JP4269715B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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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および画像形成方法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】
【特許文献１】
特開平８−６２９２０公報（第３−４頁、図１７）
【０００４】
【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。
【０００５】
また、タンデム方式の画像形成装置では、４色の画像データに対応する潜像をそれぞれイエロー用、マゼンタ用、シアン用およびブラック用の感光体に形成するとともに、これら４つの潜像を用いてカラー画像を形成している。また、このカラー印字動作以外にモノクロ印字動作も行うように構成されている。すなわち、このモノクロ印字動作では、光走査光学系により１色（ブラック）に対応した光源からの光ビームのみを走査させて、ブラック用の感光ドラム上に潜像を形成している。この場合、光走査光学系は、他の３色（イエロー，マゼンタおよびシアン）の感光体に走査光ビームを走査させていない。したがって、モノクロ印字用の潜像はブラック用の感光ドラム上にのみ形成すればよいにも関わらず、そのブラック用の感光ドラムに対する潜像形成には、カラー印字用の画像形成の場合と同じだけの時間を要するのである。
【０００６】
なお、このような問題は４色の画像データに対応する潜像をそれぞれ４つの感光体上に形成し、これらの潜像を用いてカラー画像を形成する画像形成装置に限られたものではなく、Ｎ色（ただしＮ≧２の自然数）の潜像をそれぞれＮ個の感光体などの潜像担持体上に形成するとともに、これらＮ色の潜像を用いてカラー画像を形成する画像形成装置に対して共通するものである。すなわち、このようなタンデム方式の画像形成装置において、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが重要な課題となっている。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）の潜像担持体を有するタンデム方式の画像形成装置および画像形成方法において、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置の一態様は、上記目的を達成するため、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）の潜像担持体と、光ビームを射出する光源と、主走査方向および主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、光源からの光ビームを主走査方向に偏向して主走査方向に走査しながら副走査方向に偏向することで、Ｎ個の潜像担持体のなかで主走査方向に走査される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、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主走査方向への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潜像を形成する制御手段とを備え、制御手段は、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際には、記憶手段に記憶されている限定色の画像データから１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該１ライン画像データの色に対応する潜像担持体に潜像を形成することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、Ｎ色の画像データが記憶手段に記憶可能となっており、各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潜像を形成することができる。そのため、Ｎ個の潜像担持体にＮ色の画像データに対応した潜像をそれぞれ形成し、これらの潜像を用いてカラー画像を形成することが可能となっている。また、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際には、１ライン画像データを読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。すなわち、限定色の画像データから１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該データに基づき光ビームを変調するとともに、その変調光ビームを偏向することで得られる走査光ビームの導光先を当該色に対応する潜像担持体に切り替えてライン状潜像を形成している。したがって、記憶手段から限定色の１ライン画像データのみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データに対応する潜像を限定色の潜像担持体にシリアルに形成することができる。このような効率的なデータ読出および該データに基づく潜像形成を行うことで、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが可能となっている。
【００１０】
また、この発明にかかる画像形成装置の他の態様は、上記目的を達成するため、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）の潜像担持体と、Ｍ本の光ビームを互いに平行に射出する光源手段と、主走査方向および主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、光源手段からのＭ本の光ビームを主走査方向に偏向して主走査方向に走査しながら副走査方向に偏向することで、Ｎ個の潜像担持体のなかで主走査方向に走査されるＭ本の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、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主走査方向への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、制御手段は、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際には、記憶手段に記憶されている限定色の画像データから１ライン画像データをＭ個単位で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１ライン画像データデータ群の色に対応する潜像担持体に潜像を形成することを特徴としている。
【００１１】
このように構成された発明は、上記した「一の態様」にかかる発明と同様に、Ｎ個の潜像担持体にＮ色の画像データに対応した潜像をそれぞれ形成し、これらの潜像を用いてカラー画像を形成することが可能となっている。すなわち、記憶手段に記憶された各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同時に形成することができる。また、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際にも、上記した「一の態様」にかかる発明と同様に、１ライン画像データ群を読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。したがって、記憶手段から限定色の１ライン画像データ群のみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データ群に対応する潜像を限定色の潜像担持体にシリアルに形成することができ、その結果、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが可能となっている。
【００１２】
ここで、カラー画像のほかにモノクロ画像を形成する場合、つまり限定色をブラック色とする場合には、ブラック色の画像データから１ライン画像データを読み出すとともに、光走査手段により主走査方向に走査される光ビームの照射先をブラック色に対応する潜像担持体に設定すればよい。こうすることでモノクロ画像を効率的に行うことができ、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することができる。
【００１３】
