JP2004255726A - Image formation device - Google Patents

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JP2004255726A JP2003049449A JP2003049449A JP2004255726A JP 2004255726 A JP2004255726 A JP 2004255726A JP 2003049449 A JP2003049449 A JP 2003049449A JP 2003049449 A JP2003049449 A JP 2003049449A JP 2004255726 A JP2004255726 A JP 2004255726A
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雄二郎 野村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate optical adjustment and lower costs and size in an image formation device of a tandem system with a plurality of latent image carriers. <P>SOLUTION: A single line image data group is sequentially read out from an image memory. A laser beam source is modulated on the basis of the data, and at the same time, two scanning beams are formed by deflecting a beam from the laser beam source in a main scanning direction X. Moreover, two line latent images are formed while a photoreceptor to which the two scanning beams from a deflector mirror plane 651 are irradiated is selectively changed over in accordance with a reading order of the single line image data group. Both of the two beams from the source part become the scanning beams for forming the two line latent images on all of the photoreceptors 2Y, 2M, 2C and 2K. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置としては、互いに異なる４色、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色成分ごとに、感光体、露光ユニットおよび現像ユニットを専用的に設けたものが従来より知られている（例えば特許文献１参照）。そして、この従来装置では、各色成分の画像を次のようにして感光体上に形成している。すなわち、各色成分ごとに、該色成分の画像を示す画像データに基づき露光ユニットの光源を制御するとともに、その光源からの光ビームを露光ユニットの光走査光学系により感光体の表面で主走査方向に走査させて該色成分の画像データに対応する潜像を感光体上に形成する。
【０００３】
また、別の装置として、４つの光源を設けるとともに、各光源から放出された光ビームを共通のポリゴンミラーによって偏向して主走査方向に走査する画像形成装置も従来より提案されている（例えば特許文献２参照）。この特許文献２に記載の画像形成装置では、ポリゴンミラーからの４本の走査光ビームをそれぞれ折り返しミラー群によって４つの感光体にそれぞれ導光して潜像を形成可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−６２９２０公報（第３−４頁、図１７）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−２９６４９２公報（第３−４頁、図１および図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載の画像形成装置では、各色成分ごとに露光ユニットを設ける必要があり、装置コストの増大を招くとともに、装置の小型化を図る上で大きな障害となっていた。これに対し、特許文献２に記載の装置では、ポリゴンミラーを共通化しているため、特許文献１に記載の装置に比べて装置コストおよび装置の小型化の面では有利である。しかしながら、光源については、特許文献１に記載の装置と同様に、色成分の数と同数の光源を設ける必要があり、装置の小型化などの面で改良の余地がある。また、いずれの従来装置も、各感光体に対応して専用の光源を設ける必要があり、このことが装置コスト増大の要因のひとつとなっていた。さらに、光源数について制約があり、このことが設計自由度を低下させていた。
【０００７】
また、特許文献２に記載の画像形成装置では、モノクロ印刷速度をカラー印刷速度よりも高くするために、光源から射出される光ビームが、互いに近接し、しかも副走査方向（光ビームの主走査方向とほぼ直交する方向）に一列となるように、構成している。また、光源とポリゴンミラーとの間に光路切替部を追加的に設け、カラー印刷時とモノクロ印刷時とで光ビームの光路を切り替えている。すなわち、この光路切替部は、４つの光源が設けられた光源部から射出された各レーザビームを所定方向における複数の空間領域の各々に分離させて導光する第１の状態と、いずれかの空間領域内に密集させて導光する第２の状態とに切り替え可能に構成されている。そして、カラー印刷の際には、第１の状態に設定することで、光源部から射出された各レーザビームを該レーザビームに対応する感光体上において夫々走査させる。一方、モノクロ印刷の際には、第２の状態に設定して光源部から射出された各レーザビームをある感光体上に集めることにより、当該感光体上に同時に複数ライン描画させる。したがって、特許文献２の装置では、モノクロ印刷時とカラー印刷時とで印字速度を変更することが可能となってい。
【０００８】
しかしながら、光路切替部を設けたことで装置コストが増大してしまう。さらに、４つの光源、光路切替部およびポリゴンミラーを相互に精密に調整する必要があるため、調整作業性の面で大きな問題を有していた。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の潜像担持体を有するタンデム方式の画像形成装置において、光学的な調整を容易に行うことができ、しかも装置の低コスト化および小型化を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、その表面上にＭ本（ただしＭ≧２の自然数）の光ビームを主走査方向に走査することによってＭ本のライン状潜像が形成される潜像担持体をＮ個（ただしＮ≧２の自然数）設けた画像形成装置であって、上記目的を達成するため、Ｍ本の光ビームを互いに平行に射出する光源手段と、光源手段からのＭ本の光ビームを偏向して主走査方向に走査するとともに、Ｍ本の走査光ビームを主走査方向とは相違する副走査方向に導いてＮ個の潜像担持体のなかでＭ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える光走査手段とを備えている。
【００１１】
このように構成された発明では、光源手段からＭ本の光ビームが射出され、光走査手段に入射する。この光走査手段は光源手段からのＭ本の光ビームを偏向して主走査方向に走査される走査光ビームをＭ本形成するとともに、そのＭ本の走査光ビームをＮ個の潜像担持体のうちの一に導光する。したがって、該一の潜像担持体の表面にＭ本の走査光ビームが照射されてＭ本の走査光ビームに対応するライン潜像がＭ本一括して形成される。しかも、この発明では、光走査手段は、Ｍ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替えるため、その切替動作に応じた潜像担持体にＭ本のライン潜像が一括して形成される。このように光源手段からのＭ本の光ビームのいずれもが、全ての潜像担持体上にライン潜像を形成するための走査光ビームとなる。したがって、各潜像担持体ごとに専用の光源を配置していた従来装置に比べて、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。また、光学的な調整については、光源手段と光走査手段との調整のみとなるため、調整作業性を簡素化することができる。さらに、潜像担持体の個数Ｎに制限されることなく、光ビームの本数Ｍを設定することができ、優れた設計自由度が得られる。
【００１２】
ここで、光走査手段として、（１）２軸揺動ミラー方式のもの、（２）ポリゴンミラーと切替用揺動ミラーとを組み合わせたもの、（３）２つの揺動ミラーを組み合わせたもの等を用いることができる。
【００１３】
（１）２軸揺動ミラー方式の光走査手段は、光源手段からのＭ本の光ビームを反射する偏向ミラー面を有する内側可動部材と、内側可動部材を第１軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、外側可動部材を第１軸とは異なる第２軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、内側可動部材を第１軸回りに揺動駆動し、また外側可動部材を第２軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備えている。そして、ミラー駆動部は、第１軸および第２軸のうちの一方を主走査偏向軸として偏向ミラー面を揺動させて光源手段からのＭ本の光ビームを主走査方向に走査させる一方、他方を切替軸として偏向ミラー面を揺動駆動してＭ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える。このように偏向ミラー面を第１軸および第２軸の２軸回りに揺動可能に構成することで、上記した光走査手段（２）、（３）に比べて光走査手段を小型化することができ、装置をさらに小型化することができる。
【００１４】
また、偏向すべき光ビームが複数本であることから、光ビームの本数と同数の内側可動部材を設けるようにしてもよい。すなわち、この発明では、２軸揺動ミラー方式の光走査手段は、光源手段からの光ビームを反射する偏向ミラー面を有するＭ個の内側可動部材と、Ｍ個の内側可動部材のそれぞれを切替軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、外側可動部材を切替軸とは異なる主走査偏向軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、Ｍ個の内側可動部材を切替軸回りに揺動駆動し、また外側可動部材を主走査偏向軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備えている。そして、ミラー駆動部は、主走査偏向軸回りに偏向ミラー面を揺動させて光源手段からのＭ本の光ビームを主走査方向に走査させる一方、切替軸回りにＭ個の偏向ミラー面を揺動駆動してＭ本の走査光ビームをそれぞれＭ個の偏向ミラー面で偏向してＭ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える。このように構成された光走査手段を用いた場合にも、Ｍ個の偏向ミラー面の各々を主走査偏向軸および切替軸の２軸回りに揺動可能に構成することで、上記した光走査手段（２）、（３）に比べて光走査手段を小型化することができ、装置をさらに小型化することができる。
【００１５】
また、内側可動部材、外側可動部材および支持部材をシリコン単結晶で構成することができる。例えばシリコン単結晶の基板を支持部材として用いるとともに、この基板に対してマイクロマシニング技術を適用することで内側可動部材および外側可動部材を形成することができる。このようにシリコン単結晶を用いて光走査手段の内側可動部材、外側可動部材および支持部材を構成すると、内側可動部材および外側可動部材を高精度に製造することができる。また、ステンレス鋼と同程度のバネ特性で内側可動部材および外側可動部材を揺動自在に支持することができ、偏向ミラー面を安定して、しかも高速で揺動することができる。
【００１６】
また、ミラー駆動部により偏向ミラー面を揺動駆動するのにあたり、偏向ミラー面を共振モードで主走査偏向軸回りに揺動駆動するように構成してもよい。このように構成することで少ないエネルギーで偏向ミラー面を主走査偏向軸回りに揺動駆動することができる。また、走査光ビームの主走査周期を安定化することができる。一方、偏向ミラー面を切替軸回りに揺動位置決めするためには、偏向ミラー面を非共振モードで揺動駆動するのが望ましい。というのも、偏向ミラー面の切替軸回りの揺動駆動は走査光ビームの導光先を切り替えるため、導光先の切替を行った後に偏向ミラー面の切替軸回りの揺動を停止させる必要があるからである。したがって、揺動駆動と揺動停止とを精度良く行うためには、非共振モードで揺動駆動させるのが望ましい。
【００１７】
また、偏向ミラー面を揺動駆動させるための駆動力としては、静電吸着力や電磁気力などを用いることができるが、特に偏向ミラー面を主走査偏向軸回りに揺動駆動するために静電吸着力を用いるのが望ましく、偏向ミラー面を切替軸回りに揺動駆動するために電磁気力を用いるのが望ましい。前者の理由は、コイルパターンを形成する必要がなく、光走査手段の小型化が可能となり、偏向走査をより高速化することができるからである。一方、後者の理由は、静電吸着力を発生させる場合に比べて低い駆動電圧で偏向ミラー面を揺動駆動することができ、電圧制御が容易となり、走査光ビームの位置精度や切替精度を高めることができるからである。
【００１８】
また、光源手段と光走査手段との間に配置されて光源手段からのＭ本の光ビームをそれぞれ副走査方向において収束させて偏向ミラー面上に線状結像する第１光学系と、Ｎ個の潜像担持体の各々について、該潜像担持体と光走査手段との間に配置されて光走査手段からのＭ本の走査光ビームを該潜像担持体の表面に結像する第２光学系とをさらに備えるように構成してもよい。このように構成することで、いわゆる面倒れ補正を行うことができる。すなわち、各潜像担持体の表面と偏向ミラー面とが光学的に共役となり、主走査偏向軸に多少のぶれが生じたとしても光学的に補正される。また、偏向ミラー面での光ビームの形状は線状となるため、偏向ミラー面を小さくすることができ、高速走査の面で有利となる。
【００１９】
ここで、走査光ビームを潜像担持体に結像するために複数のレンズを組み合わせた光学系が従来より多用されているが、次の第３光学系を用いることでレンズ枚数を１枚にすることができ、装置の小型化および低コスト化をさらに進めることができる。この第３光学系は、偏向ミラー面により主走査方向に走査されるＭ本の走査光ビームを、偏向ミラー面により導光される潜像担持体の表面に結像させる第３光学系であって、単玉レンズで構成されている。そして、その単玉レンズは、偏向ミラー面の固有の揺動特性で偏向された走査光ビームが各潜像担持体の表面上では等速で移動する歪み特性を有し、かつ、各潜像担持体の表面上の任意の位置における光ビームの子午方向の像面湾曲収差を補正するように、子午平面内の両面の形状が相互に異なる形の非円弧状に形成され、さらに、球欠方向の像面湾曲収差を補正するように、両面の少なくとも何れか一方の子午平面内での非円弧曲線に沿った位置の球欠方向の曲率が子午方向の曲率とは相関なく変化するように定められてなる。なお、以下の説明の便宜から、このように構成された単玉レンズを「単玉非球面レンズ」という。
【００２０】
（２）ポリゴンミラーと切替用揺動ミラーとを組み合わせた光走査手段としては、次のように構成されたものを用いることができる。この光走査手段は、光ビームを反射する偏向ミラー面を複数個有し、主走査方向と直交する主走査偏向軸回りに回転駆動して偏向ミラー面でＭ本の光ビームを主走査方向に偏向走査するポリゴンミラーと、光ビームを反射する切替用反射面を有し、副走査方向と直交する切替軸回りに揺動して光ビームが照射される潜像担持体を切り替える切替用揺動ミラーとを備えている。そして、ポリゴンミラーおよび切替用揺動ミラーのうちの一方が光源側に設けられて光源手段からのＭ本の光ビームを反射するとともに、他方が一方のミラーからのＭ本の光ビームを反射する。このように、切替用揺動ミラーによってＭ本の走査光ビームが偏向されて走査光ビームの導光先がＮ個の潜像担持体の中から選択的に切り替える。したがって、潜像担持体の個数Ｎに制限されることなく、光源数Ｍを設定することができる。しかもＮ個の潜像担持体の表面にＭ本の走査光ビームを走査させて各潜像担持体にライン潜像を形成可能となっており、上記作用効果が得られる。
【００２１】
（３）２つの揺動ミラーを組み合わせた光走査手段としては、次のように構成されたものを用いることができる。この光走査手段は、光ビームを反射する偏向ミラー面を有し、主走査方向と直交する主走査偏向軸回りに揺動して偏向ミラー面で光ビームを主走査方向に偏向走査する主走査用揺動ミラーと、光ビームを反射する切替用反射面を有し、副走査方向と直交する切替軸回りに揺動して光ビームが照射される潜像担持体を切り替える切替用揺動ミラーとを備えている。そして、主走査用揺動ミラーおよび切替用揺動ミラーのうちの一方が光源側に設けられて光源手段からのＭ本の光ビームを反射するとともに、他方が一方のミラーからのＭ本の光ビームを反射する。このように、切替用揺動ミラーによってＭ本の走査光ビームが偏向されて走査光ビームの導光先がＮ個の潜像担持体の中から選択的に切り替える。したがって、潜像担持体の個数Ｎに制限されることなく、光源数Ｍを設定することができる。しかもＮ個の潜像担持体の表面にＭ本の走査光ビームを走査させて各潜像担持体にライン潜像を形成可能となっており、上記作用効果が得られる。
【００２２】
ここで、光走査手段（２）や（３）を用いる場合にも、面倒れ補正光学系を構成するようにしてもよい。すなわち、光源と偏向ミラー面との間に配置されて光源手段からのＭ本の光ビームをそれぞれ副走査方向において収束させて偏向ミラー面上に線状結像する第１光学系と、Ｎ個の潜像担持体の各々について、該潜像担持体と偏向ミラー面との間に配置されて偏向ミラー面からのＭ本の走査光ビームを該潜像担持体の表面に結像する第２光学系とをさらに備えるように構成してもよい。このように構成することで、各潜像担持体の表面と偏向ミラー面とが光学的に共役となり、主走査偏向軸に多少のぶれが生じたとしても光学的に補正される。また、偏向ミラー面での光ビームの形状は線状となるため、偏向ミラー面を小さくすることができ、高速走査の面で有利となる。また、走査光ビームを潜像担持体に結像するために単玉非球面レンズを用いることで、上記発明と同様に、装置の小型化および低コスト化をさらに進めることができる。
【００２３】
なお、Ｎ個の潜像担持体の表面にＭ本の走査光ビームを走査させて各潜像担持体にライン潜像を形成する場合には、次のように構成するのが望ましい。すなわち、この発明にかかる画像形成装置は、Ｎ個の潜像担持体に対して互いに異なるＮ色の画像をそれぞれ形成する請求項１ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置であって、Ｎ色の画像を示すＮ色の画像データを記憶する記憶手段と、各色について、記憶手段に記憶されている当該色の画像データから走査光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをＭ個読み出して該１ライン画像データ群に基づきＭ本の走査光ビームを変調して当該色に対応する潜像担持体にＭ本のライン状潜像を形成する制御手段とを備え、制御手段が、前記１ライン画像データ群の読み出し先を前記Ｎ色の画像データから選択的に切り替えながら、前記記憶手段から１ライン画像データ群をシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データ群ごとに該データ群の色成分に対応するように前記光走査手段による前記Ｍ本の走査光ビームの導光先を切り替えるように構成している。
【００２４】
このように構成された発明では、走査光ビームを潜像担持体の表面に走査させる前に、予め各色成分の画像データを記憶手段に記憶しておき、１ライン画像データ群の読み出し先をＮ色の画像データから選択的に切り替えながら、記憶手段から１ライン画像データ群を１つずつシリアルに読み出している。そして、その読み出された１ライン画像データ群ごとに該データ群の色成分に対応するように光走査手段によるＭ本の走査光ビームの導光先を切り替えてＭ本のライン潜像を形成している。したがって、画像処理とＭ本の走査光ビームの切替処理とをマッチングさせることができ、画像形成を良好に行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
Ｉ．シングルビームの画像形成装置
＜第１実施形態＞
図１は本発明にかかる画像形成装置の第１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、いわゆるタンデム方式のカラープリンタであり、潜像担持体としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを装置本体５内に並設している。そして、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。すなわち、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Ｓに印字指令に対応する画像を形成する。
【００２６】
このエンジン部ＥＧでは、４つの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのそれぞれに対応して帯電ユニット、現像ユニットおよびクリーニング部が設けられている。なお、これら帯電ユニット、現像ユニットおよびクリーニング部の構成はいずれの色成分についても同一であるため、ここではイエローに関する構成について説明し、その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。
【００２７】
感光体２Ｙは図１の矢印方向に回転自在に設けられている。そして、この感光体２Ｙの周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット３Ｙ、現像ユニット４Ｙ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３Ｙは例えばスコロトロン帯電器で構成されており、帯電制御部１０３からの帯電バイアス印加によって感光体２Ｙの外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。そして、この帯電ユニット３Ｙによって帯電された感光体２Ｙの外周面に向けて露光ユニット６から走査光ビームＬｙが照射される。これによって印字指令に含まれるイエロー画像データに対応する静電潜像が感光体２Ｙ上に形成される。なお、この露光ユニット６はイエロー専用ではなく、各色成分に対して共通して設けられており、露光制御部１０２からの制御指令に応じて動作する。この露光ユニット６の構成および動作については後で詳述する。また、画像データに対する画像処理および該画像データに基づく潜像形成についても後で詳述する。
【００２８】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４Ｙによってトナー現像される。この現像ユニット４Ｙはイエロートナーを内蔵している。そして、現像器制御部１０４から現像バイアスが現像ローラ４１Ｙに印加されると、現像ローラ４１Ｙ上に担持されたトナーが感光体２Ｙの表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着する。その結果、感光体２Ｙ上の静電潜像がイエローのトナー像として顕像化される。なお、現像ローラ４１Ｙに与える現像バイアスとしては、直流電圧、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したもの等を用いることができるが、特に感光体２Ｙと現像ローラ４１Ｙとを離間配置し、両者の間でトナーを飛翔させることでトナー現像を行う非接触現像方式の画像形成装置では、効率よくトナーを飛翔させるために直流電圧に対して正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を重畳した電圧波形とすることが好ましい。
【００２９】
現像ユニット４Ｙで現像されたイエロートナー像は、一次転写領域ＴＲｙ１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。また、イエロー以外の色成分についても、イエローと全く同様に構成されており、感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上にマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像がそれぞれ形成されるとともに、一次転写領域ＴＲｍ１、ＴＲｃ１、ＴＲｋ１でそれぞれ中間転写ベルト７１上に一次転写される。
【００３０】
この転写ユニット７は、２つのローラ７２、７３に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７２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Ｒ２に回転させるベルト駆動部（図示省略）とを備えている。また、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して不図示の電磁クラッチにより当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７４が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、一次転写タイミングを制御することで各トナー像を重ね合わせてカラー画像を中間転写ベルト７１上に形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７４との間の二次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。一方、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、ブラックトナー像のみを感光体２Ｋに形成するとともに、二次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上にモノクロ画像を二次転写する。また、こうして画像の２次転写を受けたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に向けて搬送される。
【００３１】
なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、不図示の除電手段によりその表面電位がリセットされ、さらに、その表面に残留したトナーがクリーニング部により除去された後、帯電ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにより次の帯電を受ける。
【００３２】
また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ７５、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、クリーナ７５は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７２に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７２側に移動した状態でクリーナ７５のブレードがローラ７２に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。また、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。さらに、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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副走査断面図である。また、図４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５は露光ユニットの光学構成を展開した副走査断面図である。また、図６ないし図８は露光ユニットの一構成要素たる光走査素子を示す図である。さらに、図９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、露光ユニットの構成および動作について詳述する。
【００３５】
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に単一のレーザー光源６２が固着されており、レーザー光源６２から光ビームを射出可能となっている。このレーザー光源６２は、図９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がレーザー光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御してレーザー光源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、レーザー光源６２が本発明の「光源」に相当してる。
【００３６】
また、この露光筐体６１の内部には、レーザー光源６２からの光ビームを感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に走査露光するために、コリメータレンズ６３、シリンドリカルレンズ６４、光走査素子６５、第１走査レンズ６６、折り返しミラー群６７および第２走査レンズ６８（６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８Ｋ）が設けられている。すなわち、レーザー光源６２からの光ビームは、コリメータレンズ６３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、図５に示すように副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ６４に入射される。そして、このコリメート光は副走査方向にのみ収束されて光走査素子６５の偏向ミラー面６５１付近で線状結像される。このように、本実施形態ではコリメータレンズ６３およびシリンドリカルレンズ６４によって本発明の「第１光学系」が構成されている。
【００３７】
この光走査素子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互いに直交する２方向、つまり主走査方向および副走査方向に光ビームを偏向可能となっている。より具体的には、光走査素子６５は次のように構成されている。
【００３８】
この光走査素子６５では、図６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外側可動板６５３が設けられている。この外側可動板６５３は枠状に形成され、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とほぼ平行に伸びる第２軸ＡＸ２回りに揺動自在となっている。また、外側可動板６５３の上面には、シリコン基板６５２上面に形成した一対の外側電極端子（図示省略）にねじりバネ６５４を介して電気的に接続する平面コイル６５５が「第２軸駆動用コイル」として絶縁層で被膜されて設けられている。
【００３９】
この外側可動板６５３の内側には、平板状の内側可動板６５６が軸支されている。すなわち、内側可動板６５６はねじりバネ６５４と軸方向が直交するねじりバネ６５７で外側可動板６５３の内側に弾性支持されており、副走査方向Ｙとほぼ平行に伸びる第１軸ＡＸ１回りに揺動自在となっている。そして、内側可動板６５６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。
【００４０】
