(57)【要約】【課題】光ビームによる被走査面の走査を効率的に行う。【解決手段】被走査面上での走査軌跡の振れ幅Ｌ2は、振動ミラーから被走査面上までの光路長に比例して大きくなる。画像書き込み幅Ｗは転写紙のサイズで決定され、振動ミラーから被走査面上までの光路長に関わらず一定である。したがって、振動ミラーによる走査軌跡の振れ幅に対する主走査方向の画像書き込み幅の割合（有効走査期間率）は、振動ミラーから被走査面上までの光路長が大きくなるほど小さくなる。光偏向手段としてＭＥＭＳによる振動ミラーを用いた場合の、主走査１ライン中に生じるスキュー量ＳＬ2は、副走査方向の速度Ｖscと、１ラインの走査時間Ｖlnと、有効走査期間率Ｒesとを乗じた値となる。光路長を大きく取り有効走査期間率を小さくすれば、スキュー量ＳＬ2を抑制でき、往復走査時の画質を向上できる。【選択図】図８
2012189923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光ビームを偏向して主走査方向に一定の振れ角で振れさせて往復走査する光偏向手段と、
前記光偏向手段により偏向された前記光ビームを被走査面に結像させる結像手段と、
前記光偏向手段と前記被走査面との間の前記光ビームの光路を、第１の光路長の光路と、該第１の光路長よりも長い第２の光路長の光路とで切り替える光路切り替え手段と
を備えた
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記光路切り替え手段は、
前記主走査方向に直交する副走査方向に角度を調整する角度調整機構を有するミラーである
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光路切り替え手段は、
通過する前記光ビームの前記光路を駆動電圧に応じた角度で偏向する液晶偏向素子である
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置を用いて前記光ビームで前記被走査面を走査して画像を形成する画像形成手段と
を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記光路切り替え手段は、
複数の被走査面のうち１の被走査面に対する光路を切り替える
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
光偏向手段が、光源からの光ビームを偏向して主走査方向に一定の振れ角で振れさせて往復走査する光偏向ステップと、
結像手段が、前記光偏向ステップにより偏向された前記光ビームを被走査面に結像させる結像ステップと、
光路切り替え手段が、前記光偏向手段と前記被走査面との間の前記光ビームの光路を、第１の光路長の光路と、該第１の光路長よりも長い第２の光路長の光路とで切り替える光路切り替えステップと
を備えた
ことを特徴とする光走査装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを被走査面に照射することで画像を形成する画像形成装置に用いて好適な光走査装置および光走査装置の制御方法、ならびに、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビームを光偏向器などの偏向手段で偏向させ、その偏向された光ビームを被走査面に微小なスポット光として結像させ、被走査面上を主走査方向に等速走査させる光走査装置が従来から知られている。この光走査装置は、例えばレーザダイオードから射出されたレーザ光を光偏向器で偏向反射することによって感光体などの被走査面上を走査させると共に、レーザ光を画像信号に応じて強度変調（例えばオン、オフ）させることにより、被走査面に画像を書き込むようになっている。
【０００３】
近年、光偏光器にシリコンマイクロマシニングを利用する技術の開発が進められている。このシリコンマイクロマシニングを利用した光偏向器においては、シリコン基板を用いて振動ミラーとそれを軸支する捻り梁とを一体的に形成し、共振構造の往復振動を行う振動ミラーを構成する。
【０００４】
当該振動ミラーを光走査装置の偏向手段として用いれば、装置が小型化され、また共振を利用して往復振動させるので高速走査する際にも耐久性が良く、発熱、騒音および消費電力を大幅に低減することができる。そして、往復振動を行う振動ミラーをポリゴンミラーの代わりとして用いることで、画像形成装置の低騒音化や低消費電力化が可能となる。
【０００５】
ここで、往復振動を行う振動ミラーを偏向手段に用いると、被走査面である感光体は主走査方向と直交する方向（副走査方向）に移動しながら走査が行われるため、走査開始側から走査終端にかけて走査線が副走査方向に傾くことになる。つまり、感光体に対して往路走査に続いて復路走査でも記録を行うと、往復の走査線の軌跡がジグザグとなり、画像書き込みの濃度が軌跡の折り返し部分では高く、中央部分では低くなり画像書込みの密度にムラが出て、画像品質の劣化につながるおそれがある。
【０００６】
このため、従来、振動ミラーの往復走査のうち、何れか一方の区間（往路走査あるいは復路走査）にのみ画像書込みを行う方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の方法では、主走査方向における一方の端から他方の端に走査を行った後、再び走査開始位置を一方の端に戻す必要があるため、処理時間に無駄が生じ、非効率的であった。また、走査開始位置を一方の端に戻す際に走査を行うことで、往復での走査が可能になるにも関わらず、一方の区間でしか走査が行われないため、他方の区間を無駄にしていることになる。
