してこれを往復振動させる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記方式によれば、共振を利用してＭＥＭＳミラーを往復振動（正弦振動）させるために高速動作が可能であり、騒音と消費電力を低く抑えることができるという利点が得られる。
【０００７】
ところで、従来のポリゴンミラーは等角速度で回転運動するのに対して、ＭＥＭＳミラーは共振による正弦揺動運動を行うため、偏向走査を等加速度で行うことができない。即ち、ＭＥＭＳミラーによって偏向走査される光ビームは、次式で表わされる偏向角特性を有する。
【０００８】
θ＝Θｓｉｎ（ωｔ） …（１）
ここに、θ：偏向角
Θ：最大偏向角
ω：角周波数
ｔ：時間
而して、ＭＥＭＳミラーの正弦振動においては、温度によって最大偏向角や共振周波数が変化し、これらが変化すると走査性能が低下するため、何らかの補正が必要になる。
【０００９】
そこで、特許文献２には、ＭＥＭＳミラーにサーミスター等の温度検知素子を取り付け、該温度検知素子によって検出される温度に応じてＭＥＭＳミラーへの入力を制御する技術が提案されている。
【００１０】
又、前記（１）式にて表わされる制限振動を行うＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置において走査面上で光ビームを等速走査させるためには、ＭＥＭＳミラーで偏向走査された光ビームを次式で表わされるアークサイン特性を有する走査レンズによって集光させる必要がある。
【００１１】
ｙ＝ｆΘＡｒｃｓｉｎ（θ／Θ） …（２）
ここに、ｙ：走査面上のレンズ光軸からの像高
ｆ：走査レンズの焦点距離
走査レンズは（２）式にて示される特性を有しているため、ＭＥＭＳミラーの振動中心と走査レンズの光軸とを合わせなければ等速走査を行うことができない。
【００１２】
そこで、特許文献３には、走査レンズ又はＭＥＭＳミラーの何れか一方を調整することによってＭＥＭＳミラーの振動中心と走査レンズの光軸とを合わせる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平４−２１１２１８号公報
【特許文献２】特開平３−１３４６１３号公報
【特許文献３】特開平９−０８０３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献２において提案された技術においては、サーミスターやそのアンプ、信号の平滑回路等が必要となるため、コストアップや基板の大型化を招くという問題がある。
【００１５】
従って、本発明の第１の目的とする処は、部品点数の増加やコストアップを招くことなく、ＭＥＭＳミラー近傍の温度を求めて高い走査性能を得ることができる光走査装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
又、特許文献３において提案されているように、等速走査を実現するために走査レンズ又はＭＥＭＳミラーの何れか一方を調整してＭＥＭＳミラーの振動中心と走査レンズの光軸とを合わせる技術においては、ＭＥＭＳミラーを回転させる調整機構が用いられているために装置が大型化するという問題がある。更に、ＭＥＭＳミラーが回転台に取り付けられているため、該ＭＥＭＳミラーを上下左右に移動させることができない。このため、光源側で調整する必要があり、ユニット全体を用いた調整となり、調整装置が大型化して生産性が低下するという問題もある。
【００１７】
従って、本発明の第２の目的とする処は、小型で安価な調整機構を用いてＭＥＭＳミラーを高精度に位置決めして等速走査を実現することができる光走査装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光ビームを出射するレーザーダイオード（ＬＤ）と、オートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えるＬＤドライバと、前記レーザーダイオードから発せられる光ビームを偏向するＭＥＭＳミラーと、該ＭＥＭＳミラーによって偏向された光ビームを走査面上に結像させる走査レンズを備えた光走査装置において、ＬＤドライバによって前記レーザーダイオードに対する閾値電流を求め、求められた閾値電流に基づいて前記ＭＥＭＳミラーの駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＭＥＭＳミラーが一体に形成された基板上に前記レーザーダイオードを組み込んだことを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記レーザーダイオードを固定するＬＤブラケットを設け、該ＬＤブラケットに前記レーザーダイオードを固定するとともに、前記ＭＥＭＳミラーを前記ＬＤブラケットに対してそのトーションバーに平行な方向にのみ位置調整可能に取り付けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記レーザーダイオードと前記ＭＥＭＳミラーの光路中に、位置調整機構を備えた自由曲面ミラーを配置したことを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の画像形成装置は、請求項１〜４の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の発明によれば、温度上昇と共に閾値電流が上昇し、スロープ効率は低下するというレーザーダイオードの出力特性を利用し、オートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えたＬＤドライバによってスロープ効率からレーザーダイオードに対する閾値電流を求めることによってＭＥＭＳミラー近傍の温度を求め、この温度に基づいてＭＥＭＳミラーを駆動制御するようにしたため、部品点数の増加やコストアップを招くことなくＭＥＭＳミラーの温度補償を行って高い走査性能を得ることができる。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、ＭＥＭＳミラーが一体に形成された基板上にレーザーダイオードを組み込んだため、レーザーダイオードに対する閾値電流から求められる温度と実際のＭＥＭＳミラー近傍の温度が近似し、ＭＥＭＳミラー近傍の温度をより高精度に求めることができる。又、基板が１枚で済むとともに、ＭＥＭＳミラーやレーザーダイオードに接続される電気配線が短縮及び簡略化される。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、ＬＤブラケットにレーザーダイオードを固定するとともに、ＭＥＭＳミラーをＬＤブラケットに対してそのトーションバーに平行な方向にのみ位置調整可能に取り付けたため、ＬＤブラケットとこれに固定されたレーザーダイオードに対してＭＥＭＳミラーを高精度に位置決めすることができ、ＬＤブラケットと走査レンズの位置調整をすることによってＭＥＭＳミラーの振動中心と走査レンズの光軸とを合わせて等速走査を小型で安価な調整機構によって実現することができる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、レーザーダイオードから出射する光ビームを自由曲面ミラーによって反射させてＭＥＭＳミラー上に結像させることができるため、収束光学系（１次光学系）に従来必要であったコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等の複数のレンズが不要となり、部品点数を削減して光走査装置の小型化とコストダウンを図ることができる。又、自由曲面ミラーに設けられた位置調整機構によって該自由曲面ミラーのＭＥＭＳミラーに対する位置を調整することができる。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、光走査装置の走査性能が高められる結果、高質画像が安定的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る画像形成装置（カラーレーザープリンター）の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向平面図である。