また、シリコン基板６５２の略中央部には、図７および図８に示すように、外側可動板６５３および内側可動板６５６がそれぞれ第２軸ＡＸ２および第１軸ＡＸ１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の内底面のうち内側可動板６５６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は内側可動板６５６を第１軸ＡＸ１回りに揺動駆動するための「第１軸用電極」として機能するものである。すなわち、これらの第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂは露光制御部１０２の第１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、第１駆動部１０２ｂから所定の電圧を第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加すると、ねじりバネ６５７を第１軸ＡＸ１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。
【００４１】
この凹部６５２ａの内底面には、図８に示すように、外側可動板６５３の両端部に外方位置に永久磁石６５９ａ、６５９ｂが互いに異なる方位関係で固着されている。また、第２軸駆動用コイル６５５は、露光制御部１０２の第２駆動部１０２ｃと電気的に接続されており、コイル６５５への通電によって第２軸駆動用コイル６５５を流れる電流の方向と永久磁石６５９ａ、６５９ｂによる磁束の方向によりローレンツ力が作用し、外側可動板６５３を回転するモーメントが発生する。この際に内側可動板６５６（偏向ミラー面６５１）も外側可動板６５３と一体にねじりバネ６５４を第２軸ＡＸ２として揺動する。ここで、第２軸駆動用コイル６５５に流す電流を交流とし連続的に反復動作すれば、ねじりバネ６５４を第２軸ＡＸ２として偏向ミラー面６５１を往復振動させることができる。
【００４２】
このように光走査素子６５では、偏向ミラー面６５１を互いに直交する第１軸ＡＸ１および第２軸ＡＸ２回りに、しかも独立して揺動駆動することが可能となっている。そこで、この実施形態では、第１軸駆動部１０２ｂと第２軸駆動部１０２ｃとからなるミラー駆動部を制御することによって偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ１回りに揺動させることで光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させている。一方、偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ２回りに揺動させることで光ビームを４つの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのいずれかの一に導光して感光体のなかで走査光ビームが照射される感光体を選択的に切り替えている。このように本実施形態では、第１軸ＡＸ１を主走査偏向軸として機能させるとともに、第２軸ＡＸ２を切替軸として機能させている。もちろん、第１軸ＡＸ１を主切替軸として機能させるとともに、第２軸ＡＸ２を主走査偏向軸として機能させるように構成してもよいことはいうまでもない。
【００４３】
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。上記のように光走査素子６５により走査された走査光ビームは選択された感光体に向けて光走査素子６５から射出されるが、その走査光ビームは第１走査レンズ６６、折り返しミラー群６７および第２走査レンズ６８で構成された第２光学系を介して選択された感光体に照射される。例えば、光走査素子６５によりイエロー用の感光体２Ｙに切り替えられている際には、イエロー用の走査光ビームＬｙは第１走査レンズ６６、折り返しミラー群６７および第２走査レンズ６８Ｙを介して感光体２Ｙに照射されてライン状の潜像が形成される。なお、他の色成分についてもイエローと全く同様である。
【００４４】
なお、この実施形態では、光走査素子６５からの走査光ビームの開始または終端を水平同期用結像レンズ６９により同期センサ６０に結像している。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ＨＳＹＮＣ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。
【００４５】
図１０は図１の画像形成装置での画像処理を模式的に示す図である。また図１１は図１の画像形成装置のカラー画像形成動作を示す模式図である。以下、これらの図面を参照しつつ図１の画像形成装置のカラー画像形成動作について説明する。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置よりカラー印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データＤが画像メモリ１１３に記憶される。この画像データＤは図１０に示すように複数の１ラインカラーデータＤＬを含んでいる。そして、メインコントローラ１１は色分解を実行して各色成分の１ライン画像データ群を得る。すなわち、イエローについて複数の１ライン画像データＤＬｙが、マゼンタについて複数の１ライン画像データＤＬｍが、シアンについて複数の１ライン画像データＤＬｃが、さらにブラックについて複数の１ライン画像データＤＬｋがそれぞれ得られ、画像メモリ１１３に記憶される。このように、この実施形態では画像メモリ１１３が本発明の「記憶手段」として機能している。なお、この明細書中の「１ライン画像データ」とは、当該色の走査光ビームの一走査分に相当するラインデータを意味している。したがって、１ライン画像データに基づきレーザー光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御しながらレーザー光源６２からの走査光ビームを該１ライン画像データの色成分に対応する感光体２上に走査すると、該色成分で、しかも１ライン画像データで示されるライン潜像が形成される。
【００４６】
また、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分について色分解が完了すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出す（図１０の１点鎖線の矢印を参照）。この実施形態では、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが所定間隔だけ離間して配置されていることから、Ｙ→Ｙ→Ｙ→Ｍ→Ｙ→Ｍ→Ｙ→Ｍ→Ｃ→…の順序でシリアルに読み出されている。そして、こうして読み出された１ライン画像データＤＬｙ、ＤＬｍ、ＤＬｃ、ＤＬｋからなるシリアルデータに基づきレーザー光源６２をパルス幅変調するためのレーザ変調データ（ＰＷＭデータ）を作成し、図示を省略するビデオＩＦを介してエンジンコントローラ１０に出力する。例えばＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋ→Ｙ…の順序でシリアルに１ライン画像データが画像メモリ１１３から読み出されると、各１ライン画像データに対応したＰＷＭデータがエンジンコントローラ１０に与えられる。
【００４７】
一方、このＰＷＭデータを受け取ったエンジンコントローラ１０では、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを一定速度Ｖで回転させながら各タイミングでＰＷＭデータに対応する感光体のみに走査光ビームを走査させてライン潜像を形成していく。すなわち、上記ＰＷＭデータが与えられる場合には、まずタイミングｔ１でイエローの１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ１では、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を切替軸たる第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして光ビームを感光体２Ｙに導光するように設定される。そして、第２軸ＡＸ２回りの揺動を停止させた後、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて主走査偏向軸たる第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図１１の「タイミングｔ１」の列に示すように、走査光ビームＬｙが感光体２Ｙのみに走査されてイエローの１ライン画像データＤＬｙに対応するライン潜像Ｉｙ１が形成される。なお、図１１（ならびに後で説明する図１２〜図１４、図２７および図２８）における２点鎖線は感光体表面の露光位置を示している。
【００４８】
また、ライン潜像Ｉｙ１の形成が完了すると、次のタイミングｔ２でマゼンタの１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ２では、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして光ビームを感光体２Ｍに導光するように設定される。そして、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図１１の「タイミングｔ２」の列に示すように、走査光ビームＬｍが感光体２Ｍのみに走査されてマゼンタの１ライン画像データＤＬｍに対応するライン潜像Ｉｍ１が形成される。
【００４９】
さらに、上記と同様にして、各タイミングｔ３、ｔ４、ｔ５、…でシアンライン潜像Ｉｃ１、ブラックライン潜像Ｉｋ１、イエローライン潜像Ｉｙ２、…がそれぞれ対応する色成分の感光体２上に形成されていく。こうして、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに画像データＤに対応する潜像が形成される。そして、これらの潜像は各現像ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって現像されて４色のトナー像が形成される。また、一次転写タイミングを制御することで各トナー像は中間転写ベルト７１上で重ね合わされてカラー画像が形成される。その後、このカラー画像はシートＳ上に二次転写され、さらにシートＳに定着される。
【００５０】
図１２は図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の一例を示す模式図である。以下、この図面を参照しつつ図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作について説明する。ただし、モノクロ画像を形成する場合には取り扱う色成分がブラックのみである点を除き、カラー画像を形成する場合と基本的に同様であるため、両者の相違点を中心に説明する。
【００５１】
この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置よりモノクロ印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データＤが画像メモリ１１３に記憶される。この画像データＤはブラックの複数の１ライン画像データを含んでおり、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分の１ライン画像データをメモリ１１３に記憶すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出す。そして、こうして読み出された１ライン画像データに基づきレーザー光源６２をパルス幅変調するためのレーザ変調データ（ＰＷＭデータ）を作成し、図示を省略するビデオＩＦを介してエンジンコントローラ１０に出力する。
【００５２】
一方、このＰＷＭデータを受け取ったエンジンコントローラ１０では、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを一定速度Ｖで回転させながら各タイミングでブラック用の感光体２Ｋに走査光ビームを走査させてライン潜像を形成していく。すなわち、まずタイミングｔ１でブラックの１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ１では、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を切替軸たる第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして光ビームを感光体２Ｋに導光するように設定される。そして、第２軸ＡＸ２回りの揺動を停止させた後、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて主走査偏向軸たる第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図１２の「タイミングｔ１」の列に示すように、走査光ビームＬｋが感光体２Ｋのみに走査されてブラックの１ライン画像データに対応するライン潜像Ｉｋ１が形成される。
【００５３】
また、ライン潜像Ｉｋ１の形成が完了すると、次のタイミングｔ２で次の１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ２においても、第２軸ＡＸ２回りの揺動は停止されており、光ビームを感光体２Ｋに導光するように設定される。そして、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図１２の「タイミングｔ２」の列に示すように、走査光ビームＬｋが感光体２Ｋに走査されて次の１ライン画像データに対応するライン潜像Ｉｋ２が形成される。
【００５４】
さらに、上記と同様にして、各タイミングｔ３、ｔ４、ｔ５、…でブラックライン潜像Ｉｋ３、Ｉｋ４、Ｉｋ５、…が感光体２Ｋ上に形成されていく。こうして、ブラック用感光体２Ｋに画像データＤに対応する潜像が形成される。そして、これらの潜像は各現像ユニット４Ｋによって現像されてブラックのトナー像が形成される。また、このトナー像は中間転写ベルト７１上に１次転写された後、シートＳ上に二次転写され、さらにシートＳに定着される。
【００５５】
ここで、上記のようにして形成されたカラー画像とモノクロ画像とを対比すると、モノクロ画像の方が単位時間当たりのライン潜像の本数が多く、高細密な画像となっている。すなわち、この実施形態では、画像の解像度をカラー画像とモノクロ画像とで変更することができる。もちろん、モノクロ画像の印字速度を優先する場合には、感光体２Ｋの回転速度を高めればよい。また、モノクロ印字を行う際には、イエロー、シアン、マゼンタの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを回転停止するように制御してもよい。
【００５６】
図１３は図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の他の例を示す模式図である。このモノクロ画像形成動作においては、同図に示すように、感光体２Ｋの回転速度は通常の４倍に設定されている。このため、感光体２Ｋが一定速度（４Ｖ）で移動するのに対応しながら、各タイミングｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、…でブラックライン潜像Ｉｋ１、Ｉｋ２、Ｉｋ３、Ｉｋ４、Ｉｋ５、…が感光体２Ｋ上に形成されていく。
【００５７】
また図１４は図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の別の例を示す模式図である。このモノクロ画像形成動作においては、同図に示すように、感光体２Ｋの回転速度は通常の２倍に設定されるとともに、走査光ビームＬｋの走査間隔は２倍に設定されている。このため、感光体２Ｋが一定速度（２Ｖ）で移動するのに対応しながら、各タイミングｔ１、ｔ３、ｔ５、…でブラックライン潜像Ｉｋ１、Ｉｋ２、Ｉｋ３、…が感光体２Ｋ上に形成されていく。したがって、印字速度は高細密印字（図１１）の２倍、また高速モノクロ印字（図１３）の半分となる。
【００５８】
ここで、感光体２Ｋの回転速度と走査タイミングとの関係は上記した高速モノクロ印字（図１３）および倍速モノクロ印字（図１４）に限定されるものではなく、任意である。しかしながら、高速モノクロ印字（図１３）および倍速モノクロ印字（図１４）では、偏向ミラー面６５１を共振モードで第１軸ＡＸ１回りに揺動駆動したまま印字速度を高めることができる。したがって、偏向ミラー面６５１の揺動動作を変更することなく、カラー印字とモノクロ印字とを切り替えることができ、安定した画像形成を行うことができる。また、偏向ミラー面６５１を共振モードで揺動させたまま印字速度を正確にコントロールすることができる。
【００５９】
以上のように、この実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００６０】
（Ａ）このように構成された画像形成装置では、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出してＰＷＭデータを作成している。そして、このＰＷＭデータにしたがってレーザー光源６２を変調するとともに、そのレーザー光源６２からの光ビームを主走査方向Ｘに偏向して走査光ビームを形成している。しかも、１ライン画像データの読出順序に応じて、偏向ミラー面６５１からの走査光ビームが照射される感光体２を選択的に切り替えるため、その切替動作に応じた感光体２にライン潜像が形成される。このようにレーザー光源６２を１つしか有していないにもかかわらず、４個の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に走査光ビームＬｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋをそれぞれ走査させて各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにライン潜像を形成可能となっている。このため、４個の光源が必要となっていた従来装置に比べて、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。また、光学的な調整作業性を簡素化することができる。
【００６１】
（Ｂ）偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ１および第２軸ＡＸ２の２軸回りに揺動可能に構成された光走査素子６５を用いているため、後述する光走査手段（ポリゴンミラー＋揺動ミラー、２つの揺動ミラー）を採用した場合に比べて露光ユニット６を小型化することができ、装置の小型化の面で有利となっている。
【００６２】
（Ｃ）また、シリコンの単結晶基板６５２に対してマイクロマシニング技術を適用することで光走査素子６５の外側可動板６５３および内側可動板６５６を形成しているので、これらの光走査素子６５を高精度に製造することができる。また、ステンレス鋼と同程度のバネ特性で内側可動板６５６および外側可動板６５３を揺動自在に支持することができ、偏向ミラー面６５１を安定して、しかも高速で揺動することができる。
【００６３】
（Ｄ）また、駆動部１０２ｂ、１０２ｃからなるミラー駆動部により偏向ミラー面６５１を揺動駆動するのにあたり、偏向ミラー面６５１を共振モードで第１軸（主走査偏向軸）ＡＸ１回りに揺動駆動するように構成しているので、少ないエネルギーで偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ１回りに揺動駆動することができる。また、走査光ビームの主走査周期を安定化することができる。
【００６４】
（Ｅ）一方、偏向ミラー面６５１を第２軸（切替軸）ＡＸ２回りに揺動位置決めするために、偏向ミラー面６５１を非共振モードで揺動駆動しているので、次のような作用効果がある。すなわち、偏向ミラー面６５１の第２軸ＡＸ２回りの揺動駆動は走査光ビームの導光先を切り替えるため、導光先の切替を行った後に偏向ミラー面６５１の第２軸ＡＸ２回りの揺動を停止させる必要がある。したがって、揺動駆動と揺動停止とを精度良く行うためには、非共振モードで揺動駆動させるのが望ましい。
【００６５】
（Ｆ）また、偏向ミラー面６５１を揺動駆動させるための駆動力としては、静電吸着力や電磁気力などを用いることができるが、特に偏向ミラー面６５１を第１軸（主走査偏向軸）ＡＸ１回りに揺動駆動するために静電吸着力を用いているので、コイルパターンを内側可動板６５６に形成する必要がなく、光走査素子６５の小型化が可能となり、偏向走査をより高速化することができる。
【００６６】
（Ｇ）また、偏向ミラー面６５１を第２軸（切替軸）ＡＸ２回りに揺動駆動するために電磁気力を用いているので、静電吸着力を発生させる場合に比べて低い駆動電圧で偏向ミラー面６５１を揺動駆動することができ、電圧制御が容易となり、走査光ビームの位置精度や切替精度を高めることができる。
【００６７】
＜第２実施形態＞
図１５は本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、本発明の「光走査手段」としてポリゴンミラー６０１と切替用揺動ミラー６０２とを組み合わせた光走査系６００を用いている点であり、その他の構成は基本的に第１実施形態と同じである。この第２実施形態では、露光筐体６１にポリゴンミラー６０１が固定されており、ポリゴンミラー６０１を主走査方向Ｘと直交する回転軸（主走査偏向軸）ＡＸ３回りに回転することで偏向ミラー面６０１ａによりレーザー光源６２からの光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査する。そして、偏向ミラー面６０１ａからの走査光ビームが揺動ミラー６０２の切替用反射面６０２ａに入射される。
【００６８】
この揺動ミラー６０２は主走査方向Ｘと並行に延びる揺動軸（切替軸）ＡＸ４回りに揺動自在となっており、図示を省略する揺動位置決め機構により揺動駆動される。このため、揺動ミラー６０２によって走査光ビームが偏向されて４個の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのいずれかの一に導光される。つまり、感光体のなかで走査光ビームが照射される感光体を選択的に切り替えることができるように構成されている。
【００６９】
そして、第１実施形態と同様に、ホストコンピュータなどの外部装置よりカラー印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データＤが画像メモリ１１３に記憶される。また、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分について色分解が完了すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出してＰＷＭデータを作成している。そして、このＰＷＭデータにしたがってレーザー光源６２を変調するとともに、そのレーザー光源６２からの光ビームをポリゴンミラー６０１によって主走査方向Ｘに偏向して走査光ビームを形成している。しかも、１ライン画像データの読出順序に応じて、揺動ミラー６０２によって走査光ビームの導光先（感光体２）を選択的に切り替えるため、その切替動作に応じた感光体２にライン潜像が形成される。また、モノクロ印字を行う際にも、第１実施形態と同様にして行われる。
【００７０】
このようにレーザー光源６２を１つしか有していないにもかかわらず、４個の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に走査光ビームＬｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋをそれぞれ走査させて各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにライン潜像を形成可能となっている。このため、４個の光源が必要となっていた従来装置に比べて、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。また、光学的な調整作業性を簡素化することができる。
【００７１】
なお、この第２実施形態では、光走査手段を構成するポリゴンミラー６０１および揺動ミラー６０２のうち前者をレーザー光源６２側に配置しているが、後者をレーザー光源６２側に配置するようにしてもよい。
【００７２】
＜第３実施形態＞
図１６は本発明にかかる画像形成装置の第３実施形態を示す図である。この第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、本発明の「光走査手段」として２つの揺動ミラー６０３、６０２を組み合わせた光走査系６００を用いている点であり、その他の構成は基本的に第１実施形態と同じである。この第３実施形態では、揺動ミラー６０３が本発明の「主走査用揺動ミラー」として機能する。すなわち、揺動ミラー６０３は主走査方向Ｘと直交する揺動軸（主走査偏向軸）ＡＸ５回りに揺動自在に設けられており、揺動ミラー６０３を図示を省略する揺動位置決め機構により往復揺動することで偏向ミラー面６０３ａによりレーザー光源６２からの光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査する。そして、偏向ミラー面６０３ａからの走査光ビームが揺動ミラー６０２の切替用反射面６０２ａに入射される。
【００７３】
この揺動ミラー６０２は第２実施形態のそれと全く同一構成を有しており、本発明の「切替用揺動ミラー」として機能する。すなわち、揺動ミラー６０２によって走査光ビームが偏向されて４個の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのいずれかの一に導光される。つまり、感光体のなかで走査光ビームが照射される感光体を選択的に切り替えることができるように構成されている。
【００７４】
そして、第１実施形態と同様に、ホストコンピュータなどの外部装置よりカラー印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データＤが画像メモリ１１３に記憶される。また、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分について色分解が完了すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出してＰＷＭデータを作成している。そして、このＰＷＭデータにしたがってレーザー光源６２を変調するとともに、そのレーザー光源６２からの光ビームを主走査用揺動ミラー６０３によって主走査方向Ｘに偏向して走査光ビームを形成している。しかも、１ライン画像データの読出順序に応じて、切替用揺動ミラー６０２によって走査光ビームの導光先（感光体２）を選択的に切り替えるため、その切替動作に応じた感光体２にライン潜像が形成される。また、モノクロ印字を行う際にも、第１実施形態と同様にして行われる。
【００７５】
このようにレーザー光源６２を１つしか有していないにもかかわらず、４個の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に走査光ビームＬｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋをそれぞれ走査させて各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにライン潜像を形成可能となっている。このため、４個の光源が必要となっていた従来装置に比べて、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。また、光学的な調整作業性を簡素化することができる。
【００７６】
なお、この第３実施形態では、光走査手段を構成する光ビームを主走査方向Ｘに偏向する揺動ミラー６０３および光ビームを副走査方向Ｙに偏向する揺動ミラー６０２のうち前者をレーザー光源６２側に配置しているが、後者をレーザー光源６２側に配置するようにしてもよい。
【００７７】
＜第４実施形態＞
図１７は本発明にかかる画像形成装置の第４実施形態を示す図である。また、図１８は第４実施形態における露光ユニットの光学構成を展開した副走査断面図である。この第４実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、偏向ミラー面６５１により主走査方向Ｘに走査される走査光ビームを感光体２に結像させる構成である。つまり、第１実施形態では第１走査レンズ６６と第２走査レンズ６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８Ｋとで結像光学系（第２光学系）を構成し、走査レンズ６６、６８Ｙにより走査光ビームＬｙを感光体２Ｙに結像させ、走査レンズ６６、６８Ｍにより走査光ビームＬｍを感光体２Ｍに結像させ、走査レンズ６６、６８Ｃにより走査光ビームＬｃを感光体２Ｃに結像させ、走査レンズ６６、６８Ｋにより走査光ビームＬｋを感光体２Ｋに結像させている。これに対し、第４実施形態では図１７に示すように単玉非球面レンズ６６１により走査光ビームＬｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋをそれぞれ感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに結像している。
【００７８】
この単玉非球面レンズ６６１は、偏向ミラー面６５１の固有の揺動特性で偏向された走査光ビームが各感光体２の表面上では等速で移動する歪み特性を有し、かつ、各感光体２の表面上の任意の位置における走査光ビームの子午方向（主走査方向Ｘ）の像面湾曲収差を補正するように、子午平面（主走査平面）内の両面の形状が相互に異なる形の非円弧状に形成され、さらに、球欠方向（感光体２の回転方向に相当する）の像面湾曲収差を補正するように、上記両面の少なくとも何れか一方の子午平面内での非円弧曲線に沿った位置の球欠方向の曲率が子午方向の曲率とは相関なく変化するように定められてなるものである。なお、単玉非球面レンズの構成および作用については、例えば特公平７−６０２２１号公報に詳述されているため、ここではその説明を省略する。
【００７９】
この単玉非球面レンズ６６１により本発明の「第３光学系」に相当する結像光学系を構成した場合、単玉であつてもほとんど収差がなくきわめて良好な結像スポツトが得られ、また広角偏向で光軸長の短い走査用レンズを構成することができる。したがって、露光ユニット６の小型化および低コスト化を効果的に図ることができ、如いては画像形成装置の小型化および低コスト化が可能となる。
【００８０】
また、この第４実施形態においても、いわゆる面倒れ補正光学系が構成されている。すなわち図１８に示すように、レーザー光源６２からの光ビームがコリメータレンズ６３によりコリメート光にビーム整形された後、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ６４に入射される。そして、このコリメート光は副走査方向にのみ収束されて光走査素子６５の偏向ミラー面６５１付近で線状結像される。また、偏向ミラー面６５１からの走査光ビームは単玉非球面レンズ６６１により各感光体２の表面に結像される。このため、各感光体２の表面と偏向ミラー面６５１とが光学的に共役となり、第１軸（主走査偏向軸）ＡＸ１に多少のぶれが生じたとしても光学的に補正される。また、偏向ミラー面６５１での光ビームの形状は線状となるため、偏向ミラー面６５１を小さくすることができ、高速走査の面で有利となる。
【００８１】
なお、このように単玉非球面レンズ６６１を用いた画像形成装置においても、上記実施形態と同様にしてカラー印字およびモノクロ印字を行うため、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。この点に関しては、後で説明する第５ないし第８実施形態においても全く同様である。
【００８２】
＜第５実施形態＞
図１９は本発明にかかる画像形成装置の第５実施形態を示す図である。上記第４実施形態では各感光体２の表面と偏向ミラー面６５１とが光学的に共役な関係となるように構成しているのに対し、この第５実施形態では偏向ミラー面６５１が感光体表面の共役点ＣＰからずれており、いわゆる非共役型の光学系となっている。したがって、この第５実施形態では、面倒れ誤差Δｙが発生する可能性がある。
【００８３】
しかしながら、偏向ミラー面６５１は光ビームを単に主走査方向Ｘに偏向するだけでなく、副走査方向Ｙにも偏向可能となっている。そこで、この第５実施形態では、第２軸駆動部１０２ｃ（図９）からのコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして面倒れ補正を行っている。
【００８４】
＜第６実施形態＞
図２０は本発明にかかる画像形成装置の第６実施形態を示す図である。この第６実施形態では、同図に示すように、レーザー光源６２からの光ビームがコリメータレンズ６３によりコリメート光にビーム整形された後、このコリメート光がそのまま光走査素子６５の偏向ミラー面６５１に入射している。そして、偏向ミラー面６５１により偏向された走査光ビームは単玉非球面レンズ６６１により各感光体２の表面に結像される。このように、この第６実施形態では、上記第５実施形態と同様に非共役型の光学系となっている。したがって、この第６実施形態では、面倒れ誤差Δｙが発生する可能性がある。
