JP2004284247A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】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。
【解決手段】画像メモリから１ライン画像データを順番に読み出し、そのデータに基づきレーザー光源を変調するとともに、そのレーザー光源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単玉非球面レンズ６６１からなる結像光学系６６を介して結像される感光体を、選択的に切り替えながらライン潜像を形成する。このようにレーザー光源を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の表面にライン潜像を形成可能となっている。
【選択図】 図１
【解決手段】画像メモリから１ライン画像データを順番に読み出し、そのデータに基づきレーザー光源を変調するとともに、そのレーザー光源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単玉非球面レンズ６６１からなる結像光学系６６を介して結像される感光体を、選択的に切り替えながらライン潜像を形成する。このようにレーザー光源を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の表面にライン潜像を形成可能となっている。
【選択図】 図１
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、この装置では、光ビームを走査させるための偏向器としてポリゴンミラーが設けられている。そして、半導体レーザなどの光源から射出された光ビームはコリメータレンズ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、シリンドリカルレンズに入射される。このシリンドリカルレンズは副走査方向にのみパワーを有しており、コリメート光は副走査方向において集束されてポリゴンミラーの偏向ミラー面にほぼ線像として結像される。一方、偏向ミラー面で反射偏向された走査光ビームは２枚のレンズで構成された結像光学系を介して感光体上に結像される。このように副走査方向において偏向ミラー面と感光体表面とが光学的に共役な関係となり、偏向ミラー面の傾きがあったとしても感光体上での結像位置は変化しなくなる、いわゆる面倒れ補正系が構成されている。したがって、面倒れ補正を行いながら、感光体上に画像データに対応する潜像が形成される。
【０００４】
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。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−６２９２０公報（第３−４頁、図１７、図１８）
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−２９６４９２公報（第３−４頁、図１および図２）
【０００７】
【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。
【０００８】
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。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ために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】
さらに、上記特許文献１に記載の装置では、結像光学系が複数枚のレンズにより構成されている。このことが装置の大型化やコスト増大の主要因のひとつとなっていた。
【００１０】
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）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画像形成装置であって、上記目的を達成するため、単一の光ビームを射出する光源と、光源からの光ビームを揺動する偏向ミラー面により偏向して主走査方向に走査するとともに、走査光ビームを主走査方向と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、下記のように構成されて走査光ビームを各潜像担持体の表面に結像させる結像光学系と、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読み出して該１ライン画像データに基づき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ライン状の潜像を形成する制御手段とを備え、制御手段は、１ライン画像データの読み出し先を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ライン画像データを１つずつシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該データの色成分に対応するように光走査手段による走査光ビームの導光先を切り替えることを特徴としている。なお、結像光学系は、単玉レンズで構成され、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。この明細書では、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。
【００１２】
このように構成された画像形成装置では、光源から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から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形成するとともに、その走査光ビームを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走査光ビームが照射されて走査光ビームに対応するライン潜像が形成される。しかも、この発明では、光走査手段は、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ライン潜像が形成される。このように単一の光源でありながら、Ｎ個の潜像担持体の表面に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いる。このため、Ｎ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、光学的な調整については、単一の光源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。
【００１３】
また、この発明では、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ライン画像データごとに該データの色成分に対応するように光走査手段による走査光ビームの導光先を切り替えてライン潜像を形成している。したがって、画像処理と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。
【００１４】
さらに、この発明では結像光学系を単玉非球面レンズのみで構成しているので、結像光学系のレンズ枚数は１枚となり、装置の小型化および低コスト化を効果的に図ることができる。
【００１５】
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。
【００１６】
（１）２軸揺動ミラー方式の光走査手段は、光源から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から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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、光源と光走査手段との間に配置されて光源からの光ビームを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。
【００２１】
（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から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、単一の光源でありながら、Ｎ個の潜像担持体の表面に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】
（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から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、単一の光源でありながら、Ｎ個の潜像担持体の表面に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。
【００２３】
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からの光ビームを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。
【００２４】
さらに、結像光学系を構成する単玉レンズに、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付与するように構成してもよい。これにより、潜像担持体上に結像される結像スポットを主走査方向に等速で走査させることができ、良好な画像を形成することができる。ここで、結像スポットの等速走査性を実現するためには、単玉レンズに対して上記歪み特性を与える代わりに、光源部からの光ビームの射出タイミングを制御するようにしてもよい。なお、この点に関しては、後で詳述する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
＜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により本発明の「光源部」が構成されており、この光源部から単一の光ビームが射出される。
【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、単玉非球面レンズ６６１からなる結像光学系６６および折り返しミラー群６７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。そして、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。この点に関しては、後で説明する第４および第５実施形態においても同様である。
【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（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）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（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。
【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）また、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】
（Ｈ）また、この実施形態では、結像光学系６６を単玉非球面レンズ６６１のみで構成しているので、結像光学系６６のレンズ枚数は１枚となり、装置の小型化および低コスト化を効果的に図ることができる。また、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。
【００６８】
（Ｉ）さらに、この実施形態では、結像光学系６６を構成する単玉レンズ６６１に、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２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面上では等速で移動する歪み特性を付与するように構成しているので、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に結像される結像スポットを主走査方向Ｘに等速で走査させることができ、良好な画像を形成することができる。ここで、結像スポットの等速走査性を実現するためには、単玉レンズ６６１に対して上記歪み特性を与える代わりに、レーザー光源６２の発光タイミングを制御するようにしてもよい。すなわち、この実施形態では、ＰＷＭ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から光ビームが主走査方向Ｘに走査される。したがって、走査光ビームの走査特性が予め既知であれば、その走査特性に対応してＰＷＭデータを補正しておくことができる。そして、その補正されたＰＷＭデータに基づきレーザー光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御することで各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のドット形成タイミングが制御されて等速走査性を達成させることができる。このように電気的にドットのタイミングを制御するによって結像スポットを主走査方向Ｘに等速で走査させることができ、単玉レンズ６６１の加工精度を緩和させることができる。