【図３】図２のＡ部拡大詳細図である。
【図４】レーザーダイオードの供給電流と出力との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向平面図である。
【図６】図５のＢ部拡大詳細図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光走査装置のＭＥＭＳモジュールの正面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光走査装置のＭＥＭＳモジュールの上面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光走査装置のＭＥＭＳモジュールの背面図である。
【図１０】本発明に係る光走査装置の基板の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３０】
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンターの断面図であり、図示のカラーレーザープリンターはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。
【００３１】
上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。
【００３２】
ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モーターによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
【００３３】
更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。
【００３４】
又、前記転写ローラー５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラー８とテンションローラー９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラー８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラー１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラー９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。
【００３５】
ところで、プリンター本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。
【００３６】
又、プリンター本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方には、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋに対応して本発明に係る計４つの光走査装置（レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ））１３がそれぞれ配置され、これらの下方のプリンター本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、該給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラー１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出すフィードローラー１６とリタードローラー１７が設けられている。
【００３７】
又、プリンター本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を搬送する搬送ローラー対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラー８と二次転写ローラー１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラー対１９が設けられている。尚、搬送パスＳの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＳ’が形成されており、この搬送パスＳ’には複数の反転ローラー対２０が適当な間隔で設けられている。
【００３８】
ところで、プリンター本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＳは、プリンター本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラー対２３，２４が設けられている。
【００３９】
次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンターによる画像形成動作について説明する。
【００４０】
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、各光走査装置１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザービームを出射し、そのレーザービームを各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
【００４１】
そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラー５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラー５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。
【００４２】
上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。
【００４３】
以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。
【００４４】
そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラー８と二次転写ローラー１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラー１５とフィードローラー１６及びリタードローラー１７によって搬送パスＳへと送り出された用紙がレジストローラー対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラー１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。
【００４５】
而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラー対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。
【００４６】
［光走査装置］
次に、本発明に係る前記光走査装置１３の実施の形態について説明する。尚、４つの光走査装置１３の構成は全て同じであるため、以下、１つの光走査装置１３についてのみ説明する。
【００４７】
＜実施の形態１＞
図２は本発明の実施の形態１に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向平面図、図３は図２のＡ部拡大詳細である。
【００４８】