【００８５】
しかしながら、偏向ミラー面６５１は光ビームを単に主走査方向Ｘに偏向するだけでなく、副走査方向Ｙにも偏向可能となっている。そこで、この第６実施形態においても、上記第５実施形態と同様に、第２軸駆動部１０２ｃ（図９）からのコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして面倒れ補正を行っている。
【００８６】
＜第７実施形態＞
図２１は本発明にかかる画像形成装置の第７実施形態を示す図である。この第７実施形態では、本発明の「光走査手段」としてポリゴンミラー６０１と揺動ミラー６０２とを組み合わせた光走査系６００を用いている。また、単玉非球面レンズ６６１により走査光ビームＬｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋをそれぞれ感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに結像している。なお、その他の構成は基本的に第１実施形態と同じである。
【００８７】
この第７実施形態では、露光筐体６１にポリゴンミラー６０１が固定されており、ポリゴンミラー６０１を主走査方向Ｘと直交する回転軸（主走査偏向軸）ＡＸ３回りに回転することで偏向ミラー面６０１ａによりレーザー光源６２からの光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査する。そして、偏向ミラー面６０１ａからの走査光ビームが本発明の「第３光学系」に相当する単玉非球面レンズ６６１を介して揺動ミラー６０２の切替用反射面６０２ａに入射される。
【００８８】
この揺動ミラー６０２は主走査方向Ｘと並行に延びる揺動軸（切替軸）ＡＸ４回りに揺動自在となっており、図示を省略する揺動位置決め機構により揺動駆動される。このため、揺動ミラー６０２によって走査光ビームが偏向されて４個の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのいずれかの一に導光され、その表面に結像される。そして、第１実施形態と同様にしてカラー印字およびモノクロ印字が実行される。
【００８９】
なお、この第７実施形態では、光走査手段を構成するポリゴンミラー６０１および揺動ミラー６０２のうち前者をレーザー光源６２側に配置しているが、後者をレーザー光源６２側に配置するようにしてもよい。また、単玉非球面レンズ６６１の配設位置も本実施形態に限定されるものではなく、例えば揺動ミラー６０２の射出側に配置してもよい。
【００９０】
＜第８実施形態＞
図２２は本発明にかかる画像形成装置の第８実施形態を示す図である。この第８実施形態では、本発明の「光走査手段」として２つの揺動ミラー６０３、６０２を組み合わせた光走査系６００を用いている。また、単玉非球面レンズ６６１により走査光ビームＬｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋをそれぞれ感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに結像している。なお、その他の構成は基本的に第１実施形態と同じである。
【００９１】
この第８実施形態では、揺動ミラー６０３が主走査方向Ｘと直交する揺動軸（主走査偏向軸）ＡＸ５回りに揺動自在に設けられており、揺動ミラー６０３を図示を省略する揺動位置決め機構により往復揺動することで偏向ミラー面６０３ａによりレーザー光源６２からの光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査する。そして、偏向ミラー面６０３ａからの走査光ビームが切替用揺動ミラー６０２の切替用反射面６０２ａに入射される。
【００９２】
また、揺動ミラー６０２によって走査光ビームが副走査方向Ｙに偏向された後、本発明の「第３光学系」に相当する単玉非球面レンズ６６１を介して４個の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのいずれかの一に導光され、その表面に結像される。そして、第１実施形態と同様にしてカラー印字およびモノクロ印字が実行される。
【００９３】
なお、この第８実施形態では、光走査手段を構成する光ビームを主走査方向Ｘに偏向する主走査用揺動ミラー６０３および光ビームを副走査方向Ｙに偏向する切替用揺動ミラー６０２のうち前者をレーザー光源６２側に配置しているが、後者をレーザー光源６２側に配置するようにしてもよい。また、単玉非球面レンズ６６１の配設位置も本実施形態に限定されるものではなく、例えば揺動ミラー６０３、６０２の間に配置してもよい。
【００９４】
ＩＩ．マルチビームの画像形成装置
ところで、上記実施形態では各タイミングでの走査光ビームは１本であるが、光走査素子６５や光走査系６００などの光走査手段に入射される光ビームの本数をＭ本（ただしＭ≧２の自然数）に増やし、各感光体２の表面上にＭ本の光ビームを主走査方向Ｘに走査することによってＭ本のライン状潜像を同時に形成するように構成してもよい。具体的には、Ｍ個のレーザー光源６２により光源部（本発明の「光源手段」に相当）を構成し、光走査素子６５や光走査系６００などの光走査手段により光源部から射出されるＭ本の光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査するとともに、Ｍ本の走査光ビームを主走査方向Ｘとは相違する副走査方向Ｙに導いてＮ個の潜像担持体のなかでＭ本の走査光ビームが照射される感光体２を選択的に切り替えるように構成すればよい。以下、図面を参照しつつマルチビームの画像形成装置について詳述する。
【００９５】
＜第９実施形態＞
図２３は本発明にかかる画像形成装置の第９実施形態を示す露光ユニットの副走査断面図である。また、図２４は本発明にかかる画像形成装置の第９実施形態の電気的構成を示すブロック図である。この第９実施形態が第１実施形態（シングルビームの画像形成装置）と大きく相違する点は、２つのレーザー光源６２１、６２２からなる光源部を有し、この光源部から２本の光ビームが光走査素子６５の偏向ミラー面６５１に向けて射出されている点である。すなわち、この実施形態では、図２４に示すように、露光制御部１０２は２つの光源駆動部１０２ａ１、１０２ａ２が設けられている。そして、後述するＰＷＭデータ１に基づき光源駆動部１０２ａ１がレーザー光源６２１をＯＮ／ＯＦＦ制御することによってレーザー光源６２１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。また、後述するＰＷＭデータ２に基づき光源駆動部１０２ａ２がレーザー光源６２２をＯＮ／ＯＦＦ制御することによってレーザー光源６２２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。こうして、光源部から画像データに対応する２本の光ビームが射出される。なお、その他の構成は第１実施形態と同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００９６】
図２５および図２６は図２３の画像形成装置での画像処理を模式的に示す図である。また図２７は図２３の画像形成装置のカラー画像形成動作を示す模式図である。以下、これらの図面を参照しつつ図２３の画像形成装置のカラー画像形成動作（カラー印字動作）について説明する。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置よりカラー印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データＤが画像メモリ１１３に記憶される。この画像データＤは図２５に示すように複数の１ラインカラーデータＤＬを含んでいる。そして、メインコントローラ１１は色分解を実行して各色成分の１ライン画像データ群を得る。すなわち、イエローについて複数の１ライン画像データＤＬｙ１、ＤＬｙ２、…が、マゼンタについて複数の１ライン画像データＤＬｍ１、ＤＬｍ２、…が、シアンについて複数の１ライン画像データＤＬｃ１、ＤＬｃ２、…が、さらにブラックについて複数の１ライン画像データＤＬｋ１、ＤＬｋ２、…がそれぞれ得られ、画像メモリ１１３に記憶される。このように、この実施形態では画像メモリ１１３が本発明の「記憶手段」として機能している。
【００９７】
なお、この明細書中の「１ライン画像データ」とは、当該色の走査光ビームの一走査分に相当するラインデータを意味している。したがって、１ライン画像データに基づきレーザー光源６２１、６２２をＯＮ／ＯＦＦ制御しながらレーザー光源６２からの走査光ビームを該１ライン画像データの色成分に対応する感光体２上に走査すると、該色成分で、しかも１ライン画像データで示されるライン潜像が形成される。また、「１ライン画像データ群」とは、同時あるいは互いに関連付けて送られるＭ個（この実施形態では、Ｍ＝２）の１ライン画像データを意味する。
【００９８】
また、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分について色分解が完了すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データ群を順番に読み出す（図２６の１点鎖線の矢印を参照）。この実施形態では、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが所定間隔だけ離間して配置されていることから、Ｙ→Ｙ→Ｙ→Ｍ→Ｙ→Ｍ→Ｙ→Ｍ→Ｃ→…の順序でＭ個ずつシリアルに読み出されている。そして、こうして読み出された１ライン画像データ群（図２６の太破線で囲んだデータ単位）からなるシリアルデータに基づき光源部を制御する。より具体的には、１ライン画像データＤＬｙ１、ＤＬｍ１、ＤＬｃ１、ＤＬｋ１からなるシリアルデータに基づきレーザー光源６２１をパルス幅変調するためのレーザ変調データ（ＰＷＭデータ１）を作成し、図示を省略するビデオＩＦを介してエンジンコントローラ１０に出力する。また、レーザー光源６２２側についても同様にしてＰＷＭデータ２が作成される。すなわち、１ライン画像データＤＬｙ２、ＤＬｍ２、ＤＬｃ２、ＤＬｋ２からなるシリアルデータに基づきレーザー光源６２２をパルス幅変調するためのレーザ変調データ（ＰＷＭデータ２）を作成し、図示を省略するビデオＩＦを介してエンジンコントローラ１０に出力する。例えばＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋ→Ｙ…の順序でシリアルに１ライン画像データ群が画像メモリ１１３から読み出されると、各１ライン画像データ群に対応したＰＷＭデータ１、２が同時にエンジンコントローラ１０に与えられる。
【００９９】
なお、この実施形態では、潜像書込タイミングに応じて画像メモリ１１３からシリアルに読み出した１ライン画像データ群に基づきメインコントローラ１１側でレーザー光源６２１、６２２をそれぞれ駆動制御するＰＷＭデータ１、２を作成し、エンジンコントローラ１０に並行して与えているが、１ライン画像データ群をシリアルにエンジンコントローラ１０に与えて該エンジンコントローラ１０側でＰＷＭデータ１、２を作成するようにしてもよい。
【０１００】
一方、このＰＷＭデータ１，２を受け取ったエンジンコントローラ１０では、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを一定速度Ｖで回転させながら各タイミングでＰＷＭデータ１、２に対応する感光体のみに２本の走査光ビームを走査させてライン潜像を形成していく。すなわち、上記ＰＷＭデータ１、２が与えられる場合には、まずタイミングｔ１でイエローの１ライン画像データ群に対応してレーザー光源６２１、６２２がそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御されながら光源部から２本の光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ１では、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を切替軸たる第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして２本の光ビームを感光体２Ｙに導光するように設定される。そして、第２軸ＡＸ２回りの揺動を停止させた後、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて主走査偏向軸たる第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図２７の「タイミングｔ１」の列に示すように、走査光ビームＬｙ１、Ｌｙ２が感光体２Ｙのみに走査されてイエローの１ライン画像データ群（ＤＬｙ１、ＤＬｙ２）に対応する２本のライン潜像Ｉｙ１、Ｉｙ２が同時に形成される。
【０１０１】
また、ライン潜像Ｉｙ１、Ｉｙ２の形成が完了すると、次のタイミングｔ２でマゼンタの１ライン画像データ群（ＤＬｍ１、ＤＬｍ２）に対応してレーザー光源６２１、６２２がそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２１、６２２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ２では、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして２本の光ビームを感光体２Ｍに導光するように設定される。そして、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図２７の「タイミングｔ２」の列に示すように、走査光ビームＬｍ１、Ｌｍ２が感光体２Ｍのみに走査されてマゼンタの１ライン画像データ群（ＤＬｍ１、ＤＬｍ２）に対応する２本のライン潜像Ｉｍ１、Ｉｍ２が同時に形成される。
【０１０２】
さらに、上記と同様にして、各タイミングｔ３、ｔ４、ｔ５、…でシアンライン潜像Ｉｃ１、Ｉｃ２、ブラックライン潜像Ｉｋ１、Ｉｋ２、イエローライン潜像Ｉｙ３、Ｉｙ４…がそれぞれ対応する色成分の感光体２上に形成されていく。こうして、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに画像データＤに対応する潜像が形成される。そして、これらの潜像は各現像ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって現像されて４色のトナー像が形成される。また、一次転写タイミングを制御することで各トナー像は中間転写ベルト７１上で重ね合わされてカラー画像が形成される。その後、このカラー画像はシートＳ上に二次転写され、さらにシートＳに定着される。
【０１０３】
図２８は図２３の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の一例を示す模式図である。以下、この図面を参照しつつ図２３の画像形成装置のモノクロ画像形成動作（モノクロ印字動作）について説明する。ただし、モノクロ画像を形成する場合には取り扱う色成分がブラックのみである点を除き、カラー画像を形成する場合と基本的に同様であるため、両者の相違点を中心に説明する。
【０１０４】
この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置よりモノクロ印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データＤが画像メモリ１１３に記憶される。この画像データＤはブラックの複数の１ライン画像データを含んでおり、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分の１ライン画像データをメモリ１１３に記憶すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データ群を順番に読み出す。そして、こうして読み出された１ライン画像データ群に基づきレーザー光源６２１、６２２をパルス幅変調するためのレーザ変調データ（ＰＷＭデータ１、２）を作成し、図示を省略するビデオＩＦを介してエンジンコントローラ１０に出力する。
【０１０５】
一方、このＰＷＭデータを受け取ったエンジンコントローラ１０では、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを一定速度４Ｖで回転させながら各タイミングでブラック用の感光体２Ｋに２本の走査光ビームを走査させて２本のライン潜像を同時に形成していく。すなわち、まずタイミングｔ１でブラックの１ライン画像データ群に対応してレーザー光源６２１、６２２がそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２１，６２２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ１では、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を切替軸たる第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして光ビームを感光体２Ｋに導光するように設定される。そして、第２軸ＡＸ２回りの揺動を停止させた後、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて主走査偏向軸たる第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて２本の光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図２８の「タイミングｔ１」の列に示すように、走査光ビームＬｋ１、Ｌｋ２が感光体２Ｋのみに走査されてブラックの１ライン画像データ群に対応する２本のライン潜像Ｉｋ１、Ｉｋ２が同時に形成される。
【０１０６】
また、ライン潜像Ｉｋ１、Ｉｋ２の形成が完了すると、次のタイミングｔ２で次の１ライン画像データ群に対応してレーザー光源６２１、６２２がそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２１、６２２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ２においても、第２軸ＡＸ２回りの揺動は停止されており、光ビームを感光体２Ｋに導光するように設定される。そして、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて２本の光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図２８の「タイミングｔ２」の列に示すように、走査光ビームＬｋ１、Ｌｋ２が感光体２Ｋに走査されて次の１ライン画像データ群に対応するライン潜像Ｉｋ３、Ｉｋ４が同時に形成される。
【０１０７】
さらに、上記と同様にして、各タイミングｔ３、ｔ４、ｔ５、…でブラックライン潜像（Ｉｋ５、Ｉｋ６）、（Ｉｋ７、Ｉｋ８）、（Ｉｋ９、Ｉｋ１０）、…が感光体２Ｋ上に形成されていく。こうして、ブラック用感光体２Ｋに画像データＤに対応する潜像が形成される。そして、これらの潜像は各現像ユニット４Ｋによって現像されてブラックのトナー像が形成される。また、このトナー像は中間転写ベルト７１上に１次転写された後、シートＳ上に二次転写され、さらにシートＳに定着される。
【０１０８】
ここで、上記のようにして形成されたカラー印字時間とモノクロ印字時間とを対比すると、モノクロ印字時での感光体の回転速度がカラー印字時のそれの４倍となっているので、同一の解像度であるのに４倍の印字速度が得られる（高速モノクロ印字）。また、感光体２Ｋの回転速度をカラー印字の２倍に設定するとともに、走査光ビームＬｋ１、Ｌｋ２の走査間隔を２倍に設定してもよい（倍速モノクロ印字）。さらに、感光体２Ｋの回転速度と走査タイミングとの関係は上記した高速モノクロ印字（図２８）および倍速モノクロ印字に限定されるものではなく、任意である。しかしながら、高速モノクロ印字（図２８）および倍速モノクロ印字では、偏向ミラー面６５１を共振モードで第１軸ＡＸ１回りに揺動駆動したまま印字速度を高めることができる。したがって、偏向ミラー面６５１の揺動動作を変更することなく、カラー印字とモノクロ印字とを切り替えることができ、安定した画像形成を行うことができる。また、偏向ミラー面６５１を共振モードで揺動させたまま印字速度を正確にコントロールすることができる。
【０１０９】
また、モノクロ印字における解像度を高めるために、感光体２の回転速度をカラー印字時のそれと一致させながら、上記のように各タイミングｔ１〜ｔ５、…でブラックライン潜像を感光体２Ｋ上に形成していくと、モノクロ画像の単位時間当たりのライン潜像の本数はカラー画像よりも多く、高細密な画像を得ることができる。すなわち、この実施形態では、画像の解像度をカラー画像とモノクロ画像とで変更することができる。
【０１１０】
以上のように、この実施形態によれば、２本の走査光ビームを４つの感光体２のうちの一に照射して２本のライン潜像を一括して形成しているので、シングルビームの画像形成装置（第１〜第８実施形態）、つまり単一の走査光ビームを感光体２の表面に照射してライン潜像を１本ずつ形成する装置の２倍の印字速度が得られる。また、印字速度をシングルビームの画像形成装置のそれと同一に設定すると、走査光ビームの主走査周波数を小さくし、各レーザー光源の変調周波数を下げることができる。
【０１１１】
また、この実施形態では、光走査素子６５により２本の走査光ビームの導光先を切り替えているので、光源部からの２本の光ビームのいずれもが、全ての感光体２上にライン潜像を形成するための走査光ビームとして機能する。したがって、各感光体ごとに専用の光源を配置していた従来装置に比べて、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。また、光学的な調整作業性を簡素化することができる。さらに、感光体２の個数Ｎに制限されることなく、光源部からの光ビームの本数Ｍを任意に設定することができ、優れた設計自由度が得られる。
【０１１２】
さらに、この実施形態では、第１実施形態で得られると同様の作用効果（Ｂ）〜（Ｇ）が得られる。
【０１１３】
＜第１０実施形態＞
図２９は本発明にかかる画像形成装置の第１０実施形態を示す露光ユニットの光走査素子を示す斜視図である。また、図３０および図３１はそれぞれ図２９の光走査素子の主走査断面図および副走査断面図である。さらに、図３２は本発明にかかる画像形成装置の第１０実施形態の電気的な構成を示すブロック図である。ここで、第１０実施形態が第１実施形態と大きく相違している点は、２つのレーザー光源６２１、６２２からなる光源部を有し、この光源部から２本の光ビームＬ１、Ｌ２が射出されている点と、光ビームＬ１、Ｌ２を偏向ミラー面６５１ａ、６５１ｂでそれぞれ偏向している点である。なお、その他の構成は第１実施形態と同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【０１１４】
この第１０実施形態では、本発明の「光走査手段」として２つの偏向ミラー面６５１ａ、６５１ｂを有する光走査素子６５０が設けられている。これらの偏向ミラー面６５１ａ、６５１ｂは、主走査偏向軸たる第１軸ＡＸ１回りに一体的に揺動自在となっている一方、切替軸たる第２軸ＡＸ２および第３軸ＡＸ３回りにそれぞれ独立して揺動自在となっている。
【０１１５】
この光走査素子６５０も、第１実施形態の光走査素子６５と同様に、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る。この光走査素子６５０では、図２９に示すように、シリコン基板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外側可動板６５３が設けられている。この外側可動板６５３は枠状に形成され、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、副走査方向Ｙとほぼ平行に伸びる第１軸ＡＸ１回りに揺動自在となっている。
【０１１６】
この外側可動板６５３の内側には、２枚の内側可動板６５６ａ、６５６ｂがそれぞれ独立して軸支されている。すなわち、内側可動板６５６ａはねじりバネ６５４と軸方向が直交するねじりバネ６５７ａで外側可動板６５３の内側に弾性支持されており、主走査方向Ｘとほぼ平行に伸びる第２軸ＡＸ２回りに揺動自在となっている。そして、内側可動板６５６ａの上面周縁部には、平面コイル６５５ａが「第２軸駆動用コイル」として絶縁層で被膜されて設けられている。また、その内側可動板６５６ａの上面中央部には、アルミニューム膜などが偏向ミラー面６５１ａとして成膜されている。
【０１１７】
一方の内側可動板６５６ｂも内側可動板６５６ａと同様に構成されている。すなわち、内側可動板６５６ｂはねじりバネ６５７ｂで外側可動板６５３の内側に弾性支持され、主走査方向Ｘとほぼ平行に伸びる第３軸ＡＸ３回りに揺動自在となっている。また、内側可動板６５６ｂの上面には、「第３軸駆動用コイル」としての平面コイル６５５ｂと偏向ミラー面６５１ｂとが設けられている。
【０１１８】
また、シリコン基板６５２の略中央部には、図３０および図３１に示すように、外側可動板６５３および内側可動板６５６ａ、６５６ｂがそれぞれ第１軸ＡＸ１、第２軸ＡＸ２および第３軸ＡＸ３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の内底面のうち外側可動板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３０参照）。これら２つの電極６５８ａ、６５８ｂは外側可動板６５３を第１軸ＡＸ１回りに揺動駆動するための「第１軸用電極」として機能するものである。すなわち、これらの第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂは露光制御部１０２の第１駆動部１０２ｂと電気的に接続されている。そして、第１駆動部１０２ｂから所定の電圧を第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加することによって外側可動板６５３が第１軸ＡＸ１回りに振動し、これによって両偏向ミラー面６５１ａ、６５１ｂ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外側可動板の共振周波数に設定すると、外側可動板６５３の振れ幅は大きくなり、電極６５８ａ、６５８ｂに近接する位置まで外側可動板６５３の端部を変位させることができる。
【０１１９】
この凹部６５２ａの内底面には、図３１に示すように、内側可動板６５６ａ、６５６ｂの端部に外方位置に永久磁石６５９ａ〜６５９ｃが互いに異なる方位関係で固着されている。また、第２軸駆動用コイル６５５ａ、６５５ｂは露光制御部１０２の第２駆動部１０２ｃおよび第３駆動部１０２ｄとそれぞれ電気的に接続されている。このため、コイル６５５ａへの通電によって内側可動板６５６ａ（偏向ミラー面６５１ａ）がねじりバネ６５７ａを第２軸ＡＸ２として揺動する。また、コイル６５５ｂへの通電によって内側可動板６５６ｂ（偏向ミラー面６５１ｂ）がねじりバネ６５７ｂを第３軸ＡＸ３として揺動する。ここで、第２軸駆動用コイル６５５ａおよび第３軸駆動用コイル６５５ｂに流す電流を交流とし連続的に反復動作すれば、ねじりバネ６５７ａを第２軸ＡＸ２として偏向ミラー面６５１ａを往復振動させ、またねじりバネ６５７ｂを第３軸ＡＸ３として偏向ミラー面６５１ｂを往復振動させることができる。このように、本実施形態では両偏向ミラー面６５１ａ、６５１ｂをそれぞれ独立して制御することができる。
【０１２０】
このように光走査素子６５０では、偏向ミラー面６５１ａを互いに直交する第１軸ＡＸ１および第２軸ＡＸ２回りに、また偏向ミラー面６５１ｂを互いに直交する第１軸ＡＸ１および第３軸ＡＸ３回りに、しかもそれらを独立して揺動駆動することが可能となっている。そこで、この実施形態では、第１軸駆動部１０２ｂ、第２軸駆動部１０２ｃおよび第３軸駆動部からなるミラー駆動部を制御することによって偏向ミラー面６５１ａ、６５１ｂを第１軸ＡＸ１回りに揺動させることで２本の光ビームＬ１、Ｌ２を偏向して主走査方向Ｘに走査させている。一方、偏向ミラー面６５１ａを第２軸ＡＸ２回りに揺動させることで光ビームＬ１を、また偏向ミラー面６５１ｂを第３軸ＡＸ３回りに揺動させることで光ビームＬ２を、４つの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのいずれかの一に導光して感光体のなかで走査光ビームが照射される感光体を選択的に切り替えている。このように本実施形態では、第１軸ＡＸ１を主走査偏向軸として機能させるとともに、第２軸ＡＸ２および第３軸ＡＸ３を切替軸として機能させている。しかも、この実施形態では、内側可動部材６５６ａ、６５６ｂをそれぞれ独立して切替軸ＡＸ２、ＡＸ３回りに揺動駆動することによって２本の走査光ビームの間隔（ビームピッチＰ）を制御可能となっている。
【０１２１】
そして、第９実施形態と同様に、ホストコンピュータなどの外部装置よりカラー印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データＤが画像メモリ１１３に記憶される。また、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分について色分解が完了すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データ群を順番に読み出してＰＷＭデータ１、２を作成している。そして、ＰＷＭデータ１、２にしたがってレーザー光源６２１、６２１をそれぞれ変調する。また、各レーザー光源６２１、６２２からの光ビームＬ１、Ｌ２をそれぞれ偏向ミラー面６５１ａ、６５１ｂによって主走査方向Ｘに偏向して２本の走査光ビームを形成するともに、１ライン画像データ群の読出順序に応じて２本の走査光ビームの導光先（感光体２）を選択的に切り替えるため、その切替動作に応じた感光体２に２本のライン潜像が同時に形成される。また、モノクロ印字を行う際にも、第９実施形態と同様にして行われる。
【０１２２】
以上のように、この第１０実施形態においても、第９実施形態と同様の作用効果が得られる。また、上記したように２本の走査光ビームの間隔を制御可能となっているため、必要に応じて走査光ビームの間隔を調整して画像品質の向上を図ることができる。
【０１２３】
なお、上記第１０実施形態では、２個の偏向ミラー面６５１ａ、６５１ｂをそれぞれ独立して切替軸ＡＸ２、ＡＸ３回りに揺動駆動するように構成しているが、両者を連携して駆動するようにしてもよい。
【０１２４】
なお、上記第９および第１０実施形態では、本発明の「光走査手段」として光走査素子６５、６５０を用いているが、これ以外に第２および第３実施形態と同様に、ポリゴンミラー６０１と切替用揺動ミラー６０２とを組み合わせた光走査系６００や２つの揺動ミラー６０３、６０２を組み合わせた光走査系６００を用いることができる。
【０１２５】
また、上記第９および第１０実施形態では、第１走査レンズ６６と第２走査レンズ６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８Ｋとで結像光学系（第２光学系）を構成している。すなわち、走査レンズ６６、６８Ｙにより走査光ビームＬｙ１、Ｌｙ２を感光体２Ｙに結像させ、走査レンズ６６、６８Ｍにより走査光ビームＬｍ１、Ｌｍ２を感光体２Ｍに結像させ、走査レンズ６６、６８Ｃにより走査光ビームＬｃ１、Ｌｃ２を感光体２Ｃに結像させ、走査レンズ６６、６８Ｋにより走査光ビームＬｋ１、Ｌｋ２を感光体２Ｋに結像させている。しかしながら、この結像光学系については、第４ないし第８実施形態と同様に、単玉非球面レンズ６６１のみで構成してもよく、この結像光学系が本発明の「第３光学系」として機能する。そして、単玉非球面レンズ６６１を用いることで第４ないし第８実施形態と同様の作用効果が得られる。
【０１２６】
また、上記第９および第１０実施形態では、光源部から２本の光ビームを射出して２本の走査光ビームを光走査手段（光走査素子６５、６００、６５０）により切替設定された一の感光体に同時に照射しているが、光源部（光源手段）からの射出する光ビームの本数Ｍは「２」に限定されず、３本以上であってもよい。また、感光体の切替を光走査素子６５０で行う場合には、光ビームの本数Ｍと同数の偏向ミラー面を設けるのが望ましい。
【０１２７】
ＩＩＩ．その他
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４色のトナー像をそれぞれ感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに形成する画像形成装置に対して本発明を適用しているが、いわゆるタンデム方式の画像形成装置全般に適用することができる。すなわち、その表面上に単一の光ビームを主走査方向に走査することによってライン状の潜像が形成される潜像担持体をＮ個（ただしＮ≧２の自然数）設けた画像形成装置全般に本発明を適用することができ、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１２８】
