(57)【要約】【課題】振動ミラーの動作時における例えばミラー面の波状のうねり変形による影響を、動作時の走査された光ビームのビームプロファイルを検出面で計測することによって高精度に把握できるビームプロファイル計測装置を提供する。【解決手段】ビームプロファイル計測装置１は、振動ミラー４６０により走査される光ビームのビームプロファイルを検出する検出面としてのＣＣＤカメラ２のＣＣＤと、前記検出面を光ビームが通過する任意のタイミングで、光源手段１０７、１０８をパルス状に点灯させる光源駆動手段３とを備え、前記光ビームの前記検出面上を通過するタイミングに合わせて、前記検出面でビームプロファイル検出を行う検出面制御手段としてのＣＣＤカメラ制御ボックス４を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査された光ビームを計測するビームプロファイル計測装置において、
前記光ビームのビームプロファイルを検出する検出面と、前記検出面を光ビームが通過する任意のタイミングで、光源手段をパルス状に点灯させる光源駆動手段とを備え、前記光ビームの前記検出面上を通過するタイミングに合わせて、前記検出面でビームプロファイル検出を行う検出面制御手段を有することを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項２】
請求項１記載のビームプロファイル計測装置において、
ねじり梁によって支持され、前記光源手段からの光ビームを偏向して主走査領域を往復走査する振動ミラーを有し、該振動ミラーによって走査された光ビームのビームプロファイルを計測し、前記振動ミラーによって走査された光ビームを検出する検出手段を振幅端に備え、前記検出手段と前記光源駆動手段および前記検出面制御手段とを連携させることを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のビームプロファイル計測装置において、
前記光ビームの走査方向における複数箇所で、ビームプロファイルを検出可能であり、前記光源手段の点灯期間に走査される光ビームの移動距離が、各検出面で略一定となるようにすることを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項４】
請求項３記載のビームプロファイル計測装置において、
前記光源手段の点灯期間に走査される光ビームの移動距離を、各検出面で略一定とする結像光学系を備えることを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項５】
請求項３記載のビームプロファイル計測装置において、
前記光源駆動手段は、前記光源手段の点灯期間を、走査される光ビームの移動距離が各検出面で略一定となるように制御することを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載のビームプロファイル計測装置において、
前記光源駆動手段は、前記光源手段の点灯期間ないし電圧値、あるいはパルス幅を制御した任意のパルス駆動変調を行うことを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載のビームプロファイル計測装置において、
前記検出面が固体撮像素子（ＣＣＤ）により構成されることを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載のビームプロファイル計測装置において、
前記ビームプロファイルの特性値としてのビームスポット径、強度分布、ビームスポットの中心座標のうち少なくとも１以上の特性値を計測可能なことを特徴とするビームプロファイル測定装置。
【請求項９】
請求項２記載のビームプロファイル計測装置において、
往復走査のいずれか一方向の走査時のみに、ビームスプロファイルを検出可能としてなることを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項１０】
請求項２記載のビームプロファイル計測装置において、
往復走査による往路と復路の走査時に連続してビームスプロファイルを検出可能としてなることを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項１１】
請求項３記載のビームプロファイル計測装置において、
前記各検出面において、複数回走査された検出信号を基にビームプロファイル特性値を算出することを特徴とするビームプロファイル計測装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一つに記載のビームプロファイル計測装置を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置、該画像形成装置に用いられる光走査装置、該光走査装置の評価装置としてのビームプロファイル計測装置に関する。
本発明は、光走査装置の評価装置の機能の一部ないし全てを搭載した画像形成装置に応用することができる。
【背景技術】
【０００２】
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ポリゴンミラーやガルバノミラーが用いられるが、より高解像度な画像と高速プリントを達成するにはこ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進められており、特許文献１や特許文献２に開示されるようにＳｉ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。
【０００３】
この方式によれば、ミラー面サイズが小さく小型化できるうえ、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。
また、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、ガラス繊維の配合率が少ない低コストな樹脂成形材を用いても画像品質への影響が発生し難いといった利点もある。
特許文献３や特許文献４には、ポリゴンミラーの代わりに振動ミラーを配備した例が開示されている。
【０００４】
また、共振振動数は温度によってねじり梁のバネ定数が変化、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、特許文献５に開示されるように、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制御が行われている。
振動ミラーをポリゴンミラーの代わりとして用いることで、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画像形成装置が提供できる。
また、低振動化に伴ってハウジングが薄肉化でき、軽量化や低コスト化が可能である。