【００６９】
＜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。上記第１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２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２実施形態では、面倒れ誤差Δｙが発生する可能性がある。
【００７０】
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２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。
【００７１】
＜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３実施形態では、上記第２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３実施形態では、面倒れ誤差Δｙが発生する可能性がある。
【００７２】
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３実施形態においても、上記第２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。
【００７３】
＜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。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、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４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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
なお、この第４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。
【００７８】
＜第５実施形態＞
図１８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。この第５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５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。
【００７９】
この揺動ミラー６０２は第４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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
なお、この第５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。
【００８３】
＜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、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）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。
【００８４】
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】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。
【符号の説明】
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体、 ６０…同期センサ（検出手段）、 ６２…レーザー光源、 ６５…光走査素子（光走査手段）、 ６６…結像光学系、 １０１…ＣＰＵ（制御手段）、 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）、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…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…内側可動板、 ６６１…単玉非球面レンズ（結像光学系）、 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）、 Ｌｙ，Ｌｍ，Ｌｃ，Ｌｋ…走査光ビーム、 Ｘ…主走査方向、 Ｙ…副走査方向
【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、この装置では、光ビームを走査させるための偏向器としてポリゴンミラーが設けられている。そして、半導体レーザなどの光源から射出された光ビームはコリメータレンズ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、シリンドリカルレンズに入射される。このシリンドリカルレンズは副走査方向にのみパワーを有しており、コリメート光は副走査方向において集束されてポリゴンミラーの偏向ミラー面にほぼ線像として結像される。一方、偏向ミラー面で反射偏向された走査光ビームは２枚のレンズで構成された結像光学系を介して感光体上に結像される。このように副走査方向において偏向ミラー面と感光体表面とが光学的に共役な関係となり、偏向ミラー面の傾きがあったとしても感光体上での結像位置は変化しなくなる、いわゆる面倒れ補正系が構成されている。したがって、面倒れ補正を行いながら、感光体上に画像データに対応する潜像が形成される。
【０００４】
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。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−６２９２０公報（第３−４頁、図１７、図１８）
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−２９６４９２公報（第３−４頁、図１および図２）
【０００７】
【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。
【０００８】
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。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ために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】
さらに、上記特許文献１に記載の装置では、結像光学系が複数枚のレンズにより構成されている。このことが装置の大型化やコスト増大の主要因のひとつとなっていた。
【００１０】
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）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画像形成装置であって、上記目的を達成するため、単一の光ビームを射出する光源と、光源からの光ビームを揺動する偏向ミラー面により偏向して主走査方向に走査するとともに、走査光ビームを主走査方向と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、下記のように構成されて走査光ビームを各潜像担持体の表面に結像させる結像光学系と、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読み出して該１ライン画像データに基づき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ライン状の潜像を形成する制御手段とを備え、制御手段は、１ライン画像データの読み出し先を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ライン画像データを１つずつシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該データの色成分に対応するように光走査手段による走査光ビームの導光先を切り替えることを特徴としている。なお、結像光学系は、単玉レンズで構成され、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。この明細書では、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。
【００１２】
このように構成された画像形成装置では、光源から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から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形成するとともに、その走査光ビームを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走査光ビームが照射されて走査光ビームに対応するライン潜像が形成される。しかも、この発明では、光走査手段は、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ライン潜像が形成される。このように単一の光源でありながら、Ｎ個の潜像担持体の表面に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いる。このため、Ｎ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、光学的な調整については、単一の光源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。
【００１３】
また、この発明では、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ライン画像データごとに該データの色成分に対応するように光走査手段による走査光ビームの導光先を切り替えてライン潜像を形成している。したがって、画像処理と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。
【００１４】
さらに、この発明では結像光学系を単玉非球面レンズのみで構成しているので、結像光学系のレンズ枚数は１枚となり、装置の小型化および低コスト化を効果的に図ることができる。
【００１５】
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。
【００１６】
（１）２軸揺動ミラー方式の光走査手段は、光源から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から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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、光源と光走査手段との間に配置されて光源からの光ビームを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。
【００２１】
（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から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、単一の光源でありながら、Ｎ個の潜像担持体の表面に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】
（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から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、単一の光源でありながら、Ｎ個の潜像担持体の表面に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。
【００２３】
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からの光ビームを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。
【００２４】
