(57)【要約】【課題】単一のレーザ光にて複数の走査線で走査可能にすることで、高速で安定した画像形成を実現する。【解決手段】マイクロミラーアレイ３０３は、微細なマイクロミラーが縦横ともに多数平面的に敷き詰められて構成され、個々のマイクロミラーの傾きは画像信号に応じて独立に制御される。画像信号の濃度値が「１」、「０」である場合はそれぞれＯＮ、ＯＦＦに制御され、反射光がポリゴンミラー３０４の方向（第１の方向）、第２の方向に向かう。ポリゴンミラー３０４の主走査方向の走査周期と、感光ドラム２１１がマイクロミラーアレイ３０３の副走査方向長さの分だけ回転する時間とを合致させることにより、１回の走査において、副走査方向に並んだマイクロミラーの数の分だけ走査線が得られる。また、同時に同じ角度に制御する数を変更することで、副走査方向の解像度が変化する。【選択図】    図５
2004268345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像が形成される像担持体と、
単一のレーザ光を平行光に変換する平行光変換手段と、
第１の角度と第２の角度とに独立して姿勢切り替え可能に構成されたマイクロミラーが複数配設されて成り、各マイクロミラーは、前記第１の角度では、前記平行光変換手段からの平行光を反射させて第１の方向に導くと共に、前記第２の角度では、前記平行光変換手段からの平行光を反射させて前記第１の方向とは異なる第２の方向に導くように構成されたマイクロミラーアレイと、
前記マイクロミラーアレイから前記第１の方向に反射した光を再反射させて、前記像担持体上に走査する走査手段と、
画像信号に基づいて、前記マイクロミラーアレイの各マイクロミラーを姿勢制御することで、同時に複数の走査線が構成されるように制御する制御手段と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】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、マイクロミラーアレイを用いて、レーザ光源から射出された光で像担持体上に走査し、潜像形成を行う露光技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機やプリンタ等の画像形成装置において画像形成の高速化が進んでいる。従来の比較的高速の画像形成装置では、下記特許文献１にて提示されているように、レーザ光源としてマルチレーザを用い、一度に走査するレーザ光の本数を増やしたり、レーザ光源からの光を反射させることで感光ドラム（像担持体）上に潜像を形成させる役割を持つポリゴンミラーの回転数を高めたりすることで、感光ドラム上に形成する潜像の形成速度を高めるようにしている。これらによって、市場における高速化の要求に応えてきた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０５−６０７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プリント速度がＡ４サイズに換算して１分間に１００枚を越えるような超高速機種になると、１チップ内のレーザ光源の数を２つ以上に増やしたり、ポリゴンミラーの回転速度を極めて高くしたりする必要が生じるが、このような事を行うと１チップ内の各レーザ光源の位置精度、出力安定性等の問題や、ポリゴンミラーが超高速回転することによる回転速度の不安定、軸受けの短寿命といった問題が顕著になってくる。
【０００５】
さらに、複写機やプリンタの普及に伴い、超高速機を除く中高速機に対しては、普及機として価格低下の圧力が強くなり、高価格であった従来の高速機で用いていた技術を用いることは困難になってきた。それにもかかわらず、中高速機として画質、位置精度の要求レベルが下げられることはなく、高速で安定した画像形成の要求は高い。
【０００６】
ところで、半導体製造技術を用いて作られ、各々が１０数μｍ角という微細なミラーの集合体であるマイクロミラーアレイというデバイスが、大画面プロジェクタ等で既に用いられている。このデバイスは、入射された単一光源からの光を各ミラー毎に所定の方向に選択的に反射させることが可能であり、画像形成への応用につき検討の余地があった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、単一のレーザ光にて複数の走査線で走査可能にすることで、高速で安定した画像形成を実現することができるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の画像形成装置は、潜像が形成される像担持体と、単一のレーザ光を平行光に変換する平行光変換手段と、第１の角度と第２の角度とに独立して姿勢切り替え可能に構成されたマイクロミラーが複数配設されて成り、各マイクロミラーは、前記第１の角度では、前記平行光変換手段からの平行光を反射させて第１の方向に導くと共に、前記第２の角度では、前記平行光変換手段からの平行光を反射させて前記第１の方向とは異なる第２の方向に導くように構成されたマイクロミラーアレイと、前記マイクロミラーアレイから前記第１の方向に反射した光を再反射させて、前記像担持体上に走査する走査手段と、画像信号に基づいて、前記マイクロミラーアレイの各マイクロミラーを姿勢制御することで、同時に複数の走査線が構成されるように制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。