(57)【要約】【課題】複数の潜像担持体を有するタンデム方式の画像形成装置において、光学的な調整を容易に行うことができ、しかも装置の低コスト化および小型化を図ること。【解決手段】画像メモリから１ライン画像データ群を順番に読み出し、そのデータに基づきレーザー光源を変調するとともに、そのレーザー光源からの光ビームを主走査方向Ｘに偏向して２本の走査光ビームを形成している。しかも、１ライン画像データ群の読出順序に応じて、偏向ミラー面６５１からの２本の走査光ビームが照射される感光体を選択的に切り替えながら２本のライン潜像を形成する。このように光源部からの２本の光ビームのいずれもが、全ての感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に２本のライン潜像を形成するための走査光ビームとなる。【選択図】        図２３
2004255726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）設けた画像形成装置において、
Ｍ本の光ビームを互いに平行に射出する光源手段と、
前記光源手段からのＭ本の光ビームを偏向して前記主走査方向に走査するとともに、前記Ｍ本の走査光ビームを前記主走査方向とは相違する副走査方向に導いて前記Ｎ個の潜像担持体のなかで前記Ｍ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える光走査手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光走査手段は、
前記光源手段からのＭ本の光ビームを反射する偏向ミラー面を有する内側可動部材と、
前記内側可動部材を第１軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、
前記外側可動部材を前記第１軸とは異なる第２軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、
前記内側可動部材を前記第１軸回りに揺動駆動し、また前記外側可動部材を前記第２軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備え、
前記ミラー駆動部は、前記第１軸および前記第２軸のうちの一方を主走査偏向軸として前記偏向ミラー面を揺動させて前記光源手段からのＭ本の光ビームを前記主走査方向に走査させる一方、他方を切替軸として前記偏向ミラー面を揺動駆動して前記Ｍ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光走査手段は、
前記光源手段からの光ビームを反射する偏向ミラー面を有するＭ個の内側可動部材と、
前記Ｍ個の内側可動部材のそれぞれを切替軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、
前記外側可動部材を前記切替軸とは異なる主走査偏向軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、
前記Ｍ個の内側可動部材を前記切替軸回りに揺動駆動し、また前記外側可動部材を前記主走査偏向軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備え、
前記ミラー駆動部は、前記主走査偏向軸回りに前記偏向ミラー面を揺動させ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走査させる一方、前記切替軸回りに前記Ｍ個の偏向ミラー面を揺動駆動して前記Ｍ本の走査光ビームをそれぞれ前記Ｍ個の偏向ミラー面で偏向して前記Ｍ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ミラー駆動部は、前記Ｍ個の内側可動部材をそれぞれ独立して前記切替軸回りに揺動駆動して前記Ｍ本の走査光ビームの間隔を制御可能となっている請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記内側可動部材、前記外側可動部材および前記支持部材はシリコン単結晶で構成されている請求項２ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ミラー駆動部は、前記偏向ミラー面を共振モードで前記主走査偏向軸回りに揺動駆動する請求項２ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ミラー駆動部は、静電吸着力により前記偏向ミラー面を前記主走査偏向軸回りに揺動駆動する請求項２ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ミラー駆動部は、前記偏向ミラー面を非共振モードで前記切替軸回りに揺動位置決めする請求項２ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ミラー駆動部は、電磁気力により前記偏向ミラー面を前記切替軸回りに揺動位置決めする請求項２ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記光源手段と前記光走査手段との間に配置されて前記光源手段からのＭ本の光ビームをそれぞれ前記副走査方向において収束させて前記偏向ミラー面上に線状結像する第１光学系と、
前記Ｎ個の潜像担持体の各々について、該潜像担持体と前記光走査手段との間に配置されて前記光走査手段からのＭ本の走査光ビームを該潜像担持体の表面に結像する第２光学系と
をさらに備える請求項２ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記偏向ミラー面により前記主走査方向に走査されるＭ本の走査光ビームを、前記偏向ミラー面により導光される潜像担持体の表面に結像させる第３光学系をさらに備え、
前記第３光学系は、単玉レンズで構成され、前記偏向ミラー面の固有の揺動特性で偏向された走査光ビームが各潜像担持体の表面上では等速で移動する歪み特性を有し、かつ、各潜像担持体の表面上の任意の位置における光ビームの子午方向の像面湾曲収差を補正するように、子午平面内の両面の形状が相互に異なる形の非円弧状に形成され、さらに、球欠方向の像面湾曲収差を補正するように、前記両面の少なくとも何れか一方の子午平面内での非円弧曲線に沿った位置の球欠方向の曲率が子午方向の曲率とは相関なく変化するように定められてなる請求項２ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記光走査手段は、
光ビームを反射する偏向ミラー面を複数個有し、前記主走査方向と直交する主走査偏向軸回りに回転駆動して前記偏向ミラー面でＭ本の光ビームを前記主走査方向に偏向走査するポリゴンミラーと、
光ビームを反射する切替用反射面を有し、前記副走査方向と直交する切替軸回りに揺動して光ビームが照射される潜像担持体を切り替える切替用揺動ミラーとを備え、
前記ポリゴンミラーおよび前記切替用揺動ミラーのうちの一方が前記光源側に設けられて前記光源手段からのＭ本の光ビームを反射するとともに、他方が前記一方のミラーからのＭ本の光ビームを反射する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記光走査手段は、
光ビームを反射する偏向ミラー面を有し、前記主走査方向と直交する主走査偏向軸回りに揺動して前記偏向ミラー面で光ビームを前記主走査方向に偏向走査する主走査用揺動ミラーと、
光ビームを反射する切替用反射面を有し、前記副走査方向と直交する切替軸回りに揺動して光ビームが照射される潜像担持体を切り替える切替用揺動ミラーとを備え、
前記主走査用揺動ミラーおよび前記切替用揺動ミラーのうちの一方が前記光源側に設けられて前記光源手段からのＭ本の光ビームを反射するとともに、他方が前記一方のミラーからのＭ本の光ビームを反射する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記光源と前記偏向ミラー面との間に配置されて前記光源手段からのＭ本の光ビームをそれぞれ前記副走査方向において収束させて前記偏向ミラー面上に線状結像する第１光学系と、