また、上記実施形態では、ホストコンピュータなどの外部装置より与えられた印字指令に基づき該印字指令に含まれる画像を転写紙、複写紙などのシートＳに印字するプリンタを用いて説明しているが、本発明はこれに限られず、複写機やファクシミリ装置などを含むタンデム方式の画像形成装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の第１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構成を示す副走査断面図である。
【図４】図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図である。
【図５】露光ユニットの光学構成を展開した副走査断面図である。
【図６】露光ユニットの一構成要素たる光走査素子を示す斜視図である。
【図７】図６の光走査素子の第１軸に沿った断面図である。
【図８】図６の光走査素子の第２軸に沿った断面図である。
【図９】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１０】図１の画像形成装置での画像処理を模式的に示す図である。
【図１１】図１の画像形成装置のカラー画像形成動作を示す模式図である。
【図１２】図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の一例を示す模式図である。
【図１３】図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の他の例を示す模式図である。
【図１４】図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の別の例を示す模式図である。
【図１５】本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態を示す図である。
【図１６】本発明にかかる画像形成装置の第３実施形態を示す図である。
【図１７】本発明にかかる画像形成装置の第４実施形態を示す図である。
【図１８】第４実施形態における露光ユニットの光学構成を展開した副走査断面図である。
【図１９】本発明にかかる画像形成装置の第５実施形態を示す図である。
【図２０】本発明にかかる画像形成装置の第６実施形態を示す図である。
【図２１】本発明にかかる画像形成装置の第７実施形態を示す図である。
【図２２】本発明にかかる画像形成装置の第８実施形態を示す図である。
【図２３】本発明にかかる画像形成装置の第９実施形態を示す露光ユニットの副走査断面図である。
【図２４】本発明にかかる画像形成装置の第９実施形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図２５】図２３の画像形成装置での画像処理を模式的に示す図である。
【図２６】図２３の画像形成装置での画像処理を模式的に示す図である。
【図２７】図２３の画像形成装置のカラー画像形成動作を示す模式図である。
【図２８】図２３の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の一例を示す模式図である。
【図２９】本発明にかかる画像形成装置の第１０実施形態を示す露光ユニットの光走査素子を示す斜視図である。
【図３０】図２９の光走査素子の主走査断面図である。
【図３１】図２９の光走査素子の副走査断面図である。
【図３２】本発明にかかる画像形成装置の第１０実施形態の電気的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体、 ６…露光ユニット、 １０…エンジンコントローラ（制御手段）、 １１…メインコントローラ（制御手段）、 ６２…レーザー光源、 ６３…コリメータレンズ（第１光学系）、 ６４…シリンドリカルレンズ（第１光学系）、 ６５、６５０…光走査素子（光走査手段）、 ６６，６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃ，６８Ｋ…走査レンズ（第２光学系）、 １０２ｂ…第１軸駆動部（ミラー駆動部）、 １０２ｃ…第２軸駆動部（ミラー駆動部）、 １０２ｄ…第３軸駆動部（ミラー駆動部）、 １１３…画像メモリ（記憶手段）、 ６００…光走査系（光走査手段）、 ６０１…ポリゴンミラー、 ６０１ａ，６０３ａ，６５１、６５１ａ、６５１ｂ…偏向ミラー面、 ６０２…切替用揺動ミラー、 ６０２ａ…切替用反射面、 ６０３…主走査用揺動ミラー、 ６５２…シリコン基板、 ６５３…外側可動板、 ６５６、６５６ａ、６５６ｂ…内側可動板、 ６６１…単玉非球面レンズ（第３光学系）、 ＡＸ１…第１軸（主走査偏向軸）、 ＡＸ２…第２軸（切替軸）、 ＡＸ３…回転軸（主走査偏向軸）、 ＡＸ４…揺動軸（切替軸）、 ＡＸ５…揺動軸（主走査偏向軸）、 Ｄ…画像データ、 Ｉｙ１，Ｉｙ２，Ｉｍ１，Ｉｃ１，Ｉｋ１〜Ｉｋ５…ライン潜像、 Ｌｙ１，Ｌｙ２，Ｌｍ１，Ｌｍ２，Ｌｃ１，Ｌｃ２，Ｌｋ１，Ｌｋ２…走査光ビーム、 Ｘ…主走査方向、Ｙ…副走査方向[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a so-called tandem type image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
As an image forming apparatus of this type, an image forming apparatus in which a photoconductor, an exposure unit, and a developing unit are exclusively provided for each of four different colors, for example, yellow, magenta, cyan, and black, is known. (See, for example, Patent Document 1). In this conventional apparatus, an image of each color component is formed on a photoconductor as follows. That is, for each color component, the light source of the exposure unit is controlled based on the image data indicating the image of the color component, and the light beam from the light source is scanned in the main scanning direction on the surface of the photoconductor by the optical scanning optical system of the exposure unit. To form a latent image corresponding to the image data of the color component on the photoreceptor.
[0003]
Further, as another apparatus, an image forming apparatus which includes four light sources and deflects a light beam emitted from each light source by a common polygon mirror to scan in a main scanning direction has been conventionally proposed (for example, see Patent Reference 2). In the image forming apparatus described in Patent Literature 2, four scanning light beams from a polygon mirror are respectively guided to four photoconductors by return mirror groups to form a latent image.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-62920 (page 3-4, FIG. 17)
[0005]
[Patent Document 2]
JP 2001-296492 A (Page 3-4, FIGS. 1 and 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the image forming apparatus described in Patent Document 1, it is necessary to provide an exposure unit for each color component, which causes an increase in the cost of the apparatus and a major obstacle to downsizing the apparatus. On the other hand, in the device described in Patent Document 2, since the polygon mirror is shared, the device described in Patent Document 1 is advantageous in terms of device cost and size reduction as compared with the device described in Patent Document 1. However, as for the light source, similarly to the device described in Patent Document 1, it is necessary to provide the same number of light sources as the number of color components, and there is room for improvement in terms of miniaturization of the device. Further, in each of the conventional apparatuses, it is necessary to provide a dedicated light source corresponding to each photoconductor, and this has been one of the factors for increasing the apparatus cost. Furthermore, there is a restriction on the number of light sources, which reduces the degree of freedom in design.
[0007]
Further, in the image forming apparatus described in Patent Literature 2, in order to make the monochrome printing speed higher than the color printing speed, the light beams emitted from the light sources are close to each other and in the sub-scanning direction (main scanning of the light beam). (A direction substantially perpendicular to the direction). Further, an optical path switching unit is additionally provided between the light source and the polygon mirror to switch the optical path of the light beam between color printing and monochrome printing. That is, the optical path switching unit is configured to separate each of the laser beams emitted from the light source unit provided with the four light sources into a plurality of spatial regions in a predetermined direction and to guide the separated laser beams. It is configured to be switchable to a second state in which light is guided densely in the space area. Then, at the time of color printing, by setting the first state, each laser beam emitted from the light source unit is scanned on the photosensitive member corresponding to the laser beam. On the other hand, in the case of monochrome printing, by setting the laser beam to the second state and collecting each laser beam emitted from the light source unit on a certain photoconductor, a plurality of lines are simultaneously drawn on the photoconductor. Therefore, in the device of Patent Document 2, it is possible to change the printing speed between monochrome printing and color printing.
[0008]
However, the provision of the optical path switching unit increases the device cost. Further, since it is necessary to precisely adjust the four light sources, the optical path switching unit, and the polygon mirror, there is a large problem in terms of adjustment workability.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and in a tandem-type image forming apparatus having a plurality of latent image carriers, optical adjustment can be easily performed, and further, the cost and size of the apparatus can be reduced. The purpose is to plan.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an N number of latent image carriers (provided that M line latent images are formed by scanning M light beams (where M is a natural number of 2) on the surface in the main scanning direction). An image forming apparatus provided with N ≧ 2 (natural number), wherein in order to achieve the above object, light source means for emitting M light beams in parallel with each other and M light beams from the light source means are deflected. A latent image that scans in the main scanning direction, guides M scanning light beams in a sub-scanning direction different from the main scanning direction, and is irradiated with M scanning light beams among the N latent image carriers. Light scanning means for selectively switching the carrier.
[0011]
In the invention configured in this way, M light beams are emitted from the light source means and enter the optical scanning means. The light scanning means deflects the M light beams from the light source means to form M scanning light beams scanned in the main scanning direction, and converts the M scanning light beams into N latent image carriers. Guide light to one of them. Therefore, the surface of the one latent image carrier is irradiated with M scanning light beams, and M line latent images corresponding to the M scanning light beams are formed at once. In addition, according to the present invention, the optical scanning means selectively switches the latent image carrier irradiated with the M scanning light beams, so that the M line latent images are provided on the latent image carrier according to the switching operation. Formed collectively. As described above, each of the M light beams from the light source means becomes a scanning light beam for forming a line latent image on all the latent image carriers. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus as compared with a conventional apparatus in which a dedicated light source is arranged for each latent image carrier. In addition, the optical adjustment involves only adjustment of the light source unit and the optical scanning unit, so that adjustment workability can be simplified. Further, the number M of light beams can be set without being limited by the number N of latent image carriers, and excellent design flexibility can be obtained.
[0012]
Here, as the optical scanning means, (1) a two-axis oscillating mirror system, (2) a combination of a polygon mirror and a switching oscillating mirror, (3) a combination of two oscillating mirrors, etc. Can be used.
[0013]
(1) An optical scanning means of a two-axis oscillating mirror system comprises an inner movable member having a deflecting mirror surface for reflecting M light beams from a light source means, and an inner movable member oscillating about a first axis. An outer movable member to be supported, a support member to support the outer movable member to be swingable about a second axis different from the first axis, an inner movable member to be driven to swing around the first axis, and an outer movable member And a mirror drive unit that drives the mirror to swing about a second axis. The mirror driving unit swings the deflecting mirror surface using one of the first axis and the second axis as a main scanning deflection axis to scan the M light beams from the light source means in the main scanning direction. The other is used as a switching axis to swing and drive the deflecting mirror surface to selectively switch the latent image carrier irradiated with the M scanning light beams. By configuring the deflecting mirror surface to be swingable about the two axes of the first axis and the second axis in this manner, the size of the optical scanning unit can be reduced as compared with the above-described optical scanning units (2) and (3). The device can be further miniaturized.
[0014]
Further, since there are a plurality of light beams to be deflected, the same number of inner movable members as the number of light beams may be provided. That is, in the present invention, the optical scanning means of the two-axis oscillating mirror system switches between the M inner movable members having the deflecting mirror surface for reflecting the light beam from the light source means and the M inner movable members. An outer movable member that swingably supports around the axis, a support member that swingably supports the outer movable member around a main scanning deflection axis different from the switching axis, and M inner movable members around the switching axis. A mirror drive unit that swings and drives the outer movable member around the main scanning deflection axis. The mirror driver swings the deflecting mirror surface around the main scanning deflection axis to scan the M light beams from the light source means in the main scanning direction, while moving the M deflecting mirror surfaces around the switching axis. By oscillating, the M scanning light beams are respectively deflected by the M deflecting mirror surfaces to selectively switch the latent image carrier irradiated with the M scanning light beams. Even in the case of using the optical scanning means configured as described above, by configuring each of the M deflecting mirror surfaces to be swingable about two axes of the main scanning deflection axis and the switching axis, the above-described optical scanning is achieved. The optical scanning means can be reduced in size as compared with the means (2) and (3), and the apparatus can be further reduced in size.
[0015]
Further, the inner movable member, the outer movable member, and the support member can be made of single crystal silicon. For example, an inner movable member and an outer movable member can be formed by using a silicon single crystal substrate as a support member and applying micromachining technology to the substrate. When the inner movable member, the outer movable member, and the support member of the optical scanning means are formed using the silicon single crystal in this way, the inner movable member and the outer movable member can be manufactured with high accuracy. Further, the inner movable member and the outer movable member can be swingably supported with the same spring characteristics as stainless steel, and the deflecting mirror surface can be swung stably and at high speed.
[0016]
Further, when the deflecting mirror surface is oscillated by the mirror driving unit, the deflecting mirror surface may be oscillated around the main scanning deflection axis in the resonance mode. With this configuration, the deflecting mirror surface can be driven to swing around the main scanning deflection axis with a small amount of energy. Further, the main scanning cycle of the scanning light beam can be stabilized. On the other hand, in order to swing and position the deflecting mirror surface around the switching axis, it is desirable that the deflecting mirror surface be oscillated in a non-resonant mode. Because the swing drive of the deflecting mirror surface around the switching axis switches the light guide destination of the scanning light beam, it is necessary to stop the swing of the deflecting mirror surface around the switching axis after switching the light guide destination. Because there is. Therefore, in order to accurately perform the swing drive and the swing stop, it is desirable to perform the swing drive in the non-resonant mode.