この発明にかかる画像形成方法の一態様は、上記目的を達成するため、その表面上に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、主走査方向および主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、光源からの光ビームを主走査方向に偏向して主走査方向に走査しながら副走査方向に偏向することで、Ｎ個の潜像担持体のなかで主走査方向に走査される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とにより、Ｎ個の潜像担持体に互いに異なるＮ色に対応する潜像をそれぞれ形成可能な画像形成装置において、Ｎ色を用いてカラー画像を形成する際には、Ｎ色の画像データを読出対象として記憶手段から主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該１ライン画像データに基づき光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成する一方、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、限定色の画像データを読出対象として記憶手段から主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該１ライン画像データに基づき光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成することを特徴としている。
【００１４】
このように構成された発明では、上記した「画像形成装置の一態様」と同様に、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、１ライン画像データを読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。このため、記憶手段から限定色の１ライン画像データのみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データに対応する潜像を限定色の潜像担持体にシリアルに形成することができる。したがって、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが可能となっている。
【００１５】
さらに、この発明にかかる画像形成方法の他の態様は、上記目的を達成するため、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、主走査方向および主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、光源からのＭ本の光ビームを主走査方向に偏向して主走査方向に走査しながら副走査方向に偏向することで、Ｎ個の潜像担持体のなかで主走査方向に走査されるＭ本の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とにより、Ｎ個の潜像担持体に互いに異なるＮ色に対応する潜像をそれぞれ形成可能な画像形成装置において、Ｎ色を用いてカラー画像を形成する際には、Ｎ色の画像データを読出対象として記憶手段から主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをＭ個単位で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１ライン画像データ群に基づきＭ本の光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成する一方、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、限定色の画像データを読出対象として記憶手段から主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをＭ個単位で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１ライン画像データ群に基づきＭ本の光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成することを特徴としている。
【００１６】
このように構成された発明では、上記した「画像形成装置の他の態様」と同様に、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、１ライン画像データ群を読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。このため、記憶手段から限定色の１ライン画像データ群のみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データ群に対応する潜像を限定色の潜像担持体にシリアルに形成することができる。したがって、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが可能となっている。
【００１７】
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。この水平同期用読取センサ６０からの信号に基づき走査光ビームの周期、つまり主走査周期を検出することが可能となっている。
【００３７】
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。このように本発明の「記憶手段」として機能する画像メモリ１１３に記憶された各色成分の１ライン画像データ群が本発明の「Ｎ色の画像データ」に相当する。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
ここで、感光体２Ｋの回転速度と走査タイミング（主走査周期）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。
【００５２】
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。
【００５３】
（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。
【００５４】
（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。
【００５５】
（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。
【００５６】
（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。
【００５７】
（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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（Ｈ）さらに、上記実施形態では、４色を用いたカラー印字動作と、ブラック色のみを用いたモノクロ印字動作とを実行可能となっているが、モノクロ印字動作に際しては、ブラック色のみを本発明の「限定色」とし、１ライン画像データを読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。すなわち、ブラック色の画像データ（図１０中の複数の１ライン画像データＤLkで構成されたブロック）から１ライン画像データＤLk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ＤLkごとに該データに基づき変調光ビームを形成するとともに、その変調光ビームを偏向することで得られる走査光ビームＬkの導光先をブラック用の感光体２Ｋに設定してライン状潜像Ｉk1、Ｉk2、…を順次形成している。したがって、画像メモリ１１３からブラック色の１ライン画像データＤLkのみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データＤLkに対応する潜像をブラック色の感光体２Ｋにシリアルに形成することができる。よって、このような効率的なデータ読出および該データに基づく潜像形成を行うことで、モノクロ印字を行うために要する時間を短縮することができる（図１３、図１４）。
【００６１】
＜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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
＜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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