前記Ｎ個の潜像担持体の各々について、該潜像担持体と前記偏向ミラー面との間に配置されて前記偏向ミラー面からのＭ本の走査光ビームを該潜像担持体の表面に結像する第２光学系と
をさらに備える請求項１２または１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記偏向ミラー面により前記主走査方向に走査されるＭ本の走査光ビームを、前記切替用反射面により導光される潜像担持体の表面に結像させる第３光学系をさらに備え、
前記第３光学系は、単玉レンズで構成され、前記偏向ミラー面の固有の揺動特性で偏向された走査光ビームが各潜像担持体の表面上では等速で移動する歪み特性を有し、かつ、各潜像担持体の表面上の任意の位置における光ビームの子午方向の像面湾曲収差を補正するように、子午平面内の両面の形状が相互に異なる形の非円弧状に形成され、さらに、球欠方向の像面湾曲収差を補正するように、前記両面の少なくとも何れか一方の子午平面内での非円弧曲線に沿った位置の球欠方向の曲率が子午方向の曲率とは相関なく変化するように定められてなる請求項１２または１３記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記Ｎ個の潜像担持体に対して互いに異なるＮ色の画像をそれぞれ形成する請求項１ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置であって、
前記Ｎ色の画像を示すＮ色の画像データを記憶する記憶手段と、
各色について、前記記憶手段に記憶されている当該色の画像データから走査光ビームの一走査に相当する１ライン画像データを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、前記１ライン画像データ群の読み出し先を前記Ｎ色の画像データから選択的に切り替えながら、前記記憶手段から１ライン画像データ群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ごとに該データ群の色成分に対応するように前記光走査手段による前記Ｍ本の走査光ビームの導光先を切り替える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置としては、互いに異なる４色、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色成分ごとに、感光体、露光ユニットおよび現像ユニットを専用的に設けたものが従来より知られている（例えば特許文献１参照）。そして、この従来装置では、各色成分の画像を次のようにして感光体上に形成している。すなわち、各色成分ごとに、該色成分の画像を示す画像データに基づき露光ユニットの光源を制御するとともに、その光源からの光ビームを露光ユニットの光走査光学系により感光体の表面で主走査方向に走査させて該色成分の画像データに対応する潜像を感光体上に形成する。
【０００３】
また、別の装置として、４つの光源を設けるとともに、各光源から放出された光ビームを共通のポリゴンミラーによって偏向して主走査方向に走査する画像形成装置も従来より提案されている（例えば特許文献２参照）。この特許文献２に記載の画像形成装置では、ポリゴンミラーからの４本の走査光ビームをそれぞれ折り返しミラー群によって４つの感光体にそれぞれ導光して潜像を形成可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−６２９２０公報（第３−４頁、図１７）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−２９６４９２公報（第３−４頁、図１および図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載の画像形成装置では、各色成分ごとに露光ユニットを設ける必要があり、装置コストの増大を招くとともに、装置の小型化を図る上で大きな障害となっていた。これに対し、特許文献２に記載の装置では、ポリゴンミラーを共通化しているため、特許文献１に記載の装置に比べて装置コストおよび装置の小型化の面では有利である。しかしながら、光源については、特許文献１に記載の装置と同様に、色成分の数と同数の光源を設ける必要があり、装置の小型化などの面で改良の余地がある。また、いずれの従来装置も、各感光体に対応して専用の光源を設ける必要があり、このことが装置コスト増大の要因のひとつとなっていた。さらに、光源数について制約があり、このことが設計自由度を低下させていた。
【０００７】
また、特許文献２に記載の画像形成装置では、モノクロ印刷速度をカラー印刷速度よりも高くするために、光源から射出される光ビームが、互いに近接し、しかも副走査方向（光ビームの主走査方向とほぼ直交する方向）に一列となるように、構成している。また、光源とポリゴンミラーとの間に光路切替部を追加的に設け、カラー印刷時とモノクロ印刷時とで光ビームの光路を切り替えている。すなわち、この光路切替部は、４つの光源が設けられた光源部から射出された各レーザビームを所定方向における複数の空間領域の各々に分離させて導光する第１の状態と、いずれかの空間領域内に密集させて導光する第２の状態とに切り替え可能に構成されている。そして、カラー印刷の際には、第１の状態に設定することで、光源部から射出された各レーザビームを該レーザビームに対応する感光体上において夫々走査させる。一方、モノクロ印刷の際には、第２の状態に設定して光源部から射出された各レーザビームをある感光体上に集めることにより、当該感光体上に同時に複数ライン描画させる。したがって、特許文献２の装置では、モノクロ印刷時とカラー印刷時とで印字速度を変更することが可能となってい。
【０００８】
しかしながら、光路切替部を設けたことで装置コストが増大してしまう。さらに、４つの光源、光路切替部およびポリゴンミラーを相互に精密に調整する必要があるため、調整作業性の面で大きな問題を有していた。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の潜像担持体を有するタンデム方式の画像形成装置において、光学的な調整を容易に行うことができ、しかも装置の低コスト化および小型化を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、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）設けた画像形成装置であって、上記目的を達成するため、Ｍ本の光ビームを互いに平行に射出する光源手段と、光源手段からのＭ本の光ビームを偏向して主走査方向に走査するとともに、Ｍ本の走査光ビームを主走査方向とは相違する副走査方向に導いてＮ個の潜像担持体のなかでＭ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える光走査手段とを備えている。
【００１１】
このように構成された発明では、光源手段からＭ本の光ビームが射出され、光走査手段に入射する。この光走査手段は光源手段からのＭ本の光ビームを偏向して主走査方向に走査される走査光ビームをＭ本形成するとともに、そのＭ本の走査光ビームをＮ個の潜像担持体のうちの一に導光する。したがって、該一の潜像担持体の表面にＭ本の走査光ビームが照射されてＭ本の走査光ビームに対応するライン潜像がＭ本一括して形成される。しかも、この発明では、光走査手段は、Ｍ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替えるため、その切替動作に応じた潜像担持体にＭ本のライン潜像が一括して形成される。このように光源手段からのＭ本の光ビームのいずれもが、全ての潜像担持体上にライン潜像を形成するための走査光ビームとなる。したがって、各潜像担持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、光学的な調整については、光源手段と光走査手段との調整のみとなるため、調整作業性を簡素化することができる。さらに、潜像担持体の個数Ｎに制限されることなく、光ビームの本数Ｍを設定することができ、優れた設計自由度が得られる。
【００１２】
ここで、光走査手段として、（１）２軸揺動ミラー方式のもの、（２）ポリゴンミラーと切替用揺動ミラーとを組み合わせたもの、（３）２つの揺動ミラーを組み合わせたもの等を用いることができる。
