JP2007233235A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】任意に設定される振動ミラーの走査周波数ｆや副走査方向のビームスポット間隔ｐに対して、走査ラインの間隔が均等になるように調整することで、濃度むらや色ずれ、色変りのない高品位の画像を形成する。
【解決手段】複数の発光源を備える光源手段１０７，１０８，１０９，１１０と、画素情報に応じて各発光源を変調する光源駆動手段と、ねじり梁を回転軸として支持され各発光源からの光ビームを一括して偏向して被走査面を往復走査する振動ミラー１０６と、各発光源からの光ビームを、被走査面において副走査方向に所定のビームスポット間隔ｐとなるように結像する結像光学系と、を有する光走査装置。振動ミラー１０６の共振周波数に応じて走査周波数ｆを設定する振動ミラー駆動手段と、設定された振動ミラーの走査周波数ｆに応じて、ビームスポット間隔ｐを調整するピッチ調整手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル複写機およびレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置およびこの光走査装置を用いた上記画像形成装置に関するもので、その特徴的な構成部分は、光走査型のバーコード読み取り装置や車載用のレーザレーダ装置等へも応用が可能なものである。

従来の光走査装置においては、光ビームを走査する偏向器として高速度で回転するポリゴンミラーやガルバノミラーが用いられる。しかし、より高い解像度の画像と高速プリントを達成するには、ポリゴンミラーやガルバノミラーの回転をさらに高速にしなければならず、軸受の耐久性や、風損による発熱、騒音が課題となり、高速走査に限界がある。

これに対し、近年シリコンマイクロマシニングを利用した偏向装置の研究がすすめられており、シリコン（以下「Ｓｉ」という）基板で振動ミラーとそれを軸支するねじり梁を一体形成した方式が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この方式によれば、ミラー面のサイズが小さく偏向装置を小型化できるうえ、共振を利用して往復振動させるので高速動作が可能であるにもかかわらず、低騒音で消費電力が低いという利点がある。これに加えて、低振動で、発熱がほとんどないために、光走査装置を収容するハウジングを薄肉化でき、ハウジングの素材として、ガラス繊維の配合率が少ない低コストの樹脂成形材を用いても、画像品質への悪影響が及び難いといった利点もある。また、ポリゴンミラーの代わりに振動ミラーを配備した例も提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。

ここで、振動ミラーの一般的な特性について考察する。図１７は一般的に想定される単純な長方形の板状の振動ミラーを示す。振動ミラーの長手方向両端面中央からねじり梁が突出しており、これらのねじり梁の中心が回転軸となっている。振動ミラーの寸法を、回転軸に平行な方向の幅ｄ、回転軸に直行する方向の幅２ｒ、厚さｔとし、ねじり梁の寸法を、長さｈ、幅ａとすると、Ｓｉの密度ρ、材料定数Ｇを用いて、
慣性モーメントＩ＝（４ρｒｄｔ／３）・ｒ２
バネ定数Ｋ＝（Ｇ／２ｈ）・｛ａｔ（ａ２＋ｔ２）／１２｝
となり、共振振動数ｆ０は、
ｆ０＝（１／２π）・√（Ｋ／Ｉ）
＝（１／２π）／√｛Ｇａｔ（ａ２＋ｔ２）／２４ＬＩ｝
となる。ここで、ねじり梁の長さＬと振れ角θ０は略比例関係にあるため、振れ角θは
θ０＝κ／Ｉ・ｆ０２、 κは定数 ・・・・（１）
で表され、共振振動数ｆ０はねじり梁のバネ定数Ｋによって変化し、それに伴って振れ角θも変化してしまうことになる。

また、振動ミラーの周速υ、面積Ｅ（＝２ｒｄ）に対して、空気の密度をηとすると、
空気の粘性抵抗ｐ＝ｃ・ηυ＾２・Ｅ＾３ （ｃは定数）
が振動ミラーの回転に対抗して働く。
一方、振動トルクＴと振れ角θ０の関係は、
θ０＝κ´・Ｔ／Ｋ （κ´は定数） ・・・・（２）
であるから、振れ角θを安定に保つには、ねじり梁のバネ定数Ｋの変化や空気抵抗に対応した回転トルクＴを発生させるべく印加電流を加減すればよい。

上記のように、温度によってねじり梁のバネ定数が変化して共振振動数が変化し、あるいは大気圧による空気の粘性抵抗が変化すること等により、振れ角が変化してしまうという問題がある。そのため、走査されたビームを検出することで振れ角を検出し、振動ミラーに与える印加電流を加減することで、振れ角を安定的に保つようにした光走査装置が提案されている（例えば、特許文献５参照）。

一方、共振振動数を高くすると振動ミラーの振れ角θが小さくなってしまうため、一般には、発光源の数を増やし、複数のラインを同時に走査することによって光走査速度を高速化する方法が知られている（例えば、特許文献６参照）。また、複数の発光源を有する半導体レーザアレイと共振振動ミラーを組み合わせた例も提案されている（例えば、特許文献７参照）。

特許第２９２４２００号公報 特許第３０１１１４４号公報 特許第３４４５６９１号公報 特許第３５４３４７３号公報 特開２００４−２７９９４７号公報 特開平１０−３０１０４４号公報 特開２００５−２４７２２号公報

これまで述べてきたように、光偏向器として、ポリゴンミラーの代わりに振動ミラーを用いることで、低騒音化や低消費電力化が可能となり、オフィス環境に適合した光走査装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することができる。また、光走査装置のハウジングの薄肉化などによって軽量化や低コスト化が可能である。一方、発光源として用いる半導体レーザアレイは、複数の発光源がモノリシックに等間隔に配列されている。振動ミラー面において、かつ、振動ミラーが両端に有するねじり梁の延長線上において、各発光源からの光ビームが配列されるように、光源ユニットを光軸に直交する面内で位置決めして支持する。

複数の発光源の配列ピッチの副走査成分をｄ´、結像光学系の副走査方向の倍率をβとすると、副走査方向のビームスポット間隔ｐ（ｍｍ）は、
ｐ＝β・ｄ´
で表される。一方、発光源数をｎ、被走査面の移動速度をｖ（ｍｍ／ｓ）とすると、振動ミラーの走査周波数ｆ（Ｈｚ）を用いて、副走査方向の走査ライン間隔ｐ´は
ｐ´＝ｖ／ｎ・ｆ
で表される。本来、ｐ＝ｐ´であるべきであるが、走査周波数ｆは、これによらず、振動ミラーの共振周波数ｆ０に合わせ、あるいは、その近傍の共振帯域に設定されるため、共振周波数ｆ０のばらつきが大きいと、隣接する走査ラインの間隔が不均一になる。つまり、結像倍率により設定される走査ラインの間隔と振動ミラーの面をまたぐ走査ラインの間隔とが揃わないことにより、濃度むらとなって画像品質を著しく劣化させる要因となる。また、複数の画像形成ステーションを有するタンデム方式の多色画像形成装置においては、各ステーションでの副走査方向のビームスポット間隔ｐを正確に揃えておかないと、色ずれや色変りの要因にもなる。