【０００７】
これに対し、振動ミラーの往復走査を実現するために、往路側の主走査で感光体ドラムを走査した後、光源ユニットからの光ビームの光路を副走査方向へ切り替え、主走査の復路側では、往路側で走査した感光体ドラムに隣接する感光体ドラムを走査するようにした技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
図１２は、特許文献２に開示される従来例による光走査装置の構成を示した斜視図である。光源ユニット５００から出射した光ビームが、副走査方向に光を屈折させるシリンドリカルレンズ５０１で副走査方向に絞られ、振動ミラー５０２上で主走査方向に長い線像を形成する。光ビームは、振動ミラー５０２で偏向走査され、振動ミラー５０２側の走査レンズ５０３、被走査面側の走査レンズ５０４および５０５、ならびに、折り返しミラー５１０〜５１２および折り返しミラー５１３〜５１５を通過する。折り返しミラー５１０〜５１５を通過した光ビームは、被走査面である感光体ドラム５３０および５３１の表面上にて、例えば図中矢印で方向が示されるように、隣接する感光体ドラムで互いに逆方向に結像走査される。感光体ドラム５３２および５３３への結像走査も、他の光源ユニットから出射された光ビームにより、隣接する感光体ドラムで互いに逆方向に結像走査される。なお、センサ５２０は、走査の開始位置を検出する同期センサである。
【０００９】
特許文献２によれば、主走査方向における一方の端から他方の端に走査を行った後、走査が終了した位置から直前の走査に対して逆方向に走査を行うことができるため、振動ミラーの動作に無駄が少なく、特許文献１の方法に比べて効率的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１および特許文献２の何れにおいても、１つの感光体に対しては一方向にしか走査が行われておらず、必ずしも効率的であるとはいえないという問題点があった。
【００１１】
特許文献２の方法は、１つの振動ミラーに対して２つの被走査面（感光体ドラム）を持つ場合に限定される。そのため、白黒モードなどの１色印刷時においては走査する感光体ドラムは１つであり、往路走査と復路走査の何れかによる画像書込みを行うことになる。すなわち、特許文献１における書込み方法が非効率である点については解決できていない。
【００１２】
従来技術においてこのような非効率的な走査方法を採用しているのは、往復走査の両方の区間で同一の感光体ドラムに対して書き込みを行うと、上述したように、往路と復路との間にジグザグが発生するためである。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光ビームによる被走査面の走査を効率的に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光源からの光ビームを偏向して主走査方向に一定の振れ角で振れさせて往復走査する光偏向手段と、光偏向手段により偏向された光ビームを被走査面に結像させる結像手段と、光偏向手段と被走査面との間の光ビームの光路を、第１の光路長の光路と、第１の光路長よりも長い第２の光路長の光路とで切り替える光路切り替え手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、光偏向手段が、光源からの光ビームを偏向して主走査方向に一定の振れ角で振れさせて往復走査する光偏向ステップと、結像手段が、光偏向ステップにより偏向された光ビームを被走査面に結像させる結像ステップと、光路切り替え手段が、光偏向手段と被走査面との間の光ビームの光路を、第１の光路長の光路と、第１の光路長よりも長い第２の光路長の光路とで切り替える光路切り替えステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光ビームによる被走査面の走査を効率的に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の各実施形態を適用可能な画像形成装置としてのカラー複写機の主要部分の構成の例を示す略線図である。
【図２】図２は、光走査部の構成の例を示す斜視図である。
【図３】図３は、光走査部の構成の別の例を示す斜視図である。
【図４】図４は、光走査部を制御するための一例の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】図５は、振動ミラーの制御について説明するための略線図である。
【図６】図６は、光路長と被走査面上での走査軌跡の振れ幅との関係の例を示す略線図である。
【図７】図７は、第１の光路長の場合のスキュー量ＳＬ1の例を示す略線図である。
【図８】図８は、第２の光路長の場合のスキュー量ＳＬ2の例を示す略線図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態による光路長の切り替え方法を説明するための略線図である。