【００１３】
（１）２軸揺動ミラー方式の光走査手段は、光源手段からのＭ本の光ビームを反射する偏向ミラー面を有する内側可動部材と、内側可動部材を第１軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、外側可動部材を第１軸とは異なる第２軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、内側可動部材を第１軸回りに揺動駆動し、また外側可動部材を第２軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備えている。そして、ミラー駆動部は、第１軸および第２軸のうちの一方を主走査偏向軸として偏向ミラー面を揺動させて光源手段からのＭ本の光ビームを主走査方向に走査させる一方、他方を切替軸として偏向ミラー面を揺動駆動してＭ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える。このように偏向ミラー面を第１軸および第２軸の２軸回りに揺動可能に構成することで、上記した光走査手段（２）、（３）に比べて光走査手段を小型化することができ、装置をさらに小型化することができる。
【００１４】
また、偏向すべき光ビームが複数本であることから、光ビームの本数と同数の内側可動部材を設けるようにしてもよい。すなわち、この発明では、２軸揺動ミラー方式の光走査手段は、光源手段からの光ビームを反射する偏向ミラー面を有するＭ個の内側可動部材と、Ｍ個の内側可動部材のそれぞれを切替軸回りに揺動自在に支持する外側可動部材と、外側可動部材を切替軸とは異なる主走査偏向軸回りに揺動自在に支持する支持部材と、Ｍ個の内側可動部材を切替軸回りに揺動駆動し、また外側可動部材を主走査偏向軸回りに揺動駆動するミラー駆動部とを備えている。そして、ミラー駆動部は、主走査偏向軸回りに偏向ミラー面を揺動させて光源手段からのＭ本の光ビームを主走査方向に走査させる一方、切替軸回りにＭ個の偏向ミラー面を揺動駆動してＭ本の走査光ビームをそれぞれＭ個の偏向ミラー面で偏向してＭ本の走査光ビームが照射される潜像担持体を選択的に切り替える。このように構成された光走査手段を用いた場合にも、Ｍ個の偏向ミラー面の各々を主走査偏向軸および切替軸の２軸回りに揺動可能に構成することで、上記した光走査手段（２）、（３）に比べて光走査手段を小型化することができ、装置をさらに小型化することができる。
【００１５】
また、内側可動部材、外側可動部材および支持部材をシリコン単結晶で構成することができる。例えばシリコン単結晶の基板を支持部材として用いるとともに、この基板に対してマイクロマシニング技術を適用することで内側可動部材および外側可動部材を形成することができる。このようにシリコン単結晶を用いて光走査手段の内側可動部材、外側可動部材および支持部材を構成すると、内側可動部材および外側可動部材を高精度に製造することができる。また、ステンレス鋼と同程度のバネ特性で内側可動部材および外側可動部材を揺動自在に支持することができ、偏向ミラー面を安定して、しかも高速で揺動することができる。
【００１６】
また、ミラー駆動部により偏向ミラー面を揺動駆動するのにあたり、偏向ミラー面を共振モードで主走査偏向軸回りに揺動駆動するように構成してもよい。このように構成することで少ないエネルギーで偏向ミラー面を主走査偏向軸回りに揺動駆動することができる。また、走査光ビームの主走査周期を安定化することができる。一方、偏向ミラー面を切替軸回りに揺動位置決めするためには、偏向ミラー面を非共振モードで揺動駆動するのが望ましい。というのも、偏向ミラー面の切替軸回りの揺動駆動は走査光ビームの導光先を切り替えるため、導光先の切替を行った後に偏向ミラー面の切替軸回りの揺動を停止させる必要があるからである。したがって、揺動駆動と揺動停止とを精度良く行うためには、非共振モードで揺動駆動させるのが望ましい。
【００１７】
また、偏向ミラー面を揺動駆動させるための駆動力としては、静電吸着力や電磁気力などを用いることができるが、特に偏向ミラー面を主走査偏向軸回りに揺動駆動するために静電吸着力を用いるのが望ましく、偏向ミラー面を切替軸回りに揺動駆動するために電磁気力を用いるのが望ましい。前者の理由は、コイルパターンを形成する必要がなく、光走査手段の小型化が可能となり、偏向走査をより高速化することができるからである。一方、後者の理由は、静電吸着力を発生させる場合に比べて低い駆動電圧で偏向ミラー面を揺動駆動することができ、電圧制御が容易となり、走査光ビームの位置精度や切替精度を高めることができるからである。
【００１８】
また、光源手段と光走査手段との間に配置されて光源手段からのＭ本の光ビームをそれぞれ副走査方向において収束させて偏向ミラー面上に線状結像する第１光学系と、Ｎ個の潜像担持体の各々について、該潜像担持体と光走査手段との間に配置されて光走査手段からのＭ本の走査光ビームを該潜像担持体の表面に結像する第２光学系とをさらに備えるように構成してもよい。このように構成することで、いわゆる面倒れ補正を行うことができる。すなわち、各潜像担持体の表面と偏向ミラー面とが光学的に共役となり、主走査偏向軸に多少のぶれが生じたとしても光学的に補正される。また、偏向ミラー面での光ビームの形状は線状となるため、偏向ミラー面を小さくすることができ、高速走査の面で有利となる。
【００１９】
ここで、走査光ビームを潜像担持体に結像するために複数のレンズを組み合わせた光学系が従来より多用されているが、次の第３光学系を用いることでレンズ枚数を１枚にすることができ、装置の小型化および低コスト化をさらに進めることができる。この第３光学系は、偏向ミラー面により主走査方向に走査されるＭ本の走査光ビームを、偏向ミラー面により導光される潜像担持体の表面に結像させる第３光学系であって、単玉レンズで構成されている。そして、その単玉レンズは、偏向ミラー面の固有の揺動特性で偏向された走査光ビームが各潜像担持体の表面上では等速で移動する歪み特性を有し、かつ、各潜像担持体の表面上の任意の位置における光ビームの子午方向の像面湾曲収差を補正するように、子午平面内の両面の形状が相互に異なる形の非円弧状に形成され、さらに、球欠方向の像面湾曲収差を補正するように、両面の少なくとも何れか一方の子午平面内での非円弧曲線に沿った位置の球欠方向の曲率が子午方向の曲率とは相関なく変化するように定められてなる。なお、以下の説明の便宜から、このように構成された単玉レンズを「単玉非球面レンズ」という。
【００２０】
（２）ポリゴンミラーと切替用揺動ミラーとを組み合わせた光走査手段としては、次のように構成されたものを用いることができる。この光走査手段は、光ビームを反射する偏向ミラー面を複数個有し、主走査方向と直交する主走査偏向軸回りに回転駆動して偏向ミラー面でＭ本の光ビームを主走査方向に偏向走査するポリゴンミラーと、光ビームを反射する切替用反射面を有し、副走査方向と直交する切替軸回りに揺動して光ビームが照射される潜像担持体を切り替える切替用揺動ミラーとを備えている。そして、ポリゴンミラーおよび切替用揺動ミラーのうちの一方が光源側に設けられて光源手段からのＭ本の光ビームを反射するとともに、他方が一方のミラーからのＭ本の光ビームを反射する。このように、切替用揺動ミラーによってＭ本の走査光ビームが偏向されて走査光ビームの導光先がＮ個の潜像担持体の中から選択的に切り替える。したがって、潜像担持体の個数Ｎに制限されることなく、光源数Ｍを設定することができる。しかもＮ個の潜像担持体の表面にＭ本の走査光ビームを走査させて各潜像担持体にライン潜像を形成可能となっており、上記作用効果が得られる。
【００２１】
（３）２つの揺動ミラーを組み合わせた光走査手段としては、次のように構成されたものを用いることができる。この光走査手段は、光ビームを反射する偏向ミラー面を有し、主走査方向と直交する主走査偏向軸回りに揺動して偏向ミラー面で光ビームを主走査方向に偏向走査する主走査用揺動ミラーと、光ビームを反射する切替用反射面を有し、副走査方向と直交する切替軸回りに揺動して光ビームが照射される潜像担持体を切り替える切替用揺動ミラーとを備えている。そして、主走査用揺動ミラーおよび切替用揺動ミラーのうちの一方が光源側に設けられて光源手段からのＭ本の光ビームを反射するとともに、他方が一方のミラーからのＭ本の光ビームを反射する。このように、切替用揺動ミラーによってＭ本の走査光ビームが偏向されて走査光ビームの導光先がＮ個の潜像担持体の中から選択的に切り替える。したがって、潜像担持体の個数Ｎに制限されることなく、光源数Ｍを設定することができる。しかもＮ個の潜像担持体の表面にＭ本の走査光ビームを走査させて各潜像担持体にライン潜像を形成可能となっており、上記作用効果が得られる。