本発明は、記録密度によらず、任意に設定される振動ミラーの走査周波数ｆや副走査方向のビームスポット間隔ｐに対して、走査ラインの間隔が均等になるように、ビームスポット間隔ｐあるいは走査周波数ｆを調整することで、濃度むらや色ずれ、色変りのない高品位の画像形成を行うことを目的とする。

本発明は、請求項１に記載されているように、複数の発光源を備える光源手段と、画素情報に応じて各発光源を変調する光源駆動手段と、ねじり梁を回転軸として支持され各発光源からの光ビームを一括して偏向して被走査面を往復走査する振動ミラーと、各発光源からの光ビームを被走査面に結像する結像光学系と、を有する光走査装置において、上記振動ミラーの共振周波数に応じて走査周波数ｆを設定する振動ミラー駆動手段と、設定された振動ミラーの走査周波数ｆに応じて、副走査方向のビームスポット間隔ｐを調整するピッチ調整手段と、を有することを主要な特徴とする。

請求項２記載の発明は、複数の発光源を備える光源手段と、画素情報に応じて各発光源を変調する光源駆動手段と、ねじり梁を回転軸として支持され各発光源からの光ビームを一括して偏向して被走査面を往復走査する振動ミラーと、各発光源からの光ビームを被走査面に結像する結像光学系と、を有する光走査装置において、上記振動ミラーの共振周波数の近傍で共振帯域内に走査周波数ｆを設定する振動ミラー駆動手段を備え、振動ミラー駆動手段は、副走査方向のビームスポット間隔ｐに応じて、振動ミラーの走査周波数ｆを調整することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、光源手段が、振動ミラーの回転軸に略平行となるように複数の発光源が配列された半導体レーザアレイであることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、光源駆動手段が、設定された振動ミラーの走査周波数ｆに応じて、各発光源の変調周波数を調整することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、光源駆動手段が、振動ミラーの往走査または複走査のいずれか一方において画像記録を行うことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、振動ミラー駆動手段が、設定された走査周波数ｆに応じて振動ミラーが所定の振れ角となるように調整することを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、振動ミラーにより走査された光ビームを検出する光検知手段を備え、検出信号に基づいて振れ角を補正することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、被走査面を副走査方向に移動させながら電子写真プロセスを実行することにより被走査面に画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセス中の露光プロセスを実行する装置として請求項１乃至７のいずれかに記載の光走査装置を備えていることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、設定された振動ミラーの走査周波数ｆに応じて被走査面の移動速度ｖを調整する速度調整手段を備えていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、振動ミラー個々の共振周波数に応じて、その近傍に走査周波数を設定しても、それにより決定される走査ライン間隔に基づいて、複数のビームスポットの副走査方向間隔を設定することができるので、走査ラインの間隔を均一にすることができ、濃度むらや色ずれ、色変りのない高品位な画像を形成することができる。

請求項２記載の発明によれば、複数のビームスポットの副走査方向間隔が任意に設定されても、それにより決定される走査ライン間隔に基づいて、振動ミラーの走査周波数を設定することができるので、走査ラインの間隔を均一にすることができ、濃度むらや色ずれ、色変りのない高品位の画像を形成することができる。

請求項３記載の発明によれば、発光源のピッチが半導体プロセスによりモノリシックに設定されるので、複数のビームスポットの副走査方向間隔を正確に設定することができ、経時的な変動もほとんどないので、走査ラインの間隔を均一にすることができ、濃度むらや色ずれ、色変りのない高品位の画像を形成することができる。
請求項４記載の発明によれば、副走査方向の走査ライン間隔に揃うように、主走査方向のドット間隔を設定することができるので、縦横の比率が均等になり、画像歪みのない高品位の画像を記録することができる。

請求項５記載の発明によれば、複数の発光源を用いて同時に画像を記録しても、各々の走査ラインを平行に保つことができるので、画素データの並び替えなど複雑な書き込み制御は不要で、濃度むらのない高品位の画像を形成することができる。
請求項６記載の発明によれば、走査周波数ｆを任意に設定できるようにしても最大振れ角、つまり振幅を所定値に保つことができる。結像光学系の面形状は、θ／θ０（振れ角／振幅）をパラメータとして決定されるため、振幅を一定に保つことによりドット間隔を均一にすることができ、濃度むらのない高品位の画像を形成することができる。
請求項７記載の発明によれば、経時的な温度変化等に伴って、振動ミラーの共振周波数が変化して振幅が変動しても、それを検出して振動ミラーに印可する電圧あるいは電流のゲインを調整して振幅を一定に保つことにより、ドット間隔を均一にすることができ、濃度むらのない高品位の画像を形成することができる。

請求項８記載の発明によれば、光偏向器として振動ミラーを用いたことにより、振動ミラーの特長を活かして、低消費電力、低騒音の画像形成装置を得ることができる。
請求項９記載の発明によれば、結像光学系の倍率により決定される副走査方向のビームスポット間隔ｐ、共振周波数により決定される走査周波数ｆｄに対して、副走査ライン間隔が一定となるように被走査面の移動速度を設定することができるので、濃度むらや色ずれ、色変りのない高品位の画像を形成することができる。

以下、本発明にかかる光走査装置および画像形成装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、４つの画像形成ステーションを走査する光走査装置の実施例で、２ステーションずつに２分し、相反する方向に向けて配置した２個一対の振動ミラー２０６に各々光ビームを入射して、偏向、走査する方式を示す。４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４は中間転写体である転写ベルト１５０の移動方向に沿って等間隔に配列され、４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４で形成される異なる色のトナー像を順次転写し重ね合わせることで、転写ベルト１５０にカラー画像を形成することができるようになっている。各感光体ドラムを走査する光走査装置は一つのハウジング内に組み込まれ、各色成分の画像信号に対応しかつ各色成分の画像信号で変調され駆動される光源ユニットからのビームが、個別に配備された振動ミラーにより偏向走査されるようになっている。