＜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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
＜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。
【００７７】
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。
【００７８】
＜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。
【００７９】
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。
【００８０】
＜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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
＜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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
＜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。
【００９０】
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。このように本発明の「記憶手段」として機能するする画像メモリ１１３に記憶された各色成分の１ライン画像データ群が本発明の「Ｎ色の画像データ」に相当する。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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（主走査周期）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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
また、上記実施形態では、４色を用いたカラー印字動作と、ブラック色のみを用いたモノクロ印字動作とを実行可能となっているが、モノクロ印字動作に際しては、ブラック色のみを本発明の「限定色」とし、１ライン画像データを読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。すなわち、ブラック色の画像データ（図２５中の複数の１ライン画像データＤLk1、ＤLk2で構成されたブロック）から１ライン画像データ群（ＤLk1、ＤLk2）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（ＤLk1、ＤLk2）ごとに該データに基づき変調光ビームを形成するとともに、その変調光ビームを偏向することで得られる走査光ビームＬk1、Ｌk2の導光先をブラック用の感光体２Ｋに設定してライン状潜像Ｉk1、Ｉk2、…を順次形成している。したがって、画像メモリ１１３からブラック色の１ライン画像データ群（ＤLk1、Ｄlk2）のみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データ群（ＤLk1、Ｄlk2）に対応する潜像をブラック色の感光体２Ｋに２本ずつに形成することができる。よって、このような効率的なデータ読出および該データに基づく潜像形成を行うことで、モノクロ印字を行うために要する時間を短縮することができる（図２８）。
【０１０７】
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。
【０１０８】
＜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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
また、上記実施形態では、本発明の「限定色」としてブラック色を選択しているが、他の色を限定色としてもよいし、４色のうちの２色または３色を「限定色」として選択してもよい。すなわち、Ｎ色（ただしＮ≧２の自然数）の画像データに基づきカラー画像を行う一方、このカラー画像形成以外に使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う画像形成装置に対して本発明を適用することができる。
【０１２４】
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、 ６５、６５０…光走査素子（光走査手段）、 １１３…画像メモリ（記憶手段）、 ６００…光走査系（光走査手段）、 ＤLy、ＤLy1、ＤLy2、ＤLm、ＤLm1、ＤLm2、ＤLc、ＤLc1、ＤLc2、ＤLk、ＤLk1、ＤLk2…１ライン画像データ、 Ｉy1、Ｉy2、Ｉm1、Ｉc1、Ｉk1〜Ｉk5…ライン潜像、 Ｌy、Ｌy1、Ｌy2、Ｌm、Ｌm1、Ｌm2、Ｌc、Ｌc1、Ｌc2、Ｌk、Ｌk1、Ｌk2…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および画像形成方法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】
【特許文献１】
特開平８−６２９２０公報（第３−４頁、図１７）
【０００４】
【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。
【０００５】
また、タンデム方式の画像形成装置では、４色の画像データに対応する潜像をそれぞれイエロー用、マゼンタ用、シアン用およびブラック用の感光体に形成するとともに、これら４つの潜像を用いてカラー画像を形成している。また、このカラー印字動作以外にモノクロ印字動作も行うように構成されている。すなわち、このモノクロ印字動作では、光走査光学系により１色（ブラック）に対応した光源からの光ビームのみを走査させて、ブラック用の感光ドラム上に潜像を形成している。この場合、光走査光学系は、他の３色（イエロー，マゼンタおよびシアン）の感光体に走査光ビームを走査させていない。したがって、モノクロ印字用の潜像はブラック用の感光ドラム上にのみ形成すればよいにも関わらず、そのブラック用の感光ドラムに対する潜像形成には、カラー印字用の画像形成の場合と同じだけの時間を要するのである。
【０００６】
なお、このような問題は４色の画像データに対応する潜像をそれぞれ４つの感光体上に形成し、これらの潜像を用いてカラー画像を形成する画像形成装置に限られたものではなく、Ｎ色（ただしＮ≧２の自然数）の潜像をそれぞれＮ個の感光体などの潜像担持体上に形成するとともに、これらＮ色の潜像を用いてカラー画像を形成する画像形成装置に対して共通するものである。すなわち、このようなタンデム方式の画像形成装置において、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが重要な課題となっている。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）の潜像担持体を有するタンデム方式の画像形成装置および画像形成方法において、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置の一態様は、上記目的を達成するため、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）の潜像担持体と、光ビームを射出する光源と、主走査方向および主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、光源からの光ビームを主走査方向に偏向して主走査方向に走査しながら副走査方向に偏向することで、Ｎ個の潜像担持体のなかで主走査方向に走査される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、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主走査方向への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潜像を形成する制御手段とを備え、制御手段は、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際には、記憶手段に記憶されている限定色の画像データから１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該１ライン画像データの色に対応する潜像担持体に潜像を形成することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、Ｎ色の画像データが記憶手段に記憶可能となっており、各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潜像を形成することができる。