【００２２】
ここで、光走査手段（２）や（３）を用いる場合にも、面倒れ補正光学系を構成するようにしてもよい。すなわち、光源と偏向ミラー面との間に配置されて光源手段からのＭ本の光ビームをそれぞれ副走査方向において収束させて偏向ミラー面上に線状結像する第１光学系と、Ｎ個の潜像担持体の各々について、該潜像担持体と偏向ミラー面との間に配置されて偏向ミラー面からのＭ本の走査光ビームを該潜像担持体の表面に結像する第２光学系とをさらに備えるように構成してもよい。このように構成することで、各潜像担持体の表面と偏向ミラー面とが光学的に共役となり、主走査偏向軸に多少のぶれが生じたとしても光学的に補正される。また、偏向ミラー面での光ビームの形状は線状となるため、偏向ミラー面を小さくすることができ、高速走査の面で有利となる。また、走査光ビームを潜像担持体に結像するために単玉非球面レンズを用いることで、上記発明と同様に、装置の小型化および低コスト化をさらに進めることができる。
【００２３】
なお、Ｎ個の潜像担持体の表面にＭ本の走査光ビームを走査させて各潜像担持体にライン潜像を形成する場合には、次のように構成するのが望ましい。すなわち、この発明にかかる画像形成装置は、Ｎ個の潜像担持体に対して互いに異なるＮ色の画像をそれぞれ形成する請求項１ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置であって、Ｎ色の画像を示すＮ色の画像データを記憶する記憶手段と、各色について、記憶手段に記憶されている当該色の画像データから走査光ビームの一走査に相当する１ライン画像データを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、制御手段が、前記１ライン画像データ群の読み出し先を前記Ｎ色の画像データから選択的に切り替えながら、前記記憶手段から１ライン画像データ群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ごとに該データ群の色成分に対応するように前記光走査手段による前記Ｍ本の走査光ビームの導光先を切り替えるように構成している。
【００２４】
このように構成された発明では、走査光ビームを潜像担持体の表面に走査させる前に、予め各色成分の画像データを記憶手段に記憶しておき、１ライン画像データ群の読み出し先をＮ色の画像データから選択的に切り替えながら、記憶手段から１ライン画像データ群を１つずつシリアルに読み出している。そして、その読み出された１ライン画像データ群ごとに該データ群の色成分に対応するように光走査手段によるＭ本の走査光ビームの導光先を切り替えてＭ本のライン潜像を形成している。したがって、画像処理とＭ本の走査光ビームの切替処理とをマッチングさせることができ、画像形成を良好に行うことができる。
【００２５】
【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。
【００２６】
このエンジン部ＥＧでは、４つの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのそれぞれに対応して帯電ユニット、現像ユニットおよびクリーニング部が設けられている。なお、これら帯電ユニット、現像ユニットおよびクリーニング部の構成はいずれの色成分についても同一であるため、ここではイエローに関する構成について説明し、その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。
【００２７】
感光体２Ｙは図１の矢印方向に回転自在に設けられている。そして、この感光体２Ｙの周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット３Ｙ、現像ユニット４Ｙおよびクリーニング部（図示省略）がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３Ｙは例えばスコロトロン帯電器で構成されており、帯電制御部１０３からの帯電バイアス印加によって感光体２Ｙの外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。そして、この帯電ユニット３Ｙによって帯電された感光体２Ｙの外周面に向けて露光ユニット６から走査光ビームＬｙが照射される。これによって印字指令に含まれるイエロー画像データに対応する静電潜像が感光体２Ｙ上に形成される。なお、この露光ユニット６はイエロー専用ではなく、各色成分に対して共通して設けられており、露光制御部１０２からの制御指令に応じて動作する。この露光ユニット６の構成および動作については後で詳述する。また、画像データに対する画像処理および該画像データに基づく潜像形成についても後で詳述する。
【００２８】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４Ｙによってトナー現像される。この現像ユニット４Ｙはイエロートナーを内蔵している。そして、現像器制御部１０４から現像バイアスが現像ローラ４１Ｙに印加されると、現像ローラ４１Ｙ上に担持されたトナーが感光体２Ｙの表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着する。その結果、感光体２Ｙ上の静電潜像がイエローのトナー像として顕像化される。なお、現像ローラ４１Ｙに与える現像バイアスとしては、直流電圧、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したもの等を用いることができるが、特に感光体２Ｙと現像ローラ４１Ｙとを離間配置し、両者の間でトナーを飛翔させることでトナー現像を行う非接触現像方式の画像形成装置では、効率よくトナーを飛翔させるために直流電圧に対して正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を重畳した電圧波形とすることが好ましい。
【００２９】
現像ユニット４Ｙで現像されたイエロートナー像は、一次転写領域ＴＲｙ１で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。また、イエロー以外の色成分についても、イエローと全く同様に構成されており、感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上にマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像がそれぞれ形成されるとともに、一次転写領域ＴＲｍ１、ＴＲｃ１、ＴＲｋ１でそれぞれ中間転写ベルト７１上に一次転写される。
【００３０】
この転写ユニット７は、２つのローラ７２、７３に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７２を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｒ２に回転させるベルト駆動部（図示省略）とを備えている。また、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して不図示の電磁クラッチにより当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７４が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、一次転写タイミングを制御することで各トナー像を重ね合わせてカラー画像を中間転写ベルト７１上に形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７４との間の二次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。一方、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、ブラックトナー像のみを感光体２Ｋに形成するとともに、二次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上にモノクロ画像を二次転写する。また、こうして画像の２次転写を受けたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に向けて搬送される。