本実施の形態に係る光走査装置１３は、光源であるレーザーダイオード（ＬＤ）２５と偏向手段であるＭＥＭＳミラー２６を備えているが、図３に詳細に示すように、これらのレーザーダイオード２５とこれを駆動するＬＤドライバは、ＭＥＭＳミラー２６が一体に形成された基板２７上に組み込まれている。
【００４９】
そして、本実施の形態に係る光走査装置１３においては、図３に詳細に示すように、レーザーダイオード２５とＭＥＭＳミラー２６の光路中に、不図示の位置調整機構を備えた自由曲面ミラー２８が配置されている。尚、この自由曲面ミラー２８は、レーザーダイオード２５から出射する光ビームを反射させてＭＥＭＳミラー２６上に線状に結像させる機能を果たすものである。
【００５０】
又、図２に示すように、ＭＥＭＳミラー２６によって偏向される光ビームの進行方向に沿って円弧状の２つの走査レンズ２９，３０が配設されている。尚、走査レンズ２９，３０は、ＭＥＭＳミラー２６によって偏向された光ビームを走査面である感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上に等速度で集光させるためのｆθ特性を有している。
【００５１】
ここで、前記ＭＥＭＳミラー２６は、基板２７にエッチングや成膜等のマイクロマシニング技術（ＭＥＭＳ技術）を利用して一体に形成されており、これを支持する不図示のトーションバーを中心として往復振動（正弦振動）する。尚、ＭＥＭＳミラー２６の表面（反射面）にはアルミニウム膜等が成膜されてその反射率が高められている。
【００５２】
而して、図２に示す光走査装置１３において、レーザーダイオード２５が画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されると、該レーザーダイオード２５から画像データに対応して変調された光ビームが出射され、このレーザービームは、自由曲面ミラー２８によって反射してＭＥＭＳミラー２６上に線状に結像する。
【００５３】
上述のようにＭＥＭＳミラー２６上に線状に結像した光ビームは、ＭＥＭＳミラー２６が往復振動することによって主走査方向に偏向され、この偏向された光ビームは、走査レンズ２９，３０を通過することによって図１に示す各画像形成ユニット１Ｍ（１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ）の感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上に結像され、図２に示す有効走査範囲Ｒの一端を書出点Ｐ１、他端を書終点Ｐ２として感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上を主走査方向に往復走査する。すると、前述のように各感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上には各色のカラー画像信号に対応した静電潜像がそれぞれ形成される。
【００５４】
ところで、ＭＥＭＳミラー２６の正弦振動においては、温度によって最大偏向角や共振周波数が変化し、これらが変化すると走査性能が低下するため、何らかの温度補償が必要となり、そのためにはＭＥＭＳミラー２６の近傍の温度を求める必要がある。本実施の形態では、レーザーダイオード２５の出力特性と温度との関係に着目し、レーザーダイオード２５の出力特性からＭＥＭＳミラー２６の近傍の温度を求めるようにした。
【００５５】
図４にレーザーダイオードの供給電流と出力との関係を示すが、同図に示すように、レーザーダイオードの出力は供給電流が閾値を超えるまでは殆ど０であるが、供給電流が閾値を超えると供給電流に比例して出力が上昇する。この比例関係の傾きはスロープ効率と称され、通常のレーザーダイオードでは温度上昇と共に閾値電流が増加し、スロープ効率が低下する傾向を示す。レーザーダイオードのこのような特性を利用し、高速点灯させるレーザープリンター等に用いられる光走査装置には、ＬＤドライバが自動的に電流を変化させ、そのときのスロープ効率から閾値電流を把握し、その閾値電流から非点灯の待機時に流す電流値を決定するオートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えたものがある。
【００５６】
而して、ＬＤドライバのオートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能によって閾値電流を求めることは、レーザーダイオードの温度を求めることに等しい。従って、本実施の形態のように、レーザーダイオード２５とＭＥＭＳミラー２６の温度が等しくなる程度に両者を近接させれば、レーザーダイオード２５の温度に基づいてＭＥＭＳミラー２６を駆動制御することによって、部品点数の増加やコストアップを招くことなくＭＥＭＳミラー２６の温度補償を行って高い走査性能を得ることができる。
【００５７】
又、本実施の形態では、ＭＥＭＳミラー２６が一体に形成された基板２７上にレーザーダイオード２５を組み込んだため、レーザーダイオード２５に対する閾値電流から求められる温度と実際のＭＥＭＳミラー２６近傍の温度が近似し、ＭＥＭＳミラー２６近傍の温度をより高精度に求めることができる。更に、基板２７が１枚で済むとともに、ＭＥＭＳミラー２６やレーザーダイオード２５に接続される電気配線が短縮及び簡略化されるという効果も得られる。
【００５８】
更に、本実施の形態では、レーザーダイオード２５から出射する光ビームを自由曲面ミラー２８によって反射させてＭＥＭＳミラー２６上に結像させるようにしたため、収束光学系（１次光学系）に従来必要であったコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等の複数のレンズが不要となり、部品点数を削減して光走査装置１３の小型化とコストダウンを図ることができる。
【００５９】
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００６０】
＜実施の形態２＞
図５は本実施の形態に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向平面図、図６は図５のＢ部拡大詳細図であり、これらの図においては図２及び図３において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態に係る光走査装置１３は、前記実施の形態１と同様に光源であるレーザーダイオード（ＬＤ）２５と偏向手段であるＭＥＭＳミラー２６を備えているが、図６に詳細に示すように、これらのレーザーダイオード２５とＭＥＭＳミラー２６及び後述のＬＤブラケット３１はＭＥＭＳモジュール３２として一体的に構成されている。
【００６２】
ここで、上記ＭＥＭＳモジュール３２の構成を図７〜図１０に基づいて以下に説明する。
【００６３】
図７はＭＥＭＳモジュールの正面図、図８は同ＭＥＭＳモジュールの上面図、図９は同ＭＥＭＳモジュールの背面図、図１０は基板の正面図である。
【００６４】
ここで、前記ＭＥＭＳミラー２６は、図１０に示すように、基板２７の長手方向一端部にエッチングや成膜等のマイクロマシニング技術（ＭＥＭＳ技術）を利用して一体に形成されており、これを支持するトーションバー３３を中心として往復振動（正弦振動）する。尚、ＭＥＭＳミラー２６のフレーム３４の２箇所（トーションバー３３の軸方向両端近傍）には円柱状のガイド３５が一体に形成されている。
【００６５】
又、図１０に示すように、基板２７のＭＥＭＳミラー２６の周囲の対角線上には矩形長孔状のビス挿通孔２７ａが形成されており、ＭＥＭＳミラー２６の横には３つの貫通孔２７ｂが形成され、基板２７の長手方向他端部にはカプラーが取り付けられている。尚、図示しないが、基板２７にはレーザーダイオード２５を駆動するＬＤドライバが組み込まれており、このＬＤドライバにはオートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能が備えられている。
【００６６】