[0017]
In addition, as a driving force for swinging the deflecting mirror surface, an electrostatic attraction force, an electromagnetic force, or the like can be used. In particular, the driving force for swinging the deflecting mirror surface around the main scanning deflection axis is static. It is desirable to use an electro-adsorption force, and it is desirable to use an electromagnetic force to swing the deflection mirror surface around the switching axis. The former reason is that there is no need to form a coil pattern, the size of the optical scanning means can be reduced, and the speed of deflection scanning can be further increased. On the other hand, the latter reason is that the deflecting mirror surface can be oscillated with a lower driving voltage than when electrostatic attraction force is generated, voltage control becomes easy, and the position accuracy and switching accuracy of the scanning light beam are reduced. This is because it can be increased.
[0018]
A first optical system disposed between the light source means and the optical scanning means for converging M light beams from the light source means in the sub-scanning direction and forming a linear image on the deflection mirror surface; Each of the latent image carriers is arranged between the latent image carrier and the optical scanning means, and forms M scanning light beams from the optical scanning means on the surface of the latent image carrier. It may be configured to further include two optical systems. With this configuration, so-called tilting correction can be performed. That is, the surface of each latent image carrier and the deflecting mirror surface are optically conjugate, and even if the main scanning deflection axis is slightly blurred, it is optically corrected. Further, since the shape of the light beam on the deflecting mirror surface is linear, the size of the deflecting mirror surface can be reduced, which is advantageous in terms of high-speed scanning.
[0019]
Here, an optical system in which a plurality of lenses are combined to form a scanning light beam on a latent image carrier has been frequently used, but the number of lenses is reduced to one by using the following third optical system. It is possible to further reduce the size and cost of the device. The third optical system is a third optical system that forms M scanning light beams scanned in the main scanning direction by the deflecting mirror surface on the surface of the latent image carrier guided by the deflecting mirror surface. And a single lens. The single lens has a distortion characteristic in which the scanning light beam deflected by the inherent swing characteristic of the deflecting mirror surface moves at a constant speed on the surface of each latent image carrier, and In order to correct the curvature of field in the meridian direction of the light beam at an arbitrary position on the surface of the carrier, the shape of both surfaces in the meridian plane is formed in a non-arc shape different from each other, In order to correct the field curvature aberration in the direction, the curvature in the missing direction at a position along the non-arc curve in at least one of the meridional planes on both surfaces changes so as to have no correlation with the curvature in the meridional direction. It is determined. In addition, for convenience of the following description, the single lens thus configured is referred to as a “single aspherical lens”.
[0020]
(2) As the optical scanning means in which the polygon mirror and the switching rocking mirror are combined, the one configured as follows can be used. This optical scanning means has a plurality of deflecting mirror surfaces for reflecting a light beam, and is driven to rotate around a main scanning deflection axis orthogonal to the main scanning direction, so that M light beams are diverted on the deflecting mirror surface in the main scanning direction. A switching mirror that has a polygon mirror that performs deflection scanning and a switching reflection surface that reflects a light beam, and that switches a latent image carrier that is irradiated with the light beam by swinging about a switching axis orthogonal to the sub-scanning direction. With a mirror. One of the polygon mirror and the switching oscillating mirror is provided on the light source side to reflect the M light beams from the light source means, and the other reflects the M light beams from the one mirror. . In this manner, the M scanning light beams are deflected by the switching swing mirror, and the light guide of the scanning light beam is selectively switched from among the N latent image carriers. Therefore, the number M of light sources can be set without being limited by the number N of latent image carriers. In addition, a line latent image can be formed on each latent image carrier by scanning the surface of the N latent image carriers with the M scanning light beams, and the above-described operation and effect can be obtained.
[0021]
(3) As the optical scanning means combining two oscillating mirrors, the one configured as follows can be used. The light scanning means has a deflecting mirror surface for reflecting the light beam, and swings around a main scanning deflection axis orthogonal to the main scanning direction to deflect and scan the light beam in the main scanning direction on the deflecting mirror surface. Oscillating mirror for switching a latent image carrier to irradiate a light beam by oscillating around a switching axis perpendicular to the sub-scanning direction, having a switching oscillating mirror for reflecting light beams. And One of the main scanning oscillating mirror and the switching oscillating mirror is provided on the light source side to reflect M light beams from the light source means, and the other is provided with M light beams from one mirror. Reflect the beam. In this manner, the M scanning light beams are deflected by the switching swing mirror, and the light guide of the scanning light beam is selectively switched from among the N latent image carriers. Therefore, the number M of light sources can be set without being limited by the number N of latent image carriers. In addition, a line latent image can be formed on each latent image carrier by scanning the surface of the N latent image carriers with the M scanning light beams, and the above-described operation and effect can be obtained.
[0022]
Here, even when the optical scanning means (2) or (3) is used, a surface tilt correction optical system may be configured. A first optical system disposed between the light source and the deflecting mirror surface and converging M light beams from the light source means in the sub-scanning direction to form a linear image on the deflecting mirror surface; For each of the latent image carriers, the second scanning image beam is arranged between the latent image carrier and the deflecting mirror surface and forms M scanning light beams from the deflecting mirror surface on the surface of the latent image carrier. An optical system may be further provided. With this configuration, the surface of each latent image carrier and the deflecting mirror surface are optically conjugate to each other, and even if the main scanning deflection axis slightly shifts, it is optically corrected. Further, since the shape of the light beam on the deflecting mirror surface is linear, the size of the deflecting mirror surface can be reduced, which is advantageous in terms of high-speed scanning. Further, by using a single aspherical lens to form the scanning light beam on the latent image carrier, it is possible to further reduce the size and cost of the apparatus as in the above-described invention.
[0023]
In the case where a line latent image is formed on each latent image carrier by scanning the surface of the N latent image carriers with M scanning light beams, the following configuration is desirable. That is, the image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein N different images are formed on N latent image carriers, respectively. A storage unit for storing N-color image data indicating a color image, and for each color, M pieces of one-line image data corresponding to one scan of a scanning light beam are read out from the image data of the color stored in the storage unit Control means for modulating the M scanning light beams based on the one-line image data group to form M linear latent images on the latent image carrier corresponding to the color. While selectively switching the reading destination of the one-line image data group from the N-color image data, the one-line image data group is serially read from the storage unit, and the read one-line image data group is read out. It is configured to switch the light guide destination of the scanning light beam of the M present by the optical scanning means so as to correspond to the color components of the data group and.
[0024]
In the invention configured as described above, before the scanning light beam is scanned on the surface of the latent image carrier, the image data of each color component is stored in the storage unit in advance, and the reading destination of the one-line image data group is set to N. While selectively switching from color image data, one-line image data groups are serially read one by one from the storage means. Then, for each of the read one-line image data groups, the M scanning light beams are switched by the light scanning means so as to correspond to the color components of the data groups, thereby forming M line latent images. are doing. Therefore, the image processing can be matched with the switching processing of the M scanning light beams, and image formation can be performed satisfactorily.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
I. Single beam image forming equipment
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This image forming apparatus is a so-called tandem type color printer, and has four color photoconductors 2Y, 2M, 2C of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) as latent image carriers. , 2K are juxtaposed in the apparatus main body 5. The image forming apparatus forms a full-color image by superimposing the toner images on the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K, and forms a monochrome image using only the black (K) toner image. That is, in this image forming apparatus, when a print command is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer in response to an image formation request from a user, the engine controller responds to the print command from the CPU 111 of the main controller 11. Reference numeral 10 controls each unit of the engine unit EG to form an image corresponding to a print command on a sheet S such as copy paper, transfer paper, paper, and a transparent sheet for OHP.
[0026]
In the engine unit EG, a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit are provided for each of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. Since the configurations of the charging unit, the developing unit, and the cleaning unit are the same for all color components, the configuration related to yellow will be described here, and the other color components will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted. .
[0027]
The photoreceptor 2Y is provided rotatably in the direction of the arrow in FIG. A charging unit 3Y, a developing unit 4Y, and a cleaning unit (not shown) are arranged around the photoreceptor 2Y along the rotation direction. The charging unit 3Y is formed of, for example, a scorotron charger, and uniformly charges the outer peripheral surface of the photoconductor 2Y to a predetermined surface potential by applying a charging bias from the charging control unit 103. Then, a scanning light beam Ly is emitted from the exposure unit 6 toward the outer peripheral surface of the photoconductor 2Y charged by the charging unit 3Y. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the yellow image data included in the print command is formed on the photoconductor 2Y. The exposure unit 6 is provided not only for yellow but also for each color component, and operates in response to a control command from the exposure control unit 102. The configuration and operation of the exposure unit 6 will be described later in detail. Further, image processing for image data and formation of a latent image based on the image data will be described later in detail.
[0028]
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing unit 4Y. The developing unit 4Y contains a yellow toner. Then, when a developing bias is applied to the developing roller 41Y from the developing device controller 104, the toner carried on the developing roller 41Y partially adheres to each part of the surface of the photoconductor 2Y according to the surface potential. As a result, the electrostatic latent image on the photoconductor 2Y is visualized as a yellow toner image. As the developing bias applied to the developing roller 41Y, a DC voltage or a DC voltage with an AC voltage superimposed thereon can be used. In particular, the photosensitive member 2Y and the developing roller 41Y are separated from each other, and In a non-contact development type image forming apparatus that performs toner development by causing toner to fly, a voltage waveform obtained by superimposing an AC voltage such as a sine wave, a triangular wave, or a rectangular wave on a DC voltage in order to efficiently fly the toner. It is preferable that
[0029]
The yellow toner image developed by the developing unit 4Y is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer area TRy1. The color components other than yellow are configured in exactly the same way as yellow, and a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are respectively formed on the photoconductors 2M, 2C, and 2K, and the primary transfer area is formed. The primary transfer is performed on the intermediate transfer belt 71 by TRm1, TRc1, and TRk1, respectively.
[0030]
The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 stretched over two rollers 72 and 73, and a belt driving unit (not shown) that rotates the roller 72 to rotate the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction R2. ). At a position facing the roller 73 with the intermediate transfer belt 71 interposed therebetween, a secondary transfer roller 74 configured to be able to contact and separate from the surface of the belt 71 by an electromagnetic clutch (not shown) is provided. I have. When the color image is transferred to the sheet S, the primary transfer timing is controlled to superimpose the respective toner images to form a color image on the intermediate transfer belt 71, and is taken out of the cassette 8 and transferred to the intermediate transfer belt 71. The color image is secondarily transferred onto the sheet S conveyed to the secondary transfer area TR2 between the belt 71 and the secondary transfer roller 74. On the other hand, when the monochrome image is transferred to the sheet S, only the black toner image is formed on the photoconductor 2K, and the monochrome image is secondarily transferred onto the sheet S conveyed to the secondary transfer area TR2. Further, the sheet S on which the secondary transfer of the image has been performed is conveyed via the fixing unit 9 to a discharge tray section provided on the upper surface of the apparatus main body.
[0031]
After the primary transfer of the toner image to the intermediate transfer belt 71, the surface potential of each of the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K is reset by an unillustrated discharging unit, and the toner remaining on the surface is cleaned. After being removed by the charging unit, the charging units 3Y, 3M, 3C, and 3K receive the next charging.
[0032]
In the vicinity of the roller 72, a transfer belt cleaner 75, a density sensor 76 (FIG. 2) and a vertical synchronization sensor 77 (FIG. 2) are arranged. Of these, the cleaner 75 can be moved toward and away from the roller 72 by an electromagnetic clutch (not shown). Then, the blade of the cleaner 75 contacts the surface of the intermediate transfer belt 71 wrapped around the roller 72 while moving to the roller 72 side, and the toner remaining on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 after the secondary transfer. Is removed. The density sensor 76 is provided to face the surface of the intermediate transfer belt 71, and measures the optical density of a patch image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71. Further, the vertical synchronization sensor 77 is a sensor for detecting a reference position of the intermediate transfer belt 71, and is a synchronization signal output in association with the rotation driving of the intermediate transfer belt 71 in the sub-scanning direction, that is, a vertical synchronization signal. It functions as a vertical synchronization sensor for obtaining Vsync. In this apparatus, the operation of each unit is controlled based on the vertical synchronization signal Vsync so that the operation timing of each unit is aligned and the toner images of each color are superimposed accurately.
[0033]
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing image data given from an external device such as a host computer via the interface 112, and reference numeral 106 denotes a program executed by the CPU 101. A ROM for storing a calculation program, control data for controlling the engine unit EG, and the like, and a reference numeral 107 is a RAM for temporarily storing a calculation result and other data in the CPU 101.
[0034]
FIG. 3 is a sub-scan sectional view showing a configuration of an exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG. FIG. 4 is a main scanning sectional view showing the configuration of an exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG. FIG. 5 is a sub-scan sectional view in which the optical configuration of the exposure unit is developed. FIGS. 6 to 8 are views showing an optical scanning element which is one component of the exposure unit. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an exposure unit and an exposure control unit. Hereinafter, the configuration and operation of the exposure unit will be described in detail with reference to these drawings.
[0035]
The exposure unit 6 has an exposure housing 61. A single laser light source 62 is fixed to the exposure housing 61, and a light beam can be emitted from the laser light source 62. The laser light source 62 is electrically connected to a light source driving unit 102a of the exposure control unit 102, as shown in FIG. Therefore, the light source drive unit 102a controls the laser light source 62 to be turned on / off in accordance with the image data, and the laser light source 62 emits a light beam modulated in accordance with the image data. Thus, in the present embodiment, the laser light source 62 corresponds to the “light source” of the present invention.
[0036]
A collimator lens 63, a cylindrical lens 64, and an optical scanning element 65 are provided inside the exposure housing 61 for scanning and exposing a light beam from a laser light source 62 to the surfaces of the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. , A first scanning lens 66, a folding mirror group 67, and a second scanning lens 68 (68Y, 68M, 68C, 68K). That is, the light beam from the laser light source 62 is shaped into a collimated light beam of an appropriate size by the collimator lens 63, and then is incident on the cylindrical lens 64 having power only in the sub-scanning direction as shown in FIG. . Then, this collimated light is converged only in the sub-scanning direction and is linearly imaged near the deflection mirror surface 651 of the optical scanning element 65. Thus, in the present embodiment, the “first optical system” of the present invention is constituted by the collimator lens 63 and the cylindrical lens 64.
[0037]
The optical scanning element 65 is formed by using a micro-machining technique in which a micro-machine is integrally formed on a semiconductor substrate by applying a semiconductor manufacturing technique, and converts the light beams reflected by the deflecting mirror surface 651 into two orthogonal to each other. The light beam can be deflected in the direction, that is, the main scanning direction and the sub-scanning direction. More specifically, the optical scanning element 65 is configured as follows.
[0038]
In this optical scanning element 65, as shown in FIG. 6, a silicon single crystal substrate (hereinafter referred to as “silicon substrate”) 652 functions as a “support member” of the present invention, and a part of the silicon substrate 652 is processed. Thus, an outer movable plate 653 is provided. The outer movable plate 653 is formed in a frame shape, is elastically supported on the silicon substrate 652 by a torsion spring 654, and is swingable about a second axis AX2 extending substantially parallel to the main scanning direction X. On the upper surface of the outer movable plate 653, a planar coil 655 that is electrically connected via a torsion spring 654 to a pair of outer electrode terminals (not shown) formed on the upper surface of the silicon substrate 652 is referred to as a “second shaft driving coil”. "Is provided by being coated with an insulating layer.
[0039]
Inside the outer movable plate 653, a flat inner movable plate 656 is pivotally supported. That is, the inner movable plate 656 is elastically supported inside the outer movable plate 653 by a torsion spring 657 whose axial direction is orthogonal to the torsion spring 654, and swings around the first axis AX1 extending substantially parallel to the sub-scanning direction Y. It is free. In the center of the inner movable plate 656, an aluminum film or the like is formed as a deflecting mirror surface 651.
[0040]
7 and 8, the outer movable plate 653 and the inner movable plate 656 can swing around the second axis AX2 and the first axis AX1, respectively, at a substantially central portion of the silicon substrate 652. Is provided with a concave portion 652a. Then, electrodes 658a and 658b are fixed to the inner bottom surface of the concave portion 652a at positions facing both ends of the inner movable plate 656 (see FIG. 7). These two electrodes 658a and 658b function as "first axis electrodes" for driving the inner movable plate 656 to swing around the first axis AX1. In other words, these first axis electrodes 658a and 658b are electrically connected to the first drive unit 102b of the exposure control unit 102, and a voltage is applied between the electrodes and the deflecting mirror surface 651 by applying a voltage to the electrodes. The one end of the deflecting mirror surface 651 is attracted to the electrode side by the action of electro-adsorption. Therefore, when a predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first driving unit 102b, the deflection mirror surface 651 can reciprocate and vibrate using the torsion spring 657 as the first axis AX1. When the driving frequency of the reciprocating vibration is set to the resonance frequency of the deflecting mirror surface 651, the deflection width of the deflecting mirror surface 651 increases, and the end of the deflecting mirror surface 651 is displaced to a position close to the electrodes 658a and 658b. be able to. When the end of the deflecting mirror surface 651 reaches a position close to the electrodes 658a and 658b by resonance, the electrodes 658a and 658b also contribute to driving of the deflecting mirror surface 651, and vibration is maintained by both the end and the flat surface electrodes. Can be made more stable.
[0041]
As shown in FIG. 8, permanent magnets 659a and 659b are fixed to the inner bottom surface of the concave portion 652a at both ends of the outer movable plate 653 at outer positions in different orientations. Further, the second axis driving coil 655 is electrically connected to the second driving section 102c of the exposure control section 102, so that the current flowing through the second axis driving coil 655 is Lorentz force acts according to the direction of the magnetic flux by the magnets 659a and 659b, and a moment for rotating the outer movable plate 653 is generated. At this time, the inner movable plate 656 (deflection mirror surface 651) also swings integrally with the outer movable plate 653 using the torsion spring 654 as the second axis AX2. Here, if the current flowing through the second axis driving coil 655 is set to be an alternating current and the operation is continuously repeated, the torsion spring 654 can be used as the second axis AX2 to reciprocate the deflecting mirror surface 651.
[0042]
As described above, in the optical scanning element 65, the deflecting mirror surface 651 can be swingably driven around the first axis AX1 and the second axis AX2 orthogonal to each other and independently. Therefore, in this embodiment, by controlling the mirror driving unit composed of the first axis driving unit 102b and the second axis driving unit 102c, the light beam is swung around the first axis AX1 to deflect the light beam. It is deflected to scan in the main scanning direction X. On the other hand, by swinging the deflecting mirror surface 651 around the second axis AX2, the light beam is guided to any one of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K, and the scanning light beam is scanned in the photoconductor. Are selectively switched to the photoreceptor to be irradiated. As described above, in the present embodiment, the first axis AX1 functions as the main scanning deflection axis, and the second axis AX2 functions as the switching axis. Of course, it is needless to say that the first axis AX1 may function as the main switching axis and the second axis AX2 may function as the main scanning deflection axis.
[0043]
Returning to FIGS. 3 and 4, the description of the exposure unit 6 will be continued. The scanning light beam scanned by the optical scanning element 65 as described above is emitted from the optical scanning element 65 toward the selected photoconductor, and the scanning light beam is emitted by the first scanning lens 66, the folding mirror group 67, The selected photoconductor is irradiated via a second optical system constituted by a second scanning lens 68. For example, when switching to the yellow photoconductor 2Y by the optical scanning element 65, the yellow scanning light beam Ly is exposed through the first scanning lens 66, the folding mirror group 67, and the second scanning lens 68Y. Irradiation is performed on the body 2Y to form a line-shaped latent image. The other color components are exactly the same as yellow.
[0044]
In this embodiment, the start or end of the scanning light beam from the optical scanning element 65 is imaged on the synchronization sensor 60 by the imaging lens 69 for horizontal synchronization. That is, in this embodiment, the synchronization sensor 60 functions as a horizontal synchronization reading sensor for obtaining a synchronization signal in the main scanning direction X, that is, a horizontal synchronization signal HSYNC.
[0045]
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating image processing in the image forming apparatus of FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing a color image forming operation of the image forming apparatus of FIG. Hereinafter, a color image forming operation of the image forming apparatus of FIG. 1 will be described with reference to these drawings. In this image forming apparatus, when a color print command is given from an external device such as a host computer, image data D included in the print command is stored in the image memory 113. This image data D includes a plurality of one-line color data DL as shown in FIG. Then, the main controller 11 executes color separation to obtain a one-line image data group of each color component. That is, a plurality of one-line image data DLy for yellow, a plurality of one-line image data DLm for magenta, a plurality of one-line image data DLc for cyan, and a plurality of one-line image data DLk for black are obtained, respectively. It is stored in the image memory 113. Thus, in this embodiment, the image memory 113 functions as the “storage unit” of the present invention. It should be noted that "one line image data" in this specification means line data corresponding to one scanning light beam of the color. Therefore, when the scanning light beam from the laser light source 62 is scanned on the photosensitive member 2 corresponding to the color component of the one-line image data while controlling the laser light source 62 to be ON / OFF based on the one-line image data, In addition, a line latent image represented by one-line image data is formed.
[0046]
When the color separation for one page or a predetermined block of the image data D is completed, the main controller 11 outputs one-line image data from the image memory 113 at a timing corresponding to the timing of writing the latent image to each photoconductor 2. The data is read out in order (see the dashed line arrow in FIG. 10). In this embodiment, since the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K are spaced apart from each other by a predetermined distance, the order of Y → Y → Y → M → Y → M → Y → M → C →. It is read serially. Then, laser modulation data (PWM data) for pulse width modulation of the laser light source 62 is created based on the serial data consisting of the one-line image data DLy, DLm, DLc, and DLk read out in this manner, and a video not shown is shown. Output to the engine controller 10 via the IF. For example, when one-line image data is serially read from the image memory 113 in the order of Y → M → C → K → Y..., PWM data corresponding to each one-line image data is supplied to the engine controller 10.