そのため、Ｎ個の潜像担持体にＮ色の画像データに対応した潜像をそれぞれ形成し、これらの潜像を用いてカラー画像を形成することが可能となっている。また、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際には、１ライン画像データを読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。すなわち、限定色の画像データから１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該データに基づき光ビームを変調するとともに、その変調光ビームを偏向することで得られる走査光ビームの導光先を当該色に対応する潜像担持体に切り替えてライン状潜像を形成している。したがって、記憶手段から限定色の１ライン画像データのみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データに対応する潜像を限定色の潜像担持体にシリアルに形成することができる。このような効率的なデータ読出および該データに基づく潜像形成を行うことで、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが可能となっている。
【００１０】
また、この発明にかかる画像形成装置の他の態様は、上記目的を達成するため、Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）の潜像担持体と、Ｍ本の光ビームを互いに平行に射出する光源手段と、主走査方向および主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、光源手段からのＭ本の光ビームを主走査方向に偏向して主走査方向に走査しながら副走査方向に偏向することで、Ｎ個の潜像担持体のなかで主走査方向に走査されるＭ本の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、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主走査方向への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、制御手段は、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際には、記憶手段に記憶されている限定色の画像データから１ライン画像データをＭ個単位で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１ライン画像データデータ群の色に対応する潜像担持体に潜像を形成することを特徴としている。
【００１１】
このように構成された発明は、上記した「一の態様」にかかる発明と同様に、Ｎ個の潜像担持体にＮ色の画像データに対応した潜像をそれぞれ形成し、これらの潜像を用いてカラー画像を形成することが可能となっている。すなわち、記憶手段に記憶された各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同時に形成することができる。また、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際にも、上記した「一の態様」にかかる発明と同様に、１ライン画像データ群を読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。したがって、記憶手段から限定色の１ライン画像データ群のみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データ群に対応する潜像を限定色の潜像担持体にシリアルに形成することができ、その結果、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが可能となっている。
【００１２】
ここで、カラー画像のほかにモノクロ画像を形成する場合、つまり限定色をブラック色とする場合には、ブラック色の画像データから１ライン画像データを読み出すとともに、光走査手段により主走査方向に走査される光ビームの照射先をブラック色に対応する潜像担持体に設定すればよい。こうすることでモノクロ画像を効率的に行うことができ、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することができる。
【００１３】
この発明にかかる画像形成方法の一態様は、上記目的を達成するため、その表面上に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、主走査方向および主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、光源からの光ビームを主走査方向に偏向して主走査方向に走査しながら副走査方向に偏向することで、Ｎ個の潜像担持体のなかで主走査方向に走査される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とにより、Ｎ個の潜像担持体に互いに異なるＮ色に対応する潜像をそれぞれ形成可能な画像形成装置において、Ｎ色を用いてカラー画像を形成する際には、Ｎ色の画像データを読出対象として記憶手段から主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該１ライン画像データに基づき光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成する一方、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、限定色の画像データを読出対象として記憶手段から主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該１ライン画像データに基づき光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成することを特徴としている。
【００１４】
このように構成された発明では、上記した「画像形成装置の一態様」と同様に、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、１ライン画像データを読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。このため、記憶手段から限定色の１ライン画像データのみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データに対応する潜像を限定色の潜像担持体にシリアルに形成することができる。したがって、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが可能となっている。
【００１５】
さらに、この発明にかかる画像形成方法の他の態様は、上記目的を達成するため、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、主走査方向および主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、光源からのＭ本の光ビームを主走査方向に偏向して主走査方向に走査しながら副走査方向に偏向することで、Ｎ個の潜像担持体のなかで主走査方向に走査されるＭ本の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とにより、Ｎ個の潜像担持体に互いに異なるＮ色に対応する潜像をそれぞれ形成可能な画像形成装置において、Ｎ色を用いてカラー画像を形成する際には、Ｎ色の画像データを読出対象として記憶手段から主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをＭ個単位で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１ライン画像データ群に基づきＭ本の光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成する一方、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、限定色の画像データを読出対象として記憶手段から主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをＭ個単位で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１ライン画像データ群に基づきＭ本の光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成することを特徴としている。