そして、ＭＥＭＳモジュール３２には前記ＬＤブラケット３１が設けられており、このＬＤブラケット３１には、レーザーダイオード２５が圧入によって固定されており、このレーザーダイオード２５から延びる３本にピン３７は、図８及び図９に示すように、基板２７に形成された３つの各貫通孔２７ｂをそれぞれ貫通している。
【００６７】
又、図７に示すように、ＬＤブラケット３１には矩形の開口部３１ａが形成されており、ＭＥＭＳミラー２６がＬＤブラケット３１に取り付けられた状態では、ＭＥＭＳミラー２６はＬＤブラケット３１の開口部３１ａに臨んでいる。更に、図８に示すように、ＬＤブラケット３１の開口部３１ａを挟む２箇所（図８の紙面垂直方向２箇所）には断面半円状の嵌合溝３１ｂが形成されている。
【００６８】
而して、基板２７は、これに一体に形成されたＭＥＭＳミラー２６のフレーム３４の２箇所（図１０の上下方向２箇所）に設けられたガイド３５をＬＤブラケット３１に形成された嵌合溝３１ｂに嵌め込むことによって、ＭＥＭＳミラー２６と共に図７の左右方向の位置がＬＤブラケット３１とレーザーダイオード２５に対して決められる。又、基板２７とＭＥＭＳミラー２６は、ガイド３５がＬＤブラケット３１の嵌合溝３１ｂを摺動することによってＬＤブラケット３１とレーザーダイオード２５に対する位置を図７の上下方向（トーションバー３３と平行な方向）に調整することができる。そして、基板２７とＭＥＭＳミラー２６の図７の上下方向の位置が調整されると、基板２７に形成されたビス挿通孔２７ａに挿通するビス３８をＬＤブラケット３１にねじ込むことによって、基板２７とこれに一体に形成されたＭＥＭＳミラー２６がＬＤブラケット３１に固定される。
【００６９】
以上のように、本実施の形態では、ＬＤブラケット３１にレーザーダイオード２５を固定するとともに、ＭＥＭＳミラー２６をＬＤブラケッ３１トに対してそのトーションバー３３に平行な方向にのみ位置調整可能に取り付けたため、ＬＤブラケット３１とこれに固定されたレーザーダイオード２５に対してＭＥＭＳミラー２６を高精度に位置決めすることができ、ＬＤブラケット３１と走査レンズ２９，３０の位置調整をすることによってＭＥＭＳミラー２６の振動中心と走査レンズ２９，３０の光軸とを合わせて等速走査を小型で安価な調整機構によって実現することができる。
【００７０】
又、本実施の形態では、自由曲面ミラー２８に設けられた位置調整機構によって該自由曲面ミラー２８のＭＥＭＳミラー２６に対する位置を調整することができる。
【００７１】
ところで、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様にオートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えたＬＤドライバによってレーザーダイオード２５の温度を求め、その結果に基づいてＭＥＭＳミラー２６を駆動制御するようにしているため、部品点数の増加やコストアップを招くことなくＭＥＭＳミラー２６の温度補償を行って高い走査性能を得ることができるという効果が得られる。
【００７２】
尚、本発明は、偏向手段として正弦振動するＭＥＭＳミラーに限らず、偏向角θがθ＝θ１ｓｉｎ（ωｔ）＋θｎｓｉｎ（ｎωｔ）（θ１，θｎは振幅、ωは角周波数、ｎは自然数、ｔは時間）で表されるような振動を行うＭＥＭＳミラーを備えた光走査装置に対しても同様に適用可能である。又、以上は本発明をカラーレーザープリンターとこれに備えられた光走査装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、モノクロプリンターや複写機等を含む他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた光走査装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００７３】
１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム
３ａ〜３ｄ 帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラー
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 駆動ローラー
９ テンションローラー
１０ 二次転写ローラー
１１ ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ トナーコンテナー
１３ 光走査装置
１４ 給紙カセット
１５ ピックアップローラー
１６ フィードローラー
１７ リタードローラー
１８ 搬送ローラー対
１９ レジストローラー対
２０ 搬送ローラー対
２１ 排紙トレイ
２２ 定着装置
２３，２４ 排紙ローラー対
２５ レーザーダイオード
２６ ＭＥＭＳミラー
２７ 基板
２７ａ 基板のビス挿通孔
２７ｂ 基板の貫通孔
２８ 自由曲面ミラー
２９，３０ 走査レンズ
３１ ＬＤブラケット
３１ａ ＬＤブラケットの開口部
３１ｂ ＬＤブラケットの嵌合溝
３２ ＭＥＭＳモジュール
３３ トーションバー
３４ ＭＥＭＳミラーのフレーム
３５ ガイド
３６ カプラー
３７ ピン
３８ ビス
Ｐ１ 書出点
Ｐ２ 書終点
Ｒ 有効走査範囲
Ｓ，Ｓ’ 搬送パス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏向手段としてＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置とこれを備えた複写機やプリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された像担持体が光走査装置によって光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像は、現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって用紙上に転写された後に定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、トナー像が定着された用紙が装置外へ排出されることによって一連の画像形成動作が終了する。
【０００３】
ところで、従来、光走査装置には、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専ら用いられているが、より高解像度の画像や高速プリントを達成するためには、これらのポリゴンミラーやガルバノミラーを更に高速で回転させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、ポリゴンミラーやガルバノミラーを高速で回転させると軸受の耐久性や風損による発熱や騒音の問題が発生し、高速走査には限界がある。
【０００５】
そこで、近年、シリコンマイクロマシニング（ＭＥＭＳ）技術を利用した偏向器の開発が進められており、例えばマイクロミラー（以下、「ＭＥＭＳミラー」と称する）とこれを軸支する捩り梁をＳｉ基板に一体に形成し、ＭＥＭＳミラー側の可動電極と固定側の固定電極との間に交流電圧を印加し、両電極間に発生する静電引力によって捩り梁を捩りながらＭＥＭＳミラーを共振させ、このＭＥＭＳミラーの共振を利用してこれを往復振動させる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記方式によれば、共振を利用してＭＥＭＳミラーを往復振動（正弦振動）させるために高速動作が可能であり、騒音と消費電力を低く抑えることができるという利点が得られる。
【０００７】
ところで、従来のポリゴンミラーは等角速度で回転運動するのに対して、ＭＥＭＳミラーは共振による正弦揺動運動を行うため、偏向走査を等加速度で行うことができない。即ち、ＭＥＭＳミラーによって偏向走査される光ビームは、次式で表わされる偏向角特性を有する。
【０００８】
θ＝Θｓｉｎ（ωｔ） …（１）
ここに、θ：偏向角
