(57)【要約】【課題】振動する偏向ミラー面によって光ビームを主走査方向に走査しながら該光ビームを潜像担持体上にスポット状に結像して画像を形成する画像形成装置において、主走査方向における、潜像担持体上に形成されるスポットの径を揃えて画像品質を高める。【解決手段】可動部材６５６を振動させながら、偏向ミラー面６５１の振り角に同期して振動駆動部は第１および第２振動子に与える駆動力を調整して振動中の可動部材６５６を全体的に法線方向Ｚに平行シフトさせる。この平行シフトにより偏向面位置が変動し、副走査方向Ｙにおける整形光ビームの入射位置が変化する。これによって、整形光ビームＬiのうち偏向ミラー面６５１により反射される光ビームの主走査方向長さが変動する。その結果、偏向ミラー面６５１の振り角ごとに、偏向ミラー面６５１により反射された光ビームを感光体表面でのスポット径が補正される。【選択図】図１１
2007216469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
副走査方向に移動する潜像担持体と、
光源からの光ビームを前記副走査方向とほぼ直交する主走査方向に伸びるビーム形状に整形するとともに、前記副走査方向と平行な駆動軸回りに振動する可動部材の表面に形成された偏向ミラー面に対して前記副走査方向を含む副走査断面において前記整形光ビームを斜めに入射して前記主走査方向に走査しながら、該走査光ビームを光学系により前記潜像担持体の表面にスポット状に結像して潜像を形成する露光ユニットとを備え、
前記主走査方向における前記偏向ミラー面の幅が前記副走査方向において変化するように前記偏向ミラー面は形成されており、
前記露光ユニットは、前記可動部材を振動させながら、前記偏向ミラー面の振り角に同期して振動中の前記可動部材を全体的に前記偏向ミラー面の法線方向に平行シフトさせることによって前記副走査方向における前記整形光ビームの入射位置を変化させて前記偏向ミラー面により反射される光ビームの主走査方向長さを変動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記偏向ミラー面は、主走査方向における前記偏向ミラー面の幅が前記副走査方向において連続的に変化するように形成されている請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記偏向ミラー面は前記法線方向からの正面視で台形形状である請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記偏向ミラー面は、前記副走査方向において中央部の幅が最も短く該中央部から前記副走査方向に離れるにしたがって長くなるように、形成されている請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記露光ユニットは、
所定間隔だけ離間して設けられた第１および第２支持部を有するベース部と、
前記第１支持部にその外側端部が固定される一方、その内側端部が自由端である２本の第１アーム部を有する第１振動子と、
前記第２支持部にその外側端部が固定される一方、その内側端部が自由端である２本の第２アーム部を有する第２振動子と、
前記駆動軸が前記第１アーム部と前記第２アーム部との中間に位置するように配置された前記可動部材を、前記駆動軸に対して前記第１振動子側で前記第１アーム部と連結する第１捩じりバネ部と、
前記駆動軸に対して前記第２振動子側で前記可動部材を前記第２アーム部と連結する第２捩じりバネ部と、
前記第１および第２振動子に対して別個独立して駆動力を与えて各アーム部を前記偏向ミラー面の法線方向に往復移動させることによって前記可動部材を振動させる振動駆動部とを有し、
前記可動部材を振動させながら、前記偏向ミラー面の振り角に同期して前記振動駆動部は前記第１および第２振動子に与える駆動力を調整して振動中の前記可動部材を全体的に前記法線方向に平行シフトさせる請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記振動駆動部は、前記ベース部と各第１アーム部との間に介挿された２個の第１圧電アクチュエーターと、前記ベース部と各第２アーム部との間に介挿された２個の第２圧電アクチュエーターとを有し、各圧電アクチュエーターの一方端が前記ベース部に接続されるとともに、他方端が前記アーム部に接続され、前記第１圧電アクチュエーターと前記第２圧電アクチュエーターとに互いに逆位相のミラー駆動信号が与えられることによって前記可動部材を振動させる請求項５記載の画像形成装置であって、
前記４個の圧電アクチュエーターの各々に、前記偏向ミラー面の振り角に応じたオフセット電圧を前記ミラー駆動信号に加えた信号が与えられて前記可動部材が全体的に前記法線方向に平行シフトする画像形成装置。