本装置は、例えば、デジタル複写機として構成される。
【００１１】
１０１は原稿読取手段であり、不図示の原稿台上の複数枚の原稿からなる原稿束の両面を読み取る。１０２は画像処理手段であり、原稿読取手段１０１によって読み取られたデジタル画像情報に対して画像処理を行う。ここでの画像処理とは、シェーディング、下地除去、縮小拡大、回転変形等、複写を行うに当たって必要な処理全般であるとする。
【００１２】
１０３は操作部であり、本装置全般の動作状態を表示したり、ユーザが本装置における各種設定を行ったりする為のものである。１０４は画像記憶手段であり、画像処理手段１０２で処理されたデジタル画像情報を格納する。１０５は印刷制御手段であり、画像処理手段１０２によって必要な画像処理が行われた後のデジタル画像情報を受け取って印刷動作を行う。この印刷制御手段１０５は、矩形紙等の記録紙（記録媒体）を給紙する給紙手段１０６、給紙手段１０６から給紙された記録紙に対してレーザ出力のＯＮ／ＯＦＦ、高圧の出力等を行うことで記録紙の片面に画像を形成する画像形成手段１０７、及び、画像形成手段１０７で片面に画像形成された記録紙の記録面を反転させて画像形成手段１０７に再給紙する記録紙反転手段１０８等を制御することで、記録紙への印刷を行う。
【００１３】
図２は、本装置の内部構成を示す断面図である。本装置の内部構成は、デジタル複写機の一般的な構成と同様である。
【００１４】
１００はデジタル複写機本体、２８０は自動原稿送り装置（ＤＦ）である。２０１は原稿載置台としてのプラテンガラス、２０２はスキャナであり、スキャナ２０２は、原稿照明ランプ２０３や走査ミラー２０４等で構成されている。不図示のモータによりスキャナ２０２が所定方向に往復移動し、原稿の反射光が走査ミラー２０４、２０５、２０６を介してレンズ２０７を透過し、イメージセンサ部２０８内の不図示のＣＣＤセンサに結像する。
【００１５】
２０９は、レーザやポリゴンスキャナ等で構成された露光制御部である。露光制御部２０９は、イメージセンサ部２０８で電気信号に変換され所定の画像処理が行われた画像信号に基づいて変調されたレーザ光２１９を感光体ドラム２１１に照射する。感光体ドラム２１１の外周には、１次帯電器２１２、現像器２１３、転写帯電器２１６、前露光ランプ２１４、クリーニング装置２１５及び分離帯電器２１７が配設されている。これらにより、画像形成部２１０が構成される。
【００１６】
画像形成部２１０において、感光体ドラム２１１は不図示のモータにより図に示す矢印の方向（時計方向）に回転し、１次帯電器２１２により所望の電位に帯電された後、露光制御部２０９からのレーザ光２１９が照射され、静電潜像が形成される。感光体ドラム２１１上に形成された静電潜像は、現像器２１３により現像されて、トナー像として可視化される。
【００１７】
一方、右カセットデッキ２２１、左カセットデッキ２２２、上段カセット２２３あるいは下段カセット２２４から、それぞれピックアップローラ２２５、２２６、２２７、２２８により給紙された記録紙は、給紙ローラ２２９、２３０、２３１、２３２により本体１００に送られ、レジストローラ２３３により転写ベルトに給送され、可視化されたトナー像が転写帯電器２１６により記録紙に転写される。転写後の感光体ドラム２１１は、クリーナー装置２１５により残留トナーが清掃され、前露光ランプ２１４により残留電荷が消去される。転写後の記録紙は、分離帯電器２１７によって感光体ドラム２１１から分離され、転写ベルト２３４によって定着器２３５に送られる。定着器２３５では加圧、加熱により定着され、排出ローラ２３６により本体１００の外に排出される。
【００１８】
本体１００には、例えば、３５００枚の記録紙を収納し得るデッキ２５０が装備されている。デッキ２５０のリフタ２５１は、ピックアップローラ２５２に記録紙が常に当接するように記録紙の量に応じて上昇し、記録紙は給紙ローラ２５３によって本体１００に送られる。本体１００にはまた、１００枚の記録紙を収容し得るマルチ手差し２５４が装備されている。
【００１９】