図１３は、図１に示す光走査装置に用いることができる光源ユニットの例を示す斜視図である。図１３において、光源である半導体レーザアレイ３０１は、副走査方向に５０μｍのピッチで２つの発光源がモノリシックに形成されている。半導体レーザアレイ３０１は、小判型のホルダ３０２の中央部に形成された嵌合孔３０３に、ホルダ３０２の裏面側から、半導体レーザアレイ３０１のステム外周を基準に、また、ステム外周に沿った回転方向を位置決めして、圧入固定されている。ホルダ３０２の前面側には、嵌合孔３０３の周囲に沿って円筒状の突起部３０４が一体に形成され、突起部３０４にはさらにその下部が突出されることによって部分円弧状の突起部３０５が一体に形成されている。この突起部３０５にカップリングレンズ３１０の外周面を沿わせることによって、カップリングレンズ３１０が位置決めされている。カップリングレンズ３１０は、その光軸と半導体レーザ３０１の射出軸とが一致するように、また、射出光束が平行光束となるように発光点との光軸方向の位置決めされ、突起部３０５とカップリングレンズ３１０との隙間にＵＶ接着剤（紫外線硬化型接着剤）を充填してこれを硬化させることにより固定されている。

ホルダ３０２の上記突起部３０４は、ホルダ３０２を図示しないハウジングに支持する際の位置決め基準となる。ホルダ３０２の一側部からはレバー部３０７が延設されていて、レバー部３０７に、コイルスプリング３０８を介して調節ネジ３０６を螺合することで、上記突起部３０４を基準とした回動調整を行なうことによって、発光源の配列角度φを調整可能となっている。図１に示す実施例では、４つの光源ユニット１０７，１０８，１０９，１１０を有しているが、全ての光源ユニットが上記の構成と同一の構成になっている。図１３に示す例では、半導体レーザアレイ３０１の発光源数ｎは「２」となっているが、これに限られるものではない。光源ユニットからは複数のビームが副走査方向に一列に配列されるように射出され、後述するシリンダレンズの母線に対して対称に入射されるようになっている。

図１において、二つの振動ミラー１０６は光走査装置の中央部に背合わせで平行に配置され、副走査方向に所定角度傾けて入射された各光源ユニットからの光ビームを一括して偏向し走査する。２個の光源ユニット１０７，１０８と、別の２個の光源ユニット１０９，１１０は、上記二つの振動ミラー１０６のそれぞれに対応し、かつ、光走査装置の中央部に対し対称位置に配置されている。光源ユニット１０７、１１０の射出位置は、光源ユニット１０８、１０９の射出位置よりも所定間隔だけずれるように、各光源ユニットが配置されている。また、各振動ミラー１０６の静止時、すなわち、走査角θ＝０に相当するとき、一方の振動ミラー１０６で偏向反射される光源ユニット１０７、１０８からの光ビーム２０１、２０２が同軸に揃い、他方の振動ミラー１０６で偏向反射される光源ユニット１０９、１１０からの光ビーム２０３、２０４が同軸に揃うように、各光源ユニットが配備されている。

二つの振動ミラー１０６を光走査装置の中央部に背中合わせ状に平行に配置することに合わせて、走査結像レンズ、ミラーなども二つの振動ミラー１０６を中心にして左右に対称に配置され、４個の感光体ドラムも左右方向に対称にかつ等距離をおいて配置されている。上記４個の光源ユニットから射出される光ビームを、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに対応した画像信号で変調しながら各振動ミラー１０６を振動させることにより、各感光体ドラム上に、同時に各色の画像を書き込むことができる。画像の書き込みの際に、いずれか一方の振動ミラー１０６を、後述する同期検知センサでの検出信号をもとに、他方の振動ミラー１０６に対し１／２周期タイミングを遅らせ、上記一方の振動ミラー１０６の復動方向の走査時に画像を書き込むようにすれば、各ステーションの走査方向を揃えることができる。

各光源ユニットからのビーム２０１、２０２、２０３、２０４は、各振動ミラー１０６の法線に対し主走査方向での入射角が各々３５°（＝α／２＋θｄ）となるように配備されている。光源ユニット１０７、１１０からの光ビーム２０１、２０４は直接振動ミラー１０６に向かう。光源ユニット１０８、１０９からの光ビーム２０２、２０３は入射ミラー１１１、１１２によって反射され、上記光ビーム２０１、２０４の光路と主走査方向を揃えて各可動ミラーに１０６に各々水平に入射される。

シリンダレンズ１１３、１１４、１１５、１１６は、一方が平面、もう一方が副走査方向に共通の曲率を有する曲面になっていて、振動ミラー１０６の偏向点までの各ビームの光路長が等しくなるように配備してある。各光源ユニット１０７、１０８からの光ビームは、光軸を挟んで副走査方向に上下にずらしてシリンダレンズ１１３，１１４に入射させることで、シリンダレンズ１１３，１１４の屈折力によって光ビームが折り曲げられ、一方の振動ミラー１０６の偏向面にその近傍で交差するように斜めに入射される。同様に、光源ユニット１０９、１１０からの光ビームも、光軸を挟んで副走査方向に上下にずらしてシリンダレンズ１１５，１１６に入射させることで、シリンダレンズ１１５，１１６の屈折力によって光ビームが折り曲げられ、他方の振動ミラー１０６の偏向面にその近傍で交差するように斜めに入射される。各光ビームは各シリンダレンズによって各振動ミラー１０６の偏向面において主走査方向に線状となるように収束され、後述するトロイダルレンズとの組み合わせで、偏向点と感光体面上とが副走査方向に共役な面倒れ補正光学系を構成している。二つの振動ミラー１０６で偏向反射されることによって左右方向に二つずつのビームに振り分けられ、偏向後は、ビーム同士が分離するように間隔を拡げつつ走査レンズ１２０、１２１に入射される。

走査レンズ１２０、１２１は、樹脂成形により、主走査方向には振動ミラーの正弦波振動に対応してｆ・ａｒｃｓｉｎ特性、つまり、単位走査角あたりの主走査位置の変化ｄＨ／ｄθがｓｉｎ^−１（θ／θ０）に比例する特性となるようにパワー（屈折力）を持たせた非円弧面形状となし、振動ミラー１０６の回転に伴って感光体面上でビームが略等速に移動するように各画素に対応した主走査位置を補正する。走査レンズ１２０、１２１はまた、後段のトロイダルレンズ１２２、１２３、１２４、１２５と協働して各ビームを各感光体面上にスポット状に結像し、各感光体面上で各ビームを走査させることにより潜像を記録する。

図示の実施例では、各色ステーションの振動ミラー１０６を、その回転軸が主走査方向における画像中央と一致するように配置している。振動ミラー１０６から各感光体面に至る各々の光路長が一致し、等間隔で配列された各感光体ドラムへの入射位置、入射角が等しくなるように、１ステーションあたり３枚ずつミラーが配置されている。色ステーション毎に光路を追って説明すると、光源ユニット１０７からのビーム２０１は、シリンダレンズ１１３を透過することによって下向きに傾けられて、振動ミラー１０６に入射され、振動ミラー１０６による偏向反射光は走査レンズ１２０を通過した後、ミラー１２６で反射されてトロイダルレンズ１２２を通過し、ミラー１２７、１２８で反射されて感光体ドラム１０３に導かれ、第２のステーションとしてマゼンタ画像を形成する。