Θ：最大偏向角
ω：角周波数
ｔ：時間
而して、ＭＥＭＳミラーの正弦振動においては、温度によって最大偏向角や共振周波数が変化し、これらが変化すると走査性能が低下するため、何らかの補正が必要になる。
【０００９】
そこで、特許文献２には、ＭＥＭＳミラーにサーミスター等の温度検知素子を取り付け、該温度検知素子によって検出される温度に応じてＭＥＭＳミラーへの入力を制御する技術が提案されている。
【００１０】
又、前記（１）式にて表わされる制限振動を行うＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置において走査面上で光ビームを等速走査させるためには、ＭＥＭＳミラーで偏向走査された光ビームを次式で表わされるアークサイン特性を有する走査レンズによって集光させる必要がある。
【００１１】
ｙ＝ｆΘＡｒｃｓｉｎ（θ／Θ） …（２）
ここに、ｙ：走査面上のレンズ光軸からの像高
ｆ：走査レンズの焦点距離
走査レンズは（２）式にて示される特性を有しているため、ＭＥＭＳミラーの振動中心と走査レンズの光軸とを合わせなければ等速走査を行うことができない。
【００１２】
そこで、特許文献３には、走査レンズ又はＭＥＭＳミラーの何れか一方を調整することによってＭＥＭＳミラーの振動中心と走査レンズの光軸とを合わせる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平４−２１１２１８号公報
【特許文献２】特開平３−１３４６１３号公報
【特許文献３】特開平９−０８０３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献２において提案された技術においては、サーミスターやそのアンプ、信号の平滑回路等が必要となるため、コストアップや基板の大型化を招くという問題がある。
【００１５】
従って、本発明の第１の目的とする処は、部品点数の増加やコストアップを招くことなく、ＭＥＭＳミラー近傍の温度を求めて高い走査性能を得ることができる光走査装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
又、特許文献３において提案されているように、等速走査を実現するために走査レンズ又はＭＥＭＳミラーの何れか一方を調整してＭＥＭＳミラーの振動中心と走査レンズの光軸とを合わせる技術においては、ＭＥＭＳミラーを回転させる調整機構が用いられているために装置が大型化するという問題がある。更に、ＭＥＭＳミラーが回転台に取り付けられているため、該ＭＥＭＳミラーを上下左右に移動させることができない。このため、光源側で調整する必要があり、ユニット全体を用いた調整となり、調整装置が大型化して生産性が低下するという問題もある。
【００１７】
従って、本発明の第２の目的とする処は、小型で安価な調整機構を用いてＭＥＭＳミラーを高精度に位置決めして等速走査を実現することができる光走査装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光ビームを出射するレーザーダイオード（ＬＤ）と、オートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えるＬＤドライバと、前記レーザーダイオードから発せられる光ビームを偏向するＭＥＭＳミラーと、該ＭＥＭＳミラーによって偏向された光ビームを走査面上に結像させる走査レンズを備えた光走査装置において、ＬＤドライバによって前記レーザーダイオードに対する閾値電流を求め、求められた閾値電流に基づいて前記ＭＥＭＳミラーの駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＭＥＭＳミラーが一体に形成された基板上に前記レーザーダイオードを組み込んだことを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記レーザーダイオードを固定するＬＤブラケットを設け、該ＬＤブラケットに前記レーザーダイオードを固定するとともに、前記ＭＥＭＳミラーを前記ＬＤブラケットに対してそのトーションバーに平行な方向にのみ位置調整可能に取り付けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記レーザーダイオードと前記ＭＥＭＳミラーの光路中に、位置調整機構を備えた自由曲面ミラーを配置したことを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の画像形成装置は、請求項１〜４の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の発明によれば、温度上昇と共に閾値電流が上昇し、スロープ効率は低下するというレーザーダイオードの出力特性を利用し、オートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えたＬＤドライバによってスロープ効率からレーザーダイオードに対する閾値電流を求めることによってＭＥＭＳミラー近傍の温度を求め、この温度に基づいてＭＥＭＳミラーを駆動制御するようにしたため、部品点数の増加やコストアップを招くことなくＭＥＭＳミラーの温度補償を行って高い走査性能を得ることができる。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、ＭＥＭＳミラーが一体に形成された基板上にレーザーダイオードを組み込んだため、レーザーダイオードに対する閾値電流から求められる温度と実際のＭＥＭＳミラー近傍の温度が近似し、ＭＥＭＳミラー近傍の温度をより高精度に求めることができる。又、基板が１枚で済むとともに、ＭＥＭＳミラーやレーザーダイオードに接続される電気配線が短縮及び簡略化される。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、ＬＤブラケットにレーザーダイオードを固定するとともに、ＭＥＭＳミラーをＬＤブラケットに対してそのトーションバーに平行な方向にのみ位置調整可能に取り付けたため、ＬＤブラケットとこれに固定されたレーザーダイオードに対してＭＥＭＳミラーを高精度に位置決めすることができ、ＬＤブラケットと走査レンズの位置調整をすることによってＭＥＭＳミラーの振動中心と走査レンズの光軸とを合わせて等速走査を小型で安価な調整機構によって実現することができる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、レーザーダイオードから出射する光ビームを自由曲面ミラーによって反射させてＭＥＭＳミラー上に結像させることができるため、収束光学系（１次光学系）に従来必要であったコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等の複数のレンズが不要となり、部品点数を削減して光走査装置の小型化とコストダウンを図ることができる。又、自由曲面ミラーに設けられた位置調整機構によって該自由曲面ミラーのＭＥＭＳミラーに対する位置を調整することができる。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、光走査装置の走査性能が高められる結果、高質画像が安定的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る画像形成装置（カラーレーザープリンター）の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向平面図である。
【図３】図２のＡ部拡大詳細図である。
【図４】レーザーダイオードの供給電流と出力との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向平面図である。