さらに、図２において、２３７は排紙フラッパで、搬送パス２３８側と排出パス２４３側の経路を切り替える。２４０は下搬送パスで、排紙ローラ２３６から送り出された記録紙を、反転パス２３９を介し記録紙を裏返して再給紙パス２４１に導く。左カセットデッキ２２２から給紙ローラ２３０により給紙された記録紙も、再給紙パス２４１に導かれる。２４２は記録紙を画像形成部２１０に再給紙する再給紙ローラである。２４４は排紙フラッパ２３７の近傍に配置されて、この排紙フラッパ２３７により排出パス２４３側に切り替えられた記録紙を機外に排出する排出ローラである。
【００２０】
両面記録（両面複写）時には、排紙フラッパ２３７を上方に上げて、複写済みの記録紙を搬送パス２３８、反転パス２３９、下搬送パス２４０を介して再給紙パス２４１に導く。このとき、反転ローラ２４５によって記録紙の後端が搬送パス２３８からすべて抜け出し、かつ、反転ローラ２４５に記録紙が噛んだ状態の位置まで反転パス２３９に引き込み、反転ローラ２４５を逆転させることによって搬送パス２４０に送り出す。本体１００から記録紙を反転させて排出する時には、排紙フラッパ２３７を上方へ上げ、反転ローラ２４５によって記録紙の後端が搬送パス２３８に残った状態の位置まで反転パス２３９に引き込み、反転ローラ２４５を逆転させることによって、記録紙を裏返して排出ローラ２４４側に送り出す。
【００２１】
２９０は、本体１００から排出された記録紙を揃えて閉じる排紙処理装置で、一枚毎に排出される記録紙を処理トレイ２９４で積載して揃える。一部の画像形成による記録紙の排出が終了したら、記録紙束をステイプルして排紙トレイ２９２または排紙トレイ２９３に束で排出する。排紙トレイ２９３は不図示のモータで上下に移動制御され、画像形成動作開始前に処理トレイ２９４と同じ位置になるように移動し、以降排出された記録紙が積載されていくと紙面の高さが処理トレイ２９４の位置になるように移動する。
【００２２】
さらに、排紙トレイ２９３の下限を検知する不図示のトレイ下限センサが設けられ、これにより、排紙トレイ２９３に約２０００枚の記録紙が積載された時に検知されるようになっている。２９１は排出された記録紙の間に挿入する区切り紙を積載する用紙トレイで、２９５は排出された記録紙をＺ折りにするＺ折り機である。また、２９６は排出された記録紙一部をまとめてセンター折りしステイプルを行うことによって製本を行う製本機で、製本された紙束は排出トレイ２９７に排出される。
【００２３】
次に、レーザ光源からの射出光を複数行複数列のマイクロミラーから成るマイクロミラーアレイに照射し、その反射光を回転多面鏡で再度反射させた光で感光ドラム上に潜像を形成させる処理について説明を行う。
【００２４】
図３は、光学走査系の概略図である。同図は、レーザ光源からの光を感光ドラム上に走査するまでの構成を表したものである。なお、同図中の３０１〜３０４で示される構成要素は、図２の露光制御部２０９の内部に含まれている。
【００２５】
レーザ光源３０１から射出された光は、そのままではある角度をもって広がっていく為、レーザ光を平行光に整形する目的でコリメータレンズ３０２が配設されている。コリメータレンズ３０２を透過した光束はマイクロミラーアレイ３０３に照射され、マイクロミラーアレイ３０３中の各々のマイクロミラーによって反射する。この時、コリメータレンズ３０２を透過した光束はある一定の径を持っているが、マイクロミラーアレイ３０３よりも光束の径を大きく設定することで、マイクロミラーアレイ３０３の全面に射出光を照射させることが出来る。これにより、マイクロミラーアレイ３０３からの反射光として角形の光束が得られる。この角形の光束を同図中の矢印Ｆ１の方向、すなわち主走査方向に高速回転するポリゴンミラー３０４に照射させることで、その反射光にて感光ドラム２１１上に潜像を形成することが出来る。
【００２６】
マイクロミラーアレイ３０３は、シリコン等の半導体基板上に半導体製造プロセスによって固定軸を中心に所定の角度だけ回転可能なマイクロミラーを多数形成したデバイスであり、例えば、十数μｍ四方の微細なマイクロミラーが縦横ともに数百〜数千個、平面的に敷き詰められて構成される。マイクロミラーアレイ３０３は、電界効果により印加された電圧の極性に従って、個々のマイクロミラーの傾きを独立して変えることが出来る。このことを利用して、印加電圧のＯＮ／ＯＦＦに応じて、入射光に対する反射光の方向を切り替えることができる。
【００２７】
具体的には、マイクロミラーの角度は、画像信号に応じて制御され、ＯＮの場合は、反射光がポリゴンミラー３０４の方向（第１の方向）に向かうような第１の角度に姿勢制御され、ＯＦＦの場合は、反射光が不図示の光吸収部材の方向（第１の方向とは異なる第２の方向）に向かうような第２の角度に姿勢制御される。本実施の形態では、画像信号の濃度値が「０」である場合に、対応するマイクロミラーが「ＯＦＦ」、濃度値が「１」（所定の閾値）である場合に、対応するマイクロミラーが「ＯＮ」に制御される。