特許文献６には、光ビームに要求される各特性のうち深度を評価可能な光ビーム特性評価方法及び評価装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９２４２００号公報
【特許文献２】特許第３０１１１４４号公報
【特許文献３】特許第３４４５６９１号公報
【特許文献４】特許第３５４３４７３号公報
【特許文献５】特開２００４−２７９９４７号公報
【特許文献６】特開２０００−９５８９号公報
【特許文献７】特許第３５９４８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ミラー自体の厚さが数百μｍと薄いため、往復振動に伴う回転速度の変化とミラーにかかる慣性力に伴い回転軸の近傍とミラー端とで反対向きに力が働くことで、ミラー面が波状にうねって変形する。従って、ミラー面で反射された光束の波面収差が大きくなり、ビームスポットの太りとなる。
図１６に単純な板状の振動ミラーにおける変形状態を示す。光束の波面収差の劣化と同時に、破線で示すように、回転軸と直交する方向（主走査方向）の入射位置のずれが生じると、見かけの曲率が異なるため、ビームスポットの結像位置のずれ（ピントずれ）となる。
この変形を低減するにはミラー基板の曲げ剛性を高くする、つまり、ミラー基板を厚くすれば良いが、質量の増加に伴い、同じ走査周波数で比較すると、振れ角が小さくなってしまうという問題があり、単純に厚くすることはできない。
【０００７】
また、ポリゴンミラーと異なり、ＭＥＭＳ振動ミラーは往復運動するため、像面上を主走査方向に交互に逆方向に光ビームが走査されることとなる。
そのため、同期検知を被走査面の片側だけに置き検出面（ＣＣＤカメラ等）のデータ取り込みを行う場合には、光ビームが同期検知を通過後に像面上に設置した検出面が、振動ミラーにより走査されたビームの往路と復路の光ビームの軌跡を重ねて捉えてしまうため、光ビームが二重に重なってしまい、正しいビームプロファイル（ビーム径、強度分布、中心座標等）を正しく測定することが困難である。
また、単に走査される光ビームの光源を光源駆動手段によって、１ドット分点灯させるだけでは、検出面で捉えられた光ビームの１ドットが、像面上でどの像高であるのかを特定することができない。
【０００８】
本発明は、振動ミラーの動作時における例えばミラー面の波状のうねり変形による影響を、動作時の走査された光ビームのビームプロファイルを検出面で計測することによって高精度に把握できるビームプロファイル計測装置の提供を、その目的とする。
計測された、ミラー面で反射された光束の波面収差の劣化状態を改善する方法として、例えば、ＬＤ光源に印加するパルス駆動制御により低減することが可能となる。
また、走査状態に対応した結像光学系において、振幅θ０に対する走査領域を走査する画角θｄの比であらわされる有効走査率（θｄ／θ０）を所定値に抑え、ミラー面へのビーム入射位置が回転軸上となるように調整することで、ミラー面で反射された光束の波面収差の劣化を低減し、ビームスポットを小径に絞り、高品位な画像形成が行える光走査装置、該光走査装置を備えた画像形成装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
同期検知（同期検知手段）の取付位置と走査された光ビームを検出する検出面の設置場所の位置関係から、検出面が同期検知から何ドット目であるかを算出しておき、光源駆動手段により、同期検知を光ビームが通過したところで、ドットカウンタをリセットし、振動ミラーにより走査された光ビームが検出面を通過するドットカウント間のみ検出面でのデータ取り込みないし、ＣＣＤカメラシャッタの開放を行うことにより、往復走査のうちの往路ないし復路のみの光ビームによる１ドットのビームプロファイルを検出して測定することができる。
【００１０】
また、１走査での光ビームによる異なる像高でのビームスポット径を算出する場合にも、予め各像高毎の検出面と同期検知の位置関係から、各検出面を光ビームが通過する間のみ各検出面でのデータ取り込みを実施することにより、振動ミラーであれば、往路と復路の選別が可能である。
これにより、ＣＣＤカメラシャッタの開放時間をより適切に行うことができ、散乱光等による外乱の影響を軽減することもできる。
光走査装置ないし画像形成装置内にビームプロファイル装置の検出面を設けることによって、光源装置の温度変動による光ビームの強度分布やビーム径等の変動を検出し、光源駆動手段により補正することができる。
走査された光ビームの同期検知から検出面まで所要時間の変動から、振動ミラーの温度変動による振れ角の変動を検知し、振動ミラーの駆動電流、駆動周波数を制御することによって、走査される光ビームの振れ角を補正することが可能となり、像面上において安定したビームスポットを形成することができる。
【００１１】
本発明は、上記の考えに基づくもので、上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、走査された光ビームを計測するビームプロファイル計測装置において、前記光ビームのビームプロファイルを検出する検出面と、前記検出面を光ビームが通過する任意のタイミングで、光源手段をパルス状に点灯させる光源駆動手段とを備え、前記光ビームの前記検出面上を通過するタイミングに合わせて、前記検出面でビームプロファイル検出を行う検出面制御手段を有することを特徴とする。
走査された光ビームが検出面上を通過する間に限定して、ＣＣＤあるいはＰＤ（フォトディテクタ）からなる検出面のシャッターを開放することにより、光源手段によりパルス点灯され像面上に形成されるビームスポットについて、計測対象タイミング以外の光ビームあるいは散乱光を避けることができ、より適切なビームプロファイルの計測を行うことが可能となる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載のビームプロファイル計測装置において、ねじり梁によって支持され、前記光源手段からの光ビームを偏向して主走査領域を往復走査する振動ミラーを有し、該振動ミラーによって走査された光ビームのビームプロファイルを計測し、前記振動ミラーによって走査された光ビームを検出する検出手段を振幅端に備え、前記検出手段と前記光源駆動手段および前記検出面制御手段とを連携させることを特徴とする。
【００１３】
振動ミラーにより走査された光ビームは主走査方向に往復走査するため、同期検知を主走査方向の片側に設けたときに、同期検知通過後必ずしも検出面を通過するとも限らず、また往路と復路の二回通過する場合もあり、同期検知を光ビームが通過したタイミングでのシャッター動作では、的確に光ビームを捉えることはできない。