[0047]
On the other hand, the engine controller 10 receiving the PWM data causes the scanning light beam to scan only the photoconductor corresponding to the PWM data at each timing while rotating each of the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K at a constant speed V. A line latent image is formed. That is, when the PWM data is given, first, at the timing t1, a laser beam is emitted from the laser light source 62 to the optical scanning element 65 while the laser light source 62 is ON / OFF controlled corresponding to the one-line image data of yellow. You. Also, at this timing t1, the current is supplied from the second axis drive unit 102c to the coil 655 to rotate and position the deflection mirror surface 651 around the second axis AX2, which is the switching axis, so as to guide the light beam to the photoconductor 2Y. Is set to Then, after the swing about the second axis AX2 is stopped, a predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first drive unit 102b in the set state, and the main scanning deflection axis is set. The light beam is deflected by reciprocating oscillation of the deflecting mirror surface 651 about the first axis AX1 to scan in the main scanning direction X. As a result, as shown in the column of “timing t1” in FIG. 11, the scanning light beam Ly is scanned only on the photoconductor 2Y, and a line latent image Iy1 corresponding to the one-line image data DLy of yellow is formed. Note that a two-dot chain line in FIG. 11 (and FIGS. 12 to 14, 27, and 28 described later) indicates an exposure position on the surface of the photoconductor.
[0048]
When the formation of the line latent image Iy1 is completed, the light beam is emitted from the laser light source 62 to the optical scanning element 65 at the next timing t2 while the laser light source 62 is ON / OFF controlled in accordance with the magenta one-line image data. Is done. Also, at this timing t2, it is set so that the current is supplied from the second axis driving unit 102c to the coil 655 to position the deflecting mirror surface 651 around the second axis AX2 and guide the light beam to the photoconductor 2M. You. A predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first driving unit 102b in the set state, and the light beam is deflected by reciprocatingly oscillating the deflection mirror surface 651 around the first axis AX1. To scan in the main scanning direction X. As a result, as shown in the column of “timing t2” in FIG. 11, the scanning light beam Lm is scanned only on the photoconductor 2M, and the line latent image Im1 corresponding to the magenta one-line image data DLm is formed.
[0049]
Further, in the same manner as above, the cyan line latent image Ic1, the black line latent image Ik1, the yellow line latent image Iy2,... Are formed on the photosensitive member 2 of the corresponding color components at the respective timings t3, t4, t5,. Will be done. Thus, a latent image corresponding to the image data D is formed on each of the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. Then, these latent images are developed by the developing units 4Y, 4M, 4C, and 4K to form toner images of four colors. Further, by controlling the primary transfer timing, the toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 71 to form a color image. Thereafter, this color image is secondarily transferred onto the sheet S, and further fixed on the sheet S.
[0050]
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a monochrome image forming operation of the image forming apparatus of FIG. Hereinafter, the monochrome image forming operation of the image forming apparatus of FIG. 1 will be described with reference to this drawing. However, the case where a monochrome image is formed is basically the same as the case where a color image is formed, except that only the color component to be handled is black. Therefore, the difference between the two will be mainly described.
[0051]
In this image forming apparatus, when a monochrome print command is given from an external device such as a host computer, image data D included in the print command is stored in the image memory 113. This image data D includes a plurality of black one-line image data. In the main controller 11, when one-line image data for one page or a predetermined block of the image data D is stored in the memory 113, each photoconductor 2 One line image data is sequentially read from the image memory 113 at a timing corresponding to the timing of writing the latent image to the memory. Then, laser modulation data (PWM data) for pulse width modulation of the laser light source 62 is created based on the one-line image data thus read out, and is output to the engine controller 10 via a video IF (not shown).
[0052]
On the other hand, the engine controller 10 having received the PWM data scans the black photoconductor 2K with a scanning light beam at each timing while rotating the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K at a constant speed V, and scans the line latent image. Form an image. That is, first, at timing t <b> 1, a light beam is emitted from the laser light source 62 to the optical scanning element 65 while the laser light source 62 is ON / OFF controlled corresponding to the black one-line image data. Further, at this timing t1, the current is supplied from the second axis driving unit 102c to the coil 655 to rotate and position the deflection mirror surface 651 around the second axis AX2, which is the switching axis, so as to guide the light beam to the photoconductor 2K. Is set to Then, after the swing about the second axis AX2 is stopped, a predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first drive unit 102b in the set state, and the main scanning deflection axis is set. The light beam is deflected by reciprocating oscillation of the deflecting mirror surface 651 about the first axis AX1 to scan in the main scanning direction X. Thus, as shown in the column of “timing t1” in FIG. 12, the scanning light beam Lk is scanned only on the photoconductor 2K, and a line latent image Ik1 corresponding to one-line black image data is formed.
[0053]
When the formation of the line latent image Ik1 is completed, a light beam is emitted from the laser light source 62 to the optical scanning element 65 at the next timing t2 while the laser light source 62 is ON / OFF controlled in accordance with the next one-line image data. Is done. Also at this timing t2, the swing around the second axis AX2 is stopped, and the light beam is set to be guided to the photoconductor 2K. A predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first driving unit 102b in the set state, and the light beam is deflected by reciprocatingly oscillating the deflection mirror surface 651 around the first axis AX1. To scan in the main scanning direction X. Thus, as shown in the column of “timing t2” in FIG. 12, the scanning light beam Lk is scanned on the photoconductor 2K, and a line latent image Ik2 corresponding to the next one-line image data is formed.
[0054]
Further, black line latent images Ik3, Ik4, Ik5,... Are formed on the photoconductor 2K at the respective timings t3, t4, t5,. Thus, a latent image corresponding to the image data D is formed on the black photoconductor 2K. These latent images are developed by the respective developing units 4K to form black toner images. After the toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71, the toner image is secondarily transferred onto the sheet S, and is further fixed on the sheet S.
[0055]
Here, comparing the color image and the monochrome image formed as described above, the monochrome image has a larger number of line latent images per unit time and is a high-resolution image. That is, in this embodiment, the resolution of an image can be changed between a color image and a monochrome image. Of course, when giving priority to the printing speed of the monochrome image, the rotation speed of the photoconductor 2K may be increased. When performing monochrome printing, control may be performed such that the rotation of the photoconductors 2Y, 2M, and 2C for yellow, cyan, and magenta is stopped.
[0056]
FIG. 13 is a schematic diagram showing another example of the monochrome image forming operation of the image forming apparatus of FIG. In this monochrome image forming operation, as shown in the figure, the rotation speed of the photoconductor 2K is set to four times the normal speed. Therefore, the black line latent images Ik1, Ik2, Ik3, Ik4, Ik5,... At each of the timings t1, t2, t3, t4, t5,... While the photoconductor 2K moves at a constant speed (4 V). Are formed on the photoconductor 2K.
[0057]
FIG. 14 is a schematic diagram showing another example of the monochrome image forming operation of the image forming apparatus of FIG. In this monochrome image forming operation, as shown in the figure, the rotation speed of the photoconductor 2K is set to twice the normal speed, and the scanning interval of the scanning light beam Lk is set to twice. Therefore, black line latent images Ik1, Ik2, Ik3,... Are formed on the photoconductor 2K at the respective timings t1, t3, t5,... While the photoconductor 2K moves at a constant speed (2V). To go. Accordingly, the printing speed is twice that of high-resolution printing (FIG. 11) and half that of high-speed monochrome printing (FIG. 13).
[0058]
Here, the relationship between the rotation speed of the photoconductor 2K and the scanning timing is not limited to the above-described high-speed monochrome printing (FIG. 13) and double-speed monochrome printing (FIG. 14), but is arbitrary. However, in high-speed monochrome printing (FIG. 13) and double-speed monochrome printing (FIG. 14), the printing speed can be increased while the deflecting mirror surface 651 is driven to swing around the first axis AX1 in the resonance mode. Therefore, color printing and monochrome printing can be switched without changing the swinging operation of the deflecting mirror surface 651, and stable image formation can be performed. Further, the printing speed can be accurately controlled while the deflection mirror surface 651 is swung in the resonance mode.
[0059]
As described above, according to this embodiment, the following operational effects can be obtained.
[0060]
(A) In the image forming apparatus configured as described above, one-line image data is sequentially read from the image memory 113 at a timing corresponding to a timing of writing a latent image to each photoconductor 2 to generate PWM data. . The laser light source 62 is modulated according to the PWM data, and the light beam from the laser light source 62 is deflected in the main scanning direction X to form a scanning light beam. Moreover, since the photosensitive member 2 to be irradiated with the scanning light beam from the deflecting mirror surface 651 is selectively switched in accordance with the reading order of one-line image data, a line latent image is formed on the photosensitive member 2 according to the switching operation. It is formed. Thus, despite having only one laser light source 62, the surfaces of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K are scanned by the scanning light beams Ly, Lm, Lc, and Lk, respectively. Line latent images can be formed on the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. Therefore, the size and cost of the device can be reduced as compared with the conventional device that requires four light sources. Further, the optical adjustment workability can be simplified.
[0061]
(B) Since the optical scanning element 65 configured to swing the deflecting mirror surface 651 around two axes of the first axis AX1 and the second axis AX2 is used, an optical scanning means (polygon mirror + oscillation) to be described later is used. The size of the exposure unit 6 can be reduced as compared with the case where a mirror and two swinging mirrors are employed, which is advantageous in terms of downsizing of the apparatus.
[0062]
(C) Since the outer movable plate 653 and the inner movable plate 656 of the optical scanning element 65 are formed by applying micromachining technology to the silicon single crystal substrate 652, these optical scanning elements 65 It can be manufactured with high precision. Further, the inner movable plate 656 and the outer movable plate 653 can be swingably supported with the same spring characteristics as stainless steel, and the deflection mirror surface 651 can be swinged stably and at high speed.
[0063]
(D) When the deflecting mirror surface 651 is oscillated by the mirror driving unit including the driving units 102b and 102c, the deflecting mirror surface 651 is oscillated around the first axis (main scanning deflecting axis) AX1 in the resonance mode. Since it is configured to be driven, the deflecting mirror surface 651 can be driven to swing around the first axis AX1 with a small amount of energy. Further, the main scanning cycle of the scanning light beam can be stabilized.
[0064]
(E) On the other hand, since the deflecting mirror surface 651 is oscillatingly driven in the non-resonant mode in order to oscillate and position the deflecting mirror surface 651 around the second axis (switching axis) AX2, the following operational effects are obtained. There is. That is, the swing driving of the deflecting mirror surface 651 about the second axis AX2 switches the light guide destination of the scanning light beam, and therefore, the swing of the deflecting mirror surface 651 about the second axis AX2 after switching the light guide destination. Need to be stopped. Therefore, in order to accurately perform the swing drive and the swing stop, it is desirable to perform the swing drive in the non-resonant mode.
[0065]
(F) Further, as a driving force for swinging the deflecting mirror surface 651, an electrostatic attraction force, an electromagnetic force, or the like can be used. In particular, the deflecting mirror surface 651 is moved along the first axis (main scanning deflecting axis). ) Since the electrostatic attraction force is used for the swing driving around AX1, it is not necessary to form the coil pattern on the inner movable plate 656, and the optical scanning element 65 can be downsized, and the deflection scanning can be performed at higher speed. Can be
[0066]
(G) In addition, since the electromagnetic force is used to swing the deflection mirror surface 651 around the second axis (switching axis) AX2, the deflection mirror surface 651 is deflected with a lower driving voltage than in the case where an electrostatic attraction force is generated. The mirror surface 651 can be driven to swing, voltage control becomes easy, and the position accuracy and switching accuracy of the scanning light beam can be improved.
[0067]
<Second embodiment>
FIG. 15 is a diagram showing a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. The second embodiment is significantly different from the first embodiment in that an optical scanning system 600 in which a polygon mirror 601 and a switching oscillating mirror 602 are combined is used as “optical scanning means” of the present invention. The other configuration is basically the same as that of the first embodiment. In the second embodiment, a polygon mirror 601 is fixed to the exposure housing 61, and the polygon mirror 601 is rotated around a rotation axis (main scanning deflection axis) AX3 orthogonal to the main scanning direction X, thereby forming a deflecting mirror surface. The light beam from the laser light source 62 is deflected by 601a to scan in the main scanning direction X. Then, the scanning light beam from the deflecting mirror surface 601a is incident on the switching reflecting surface 602a of the oscillating mirror 602.
[0068]
The swing mirror 602 is swingable about a swing axis (switching axis) AX4 extending in parallel with the main scanning direction X, and is swingably driven by a swing positioning mechanism (not shown). Therefore, the scanning light beam is deflected by the oscillating mirror 602 and is guided to one of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. That is, the configuration is such that the photosensitive member to be irradiated with the scanning light beam among the photosensitive members can be selectively switched.
[0069]
Then, similarly to the first embodiment, when a color print command is given from an external device such as a host computer, the image data D included in the print command is stored in the image memory 113. When the color separation for one page or a predetermined block of the image data D is completed, the main controller 11 outputs one-line image data from the image memory 113 at a timing corresponding to the timing of writing the latent image to each photoconductor 2. The PWM data is created by sequentially reading the data. The laser light source 62 is modulated according to the PWM data, and the light beam from the laser light source 62 is deflected in the main scanning direction X by the polygon mirror 601 to form a scanning light beam. In addition, since the light guide destination (photoconductor 2) of the scanning light beam is selectively switched by the oscillating mirror 602 in accordance with the reading order of one-line image data, a line latent image is formed on the photoconductor 2 according to the switching operation. Is formed. Also, when performing monochrome printing, the printing is performed in the same manner as in the first embodiment.
[0070]
Thus, despite having only one laser light source 62, the surfaces of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K are scanned by the scanning light beams Ly, Lm, Lc, and Lk, respectively. Line latent images can be formed on the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. Therefore, the size and cost of the device can be reduced as compared with the conventional device that requires four light sources. Further, the optical adjustment workability can be simplified.
[0071]
In the second embodiment, of the polygon mirror 601 and the oscillating mirror 602 constituting the optical scanning means, the former is arranged on the laser light source 62 side, but the latter is arranged on the laser light source 62 side. Is also good.
[0072]
<Third embodiment>
FIG. 16 is a diagram illustrating a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. The third embodiment is significantly different from the first embodiment in that an optical scanning system 600 combining two oscillating mirrors 603 and 602 is used as an “optical scanning unit” of the present invention. Is basically the same as that of the first embodiment. In the third embodiment, the swing mirror 603 functions as the “main scanning swing mirror” of the present invention. That is, the swing mirror 603 is provided so as to be swingable around a swing axis (main scanning deflection axis) AX5 orthogonal to the main scanning direction X, and the swing mirror 603 is reciprocated by a swing positioning mechanism (not shown). By swinging, the light beam from the laser light source 62 is deflected by the deflecting mirror surface 603a to scan in the main scanning direction X. Then, the scanning light beam from the deflecting mirror surface 603a is incident on the switching reflecting surface 602a of the oscillating mirror 602.
[0073]
This oscillating mirror 602 has exactly the same configuration as that of the second embodiment, and functions as a “switching oscillating mirror” of the present invention. That is, the scanning light beam is deflected by the oscillating mirror 602 and is guided to any one of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. That is, the configuration is such that the photosensitive member to be irradiated with the scanning light beam among the photosensitive members can be selectively switched.
[0074]
Then, similarly to the first embodiment, when a color print command is given from an external device such as a host computer, the image data D included in the print command is stored in the image memory 113. When the color separation for one page or a predetermined block of the image data D is completed, the main controller 11 outputs one-line image data from the image memory 113 at a timing corresponding to the timing of writing the latent image to each photoconductor 2. The PWM data is created by sequentially reading the data. The laser light source 62 is modulated according to the PWM data, and the light beam from the laser light source 62 is deflected in the main scanning direction X by the main scanning swing mirror 603 to form a scanning light beam. In addition, since the light guide destination (photoconductor 2) of the scanning light beam is selectively switched by the switching oscillating mirror 602 in accordance with the reading order of the one-line image data, the line is transferred to the photoconductor 2 according to the switching operation. A latent image is formed. Also, when performing monochrome printing, the printing is performed in the same manner as in the first embodiment.
[0075]
Thus, despite having only one laser light source 62, the surfaces of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K are scanned by the scanning light beams Ly, Lm, Lc, and Lk, respectively. Line latent images can be formed on the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. Therefore, the size and cost of the device can be reduced as compared with the conventional device that requires four light sources. Further, the optical adjustment workability can be simplified.
[0076]
In the third embodiment, of the oscillating mirror 603 for deflecting the light beam in the main scanning direction X and the oscillating mirror 602 for deflecting the light beam in the sub-scanning direction Y, the former is a laser light source. Although arranged on the 62 side, the latter may be arranged on the laser light source 62 side.
[0077]
<Fourth embodiment>
FIG. 17 is a view showing a fourth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 18 is a sub-scanning sectional view in which the optical configuration of the exposure unit in the fourth embodiment is developed. The fourth embodiment is significantly different from the first embodiment in that the scanning light beam scanned in the main scanning direction X by the deflecting mirror surface 651 forms an image on the photosensitive member 2. That is, in the first embodiment, the first scanning lens 66 and the second scanning lenses 68Y, 68M, 68C, 68K constitute an imaging optical system (second optical system), and the scanning light beams Ly are formed by the scanning lenses 66, 68Y. Is formed on the photoconductor 2Y, the scanning light beam Lm is formed on the photoconductor 2M by the scanning lenses 66 and 68M, and the scanning light beam Lc is formed on the photoconductor 2C by the scanning lenses 66 and 68C. , 68K to form an image of the scanning light beam Lk on the photoconductor 2K. On the other hand, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 17, the scanning light beams Ly, Lm, Lc, and Lk are imaged on the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K by a single aspherical lens 661, respectively.
[0078]
The single-lens aspheric lens 661 has a distortion characteristic in which the scanning light beam deflected by the inherent swing characteristic of the deflecting mirror surface 651 moves on the surface of each photoconductor 2 at a constant speed. Shapes of both surfaces in a meridional plane (main scanning plane) are different from each other so as to correct the curvature of field of the scanning light beam at an arbitrary position on the surface of the body 2 in the meridional direction (main scanning direction X). And a non-arc in at least one of the meridional planes of at least one of the two surfaces so as to correct the curvature of field in the missing direction (corresponding to the rotation direction of the photoconductor 2). The curvature in the missing direction at the position along the curve is determined so as to change without correlation with the curvature in the meridian direction. The configuration and operation of the single-lens aspherical lens are described in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-60221, and the description thereof is omitted here.
[0079]
When an imaging optical system corresponding to the "third optical system" of the present invention is constituted by the single lens aspherical lens 661, an extremely good imaging spot with little aberration is obtained even with a single lens. A scanning lens with a short optical axis length can be configured by wide-angle deflection. Therefore, the size and cost of the exposure unit 6 can be effectively reduced, and thus the size and cost of the image forming apparatus can be reduced.
[0080]
Also in the fourth embodiment, a so-called surface tilt correction optical system is configured. That is, as shown in FIG. 18, after a light beam from a laser light source 62 is shaped into collimated light by a collimator lens 63, the light beam is incident on a cylindrical lens 64 having power only in the sub-scanning direction. Then, this collimated light is converged only in the sub-scanning direction and is linearly imaged near the deflection mirror surface 651 of the optical scanning element 65. The scanning light beam from the deflecting mirror surface 651 is imaged on the surface of each photoconductor 2 by a single aspherical lens 661. Therefore, the surface of each photoconductor 2 and the deflecting mirror surface 651 are optically conjugate, and even if the first axis (main scanning deflecting axis) AX1 is slightly blurred, it is optically corrected. Further, since the shape of the light beam on the deflecting mirror surface 651 is linear, the deflecting mirror surface 651 can be made smaller, which is advantageous in terms of high-speed scanning.
[0081]
In the image forming apparatus using the single-lens aspherical lens 661 as described above, color printing and monochrome printing are performed in the same manner as in the above-described embodiment. Therefore, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained. This is exactly the same in the fifth to eighth embodiments described later.
[0082]
<Fifth embodiment>
FIG. 19 is a diagram showing a fifth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In the fourth embodiment, the surface of each photoconductor 2 and the deflecting mirror surface 651 are configured to have an optically conjugate relationship, whereas in the fifth embodiment, the deflecting mirror surface 651 is It deviates from the conjugate point CP on the surface, and is a so-called non-conjugated optical system. Therefore, in the fifth embodiment, there is a possibility that the surface tilt error Δy occurs.
[0083]
However, the deflecting mirror surface 651 can deflect the light beam not only in the main scanning direction X but also in the sub-scanning direction Y. Thus, in the fifth embodiment, the deflection of the deflecting mirror surface 651 is rotated and positioned around the second axis AX2 by energizing the coil 655 from the second axis driving unit 102c (FIG. 9) to perform the surface tilt correction. .
[0084]
<Sixth embodiment>
FIG. 20 is a diagram showing a sixth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In the sixth embodiment, as shown in the figure, after a light beam from a laser light source 62 is shaped into collimated light by a collimator lens 63, this collimated light is directly applied to a deflecting mirror surface 651 of an optical scanning element 65. It is incident. The scanning light beam deflected by the deflecting mirror surface 651 is imaged on the surface of each photoreceptor 2 by a single aspherical lens 661. As described above, in the sixth embodiment, a non-conjugated optical system is provided as in the fifth embodiment. Therefore, in the sixth embodiment, there is a possibility that the tilt error Δy occurs.
[0085]
However, the deflecting mirror surface 651 can deflect the light beam not only in the main scanning direction X but also in the sub-scanning direction Y. Therefore, in the sixth embodiment, similarly to the fifth embodiment, the deflecting mirror surface 651 is rotated around the second axis AX2 by energizing the coil 655 from the second axis driving unit 102c (FIG. 9). Positioning is performed to correct surface tilt.
[0086]
<Seventh embodiment>
FIG. 21 is a view showing an image forming apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, an optical scanning system 600 in which a polygon mirror 601 and a swinging mirror 602 are combined is used as the “optical scanning means” of the present invention. Further, the scanning light beams Ly, Lm, Lc, and Lk are imaged on the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K, respectively, by a single aspherical lens 661. Other configurations are basically the same as those of the first embodiment.