光源ユニット１０８からのビーム２０２は、シリンダレンズ１１４を透過することによって上向きに傾けられ、入射ミラー１１１で反射されて振動ミラー１０６に入射され、振動ミラー１０６による偏向反射光は走査レンズ１２０を通過した後、ミラー１２９で反射されてトロイダルレンズ１２３を通過し、ミラー１３０、１３１で反射されて感光体ドラム１０４に導かれ、第１のステーションとしてイエロー画像を形成する。

振動ミラー１０６を挟んで第１、第２ステーションと対称に配備された第３、第４ステーションについても同様で、光源ユニット１０９からのビーム２０３は、入射ミラー１１２で反射されて振動ミラー１０６に入射され、振動ミラー１０６による偏向反射光はミラー１３２、１３３、１３４で反射されて感光体ドラム１０１に導かれ、第４のステーションとしてブラック画像を形成する。また、光源ユニット１１０からのビーム２０４は、振動ミラー１０６で偏向され、折り返しミラー１３５、１３６、１３７で反射されて感光体ドラム１０２に導かれ、第３のステーションとしてシアン画像を形成する。なお、これら光走査装置の構成部品は、図示しない単一のハウジングに一体的に組み込まれて保持される。

左右方向の中央部を境にして一方側の２ステーションに関して感光体走査領域外でビームを検出する同期検知センサ１３８が光源ユニット１０７の側方に配置され、他方側の２ステーションに関して感光体走査領域外でビームを検出する同期検知センサ１４０が光源ユニット１１０の側方に配置されている。各同期検知センサ１３８、１４０は、基板に実装され、感光体走査領域外でのビーム検出信号をもとにステーション毎の同期検知信号を生成して画像を書き出すタイミングをとる。

前記転写ベルト１５０の出口側ローラの近くには、このローラの周面に沿って円筒面を描く転写ベルト１５０に対向させて、照明用のＬＥＤ素子１５４と反射光を受光するフォトセンサ１５５および一対の集光レンズ１５６とからなる検出手段が配備されている。検出手段は、各ステーションで形成され、転写ベルト１５０に重ね合わされた各色画像の重ね合わせ精度を検出するために配備されている。検出手段は転写ベルト１０５上に形成したトナー像の検出パターンを読み取ることで、主走査レジスト、副走査レジストを基準となるステーションからのずれを検出する。このずれの検出は定期的に行なわれ、ずれを補正する制御が行なわれる。実施例では、検出手段が画像の両端と中央の３ヵ所において検出するように３ヶ所に配備され、転写ベルトの移動に応じて基準色であるブラックとの検出時間差を読み取っていくように構成されている。

図１６は、４つの画像形成ステーションを単一の振動ミラーにより光走査して画像を形成する方式とした光走査装置の実施例を示す。各感光体ドラム１０１，１０２，１０２，１０４を走査する光走査装置は、これらの感光体ドラムの上方に配置された図示されないハウジングに一体的に組み込まれている。４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４は、転写体としての中間転写ベルト１５０の上にその移動方向に沿って等間隔に配列されている。各々の感光体ドラムに対応した光源ユニットからのビームが、単一の振動ミラー１０６で偏向反射された後に再度分離されて各感光体ドラムに導かれ、各感光体ドラムに同時に、それぞれの色成分に対応した画像を形成するようになっている。振動ミラー１０６に対して各光源ユニットからのビームは副走査方向に異なる入射角で斜めに入射させることで、各光源ユニットからのビームを一括して偏向、走査するようにしている。

各光源ユニット１０７、１０８、１０９、１１０は、副走査方向に高さが異なる部位に、具体的には光源ユニット１１０が最も高く、光源ユニット１０９，１０８，１０７の順に低くなるように、かつ、水平方向の円弧に沿って放射状に配備されている。一つの光源ユニット１１０からのビーム２０１の高さ位置に対し、他の光源ユニットからのビーム２０２、２０３、２０４は、階段状に高さ位置が異なっていて、これら三つのビームの高さ位置に３枚の入射ミラー１１１が配置されている。この入射ミラー１１１によって、ビーム２０２、２０３、２０４の順で上下一列に揃うように反射され、これらのビームは上記ビーム２０１とともに副走査方向に高さを異ならせてシリンダレンズ１１３に入射され、シリンダレンズ１１３から振動ミラー１０６へ向かうように構成されている。

各ビームはシリンダレンズ１１３によって振動ミラー１０６の偏向反射面の近傍で副走査方向に交差され、振動ミラー１０６で偏向された後はビーム同士が分離するように間隔を拡げつつｆθレンズ１２０に入射される。ｆθレンズ１２０は全てのステーションのビームで共用され、副走査方向には収束力を持たない。ｆθレンズ１２０を通った各光源ユニットからのビームのうち、光源ユニット１０７からのビームは、ミラー１２６で反射され、トロイダルレンズ１２２を介して感光体ドラム１０１上にスポット状に結像するとともに感光体ドラム１０１上を走査する。感光体ドラム１０１は、第１の画像形成ステーションとしてイエロー色の画像情報に基づいた潜像を形成する。

ｆθレンズ１２０を通ったビームのうち光源ユニット１０８からのビームは、ミラー１２７で反射され、トロイダルレンズ１２３を透過し、ミラー１２８で反射されて感光体ドラム１０２上にスポット状に結像するとともに感光体ドラム１０２上を走査する。感光体ドラム１０２は、第２の画像形成ステーションとしてマゼンタ色の画像情報に基づいた潜像を形成する。

ｆθレンズ１２０を通ったビームのうち光源ユニット１０９からのビームは、ミラー１２９で反射され、トロイダルレンズ１２４を透過し、ミラー１３０で反射されて感光体ドラム１０３上にスポット状に結像するとともに感光体ドラム１０３上を走査する。感光体ドラム１０３は、第３の画像形成ステーションとしてシアン色の画像情報に基づいた潜像を形成する。ｆθレンズ１２０を通ったビームのうち光源ユニット１１０からのビームは、ミラー１３１で反射され、トロイダルレンズ１２５を透過し、ミラー１３２で反射されて感光体ドラム１０４上にスポット状に結像するとともに感光体ドラム１０４上を走査する。感光体ドラム１０４は、第４の画像形成ステーションとしてブラック色の画像情報に基づいた潜像を形成する。