【００３１】
なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、不図示の除電手段によりその表面電位がリセットされ、さらに、その表面に残留したトナーがクリーニング部により除去された後、帯電ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにより次の帯電を受ける。
【００３２】
また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ７５、濃度センサ７６（図２）および垂直同期センサ７７（図２）が配置されている。これらのうち、クリーナ７５は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７２に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７２側に移動した状態でクリーナ７５のブレードがローラ７２に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。また、濃度センサ７６は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。さらに、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の副走査方向への回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色のトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて制御される。
【００３３】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像データを記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３４】
図３は図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す副走査断面図である。また、図４は図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図である。また、図５は露光ユニットの光学構成を展開した副走査断面図である。また、図６ないし図８は露光ユニットの一構成要素たる光走査素子を示す図である。さらに、図９は露光ユニットおよび露光制御部の構成を示すブロック図である。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニットの構成および動作について詳述する。
【００３５】
この露光ユニット６は露光筐体６１を有している。そして、露光筐体６１に単一のレーザー光源６２が固着されており、レーザー光源６２から光ビームを射出可能となっている。このレーザー光源６２は、図９に示すように、露光制御部１０２の光源駆動部１０２ａと電気的に接続されている。このため、画像データに応じて光源駆動部１０２ａがレーザー光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御してレーザー光源６２から画像データに対応して変調された光ビームが射出される。このように本実施形態では、レーザー光源６２が本発明の「光源」に相当してる。
【００３６】
また、この露光筐体６１の内部には、レーザー光源６２からの光ビームを感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に走査露光するために、コリメータレンズ６３、シリンドリカルレンズ６４、光走査素子６５、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。
【００３７】
この光走査素子６５は半導体製造技術を応用して微小機械を半導体基板上に一体形成するマイクロマシニング技術を用いて形成されるものであり、偏向ミラー面６５１で反射した光ビームを互いに直交する２方向、つまり主走査方向および副走査方向に光ビームを偏向可能となっている。より具体的には、光走査素子６５は次のように構成されている。
【００３８】
この光走査素子６５では、図６に示すように、シリコンの単結晶基板（以下「シリコン基板」という）６５２が本発明の「支持部材」として機能し、さらに該シリコン基板６５２の一部を加工することで外側可動板６５３が設けられている。この外側可動板６５３は枠状に形成され、ねじりバネ６５４によってシリコン基板６５２に弾性支持されており、主走査方向Ｘとほぼ平行に伸びる第２軸ＡＸ２回りに揺動自在となっている。また、外側可動板６５３の上面には、シリコン基板６５２上面に形成した一対の外側電極端子（図示省略）にねじりバネ６５４を介して電気的に接続する平面コイル６５５が「第２軸駆動用コイル」として絶縁層で被膜されて設けられている。
【００３９】
この外側可動板６５３の内側には、平板状の内側可動板６５６が軸支されている。すなわち、内側可動板６５６はねじりバネ６５４と軸方向が直交するねじりバネ６５７で外側可動板６５３の内側に弾性支持されており、副走査方向Ｙとほぼ平行に伸びる第１軸ＡＸ１回りに揺動自在となっている。そして、内側可動板６５６の中央部には、アルミニューム膜などが偏向ミラー面６５１として成膜されている。
【００４０】
また、シリコン基板６５２の略中央部には、図７および図８に示すように、外側可動板６５３および内側可動板６５６がそれぞれ第２軸ＡＸ２および第１軸ＡＸ１回りに揺動可能となるように、凹部６５２ａが設けられている。そして、凹部６５２ａの内底面のうち内側可動板６５６の両端部に対向する位置に電極６５８ａ、６５８ｂがそれぞれ固着されている（図７参照）。これら２つの電極６５８ａ、６５８ｂは内側可動板６５６を第１軸ＡＸ１回りに揺動駆動するための「第１軸用電極」として機能するものである。すなわち、これらの第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂは露光制御部１０２の第１駆動部１０２ｂと電気的に接続されており、電極への電圧印加によって該電極と偏向ミラー面６５１との間に静電吸着力が作用して偏向ミラー面６５１の一方端部を該電極側に引き寄せる。したがって、第１駆動部１０２ｂから所定の電圧を第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加すると、ねじりバネ６５７を第１軸ＡＸ１として偏向ミラー面６５１を往復振動させることができる。そして、この往復振動の駆動周波数を偏向ミラー面６５１の共振周波数に設定すると、偏向ミラー面６５１の振れ幅は大きくなり、電極６５８ａ、６５８ｂに近接する位置まで偏向ミラー面６５１の端部を変位させることができる。また、偏向ミラー面６５１の端部が共振で電極６５８ａ、６５８ｂと近接位置に達することで、電極６５８ａ、６５８ｂも偏向ミラー面６５１の駆動に寄与し、端部と平面部の両電極により振動維持をより安定させることができる。
【００４１】
この凹部６５２ａの内底面には、図８に示すように、外側可動板６５３の両端部に外方位置に永久磁石６５９ａ、６５９ｂが互いに異なる方位関係で固着されている。また、第２軸駆動用コイル６５５は、露光制御部１０２の第２駆動部１０２ｃと電気的に接続されており、コイル６５５への通電によって第２軸駆動用コイル６５５を流れる電流の方向と永久磁石６５９ａ、６５９ｂによる磁束の方向によりローレンツ力が作用し、外側可動板６５３を回転するモーメントが発生する。この際に内側可動板６５６（偏向ミラー面６５１）も外側可動板６５３と一体にねじりバネ６５４を第２軸ＡＸ２として揺動する。ここで、第２軸駆動用コイル６５５に流す電流を交流とし連続的に反復動作すれば、ねじりバネ６５４を第２軸ＡＸ２として偏向ミラー面６５１を往復振動させることができる。