【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して潜像担持体上で光ビームを主走査方向に走査させて画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置としては、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、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に記載の画像形成装置に装備される露光ユニットでは、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、該変調光ビームが偏向器の反射ミラー（本発明の「偏向ミラー面」に相当）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、走査光ビームは感光体ドラム（潜像担持体）の表面にスポット状に照射されてスポット潜像を形成する。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】
【特許文献１】特開平１−３０２３１７号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の露光ユニットでは振動する反射ミラーにより偏向された光ビームを光学系を介して感光体ドラム上に結像しているため、次のような問題が発生することがあった。すなわち、光学系として例えばａｒｃ−ｓｉｎ特性を有するレンズ系やｆθレンズ系が用いられるが、該光学系により偏向光ビームを感光体ドラムの表面に照射すると、感光体ドラム表面に対する光ビームの入射角は主走査方向位置により異なる。その結果、感光体ドラム表面に照射される光ビームのスポット径が主走査方向位置に応じて変化する。より具体的には、後述する図１２（ａ）や図１５（ａ）に示すように、主走査方向における走査位置のうち光軸近傍では（反射ミラー面の振り角がほぼゼロとなっているとき）、感光体ドラム上に形成されるスポット径は最も小さく、光軸から主走査方向に離れるにしたがってスポット径は次第に大きくなり、有効走査端部で最大となる。そして、このように主走査位置（反射ミラー面の振り角）に応じてスポット径が変動することが画像品質の低下の主要因の一つとなっていた。
【０００５】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、振動する偏向ミラー面によって光ビームを主走査方向に走査しながら該光ビームを潜像担持体上にスポット状に結像して画像を形成する画像形成装置において、主走査方向における、潜像担持体上に形成されるスポットの径を揃えて画像品質を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、走査方向に移動する潜像担持体と、光源からの光ビームを副走査方向とほぼ直交する主走査方向に伸びるビーム形状に整形するとともに、副走査方向と平行な駆動軸回りに振動する可動部材の表面に形成された偏向ミラー面に対して副走査方向を含む副走査断面において整形光ビームを斜めに入射して主走査方向に走査しながら、該走査光ビームを光学系により潜像担持体の表面にスポット状に結像して潜像を形成する露光ユニットとを備え、主走査方向における偏向ミラー面の幅が副走査方向において変化するように偏向ミラー面は形成されており、露光ユニットは、可動部材を振動させながら、偏向ミラー面の振り角に同期して振動中の可動部材を全体的に偏向ミラー面の法線方向に平行シフトさせることによって副走査方向における整形光ビームの入射位置を変化させて偏向ミラー面により反射される光ビームの主走査方向長さを変動させることを特徴としている。
【０００７】
このように構成された発明では、光源からの光ビームは主走査方向に伸びるビーム形状に整形され、副走査断面において偏向ミラー面に対して斜めに入射する、いわゆる斜入射する。このため、可動部材が法線方向に変位して法線方向における偏向ミラー面の位置（偏向面位置）が変動すると、その変動に応じて副走査方向における整形光ビームの入射位置が変化する。また、本発明では、主走査方向における偏向ミラー面の幅が副走査方向において変化するように偏向ミラー面は形成される。したがって、上記のようにして整形光ビームの入射位置が変化するに応じて、整形光ビームのうち偏向ミラー面により反射される光ビームの主走査方向長さが変動する。このため、偏向ミラー面により反射された光ビームを潜像担持体上に結像して得られるスポットの径も変動する。このように、本発明では、可動部材の平行シフトにより潜像担持体上のスポット径を変動させることができ、その変動を偏向ミラー面の振り角に同期して行っている。したがって、偏向ミラー面の振り角に応じて潜像担持体上のスポット径を補正し、良好な画像を形成することができる。
【０００８】
ここで、偏向ミラー面の形状については、主走査方向における偏向ミラー面の幅が副走査方向において連続的に変化する形状を採用するのが望ましい。例えば、法線方向からの正面視で台形形状となっている偏向ミラー面を採用することができる。このように台形形状を採用した場合、偏向ミラー面の幅についての変化量を大きく設定することができ、スポット径の変動範囲を広げることができる。
【０００９】
また、偏向ミラー面の形状としては、例えば副走査方向において中央部の幅が最も短く該中央部から副走査方向に離れるにしたがって長くなる形状のものを採用してもよい。これは、スポット径の補正を行わない従来装置では図１２（ａ）や図１５（ａ）に示すように潜像担持体上のスポット径が走査中心では最も小さく、走査端部に進むにしたがって次第に大きくなるという特性に対応したものである。なお、この点については、後で図１５を参照しつつ詳述する。
【００１０】