そこで走査光ビームの振幅端にＰＤ等の検出手段を設け同期検知を行い、検出手段と検出面の位置関係から、検出面上を通過するタイミングで光ビームを光源駆動手段によりパルス上の発光することが可能となる。これと連携して検出面でのデータ取り込みないしシャッターの開放をすることにより、二重に光ビームを捉えることなく、散乱光の影響を低減することができる。
また、同期検知を光ビームが通過する毎に光源駆動手段等で光パルスのカウントをリセットするとともに、同期検知と検出面間の距離から検出面までの画周波数分のカウントを算出し、検出面上でのみ光ビームの光源駆動手段によるパルス発光を行う。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載のビームプロファイル計測装置において、前記光ビームの走査方向における複数箇所で、ビームプロファイルを検出可能であり、前記光源手段の点灯期間に走査される光ビームの移動距離が、各検出面で略一定となるようにすることを特徴とする。
主走査方向に複数箇所にＣＣＤデバイス等からなる検出面を複数設けることで、同一な走査において複数像高における光ビームプロファイル変動の観測が可能となる。
振動ミラーは温度変動等の外乱により振れ角が異なり、走査された光ビームの移動距離が変動する。これにより同一像高におけるＣＣＤだとしても検出面内を移動する光ビームの線速は変動することになる。
また、振動ミラーが正弦波駆動した場合には、振動ミラーの駆動電流を制御パラメータとして、振れ角を一定に保つことにより、同一像高での走査速度を一定に保つことができる。
その上で各像高で異なる場合には各像高での光ビームの走査速度は振幅中心に近づくほど速くなるので、光源駆動手段内の画周波数や駆動電流やポリゴンミラーの回転数、振動ミラーの振れ角と周期を調整することによって、各像高の検出面で光ビームの線速を略一定にすることができる。
単振動による像高による角速度の変動分を解消することができ、正しいビームプロファイル（ビームスポット径、強度分布、中心座標等）を検出することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、請求項３記載のビームプロファイル計測装置において、前記光源手段の点灯期間に走査される光ビームの移動距離を、各検出面で略一定とする結像光学系を備えることを特徴とする。
例えば正弦駆動する振動ミラーにおいて、像面上における光ビームの線速は、振動ミラーの振幅中心を最大値として周辺部ほど減速する傾向にある。結像光学系を構成する走査レンズによって、像面上での光ビームの移動量を略一定に補正することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項３記載のビームプロファイル計測装置において、前記光源駆動手段は、前記光源手段の点灯期間を、走査される光ビームの移動距離が各検出面で略一定となるように制御することを特徴とする。
例えば正弦駆動する振動ミラーにおいて、像面上における光ビームの線速は、振動ミラーの振幅中心を最大値として周辺部ほど減速する傾向にある。像高の違いによる像面上に形成される光ビームによるビームスポット形状の変動（例えば、主走査ないし副走査方向のビーム径の伸縮）を改善するために、光源駆動手段によりＬＤ光源に印加するパルス幅を調整することによりビームスポットの主・副走査のビーム径を略一定に補正することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明では、請求項４又は５記載のビームプロファイル計測装置において、前記光源駆動手段は、前記光源手段の点灯期間ないし電圧値、あるいはパルス幅を制御した任意のパルス駆動変調を行うことを特徴とする。
温度変動等により、例えば振動ミラーの振幅角が増減することによって、振幅範囲の変動と、各像高での線速の変化によって、像面上に形成される光ビームによる強度分布やビームスポット径に変化が生じてしまう。そこで、振動ミラーの振幅角の影響を光源手段である例えばＬＤに印加するパルス幅や印加電圧値や点灯期間を制御することによって補正を行うことを目的とする。
また、振動ミラーや結像光学系による設計値との個体差により、例えば、ある限定された像高において、ビームスポット径の増減が生じている場合には、変化が見られる像高範囲に対して、上記の光源手段に対するパルス駆動変調を用いて補正を行うことも有効である。
【００１８】
請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれか一つに記載のビームプロファイル計測装置において、前記検出面が固体撮像素子（ＣＣＤ）により構成されることを特徴とする。
ＣＣＤを用いることによって、２次元エリアを観測することによって、走査に伴う動的なビームスポットでの主・副走査方向の変動を計測することができる。同期検知からの信号をＣＣＤカメラのシャッター機能と連動することにより、速やかなビームスポットの検出を行うことができる。
【００１９】
請求項８記載の発明では、請求項１〜７のいずれか一つに記載のビームプロファイル計測装置において、前記ビームプロファイルの特性値としてのビームスポット径、強度分布、ビームスポットの中心座標のうち少なくとも１以上の特性値を計測可能なことを特徴とする。
限定した特定値のみ特化して検出できるプロセスないし構成にすることによって、より短時間での検出を可能とする。この計測装置を用いて、リアルタイムでの特定値をパラメータとしたフィードバック制御が可能となる。
【００２０】
請求項９記載の発明では、請求項２記載のビームプロファイル計測装置において、往復走査のいずれか一方向の走査時のみに、ビームスプロファイルを検出可能としてなることを特徴とする。
振動ミラーにより往復走査された光ビームは、例えば片側にＰＤ等の同期検知を設けた場合に、同期検知で光ビーム通過を検出する間に、任意の像高に置かれた検出面を、主走査方向に往復するために、二度検出面上を通過するため、光ビームを二重に検出してしまう。
そこで、検出面を通過する往路あるいは復路のみ、光源駆動装置により光ビームを点灯させることにより、二重の検出を防止することができる。ＣＣＤシャッターを往路ないし復路の光ビームが通過するタイミングのみ開放することによりクリアな光ビームを捉えられる。
【００２１】
請求項１０記載の発明では、請求項２記載のビームプロファイル計測装置において、往復走査による往路と復路の走査時に連続してビームスプロファイルを検出可能としてなることを特徴とする。すなわち、往復走査における二方向の走査毎に、往路と復路のビームスプロファイルを検出可能としてなる。
往復走査領域の両端にＰＤ等の同期検知を設けることにより、両端の同期検知を光ビームが通過するタイミングでＣＣＤシャッターを開放することにより、往路と復路の光ビームを交互に連続した走査毎にクリアな光ビームを検出することができる。振動ミラーの往路と復路の走査共に書き込みを行う光走査装置において、光ビームを連続して計測することができる。
