(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動する偏向ミラー面により光を所定の方向に偏向走査させる偏向器と、前記偏向器からの偏向光を所定の面に導光する光学系とを備えた光走査装置により走査される光の走査状態を検知し、光が所定の走査性で走査されるように前記光走査装置を調整する調整方法であって、
第１センサ、前記第１センサから離間した位置に配置される第２センサおよび前記第１センサに対して前記第２センサに対称な位置に配置される第３センサが取り付けられたユニット本体に対し、前記光学系の射出側において前記第１センサが前記光学系の光軸上に位置するとともに前記第２および第３センサが前記所定の方向に位置するように、前記光走査装置を装着する装着工程と、
前記装着工程後に、前記第１および第２センサが光を検知して出力する信号に基づき前記第１および第２センサの間を光が通過する第１通過時間を求め、該第１通過時間より前記偏向ミラー面の振動中心と前記光学系の光軸との角度ズレを検知する角度ズレ検知工程と、
前記角度ズレが検知されると、角度ズレに応じて前記偏向ミラー面の振動中心を変位させる振動調整工程と
を備えたことを特徴とする光走査装置の調整方法。
【請求項２】
前記偏向ミラー面を基準振幅値で振動させて光の走査を行う請求項１記載の光走査装置の調整方法であって、
前記第２および第３センサが光を検知して出力する信号に基づき前記第２および第３センサの間を光が通過する第２通過時間を求め、前記偏向ミラー面の振幅が前記基準振幅値からずれる、振幅ズレを前記第２通過時間に基づき検知する振幅ズレ検知工程と、
前記振幅ズレが検知されると、前記偏向ミラー面の振幅を増減して前記基準振幅値に一致させる振幅調整工程と
をさらに備えた光走査装置の調整方法。
【請求項３】
前記振幅調整工程を前記角度ズレ検知工程および前記振動調整工程に先立って行う請求項２記載の光走査装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動する偏向ミラー面によって光ビームを偏向するとともに、光学系を介して該偏向光ビームを被走査面に導光する光走査装置において被走査面上で光ビームが所望の走査性で走査するように、該光走査装置を調整する調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の光走査装置を用いる装置としては、例えばレーザプリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの画像形成装置がある。この画像形成装置では、感光体ドラムなどの潜像担持体の表面に形成すべきトナー像に関連する画像データに対して階調再現処理などの画像処理を加えて画像信号が形成される。また、この画像形成装置では、光走査装置として露光ユニットが設けられており、該露光ユニットが画像データに対応する潜像を潜像担持体上に形成する。例えば特許文献１に記載の露光ユニットでは、光源として半導体レーザが用いられ、上記画像信号に基づき光源からの光ビームが変調されるとともに、該変調光ビームが光偏向素子（本願発明の「偏向手段」に相当）の偏向ミラー面により偏向されて主走査方向への光ビームの走査が行われる。そして、走査光ビームが走査レンズ系（本願発明の「光学系」に相当）により感光体ドラム表面に結像されてスポット潜像が形成される。こうして形成されるスポット潜像は現像部により現像されて該スポット潜像位置にドットが形成されて画像データに対応するトナー像が形成される。
【０００３】
このように構成された露光ユニット（光走査装置）では、光偏向素子により光ビームを走査しながら該走査光ビームを走査レンズ系により感光体ドラムの表面（被走査面）に結像しているため、走査光ビームと走査レンズ系との相対関係が重要となってくる。例えば、偏向ミラー面の振動中心（走査光ビームの走査中心）と走査レンズ系の光軸との間に角度ズレが生じると、感光体ドラム表面での光ビームの走査速度が変動したり、収差が増大して所望の走査性で光ビームを走査させることができない。そこで、この従来技術では、次のようなマニュアル操作により露光ユニットの調整を行っている。まず、光偏向素子を静止させた状態で半導体レーザを点灯させる。そして、光偏向素子により反射された光ビームを、走査レンズ系の対称中心、つまり光軸上の配置されたフォトダイオードなどの半導体光電変換素子に入射させて該フォトダイオードからの出力信号をモニターしながら、オペレータが光偏向素子の位置を変位させる。そして、信号出力が最大になる位置で光偏向素子を固定している。このようなマニュアル調整作業により走査光ビームと走査レンズ系との相対な配置関係を調整している。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８０３４８号公報（［００６３］、［００６７］、図１および図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マニュアル操作による位置調整には一定の限界があり、偏向ミラー面の振動中心と走査レンズ系の光軸との間に生じる角度ズレを確実に解消することは困難であった。そのため、光ビームを感光体ドラム表面上において所望の走査性で走査させることができなかった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、被走査面上で光ビームを所望の走査性で走査させるための光走査装置の調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、振動する偏向ミラー面により光を所定の方向に偏向走査させる偏向器と、偏向器からの偏向光を所定の面に導光する光学系とを備えた光走査装置により走査される光の走査状態を検知し、光が所定の走査性で走査されるように光走査装置を調整する調整方法あって、上記目的を達成するため、第１センサ、第１センサから離間した位置に配置される第２センサおよび第１センサに対して第２センサに対称な位置に配置される第３センサが取り付けられたユニット本体に対し、光学系の射出側において第１センサが光学系の光軸上に位置するとともに第２および第３センサが所定の方向に位置するように、光走査装置を装着する装着工程と、装着工程後に、第１および第２センサが光を検知して出力する信号に基づき第１および第２センサの間を光が通過する第１通過時間を求め、該第１通過時間より偏向ミラー面の振動中心と光学系の光軸との角度ズレを検知する角度ズレ検知工程と、角度ズレが検知されると、角度ズレに応じて偏向ミラー面の振動中心を変位させる振動調整工程とを備えることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、振動している偏向ミラー面により光ビームが主走査方向に偏向され、さらに該偏向光ビームが光学系により被走査面の有効走査領域に導光される。このため、偏向ミラー面の振動中心（つまり光ビームの走査中心）と光学系の光軸との相対な配置関係が走査性に大きく影響を及ぼす。すなわち、後で詳述する図１３に示すように、偏向ミラー面の振動中心と光学系の光軸との間に角度ズレが生じる（β≠０゜）と、被走査面で形成されるスポット位置は角度ズレが生じていない理想状態で形成されるスポット位置から外れ、その結果、所望の走査性が得られない。また、スポット位置のズレ量（絶対誤差）は走査端部に行くにしたがって大きくなり、無視できないものとなる。しかも、ズレ量の方向性を調べると、図１３（ｂ）に示すように、その方向性は走査範囲の両端部で同一となっている。このような現象を利用すべく、本発明では、光走査装置をユニット本体に対して装着し、ユニット本体に取り付けられた第１センサが光学系の光軸上に位置するように構成している。また、このユニット本体には、第１センサから離間して第２センサが取り付けられている。このように光学系の射出側で２つのセンサが光軸に対して非対称に配置され、走査光ビームを検知して信号を出力する。したがって、第１および第２センサからの出力は角度ズレに対応して変化するため、これらの出力により角度ズレに関する情報が得られる。
【０００９】
また、本発明では上記２つのセンサ以外に、第３センサが第１センサに対して前記第２センサに対称な位置で前記ユニット本体に取り付けられている。このように光学系の射出側で第２および第３センサが光軸に対して対称に配置され、走査光を検知して信号を出力する。したがって、偏向ミラー面の振幅が変動した場合には、第２および第３センサからの出力は振幅変動に対応して変化するため、これらの出力により振幅ズレに関する情報が得られる。