【００１６】
このように構成された発明では、上記した「画像形成装置の他の態様」と同様に、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、１ライン画像データ群を読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。このため、記憶手段から限定色の１ライン画像データ群のみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データ群に対応する潜像を限定色の潜像担持体にシリアルに形成することができる。したがって、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行うために要する時間を短縮することが可能となっている。
【００１７】
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。この水平同期用読取センサ６０からの信号に基づき走査光ビームの周期、つまり主走査周期を検出することが可能となっている。
【００３７】
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。このように本発明の「記憶手段」として機能する画像メモリ１１３に記憶された各色成分の１ライン画像データ群が本発明の「Ｎ色の画像データ」に相当する。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
ここで、感光体２Ｋの回転速度と走査タイミング（主走査周期）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。
【００５２】
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。
【００５３】
（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。
【００５４】
（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。
【００５５】
（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。
【００５６】
（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。
【００５７】
（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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（Ｈ）さらに、上記実施形態では、４色を用いたカラー印字動作と、ブラック色のみを用いたモノクロ印字動作とを実行可能となっているが、モノクロ印字動作に際しては、ブラック色のみを本発明の「限定色」とし、１ライン画像データを読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。すなわち、ブラック色の画像データ（図１０中の複数の１ライン画像データＤLkで構成されたブロック）から１ライン画像データＤLk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ＤLkごとに該データに基づき変調光ビームを形成するとともに、その変調光ビームを偏向することで得られる走査光ビームＬkの導光先をブラック用の感光体２Ｋに設定してライン状潜像Ｉk1、Ｉk2、…を順次形成している。したがって、画像メモリ１１３からブラック色の１ライン画像データＤLkのみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データＤLkに対応する潜像をブラック色の感光体２Ｋにシリアルに形成することができる。よって、このような効率的なデータ読出および該データに基づく潜像形成を行うことで、モノクロ印字を行うために要する時間を短縮することができる（図１３、図１４）。
【００６１】
＜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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
＜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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
＜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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
＜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。
【００７７】
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。
【００７８】
＜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。
【００７９】
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。
【００８０】
＜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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
＜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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
＜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。
【００９０】
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。このように本発明の「記憶手段」として機能するする画像メモリ１１３に記憶された各色成分の１ライン画像データ群が本発明の「Ｎ色の画像データ」に相当する。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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（主走査周期）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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
また、上記実施形態では、４色を用いたカラー印字動作と、ブラック色のみを用いたモノクロ印字動作とを実行可能となっているが、モノクロ印字動作に際しては、ブラック色のみを本発明の「限定色」とし、１ライン画像データを読み出す画像データを限定色に絞り込んで潜像を形成している。すなわち、ブラック色の画像データ（図２５中の複数の１ライン画像データＤLk1、ＤLk2で構成されたブロック）から１ライン画像データ群（ＤLk1、ＤLk2）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（ＤLk1、ＤLk2）ごとに該データに基づき変調光ビームを形成するとともに、その変調光ビームを偏向することで得られる走査光ビームＬk1、Ｌk2の導光先をブラック用の感光体２Ｋに設定してライン状潜像Ｉk1、Ｉk2、…を順次形成している。したがって、画像メモリ１１３からブラック色の１ライン画像データ群（ＤLk1、Ｄlk2）のみを効率的にシリアルに読み出すとともに、その読み出される１ライン画像データ群（ＤLk1、Ｄlk2）に対応する潜像をブラック色の感光体２Ｋに２本ずつに形成することができる。よって、このような効率的なデータ読出および該データに基づく潜像形成を行うことで、モノクロ印字を行うために要する時間を短縮することができる（図２８）。
【０１０７】
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。
【０１０８】
＜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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