【００２２】
請求項１１記載の発明では、請求項３記載のビームプロファイル計測装置において、前記各検出面において、複数回走査された検出信号を基にビームプロファイル特性値を算出することを特徴とする。
複数回走査された検出結果を基に、振動ミラーの振れ角調整や像高ごとでの特性値の違いを補正するためのデータの取り込みを行い、より適切なビーム検出を可能とする。
また、自動計測を可能として、環境試験等の長期間の計測時におけるオペレータの負担を軽減できる。
【００２３】
請求項１２記載の発明では、光走査装置において、請求項１〜１１のいずれか一つに記載のビームプロファイル計測装置を有することを特徴とする。
ビームプロファイル検出装置の特性値（ビームスポット径、強度分布、ビームスポットの中心座標等）のうちの一部ないし全ての機能を検出ユニットとして光走査装置に搭載することによって、上記特性値をパラメータとして、光走査装置の動作時においても、例えば特性値をパラメータとしたフィードバック制御を用いて、像面上の光ビームにより、良好なビームスポットを得ることができる。
【００２４】
請求項１３記載の発明では、画像形成装置において、請求項１２記載の光走査装置を有することを特徴とする。
ビームプロファイル検出装置の特性値（ビームスポット径、強度分布、ビームスポットの中心座標等）のうちの一部ないし全ての機能を検出ユニットとして光走査装置に搭載することによって、上記特性値をパラメータとして、光走査装置の動作時においても、例えば特性値をパラメータとしたフィードバック制御を用いて、像面上の光ビームにより、
略一定なビームスポットを形成でき、より良好な画像品質をなすことができる。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載の発明によれば、検出面の位置や光ビームの走査条件に合わせて、光源手段をパルス駆動点灯させるともに、検出面での画像取り込みのタイミングを適切に設定することによって、走査された光ビームのうち観測したい光ビームスポットを選択的に検出することができる。
請求項２記載の発明によれば、振幅端に光ビームの検出手段（同期検知）を設けることによって、光ビームが検出手段を通過する時点で画素カウンタを０にリセットし、同期検知と検出面の位置関係から、検出面が範囲となる画素カウント部分で光源手段をパルス点灯することによって、検出面で、所望の像高における光ビームのみ検出でき、散乱光等の外乱の影響を低減することができる。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、振動ミラーの振れ角を略一定に保つことによって、光ビームを繰り返し走査させた場合に、像面上での各像高における線速の変動を各々軽減することができる。
これにより、光源手段の点灯期間に走査される光ビームの移動距離を、各像高において、像面上に形成される光ビームスポットを安定して計測することができる。
請求項４記載の発明によれば、例えば、振動ミラーが正弦波状に振動した場合に、像面上での光ビームの線速は、振幅中心を最大速度として、周辺部に行くほど遅くなるが、これを結像光学系により像面上で略一定な光ビームの移動を行えるようにすることができる。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、例えば振動ミラーは像高毎の線速が周辺部ほど遅くなるので、光源手段の点灯手段を線速に合わせて調整することによって、光ビームが各像高で形成する像面上のビームスポット形状を一定のものとすることができる。
これにより、走査方向の中心と周辺部で画像を形成する画素を一定なものとして、計測評価を行うことができる。
請求項６記載の発明によれば、例えば振動ミラーの反射面により偏向される光ビームの像面におけるビームプロファイルの変動による影響について、光源手段をパルス駆動変調（点灯期間、電圧値、パルス幅）することによって、計測したいパラメータ以外の影響を取り除いた上で、所望のパラメータについて計測を行うことができる。
【００２８】
請求項７記載の発明によれば、固体撮像素子であるＣＣＤカメラを用いることによって、二次元エリアでの画素ごとの座標位置を特定することができ、検出面における電荷量をフレームごとに積算でき、画像取り込みを容易に行うことができる。
請求項８記載の発明によれば、計測可能な特性値を絞り込むことによって、計測装置の簡略化と演算時間の短縮を図ることができる。
請求項９記載の発明によれば、振動ミラーの往復振動のうち片側のみを検出可能とすることによって、検出面での光ビームによるビームスポットの往路と復路の二重取り込みを解消することでき、走査方向に合わせた光ビームのみを計測することができる。
請求項１０記載の発明によれば、往路と復路の光ビームを交互に連続した走査毎にクリアな光ビームを検出することができ、振動ミラーの往路と復路の走査共に書き込みを行う光走査装置において、光ビームを連続して計測することができる。
【００２９】
請求項１１記載の発明によれば、複数回の繰り返し計測が可能となり、特性評価を実施するオペレータの作業量を軽減することができる。
請求項１２記載の発明によれば、光ビームが形成するビームスポットの変動を軽減するフィードバック制御のパラメータを計測でき、ビームプロファイルのうち１以上の特性値を計測することができるので、リアルタイムでの外乱による画像品質の悪化を軽減できる。
請求項１３記載の発明によれば、光ビームが形成するビームスポットの変動を軽減するフィードバック制御のパラメータを計測でき、ビームプロファイルのうち１以上の特性値を計測することができるので，リアルタイムでの外乱による画像品質の悪化を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態（本発明のビームプロファイル計測装置における計測対象の一つである振動ミラーを用いた画像形成装置の一例）を図１乃至図１８に基づいて説明する。
図１は４ステーション（色別の潜像形成ステーション）を単一の振動ミラー４６０により走査した方式（片側走査方式）である。図示するように各感光体ドラム（像担持体）を走査する光走査装置９００は一体的に構成され、転写体としての中間転写ベルト１０５の移動方向に沿って等間隔で配列された４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４に対し、各々に対応した光源ユニット（光源手段）１０７、１０８からのビームを、振動ミラー４６０での偏向後に再度分離して、導くことで同時に画像（潜像）を形成する。
【００３１】
振動ミラー４６０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。