【００１０】
このように、本発明にかかる光走査装置の調整方法を用いることで角度ズレおよび振幅ズレに関連する情報を正確に得ることができ、これらの情報に基づき光走査装置を高精度に調整して良好な走査状態を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、振動する偏向ミラー面によって光源からの光ビームを被走査面としての潜像担持体の有効走査領域上に走査させて有効走査領域に潜像を形成する光走査装置を調整するための調整ユニットおよび該ユニットを用いた調整方法に関するものである。そこで、以下においては、本発明を適用可能な光走査装置および該光走査装置を用いる画像形成装置の概略構成を説明し、その後で、光走査装置を調整するための調整ユニットおよび該調整ユニットを用いた調整方法について詳述する。
【００１２】
＜装置の概略構成＞
図１は光走査装置を装備する画像形成装置の一例を示す図である。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画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラ１１に与えられると、この画像形成指令に対応する画像信号や制御信号などがメインコントローラ１１からエンジンコントローラ１０やエンジン部ＥＧに与えられる。そして、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ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に画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１３】
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、露光ユニットおよびクリーニング部が設けられている。このように、各トナー色ごとに、感光体、帯電ユニット、現像ユニット、露光ユニットおよびクリーニング部を備えて該トナー色のトナー像を形成する画像形成手段が設けられている。なお、これらの画像形成手段（感光体、帯電ユニット、現像ユニット、露光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。
【００１４】
感光体２Ｙは図１の矢印方向（副走査方向）に回転自在に設けられている。また、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６Ｙから走査光ビームＬyが照射される。これによって画像形成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。このように露光ユニット６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）は本発明の適用対象となる光走査装置に相当するが、その構成および動作については後で詳述する。また、この露光ユニット６の調整方法ならびに該調整を行う際に用いられる調整ユニットについても後で詳述する。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ７５および濃度センサが配置されている。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。
【００２０】
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主走査断面図であり、図４は図３の露光ユニットにおける光ビームの走査範囲を示す図であり、図５は図１の画像形成装置の露光ユニットおよび露光ユニットを制御するための露光制御ユニットを示す図である。また、図６および図７は露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図である。また、図８は偏向器に与えられる信号を示す図である。さらに、図９は偏向器の動作を示す主走査断面図である。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニット６の構成および動作について詳述する。なお、露光ユニット６および露光制御ユニット１２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。
【００２１】
図３に示すように、露光ユニット６Ｙ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はメインコントローラ１１からの画像信号Ｓvに基づきＯＮ／ＯＦＦ制御されて該画像信号Ｓvに対応して変調された光ビームがレーザー光源６２から前方に射出される。すなわち、この実施形態では、メインコントローラ１１にビデオクロック発生部１１１が設けられており、基準周波数、例えば６８ＭＨｚのビデオクロック信号ＶＣを出力している。そして、このビデオクロック信号ＶＣを基準として画像出力部１１２がメインコントローラ１１に与えられた画像形成指令に含まれるイエロー画像データに対応する画像信号Ｓvを作成する。この画像信号Ｓvは露光ユニット６Ｙのレーザー光源６２に出力され、該画像信号Ｓvに応じて光ビームは変調され、該変調された光ビームがレーザー光源６２から前方に射出される。
【００２２】
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２の表面（図示省略）に走査露光するために、コリメータレンズ６３１、シリンドリカルレンズ６３２、ミラー６４、偏向器６５、走査レンズ系６６およびミラー６７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６３１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、副走査方向Ｙにのみパワーを有するシリンドリカルレンズ６３２に入射される。そして、シリンドリカルレンズ６３２を調整することでコリメート光は副走査方向Ｙにおいて偏向器６５の偏向ミラー面６５１付近で結像される。このように、この実施形態では、コリメータレンズ６３１およびシリンドリカルレンズ６３２がレーザー光源６２からの光ビームを整形するビーム整形系６３として機能している。なお、この実施形態では、ビーム整形系６３と偏向器６５の偏向ミラー面６５１との間にミラー６４を設け、いわゆる斜め入射構造を構成している。すなわち、レーザー光源６２からの光ビームは、ビーム整形系６３によりビーム整形された後、ミラー６４により折り返されて偏向器６５の偏向ミラー面６５１の揺動軸（図３紙面に対して垂直な軸）と直交する基準面（紙面と平行な面）に対して鋭角をなすように偏向ミラー面６５１に入射される。なお、図３中の符号６１１は露光筐体６１の底部に設けられた位置決め用孔であり、これら２つの位置決め用孔６１１を用いて後述する調整ユニットとの相対的位置決めを行うことが可能となっている。
【００２３】
この偏向器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主走査方向Ｘに偏向可能となっている。より具体的には、偏向器６５は次のように構成されている。この偏向器６５は、その一部に切欠部６５２Ａが形成された支持部６５２Ｂを有するベース部６５２を有している。そして、支持部６５２Ｂには、切欠部６５２Ａの反対側（図７の左手側）に固定子６５３Ａが取り付けられる一方、切欠部６５２Ａ側（図７の右手側）に振動子６５３Ｂが取り付けられている。すなわち、固定子６５３Ａについては、その左外側端部および該左外側端部の両端部の各々から内側端部、つまり同図の右手側に伸びる２本の第１アーム部６５４ａ，６５４ａが支持部６５２Ｂに固定されている。また、振動子６５３Ｂについては、その左外側端部が支持部６５２Ｂに固定されるとともに、該外側端部の両端部の各々から内側端部、つまり同図の左手側に伸びる２本の第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２のうちの上方側アーム部６５４ｂ１が支持部６５２Ｂに固定される一方、下側アーム部６５４ｂ２が自由端となっている。