また、露光ユニットを、所定間隔だけ離間して設けられた第１および第２支持部を有するベース部と、第１支持部にその外側端部が固定される一方、その内側端部が自由端である２本の第１アーム部を有する第１振動子と、第２支持部にその外側端部が固定される一方、その内側端部が自由端である２本の第２アーム部を有する第２振動子と、駆動軸が第１アーム部と第２アーム部との中間に位置するように配置された可動部材を、駆動軸に対して第１振動子側で第１アーム部と連結する第１捩じりバネ部と、駆動軸に対して第２振動子側で可動部材を第２アーム部と連結する第２捩じりバネ部と、第１および第２振動子に対して別個独立して駆動力を与えて各アーム部を偏向ミラー面の法線方向に往復移動させることによって可動部材を振動させる振動駆動部とを有し、可動部材を振動させながら、偏向ミラー面の振り角に同期して振動駆動部は第１および第２振動子に与える駆動力を調整して振動中の可動部材を全体的に法線方向に平行シフトさせるように構成してもよい。
【００１１】
さらに、振動駆動部を、ベース部と各第１アーム部との間に介挿された２個の第１圧電アクチュエーターと、ベース部と各第２アーム部との間に介挿された２個の第２圧電アクチュエーターとで構成することができる。そして、各圧電アクチュエーターの一方端をベース部に接続するとともに、他方端をアーム部に接続し、第１圧電アクチュエーターと第２圧電アクチュエーターとに互いに逆位相のミラー駆動信号を与えることによって可動部材を振動させることができる。このような振動駆動部を採用した場合には、４個の圧電アクチュエーターの各々に、偏向ミラー面の振り角に応じたオフセット電圧をミラー駆動信号に加えた信号を与えることで可動部材を全体的に法線方向に平行シフトさせることができる。このように圧電アクチュエーターを用いることで可動部材の全体的な平行シフト量を正確に、しかも優れた応答性で制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一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４サイクル方式のカラープリンタである。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、感光体２が図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、この感光体２の周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４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３にはエンジンコントローラ１０から所定の帯電バイアスを印加している。このバイアス印加によって感光体２の外周面が所定の表面電位に均一に帯電される。また、これらの感光体２、帯電ユニット３およびクリーニング部は一体的に感光体カートリッジを構成しており、感光体カートリッジが一体として装置本体５に対し着脱自在となっている。
【００１４】
そして、この帯電ユニット３によって帯電された感光体２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。これによって画像形成指令に含まれる画像データに対応する静電潜像が感光体２上に形成される。このように露光ユニット６は、いわゆる光走査装置であるが、その構成および動作については後で詳述する。
【００１５】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、シアン用の現像器４Ｃ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。そして、エンジンコントローラ１０の現像器制御部１０４からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４から感光体２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００１６】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1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。転写ユニット７は、複数のローラ７２、７３等に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ（図示省略）が配置されている。
【００１７】
そして、カラー画像をシートに転写する場合には、感光体２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシート上にカラー画像を二次転写する。
【００１８】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシート上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００１９】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートは定着ユニット９および排出ローラ８２を経由して装置本体５の上面部に設けられた排出トレイ部５１に搬送される。また、シートの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートを排出ローラ８２によりスイッチバック移動させる。これによってシートは反転搬送経路ＦＲに沿って搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートの両面に画像を形成することができる。