光源ユニット１０７、１０８は２ステーション分の光源が副走査方向に配列され、各光源からの光線のなす角度が２．５°となるように調整がなされ、後述する振動ミラー面４４１で副走査方向に交差するように、一体的に支持されている。
本実施形態では、光源ユニット１０７は、光源ユニットの射出軸に対し、下側の光源からの光線を平行に、上側の光源からの光線を２．５°傾くようにし、射出軸が主走査平面に対して下向きに１．２５°傾くように配置される。
【００３２】
一方、光源ユニット１０８は、射出軸に対し、上側の光源からの光線を平行に、下側の光源からの光線を２．５°傾くようにし、射出軸が主走査平面に対して上向きに１．２５°傾くように配置され、各光源ユニットの射出軸が振動ミラー面４４１で副走査方向に交差するように、各光源ユニットは副走査方向に設置高さを変えて配置される。
【００３３】
光源ユニット１０８は、副走査方向に光源ユニット１０７より低い配置となるように配備され、入射ミラー１１１によって、各光源からのビーム２０４、２０３、２０２、２０１が上下一列に揃うように、副走査方向に高さを異なえてシリンダレンズ１１３に入射され、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２２．５°（＝α／２＋θｄ）となるように、また、振動ミラー４６０上で、副走査方向に交差するように入射される。
各ビームはシリンダレンズ１１３によって振動ミラー面の近傍で副走査方向に収束され、偏向後はビーム同士が分離するように間隔を拡げつつｆθレンズ（以下、「走査レンズ」ともいう）１２０に入射される。
ｆθレンズ１２０は全てのステーションで共用され、副走査方向には収束力を持たない。
【００３４】
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１０８からの下段のビーム２０４は、折返しミラー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し、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いた潜像を形成する。
光源ユニット１０８からの上段のビーム２０３は、折返しミラー１２７で反射され、トロイダルレンズ１２３、折返しミラー１２８を介して感光体ドラム１０２上にスポット状に結像し、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いた潜像を形成する。
光源ユニット１０７からの下段のビーム２０２は、折返しミラー１２９で反射され、トロイダルレンズ１２４、折返しミラー１３０を介して感光体ドラム１０３上にスポット状に結像し、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いた潜像を形成する。
光源ユニット１０７からの上段のビーム２０１は、折返しミラー１３１で反射され、トロイダルレンズ１２５、折返しミラー１３２を介して感光体ドラム１０４上にスポット状に結像し、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いた潜像を形成する。
これらの構成部品は後述する単一のハウジングに一体的に保持される。
【００３５】
検出手段としての同期検知センサ（以下、「同期検知ＰＤ」または「同期検知」ともいう）１３８へは、振動ミラー４６０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、入射されるようにしており、そ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している。
中間転写ベルト１０５の出口ローラ部（図１の左端部）には、各ステーションで形成されて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の重ね合わせ精度検出手段が配備されている。
重ね合わせ精度検出手段は中間転写ベルト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として検出し、定期的に補正制御が行われる。
本実施形態では、重ね合わせ精度検出手段は照明用の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とからなり、画像の左右両端と中央の３ヵ所に配備され、中間転写ベルト１０５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。
【００３６】
走査された光ビームを計測するビームプロファイル計測装置の構成を図２に示す。
ビームプロファイル計測装置１は、振動ミラー４６０に偏向され、像面上に走査された光ビームを検出する検出面としてのＣＣＤカメラ２のＣＣＤと、デフォーカス測定を行うために上記検出面を光ビームの進行方向（光軸方向）に移動する検出面移動手段（ＣＣＤカメラ２が有する図示しない移動機構）と、上記ＰＤ等で構成された光ビームの同期検知手段（同期検知センサ１３８）と、上記検出面を光ビームが通過するタイミングに合わせ、ＬＤ光源部（光源ユニット１０７）をパルス状に点灯させる光源駆動手段３と、上記光ビームの検出面上を通過するタイミングに合わせて、上記検出面でビームプロファイル検出を行う検出面制御手段としてのＣＣＤカメラ制御ボックス４と、を有している。
【００３７】
ビームプロファイル計測装置１の動作手順を説明する。説明の簡略化のためＬＤ光源１０７のみパルス点灯させた場合で説明する。
光源駆動手段３によりパルス駆動されたＬＤ光源１０７から射出された光ビームが、振動ミラー４６０によって偏向走査され、光ビームが同期検知手段である同期検知ＰＤ１３８上を通過したときに、光レーザの光源駆動手段３内における画素カウンタの値を０にリセットする。
画素カウンタが０になったことにより、予め同期検知と検出面との位置関係から、検出面の範囲でビームスポットを検出する。
同期検知で光ビームを検出した信号は、ＣＣＤカメラ制御ボックス４に送られ、ＣＣＤカメラ２の図示しないシャッターを開放する。これに伴いＣＣＤカメラ２から画像処理ボード５に逐次検出面で取込んだ画像データがフレームごとに転送される。
画像処理ボード５はＰＣの拡張スロット（説明図にはない）に取付けられ、ＰＣ上の画像解析ソフトにより、検出した光ビームによる検出面上でのビームプロファイルが計測される。解析ソフトにより検出したビームプロファイルから、各特性値である主・副ビームスポット径、強度分布、中心座標、複数ビーム間でのリニアリティ、倍率誤差、走査時間、深度、走査線曲がり、ビーム間ピッチなどが算出される。
【００３８】
特性値算出方法のうち、主・副ビームスポット径について図３に示す。検出面であるＣＣＤカメラ２のエリア型撮像素子上に楕円型のビームスポット７が形成され、方眼上に並んだ素子ごとに蓄積された電荷量のデータが画像処理ボード５に送られる。