光源ユニット１１０の側方には同期検知センサ１３８が配置されている。図１に示す実施例における同期検知センサと同様に、振動ミラー１０６で偏向された光ビームが走査レンズ１２０の脇をすり抜け、結像レンズ１３９により集束されて同期検知センサ１３８に入射するようになっており、同期検知センサ１３８の検出信号をもとに、ステーション毎の同期検知信号を生成するようになっている。

図２は、図１に示す光走査装置の実施例における振動ミラーモジュールの構成例を示す分解斜視図である。この振動ミラーモジュールの例では、振動ミラーの回転トルクの発生方法として電磁駆動方式を採用している。図２において、符号４４１は振動ミラーを示しており、この振動ミラー４４１は、ねじり梁４４２で軸支されている。後で詳細に説明するが、振動ミラー４４１、ねじり梁４４２およびこれらと一体のフレームは、単一のＳｉ基板からエッチングにより外形を貫通して作製され、実装基板４４８に装着されることによって振動ミラー基板４４０を構成している。図２に示す例では、一対の振動ミラー基板４４０を背合わせにして一体化することにより振動ミラーモジュールをなしている。

この振動ミラーモジュールは支持部材４４７によって支持されている。支持部材４４７は、樹脂で成形され、回路基板４４９を兼ねていて、回路基板４４９の所定位置に位置決めされている。回路基板４４９の上面には、一対の振動ミラー基板４４０を背中合わせ状にして保持するための保持体が起立した態様で固定されていて、この保持体の両面には、一対の振動ミラー基板４４０をそのミラー面同士が平行になるように位置決めする位置決め部４５１が形成されている。位置決め部４５１で一対の振動ミラー基板４４０が位置決めされた状態で、各振動ミラー面が主走査方向に対し所定の角度、実施例では３０°傾いている。各振動ミラー基板４４０は実装基板４４８に実装され、実装基板４４８の下辺には配線端子４５５が形成されている。上記保持体は、一対の振動ミラー基板４４０を位置決めして装着した態様で、実装基板４４８の配線端子４５５が接触するように、金属製端子群を配列してなるエッジコネクタ部４５２を有している。

振動ミラー基板４４０は、一辺をエッジコネクタ部４５２に挿入し、押え爪４５３の内側に嵌め込み、基板裏側の両側縁部を位置決め部４５１に沿わせることによって支持部材４４７上に装着することができる。振動ミラー基板４４０を装着することによって電気的な配線が同時になされ、また、各々の振動ミラー基板４４０を個別に交換できるように構成されている。なお、回路基板４４９には、振動ミラーの駆動回路を構成する制御ＩＣや水晶発振子等が実装され、回路基板４４９に固定されたコネクタ４５４を介して電源および制御信号が入出力されるようになっている。

次に、図３、図１４を用いて振動ミラー基板４４０の詳細について説明する。図１４はその分解斜視図である。振動ミラー構造体４６０は、表面がミラー面となっていて、振動子をなす可動部と、それを支えるとともに回転軸をなすねじり梁と、これら可動部およびねじり梁の支持部をなすフレームとからなり、Ｓｉ基板をエッチングにより切り抜いて形成されている。図示の例は、ＳＯＩ基板と呼ばれる６０μｍと１４０μｍとの２枚の基板が酸化膜を挟んであらかじめ接合されたウエハを用いて、以下の手順で作製した。まず、厚さ１４０μｍの基板（第２の基板）４６１の表面側からプラズマエッチングによるドライプロセスによって、ねじり梁４４２、平面コイルが形成されてなる振動板４４３、可動部の骨格をなす補強梁４４４およびフレーム４４６を残して、それ以外の部分を酸化膜まで貫通する。次に、６０μｍ基板（第１の基板）４６２の表面側からＫＯＨなどの異方性エッチングによって、可動ミラー４４１と、フレーム４４７とを残してそれ以外の部分を酸化膜まで貫通し、最後に、可動部周囲の酸化膜を除去して分離し、振動ミラーの構造体を形成する。

ねじり梁４４２、補強梁４４４の幅は４０〜６０μｍとした。振動ミラーの振れ角を大きくとるには、振動子の慣性モーメントＩは小さい方が望ましい。しかし、慣性モーメントを小さくするために振動ミラーを薄くすると、慣性力によってミラー面が変形してしまうため、実施例では可動部を肉抜きした構造としている。さらに、６０μｍ基板４６２の表面側にアルミニウム薄膜を蒸着して反射面となし、１４０μｍ基板４６１の表面側には銅薄膜でコイルパターン４６３とねじり梁を介して配線された端子４６４、および、トリミング用のパッチ４６５を形成している。後で説明するように、平面コイルが形成されてなる振動板４４３に対向させてフレーム４４７側に薄膜状の永久磁石を備えているが、振動板４４３側に薄膜状の永久磁石を備え、フレーム４４７側に平面コイルを形成する構成とすることもできる。

図１４に示すように、実装基板４４８上には、振動ミラー構造体４６０（図３参照）を装着する枠状の台座４６６と、振動ミラー構造体４６０を囲うように窓枠状に形成されたヨーク４４９が配備されている。上記ヨーク４４９には可動ミラー端に対向して各々Ｓ極とＮ極とを向かい合わせ、回転軸と直交する方向に磁界を発生する一対の永久磁石４５０が接合されている。振動ミラー構造体４６０は、ミラー面を表に向けて台座４６６に装着され、各端子４６４間に電流を流すことによりコイルパターン４６３（図３参照）の回転軸に平行な各辺にローレンツ力が生じ、ねじり梁４４２をねじって振動ミラー４４１を回転する回転トルクＴを発生し、電流を切るとねじり梁の戻り力により水平に戻るようになっている。従って、コイルパターン４６３に流れる電流の方向を交互に切り換えることによって、可動ミラー４４１を往復振動させることができる。そして、この電流の切り換える周期を、振動ミラーを構成する構造体の、ねじり梁を回転軸とした１次振動モードの固有振動数、いわゆる共振振動数ｆ０に近づけると振幅が励起され大きな振れ角を得ることができる。

共振振動数ｆ０は、上記のように、振動ミラーを構成する振動子の慣性モーメントＩによって決定されるため、仕上がりの寸法精度にばらつきがあると個体間で差が生じてしまう。通常は走査周波数ｆｄを共振振動数ｆ０に合わせて、個々に設定される。

ところで、上記のように、感光体ドラム面上における副走査方向のビームスポット間隔ｐは、発光源の配列ピッチｄと、結像光学系の副走査方向の倍率βで決定されるため、走査周波数ｆｄを変えると、走査周波数ｆｄによって定まる一走査間に感光体ドラムが移動する距離は、移動速度をｖ、同時に走査するライン数をｎとすると、
ｖ／ｆｄ（ｍｍ）
であるから、これと、ｎ・ｐ（ｍｍ）とが揃っていないと、一走査毎に走査ライン間隔の疎密が生じ、濃度むらとなってしまう。