【００２４】
また、その重心位置６５５を通る揺動軸ＡＸが第１アーム部６５４ａ，６５４ａと第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２との中間位置で各アーム部とほぼ平行となるように、矩形平板状の可動部材６５６が配置されている。この可動部材６５６では、重心位置６５５の一方側（左側）部位が第１捩じりバネ部６５７ａ，６５７ａにより第１アーム部６５４ａ，６５４ａと連結されるとともに、重心位置６５５の他方側（右側）部位が第２捩じりバネ部６５７ｂ，６５７ｂにより第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２と連結されている。つまり、偏向器６５では、固定子６５３Ａと振動子６５３Ｂとが互いに対向して外枠部を形成するとともに、固定子６５３Ａと振動子６５３Ｂは第１および第２捩じりバネ部６５７ａ，６５７ａ，６５７ｂ，６５７ｂを介して可動部材６５６と一体に接続されている。なお、この可動部材６５６の表面には、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。
【００２５】
また、上記可動部材６５６を揺動軸ＡＸ回りに振動させるために、偏向器６５には振動駆動部６５８が設けられている。この振動駆動部６５８は、揺動軸ＡＸに対して一方側（右側）に配置された積層圧電アクチュエータ部６５９ｄを備えている。すなわち、積層圧電アクチュエータ部６５９ｄは、支持部６５２Ｂの切欠部６５２Ａにおいて、ベース部６５２の右側下端部６５２ｃと振動子６５３Ｂのアーム部６５４ｂ２の自由端部との間に配置されており、その上下端面はベース部６５２と第２アーム部６５４ｂ２にそれぞれ固定されている。
【００２６】
この積層圧電アクチュエータ部６５９ｄは複数の圧電素子を所定方向Ｚに積層した圧電アクチュエーターであり、外部から与えられる信号に応じて積層方向Ｚに伸縮するものである。そのため、積層圧電アクチュエータ部６５９ｄに対して駆動電圧が周期的に変動する信号がミラー駆動部１２１から印加されると、該信号に応じて積層圧電アクチュエータ部６５９ｄが伸縮し、その結果、可動部材６５６が重心位置６５５を通る揺動軸ＡＸを中心として揺動する。例えば、図８の破線で示すように駆動電圧が０ボルトから４０ボルトまでの電圧範囲で正弦的に変化する信号（ミラー駆動信号）をミラー駆動部１２１が積層圧電アクチュエータ部６５９ｄに与えることにより偏向ミラー面６５１が揺動軸ＡＸ回りに振動する。このときの偏向ミラー面６５１の振動中心、つまり補正前振動中心は図９の１点鎖線で示すように積層方向Ｚとほぼ平行となり、可動部材６５６を静止した状態での偏向ミラー面６５１の法線とほぼ一致する。
【００２７】
これに対し、ミラー駆動信号にオフセット電圧、例えば５０ボルトを加えた信号（以下「補正済信号」という）が積層圧電アクチュエータ部６５９ｄに与えられると、偏向ミラー面６５１の振動中心は図９の破線で示すように積層方向Ｚに対して角度γだけ傾く。このように、オフセット電圧を加えることによって偏向ミラー面６５１の振動中心が補正前振動中心から補正後振動中心に変位する。したがって、オフセット電圧を設定することにより該オフセット電圧に相当する量だけ偏向ミラー面６５１の振動中心を補正前振動中心から高精度に変位させることができ、光ビームの走査性を向上させることができる。積層圧電アクチュエータ部６５９ｄとして、例えばＮＥＣトーキン株式会社製の樹脂外装型アクチュエーターＡＥ０５０５Ｄ０８を用いるとともに、オフセット電圧を５０ボルトに設定した場合、積層方向Ｚにおける積層圧電アクチュエータ部６５９ｄの最大変位量は約３μｍとなり、角度γは約０．０３゜であった。
【００２８】
また、この実施形態では、偏向器６５の振動動作をＯＮ／ＯＦＦ制御するために、エンジンコントローラ１０にミラー駆動制御部１０１が設けられており、エンジンコントローラ１０のＣＰＵがミラー駆動制御部１０１の機能を担っている。すなわち、このミラー駆動制御部１０１は適当なタイミングで偏向器６５の動作周波数と一致する駆動周波数（例えば２ＫＨｚ）を有する駆動信号Ｓdをミラー駆動部１２１に与えて偏向器６５を振動させる。また、ミラー駆動部１２１は偏向ミラー面６５１の振動中心を補正するために補正角度量γに関す情報に基づきオフセット電圧を調整する。この補正角度量γに関する情報については、後述する調整ユニットを用いることにより容易に、しかも高精度に求めることができる。
【００２９】
そして、偏向器６５の偏向ミラー面６５１で偏向された光ビームは走査レンズ系６６に向けて偏向され、走査レンズ系６６および折り返しミラー６７を介して感光体２に結像され、感光体表面に光ビームのスポットが形成される。この実施形態では、偏向ミラー面６５１が正弦振動することに対応して走査レンズ系６６がアークサインθレンズにより構成されている。このため、後述する調整ユニットを用いて偏向ミラー面６５１の振動中心を調整することにより、優れた等速走査性で光ビームを感光体２の表面上で走査させることができる。こうして、光ビームが主走査方向Ｘと平行に等速走査されて主走査方向Ｘに伸びるライン状の潜像が感光体２の表面上に形成される。このように、本実施形態では走査レンズ系６６が本発明の「光学系」に相当している。なお、この実施形態では、図３や図４に示すように、走査レンズ系６６を構成するレンズ枚数は１枚であるが、構成レンズ枚数はこれに限定されるものではなく、例えば後述する「実施例」のごとく２枚のレンズを組み合わせた光学系であってもよい。
【００３０】
また、この実施形態では、偏向器６５により走査可能な走査範囲ＳＲ2は、図３に示すように、有効走査領域ＥＳＲ上で光ビームを走査させるための第１走査範囲ＳＲ1よりも広く設定されている。また、第１走査範囲ＳＲ1が第２走査範囲ＳＲ2の略中央部に位置しており、光軸ＯＡに対してほぼ対称となっている。さらに、同図中の符号θirは有効走査領域ＥＳＲの端部に対応する偏向ミラー面６５１の振幅角を示し、符号θsは次に説明する光検知センサに対応する偏向ミラー面６５１の振幅角を示している。
【００３１】
また、この実施形態では、図３および図４に示すように、走査光ビームの走査経路の一方端を折り返しミラー６９ａにより光検知センサ６０に導いている。この折り返しミラー６９ａは第２走査範囲ＳＲ2の一方端部に配置され、主走査方向Ｘの一方側（−Ｘ）で第１走査範囲ＳＲ1を外れた位置を移動する走査光ビームを光検知センサ６０に導光する。そして、光検知センサ６０により該走査光ビームが受光されてセンサ位置（Ｈsync相当角θs）を通過するタイミングで信号が光検知センサ６０から出力される。このように、この実施形態では、光検知センサ６０によって主走査方向Ｘに走査される光ビームを主走査方向Ｘの一方側（−Ｘ）で第１走査範囲ＳＲ1から外れた領域で検知することが可能となっている。
【００３２】
また、この実施形態では、光検知センサ６０が第２走査範囲ＳＲ2の往路側端部に配置されているため、往路光ビームの走査初期段階で該光ビームが光検知センサ６０を通過して検知信号Ｈsyncが出力され、また復路光ビームの走査終了段階で該光ビームが光検知センサ６０を通過して検知信号Ｈsyncが出力される。このように光ビームの往復走査ごとに２回の検知信号Ｈsyncが出力される。そこで、これらの信号を区別するため、この明細書では、往路光ビームの検知に対応する検知信号Ｈsyncを「第１検知信号Ｈsync1」とし、逆に復路光ビームの検知に対応する検知信号Ｈsyncを「第２検知信号Ｈsync2」とする。また、これらを区別しないで説明する際には、単に「検知信号Ｈsync」と称する。
【００３３】
このようにして検知される信号Ｈsyncはエンジンコントローラ１０の書込タイミング調整部１０２に与えられる。この書込タイミング調整部１０２には、エンジンコントローラ１０のカウントクロック発生部１０３から計時用クロック信号が与えられており、この計時用クロック信号に基づき書込タイミング調整部１０２は検知信号Ｈsyncからの経過時間を計測し、適当なタイミングで画像出力部１１２にビデオリクエスト（書込要求）信号Ｖreqを順次出力する。そして、ビデオリクエスト信号Ｖreqを受けた画像出力部１１２がビデオクロック信号ＶＣを基準として画像信号Ｓvを出力する。このように書込タイミング調整部１０２がビデオリクエスト信号Ｖreqの出力タイミングを調整することによって主走査方向Ｘにおける潜像書込位置が調整される。なお、この実施形態では、計時用クロック信号の周波数をビデオクロック信号ＶＣのそれよりも大きな値、例えばビデオクロック信号ＶＣの周波数の４倍に設定している。これによって、ビデオリクエスト信号Ｖreqを高分解能で制御して潜像の書込開始位置を正確に制御することができる。