【００２８】
図４は、主走査方向に多重に潜像を形成する様子を模式的に示す図である。
【００２９】
マイクロミラーアレイ３０３によって反射した角形のレーザ光は、画像形成における１画素分の大きさよりも十分大きく、かつポリゴンミラー３０４によって主走査方向に走査されていることにより、感光ドラム２１１に対して多重に照射を行うことができる。
【００３０】
なお、説明を簡単にするため、ここでは、レーザ光の主走査方向における大きさを３画素分とする。また、マイクロミラーアレイ３０３は、１行３列の構成を例にとる。なお、マイクロミラーアレイ３０３において、主走査方向の並びを列、副走査方向の並びを行と呼称する。従って、１行３列構成では、マイクロミラーは、主走査方向に３個並設され、副走査方向には１個配設されている。
【００３１】
同図（ａ）〜（ｃ）では、それぞれ時刻ｔ１〜ｔ３において感光ドラム２１１上に照射露光され得る照射光の位置を示している。
【００３２】
３列のマイクロミラーをミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３と呼称すると、同図（ａ）では、時刻ｔ１において、ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３での反射による照射光は、Ｐ１（ｔ１）、Ｐ２（ｔ２）、Ｐ３（ｔ３）であり、感光ドラム２１１上の特定領域ｘに対しては、照射光Ｐ１（ｔ１）による潜像形成がなされ得る。ただし、実際の照射は、対応するマイクロミラーがＯＮになっている場合にのみなされ、ＯＦＦの場合は照射されない。従って、画像信号の濃度値が「１」である場合に、対応するマイクロミラーからの反射光により潜像形成がなされる。
【００３３】
照射光の位置は時間とともに移動していき、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、時刻ｔ２、ｔ３では、感光ドラム２１１上の特定領域ｘに対して、照射光Ｐ２（ｔ２）、Ｐ３（ｔ３）による潜像形成が順になされる。従って、特定領域ｘについてみれば、照射光Ｐ１（ｔ１）、Ｐ２（ｔ２）、Ｐ３（ｔ３）という３重の多重露光が可能である。このことからわかるように、感光ドラム２１１上には、マイクロミラーアレイ３０３の主走査方向に並んだマイクロミラーの数だけ多重に潜像形成が可能である。
【００３４】
主走査方向に多重に潜像を形成できるので、感光ドラム２１１上の所定位置をレーザ光で照射したい場合には、レーザ光源３０１は画像形成領域では常時点灯状態にしておき、ポリゴンミラー３０４が感光ドラム２１１上の所定位置に対応した位置まで回転したタイミングで、マイクロミラーアレイ３０３の主走査方向先頭位置に配置されたマイクロミラーによってレーザ光の反射光がポリゴンミラー３０４に向かうようにマイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦを設定し、この設定内容を順次、主走査方向に隣接するマイクロミラーに対して、レーザ光が感光ドラム２１１を走査する速度で伝搬させていけばよい。逆に感光ドラム２１１上にレーザ光を照射させたくない場合には、上記と逆の設定内容を伝搬させていけば良いのは言うまでもない。
【００３５】
例えば、図４の例でいえば、２値画像における濃度「１」に対応して特定領域ｘに潜像を形成したい場合は、レーザ光源３０１を常時点灯状態とし、レーザ光が感光ドラム２１１を走査する速度に同期させて、時刻ｔ１ではミラーＭ１をＯＮ、時刻ｔ２ではミラーＭ２をＯＮ、時刻ｔ３ではミラーＭ３をＯＮ、というように順に制御することで、特定領域ｘに多重露光がなされる。逆に、濃度「０」に対応する潜像を形成する場合は、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３でミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３をそれぞれＯＦＦに制御すればよい。すなわち、時刻ｔ１でのミラーＭ１と、時刻ｔ２でのミラーＭ２と、時刻ｔ３でのミラーＭ３とを、同じ角度に制御すれば多重露光が実現され、光量も増加する。
【００３６】
一方、マイクロミラーアレイ３０３の副走査方向において複数のマイクロミラーを並設し、これらを同時に利用することで、同時に複数の走査線を得ることができる。すなわち、ポリゴンミラー３０４の主走査方向の走査周期と、感光ドラム２１１がマイクロミラーアレイ３０３の副走査方向長さの分だけ回転する時間とを合致させることにより、１回の走査により、副走査方向においては潜像の形成が一度だけ行われることになる。従って、１つのレーザ光源３０１からの射出光をマイクロミラーアレイ３０３にて反射させることによって、主走査方向に垂直な方向であるマイクロミラーアレイ３０３の副走査方向に並んだマイクロミラーの数の分だけ走査線が得られることになる。