[0087]
In the seventh embodiment, a polygon mirror 601 is fixed to the exposure housing 61, and the polygon mirror 601 is rotated around a rotation axis (main scanning deflection axis) AX3 orthogonal to the main scanning direction X, thereby forming a deflecting mirror surface. The light beam from the laser light source 62 is deflected by 601a to scan in the main scanning direction X. Then, the scanning light beam from the deflecting mirror surface 601a is incident on the switching reflecting surface 602a of the oscillating mirror 602 via the single aspherical lens 661 corresponding to the "third optical system" of the present invention.
[0088]
The swing mirror 602 is swingable about a swing axis (switching axis) AX4 extending in parallel with the main scanning direction X, and is swingably driven by a swing positioning mechanism (not shown). Therefore, the scanning light beam is deflected by the oscillating mirror 602, guided to one of the four photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K, and is imaged on the surface thereof. Then, color printing and monochrome printing are executed in the same manner as in the first embodiment.
[0089]
In the seventh embodiment, of the polygon mirror 601 and the oscillating mirror 602 constituting the optical scanning means, the former is arranged on the laser light source 62 side, but the latter is arranged on the laser light source 62 side. Is also good. Further, the arrangement position of the single lens aspherical lens 661 is not limited to the present embodiment, and may be arranged, for example, on the exit side of the swing mirror 602.
[0090]
<Eighth embodiment>
FIG. 22 is a view showing an eighth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In the eighth embodiment, an optical scanning system 600 combining two oscillating mirrors 603 and 602 is used as the “optical scanning means” of the present invention. Further, the scanning light beams Ly, Lm, Lc, and Lk are imaged on the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K, respectively, by a single aspherical lens 661. Other configurations are basically the same as those of the first embodiment.
[0091]
In the eighth embodiment, the swing mirror 603 is provided so as to be swingable about a swing axis (main scanning deflection axis) AX5 orthogonal to the main scanning direction X, and the swing mirror 603 is not shown. The light beam from the laser light source 62 is deflected by the deflecting mirror surface 603a by reciprocating swinging by the dynamic positioning mechanism, and scans in the main scanning direction X. Then, the scanning light beam from the deflecting mirror surface 603a is incident on the switching reflecting surface 602a of the switching oscillating mirror 602.
[0092]
After the scanning light beam is deflected in the sub-scanning direction Y by the oscillating mirror 602, the four photoconductors 2Y and 2M are passed through a single lens aspheric lens 661 corresponding to the "third optical system" of the present invention. , 2C, and 2K, and is imaged on the surface. Then, color printing and monochrome printing are executed in the same manner as in the first embodiment.
[0093]
In the eighth embodiment, a main scanning oscillating mirror 603 for deflecting the light beam constituting the optical scanning means in the main scanning direction X and a switching oscillating mirror 602 for deflecting the light beam in the sub-scanning direction Y are provided. The former is disposed on the laser light source 62 side, but the latter may be disposed on the laser light source 62 side. Further, the disposition position of the single lens aspherical lens 661 is not limited to the present embodiment, and may be disposed, for example, between the oscillating mirrors 603 and 602.
[0094]
II. Multi-beam image forming equipment
In the above embodiment, the number of scanning light beams at each timing is one. However, the number of light beams incident on optical scanning means such as the optical scanning element 65 and the optical scanning system 600 is M (where M ≧ 2). , The number of linear latent images may be simultaneously formed by scanning M light beams on the surface of each photoconductor 2 in the main scanning direction X. Specifically, a light source unit (corresponding to “light source unit” of the present invention) is configured by the M laser light sources 62, and emitted from the light source unit by an optical scanning unit such as an optical scanning element 65 or an optical scanning system 600. The M light beams are deflected to scan in the main scanning direction X, and the M scanning light beams are guided in a sub-scanning direction Y different from the main scanning direction X, so that the M light beams are scanned among the N latent image carriers. What is necessary is just to comprise so that the photosensitive body 2 irradiated with M scanning light beams may be switched selectively. Hereinafter, a multi-beam image forming apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
[0095]
<Ninth embodiment>
FIG. 23 is a sub-scan sectional view of an exposure unit showing a ninth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 24 is a block diagram showing an electrical configuration of a ninth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. The ninth embodiment is greatly different from the first embodiment (single-beam image forming apparatus) in that the ninth embodiment has a light source unit including two laser light sources 621 and 622, and two light beams are emitted from the light source unit. The point is that the light is emitted toward the deflection mirror surface 651 of the optical scanning element 65. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 24, the exposure control unit 102 is provided with two light source driving units 102a1 and 102a2. Then, the light source driving unit 102a1 controls the laser light source 621 to be turned on / off based on the PWM data 1 described later, so that the laser light source 621 emits a light beam modulated in accordance with image data. In addition, the light source drive unit 102a2 controls the laser light source 622 to be turned on / off based on the PWM data 2 described later, so that the laser light source 622 emits a light beam modulated in accordance with image data. Thus, two light beams corresponding to the image data are emitted from the light source unit. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description is omitted.
[0096]
FIG. 25 and FIG. 26 are diagrams schematically showing image processing in the image forming apparatus of FIG. FIG. 27 is a schematic diagram showing a color image forming operation of the image forming apparatus of FIG. Hereinafter, the color image forming operation (color printing operation) of the image forming apparatus of FIG. 23 will be described with reference to these drawings. In this image forming apparatus, when a color print command is given from an external device such as a host computer, image data D included in the print command is stored in the image memory 113. This image data D includes a plurality of one-line color data DL as shown in FIG. Then, the main controller 11 executes color separation to obtain a one-line image data group of each color component. , A plurality of one-line image data DLm1, DLm2,... For magenta, a plurality of one-line image data DLc1, DLc2,. A plurality of one-line image data DLk1, DLk2,... Are respectively obtained and stored in the image memory 113. Thus, in this embodiment, the image memory 113 functions as the “storage unit” of the present invention.
[0097]
It should be noted that "one line image data" in this specification means line data corresponding to one scanning light beam of the color. Therefore, when the scanning light beam from the laser light source 62 is scanned on the photoconductor 2 corresponding to the color component of the one-line image data while controlling the laser light sources 621 and 622 to be ON / OFF based on the one-line image data, the color A line latent image represented by the component and one-line image data is formed. The “one-line image data group” means M (M = 2 in this embodiment) one-line image data sent simultaneously or in association with each other.
[0098]
When the color separation for one page or a predetermined block of the image data D is completed, the main controller 11 outputs a one-line image data group from the image memory 113 at a timing corresponding to the timing of writing the latent image to each photoconductor 2. Are read out in turn (see the dashed line arrow in FIG. 26). In this embodiment, since the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K are spaced apart from each other by a predetermined distance, the order of Y → Y → Y → M → Y → M → Y → M → C →. M pieces are read out serially. Then, the light source unit is controlled based on the serial data composed of the one-line image data group (the data unit surrounded by the thick broken line in FIG. 26) thus read. More specifically, a video (not shown) that creates laser modulation data (PWM data 1) for pulse width modulation of the laser light source 621 based on serial data including one-line image data DLy1, DLm1, DLc1, and DLk1. Output to the engine controller 10 via the IF. The PWM data 2 is similarly created for the laser light source 622 side. That is, laser modulation data (PWM data 2) for pulse width modulation of the laser light source 622 is created based on the serial data consisting of the one-line image data DLy2, DLm2, DLc2, and DLk2, and via a video IF (not shown). Output to the engine controller 10. For example, when one line image data group is read from the image memory 113 serially in the order of Y → M → C → K → Y..., The PWM data 1 and 2 corresponding to each one line image data group are simultaneously sent to the engine controller 10. Given.
[0099]
In this embodiment, the PWM data 1 and 2 for driving and controlling the laser light sources 621 and 622 on the main controller 11 side based on the one-line image data group serially read from the image memory 113 according to the latent image writing timing. Is provided to the engine controller 10 in parallel, but the one-line image data group may be serially provided to the engine controller 10 to generate the PWM data 1 and 2 on the engine controller 10 side.
[0100]
On the other hand, the engine controller 10 receiving the PWM data 1 and 2 rotates each of the photoconductors 2Y, 2M, 2C and 2K at a constant speed V and applies only the photoconductor corresponding to the PWM data 1 and 2 at each timing. The scanning light beam of the book is scanned to form a line latent image. That is, when the PWM data 1 and 2 are given, first, at timing t1, the laser light sources 621 and 622 are turned on / off corresponding to the one-line image data group of yellow, and two light beams from the light source unit are controlled. The beam is emitted to the optical scanning element 65. Also, at this timing t1, the energization of the coil 655 from the second axis driving unit 102c rotates and positions the deflecting mirror surface 651 about the second axis AX2, which is the switching axis, and guides the two light beams to the photoconductor 2Y. Set to light. Then, after the swing about the second axis AX2 is stopped, a predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first drive unit 102b in the set state, and the main scanning deflection axis is set. The light beam is deflected by reciprocating oscillation of the deflecting mirror surface 651 about the first axis AX1 to scan in the main scanning direction X. As a result, as shown in the column of “timing t1” in FIG. 27, the scanning light beams Ly1 and Ly2 are scanned only on the photoconductor 2Y, and the two light beams corresponding to the yellow one-line image data group (DLy1, DLy2). Line latent images Iy1 and Iy2 are formed simultaneously.
[0101]
When the formation of the line latent images Iy1 and Iy2 is completed, the laser light sources 621 and 622 are controlled to be ON / OFF corresponding to the magenta one-line image data group (DLm1 and DLm2) at the next timing t2. Light beams are emitted to the optical scanning element 65 from 621 and 622. Also, at this timing t2, the energization of the coil 655 from the second axis driving unit 102c causes the deflection mirror surface 651 to be rotated and positioned around the second axis AX2 so as to guide the two light beams to the photoconductor 2M. Is set to A predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first driving unit 102b in the set state, and the light beam is deflected by reciprocatingly oscillating the deflection mirror surface 651 around the first axis AX1. To scan in the main scanning direction X. As a result, as shown in the column of “timing t2” in FIG. 27, the scanning light beams Lm1 and Lm2 are scanned only by the photoconductor 2M, and two lines corresponding to the magenta one-line image data group (DLm1 and DLm2). Line latent images Im1 and Im2 are simultaneously formed.
[0102]
Further, in the same manner as described above, at each of the timings t3, t4, t5,. Formed on the body 2. Thus, a latent image corresponding to the image data D is formed on each of the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K. Then, these latent images are developed by the developing units 4Y, 4M, 4C, and 4K to form toner images of four colors. Further, by controlling the primary transfer timing, the toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 71 to form a color image. Thereafter, this color image is secondarily transferred onto the sheet S, and further fixed on the sheet S.
[0103]
FIG. 28 is a schematic diagram showing an example of a monochrome image forming operation of the image forming apparatus of FIG. Hereinafter, the monochrome image forming operation (monochrome printing operation) of the image forming apparatus of FIG. 23 will be described with reference to this drawing. However, the case where a monochrome image is formed is basically the same as the case where a color image is formed, except that only the color component to be handled is black. Therefore, the difference between the two will be mainly described.
[0104]
In this image forming apparatus, when a monochrome print command is given from an external device such as a host computer, image data D included in the print command is stored in the image memory 113. This image data D includes a plurality of black one-line image data. In the main controller 11, when one-line image data for one page or a predetermined block of the image data D is stored in the memory 113, each photoconductor 2 The one-line image data group is sequentially read from the image memory 113 at a timing corresponding to the timing of writing the latent image to the memory. Then, laser modulation data (PWM data 1 and 2) for pulse width modulation of the laser light sources 621 and 622 is created based on the one-line image data group thus read out, and the engine data is output via a video IF (not shown) through the engine. Output to the controller 10.
[0105]
On the other hand, the engine controller 10 receiving the PWM data causes the black photoconductor 2K to scan with two scanning light beams at each timing while rotating the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K at a constant speed of 4V. To form two line latent images simultaneously. That is, first, at timing t <b> 1, a light beam is emitted from the laser light sources 621 and 622 to the optical scanning element 65 while the laser light sources 621 and 622 are ON / OFF controlled corresponding to the one-line image data group of black. Further, at this timing t1, the current is supplied from the second axis driving unit 102c to the coil 655 to rotate and position the deflection mirror surface 651 around the second axis AX2, which is the switching axis, so as to guide the light beam to the photoconductor 2K. Is set to Then, after the swing about the second axis AX2 is stopped, a predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first drive unit 102b in the set state, and the main scanning deflection axis is set. By reciprocating the deflection mirror surface 651 about the first axis AX1, the two light beams are deflected to scan in the main scanning direction X. As a result, as shown in the column of “timing t1” in FIG. 28, the scanning light beams Lk1 and Lk2 are scanned only by the photoconductor 2K, and two line latent images Ik1 corresponding to the one-line image data group of black, Ik2 is formed at the same time.
[0106]
When the formation of the line latent images Ik1 and Ik2 is completed, the laser light sources 621 and 622 are turned on / off corresponding to the next one-line image data group at the next timing t2, and the light is emitted from the laser light sources 621 and 622. The beam is emitted to the optical scanning element 65. Also at this timing t2, the swing around the second axis AX2 is stopped, and the light beam is set to be guided to the photoconductor 2K. Then, a predetermined voltage is alternately applied to the first axis electrodes 658a and 658b from the first driving unit 102b in the set state, and the deflection mirror surface 651 is reciprocally oscillated about the first axis AX1 to generate two light beams. The beam is deflected to scan in the main scanning direction X. As a result, as shown in the column of “timing t2” in FIG. 28, the scanning light beams Lk1 and Lk2 are scanned by the photoconductor 2K, and the line latent images Ik3 and Ik4 corresponding to the next one-line image data group are simultaneously formed. Is done.
[0107]
Further, black line latent images (Ik5, Ik6), (Ik7, Ik8), (Ik9, Ik10),... Are formed on the photosensitive member 2K at the respective timings t3, t4, t5,. Go. Thus, a latent image corresponding to the image data D is formed on the black photoconductor 2K. These latent images are developed by the respective developing units 4K to form black toner images. After the toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71, the toner image is secondarily transferred onto the sheet S, and is further fixed on the sheet S.
[0108]
Here, when the color printing time formed as described above and the monochrome printing time are compared, the rotational speed of the photoconductor in monochrome printing is four times that in color printing. A printing speed four times as high as the resolution is obtained (high-speed monochrome printing). Further, the rotation speed of the photoreceptor 2K may be set to be twice that of the color printing, and the scanning interval between the scanning light beams Lk1 and Lk2 may be set to be twice (double speed monochrome printing). Further, the relationship between the rotation speed of the photoreceptor 2K and the scanning timing is not limited to the high-speed monochrome printing (FIG. 28) and the double-speed monochrome printing described above, but is arbitrary. However, in high-speed monochrome printing (FIG. 28) and double-speed monochrome printing, the printing speed can be increased while the deflection mirror surface 651 is driven to swing around the first axis AX1 in the resonance mode. Therefore, color printing and monochrome printing can be switched without changing the swinging operation of the deflecting mirror surface 651, and stable image formation can be performed. Further, the printing speed can be accurately controlled while the deflection mirror surface 651 is swung in the resonance mode.
[0109]
Also, in order to increase the resolution in monochrome printing, a black line latent image is formed on the photoconductor 2K at each of the timings t1 to t5,. As a result, the number of line latent images per unit time of a monochrome image is larger than that of a color image, and a high-definition image can be obtained. That is, in this embodiment, the resolution of an image can be changed between a color image and a monochrome image.
[0110]
As described above, according to this embodiment, two scanning light beams are applied to one of the four photoconductors 2 to collectively form two line latent images. The printing speed is twice as high as that of the image forming apparatus (the first to eighth embodiments), that is, the apparatus that forms a line latent image one by one by irradiating a single scanning light beam to the surface of the photoconductor 2. . If the printing speed is set to be the same as that of the single beam image forming apparatus, the main scanning frequency of the scanning light beam can be reduced, and the modulation frequency of each laser light source can be reduced.
[0111]
Further, in this embodiment, since the light scanning device 65 switches the light guide destinations of the two scanning light beams, both of the two light beams from the light source unit are lined on all the photoconductors 2. It functions as a scanning light beam for forming a latent image. Therefore, the size and cost of the apparatus can be reduced as compared with the conventional apparatus in which a dedicated light source is arranged for each photoconductor. Further, the optical adjustment workability can be simplified. Further, the number M of light beams from the light source unit can be set arbitrarily without being limited by the number N of the photoconductors 2, and excellent design flexibility can be obtained.
[0112]
Further, in this embodiment, the same operation and effects (B) to (G) as obtained in the first embodiment can be obtained.
[0113]
<Tenth embodiment>
FIG. 29 is a perspective view showing an optical scanning element of an exposure unit showing a tenth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. 30 and 31 are a main scanning sectional view and a sub-scanning sectional view of the optical scanning element of FIG. 29, respectively. FIG. 32 is a block diagram showing an electrical configuration of a tenth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. Here, the tenth embodiment is significantly different from the first embodiment in that the tenth embodiment has a light source unit including two laser light sources 621 and 622, and two light beams L1 and L2 are emitted from this light source unit. And the light beams L1 and L2 are deflected by the deflection mirror surfaces 651a and 651b, respectively. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description is omitted.
[0114]
In the tenth embodiment, an optical scanning element 650 having two deflecting mirror surfaces 651a and 651b is provided as "optical scanning means" of the present invention. These deflecting mirror surfaces 651a and 651b are swingable integrally around a first axis AX1 as a main scanning deflecting axis, while being independently independent around a second axis AX2 and a third axis AX3 as switching axes. It can swing freely.
[0115]
This optical scanning element 650 is also formed by using a micro-machining technique of integrally forming a micro machine on a semiconductor substrate by applying a semiconductor manufacturing technique, similarly to the optical scanning element 65 of the first embodiment. In this optical scanning element 650, as shown in FIG. 29, the silicon substrate 652 functions as the “supporting member” of the present invention, and an outer movable plate 653 is provided by processing a part of the silicon substrate 652. I have. The outer movable plate 653 is formed in a frame shape, is elastically supported on the silicon substrate 652 by a torsion spring 654, and is swingable about a first axis AX1 extending substantially parallel to the sub-scanning direction Y.
[0116]
Inside the outer movable plate 653, two inner movable plates 656a and 656b are supported independently of each other. That is, the inner movable plate 656a is elastically supported inside the outer movable plate 653 by a torsion spring 657a whose axial direction is orthogonal to the torsion spring 654, and swings around a second axis AX2 extending substantially parallel to the main scanning direction X. It is free. A planar coil 655a is provided on the periphery of the upper surface of the inner movable plate 656a as a "second axis driving coil", which is coated with an insulating layer. Further, an aluminum film or the like is formed as a deflecting mirror surface 651a at the center of the upper surface of the inner movable plate 656a.
[0117]
One inner movable plate 656b is configured similarly to the inner movable plate 656a. That is, the inner movable plate 656b is elastically supported inside the outer movable plate 653 by the torsion spring 657b, and is swingable about a third axis AX3 extending substantially parallel to the main scanning direction X. On the upper surface of the inner movable plate 656b, a planar coil 655b as a "third axis driving coil" and a deflecting mirror surface 651b are provided.
[0118]
In addition, as shown in FIGS. 30 and 31, an outer movable plate 653 and inner movable plates 656a and 656b are provided around a first axis AX1, a second axis AX2, and a third axis AX3, respectively, at a substantially central portion of the silicon substrate 652. A concave portion 652a is provided so as to be swingable. Then, electrodes 658a and 658b are fixed to positions on the inner bottom surface of the concave portion 652a opposite to both ends of the outer movable plate 653 (see FIG. 30). These two electrodes 658a and 658b function as "first-axis electrodes" for driving the outer movable plate 653 to swing around the first axis AX1. That is, these first axis electrodes 658a and 658b are electrically connected to the first drive unit 102b of the exposure control unit 102. Then, the outer movable plate 653 vibrates around the first axis AX1 by alternately applying a predetermined voltage to the first axis electrodes 658a and 658b from the first driving unit 102b, and thereby both the deflection mirror surfaces 651a and 651b. Can be reciprocated. When the driving frequency of the reciprocating vibration is set to the resonance frequency of the outer movable plate 653, the swing width of the outer movable plate 653 increases, and the end of the outer movable plate 653 is displaced to a position close to the electrodes 658a and 658b. Can be.
[0119]
As shown in FIG. 31, permanent magnets 659a to 659c are fixed to the ends of the inner movable plates 656a and 656b at outer positions on the inner bottom surface of the concave portion 652a in different orientations. The second axis driving coils 655a and 655b are electrically connected to the second driving unit 102c and the third driving unit 102d of the exposure control unit 102, respectively. For this reason, the inner movable plate 656a (deflection mirror surface 651a) swings with the torsion spring 657a as the second axis AX2 by energizing the coil 655a. Further, the inner movable plate 656b (deflection mirror surface 651b) swings by using the torsion spring 657b as the third axis AX3 by energizing the coil 655b. Here, if the current flowing through the second axis driving coil 655a and the third axis driving coil 655b is continuously changed to an alternating current, the torsion spring 657a is used as the second axis AX2 to reciprocally oscillate the deflection mirror surface 651a. The torsion spring 657b can be used as the third axis AX3 to reciprocate the deflection mirror surface 651b. As described above, in the present embodiment, both deflecting mirror surfaces 651a and 651b can be controlled independently.
[0120]
As described above, in the optical scanning element 650, the deflection mirror surface 651a is rotated around the first axis AX1 and the second axis AX2 orthogonal to each other, and the deflection mirror surface 651b is rotated around the first axis AX1 and the third axis AX3 orthogonal to each other. In addition, they can be independently driven to swing. Therefore, in this embodiment, by controlling the mirror driving unit including the first axis driving unit 102b, the second axis driving unit 102c, and the third axis driving unit, the deflection mirror surfaces 651a and 651b swing around the first axis AX1. By moving it, the two light beams L1 and L2 are deflected to scan in the main scanning direction X. On the other hand, by swinging the deflecting mirror surface 651a around the second axis AX2, the light beam L1 is swung, and by swinging the deflecting mirror surface 651b around the third axis AX3, the light beam L2 is swept. , 2M, 2C, and 2K, and selectively switches the photosensitive member to which the scanning light beam is irradiated among the photosensitive members. As described above, in the present embodiment, the first axis AX1 functions as a main scanning deflection axis, and the second axis AX2 and the third axis AX3 function as switching axes. Moreover, in this embodiment, the interval (beam pitch P) between the two scanning light beams can be controlled by independently swinging the inner movable members 656a and 656b around the switching axes AX2 and AX3. I have.