【００３４】
また、光検知センサ６０による走査光ビームの検知信号Ｈsyncは露光制御ユニット１２Ｙの計測部１２３にも伝達され、該計測部１２３において第１走査範囲ＳＲ1を光ビームが走査する走査時間や駆動周期などに関連する駆動情報が算出される。そして、この計測部１２３において算出された実測情報がミラー駆動部１２１に伝達され、ミラー駆動部１２１は必要に応じてオフセット電圧の調整などを行う。
【００３５】
＜光走査装置用調整ユニット＞
図１０は露光ユニットの調整を行うための調整ユニットの一実施形態を示す斜視図である。また、図１１は、露光ユニットが調整ユニットに装着された状態を示す斜視図である。以下、これらの図を参照しつつ、光走査装置用調整ユニットの構成について説明する。なお、この実施形態では、ミラー６７を装着しない状態で露光ユニット６の調整を行っており、それに対応した調整ユニット２０が用いられる。また、調整ユニットへの露光ユニットの装着状態を明瞭にするため、光検知センサ６０および折り返しミラー６９ａの図１１への図示は省略している。
【００３６】
この調整ユニット２０は略Ｌ字型断面を有するユニット本体２１を有している。このユニット本体２１は露光ユニット６の平面サイズよりも大きな平面サイズを有する底面部２１１を有している。そして、この底面部２１１から上方に２本の位置決めピン２２が突設されている。これらの位置決めピン２２は露光ユニット６の露光筐体６１の底部に設けられた位置決め孔６１１に対応するものであり、ピン２２が位置決め孔６１１に挿通されるように露光ユニット６をユニット本体２１の底面部２１１上に載置することで露光ユニット６と調整ユニット２０とが一定の位置関係で位置決めされる（図１１）。このように、本実施形態では、位置決めピン２２が「位置決め部」として機能している。
【００３７】
また、ユニット本体２１では、底面部２１１の一方辺部から鉛直部２１２が上方に立設されている。この鉛直部２１２は、上記のようにして位置決めされた露光ユニット６の射出側に位置するものであり、該露光ユニット６から射出される光ビームを検知する３つの光検知センサ２３Ｌ，２３Ｃ，２３Ｒが鉛直部２１２に設けられている。ここでは、これら３つのセンサ２３Ｌ，２３Ｃ，２３Ｒの配置関係を明確にするため、それぞれ「左端センサ」、「中央センサ」および「右端センサ」と称する。
【００３８】
これら３つのセンサのうち中央センサ２３Ｃは上記のようにして位置決めされた露光ユニット６の光軸ＯＡ上に位置するように鉛直部２１２に取り付けられている。また、中央センサ２３Ｃを挟んで左端および右端センサ２３Ｌ，２３Ｒが主走査方向Ｘに対称配置されている。つまり、この実施形態では、左端センサ２３Ｌが中央センサ２３Ｃから予め設定した距離ＬＧだけ主走査方向Ｘに離間して配置されるとともに、中央センサ２３Ｃから同一距離ＬＧだけ主走査方向Ｘに離間して配置されている。そして、各センサ２３Ｌ，２３Ｃ，２３Ｒを光ビームが通過すると、その通過タイミングに応じて検知信号が各センサ２３Ｌ，２３Ｃ，２３Ｒから出力される。このため、検知信号をモニターすることで露光ユニット６により走査される光ビームの走査状態を正確に検知することができる。そこで、本実施形態では、次に説明する調整方法により露光ユニット６の調整を行って優れた走査性を確保している。
【００３９】
＜光走査装置の調整方法＞
図１２は図１０の調整ユニットを用いた露光ユニットの調整方法を示すフローチャートである。この実施形態では、露光ユニット６の調整を行う際には、まずオペレータが調整対象となる露光ユニット６を調整ユニット２０に装着する（ステップＳ１）。より具体的には、図１１に示すように、露光ユニット６の位置決め孔６１１を位置決めピン２２と対応させながら、露光ユニット６をユニット本体２１の底面部２１１上に載置する。これにより、露光ユニット６に設けられた走査レンズ系６６の射出側において、中央センサ２３Ｃが走査レンズ系６６の光軸ＯＡ上に位置するとともに、左端および右端センサ２３Ｌ，２３Ｒが光軸ＯＡを対称中心として主走査方向Ｘに対称配置される（センサ配置工程）。
【００４０】
それに続いて、例えば図８の破線で示すように駆動電圧が０ボルトから４０ボルトまでの電圧範囲で正弦的に変化するミラー駆動信号を積層圧電アクチュエータ部６５９ｄに与えて偏向ミラー面６５１を揺動軸ＡＸ回りに正弦振動させる。また、レーザー光源６２を点灯させる。これによって、主走査方向Ｘでの光ビームの往復走査が開始される（ステップＳ２）。また、こうして主走査方向Ｘに走査される光ビームを各センサ２３Ｌ．２３Ｃ，２３Ｒが検知するごとに各センサ２３Ｌ．２３Ｃ，２３Ｒから検知信号が出力される。
【００４１】
そして、この実施形態では、上記検知信号を露光制御ユニット１２に入力し、ミラー駆動部１２１が以下の工程を実行することで露光ユニット６の調整を行うが、露光ユニット６の調整を行うための専用のミラー駆動部を別途設けて以下の工程を実行してもよい。すなわち、次のステップＳ３では、ミラー駆動信号に基づき正弦振動する偏向ミラー面６５１の振幅が予め設定されている基準振幅値となっているか否かを判定する。その判定方法としては、例えば光検知センサ６０から第１検知信号Ｈsync1が出力された時刻から、該第１検出信号Ｈsync1に続いて第２検出信号Ｈsync2が出力された時刻までのインターバル時間を計測し、該インターバル時間に基づき上記判定を行うことができる。というのも、インターバル時間は偏向ミラー面６５１の振幅と密接に関連しており、振幅が大きくなるにしたがってインターバル時間は長くなる一方、振幅が小さくなるにしたがってインターバル時間は短くなるからである。
【００４２】
そして、ステップＳ３で偏向ミラー面６５１の振幅が予め設定されている基準振幅値と一致していない場合には、後述する振幅調整処理を行う（ステップＳ４）。一方、基準振幅値となっている場合には、そのままステップＳ５に進む。なお、ここでは調整方法の理解を容易とするため、偏向ミラー面６５１の振幅が基準振幅値と一致しているというケースについて説明し、振幅調整処理については後で詳述する。また、ステップＳ５以降の調整工程、つまり振動調整工程に先立って、本実施形態で行う振動調整により等速走査性が確保される理由について説明する。
【００４３】
このように基準振幅値で正弦振動している偏向ミラー面６５１で偏向走査される光ビームは走査レンズ系６６によって感光体表面（被走査面）に導光されてスポット状に結像される。そして、感光体表面での等速走査性を確保するためには、既に「背景技術」の項で述べたように、偏向ミラー面６５１の振動中心（走査光ビームの走査中心）と走査レンズ系６６の光軸ＯＡとの間に角度βがゼロとなり、両者が互いに平行となるように、走査光ビームと走査レンズ系６６との相対関係を調整する必要がある。つまり、この角度βは走査中心の光ビームが走査レンズ系６６に入射する入射角度であり、この入射角度βがゼロ以外の値となり、角度ズレが発生すると、例えば図１３に示すように、実際に感光体表面に形成されるスポット位置が等速走査された時のスポット位置（理想位置）からずれてしまう。このように走査中心の光ビームが感光体表面に結像される中心位置ＣＰから各スポット位置まで距離（像高）が大きくなるにしたがって、実際のスポット位置と理想位置との絶対誤差は増大してしまう。これに対し、入射角度βがゼロに調整されて走査中心と光軸ＯＡとが互いに平行に調整されると、図１３の太破線で示すように、走査範囲の全域にわたって絶対誤差がほぼゼロに抑えられて優れた等速走査性が得られる。したがって、入射角度βがゼロとなるように偏向ミラー面６５１の振動中心（光ビームの走査中心）を調整することが等速走査性を確保する上で重要となる。そこで、本実施形態では、以下に説明する振動調整処理（ステップＳ５〜Ｓ１２）を実行することによって入射角度βをゼロに調整して走査中心と光軸ＯＡとを平行に調整し、図１３の太破線で示すように、走査範囲の全域にわたって絶対誤差をほぼゼロに抑えて優れた等速走査性を得ている。
【００４４】