【図６】図５のＢ部拡大詳細図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光走査装置のＭＥＭＳモジュールの正面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光走査装置のＭＥＭＳモジュールの上面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光走査装置のＭＥＭＳモジュールの背面図である。
【図１０】本発明に係る光走査装置の基板の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３０】
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンターの断面図であり、図示のカラーレーザープリンターはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。
【００３１】
上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。
【００３２】
ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モーターによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
【００３３】
更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。
【００３４】
又、前記転写ローラー５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラー８とテンションローラー９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラー８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラー１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラー９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。
【００３５】
ところで、プリンター本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。
【００３６】
又、プリンター本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方には、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋに対応して本発明に係る計４つの光走査装置（レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ））１３がそれぞれ配置され、これらの下方のプリンター本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、該給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラー１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出すフィードローラー１６とリタードローラー１７が設けられている。
【００３７】
又、プリンター本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を搬送する搬送ローラー対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラー８と二次転写ローラー１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラー対１９が設けられている。尚、搬送パスＳの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＳ’が形成されており、この搬送パスＳ’には複数の反転ローラー対２０が適当な間隔で設けられている。
【００３８】
ところで、プリンター本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＳは、プリンター本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラー対２３，２４が設けられている。
【００３９】
次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンターによる画像形成動作について説明する。
【００４０】
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、各光走査装置１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザービームを出射し、そのレーザービームを各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
【００４１】
そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラー５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラー５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。
【００４２】
上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。
【００４３】
以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。
【００４４】
そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラー８と二次転写ローラー１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラー１５とフィードローラー１６及びリタードローラー１７によって搬送パスＳへと送り出された用紙がレジストローラー対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラー１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。
【００４５】
而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラー対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。
【００４６】
［光走査装置］
次に、本発明に係る前記光走査装置１３の実施の形態について説明する。尚、４つの光走査装置１３の構成は全て同じであるため、以下、１つの光走査装置１３についてのみ説明する。
【００４７】
＜実施の形態１＞
図２は本発明の実施の形態１に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向平面図、図３は図２のＡ部拡大詳細である。
【００４８】
本実施の形態に係る光走査装置１３は、光源であるレーザーダイオード（ＬＤ）２５と偏向手段であるＭＥＭＳミラー２６を備えているが、図３に詳細に示すように、これらのレーザーダイオード２５とこれを駆動するＬＤドライバは、ＭＥＭＳミラー２６が一体に形成された基板２７上に組み込まれている。
【００４９】
そして、本実施の形態に係る光走査装置１３においては、図３に詳細に示すように、レーザーダイオード２５とＭＥＭＳミラー２６の光路中に、不図示の位置調整機構を備えた自由曲面ミラー２８が配置されている。尚、この自由曲面ミラー２８は、レーザーダイオード２５から出射する光ビームを反射させてＭＥＭＳミラー２６上に線状に結像させる機能を果たすものである。
【００５０】