さらに、結像光学系を構成する単玉レンズに、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付与するように構成してもよい。これにより、潜像担持体上に結像される結像スポットを主走査方向に等速で走査させることができ、良好な画像を形成することができる。ここで、結像スポットの等速走査性を実現するためには、単玉レンズに対して上記歪み特性を与える代わりに、光源部からの光ビームの射出タイミングを制御するようにしてもよい。なお、この点に関しては、後で詳述する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
＜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により本発明の「光源部」が構成されており、この光源部から単一の光ビームが射出される。
【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、単玉非球面レンズ６６１からなる結像光学系６６および折り返しミラー群６７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。そして、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。この点に関しては、後で説明する第４および第５実施形態においても同様である。
【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（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）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（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。
【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）また、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】
（Ｈ）また、この実施形態では、結像光学系６６を単玉非球面レンズ６６１のみで構成しているので、結像光学系６６のレンズ枚数は１枚となり、装置の小型化および低コスト化を効果的に図ることができる。また、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。
【００６８】
（Ｉ）さらに、この実施形態では、結像光学系６６を構成する単玉レンズ６６１に、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２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面上では等速で移動する歪み特性を付与するように構成しているので、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に結像される結像スポットを主走査方向Ｘに等速で走査させることができ、良好な画像を形成することができる。ここで、結像スポットの等速走査性を実現するためには、単玉レンズ６６１に対して上記歪み特性を与える代わりに、レーザー光源６２の発光タイミングを制御するようにしてもよい。すなわち、この実施形態では、ＰＷＭ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から光ビームが主走査方向Ｘに走査される。したがって、走査光ビームの走査特性が予め既知であれば、その走査特性に対応してＰＷＭデータを補正しておくことができる。そして、その補正されたＰＷＭデータに基づきレーザー光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御することで各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のドット形成タイミングが制御されて等速走査性を達成させることができる。このように電気的にドットのタイミングを制御するによって結像スポットを主走査方向Ｘに等速で走査させることができ、単玉レンズ６６１の加工精度を緩和させることができる。
【００６９】
＜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。上記第１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２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２実施形態では、面倒れ誤差Δｙが発生する可能性がある。
【００７０】
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２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。
【００７１】
＜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３実施形態では、上記第２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３実施形態では、面倒れ誤差Δｙが発生する可能性がある。
【００７２】
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３実施形態においても、上記第２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。
【００７３】
＜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。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、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４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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
なお、この第４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。
【００７８】
＜第５実施形態＞
図１８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。この第５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５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。
【００７９】
この揺動ミラー６０２は第４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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
なお、この第５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。
【００８３】
＜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、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）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。
【００８４】
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】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。
【符号の説明】
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体、 ６０…同期センサ（検出手段）、 ６２…レーザー光源、 ６５…光走査素子（光走査手段）、 ６６…結像光学系、 １０１…ＣＰＵ（制御手段）、 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）、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…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…内側可動板、 ６６１…単玉非球面レンズ（結像光学系）、 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）、 Ｌｙ，Ｌｍ，Ｌｃ，Ｌｋ…走査光ビーム、 Ｘ…主走査方向、 Ｙ…副走査方向
Claims (12)
- Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）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画像形成装置において、
単一の光ビームを射出する光源と、
前記光源からの光ビームを揺動する偏向ミラー面により偏向して主走査方向に走査するとともに、前記走査光ビームを前記主走査方向と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、
下記のように構成されて前記走査光ビームを各潜像担持体の表面に結像させる結像光学系と、
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読み出して該１ライン画像データに基づき前記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ライン状の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ライン画像データを１つずつシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該データの色成分に対応するように前記光走査手段による走査光ビームの導光先を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
前記結像光学系は、単玉レンズで構成され、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。 - 前記光走査手段は、
前記光源から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から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。 - 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記載の画像形成装置。
- 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または３記載の画像形成装置。
- 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４のいずれかに記載の画像形成装置。
- 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５のいずれかに記載の画像形成装置。
- 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６のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記光源と前記光走査手段との間に配置されて前記光源からの光ビームを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光学系とをさらに備える請求項２ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
- 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から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光ビームを反射する請求項１記載の画像形成装置。 - 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から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光ビームを反射する請求項１記載の画像形成装置。 - 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からの光ビームを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光学系とをさらに備える請求項９または１０記載の画像形成装置。
- 前記単玉レンズは、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ている請求項１ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。
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