図１２に戻って本実施形態における調整動作の説明を続ける。この実施形態では、基準振幅値で正弦振動している偏向ミラー面６５１の振動中心と光軸ＯＡとが平行となっており、光ビームが等速走査されている状態を理想状態とし、調整ユニット２０により検知された光ビームの走査状態に基づき露光ユニット６を調整している。つまり、図１４の上欄に示すように、理想状態では左端センサ２３Ｌと中央センサ２３Ｃとの間を光ビームが通過する時間（走査時間）は両センサ２３Ｌ，２３Ｃの距離ＬＧに対応した通過時間Ｔ01となる。これに対し、入射角度βがゼロ以外となり、角度ズレが発生すると、同図の下欄に示すように、左端センサ２３Ｌで光ビームを検知するタイミングが理想状態（破線で示すタイミング）からずれてしまい、左端センサ２３Ｌと中央センサ２３Ｃとの間を光ビームが通過する第１通過時間Ｔ1は理想状態での通過時間Ｔ01と異なってしまう。つまり、調整ユニット２０のセンサ２３Ｌ，２３Ｃからの検知信号に基づき両２３Ｌ，２３Ｃの間を光ビームが通過する第１通過時間Ｔ1を求めることができ、該第１通過時間Ｔ1を検証することで角度ズレの発生の有無ならびにズレ量を求めることができる。そこで、本実施形態では、ステップＳ５で第１通過時間Ｔ1をクリアした後、ステップＳ６で左端センサ２３Ｌから検知信号が出力されるのを待って、第１通過時間Ｔ1の計測を開始する（ステップＳ７）。その後、中央センサ２３Ｃから検知信号が出力される（ステップＳ８）と、第１通過時間Ｔ1の計測を終了する（ステップＳ９）。これにより、センサ２３Ｌ，２３Ｃの間を光ビームが通過する時間Ｔ1が実測される。このように、この実施形態では中央センサ２３Ｃおよび左端センサ２３Ｌをそれぞれ本発明の「第１センサ」および「第２センサ」として機能させている。
【００４５】
次のステップＳ１０では、理想状態での通過時間Ｔ01と実測された通過時間Ｔ1との差を時間誤差ΔＴ1として求める。そして、時間誤差ΔＴ1の絶対値が許容値以下である場合（ステップＳ１１で「ＹＥＳ」と判定された場合）には、光ビームの走査状態は理想状態、つまり設計値となっていると判断し、そのまま調整動作を終了する。一方、時間誤差ΔＴ1の絶対値が許容値を超えている（ステップＳ１１で「ＮＯ」と判定された場合）には、角度ズレが大きく走査性が低減していると判断し、その時間誤差ΔＴ1に対応したオフセット電圧を設定した（ステップＳ１２）後、ステップＳ５に戻る。このように、本実施形態では、調整ユニット２０により検知される光ビームの走査状態は理想状態とほぼ一致するまで振動調整処理（ステップＳ５〜Ｓ１２）が繰り返される。
【００４６】
ところで、偏向ミラー面６５１の振幅が予め設定した基準振幅値と一致している場合には、図１３（ｂ）に示すように、角度ズレ（β≠０゜）が生じたとしても、像高に対する絶対誤差は中心位置ＣＰ（像高＝０ｍｍ）に対して主走査方向Ｘの一方側（−Ｘ）および他方側（＋Ｘ）で同一値を取る。つまり、図１４に示すように、スポット位置は同一方向にずれて、センサ２３Ｌ,２３Ｒの間を光ビームが通過する第２通過時間は一定時間Ｔ02となる。なお、この一定時間Ｔ02が本発明の「基準振幅値に対応する時間」に相当する。より具体的には、次のように一定時間Ｔ02を設定することができる。すなわち、センサ２３Ｌ，２３Ｒの距離は（２×ＬＧ）であり、理想状態ではその距離（２×ＬＧ）を光ビームが目標走査速度Ｖで走査するため、一定時間Ｔ02を
Ｔ02＝（２×ＬＧ）／Ｖ
に設定することができる。
【００４７】
これに対し、偏向ミラー面６５１の振幅が予め設定した基準振幅値と異なり、いわゆる振幅ズレが発生している場合には、例えば図１５に示すように、像高に対する絶対誤差は中心位置ＣＰに対して主走査方向Ｘの一方側（−Ｘ）と他方側（＋Ｘ）とで大きく異なる。つまり、図１６に示すように、スポット位置のズレ方向は主走査方向Ｘの一方側（−Ｘ）と他方側（＋Ｘ）とで互いに逆となり、第２通過時間は基準振幅値で正弦振動する場合の第２通過時間、つまり時間Ｔ02と異なってしまう。その結果、上記した振動調整処理（ステップＳ５〜Ｓ１２）を単に実行したのみでは光ビームの走査状態を理想状態に調整することができない。そこで、この実施形態では、振動調整処理（ステップＳ５〜Ｓ１２）に先立って、振幅調整処理を行う（ステップＳ４）。
【００４８】
図１７は振幅調整処理を示すフローチャートである。この振幅調整処理では、ステップＳ４１で第２通過時間Ｔ2をクリアした後、ステップＳ４２で左端センサ２３Ｌから検知信号が出力されるのを待って、第２通過時間Ｔ2の計測を開始する（ステップＳ４３）。その後、右端センサ２３Ｒから検知信号が出力される（ステップＳ４４）と、第２通過時間Ｔ2の計測を終了する（ステップＳ４５）。これにより、センサ２３Ｌ，２３Ｒの間を光ビームが通過する時間Ｔ2が実測される。このように、この実施形態では右端センサ２３Ｒを本発明の「第３センサ」として機能させている。
【００４９】
次のステップＳ４６では、理想状態での通過時間Ｔ02と実測された第２通過時間Ｔ2との差を時間誤差ΔＴ2として求める。そして、時間誤差ΔＴ2の絶対値が許容値以下である場合（ステップＳ４７で「ＹＥＳ」と判定された場合）には、偏向ミラー面６５１が基準振幅値で振幅していると判断し、そのままステップＳ５に進む。一方、時間誤差ΔＴ2の絶対値が許容値を超えている（ステップＳ４７で「ＮＯ」と判定された場合）には、その時間誤差ΔＴ2に対応して駆動電圧を変更して偏向ミラー面６５１の振幅を増減した（ステップＳ４８）後、ステップＳ４１に戻る。このように、本実施形態では、偏向ミラー面６５１の振幅が基準振幅値とほぼ一致するまでステップＳ４１〜Ｓ４７が繰り返される。したがって、振幅ズレと角度ズレとが生じている場合であっても、まず振幅ズレを解消した上で振動調整処理（ステップＳ５〜Ｓ１２）を実行して角度ズレを解消して光ビームの走査状態を理想状態に調整することができる。
【００５０】
以上のように、この実施形態によれば、調整ユニット２０には３つの中央センサ（第１センサ）２３Ｃ、左端センサ（第２センサ）２３Ｌおよび右端センサ（第３センサ）２３Ｒが設けられるとともに、露光ユニット６を位置決めピン２２によりユニット本体２１に対して位置決めすることで走査レンズ系６６の射出側において以下の配置関係、つまり
(a)中央センサ２３Ｃが光軸ＯＡ上に位置する、
(b)左端センサ２３Ｌおよび右端センサ２３Ｒが光軸ＯＡに対して対称となる、
を満足するように調整ユニット２０は構成されている（図１０、図１１）。このため、各センサ２３Ｌ，２３Ｃ，２３Ｒからの検知信号をモニターすることで、角度ズレを解消するために必要な情報として第１通過時間Ｔ1と、振幅ズレを解消するために必要な情報として第２通過時間Ｔ2が得られる。このように、光走査装置用調整ユニット２０を用いることで角度ズレおよび振幅ズレに関連する情報を正確に得ることができ、これらの情報に基づき露光ユニット６を高精度に調整して良好な走査状態を得ることができる。
【００５１】
また、この実施形態では、その具体的な調整方法として、調整ユニット２０の各センサ２３Ｃ，２３Ｌ，２３Ｒから出力される検知信号に基づき振幅調整処理（ステップＳ４）および振動調整処理（ステップＳ５〜Ｓ１２）を行っている。すなわち、２つのセンサ２３Ｌ，２３Ｃの間を走査光ビームが通過する第１通過時間Ｔ1を計測している。そして、該第１通過時間Ｔ1が理想状態での通過時間Ｔ01となるように偏向ミラー面６５１の振動中心を調整している。この振動調整により角度ズレが解消されて光ビームを等速走査させることができる。
【００５２】
また、偏向ミラー面６５１の振幅が予め設定されている基準振幅値と一致していない場合には、振動調整処理（ステップＳ５〜Ｓ１２）に先立って、振幅調整処理（ステップＳ４）を実行して振幅ズレを解消している。したがって、常に偏向ミラー面６５１の振幅が基準振幅値と一致した状態で振動中心の調整を行うことができ、光ビームの走査状態を確実に理想状態に調整することができ、光ビームの等速走査性を確実に確保するように露光ユニット６を調整することができる。
【００５３】