【００４２】
このように光走査素子６５では、偏向ミラー面６５１を互いに直交する第１軸ＡＸ１および第２軸ＡＸ２回りに、しかも独立して揺動駆動することが可能となっている。そこで、この実施形態では、第１軸駆動部１０２ｂと第２軸駆動部１０２ｃとからなるミラー駆動部を制御することによって偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ１回りに揺動させることで光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させている。一方、偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ２回りに揺動させることで光ビームを４つの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのいずれかの一に導光して感光体のなかで走査光ビームが照射される感光体を選択的に切り替えている。このように本実施形態では、第１軸ＡＸ１を主走査偏向軸として機能させるとともに、第２軸ＡＸ２を切替軸として機能させている。もちろん、第１軸ＡＸ１を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。
【００４３】
図３および図４に戻って露光ユニット６の説明を続ける。上記のように光走査素子６５により走査された走査光ビームは選択された感光体に向けて光走査素子６５から射出されるが、その走査光ビームは第１走査レンズ６６、折り返しミラー群６７および第２走査レンズ６８で構成された第２光学系を介して選択された感光体に照射される。例えば、光走査素子６５によりイエロー用の感光体２Ｙに切り替えられている際には、イエロー用の走査光ビームＬｙは第１走査レンズ６６、折り返しミラー群６７および第２走査レンズ６８Ｙを介して感光体２Ｙに照射されてライン状の潜像が形成される。なお、他の色成分についてもイエローと全く同様である。
【００４４】
なお、この実施形態では、光走査素子６５からの走査光ビームの開始または終端を水平同期用結像レンズ６９により同期センサ６０に結像している。すなわち、この実施形態では、同期センサ６０を、主走査方向Ｘにおける同期信号、つまり水平同期信号ＨＳＹＮＣを得るための水平同期用読取センサとして機能させている。
【００４５】
図１０は図１の画像形成装置での画像処理を模式的に示す図である。また図１１は図１の画像形成装置のカラー画像形成動作を示す模式図である。以下、これらの図面を参照しつつ図１の画像形成装置のカラー画像形成動作について説明する。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置よりカラー印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データＤが画像メモリ１１３に記憶される。この画像データＤは図１０に示すように複数の１ラインカラーデータＤＬを含んでいる。そして、メインコントローラ１１は色分解を実行して各色成分の１ライン画像データ群を得る。すなわち、イエローについて複数の１ライン画像データＤＬｙが、マゼンタについて複数の１ライン画像データＤＬｍが、シアンについて複数の１ライン画像データＤＬｃが、さらにブラックについて複数の１ライン画像データＤＬｋがそれぞれ得られ、画像メモリ１１３に記憶される。このように、この実施形態では画像メモリ１１３が本発明の「記憶手段」として機能している。なお、この明細書中の「１ライン画像データ」とは、当該色の走査光ビームの一走査分に相当するラインデータを意味している。したがって、１ライン画像データに基づきレーザー光源６２をＯＮ／ＯＦＦ制御しながらレーザー光源６２からの走査光ビームを該１ライン画像データの色成分に対応する感光体２上に走査すると、該色成分で、しかも１ライン画像データで示されるライン潜像が形成される。
【００４６】
また、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分について色分解が完了すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出す（図１０の１点鎖線の矢印を参照）。この実施形態では、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが所定間隔だけ離間して配置されていることから、Ｙ→Ｙ→Ｙ→Ｍ→Ｙ→Ｍ→Ｙ→Ｍ→Ｃ→…の順序でシリアルに読み出されている。そして、こうして読み出された１ライン画像データＤＬｙ、ＤＬｍ、ＤＬｃ、ＤＬｋからなるシリアルデータに基づきレーザー光源６２をパルス幅変調するためのレーザ変調データ（ＰＷＭデータ）を作成し、図示を省略するビデオＩＦを介してエンジンコントローラ１０に出力する。例えばＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋ→Ｙ…の順序でシリアルに１ライン画像データが画像メモリ１１３から読み出されると、各１ライン画像データに対応したＰＷＭデータがエンジンコントローラ１０に与えられる。
【００４７】
一方、このＰＷＭデータを受け取ったエンジンコントローラ１０では、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを一定速度Ｖで回転させながら各タイミングでＰＷＭデータに対応する感光体のみに走査光ビームを走査させてライン潜像を形成していく。すなわち、上記ＰＷＭデータが与えられる場合には、まずタイミングｔ１でイエローの１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ１では、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を切替軸たる第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして光ビームを感光体２Ｙに導光するように設定される。そして、第２軸ＡＸ２回りの揺動を停止させた後、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて主走査偏向軸たる第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図１１の「タイミングｔ１」の列に示すように、走査光ビームＬｙが感光体２Ｙのみに走査されてイエローの１ライン画像データＤＬｙに対応するライン潜像Ｉｙ１が形成される。なお、図１１（ならびに後で説明する図１２〜図１４、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。
【００４８】
また、ライン潜像Ｉｙ１の形成が完了すると、次のタイミングｔ２でマゼンタの１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ２では、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして光ビームを感光体２Ｍに導光するように設定される。そして、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図１１の「タイミングｔ２」の列に示すように、走査光ビームＬｍが感光体２Ｍのみに走査されてマゼンタの１ライン画像データＤＬｍに対応するライン潜像Ｉｍ１が形成される。
【００４９】
さらに、上記と同様にして、各タイミングｔ３、ｔ４、ｔ５、…でシアンライン潜像Ｉｃ１、ブラックライン潜像Ｉｋ１、イエローライン潜像Ｉｙ２、…がそれぞれ対応する色成分の感光体２上に形成されていく。こうして、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに画像データＤに対応する潜像が形成される。そして、これらの潜像は各現像ユニット４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって現像されて４色のトナー像が形成される。また、一次転写タイミングを制御することで各トナー像は中間転写ベルト７１上で重ね合わされてカラー画像が形成される。その後、このカラー画像はシートＳ上に二次転写され、さらにシートＳに定着される。
【００５０】