【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る。また、図４は露光ユニットの副走査断面図である。また、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ないし図８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。さらに、図９および図１０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。
【００２１】
図３に示すように、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６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６６およびミラー６８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がレーザ光源６２からの光ビームを副走査方向Ｙにおいて集束させるビーム整形系６３として機能している。そして、ビーム整形系６３によってレーザー光源６２からの光ビームが主走査方向Ｘに伸びるビーム形状に整形され、この整形光ビームＬiが、同図に示すように、偏向ミラー面６５１に対して斜めに入射する。すなわち、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。より具体的には、整形光ビームＬiは偏向器６５の偏向ミラー面６５１の揺動軸（本発明の「駆動軸」に相当）ＡＸと直交する基準面ＳＳに対して鋭角γをなすように偏向ミラー面６５１に入射する。
【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、図６および図７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６５２ａ，６５２ｂ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６５２ａ，６５２ｂに第１および第２振動子６５３ａ、６５３ｂ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６５３ａについては、その左外側端部が第１（左側）支持部６５２ａ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６５４ａ，６５４ａとなっている。また、第２（右側）振動子６５３ｂについては、その左外側端部が第２（右側）支持部６５２ｂ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６５４ｂ，６５４ｂ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６５４ｂ，６５４ｂとの中間位置で各アーム部６５４ａ，６５４ｂ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６５４ｂ，６５４ｂと連結されている。つまり、偏向器６５では、第１（左側）振動子６５３ａと第２（右側）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、第１および第２振動子６５３ａ，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。
【００２５】
この実施形態では、後述するように感光体（潜像担持体）２上に形成されるビームスポットのスポット径を調整可能とするために、可動部材６５６を正面視で台形形状に仕上げるとともに、その可動部材６５６の表面に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。これによって、図８に示すように、主走査方向Ｘにおける偏向ミラー面６５１の幅Ｗが副走査方向Ｙにおいて連続的に変化するように偏向ミラー面６５１は形成されている。
【００２６】
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，６５９ａ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６５９ｂ，６５９ｂとを備えている。すなわち、第１積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ａは、ベース部６５２の左側上下端部６５２ｃ，６５２ｃと、第１振動子６５３ａの２本のアーム部６５４ａ，６５４ａ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６５４ａ，６５４ａ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６５９ｂ，６５９ｂは、ベース部６５２の右側上下端部６５２ｄ，６５２ｄと、第２振動子６５３ｂの２本のアーム部６５４ｂ，６５４ｂ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６５４ｂ，６５４ｂにそれぞれ固定されている。そして、第１および第２積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂは互いに逆位相の電圧が露光制御ユニット１２のミラー駆動部１２１から周期的に印加される。