＜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、左端センサ２３Ｌを本発明の「第１センサ」として機能させているが、左端センサ２３Ｌの代わりに右端センサ２３Ｒを本発明の「第１センサ」として機能させてもよい。つまり、中央センサ２３Ｃと右端センサ２３Ｒとにより第１通過時間Ｔ1を計測して角度ズレを調整してもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、位置決めピン２２を露光ユニット６の位置決め用孔６１１に挿通させることで露光ユニット６とユニット本体２１との相対位置決めを行っているが、位置決め方式はこれに限定されるものではなく、従来より位置決め機構として採用されている種々のものを採用することができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、１個の積層圧電アクチュエータ部により可動部材６５６を駆動して偏向ミラー面６５１を振動させているが、積層圧電アクチュエータ部の個数はこれに限定されるものではない。例えば２個や４個の積層圧電アクチュエータ部を用いて偏向ミラー面６５１を振動させるとともに、オフセット電圧を制御することで偏向ミラー面６５１の振動中心を補正して露光ユニット６の調整を行ってもよい。以下、２個の積層圧電アクチュエータ部を用いた露光ユニットと、４個の積層圧電アクチュエータ部を用いた露光ユニットとを図示して説明する。
【００５６】
図１８および図１９は２個の積層圧電アクチュエータ部で駆動される偏向器の一例を示す図である。また、図２０は図１８の偏向器に与えられる信号を示す図である。この実施形態が図６および図７で示す実施形態（以下「先の実施形態」という）と大きく相違している点は、振動子６５３Ｂの２本の第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２がともに自由端となっており、それぞれ積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄに接続されている点である。すなわち、この偏向器６５は、所定間隔だけ離間して設けられた第１および第２支持部６５２Ｃ，６５２Ｄを有するベース部６５２を有している。そして、第１（左側）支持部６５２Ｃに固定子６５３Ａが取り付けられる一方、第２（右側）支持部６５２Ｄに振動子６５３Ｂが取り付けられている。すなわち、固定子６５３Ａについては、その左外側端部および該左外側端部の両端部の各々から内側端部、つまり同図の右手側に伸びる２本の第１アーム部６５４ａ，６５４ａが第１（左側）支持部６５２Ｃに固定されている。また、振動子６５３Ｂについては、その左外側端部が第２（右側）支持部６５２Ｄに固定され、その内側端部が自由端である２本の第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２となっている。
【００５７】
また、可動部材６５６は先の実施形態と同様に第１および第２捩じりバネ部６５７ａ，６５７ａ，６５７ｂ，６５７ｂを介して固定子６５３Ａと振動子６５３Ｂに接続されている。すなわち、その重心位置６５５を通る揺動軸ＡＸが第１アーム部６５４ａ，６５４ａと第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２との中間位置で各アーム部とほぼ平行となるように、矩形平板状の可動部材６５６が配置されている。この可動部材６５６では、重心位置６５５の一方側（左側）部位が第１捩じりバネ部６５７ａ，６５７ａにより第１アーム部６５４ａ，６５４ａと連結されるとともに、重心位置６５５の他方側（右側）部位が第２捩じりバネ部６５７ｂ，６５７ｂにより第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２と連結されている。
【００５８】
そして、この実施形態では、上記可動部材６５６を揺動軸ＡＸ回りに振動させるために、２個の積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄからなる振動駆動部６５８が設けられている。これらの積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄはともに揺動軸ＡＸに対して一方側（右側）に配置されている。すなわち、積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄは、ベース部６５２の右側上下端部６５２ｃ，６５２ｄと、振動子６５３Ｂの２本のアーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２の自由端部との間に配置されており、その上下端面はベース部６５２と第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２にそれぞれ固定されている。そして、積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄに対して、先の実施形態と同様に、駆動電圧が周期的に変動する信号が露光制御ユニット１２のミラー駆動部１２１から印加されると、該信号に応じて積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄが伸縮し、その結果、可動部材６５６が重心位置６５５を通る揺動軸ＡＸを中心として揺動する。例えば、図２０の破線で示すように駆動電圧が０ボルトから４０ボルトまでの電圧範囲でミラー駆動信号をミラー駆動部１２１が積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄに与えることにより偏向ミラー面６５１を揺動軸ＡＸ回りに振動させることができる。このときの偏向ミラー面６５１の振動中心、つまり補正前振動中心は図９の１点鎖線で示すように積層方向Ｚとほぼ平行となり、可動部材６５６を静止した状態での偏向ミラー面６５１の法線とほぼ一致する。
【００５９】
これに対し、ミラー駆動信号にオフセット電圧、例えば５０ボルトを加えた補正済信号が積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄに与えられると、偏向ミラー面６５１の振動中心は図９の破線で示すように積層方向Ｚに対して角度γだけ傾く。このように、オフセット電圧を加えることによって偏向ミラー面６５１の振動中心が補正前振動中心から補正後振動中心に変位する。したがって、オフセット電圧を設定することにより該オフセット電圧に相当する量だけ偏向ミラー面６５１の振動中心を補正前振動中心から高精度に変位させることができ、光ビームの走査性を向上させることができる。なお、この実施形態では、２個の積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄを用いて偏向ミラー面６５１を振動させているため、オフセット電圧を同一に設定したとしても、補正角度量γは先の実施形態よりも大きくなる。積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄとして、例えばＮＥＣトーキン株式会社製の樹脂外装型アクチュエーターＡＥ０５０５Ｄ０８を用いるとともに、オフセット電圧を５０ボルトに設定した場合、積層方向Ｚにおける各積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄの最大変位量は約３μｍであり、その値自体は先の実施形態と同一であるが、角度γは先の実施形態の２倍、つまり約０．０６゜であった。
【００６０】
このように、この実施形態によれば、図２０の破線で示すミラー駆動信号を一律に積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄに与えるのではなく、オフセット電圧をミラー駆動信号に加えた信号を積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄに与えて偏向ミラー面６５１の振動中心を調整することが可能となっている。また、この実施形態では振動駆動部６５８が２個の積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄにより構成されているため、同一のオフセット電圧を与えた場合であっても、先の実施形態よりも大きな補正角度量γが得られる。換言すれば、小さなオフセット電圧で偏向ミラー面６５１の振動中心を調整することができるという作用効果を実施形態は有している。
【００６１】