そこで、一つの実施例では、図１５に示すように、光源ユニットを、光軸と直交する面内で回動調整してφだけ傾けて支持することにより、感光体ドラム面におけるビームスポットの配列を調整し、副走査方向のビームスポット間隔ｐを設定している。ビームスポット間隔ｐは、複数の発光源間のピッチｄを用いて、
ｐ＝β・ｄ・ｃｏｓφ
で表され、走査周波数ｆｄに応じてピッチｐを設定している。

一方で、複数の振動ミラーを用いる場合には、各々の走査周波数ｆｄを揃えることが困難となる。この共振振動数ｆ０のばらつきは、プロセスの能力にもよるが、±２００Ｈｚ程度あり、例えば、走査周波数ｆｄ＝２ｋＨｚとすると、１／１０ラインに相当する走査ラインピッチのずれが生じることになり、１０ライン記録すると１ライン分もの走査位置ずれになってしまう。振動ミラーを選別することによって共振振動数ｆ０の近いものを組み合わせることはできるが、これでは生産効率が悪いうえ、振動ミラーを交換する際には常に対で扱う必要があるため、コスト高になる難点もある。

そこで、第二の実施例では、実装基板に装着する前に、可動部の裏側に形成したパッチ４６５（図３（ｂ）参照）に炭酸ガスレーザなどにより切り込みを入れて可動部の質量を徐々に減らしていくことで慣性モーメントＩを調整し、個体間の寸法差があっても共振振動数ｆ０が概略一致するようにするとよい。実施例では±５０Ｈｚに入るように予め調整しておき、その周波数帯域内で、結像光学系により決定される副走査方向のビームスポット間隔ｐに応じて、所定の走査周波数ｆｄを設定した。走査周波数ｆｄを共振振動数ｆ０からずらし、その周波数帯域内に設定すれば、後述するようにゲイン調整を行うことにより、所定の振れ角θに設定することができる。

図４は、振動ミラーの質量を可変（トリミング）とすることにより共振周波数を調整する様子を示している。振動ミラーには、加振器により走査周波数に相当する振動が付与され、振動ミラーの裏側よりパッチ４６５（図３（ｂ）参照）に炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザが照射され、共振によって急峻に振れ角が増大するまで切込みを入れていく。共振状態の検出は振動ミラーの表側からビームをあて、反射されたビームの振れを検出することにより行うことができる。なお、このような減量方式のトリミングによらなくても、バランスウエイトを付着していく増量方式によってもよい。

図５は、振動ミラーを振動させる駆動回路の例を示すブロック図である。上に述べたように、振動ミラー裏側に形成した平面コイルには、交互に電流の流れる方向が切り換わるように、可動ミラー駆動部６０３から交流電圧、またはパルス波状電圧が印加される。これによって振動ミラーが振動するので、振れ角θが一定となるように、ゲイン調整部６０２により平面コイルに流す電流のゲインを調節する。振れ角θの検出は、光走査装置が備えている同期信号検知手段によって検出するようになっている。すなわち、光源駆動部６０６によって光源としての半導体レーザ（ＬＤ）を駆動し、半導体レーザから射出されるレーザビームを振動ミラーに照射してその反射光を受光素子６０４で受光する。受光素子６０４の検出信号を振幅演算部６０９で演算して振動ミラーの振れ角θを求め、これをゲイン調整部６０２に入力することにより、可動ミラーの振れ角θが一定となるように可動ミラー駆動部６０３のゲインを調整する。

図６は、電流の流れる方向を切り換える周波数ｆと振れ角θとの関係を示す。一般に、共振周波数ｆ０をピークとした周波数特性となり、走査周波数ｆｄを共振周波数ｆ０に一致させれば、振れ角を最も大きくすることができるが、共振周波数付近においては急峻に振れ角が変化する。従って、初期的には可動ミラーの駆動制御部において固定電極に印加する駆動周波数を共振振動数に合うよう設定することができても、温度変化に伴うバネ定数の変化などで共振周波数が変動した際には振れ角が激減してしまい、経時的な安定性に乏しいという欠点がある。

そこで、実施例では、走査周波数ｆｄを共振周波数ｆ０から外した単一周波数に固定し、ゲイン調整に応じて振れ角θを増減することができるようにしている。具体的には、共振周波数ｆ０＝２ｋＨｚに対し、走査周波数ｆｄは２．５ｋＨｚとし、ゲイン調整により振れ角θが±２５°になるように合わせている。走査周波数ｆｄは、図５に示すように、駆動パルス生成部、ＰＬＬ回路からなるクロック発生部６０１において、基準クロックを分周してなるクロックにより設定することができ、任意に設定することができる。従って、初期的には振動ミラーの共振周波数ｆ０に応じて、分周比を可変することによって、走査周波数ｆｄを調整することができる。経時的には、振動ミラーにより走査されたビームを、走査領域の始端に配備した同期検知センサ６０４において復走査時に検出し、この検出信号と往走査時に検出した検出信号との時間差によって振動ミラーの振れ角θを検出し、振れ角θが一定となるように制御している。

図７に示すように、振動ミラーは共振振動されるため、時間ｔとともに正弦波状に走査角θが変化する。従って、振動ミラーの最大振れ角、つまり振幅がθ０とすると、
θ＝θ０・ｓｉｎ２πｆｄ・ｔ
の関係になる。同期検知センサ６０４において走査角を２θｓに対応したビームを検出すると、検出信号は復走査と往走査とで発生され、その時間差Ｔを用いると、
θｓ＝θ０・ｃｏｓ２πｆｄ・Ｔ／２
で表される。θｓは固定であるので、Ｔを計測すれば最大振れ角θ０が検出することができる。なお、復走査でのビーム検出から往走査でのビーム検出に至る期間、振動ミラーの振れ角でいうと、θ０＞θ＞θｓなる期間では発光源の発光を禁止するようにしている。

被走査面である感光体ドラム面では、時間に対して各画素の間隔が均一となるように主走査方向のドットを形成する必要がある。前に述べたように、振動ミラーの走査周波数ｆｄは、共振周波数ｆ０に応じて個々に異なるため、発光源を変調する画素クロックも、それに応じてシフトする必要がある。