電荷量が最大の座標を中心座標として、行あるいは列の番地にあたる画素を図のように積算し、中心座標における主走査方向と副走査方向の断面プロファイル曲線を求める。
主・副走査方向の各断面プロファイル曲線から、中心座標における積算値を１として、積算値が１／ｅ＾２となる２点間の距離を求め、主・副走査ビーム径とする。
【００３９】
偏向手段が振動ミラーの場合、図４（ａ）に示すように、像面上を光ビームが往復走査されることになる。これにより図４のように走査範囲の片側に同期検知のためのＰＤ１３８を設けると、同期検知の信号をＣＣＤカメラ２のシャッターの開閉に用いている場合には、図４（ｂ）に示すように、往路と復路の光ビーム（図の斜線塗りつぶしの○）が重なった状態で捉えられてしまう。
走査された光ビームの往路と復路のビームスポットが重なってしまい、最大積算光量の座標を頂点とした主走査方向の積算光量分布の断面は、光ビームが重なってしまうので、ビーム径を算出した場合には主走査方向で間延びしてしまう。
【００４０】
解決法としては、往路ないし復路のみどちらか一方の光ビームをＣＣＤカメラ２で検出する必要がある。ＬＤ光源に光源駆動手段３により、往路ないし復路のどちらか一方のみに、光ビームを点灯するようにパルス駆動すればよい。
具体的には、同期検知に光ビームが到達して画素カウンタが０にリセットされてから、ＣＣＤカメラ２の位置関係から、往路ないし復路のＣＣＤカメラ２の範囲のカウントのみ光源駆動手段３によってＬＤ光源をパルス駆動点灯する。
これにより、例えば図４（ａ）の往路のみ光ビームを点灯させることができるので、往路のみのビームスポットを計測することができる。
また、ＣＣＤカメラ２のシャッター開放時間を同様に特定のカウント範囲のみ開放することで、目的の光ビームを計測することができる。
【００４１】
往路と復路の光ビームをＣＣＤカメラ２で連続して検出するには、図５（ａ）に示すように、走査範囲の両端に同期検知のためのＰＤ１３８とＰＤ１３８’を設けることによって、光ビームの往路と復路の走査の開始点と終了点を検出することができる。これにより、図５（ｂ）に示すように、ＰＤ１３８の検出信号とＰＤ１３８’の検出信号から、ＣＣＤカメラ２の往路分のシャッター開放Ｔ１と、復路分のシャッター開放Ｔ２を設定することができ、振動ミラーにより走査された光ビームの往路と復路のビームスポットを連続して検出することができる。
【００４２】
図６及び図７に基づいて本実施形態における光走査装置に用いる振動ミラー４６０を説明する。図６は振動ミラーモジュールの分解斜視図である。本実施形態では、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の例を説明する。
図示するように、振動ミラーのミラー面をなす振動ミラー４４１は、ねじり梁４４２で軸支されており、後述するように、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し、実装基板４４８に装着され、振動ミラーを一体に備えたユニットとしての振動ミラー基板４４０を構成する。
【００４３】
本実施形態では、一対の振動ミラー基板４４０を背合わせで一体支持したモジュールを示している。この背合わせ構成は「対向走査方式」に対応したものを使用しており、本実施形態では上述のように「片側走査方式」を例示しているため、実際には一方の振動ミラー基板４４０は不要である。勿論、単一の振動ミラー基板４４０のみを支持する「片側走査方式」専用の構成としてもよい。
支持部材４４５は、樹脂で成形され、回路基板４４９の所定位置に位置決めされており、振動ミラー基板４４０を、ねじり梁４４２が主走査平面に直交しミラー面が主走査方向に対し所定の角度、ここでは２２．５°傾くように位置決めする位置決め部４５１と、振動ミラー基板４４０の実装基板４４８の一辺に形成されている配線端子４５５が、装着時に接触するように金属製端子群を配列したエッジコネクタ部４５２と、を一体で構成している。
【００４４】
振動ミラー基板４４０は、一辺を上記したエッジコネクタ部４５２に挿入し、押え爪４５３の内側に嵌め付けられ、基板裏側の両側面を位置決め部４５１に沿わせて支えられるとともに、電気的な配線が同時になされ、各々の振動ミラー基板４４０が個別に交換できるようにしている。
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、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。
振動ミラー４６０は、表面にミラー面を形成し振動子をなす可動部と、それを支え回転軸をなすねじり梁と、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する。
【００４５】
本実施形態では、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予め接合されたウエハを用いて作製している。
まず、１４０μｍ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る振動板４４３、可動部の骨格をなす補強梁４４４と、フレーム４４６とを残したそれ以外の部分を酸化膜まで貫通し、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とを残した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。
【００４６】
ここで、ねじり梁４４２、補強梁４４４の幅は４０〜６０μｍとした。上記したように振動子の慣性モーメントＩは振れ角を大きくとるには小さい方が望ましく、反面、慣性力によってミラー面が変形してしまうため、本実施形態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を形成する。
当然、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。
実装基板４４８上には、振動ミラー４６０を装着する図示しない枠状の台座と、振動ミラーを囲うように形成されたヨーク４７０が配備され、上記ヨーク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。
【００４７】
振動ミラー４６０は、ミラー面を表に向けて上記台座に装着され、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。
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。
【００４８】