図２１および図２２は４個の積層圧電アクチュエータ部で駆動される偏向器の一例を示す図である。また、図２３は図２１の偏向器に与えられる信号を示す図である。さらに、図２４は偏向器の動作を示す断面図である。この偏向器６５は、図２１および図２２に示すように、所定間隔だけ離間して設けられた第１および第２支持部６５２Ｃ，６５２Ｄを有するベース部６５２を有している。そして、第１および第２支持部６５２Ｃ，６５２Ｄに第１および第２振動子６５３Ｃ，６５３Ｄがそれぞれ取り付けられている。すなわち、第１（左側）振動子６５３Ｃについては、その左外側端部が第１（左側）支持部６５２Ｃに固定され、その内側端部が自由端である２本の第１アーム部６５４ａ１，６５４ａ２となっている。また、第２（右側）振動子６５３Ｄについては、その左外側端部が第２（右側）支持部６５２Ｄに固定され、その内側端部が自由端である２本の第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２となっている。
【００６２】
また、その重心位置６５５を通る揺動軸ＡＸが第１アーム部６５４ａ１，６５４ａ２と第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２との中間位置で各アーム部とほぼ平行となるように、矩形平板状の可動部材６５６が配置されている。この可動部材６５６では、重心位置６５５の一方側（左側）部位が第１捩じりバネ部６５７ａ，６５７ａにより第１アーム部６５４ａ１，６５４ａ２と連結されるとともに、重心位置６５５の他方側（右側）部位が第２捩じりバネ部６５７ｂ，６５７ｂにより第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２と連結されている。つまり、偏向器６５では、第１（左側）振動子６５３Ｃと第２（右側）振動子６５３Ｄとが互いに対向して外枠部を形成するとともに、第１および第２振動子６５３Ｃ，６５３Ｄは第１および第２捩じりバネ部６５７ａ，６５７ａ，６５７ｂ，６５７ｂを介して可動部材６５６と一体に接続されている。なお、この可動部材６５６の表面には、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。
【００６３】
そして、この実施形態では、上記可動部材６５６を揺動軸ＡＸ回りに振動させるために、４個の積層圧電アクチュエータ部６５９ａ〜６５９ｄからなる振動駆動部６５８が設けられている。すなわち、振動駆動部６５８は、揺動軸ＡＸに対する一方側（左側）に配置された第１積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂと、揺動軸ＡＸに対する他方側（右側）に配置された第２積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄとを備えている。この第１積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂは、ベース部６５２の左側上下端部６５２ａ，６５２ｂと、第１振動子６５３Ｃの２本のアーム部６５４ａ１，６５４ａ２の自由端部との間に配置されており、その上下端面はベース部６５２と第１アーム部６５４ａ１，６５４ａ２にそれぞれ固定されている。また、第２積層圧電アクチュエータ部６５９ｂ１，６５９ｂ２は、ベース部６５２の右側上下端部６５２ｃ，６５２ｄと、第２振動子６５３Ｄの２本のアーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２の自由端部との間に配置されており、その上下端面はベース部６５２と第２アーム部６５４ｂ１，６５４ｂ２にそれぞれ固定されている。そして、第１積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂと、第２積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄとには互いに逆位相の電圧が露光制御ユニット１２から印加される。
【００６４】
各積層圧電アクチュエータ部６５９ａ〜６５９ｄは複数の圧電素子を所定方向Ｚに積層した圧電アクチュエーターであり、外部から与えられる信号に応じて積層方向Ｚに伸縮変動するものである。そのため、第１積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂと、第２積層圧電アクチュエータ部６５９ｃ，６５９ｄに対して逆位相の電圧が印加されると、先の実施形態と同一原理により、可動部材６５６が重心位置６５５を通る揺動軸ＡＸを中心として揺動する。例えば、図２３の破線で示すように駆動電圧が０ボルトから４０ボルトまでの電圧範囲でミラー駆動信号をミラー駆動部１２１が積層圧電アクチュエータ部６５９ａ〜６５９ｄに与えることにより偏向ミラー面６５１を揺動軸ＡＸ回りに振動させることができる。このときの偏向ミラー面６５１の振動中心、つまり補正前振動中心は図２４の１点鎖線で示すように積層方向Ｚとほぼ平行となり、可動部材６５６を静止した状態での偏向ミラー面６５１の法線とほぼ一致する。
【００６５】
これに対し、ミラー駆動信号にオフセット電圧、例えば５０ボルトを加えた補正済信号が第１積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂに与えられると、偏向ミラー面６５１の振動中心は図２４の破線で示すように積層方向Ｚに対して角度γだけ傾く。このように、オフセット電圧を加えることによって偏向ミラー面６５１の振動中心が補正前振動中心から補正後振動中心に変位する。したがって、オフセット電圧を設定することにより該オフセット電圧に相当する量だけ偏向ミラー面６５１の振動中心を補正前振動中心から高精度に変位させることができ、光ビームの走査性を向上させることができる。
【００６６】
ここで、積層圧電アクチュエータ部６５９ａ〜６５９ｄとして、例えばＮＥＣトーキン株式会社製の樹脂外装型アクチュエーターＡＥ０５０５Ｄ０８を用いるとともに、オフセット電圧を５０ボルトに設定した場合、積層方向Ｚにおける各積層圧電アクチュエータ部６５９ａ〜６５９ｄの最大変位量は約２．５μｍとなり、角度γは約０．０５゜であった。
【００６７】
このように、この実施形態によれば、図２３の破線で示すミラー駆動信号を一律に積層圧電アクチュエータ部６５９ａ〜６５９ｄに与えるのではなく、オフセット電圧をミラー駆動信号に加えた信号を積層圧電アクチュエータ部６５９ａ〜６５９ｄに与えて偏向ミラー面６５１の振動中心を調整することが可能となっている。また、この実施形態では振動駆動部６５８が４個の積層圧電アクチュエータ部６５９ａ〜６５９ｄにより構成されているため、同一のオフセット電圧を与えた場合であっても、先の実施形態よりも大きな補正角度量γが得られる。換言すれば、小さなオフセット電圧で偏向ミラー面６５１の振動中心を調整することができるという作用効果を実施形態は有している。
【００６８】
さらに、上記実施形態では、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置の露光ユニットに対して本発明にかかる調整方法を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる４サイクル方式のカラー画像形成装置あるいは単色画像を形成するモノクロ画像形成装置の露光ユニットに本発明を適用することができる。また、本発明の適用対象となる光走査装置は画像形成装置に装備される露光ユニットに限定されるものではなく、光ビームを被走査面上に走査させる光走査装置全般の調整に適用することができる。
【実施例】
【００６９】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７０】
上記実施形態では、図３や図４に示すように単レンズを用いて走査レンズ系６６を構成しているが、複数枚のレンズを用いたレンズ系を走査レンズ系６６として用いることができる。以下、図２５および図２６を参照しつつ本発明にかかる光走査装置に好適な走査レンズ系の構成について説明する。
【００７１】
図２５は本発明を適用可能な光走査装置（露光ユニット）の実施例を示す図である。また、図２６は図２５の光走査装置の面形状と位置を説明するための副走査断面図である。この実施例では、図２５に示すように、走査レンズ系６６は２枚のレンズ６６１、６６２により構成されている。また、これらのレンズ６６１、６６２が有するレンズ面はいずれも自由曲面（ＸＹ多項式面）であり、各自由曲面は次の〔数１〕で定義される。