また、図８に示すように、振動ミラーは時間とともに振れ角θの変化率が加速度的に小さくなるため、主走査領域の両端部にいくに従って被走査面では画素間隔が間延びしてしまう。一般に、このずれは走査レンズにｆ・ａｒｃｓｉｎレンズを用いることによって補正するが、仮に、ポリゴンミラーでの走査と同様、画素クロックを単一の周波数で変調した際、時間に対して走査角２θが比例するためには、つまり等速度で変化するようにするためには、主走査領域端で主走査位置の補正量が最も大きくなるように主走査方向に沿ったパワー（屈折力）を設定する必要がある。このとき、像高０すなわち画像中心から、任意の像高Ｈまでの時間をｔとすると、像高Ｈと振れ角θ（走査角２θ）との関係は、
Ｈ＝ω・ｔ＝（ω／２πｆｄ）・ｓｉｎ^−１（θ／θ０）
となる。ここで、ωは定数である。

ところが、この画素間隔の疎密、いわゆるリニアリティの補正量が大きくなると、走査レンズの主走査方向に沿ったパワーの偏差が大きくなり、被走査面における各画素に対応したビームスポット径の変化も大きくなってしまう。そのため、実施例では画素クロックの位相Δｔを主走査位置に応じて可変することで、主走査方向に沿った走査レンズのパワーの偏差がなるべく小さくなるようにしている。

いま、画素クロックの位相Δｔを変化させることに伴う走査角の変化を２Δθとすると、
Ｈ＝（ω／２πｆｄ）・ｓｉｎ^−１｛（θ−Δθ）／θ０｝
Δθ／θ０＝ｓｉｎ２πｆｄｔ―ｓｉｎ２πｆｄ（ｔ−Δｔ）
なる関係式となる。

ここで、走査レンズをｆθレンズに近いパワー配分となるようにし、その残差を画素クロックの位相Δｔにより補正する場合、
Ｈ＝（ω／２πｆｄ）・｛（θ−Δθ）／θ０｝
＝（ω／２πｆｄ）・ｓｉｎ^−１（θ／θ０）
Δθ／θ０＝θ／θ０−ｓｉｎ^−１（θ／θ０）
なる関係式となり、主走査方向に沿った所定画素の位相Δｔ（ｓｅｃ）は、
（θ／θ０）−ｓｉｎ^−１（θ／θ０）＝ｓｉｎ２πｆｄｔ−ｓｉｎ２πｆｄ（ｔ−Δt）
なる関係式に基づいて決定されるように、発光源を変調すればよい。

図９は、発光源である半導体レーザを変調するための駆動回路の例を示すブロック図である。図９において、色毎にラスター展開された画像データはフレームメモリ４０８に各々一時保存され、画像処理部４０９に順に読み出されて、前後の関係を参照しながら中間調に対応したマトリクスパターンに応じて各ラインの画素データが形成され、各発光源に対応したラインバッファ４０７に転送される。書込制御回路４１０は、ラインバッファ４０７から、同期検知信号をトリガとして各々画素データを読み出し、この各画素データによって光源駆動部４１１が各光源を独立に変調する。

次に、各発光点を変調するクロックの生成部４０１について説明する。カウンタ４０３では、高周波クロック生成回路４０２で生成された高周波クロックＶＣＬＫをカウントする。比較回路４０４では、上記カウント値とデューティ比に基づいて予め設定される設定値Ｌと、画素クロックの遷移タイミングとして外部のメモリ４１２から与えられ、位相シフト量を指示する位相データ信号Ｈとを比較する。比較回路４０４は、カウント値が上記設定値Ｌと一致した際に画素クロックＰＣＬＫの立ち下がりを指示する制御信号Ｌを出力し、位相データＨと一致した際に画素クロックＰＣＬＫの立ち上がりを指示する制御信号ｈを出力する。カウンタ４０３は制御信号ｈと同時にリセットされ再び０からカウントを行なうことで、連続的なパルス列を形成することができる。

こうして、１クロック毎に位相データ信号Ｈを与え、順次パルス周期が可変された画素クロックＰＣＬＫを生成する。実施例では、画素クロックＰＣＬＫは、高周波クロックＶＣＬＫの８分周とし、１／８クロックの分解能で位相が可変できるようにしている。

図１０は、任意の画素の位相をシフトする動作を説明するもので、１／８クロックだけ位相を遅らせた例である。デューティ５０％とすると設定値Ｌ＝３が与えられ、カウンタ４０３（図９参照）で４カウントされると画素クロックＰＣＬＫを立ち下げる。１／８クロック位相を遅らせるとすると位相データＨ＝６が与えられ、７カウントで画素クロックＰＣＬＫを立ち上げる。同時にカウンタがリセットされるので、４カウントで再び立ち下げる。つまり、隣接するパルス周期が１／８クロック分縮められたことになる。

こうして生成された画素クロックＰＣＬＫは、書き込み制御部４１０を経て光源駆動部４１１（図９参照）に与えられ、画素クロックＰＣＬＫに対してラインバッファ４０７から読み出された画素データを重畳させた変調データにより、光源駆動部４１１が半導体レーザを駆動する。

図１１は、単一の周波数で半導体レーザを変調したときの主走査位置に応じた各画素における主走査位置の補正量を示す。主走査領域を複数領域に分割し（実施例では主走査領域を８つの領域に分割）、折れ線で近似することで各領域の境界で主走査位置ずれが０となるように、領域毎に位相シフト回数を設定し、主走査位置を階段状に補正する。例えば、ｉ領域の画素数をＮｉ、各画素でのシフト量を画素ピッチｐの１／１６単位とし、各領域の両端における主走査位置のずれがΔＬｉであったとすると、
ｎｉ＝Ｎｉ・ｐ／１６ΔＬｉ
となり、ｎｉ画素毎に位相をシフトしてやればよい。
画素クロックｆｃとすると、トータルでの位相差Δｔは、位相シフト回数Ｎｉ／ｎｉを用い
Δｔ＝１／１６ｆｃ×∫（Ｎｉ／ｎｉ）ｄｉ
となり、Ｎドット目の画素における位相差Δｔについても同様に、それまでの位相シフトの累積回数により設定することができる。

なお、分割された領域幅は均等であっても不均等であってもよく、分割数もいくつであっても構わないが、各画素でのシフト量が大きくなると、その段差が画像上目立ちやすくなるため、画素ピッチｐの１／４単位以下とするのが望ましい。逆に位相シフト量が小さくなると位相シフト回数が増えメモリ容量が増えてしまう。また、分割数が少ないほどメモリ容量が少なくてすむため、主走査位置ずれが大きい領域の領域幅を小さく、小さい領域の領域幅を大きく設定することが効率的である。なお、半導体レーザから射出されるビームは、一般に、一走査毎に画像領域にかかる前に、同一パッケージ内に装着される光量モニタ用のセンサによって背面光を検出するようになっている。１ライン記録中は一定の光量を保持するように発光源に印加する電流量を制御する。