又、図２に示すように、ＭＥＭＳミラー２６によって偏向される光ビームの進行方向に沿って円弧状の２つの走査レンズ２９，３０が配設されている。尚、走査レンズ２９，３０は、ＭＥＭＳミラー２６によって偏向された光ビームを走査面である感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上に等速度で集光させるためのｆθ特性を有している。
【００５１】
ここで、前記ＭＥＭＳミラー２６は、基板２７にエッチングや成膜等のマイクロマシニング技術（ＭＥＭＳ技術）を利用して一体に形成されており、これを支持する不図示のトーションバーを中心として往復振動（正弦振動）する。尚、ＭＥＭＳミラー２６の表面（反射面）にはアルミニウム膜等が成膜されてその反射率が高められている。
【００５２】
而して、図２に示す光走査装置１３において、レーザーダイオード２５が画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されると、該レーザーダイオード２５から画像データに対応して変調された光ビームが出射され、このレーザービームは、自由曲面ミラー２８によって反射してＭＥＭＳミラー２６上に線状に結像する。
【００５３】
上述のようにＭＥＭＳミラー２６上に線状に結像した光ビームは、ＭＥＭＳミラー２６が往復振動することによって主走査方向に偏向され、この偏向された光ビームは、走査レンズ２９，３０を通過することによって図１に示す各画像形成ユニット１Ｍ（１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ）の感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上に結像され、図２に示す有効走査範囲Ｒの一端を書出点Ｐ１、他端を書終点Ｐ２として感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上を主走査方向に往復走査する。すると、前述のように各感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上には各色のカラー画像信号に対応した静電潜像がそれぞれ形成される。
【００５４】
ところで、ＭＥＭＳミラー２６の正弦振動においては、温度によって最大偏向角や共振周波数が変化し、これらが変化すると走査性能が低下するため、何らかの温度補償が必要となり、そのためにはＭＥＭＳミラー２６の近傍の温度を求める必要がある。本実施の形態では、レーザーダイオード２５の出力特性と温度との関係に着目し、レーザーダイオード２５の出力特性からＭＥＭＳミラー２６の近傍の温度を求めるようにした。
【００５５】
図４にレーザーダイオードの供給電流と出力との関係を示すが、同図に示すように、レーザーダイオードの出力は供給電流が閾値を超えるまでは殆ど０であるが、供給電流が閾値を超えると供給電流に比例して出力が上昇する。この比例関係の傾きはスロープ効率と称され、通常のレーザーダイオードでは温度上昇と共に閾値電流が増加し、スロープ効率が低下する傾向を示す。レーザーダイオードのこのような特性を利用し、高速点灯させるレーザープリンター等に用いられる光走査装置には、ＬＤドライバが自動的に電流を変化させ、そのときのスロープ効率から閾値電流を把握し、その閾値電流から非点灯の待機時に流す電流値を決定するオートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えたものがある。
【００５６】
而して、ＬＤドライバのオートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能によって閾値電流を求めることは、レーザーダイオードの温度を求めることに等しい。従って、本実施の形態のように、レーザーダイオード２５とＭＥＭＳミラー２６の温度が等しくなる程度に両者を近接させれば、レーザーダイオード２５の温度に基づいてＭＥＭＳミラー２６を駆動制御することによって、部品点数の増加やコストアップを招くことなくＭＥＭＳミラー２６の温度補償を行って高い走査性能を得ることができる。
【００５７】
又、本実施の形態では、ＭＥＭＳミラー２６が一体に形成された基板２７上にレーザーダイオード２５を組み込んだため、レーザーダイオード２５に対する閾値電流から求められる温度と実際のＭＥＭＳミラー２６近傍の温度が近似し、ＭＥＭＳミラー２６近傍の温度をより高精度に求めることができる。更に、基板２７が１枚で済むとともに、ＭＥＭＳミラー２６やレーザーダイオード２５に接続される電気配線が短縮及び簡略化されるという効果も得られる。
【００５８】
更に、本実施の形態では、レーザーダイオード２５から出射する光ビームを自由曲面ミラー２８によって反射させてＭＥＭＳミラー２６上に結像させるようにしたため、収束光学系（１次光学系）に従来必要であったコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等の複数のレンズが不要となり、部品点数を削減して光走査装置１３の小型化とコストダウンを図ることができる。
【００５９】
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００６０】
＜実施の形態２＞
図５は本実施の形態に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向平面図、図６は図５のＢ部拡大詳細図であり、これらの図においては図２及び図３において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態に係る光走査装置１３は、前記実施の形態１と同様に光源であるレーザーダイオード（ＬＤ）２５と偏向手段であるＭＥＭＳミラー２６を備えているが、図６に詳細に示すように、これらのレーザーダイオード２５とＭＥＭＳミラー２６及び後述のＬＤブラケット３１はＭＥＭＳモジュール３２として一体的に構成されている。
【００６２】
ここで、上記ＭＥＭＳモジュール３２の構成を図７〜図１０に基づいて以下に説明する。
【００６３】
図７はＭＥＭＳモジュールの正面図、図８は同ＭＥＭＳモジュールの上面図、図９は同ＭＥＭＳモジュールの背面図、図１０は基板の正面図である。
【００６４】
ここで、前記ＭＥＭＳミラー２６は、図１０に示すように、基板２７の長手方向一端部にエッチングや成膜等のマイクロマシニング技術（ＭＥＭＳ技術）を利用して一体に形成されており、これを支持するトーションバー３３を中心として往復振動（正弦振動）する。尚、ＭＥＭＳミラー２６のフレーム３４の２箇所（トーションバー３３の軸方向両端近傍）には円柱状のガイド３５が一体に形成されている。
【００６５】
又、図１０に示すように、基板２７のＭＥＭＳミラー２６の周囲の対角線上には矩形長孔状のビス挿通孔２７ａが形成されており、ＭＥＭＳミラー２６の横には３つの貫通孔２７ｂが形成され、基板２７の長手方向他端部にはカプラーが取り付けられている。尚、図示しないが、基板２７にはレーザーダイオード２５を駆動するＬＤドライバが組み込まれており、このＬＤドライバにはオートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能が備えられている。
【００６６】
そして、ＭＥＭＳモジュール３２には前記ＬＤブラケット３１が設けられており、このＬＤブラケット３１には、レーザーダイオード２５が圧入によって固定されており、このレーザーダイオード２５から延びる３本にピン３７は、図８及び図９に示すように、基板２７に形成された３つの各貫通孔２７ｂをそれぞれ貫通している。
【００６７】
又、図７に示すように、ＬＤブラケット３１には矩形の開口部３１ａが形成されており、ＭＥＭＳミラー２６がＬＤブラケット３１に取り付けられた状態では、ＭＥＭＳミラー２６はＬＤブラケット３１の開口部３１ａに臨んでいる。更に、図８に示すように、ＬＤブラケット３１の開口部３１ａを挟む２箇所（図８の紙面垂直方向２箇所）には断面半円状の嵌合溝３１ｂが形成されている。