また、上記実施形態では、本発明の「限定色」としてブラック色を選択しているが、他の色を限定色としてもよいし、４色のうちの２色または３色を「限定色」として選択してもよい。すなわち、Ｎ色（ただしＮ≧２の自然数）の画像データに基づきカラー画像を行う一方、このカラー画像形成以外に使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う画像形成装置に対して本発明を適用することができる。
【０１２４】
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、 ６５、６５０…光走査素子（光走査手段）、 １１３…画像メモリ（記憶手段）、 ６００…光走査系（光走査手段）、 ＤLy、ＤLy1、ＤLy2、ＤLm、ＤLm1、ＤLm2、ＤLc、ＤLc1、ＤLc2、ＤLk、ＤLk1、ＤLk2…１ライン画像データ、 Ｉy1、Ｉy2、Ｉm1、Ｉc1、Ｉk1〜Ｉk5…ライン潜像、 Ｌy、Ｌy1、Ｌy2、Ｌm、Ｌm1、Ｌm2、Ｌc、Ｌc1、Ｌc2、Ｌk、Ｌk1、Ｌk2…走査光ビーム、 Ｘ…主走査方向、 Ｙ…副走査方向
Claims (6)
- Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）の潜像担持体と、
光ビームを射出する光源と、
主走査方向および前記主走査方向と相違する副走査方向の２方向に前記光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、前記光源からの光ビームを前記主走査方向に偏向して前記主走査方向に走査しながら前記副走査方向に偏向することで、前記Ｎ個の潜像担持体のなかで前記主走査方向に走査される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、
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前記主走査方向への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潜像を形成する制御手段とを備え、
前記制御手段は、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際には、前記記憶手段に記憶されている前記限定色の画像データから１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該１ライン画像データの色に対応する潜像担持体に潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。 - Ｎ個（ただしＮ≧２の自然数）の潜像担持体と、
Ｍ本の光ビームを互いに平行に射出する光源手段と、
主走査方向および前記主走査方向と相違する副走査方向の２方向に前記光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、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偏向して前記主走査方向に走査しながら前記副走査方向に偏向することで、前記Ｎ個の潜像担持体のなかで前記主走査方向に走査されるＭ本の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、
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前記主走査方向への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、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際には、前記記憶手段に記憶されている前記限定色の画像データから１ライン画像データをＭ個単位で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１ライン画像データデータ群の色に対応する潜像担持体に潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。 - 前記Ｎ色にはブラック色が含まれる請求項１または２記載の画像形成装置であって、
前記制御手段は、ブラック色のみを限定色として画像形成を行う際には、前記光走査手段により前記主走査方向に走査される光ビームの照射先をブラック色に対応する潜像担持体に設定する画像形成装置。 - 前記副走査方向に移動する潜像担持体に対して前記ライン状潜像を順次形成することで、二次元の潜像を形成する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記制御手段は、使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像形成を行う際の前記潜像担持体の速度を、Ｎ色の色を利用して画像形成を行う場合の前記潜像担持体の速度と等しい速度あるいはＮ色の色を利用して画像形成を行う場合の前記潜像担持体の速度より速い速度のうちいずれかの速度に選択的に設定する画像形成装置。 - その表面上に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、前記主走査方向および前記主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成 されている光走査素子を用いて、前記光源からの光ビームを前記主走査方向に偏向して前記主走査方向に走査しながら前記副走査方向に偏向することで、前記Ｎ個の潜像担持体のなかで前記主走査方向に走査される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とにより、前記Ｎ個の潜像担持体に互いに異なるＮ色に対応する潜像をそれぞれ形成可能な画像形成装置において、
前記Ｎ色を用いてカラー画像を形成する際には、前記Ｎ色の画像データを読出対象として記憶手段から前記主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該１ライン画像データに基づき光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成する一方、
使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、限定色の画像データを読出対象として記憶手段から前記主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをシリアルに読み出し、その読み出された１ライン画像データごとに該１ライン画像データに基づき光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成することを特徴とする画像形成方法。 - 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、前記主走査方向および前記主走査方向と相違する副走査方向の２方向に光源からの光ビームを偏向可能に構成されている光走査素子を用いて、前記光源からのＭ本の光ビームを前記主走査方向に偏向して前記主走査方向に走査しながら前記副走査方向に偏向することで、前記Ｎ個の潜像担持体のなかで前記主走査方向に走査されるＭ本の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とにより、前記Ｎ個の潜像担持体に互いに異なるＮ色に対応する潜像をそれぞれ形成可能な画像形成装置において、
前記Ｎ色を用いてカラー画像を形成する際には、前記Ｎ色の画像データを読出対象として記憶手段から前記主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをＭ個単位で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１ライン画像データ群に基づき前記Ｍ本の光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成する一方、
使用する色を（Ｎ−１）色以下に限定して画像を形成する際には、限定色の画像データを読出対象として記憶手段から前記主走査方向への光ビームの一走査に相当する１ライン画像データをＭ個単位で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１ライン画像データ群に基づき前記Ｍ本の光ビームを変調して対応する潜像担持体にライン潜像を形成することを特徴とする画像形成方法。
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