図１２は、図１に示す光走査装置を搭載した画像形成装置の例を示す。図１６に示す光走査装置を用いても図１２に示す画像形成装置と同様に構成することができる。図１２に示す実施例は、４つの画像形成ステーションを備えているが、各ステーションの構成は同じであるから、一つの画像形成ステーションを構成する感光体ドラム９０１を中心に説明する。感光体ドラム９０１の周囲には感光体ドラム９０１表面を高圧に帯電する帯電チャージャ９０２、感光体ドラム９０１の表面を光走査装置９００により光走査することにより記録された静電潜像に、帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ９０３、現像ローラ９０３にトナーを補給するトナーカートリッジ９０４、感光体ドラム９０１に残ったトナーを掻き取って備蓄するクリーニングケース９０５が配置されている。感光体ドラム９０１の表面には前述の振動ミラーの往復走査により１周期で２ラインの画像記録が行われる。

上記のように構成された画像形成ステーションは、転写ベルト９０６の移動方向に４つ等間隔で並列的に配置されている。それぞれの画像形成ステーションで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成され、これらのトナー画像が転写ベルト９０６上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。各感光体ドラムは個別にモータにより回転駆動するため、個々に回転速度を微調整することは可能であり、前に説明した走査周波数の調整や副走査方向のビームピッチの調整によることなく、ｐ＝ｖ／ｎ・ｆなる関係を実現することができる。各画像形成ステーションはトナー色が異なるだけで、基本的には同一構成である。

画像形成装置の底部には給紙トレイ９０７が装脱可能に配置されている。給紙トレイ９０７から給紙コロ９０８により記録紙が１枚ずつ引き出され、レジストローラ対９０９により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送り出される。転写ベルト９０６から転写紙にトナー画像が転写され、定着ローラ９１０でトナー画像が転写紙に定着され、排紙ローラ９１２により排紙トレイ９１１に排出される。

以上のとおり、画像形成装置は、感光体に対して、帯電、露光、現像、転写、クリーニングのプロセスを順次実行し、かつ、転写プロセスによってトナー画像が転写された転写紙を定着プロセスに付することによって、転写紙に画像を形成する。これらのプロセスは電子写真プロセスといわれるもので、前述の光走査装置は、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行するものである。

本発明にかかる光走査装置の実施例を示す斜視図である。 上記実施例に適用することができる振動ミラー取り付け機構の例を示す分解斜視図である。 本発明に適用可能な振動ミラーの例を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は底面図である。 本発明に適用可能な振動ミラーの振幅検出装置の例を概略的に示すブロック図である。 本発明に適用可能な振動ミラーの振れ角制御装置の例を示すブロック図である。 振動ミラーにおいて電流の流れる方向を切り換える周波数ｆと振れ角θとの関係を示すグラフである。 振動ミラーの共振によって時間ｔとともに正弦波状に走査角θが変化する様子を示すグラフである。 振動ミラーによる主走査領域の両端部において画素間隔が間延びする様子を示すグラフである。 発光源である半導体レーザを変調するための駆動回路例を示すブロック図である。 任意の画素の位相をシフトする動作を示すタイミングチャートである。 単一の周波数で半導体レーザを変調したときの主走査位置に応じた各画素における主走査位置の補正量を示すグラフである。 本発明にかかる画像形成装置の実施例を模式的に示す正面図である。 本発明にかかる光走査装置に用いることができる光源ユニットの例を示す斜視図である。 本発明に適用可能な振動ミラー基板の例を示す分解斜視図である。 感光体ドラム面におけるビームスポットの配列を調整することにより副走査方向のビームスポット間隔ｐを設定する様子を示す模式図である。 本発明にかかる光走査装置の他の実施例を示す斜視図である。 一般的に想定される単純な形状の振動ミラーを示す斜視図である。

符号の説明

１０１ 感光体ドラム
１０２ 感光体ドラム
１０３ 感光体ドラム
１０４ 感光体ドラム
１０６ 振動ミラー
１０７ 光源ユニット
１０８ 光源ユニット
１０９ 光源ユニット
１１０ 光源ユニット
１２０ 走査レンズ
１２１ 走査レンズ
１２２ トロイダルレンズ
１２３ トロイダルレンズ
４４１ 振動ミラー
４４２ ねじり梁
ｐ ビームスポット間隔
ｆ 走査周波数
ｖ 被走査面の移動速度

Claims (9)

1. 複数の発光源を備える光源手段と、画素情報に応じて各発光源を変調する光源駆動手段と、ねじり梁を回転軸として支持され各発光源からの光ビームを一括して偏向して被走査面を往復走査する振動ミラーと、各発光源からの光ビームを被走査面に結像する結像光学系と、を有する光走査装置において、
   上記振動ミラーの共振周波数に応じて走査周波数ｆを設定する振動ミラー駆動手段と、
   設定された振動ミラーの走査周波数ｆに応じて、副走査方向のビームスポット間隔ｐを調整するピッチ調整手段と、を有する光走査装置。
2. 複数の発光源を備える光源手段と、画素情報に応じて各発光源を変調する光源駆動手段と、ねじり梁を回転軸として支持され各発光源からの光ビームを一括して偏向して被走査面を往復走査する振動ミラーと、各発光源からの光ビームを被走査面に結像する結像光学系と、を有する光走査装置において、
   上記振動ミラーの共振周波数の近傍で共振帯域内に走査周波数ｆを設定する振動ミラー駆動手段を備え、
   振動ミラー駆動手段は、副走査方向のビームスポット間隔ｐに応じて、振動ミラーの走査周波数ｆを調整する光走査装置。
3. 光源手段は、振動ミラーの回転軸に略平行となるように複数の発光源が配列された半導体レーザアレイである請求項１または２記載の光走査装置。
4. 光源駆動手段は、設定された振動ミラーの走査周波数ｆに応じて、各発光源の変調周波数を調整する請求項１または２記載の光走査装置。
5. 光源駆動手段は、振動ミラーの往走査または復走査のいずれか一方において画像記録を行う請求項１または２記載の光走査装置。
6. 振動ミラー駆動手段は、設定された走査周波数ｆに応じて振動ミラーが所定の振れ角となるように調整する請求項１または２記載の光走査装置。
7. 振動ミラーにより走査された光ビームを検出する光検知手段を備え、検出信号に基づいて振れ角を補正する請求項６に記載光走査装置。
8. 被走査面を副走査方向に移動させながら電子写真プロセスを実行することにより被走査面に画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセス中の露光プロセスを実行する装置として請求項１乃至７のいずれかに記載の光走査装置を備えている画像形成装置。
9. 設定された振動ミラーの走査周波数ｆに応じて被走査面の移動速度ｖを調整する速度調整手段を備えている請求項８記載の画像形成装置。

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