【００３７】
図５は、マイクロミラーアレイ３０３の角度制御の一例を示すマイクロミラーアレイ３０３の部分平面図である。
【００３８】
説明を簡単にする為に、マイクロミラーアレイ３０３の各マイクロミラーの大きさが１０．６μｍ角（＝４２．３μｍ／４）で、ｎ行ｍ列（ｎ、ｍは整数）構成であるとする。また、感光ドラム２１１において、レーザ光が照射された領域は画像形成後の濃度が「１」、照射されていない場所の濃度が「０」になるとし、さらに、光学系については、マイクロミラーアレイ３０３からの反射光が感光ドラム２１１上に走査されるまでの間が等倍であるとする。なお、当然のことながら、実際のデジタル複写機には光学的な歪みを補正したり、マイクロミラーの大きさに対して所望の解像度を合わせる為に光路上に各種のレンズが配置されたりしているが、説明の簡略化の為に説明を省略している。
【００３９】
上述したように、マイクロミラーがＯＮに制御された時に、平行光化されたレーザ光がそのマイクロミラーを介してポリゴンミラー３０４で反射し、感光ドラム２１１に照射される。主走査方向の１回の走査において、同時にｎ個の走査線にて走査が行える。マイクロミラーの大きさが１０．６μｍ角である場合は、解像度にして２４００ｄｐｉに相当する。従って、図５で示されるように、すべてのマイクロミラーを独立に制御した場合は、主、副、両走査方向の解像度はそれぞれ２４００ｄｐｉとなる。
【００４０】
ところで、マイクロミラーの大きさとしては、一般的に１０数μｍ角のものが採用されており、このサイズはプリンタや複写機で一般的な解像度である６００ｄｐｉ（＝４２．３μｍ角）よりも小さい。このことより、マイクロミラーからの反射光をそのまま感光ドラム２１１上に照射するだけでも一般的なものより高解像度にすることが可能である。一方、メモリ容量等の制限で解像度を６００ｄｐｉに落としてプリントしたい場合には、１画素に対して主走査方向または副走査方向に隣接する複数のマイクロミラーを割り当て、１画素に対するマイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦの制御内容を特定の１画素に割り当てられたマイクロミラーすべてに対して共通に実行すればよい。
【００４１】
本実施の形態によれば、画像信号に基づいて、マイクロミラーアレイ３０３の各マイクロミラーを個々に角度制御し、同時に複数の走査線が構成されるようにしたので、レーザチップ内のレーザ光源の数は１つで済ませられるにも拘わらず、感光ドラム２１１に対して一度に走査可能な光の数を多くすることが出来る。よって、単一のレーザ光にて複数の走査線で走査して、高速で安定した画像形成を実現することができる。また、ポリゴンミラー３０４の回転数を高くする必要がないので、コストアップが回避される。
【００４２】
（第２の実施の形態）
本第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の構成のマイクロミラーアレイ３０３を用いて副走査解像度を変更可能にする。基本構成及び走査の流れは第１の実施の形態と同様で、図１〜図４に示す通りである。
【００４３】
図６は、マイクロミラーアレイ３０３の角度制御の一例を示すマイクロミラーアレイ３０３の部分平面図である。本例では、マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦ制御の単位を変更することで副走査方向の解像度が変化する。
【００４４】
上記のように、個々のマイクロミラーを独立制御すれば、副走査方向の解像度として２４００ｄｐｉを実現できる。しかし、本第２の実施の形態では、副走査解像度のみを６００ｄｐｉに変更したいという場合を例にとり、図６に示されるように、マイクロミラーアレイ３０３における４ｎ行目（ｃｏｌｕｍｎ４ｎ）、（４ｎ＋１）行目、（４ｎ＋２）行目、（４ｎ＋３）行目（ｎは整数）にあるマイクロミラーを、画像信号における副走査方向ｎ行目のデータに応じて同じ角度に姿勢制御することによって、解像度を下げ、６００ｄｐｉの副走査解像度を実現する。すなわち、副走査方向に隣接する４つのマイクロミラーに１画素を割り当てて同一姿勢に制御することで、解像度を下げる。
【００４５】
具体的には、６００ｄｐｉの画像において副走査方向ｎ行目の濃度を１にするには、マイクロミラーアレイ３０３における４ｎ行目、（４ｎ＋１）行目、（４ｎ＋２）行目、（４ｎ＋３）行目のマイクロミラーをいずれもＯＮに制御すればよい。なお、上述したように、レーザ光の走査速度に応じて主走査方向に隣接するマイクロミラーへのＯＮ／ＯＦＦ制御内容が伝搬されるようになっている。
【００４６】