【００２７】
各積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂ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。そして、積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂの各々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が伸縮する。このため、第１および第２積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂに対して逆位相の電圧が印加されると、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。第１積層圧電アクチュエータ部６５９ａのみに電圧が与えられると、例えば図９に示すように第１振動子６５３ａのアーム部６５４ａが法線方向（同図の上方向）Ｚに移動する。すると、アーム部６５３ａの移動が第１捩じりバネ部６５７ａを介して可動部材６５６に伝達され、これが回転トルクとなって可動部材６５６が重心位置６５５を通る揺動軸ＡＸを中心として時計方向に揺動する。また、第２積層圧電アクチュエータ部６５９ｂのみに電圧が与えられると、第２振動子６５３ｂのアーム部６５４ｂが法線方向（同図の上方向）Ｚに移動し、可動部材６５６に対して上記と逆方向の回転トルクが与えられ、その結果、可動部材６５６が揺動軸ＡＸを中心として反時計方向に揺動する。なお、ここで「法線方向」とは可動部材６５６を静止した状態での偏向ミラー面６５１の法線方向を意味している。
【００２８】
そして、上記のようにして偏向器６５は可動部材６５６を揺動させて光源６２からの光ビームを偏向ミラー面６５１により偏向して主走査方向Ｘに走査する。この走査光ビームは走査レンズ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２１に光ビームのスポットが形成される。この実施形態では走査レンズ６６を１枚のレンズで構成しており、走査レンズ６６が本発明の「光学系」に相当している。なお、レンズ構成枚数や配置などはこれに限定されるものではなく、偏向ミラー面を装備する露光ユニットで採用されている走査レンズを用いることができる。
【００２９】
ここで、上記構成を有する偏向器６５を採用した装置では、次のような特徴を有している。すなわち、この偏向器６５では、第１および第２積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂに与えるミラー駆動信号の電圧を調整すると、法線方向Ｚに可動部材６５６を変位させることができる。例えば図１０に示すように偏向ミラー面６５１の振り角がゼロの状態で両積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂに与えるミラー駆動信号に同一オフセット電圧を与えると、法線方向（＋Ｚ）への体積変動量は同一となり、可動部材６５６は法線方向（＋Ｚ）にオフセット電圧に応じた量だけ変位する。もちろん、このようにオフセット電圧に応じた可動部材６５６の変位は、振り角がゼロの場合に特有の現象ではなく、いかなる振り角においてもオフセット電圧を調整することで可動部材６５６を全体的に法線方向Ｚに平行シフトさせることができる。つまり、本実施形態では、ミラー駆動部１２１から振動駆動部６５８にミラー駆動信号を与えて可動部材６５６を振動させつつ、偏向ミラー面６５１の振り角ごとにオフセット電圧を調整して可動部材６５６を全体的に法線方向Ｚに平行シフトさせることが可能となっている。
【００３０】
こうして可動部材６５６が法線方向Ｚに全体的に平行シフトすると、法線方向Ｚにおける偏向ミラー面６５１の位置（以下「偏向面位置」という）が変動し、その結果、走査レンズ６６および折り返しミラー６７を介して感光体２上に結像されるスポットの径が主走査方向Ｘにおいて変化する。この点に関して、図１１を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１１は偏向面位置とスポット形状との関係を模式的に示す図である。同図において最左端欄は偏向面位置を示しており、オフセット電圧を設定することによって偏向ミラー面６５１の位置を制御可能となっている。ここでは、代表的な３つの偏向面位置について説明する。
【００３２】
（ａ）標準位置：オフセット電圧をゼロに設定
オフセット電圧がゼロに設定された場合、ミラー駆動部１２１から振動駆動部６５８にミラー駆動信号のみが与えられて可動部材６５６が振動する。このため、偏向ミラー面６５１はオフセット電圧の印加による平行シフト量はゼロとなり、偏向面位置は標準位置となる。この標準位置では、偏向ミラー面６５１の上端側、つまり偏向ミラー面６５１の主走査方向幅Ｗが狭くなっているところで整形光ビームＬiが入射され、いわゆるオーバーフィル状態となっている。そして、整形光ビームＬiのうち主走査方向長さＤＷaに相当する部分のみが偏向ミラー面６５１で反射されて感光体２に向けて偏向される。そして、オフセット電圧を次第に高くしていくと、偏向面位置が徐々に法線方向Ｚに移動し、偏向ミラー面６５１で反射される光ビームの主走査方向長さが長くなっていく。