従って、通常は、走査周波数ｆｄをこの共振振動数ｆ０に合わせて設定、あるいは追従するように制御しているが、共振振動数ｆ０は上記したように、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い、振動ミラー個々の走査周波数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、Ａ４サイズを出力すると、紙端では数十ｍｍもの倍率ずれになってしまう。
そのため、共振振動数ｆ０の近いものを選別によってランク分けし、各ランクに応じて走査周波数ｆｄを選択、設定しているが、共振振動数ｆ０のばらつきが大きいとランク分けの数が増え、その分、振動ミラーの駆動回路も走査周波数ｆｄの選択肢も増やさなければならないので、生産効率が悪いうえ、交換を行う際には同じランクの振動ミラーと入れ換える必要があるためコストもかかる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、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、ここでは±５０Ｈｚに入るように調整している。
そして、ランク分けした周波数帯域内で、共振振動数ｆ０によらず、固定の走査周波数ｆｄを設定している。
【００５０】
図８は、質量の可変（トリミング）による共振周波数の調整の様子を示す。
振動ミラー４６０には、加振装置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に炭酸ガスレーザが照射され、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ずとも、バランスウエイトを付着していく増量方式の方法によってもよい。
【００５１】
図９は、振動ミラーを振幅させる駆動回路のブロック図である。
上記したように、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、交流電圧、またはパルス波状電圧が印加され、振れ角θが一定となるように平面コイルに流す電流のゲインを調節して往復振動させる。
図１０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、最も振れ角が大きくとれるが、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るが、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。
【００５２】
そこで、本実施形態では、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が増減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。
経時的には、振れ角θを、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１３８において復走査時に検出した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り検出し、振れ角θが一定となるように制御している。
これにより、測定中に温度変動が生じた場合にも振れ角θを一定に保つことができ、像面上での光ビームの線速を略一定に保つことができる。
【００５３】
図１１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ｓｉｎ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
同期検知センサ１３８において走査角を２θｓに対応したビームを検出するとすると、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、θｓは固定であるので、Ｔを計測すれば最大振れ角θ０が検出できることがわかる。
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ドットを形成する必要がある。
【００５４】
振動ミラーは図１２に示すように、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、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、つまり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
【００５５】
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。また、上記したように振動ミラーの振幅中心と光軸とが一致していないことによって光軸に非対称な曲面を有する走査レンズが必要になるため、本実施形態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ように、また、非対称成分を補正するようにしている。
【００５６】
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、発光源をパルス変調すればよい。
【００５７】
図１３は、発光源である半導体レーザを変調するの駆動回路のブロック図である。
画像データはフレームメモリに一時保存され、画像処理部に順に読み出され、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に転送される。
書込制御回路は、ラインバッファから、同期検知信号をトリガとして各々読み出されて独立に変調する。
次に、各発光点を変調するクロックの生成部について説明する。カウンタでは、高周波クロック生成回路で生成された高周波クロックＶＣＬＫをカウントし、比較回路ではこのカウント値と、デューティ比に基いて予め設定される設定値Ｌ、および画素クロックの遷移タイミングとして外部から与えられる。位相シフト量を指示する位相データＨとを比較し、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の立下りを指示する制御信号ｌを、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。このとき、カウンタは制御信号ｈと同時にリセットされ再び０からカウントを行うことで、連続的なパルス列が形成できる。
【００５８】
こうして、１クロック毎に位相データ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。本実施形態では、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１４は、任意の画素の位相をシフトした説明で、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、カウンタで４カウントされ画素クロック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カウントで立上げる。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、光源駆動部に与えられ、この画素クロックＰＣＬＫに対してラインバッファ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、半導体レーザを駆動する。