なお、副走査方向の解像度を１２００ｄｐｉに変更したい場合は、画像信号における副走査方向ｎ行目のデータをマイクロミラーアレイにおける２ｎ行目、（２ｎ＋１）行目にあるマイクロミラーに対して同じ内容でＯＮ／ＯＦＦ制御すればよいということは言うまでもない。
【００４７】
これらの場合、解像度を変更する為に必要な処理は、マイクロミラーをすべて独立に制御するか、もしくは副走査方向に隣接する複数のマイクロミラー間で同一内容に制御するか、というマイクロミラーアレイ３０３内の制御だけであり、ポリゴンミラー３０４や感光ドラム２１１の回転速度、記録紙の搬送速度等を変更するという処理を行うことなく、解像度の変更が容易に実現される。
【００４８】
本実施の形態によれば、高速で安定した画像形成を実現することに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏するだけでなく、同一内容に制御する副走査方向に隣接するマイクロミラーの数の設定を切り替えことにより、副走査解像度を切り替えることが可能になる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
第１、第２の実施の形態では、２値画像を念頭において説明したが、マイクロミラーアレイ３０３の制御を工夫することで、多値制御も可能である。本第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の構成のマイクロミラーアレイ３０３を用いて、感光ドラム２１１に照射されるレーザ光量の多値制御を実現する。基本構成及び走査の流れは第１の実施の形態と同様で、図１〜図４に示す通りである。
【００５０】
本第３の実施の形態では、画像形成における１画素に対して、マイクロミラーアレイ３０３内で副走査方向に隣接する複数個のマイクロミラーを割り当て、同時にＯＮ／ＯＦＦするマイクロミラーの数を画像信号の画素の濃度に応じて切り替える。
【００５１】
本実施の形態では、１画素に対して、副走査方向に隣接する４つのマイクロミラーが割り当てられ、レーザ光量の多値制御を行う場合について説明する。本実施の形態では、画像形成における各画素の濃度は０〜４の範囲を持つ多値データであるとする。なお、１画素に割り当てられるマイクロミラーの数は、４つに限定されることはなく、複数であればいくつであっても基本的な制御内容には違いはない。
【００５２】
図７は、本実施の形態で用いられる濃度変換テーブルの例を示す図である。
【００５３】
この濃度変換テーブルでは、入力される１画素単位でのすべての濃度に対してマイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦ制御の組み合わせが用意されている。例えば、図７（ａ）に示す中央成長用テーブルでは、入力される濃度が０の場合には、対応する４つすべてのマイクロミラーがＯＦＦに設定される。また、濃度が２の場合には、０列目と３列目のマイクロミラーに対してＯＦＦが設定され、１列目と２列目のマイクロミラーに対してはＯＮが設定される。この濃度変換テーブルを参照することで、実際に画像形成が行なわれる際に、画素毎に濃度値に応じてマイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦを設定する。このマイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦ設定結果により、画素毎の感光ドラム２１１に照射されるレーザ光量を多値に変化させることができ、これにより各画素に対する濃度の多値制御が可能になる。
【００５４】
もちろん、濃度変換テーブルは１種類だけである必要性は無く、対象画素の周囲の濃度との関係に応じて、例えば、図７（ｂ）に示す先成長用テーブル、図７（ｃ）に示す後成長用テーブルのように、濃度が高くなるにつれて上端部または下端部から順にＯＮされるマイクロミラーの数を増やしていくようなテーブルを利用しても良い。
【００５５】
本実施の形態によれば、高速で安定した画像形成を実現することに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏するだけでなく、１画素に対して副走査方向に並ぶ複数のマイクロミラーを割り当てておき、各画素の濃度情報に従って共通にＯＮ／ＯＦＦ制御するマイクロミラーの数を切り替えることで、感光ドラム２１１に照射するレーザ光量つまり画像形成時の画像濃度を多値で制御することが可能になる。
【００５６】
（第４の実施の形態）