図１２は図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の一例を示す模式図である。以下、この図面を参照しつつ図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作について説明する。ただし、モノクロ画像を形成する場合には取り扱う色成分がブラックのみである点を除き、カラー画像を形成する場合と基本的に同様であるため、両者の相違点を中心に説明する。
【００５１】
この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置よりモノクロ印字指令が与えられると、その印字指令に含まれる画像データＤが画像メモリ１１３に記憶される。この画像データＤはブラックの複数の１ライン画像データを含んでおり、メインコントローラ１１では、画像データＤの１ページ分または所定ブロック分の１ライン画像データをメモリ１１３に記憶すると、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出す。そして、こうして読み出された１ライン画像データに基づきレーザー光源６２をパルス幅変調するためのレーザ変調データ（ＰＷＭデータ）を作成し、図示を省略するビデオＩＦを介してエンジンコントローラ１０に出力する。
【００５２】
一方、このＰＷＭデータを受け取ったエンジンコントローラ１０では、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを一定速度Ｖで回転させながら各タイミングでブラック用の感光体２Ｋに走査光ビームを走査させてライン潜像を形成していく。すなわち、まずタイミングｔ１でブラックの１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ１では、第２軸駆動部１０２ｃからコイル６５５への通電によって偏向ミラー面６５１を切替軸たる第２軸ＡＸ２回りに回動位置決めして光ビームを感光体２Ｋに導光するように設定される。そして、第２軸ＡＸ２回りの揺動を停止させた後、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて主走査偏向軸たる第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図１２の「タイミングｔ１」の列に示すように、走査光ビームＬｋが感光体２Ｋのみに走査されてブラックの１ライン画像データに対応するライン潜像Ｉｋ１が形成される。
【００５３】
また、ライン潜像Ｉｋ１の形成が完了すると、次のタイミングｔ２で次の１ライン画像データに対応してレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されながらレーザー光源６２から光ビームが光走査素子６５に射出される。また、このタイミングｔ２においても、第２軸ＡＸ２回りの揺動は停止されており、光ビームを感光体２Ｋに導光するように設定される。そして、その設定状態のまま第１駆動部１０２ｂから所定の電圧が第１軸用電極６５８ａ、６５８ｂに交互に印加されて第１軸ＡＸ１回りに偏向ミラー面６５１を往復振動させて光ビームを偏向して主走査方向Ｘに走査させる。これによって、図１２の「タイミングｔ２」の列に示すように、走査光ビームＬｋが感光体２Ｋに走査されて次の１ライン画像データに対応するライン潜像Ｉｋ２が形成される。
【００５４】
さらに、上記と同様にして、各タイミングｔ３、ｔ４、ｔ５、…でブラックライン潜像Ｉｋ３、Ｉｋ４、Ｉｋ５、…が感光体２Ｋ上に形成されていく。こうして、ブラック用感光体２Ｋに画像データＤに対応する潜像が形成される。そして、これらの潜像は各現像ユニット４Ｋによって現像されてブラックのトナー像が形成される。また、このトナー像は中間転写ベルト７１上に１次転写された後、シートＳ上に二次転写され、さらにシートＳに定着される。
【００５５】
ここで、上記のようにして形成されたカラー画像とモノクロ画像とを対比すると、モノクロ画像の方が単位時間当たりのライン潜像の本数が多く、高細密な画像となっている。すなわち、この実施形態では、画像の解像度をカラー画像とモノクロ画像とで変更することができる。もちろん、モノクロ画像の印字速度を優先する場合には、感光体２Ｋの回転速度を高めればよい。また、モノクロ印字を行う際には、イエロー、シアン、マゼンタの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを回転停止するように制御してもよい。
【００５６】
図１３は図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の他の例を示す模式図である。このモノクロ画像形成動作においては、同図に示すように、感光体２Ｋの回転速度は通常の４倍に設定されている。このため、感光体２Ｋが一定速度（４Ｖ）で移動するのに対応しながら、各タイミングｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、…でブラックライン潜像Ｉｋ１、Ｉｋ２、Ｉｋ３、Ｉｋ４、Ｉｋ５、…が感光体２Ｋ上に形成されていく。
【００５７】
また図１４は図１の画像形成装置のモノクロ画像形成動作の別の例を示す模式図である。このモノクロ画像形成動作においては、同図に示すように、感光体２Ｋの回転速度は通常の２倍に設定されるとともに、走査光ビームＬｋの走査間隔は２倍に設定されている。このため、感光体２Ｋが一定速度（２Ｖ）で移動するのに対応しながら、各タイミングｔ１、ｔ３、ｔ５、…でブラックライン潜像Ｉｋ１、Ｉｋ２、Ｉｋ３、…が感光体２Ｋ上に形成されていく。したがって、印字速度は高細密印字（図１１）の２倍、また高速モノクロ印字（図１３）の半分となる。
【００５８】
ここで、感光体２Ｋの回転速度と走査タイミングとの関係は上記した高速モノクロ印字（図１３）および倍速モノクロ印字（図１４）に限定されるものではなく、任意である。しかしながら、高速モノクロ印字（図１３）および倍速モノクロ印字（図１４）では、偏向ミラー面６５１を共振モードで第１軸ＡＸ１回りに揺動駆動したまま印字速度を高めることができる。したがって、偏向ミラー面６５１の揺動動作を変更することなく、カラー印字とモノクロ印字とを切り替えることができ、安定した画像形成を行うことができる。また、偏向ミラー面６５１を共振モードで揺動させたまま印字速度を正確にコントロールすることができる。
【００５９】
以上のように、この実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００６０】
（Ａ）このように構成された画像形成装置では、各感光体２への潜像書込タイミングに応じたタイミングで画像メモリ１１３から１ライン画像データを順番に読み出してＰＷＭデータを作成している。そして、このＰＷＭデータにしたがってレーザー光源６２を変調するとともに、そのレーザー光源６２からの光ビームを主走査方向Ｘに偏向して走査光ビームを形成している。しかも、１ライン画像データの読出順序に応じて、偏向ミラー面６５１からの走査光ビームが照射される感光体２を選択的に切り替えるため、その切替動作に応じた感光体２にライン潜像が形成される。このようにレーザー光源６２を１つしか有していないにもかかわらず、４個の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に走査光ビームＬｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋをそれぞれ走査させて各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにライン潜像を形成可能となっている。このため、４個の光源が必要となっていた従来装置に比べて、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。また、光学的な調整作業性を簡素化することができる。
【００６１】
（Ｂ）偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ１および第２軸ＡＸ２の２軸回りに揺動可能に構成された光走査素子６５を用いているため、後述する光走査手段（ポリゴンミラー＋揺動ミラー、２つの揺動ミラー）を採用した場合に比べて露光ユニット６を小型化することができ、装置の小型化の面で有利となっている。