【００５９】
図１５は、単一の周波数で変調した際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、実施例では主走査領域を８つの領域に分割し、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、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できる。
【００６０】
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く、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。
【００６１】
図１６は、振動ミラーの反射面が、回転軸を中心にδ分変形を起こした場合を示す。例えば、振動ミラーの反射面４４１が図１６（ｃ）に示すように凸変形した場合には、平行にコリメートされた光ビームが振動ミラーで偏向が拡散していき、像面上でのビーム径太りなどの画像劣化の原因となる。
そこで、予め振動ミラーの反射面での変形が予測される場合には、光源部にビーム太りを補正するパルス変調駆動を加えることにより、略一定なビーム径を得ることができる。
また、リアルタイムでの補正を行うには、同期検知での光ビームの通過時間間隔の変動や、検出面で得られるビームプロファイルの情報から、適切なパルス駆動補正方法を算出する演算部を設ける必要がある。
【００６２】
図１７に光走査装置のハウジング構成例を示す。
振動ミラーモジュール２５３は、これを包囲するように立設された側壁２５７が一体的に形成された光学ハウジングに装着され、側壁２５７の上端縁を上カバー２５８によって封止し、外気から遮断することで、外気の対流による振幅の変化を防止する。光ビームを入出射する側壁の開口部には平板状の透過窓２５９を備えている。
図１７において、符号２５０はハウジング本体を、２５５はビーム通過枠を示している。
【００６３】
図１８は、図１に示した光走査装置９００を搭載した画像形成装置の例を示す。
ブラックの感光体ドラム１０４の周囲には、感光体ドラムを高圧に帯電する帯電チャージャ９０２、光走査装置９００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装置９０４、感光体ドラムに残ったトナーを掻き取って備蓄するクリーニング装置９０５が配置される。他の感光体ドラムの周囲構成も同様である。感光体ドラムへは振動ミラーの往復走査により１周期で２ライン毎の画像記録が行われる。
上記した画像形成ステーションは中間転写ベルト１０５の移動方向に並列され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が中間転写ベルト１０５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。
【００６４】
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。
一方、記録媒体としての記録紙は給紙トレイ９０７から給紙コロ９０８により供給され、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、中間転写ベルト１０５からトナー画像が転写される。その後、定着装置９１０で定着がなされ、排紙ローラ対９１２により排紙トレイ９１１に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態における光走査装置の斜視図である。
【図２】ビームプロファイル計測装置を示すブロック図である。
【図３】主走査方向と副走査方向におけるビームスポット径についての特性値算出方法を示す図である。
【図４】振動ミラーによる往復走査とビームプロファイル計測との関係を示す図で、（ａ）は往復走査状態を示す概要平面図、（ｂ）は往復走査とビームプロファイル計測装置におけるシャッター開閉との関係を示す図である。
【図５】振動ミラーによる往復走査と二方向ビームプロファイル計測との関係を示す図で、（ａ）は往復走査状態を示す概要平面図、（ｂ）は往復走査とビームプロファイル計測装置におけるシャッター開閉との関係を示す図である。
【図６】振動ミラーモジュールとこれを覆う封止部材の分解斜視図である。
【図７】振動ミラー基板を示す図で、（ａ）は全体正面図、（ｂ）はミラー部の背面図、（ｃ）は振動ミラーの基板の接合状態を示す概要断面図である。
【図８】振動ミラーの質量の可変による共振周波数の調整手法を示す図である。
【図９】振動ミラーを振幅させる駆動回路のブロック図である。
【図１０】電流の流れる方向を切り換える周波数と振れ角の関係を示す図である。
【図１１】振動ミラーの共振振動に伴う走査角の変化を示す図である。
【図１２】振動ミラーの時間経過に伴う振れ角の変化率を示す図である。
【図１３】光源手段の発光源（半導体レーザ）を変調するための駆動回路のブロック図である。
【図１４】任意の画像の位相をシフトした場合の説明図である。
【図１５】単一の周波数で変調した際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図である。
【図１６】振動ミラーの反射面が変形を起した場合の偏光状態を示す図で（ａ）は変形状態を示す斜視図、（ｂ）は変形が無い場合の偏光状態を示す図、（ｃ）は反射面が凸変形した場合の偏光状態を示す図である。
【図１７】光学ハウジングへの振動ミラーモジュールの装着状態を示す分解斜視図である。
【図１８】図１の光走査装置を備えた画像形成装置の概要構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  ビームプロファイル計測装置
３  光源駆動手段
４  検出面制御手段としてのＣＣＤカメラ制御ボックス
１０７、１０８  光源手段としての光源ユニット
１２０  結像光学系の光学素子としての走査レンズ
１２２、１２３、１２４、１２５  結像光学系の光学素子としてのトロイダルレンズ
１３８、１３８’  検出手段としての同期検知センサ
４６０  振動ミラー
９００  光走査装置
【図１】
2008191010.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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