本第４の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の構成のマイクロミラーアレイ３０３を用いて、画像形成位置調整を実現する。すなわち、本実施の形態では、マイクロミラーアレイ３０３中で、画像形成時に画像信号に応じたＯＮ／ＯＦＦ制御の対象とするマイクロミラーの位置を副走査方向にずらすことで、形成される画像の位置を副走査方向にマイクロミラーの副走査間隔を一単位としてずらすことを可能にする。基本構成及び走査の流れは第１の実施の形態と同様で、図１〜図４に示す通りである。
【００５７】
図８は、マイクロミラーアレイ３０３においてマイクロミラーの画像形成への使用状態を示す図である。
【００５８】
本実施例では、ｎ行ｍ列（ｎ、ｍ：整数）のマイクロミラーで構成されるマイクロミラーアレイ３０３に対して、画像形成時には（ｎ−ｋ）行ｍ列（ｋ：ｋ≪ｎである整数）のマイクロミラーを使用し、残りのｋ行ｍ列分の画像形成に用いないマイクロミラーは、常時、レーザ光源３０１からの照射光をポリゴンミラー３０４に反射させないように、その傾きが第２の角度に制御される。
【００５９】
具体的には、マイクロミラーの副走査方向間隔（１つのマイクロミラーの副走査方向長さ）のｊ倍（ｊ：０≦ｊ≦ｋを満たす整数）だけ画像形成位置を下方にずらしたい場合には、同図に示すように、マイクロミラーアレイ３０３中の０〜（ｊ−１）行目、（ｎ−ｋ＋ｊ）〜（ｎ−１）行目のマイクロミラーを画像形成に用いないように設定してやればよい。従って、同図に示す行範囲ＭＭＵに存在するマイクロミラーのみが画像形成に用いられることになる。これにより、マイクロミラーからの反射光が副走査方向間隔のｊ倍だけ副走査方向下方にずれてポリゴンミラー３０４に照射される為、その再反射光も感光ドラム２１１上を走査する際に副走査方向にずれる。
【００６０】
なお、マイクロミラーアレイ３０３上での画素の大きさよりもマイクロミラーのほうが小さいか若しくは等しいことにより、副走査方向に対して画像形成位置を高精度かつ容易に調整することが期待できる。
【００６１】
本実施の形態によれば、高速で安定した画像形成を実現することに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏するだけでなく、マイクロミラーアレイ３０３内で画像形成に用いるマイクロミラーを副走査方向にシフトすることで、副走査方向における画像形成の位置を細かく調整することが可能になる。
【００６２】
なお、上記各実施の形態において、マイクロミラーアレイ３０３中に、画像信号によってＯＮ／ＯＦＦ制御されるマイクロミラー制御領域と、画像信号によらず常時ＯＦＦに設定されるマイクロミラー非制御領域とを設け、マイクロミラー制御領域がマイクロミラー非制御領域によって囲まれるように構成してもよい。
【００６３】
図９は、マイクロミラー制御領域、非制御領域の配分例を示すマイクロミラーアレイの平面図である。
【００６４】
例えば、同図内にある太枠内がマイクロミラー制御領域で、それ以外がマイクロミラー非制御領域である。同図に示すように、１つの太枠内には、主走査方向に３つ、副走査方向に３つで１画素に対応するマイクロミラー制御領域が形成され、主走査方向に１列のミラーを挟んで次の１画素に対応するマイクロミラー制御領域が形成され、その後も同様に１列のスペースと１画素が並んでいる。
【００６５】
同様に、副走査方向にも１行のマイクロミラーを挟んで次の画素を形成している。太枠内の９つのマイクロミラーは画像信号によって同一内容にＯＮ／ＯＦＦ制御され、太枠以外のマイクロミラーは常時ＯＦＦされている。これにより、マイクロミラーで反射することで得られる各画素の光束間に、マイクロミラー１つ分のスペースが常時確保されることになり、マイクロミラーによって反射した画素ごとの光束が、隣接する他の画素の光束と干渉することを抑えることが期待される。また、光束間に一定のスペースが生まれることで、各画素に相当する光束ごとに再度集光させるようにレンズを配置することも可能になる。このような制御を実現するには、画像情報を基にマイクロミラーアレイ３０３に設定する情報を作成する際において、画素と画素の情報の間にマイクロミラーをＯＦＦにする設定を追加するだけで良いので、実現が容易である。
【００６６】
本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲にすべて述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００６７】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００６８】