【００３３】
（ｂ）中間位置：オフセット電圧を中間値Ｖb（＜Ｖmax）に設定、
オフセット電圧が中間値Ｖbに達すると、副走査方向Ｙにおいて偏向ミラー面６５１の中央で整形光ビームＬiが入射され、整形光ビームＬiのうち主走査方向長さＤＷb（＞ＤＷa）に相当する部分が偏向ミラー面６５１で反射されて感光体２に向けて偏向される。
【００３４】
（ｃ）最大位置：オフセット電圧を最大値Ｖmaxに設定
オフセット電圧が最大値Ｖcに達すると、副走査方向Ｙにおいて偏向ミラー面６５１の下端側、つまり偏向ミラー面６５１の主走査方向幅Ｗが最も広い側で整形光ビームＬiが入射され、整形光ビームＬiのうち主走査方向長さＤＷc（＞ＤＷb＞ＤＷa）に相当する部分が偏向ミラー面６５１で反射されて感光体２に向けて偏向される。
【００３５】
上記したように、偏向面位置が変動すると、標準位置からの平行シフト量ＳＤに応じて副走査方向Ｙにおける整形光ビームの入射位置が変化し、整形光ビームＬiのうち偏向ミラー面６５１により反射される光ビームの主走査方向長さが変動する。その結果、感光体２上でのスポット径も変動する。すなわち、主走査方向Ｘにおいて、走査光ビームの幅が大きくなるにしたがってビームウエスト径が小さくなりスポット径も小さくなる。したがって、偏向ミラー面６５１の振り角ごとに、オフセット電圧を調整して可動部材６５６を全体的に法線方向Ｚに平行シフトさせることによって感光体表面２１での主走査方向Ｘにおけるスポット径を補正することができる。つまり、本実施形態では光ビームを主走査方向Ｘに走査しながら主走査方向位置に応じてスポット径を動的に制御することができる。なお、この動的制御による作用効果については後で詳述する。
【００３６】
また、こうして主走査方向Ｘに走査される光ビームは折り返しミラー６９により光検知センサ６０に導かれる。また、このセンサ６０が光ビームを検知して出力する信号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。
【００３７】
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１２の計測部１２３にも伝達され、該計測部１２３において光ビームの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は必要に応じてミラー駆動信号の調整などを行う。また、ミラー駆動部１２１は偏向ミラー面６５１の振り角に対応したオフセット電圧をミラー駆動信号に重畳した信号を振動駆動部６５８に与えてスポット径を補正する。
【００３８】
図１２はスポット径の補正動作を示すグラフである。また、図１３は図１２の補正を行うために振動駆動部に与えられる信号を示す図である。この実施形態においても、第１および第２積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂに対して逆位相の電圧を示すミラー駆動信号（図１３中の太破線）を印加して偏向ミラー面６５１を正弦振動させて光ビームを走査させると、従来装置と同様に、感光体表面２１に形成されるビームスポットＢＳの径が主走査方向Ｘにおいて変動する（図１２（ａ））。そこで、この実施形態では、光ビームを主走査方向Ｘに走査しながら主走査方向位置に応じてスポット径を動的に制御する。より具体的には、偏向ミラー面６５１の振り角に応じてオフセット電圧を変化させるべく、オフセット電圧の変化を示す補正用信号（図１３中の細破線）をミラー駆動信号に重畳させて合成信号（図１３中の実線）を作成し、合成信号を第１および第２積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂに与えている。これによって、偏向面位置は図１２（ｂ）に示すように光軸ＯＡの近傍（走査中心）で標準位置、つまり偏向面位置＝０ｍｍとなるのに対し、振り角の絶対値が増大するにしたがって平行シフト量ＳＤを増大させてスポット径が小さくなる方向に作用させている。その結果、走査端部に進むしたがってスポット径が次第に大きくなるという傾向（図１２（ａ））と平行シフト量ＳＤの調整による作用とが相互にキャンセルされて走査範囲全体でスポット径が均一となる（同図（ｃ））。
【００３９】
以上のように、この実施形態によれば、偏向ミラー面６５１の振り角に応じて可動部材６５６を平行シフトさせて感光体表面２１上のスポット径を補正しているので、主走査方向Ｘにおける、感光体表面２１上に形成されるの径を揃えて画像品質を高めることができる。
【００４０】
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、偏向ミラー面６５１を正面視で略台形形状に仕上げているが、偏向ミラー面６５１の形状はこれに限定されるものではない。主走査方向Ｘにおける偏向ミラー面６５１の幅Ｗが副走査方向Ｙにおいて変化するように偏向ミラー面６５１を形成することができる。例えば、図１４に示すように、副走査方向Ｙにおいて中央部の幅が最も短く該中央部から副走査方向Ｙに離れるにしたがって長くなるように、偏向ミラー面６５１を形成してもよい。