【００６８】
而して、基板２７は、これに一体に形成されたＭＥＭＳミラー２６のフレーム３４の２箇所（図１０の上下方向２箇所）に設けられたガイド３５をＬＤブラケット３１に形成された嵌合溝３１ｂに嵌め込むことによって、ＭＥＭＳミラー２６と共に図７の左右方向の位置がＬＤブラケット３１とレーザーダイオード２５に対して決められる。又、基板２７とＭＥＭＳミラー２６は、ガイド３５がＬＤブラケット３１の嵌合溝３１ｂを摺動することによってＬＤブラケット３１とレーザーダイオード２５に対する位置を図７の上下方向（トーションバー３３と平行な方向）に調整することができる。そして、基板２７とＭＥＭＳミラー２６の図７の上下方向の位置が調整されると、基板２７に形成されたビス挿通孔２７ａに挿通するビス３８をＬＤブラケット３１にねじ込むことによって、基板２７とこれに一体に形成されたＭＥＭＳミラー２６がＬＤブラケット３１に固定される。
【００６９】
以上のように、本実施の形態では、ＬＤブラケット３１にレーザーダイオード２５を固定するとともに、ＭＥＭＳミラー２６をＬＤブラケッ３１トに対してそのトーションバー３３に平行な方向にのみ位置調整可能に取り付けたため、ＬＤブラケット３１とこれに固定されたレーザーダイオード２５に対してＭＥＭＳミラー２６を高精度に位置決めすることができ、ＬＤブラケット３１と走査レンズ２９，３０の位置調整をすることによってＭＥＭＳミラー２６の振動中心と走査レンズ２９，３０の光軸とを合わせて等速走査を小型で安価な調整機構によって実現することができる。
【００７０】
又、本実施の形態では、自由曲面ミラー２８に設けられた位置調整機構によって該自由曲面ミラー２８のＭＥＭＳミラー２６に対する位置を調整することができる。
【００７１】
ところで、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様にオートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えたＬＤドライバによってレーザーダイオード２５の温度を求め、その結果に基づいてＭＥＭＳミラー２６を駆動制御するようにしているため、部品点数の増加やコストアップを招くことなくＭＥＭＳミラー２６の温度補償を行って高い走査性能を得ることができるという効果が得られる。
【００７２】
尚、本発明は、偏向手段として正弦振動するＭＥＭＳミラーに限らず、偏向角θがθ＝θ１ｓｉｎ（ωｔ）＋θｎｓｉｎ（ｎωｔ）（θ１，θｎは振幅、ωは角周波数、ｎは自然数、ｔは時間）で表されるような振動を行うＭＥＭＳミラーを備えた光走査装置に対しても同様に適用可能である。又、以上は本発明をカラーレーザープリンターとこれに備えられた光走査装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、モノクロプリンターや複写機等を含む他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた光走査装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００７３】
１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム
３ａ〜３ｄ 帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラー
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 駆動ローラー
９ テンションローラー
１０ 二次転写ローラー
１１ ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ トナーコンテナー
１３ 光走査装置
１４ 給紙カセット
１５ ピックアップローラー
１６ フィードローラー
１７ リタードローラー
１８ 搬送ローラー対
１９ レジストローラー対
２０ 搬送ローラー対
２１ 排紙トレイ
２２ 定着装置
２３，２４ 排紙ローラー対
２５ レーザーダイオード
２６ ＭＥＭＳミラー
２７ 基板
２７ａ 基板のビス挿通孔
２７ｂ 基板の貫通孔
２８ 自由曲面ミラー
２９，３０ 走査レンズ
３１ ＬＤブラケット
３１ａ ＬＤブラケットの開口部
３１ｂ ＬＤブラケットの嵌合溝
３２ ＭＥＭＳモジュール
３３ トーションバー
３４ ＭＥＭＳミラーのフレーム
３５ ガイド
３６ カプラー
３７ ピン
３８ ビス
Ｐ１ 書出点
Ｐ２ 書終点
Ｒ 有効走査範囲
Ｓ，Ｓ’ 搬送パス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射するレーザーダイオード（ＬＤ）と、オートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えるＬＤドライバと、前記レーザーダイオードから発せられる光ビームを偏向するＭＥＭＳミラーと、該ＭＥＭＳミラーによって偏向された光ビームを走査面上に結像させる走査レンズを備えた光走査装置において、
ＬＤドライバによって前記レーザーダイオードに対する閾値電流を求め、求められた閾値電流に基づいて前記ＭＥＭＳミラーの駆動制御を行うことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳミラーが一体に形成された基板上に前記レーザーダイオードを組み込んだことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記レーザーダイオードを固定するＬＤブラケットを設け、該ＬＤブラケットに前記レーザーダイオードを固定するとともに、前記ＭＥＭＳミラーを前記ＬＤブラケットに対してそのトーションバーに平行な方向にのみ位置調整可能に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項４】
前記レーザーダイオードと前記ＭＥＭＳミラーの光路中に、位置調整機構を備えた自由曲面ミラーを配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
光ビームを出射するレーザーダイオード（ＬＤ）と、オートバイアスコントロール（ＡＢＣ）機能を備えるＬＤドライバと、前記レーザーダイオードから発せられる光ビームを偏向するＭＥＭＳミラーと、該ＭＥＭＳミラーによって偏向された光ビームを走査面上に結像させる走査レンズを備えた光走査装置において、
ＬＤドライバによって前記レーザーダイオードに対する閾値電流を求め、求められた閾値電流に基づいて前記ＭＥＭＳミラーの駆動制御を行うことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳミラーが一体に形成された基板上に前記レーザーダイオードを組み込んだことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記レーザーダイオードを固定するＬＤブラケットを設け、該ＬＤブラケットに前記レーザーダイオードを固定するとともに、前記ＭＥＭＳミラーを前記ＬＤブラケットに対してそのトーションバーに平行な方向にのみ位置調整可能に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項４】
前記レーザーダイオードと前記ＭＥＭＳミラーの光路中に、位置調整機構を備えた自由曲面ミラーを配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２０８１５７（Ｐ２０１２−２０８１５７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１５５１（Ｐ２０１１−７１５５１）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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