〔実施態様１〕  潜像が形成される像担持体と、単一のレーザ光を平行光に変換する平行光変換手段と、第１の角度と第２の角度とに独立して姿勢切り替え可能に構成されたマイクロミラーが複数配設されて成り、各マイクロミラーは、前記第１の角度では、前記平行光変換手段からの平行光を反射させて第１の方向に導くと共に、前記第２の角度では、前記平行光変換手段からの平行光を反射させて前記第１の方向とは異なる第２の方向に導くように構成されたマイクロミラーアレイと、前記マイクロミラーアレイから前記第１の方向に反射した光を再反射させて、前記像担持体上に走査する走査手段と、画像信号に基づいて、前記マイクロミラーアレイの各マイクロミラーを姿勢制御することで、同時に複数の走査線が構成されるように制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【００６９】
〔実施態様２〕  前記制御手段は、前記画像信号における画素の濃度値が所定の閾値以上である場合は、該画素に対応するマイクロミラーを前記第１の角度に姿勢制御する一方、前記画素の濃度値が前記所定の閾値より小さい場合は、前記画素に対応するマイクロミラーを前記第２の角度に姿勢制御することを特徴とする実施態様１記載の画像形成装置。
【００７０】
〔実施態様３〕  前記マイクロミラーアレイは、少なくとも副走査方向に複数のマイクロミラーが並設され、前記走査手段は、主走査方向に走査することを特徴とする実施態様２記載の画像形成装置。
【００７１】
〔実施態様４〕  前記制御手段は、前記副走査方向に隣接している所定数のマイクロミラーを１画素に対して割り当て、該所定数のマイクロミラーを同一姿勢に制御すると共に、前記所定数を増減することで、前記副走査方向における解像度を切り替えることを特徴とする実施態様２または３記載の画像形成装置。
【００７２】
〔実施態様５〕  前記制御手段は、前記副走査方向に隣接している複数のマイクロミラーを１画素に対して割り当て、該複数のマイクロミラーのうち前記第１の角度に姿勢制御するマイクロミラーの数を、画素毎の濃度値に応じて設定することで、多値制御を行うことを特徴とする実施態様２または３記載の画像形成装置。
【００７３】
〔実施態様６〕  前記制御手段は、前記マイクロミラーアレイ内で画像形成に用いるマイクロミラーを前記副走査方向にシフトすることで、前記副走査方向における画像形成の位置調整を行うことを特徴とする実施態様２〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【００７４】
〔実施態様７〕  前記制御手段は、前記マイクロミラーアレイにおいて各画素毎に割り当てられる第１の領域内のマイクロミラーに対しては、前記画像信号に基づいて姿勢制御すると共に、第２の領域内のマイクロミラーに対しては、前記画像信号に拘わらず常に前記第２の角度に姿勢制御し、前記第１の領域が前記第２の領域に囲まれ、近接する第１の領域間に前記第２の領域が介在するように制御することを特徴とする実施態様１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【００７５】
〔実施態様８〕  前記走査手段は、前記主走査方向に回転する多面鏡で構成されることを特徴とする実施態様１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【００７６】
〔実施態様９〕  前記単一のレーザ光は、画像形成中、前記平行光変換手段に常時供給されることを特徴とする実施態様１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単一のレーザ光にて複数の走査線で走査可能にすることで、高速で安定した画像形成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本装置の内部構成を示す断面図である。
【図３】光学走査系の概略図である。
【図４】主走査方向に多重に潜像を形成する様子を模式的に示す図である。
【図５】マイクロミラーアレイの角度制御の一例を示すマイクロミラーアレイの部分平面図である。
【図６】マイクロミラーアレイの角度制御の一例を示すマイクロミラーアレイの部分平面図である。
【図７】本実施の形態で用いられる濃度変換テーブルの例を示す図である。
【図８】マイクロミラーアレイにおいてマイクロミラーの画像形成への使用状態を示す図である。
【図９】マイクロミラー制御領域、非制御領域の配分例を示すマイクロミラーアレイの平面図である。
【符号の説明】
２１１  感光ドラム（像担持体）
２０９  露光制御部（制御手段）
３０１  レーザ光源
３０２  コリメータレンズ（平行光変換手段）
３０３  マイクロミラーアレイ
３０４  ポリゴンミラー（走査手段）
【図１】
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【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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