[0121]
Then, as in the ninth embodiment, when a color print command is given from an external device such as a host computer, the image data D included in the print command is stored in the image memory 113. When the color separation for one page or a predetermined block of the image data D is completed, the main controller 11 outputs a one-line image data group from the image memory 113 at a timing corresponding to the timing of writing the latent image to each photoconductor 2. Are read in order to create PWM data 1 and 2. Then, the laser light sources 621 and 621 are modulated according to the PWM data 1 and 2, respectively. Further, the light beams L1 and L2 from the laser light sources 621 and 622 are deflected in the main scanning direction X by the deflecting mirror surfaces 651a and 651b, respectively, to form two scanning light beams and to read one-line image data group Since the light guide destination (photoconductor 2) of the two scanning light beams is selectively switched in accordance with the order, two line latent images are simultaneously formed on the photoconductor 2 according to the switching operation. Also, when performing monochrome printing, it is performed in the same manner as in the ninth embodiment.
[0122]
As described above, also in the tenth embodiment, the same operation and effect as in the ninth embodiment can be obtained. Further, since the interval between the two scanning light beams can be controlled as described above, the image quality can be improved by adjusting the interval between the scanning light beams as necessary.
[0123]
In the tenth embodiment, the two deflecting mirror surfaces 651a and 651b are configured to be independently driven to swing around the switching axes AX2 and AX3. It may be.
[0124]
In the ninth and tenth embodiments, the optical scanning elements 65 and 650 are used as the “optical scanning means” of the present invention. However, similarly to the second and third embodiments, the polygon mirror 601 is used. An optical scanning system 600 in which the scanning mirror 602 is combined with the switching oscillating mirror 602 or an optical scanning system 600 in which the two oscillating mirrors 603 and 602 are combined can be used.
[0125]
In the ninth and tenth embodiments, the first scanning lens 66 and the second scanning lenses 68Y, 68M, 68C, 68K form an imaging optical system (second optical system). That is, the scanning light beams Ly1 and Ly2 are imaged on the photosensitive member 2Y by the scanning lenses 66 and 68Y, the scanning light beams Lm1 and Lm2 are imaged on the photosensitive member 2M by the scanning lenses 66 and 68M, and the scanning lenses 66 and 68C. The scanning light beams Lc1 and Lc2 are imaged on the photoconductor 2C, and the scanning light beams Lk1 and Lk2 are imaged on the photoconductor 2K by the scanning lenses 66 and 68K. However, as in the fourth to eighth embodiments, this imaging optical system may be constituted by only a single aspherical lens 661, and this imaging optical system is the "third optical system" of the present invention. Function as By using the single aspherical lens 661, the same function and effect as those of the fourth to eighth embodiments can be obtained.
[0126]
In the ninth and tenth embodiments, two light beams are emitted from the light source unit, and the two scanning light beams are switched and set by the optical scanning means (optical scanning elements 65, 600, and 650). Are irradiated at the same time, but the number M of light beams emitted from the light source unit (light source means) is not limited to “2” and may be three or more. When the photoconductor is switched by the optical scanning element 650, it is desirable to provide the same number of deflection mirror surfaces as the number M of light beams.
[0127]
III. Other
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes other than those described above can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus that forms toner images of four colors on the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K, respectively. However, the present invention is applied to all tandem-type image forming apparatuses. can do. That is, a general image forming apparatus provided with N (where N ≧ 2 is a natural number) latent image carriers on which a single light beam is scanned in the main scanning direction to form a line-shaped latent image. The present invention can be applied to the present invention, and the same operation and effect as the above embodiment can be obtained.
[0128]
Further, in the above-described embodiment, a printer that prints an image included in the print command on a sheet S such as transfer paper or copy paper based on a print command given from an external device such as a host computer has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to all tandem-type image forming apparatuses including a copying machine and a facsimile machine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a sub-scan sectional view showing a configuration of an exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG.
FIG. 4 is a main scanning sectional view showing a configuration of an exposure unit provided in the image forming apparatus of FIG.
FIG. 5 is a sub-scanning sectional view in which the optical configuration of the exposure unit is developed.
FIG. 6 is a perspective view showing an optical scanning element as one component of the exposure unit.
FIG. 7 is a sectional view taken along a first axis of the optical scanning element of FIG. 6;
FIG. 8 is a sectional view taken along a second axis of the optical scanning element of FIG. 6;
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an exposure unit and an exposure control unit.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating image processing in the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a color image forming operation of the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a monochrome image forming operation of the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating another example of the monochrome image forming operation of the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating another example of a monochrome image forming operation of the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 15 is a view showing a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 16 is a view showing a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 17 is a diagram illustrating a fourth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 18 is a sub-scanning sectional view in which an optical configuration of an exposure unit according to a fourth embodiment is developed.
FIG. 19 is a diagram illustrating a fifth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 20 is a diagram illustrating a sixth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 21 is a diagram illustrating a seventh embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing an eighth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 23 is a sub-scanning sectional view of an exposure unit showing a ninth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 24 is a block diagram illustrating an electrical configuration of an image forming apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
25 is a diagram schematically illustrating image processing in the image forming apparatus of FIG.
26 is a diagram schematically illustrating image processing in the image forming apparatus of FIG.
FIG. 27 is a schematic diagram illustrating a color image forming operation of the image forming apparatus of FIG. 23;
FIG. 28 is a schematic diagram illustrating an example of a monochrome image forming operation of the image forming apparatus of FIG. 23;
FIG. 29 is a perspective view showing an optical scanning element of an exposure unit showing a tenth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 30 is a main scanning cross-sectional view of the optical scanning element of FIG. 29;
FIG. 31 is a sectional view in the sub-scanning direction of the optical scanning element shown in FIG. 29;
FIG. 32 is a block diagram illustrating an electrical configuration of an image forming apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2Y, 2M, 2C, 2K: photoconductor, 6: exposure unit, 10: engine controller (control means), 11: main controller (control means), 62: laser light source, 63: collimator lens (first optical system), 64: cylindrical lens (first optical system), 65, 650: optical scanning element (optical scanning means), 66, 68Y, 68M, 68C, 68K: scanning lens (second optical system), 102b: first axis driving unit (Mirror driving unit), 102c: second axis driving unit (mirror driving unit), 102d: third axis driving unit (mirror driving unit), 113: image memory (storage unit), 600: optical scanning system (optical scanning unit) ), 601: polygon mirror, 601a, 603a, 651, 651a, 651b: deflecting mirror surface, 602: swinging mirror for switching, 602a: reflecting surface for switching, 6 3 oscillating mirror for main scanning, 652 silicon substrate, 653 outer movable plate, 656, 656a, 656b inner movable plate, 661 single aspherical lens (third optical system), AX1 first axis ( AX2: Second axis (switching axis), AX3: Rotation axis (main scanning deflection axis), AX4: Swing axis (switching axis), AX5: Swing axis (main scanning deflection axis), D ... image data, Iy1, Iy2, Im1, Ic1, Ik1 to Ik5 ... line latent image, Ly1, Ly2, Lm1, Lm2, Lc1, Lc2, Lk1, Lk2 ... scanning light beam, X ... main scanning direction, Y ... sub-scanning direction

Claims (16)

その表面上にＭ本（ただしＭ≧２の自然数）の光ビームを主走査方向に走査することによってＭ本のライン状潜像が形成される潜像担持体をＮ個（ただしＮ≧２の自然数）設けた画像形成装置において、
Ｍ本の光ビームを互いに平行に射出する光源手段と、
前記光源手段からのＭ本の光ビームを偏向して前記主走査方向に走査するとともに、前記Ｍ本の走査光ビームを前記主走査方向とは相違する副走査方向に導いて前記Ｎ個の潜像担持体のなかで前記Ｍ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える光走査手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。By scanning the main scanning direction with M light beams (where M ≧ 2 is a natural number) on the surface, N latent image carriers (where N ≧ 2, where M linear latent images are formed) are formed. (Natural number) In the provided image forming apparatus,
Light source means for emitting M light beams in parallel with each other;
The M light beams from the light source means are deflected to scan in the main scanning direction, and the M scanning light beams are guided in a sub-scanning direction different from the main scanning direction to divide the N light beams. And an optical scanning device for selectively switching the latent image carrier irradiated with the M scanning light beams among the image carriers. 前記光走査手段は、
前記光源手段からのＭ本の光ビームを反射する偏向ミラー面を有する内側可動部材と、
前記内側可動部材を第１軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、
前記外側可動部材を前記第１軸とは異なる第２軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、
前記内側可動部材を前記第１軸回りに揺動駆動し、また前記外側可動部材を前記第２軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備え、
前記ミラー駆動部は、前記第１軸および前記第２軸のうちの一方を主走査偏向軸として前記偏向ミラー面を揺動させて前記光源手段からのＭ本の光ビームを前記主走査方向に走査させる一方、他方を切替軸として前記偏向ミラー面を揺動駆動して前記Ｍ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える請求項１記載の画像形成装置。The optical scanning means,
An inner movable member having a deflecting mirror surface for reflecting M light beams from the light source means,
An outer movable member that supports the inner movable member so as to swing about a first axis;
A support member for swingably supporting the outer movable member about a second axis different from the first axis;
A mirror drive unit configured to drive the inner movable member to swing around the first axis, and to drive the outer movable member to swing around the second axis.
The mirror driving unit swings the deflecting mirror surface using one of the first axis and the second axis as a main scanning deflection axis to cause the M light beams from the light source unit to move in the main scanning direction. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the scanning is performed while the other is used as a switching axis, and the deflection mirror surface is oscillated to selectively switch the latent image carrier irradiated with the M scanning light beams. 前記光走査手段は、
前記光源手段からの光ビームを反射する偏向ミラー面を有するＭ個の内側可動部材と、
前記Ｍ個の内側可動部材のそれぞれを切替軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、
前記外側可動部材を前記切替軸とは異なる主走査偏向軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、
前記Ｍ個の内側可動部材を前記切替軸回りに揺動駆動し、また前記外側可動部材を前記主走査偏向軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備え、
前記ミラー駆動部は、前記主走査偏向軸回りに前記偏向ミラー面を揺動させて前記光源手段からのＭ本の光ビームを前記主走査方向に走査させる一方、前記切替軸回りに前記Ｍ個の偏向ミラー面を揺動駆動して前記Ｍ本の走査光ビームをそれぞれ前記Ｍ個の偏向ミラー面で偏向して前記Ｍ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える請求項１記載の画像形成装置。The optical scanning means,
M inner movable members having a deflecting mirror surface for reflecting a light beam from the light source means,
An outer movable member that supports each of the M inner movable members so as to be swingable around a switching axis;
A support member that swingably supports the outer movable member around a main scanning deflection axis different from the switching axis,
A mirror drive unit that swings the M inner movable members around the switching axis, and swings the outer movable member around the main scanning deflection axis.
The mirror driving unit swings the deflecting mirror surface around the main scanning deflection axis to scan the M light beams from the light source unit in the main scanning direction, and on the other hand, rotates the M light beams around the switching axis. Oscillatingly driving the deflecting mirror surface to deflect the M scanning light beams by the M deflecting mirror surfaces, respectively, and selectively switch the latent image carrier irradiated with the M scanning light beams. The image forming apparatus according to claim 1. 前記ミラー駆動部は、前記Ｍ個の内側可動部材をそれぞれ独立して前記切替軸回りに揺動駆動して前記Ｍ本の走査光ビームの間隔を制御可能となっている請求項３記載の画像形成装置。4. The image according to claim 3, wherein the mirror driving unit is capable of independently driving the M inner movable members to swing around the switching axis to control an interval between the M scanning light beams. 5. Forming equipment. 前記内側可動部材、前記外側可動部材および前記支持部材はシリコン単結晶で構成されている請求項２ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 2, wherein the inner movable member, the outer movable member, and the support member are made of single crystal silicon. 前記ミラー駆動部は、前記偏向ミラー面を共振モードで前記主走査偏向軸回りに揺動駆動する請求項２ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 2, wherein the mirror driving unit drives the deflection mirror surface to swing around the main scanning deflection axis in a resonance mode. 前記ミラー駆動部は、静電吸着力により前記偏向ミラー面を前記主走査偏向軸回りに揺動駆動する請求項２ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 2, wherein the mirror driving unit drives the deflection mirror surface to swing about the main scanning deflection axis by an electrostatic attraction force. 前記ミラー駆動部は、前記偏向ミラー面を非共振モードで前記切替軸回りに揺動位置決めする請求項２ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。8. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the mirror driving unit swingably positions the deflection mirror surface around the switching axis in a non-resonant mode. 9. 前記ミラー駆動部は、電磁気力により前記偏向ミラー面を前記切替軸回りに揺動位置決めする請求項２ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。9. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the mirror driving unit swings and positions the deflection mirror surface around the switching axis by an electromagnetic force. 10. 前記光源手段と前記光走査手段との間に配置されて前記光源手段からのＭ本の光ビームをそれぞれ前記副走査方向において収束させて前記偏向ミラー面上に線状結像する第１光学系と、
前記Ｎ個の潜像担持体の各々について、該潜像担持体と前記光走査手段との間に配置されて前記光走査手段からのＭ本の走査光ビームを該潜像担持体の表面に結像する第２光学系と
をさらに備える請求項２ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。A first optical system which is arranged between the light source means and the light scanning means and converges M light beams from the light source means in the sub-scanning direction to form a linear image on the deflection mirror surface; When,
For each of the N latent image carriers, the M scanning light beams from the optical scanning unit, which are arranged between the latent image carrier and the optical scanning unit, are applied to the surface of the latent image carrier. The image forming apparatus according to claim 2, further comprising a second optical system that forms an image. 前記偏向ミラー面により前記主走査方向に走査されるＭ本の走査光ビームを、前記偏向ミラー面により導光される潜像担持体の表面に結像させる第３光学系をさらに備え、
前記第３光学系は、単玉レンズで構成され、前記偏向ミラー面の固有の揺動特性で偏向された走査光ビームが各潜像担持体の表面上では等速で移動する歪み特性を有し、かつ、各潜像担持体の表面上の任意の位置における光ビームの子午方向の像面湾曲収差を補正するように、子午平面内の両面の形状が相互に異なる形の非円弧状に形成され、さらに、球欠方向の像面湾曲収差を補正するように、前記両面の少なくとも何れか一方の子午平面内での非円弧曲線に沿った位置の球欠方向の曲率が子午方向の曲率とは相関なく変化するように定められてなる請求項２ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。A third optical system that forms M scanning light beams scanned in the main scanning direction by the deflecting mirror surface on a surface of a latent image carrier guided by the deflecting mirror surface;
The third optical system is constituted by a single lens, and has a distortion characteristic in which the scanning light beam deflected by the inherent swing characteristic of the deflecting mirror surface moves at a constant speed on the surface of each latent image carrier. And, in order to correct the meridional field curvature aberration of the light beam at an arbitrary position on the surface of each latent image carrier, the shape of both surfaces in the meridional plane is formed into a non-arc shape different from each other. The curvature in the spherical direction at a position along a non-arc curve in at least one of the meridional planes of the both surfaces is further formed so as to correct the curvature of field in the spherical direction. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is determined so as to change without correlation. 前記光走査手段は、
光ビームを反射する偏向ミラー面を複数個有し、前記主走査方向と直交する主走査偏向軸回りに回転駆動して前記偏向ミラー面でＭ本の光ビームを前記主走査方向に偏向走査するポリゴンミラーと、
光ビームを反射する切替用反射面を有し、前記副走査方向と直交する切替軸回りに揺動して光ビームが照射される潜像担持体を切り替える切替用揺動ミラーとを備え、
前記ポリゴンミラーおよび前記切替用揺動ミラーのうちの一方が前記光源側に設けられて前記光源手段からのＭ本の光ビームを反射するとともに、他方が前記一方のミラーからのＭ本の光ビームを反射する請求項１記載の画像形成装置。The optical scanning means,
It has a plurality of deflecting mirror surfaces that reflect light beams, and is driven to rotate about a main scanning deflection axis orthogonal to the main scanning direction to deflect and scan M light beams in the main scanning direction on the deflecting mirror surfaces. A polygon mirror,
It has a switching reflecting surface for reflecting the light beam, and includes a switching swing mirror for switching the latent image carrier irradiated with the light beam by swinging around a switching axis orthogonal to the sub-scanning direction,
One of the polygon mirror and the switching oscillating mirror is provided on the light source side to reflect the M light beams from the light source means, and the other is the M light beams from the one mirror. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the light is reflected. 前記光走査手段は、
光ビームを反射する偏向ミラー面を有し、前記主走査方向と直交する主走査偏向軸回りに揺動して前記偏向ミラー面で光ビームを前記主走査方向に偏向走査する主走査用揺動ミラーと、
光ビームを反射する切替用反射面を有し、前記副走査方向と直交する切替軸回りに揺動して光ビームが照射される潜像担持体を切り替える切替用揺動ミラーとを備え、
前記主走査用揺動ミラーおよび前記切替用揺動ミラーのうちの一方が前記光源側に設けられて前記光源手段からのＭ本の光ビームを反射するとともに、他方が前記一方のミラーからのＭ本の光ビームを反射する請求項１記載の画像形成装置。The optical scanning means,
A main scanning swing, which has a deflecting mirror surface for reflecting a light beam and oscillates about a main scanning deflection axis orthogonal to the main scanning direction to deflect and scan the light beam in the main scanning direction on the deflecting mirror surface; A mirror,
It has a switching reflecting surface for reflecting the light beam, and includes a switching swing mirror for switching the latent image carrier irradiated with the light beam by swinging around a switching axis orthogonal to the sub-scanning direction,
One of the main scanning oscillating mirror and the switching oscillating mirror is provided on the light source side and reflects M light beams from the light source means, and the other is an M light beam from the one mirror. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus reflects the light beam of the book. 前記光源と前記偏向ミラー面との間に配置されて前記光源手段からのＭ本の光ビームをそれぞれ前記副走査方向において収束させて前記偏向ミラー面上に線状結像する第１光学系と、
前記Ｎ個の潜像担持体の各々について、該潜像担持体と前記偏向ミラー面との間に配置されて前記偏向ミラー面からのＭ本の走査光ビームを該潜像担持体の表面に結像する第２光学系と
をさらに備える請求項１２または１３記載の画像形成装置。A first optical system which is arranged between the light source and the deflecting mirror surface and converges M light beams from the light source means in the sub-scanning direction to form a linear image on the deflecting mirror surface; ,
For each of the N latent image carriers, M scanning light beams from the deflecting mirror surface are disposed between the latent image carrier and the deflecting mirror surface, and are applied to the surface of the latent image carrier. 14. The image forming apparatus according to claim 12, further comprising a second optical system that forms an image. 前記偏向ミラー面により前記主走査方向に走査されるＭ本の走査光ビームを、前記切替用反射面により導光される潜像担持体の表面に結像させる第３光学系をさらに備え、
前記第３光学系は、単玉レンズで構成され、前記偏向ミラー面の固有の揺動特性で偏向された走査光ビームが各潜像担持体の表面上では等速で移動する歪み特性を有し、かつ、各潜像担持体の表面上の任意の位置における光ビームの子午方向の像面湾曲収差を補正するように、子午平面内の両面の形状が相互に異なる形の非円弧状に形成され、さらに、球欠方向の像面湾曲収差を補正するように、前記両面の少なくとも何れか一方の子午平面内での非円弧曲線に沿った位置の球欠方向の曲率が子午方向の曲率とは相関なく変化するように定められてなる請求項１２または１３記載の画像形成装置。A third optical system that forms M scanning light beams scanned in the main scanning direction by the deflection mirror surface on a surface of a latent image carrier guided by the switching reflection surface;
The third optical system is constituted by a single lens, and has a distortion characteristic in which the scanning light beam deflected by the inherent swing characteristic of the deflecting mirror surface moves at a constant speed on the surface of each latent image carrier. And, in order to correct the meridional field curvature aberration of the light beam at an arbitrary position on the surface of each latent image carrier, the shape of both surfaces in the meridional plane is formed into a non-arc shape different from each other. The curvature in the missing direction at the position along the non-arc curve in at least one of the meridional planes of the both surfaces is further formed so as to correct the curvature of field in the missing direction. 14. The image forming apparatus according to claim 12, wherein the image forming apparatus is determined so as to change without correlation. 前記Ｎ個の潜像担持体に対して互いに異なるＮ色の画像をそれぞれ形成する請求項１ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置であって、
前記Ｎ色の画像を示すＮ色の画像データを記憶する記憶手段と、
各色について、前記記憶手段に記憶されている当該色の画像データから走査光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをＭ個読み出して該１ライン画像データ群に基づき前記Ｍ本の走査光ビームを変調して当該色に対応する潜像担持体にＭ本のライン状潜像を形成する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記１ライン画像データ群の読み出し先を前記Ｎ色の画像データから選択的に切り替えながら、前記記憶手段から１ライン画像データ群をシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データ群ごとに該データ群の色成分に対応するように前記光走査手段による前記Ｍ本の走査光ビームの導光先を切り替える画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein N different images are formed on the N latent image carriers, respectively.
Storage means for storing N-color image data indicating the N-color image;
For each color, M pieces of one-line image data corresponding to one scan of the scanning light beam are read out from the image data of the color stored in the storage means, and the M scanning light beams are read out based on the one-line image data group. Control means for modulating the image to form M linear latent images on the latent image carrier corresponding to the color.
The control means serially reads out the one-line image data group from the storage means while selectively switching the reading destination of the one-line image data group from the N-color image data, and reads the one-line image data read out. An image forming apparatus for switching a light guide destination of the M scanning light beams by the optical scanning unit so as to correspond to a color component of the data group for each data group.
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