【００４１】
この場合、偏向ミラー面６５１の形状に対応して偏向面位置の調整を上記実施形態と相違させる必要がある。より具体的には、図１４に示す形状の偏向ミラー面６５１を用いた装置では、図１５および図１６に示すように偏向面位置を調整してスポット径を動的に制御することで上記実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、この実施形態においても、第１および第２積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂに対して逆位相の電圧を示すミラー駆動信号（図１６中の太破線）を印加して偏向ミラー面６５１を正弦振動させて光ビームを走査させると、従来装置と同様に、感光体表面２１に形成されるビームスポットＢＳの径が主走査方向Ｘにおいて変動する（図１５（ａ））。そこで、この実施形態では、偏向ミラー面６５１の振り角に応じてオフセット電圧を変化させるべく、オフセット電圧の変化を示す補正用信号（図１６中の細破線）をミラー駆動信号に重畳させて合成信号（図１６中の実線）を作成し、合成信号を第１および第２積層圧電アクチュエータ部６５９ａ，６５９ｂに与えている。これによって、偏向面位置は図１５（ｂ）に示すように有効走査範囲の一方端で最大位置となっており、他方端側に向うにしたがって偏向面位置は標準位置に近づき、光軸ＯＡの近傍（走査中心）で中間位置となり、他方端で標準位置となる。そのため、図１２および図１３で示した実施形態と同様に、走査中心から走査端部に進むにしたがってスポット径が次第に大きくなるという傾向（図１５（ａ））と平行シフト量ＳＤの調整による作用とが相互にキャンセルされて走査範囲全体でスポット径が均一となる（同図（ｃ））。
【００４２】
また、上記実施形態では、例えば図１１に示すように、いずれの偏向面位置においても整形光ビームＬiがオーバーフィル状態で偏向ミラー面６５１に入射されるように構成されているが、全走査範囲でオーバーフィル状態を維持することが必須構成要件ではなく、特定の偏向面位置でオーバーフィル状態が満足されないように構成してもよい。例えば、図１１において、偏向面位置が最大位置となったときに整形光ビームＬiの全部が偏向ミラー面６５１で反射されるように構成してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、４サイクル方式のカラー画像形成装置に本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆるタンデム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に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【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主走査断面図。
【図４】図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの副走査断面図。
【図５】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。
【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】露光ユニットの一構成要素たる偏向器を示す図。
【図９】偏向器の動作を示す主走査断面図。
【図１０】偏向器の動作を示す主走査断面図。
【図１１】偏向面位置とスポット形状との関係を模式的に示す図。
【図１２】スポット径の補正動作を示すグラフ。
【図１３】図１２の補正を行うために振動駆動部に与えられる信号を示す図。
【図１４】他の実施形態を示す図。
【図１５】他の実施形態におけるスポット径の補正動作を示すグラフ。
【図１６】図１５の補正を行うために振動駆動部に与えられる信号を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
２…感光体（潜像担持体）、  ６…露光ユニット、  ２１…感光体表面、  ６２…レーザ光源、  ６５…偏向器、  ６６…走査レンズ（光学系）、  ６５１…偏向ミラー面、  ６５２…ベース部、  ６５２ａ…第１支持部、  ６５２ｂ…第２支持部、  ６５３ａ…第１振動子、  ６５３ｂ…第１振動子、  ６５４ａ…第１アーム部、  ６５４ｂ…第２アーム部、  ６５５…重心位置、  ６５６…可動部材、  ６５７ａ…第１捩じりバネ部、  ６５７ｂ…第２捩じりバネ部、  ６５８…振動駆動部、  ６５９ａ，６５９ｂ…積層圧電アクチュエータ部（振動駆動部）、  ＡＸ…揺動軸（駆動軸）、  ＤＷa，ＤＷb，DＷc…主走査方向長さ、  Ｌ…光ビーム、  Ｌi…整形光ビーム、  Ｘ…主走査方向、  Ｙ…副走査方向、  Ｚ…法線方向
【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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【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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