【００７２】
【数１】
0004774986.tif 000002
【００７３】
【表１】
0004774986.tif 000003
また、光走査装置である露光ユニット６におけるレンズデータを〔表２〕に示す。
【００７４】
【表２】
0004774986.tif 000004
【００７５】
同表および後で説明する表３〜表６において、レンズデータ中で、特に断らない限りは、通常の同軸系のレンズデータと同様に、曲率半径、面間隔、屈折率（ｎd ）、アッベ数（ｖd ）が示されている。
【００７６】
この〔表２〕から明らかなように、コリメータレンズ６３１では、レンズ面（面番号２）が平面形状を仕上げられる一方、レンズ面（面番号３）が球面形状に仕上げられている。また、シリンドリカルレンズ６３２では、レンズ面（面番号４）が副走査方向にのみ正のパワーを有するシリンドリカル面に仕上げられる一方、レンズ面（面番号５）が平面形状に仕上げられている。このため、レーザ光源（面番号１）６２からの光ビームは、図２５に示すように、コリメータレンズ６３１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、副走査方向Ｙにのみ集束されて偏向器６５の偏向ミラー面６５１近傍位置で線状結像される。なお、〔表２〕から明らかなように、球面、非球面等の曲率半径の中心がその面より射出側に位置するときに正、入射側に位置するときに負と定義される。
【００７７】
面番号６で表現される仮想面は、その面より後の面の偏心量を与えるためのものであり、この場合のα回転角は、図２６の副走査断面をｙ−ｚ断面としたときに、図２６の紙面の表から裏に向くｘ軸正方向に対して左周りを正、右周りを負とするα回転角を定義するための面である。ここで、α回転角：６は、図２６の面で左周りに６°回転していることを示しており、ビーム整形系６３の中心軸（光軸）ＯＡiに対して静止状態の偏向ミラー面６５１の面法線が左周りに６°回転するように、偏向器６５が配置されている。したがって、静止状態で偏向ミラー面６５１が正面方向を向いている場合（法線がｙ−ｚ面内にあるとき）、偏向ミラー面６５１の斜め下方向６°から光源６１からの光ビーム（照明光）Ｌiが偏向ミラー面６５１に入射する。そのとき、入射光ビームＬiは副走査方向において偏向ミラー面６５１上に集束する。この偏向ミラー面６５１は表２中の面番号７で示すミラー面である。
【００７８】
また、面番号８で表現される仮想面は、その面より後の面を定義する座標の偏心量を与えるためのものであり、走査レンズ系６６を定義する座標をｘ軸の周りでα回転角：６°だけ図２６の紙面において左周りに回転させている。
【００７９】
走査レンズ系６６は上記したように２枚のレンズ６６１、６６２により構成されており、面番号９〜１２で表現されるレンズ面の形状データはそれぞれ〔表３〕〜〔表６〕に示すとおりである。なお、これらの表において、面間隔は光の進行方向に沿って正で表現されている。また例えば"Ｅ−０７"は"×１０−７"を意味する。
【００８０】
【表３】
0004774986.tif 000005
【００８１】
【表４】
0004774986.tif 000006
【００８２】
【表５】
0004774986.tif 000007
【００８３】
【表６】
0004774986.tif 000008
【００８４】
走査レンズ６６１では、その入射側、つまり偏向ミラー面６５１を向いた走査レンズ６６１のレンズ面（面番号９：本発明の「最近接レンズ面」に相当）ＲＳ1は自由曲面（ＸＹ多項式面）であり、〔表３〕に示す形状データを有している。また、その射出側のレンズ面（面番号１０）は〔表４〕に示す形状データを有する自由曲面（ＸＹ多項式面）となっている。
【００８５】
もう一方の走査レンズ６６２では、その入射側のレンズ面（面番号１１）は〔表５〕に示す形状データを有する自由曲面（ＸＹ多項式面）となっている。そして、この面を定義する座標は、図２６に示すように、前の面（走査レンズ６６１の射出側のレンズ面）を定義する座標に対して、ｙ軸方向に−２４．９２８２ｍｍシフトしている。さらに、走査レンズ６６２の射出側のレンズ面（面番号１２）は〔表６〕に示す形状データを有する自由曲面（ＸＹ多項式面）となっている。
【００８６】
表２中の面番号１１で表現される仮想面は、その面より後の感光体表面（面番号１２:本発明の「被走査面」に相当）を定義する座標の偏心量を与えるためのものであり、前の面（走査レンズ６６２の射出側の面）を定義する座標上で面間隔−１４０ｍｍ（ｚ軸正方向へ１４０ｍｍ）の位置で、前の面（走査レンズ６６２の射出側の面）を定義する座標に対して、ｙ軸方向に−９．３７０５ｍシフトし、その位置でｘ軸の周りでα回転角：−１３．０９５２°だけ回転している（図２６の面で右周り）。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】光走査装置を装備する画像形成装置の一例を示す図。
【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。
【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主走査断面図。
【図４】図３の露光ユニットにおける光ビームの走査範囲を示す図。
【図５】露光ユニットおよび露光制御ユニットを示す図。
【図６】露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図。
【図７】露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図。
【図８】偏向器に与えられる信号を示す図。
【図９】偏向器の動作を示す主走査断面図。
【図１０】露光ユニットの調整を行うための調整ユニットを示す斜視図。
【図１１】露光ユニットが調整ユニットに装着された状態を示す斜視図。
【図１２】露光ユニットの調整方法を示すフローチャート。
【図１３】角度ズレの発生による影響を示す図。
【図１４】調整ユニットにより光ビームの走査状態を検知する動作を示す図。
【図１５】角度ズレおよび振幅ズレの発生による影響を示す図。
【図１６】調整ユニットにより光ビームの走査状態を検知する動作を示す図。
【図１７】振幅調整処理を示すフローチャート。
【図１８】２個の積層圧電アクチュエータ部で駆動される偏向器の一例を示す図。
【図１９】２個の積層圧電アクチュエータ部で駆動される偏向器の一例を示す図。
【図２０】図１８の偏向器に与えられる信号を示す図。
【図２１】４個の積層圧電アクチュエータ部で駆動される偏向器の一例を示す図。
【図２２】４個の積層圧電アクチュエータ部で駆動される偏向器の一例を示す図。
【図２３】図２１の偏向器に与えられる信号を示す図。
【図２４】偏向器の動作を示す断面図。
【図２５】本発明を適用可能な光走査装置の実施例を示す図。
【図２６】図２５の光走査装置の面形状と位置を説明するための副走査断面図。
【符号の説明】
【００８８】
６…露光ユニット（光走査装置）、  ２０…調整ユニット、  ２２…位置決めピン（位置決め部）、  ２３Ｃ…中央センサ（第１センサ）、  ２３Ｌ…左端センサ（第２センサ）、  ２３Ｒ…右端センサ（第３センサ）、  ６５…偏向器（偏向手段）、  ６６…走査レンズ系（光学系）、  ６５１…偏向ミラー面、  ＯＡ…（走査レンズ系の）光軸、  Ｔ1…第１通過時間、  Ｔ2…第２通過時間、  Ｘ…主走査方向、  Ｙ…副走査方向
【図１】
0004774986.tif 000009
【図２】
0004774986.tif 000010
【図３】
0004774986.tif 000011
【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】
0004774986.tif 000017
【図１０】
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【図１１】
0004774986.tif 000019
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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