【００６２】
（Ｃ）また、シリコンの単結晶基板６５２に対してマイクロマシニング技術を適用することで光走査素子６５の外側可動板６５３および内側可動板６５６を形成しているので、これらの光走査素子６５を高精度に製造することができる。また、ステンレス鋼と同程度のバネ特性で内側可動板６５６および外側可動板６５３を揺動自在に支持することができ、偏向ミラー面６５１を安定して、しかも高速で揺動することができる。
【００６３】
（Ｄ）また、駆動部１０２ｂ、１０２ｃからなるミラー駆動部により偏向ミラー面６５１を揺動駆動するのにあたり、偏向ミラー面６５１を共振モードで第１軸（主走査偏向軸）ＡＸ１回りに揺動駆動するように構成しているので、少ないエネルギーで偏向ミラー面６５１を第１軸ＡＸ１回りに揺動駆動することができる。また、走査光ビームの主走査周期を安定化することができる。
【００６４】
（Ｅ）一方、偏向ミラー面６５１を第２軸（切替軸）ＡＸ２回りに揺動位置決めするために、偏向ミラー面６５１を非共振モードで揺動駆動しているので、次のような作用効果がある。すなわち、偏向ミラー面６５１の第２軸ＡＸ２回りの揺動駆動は走査光ビームの導光先を切り替えるため、導光先の切替を行った後に偏向ミラー面６５１の第２軸ＡＸ２回りの揺動を停止させる必要がある。したがって、揺動駆動と揺動停止とを精度良く行うためには、非共振モードで揺動駆動させるのが望ましい。
【００６５】
（Ｆ）また、偏向ミラー面６５１を揺動駆動させるための駆動力としては、静電吸着力や電磁気力などを用いることができるが、特に偏向ミラー面６５１を第１軸（主走査偏向軸）ＡＸ１回りに揺動駆動するために静電吸着力を用いているので、コイルパターンを内側可動板６５６に形成する必要がなく、光走査素子６５の小型化が可能となり、偏向走査をより高速化することができる。
【００６６】
（Ｇ）また、偏向ミラー面６５１を第２軸（切替軸）ＡＸ２回りに揺動駆動するために電磁気力を用いているので、静電吸着力を発生させる場合に比べて低い駆動電圧で偏向ミラー面６５１を揺動駆動することができ、電圧制御が容易となり、走査光ビームの位置精度や切替精度を高めることができる。
【００６７】
＜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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
＜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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
＜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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
＜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。
【００８３】
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。
【００８４】
＜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。
【００８５】
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。
【００８６】
＜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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
＜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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
＜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。
【００９６】
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、この実施形態では画像メモリ１１３が本発明の「記憶手段」として機能している。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
＜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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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、  ６３…コリメータレンズ（第１光学系）、  ６４…シリンドリカルレンズ（第１光学系）、  ６５、６５０…光走査素子（光走査手段）、  ６６，６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃ，６８Ｋ…走査レンズ（第２光学系）、  １０２ｂ…第１軸駆動部（ミラー駆動部）、  １０２ｃ…第２軸駆動部（ミラー駆動部）、  １０２ｄ…第３軸駆動部（ミラー駆動部）、  １１３…画像メモリ（記憶手段）、  ６００…光走査系（光走査手段）、  ６０１…ポリゴンミラー、  ６０１ａ，６０３ａ，６５１、６５１ａ、６５１ｂ…偏向ミラー面、  ６０２…切替用揺動ミラー、  ６０２ａ…切替用反射面、  ６０３…主走査用揺動ミラー、  ６５２…シリコン基板、  ６５３…外側可動板、  ６５６、６５６ａ、６５６ｂ…内側可動板、  ６６１…単玉非球面レンズ（第３光学系）、  ＡＸ１…第１軸（主走査偏向軸）、  ＡＸ２…第２軸（切替軸）、  ＡＸ３…回転軸（主走査偏向軸）、  ＡＸ４…揺動軸（切替軸）、  ＡＸ５…揺動軸（主走査偏向軸）、  Ｄ…画像データ、  Ｉｙ１，Ｉｙ２，Ｉｍ１，Ｉｃ１，Ｉｋ１〜Ｉｋ５…ライン潜像、  Ｌｙ１，Ｌｙ２，Ｌｍ１，Ｌｍ２，Ｌｃ１，Ｌｃ２，Ｌｋ１，Ｌｋ２…走査光ビーム、  Ｘ…主走査方向、Ｙ…副走査方向
【図１】
2004255726.tif 000003
【図２】
2004255726.tif 000004
【図３】
2004255726.tif 000005
【図４】
2004255726.tif 000006
【図５】
2004255726.tif 000007
【図６】
2004255726.tif 000008
【図７】
2004255726.tif 000009
【図８】
2004255726.tif 000010
【図９】
2004255726.tif 000011
【図１０】
2004255726.tif 000012
【図１１】
2004255726.tif 000013
【図１２】
2004255726.tif 000014
【図１３】
2004255726.tif 000015
【図１４】
2004255726.tif 000016
【図１５】
2004255726.tif 000017
【図１６】
2004255726.tif 000018
【図１７】
2004255726.tif 000019
【図１８】
2004255726.tif 000020
【図１９】
2004255726.tif 000021
【図２０】
2004255726.tif 000022
【図２１】
2004255726.tif 000023
【図２２】
2004255726.tif 000024
【図２３】
2004255726.tif 000025
【図２４】
2004255726.tif 000026
【図２５】
2004255726.tif 000027
【図２６】
2004255726.tif 000028
【図２７】
2004255726.tif 000029
【図２８】
2004255726.tif 000030
【図２９】
2004255726.tif 000031
【図３０】
2004255726.tif 000032
【図３１】
2004255726.tif 000033
【図３２】
2004255726.tif 000034