【図１０】図１０は、液晶偏向素子について概略的に説明するための略線図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態による光路長の切り替え方法を説明するための略線図である。
【図１２】図１２は、従来例による光走査装置の構成を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下に添付図面を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の各実施形態を適用可能な画像形成装置としてのカラー複写機２０の主要部分の構成の例を示す。カラー複写機２０は、画像プロセス部、光走査部を含む露光部、ならびに、転送ベルトを有し、電子写真方式の画像形成による、転写紙上への画像を形成するようにされている。
【００１９】
カラー複写機２０は、Ｙ(Yellow)、Ｍ(Magenta)、Ｃ(Cyan)およびＫ(Black)各色の画像を形成する画像プロセス部１の内部の４個の作像ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃおよび１Ｋが、転写媒体としての転写紙２を搬送する転写ベルト３に沿って一列に配置されたタンデム型となっている。
【００２０】
転写ベルト３は、駆動回転する駆動ローラ４と従動回転する従動ローラ５との間に架設されており、駆動ローラ４の回転によって、図中矢印の方向に回転駆動される。転写ベルト３の下部には、転写紙２が収納された給紙トレイ６が備えられる。この給紙トレイ６に収納された転写紙２のうち最上位置にある転写紙２が、画像形成時に転写ベルト３に向けて給紙され、静電吸着によって転写ベルト３上に吸着される。吸着された転写紙２は、作像ユニット１Ｙに搬送され、ここで最初にＹ色の画像形成が行われる。
【００２１】
作像ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃおよび１Ｋは、それぞれ感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｋと、感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｋの周囲にそれぞれ配置された、帯電器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃおよび８Ｋと、現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋと、感光体クリーナ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃおよび１１Ｋと、転写器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃおよび１２Ｋとを備える。
【００２２】
例えば作像ユニット１Ｙの感光体ドラム７Ｙの表面は、帯電器８Ｙで一様に帯電された後、露光部９によりＹ色の画像に対応したレーザ光ＬＹで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１０Ｙで現像され、所定速度で回転する感光体ドラム７Ｙ上にトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラム７Ｙと転写ベルト３上の転写紙２とが接する位置（転写位置）で、転写器１２Ｙによって転写紙２に転写され、これによって、転写紙２上に単色（Ｙ色）の画像が形成される。転写が終わった感光体ドラム７Ｙでは、ドラム表面に残った不要なトナーが感光体クリーナ１１Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。
【００２３】
このように、作像ユニット１Ｙで単色（Ｙ色）が転写された転写紙２は、転写ベルト３によって作像ユニット１Ｍに搬送される。ここでも同様に、感光体ドラム７Ｍ上に形成されたＭ色のトナー像が転写紙２上に重ねて転写される。転写紙２は、その後さらに作像ユニット１Ｃと作像ユニット１Ｋとに順に搬送され、同様に、形成されたＣ色とＫ色のトナー像が転写紙２に転写され、これによって転写紙２上にカラー画像が形成されてゆく。
【００２４】
そして、作像ユニット１Ｋを通過してカラー画像が形成された転写紙２は、転写ベルト３から剥離され、定着器１３で定着された後、排紙される。
【００２５】
反射型の検出センサ素子１５および１６が、搬送ベルト２の主走査方向の両端に対応して取り付け距離Ｌを以て設けられている。検出センサ素子１５および１６は、搬送ベルト３上に形成された各色のトナーのパッチ列およびトナーマーク列を検出し、各色の位置合わせや画像の濃度制御を行うために用いられる。
【００２６】
図２は、図１のカラー複写機２０における光走査部の構成の例を示す斜視図である。この図２の例は、１つの感光体ドラムに対して１つの振動ミラーで走査する場合の例である。なお、図２では、感光体ドラム７Ｋに関する構成のみが示されている。
【００２７】
レーザダイオードを光源とする光源ユニット５０1から出射した光ビームＬＢ1が、副走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズ５１1で副走査方向にのみ各光ビームが絞られ、ＭＥＭＳ(Micro  Electro  Mechanical  Systems)による振動ミラー５２上で主走査方向に長い線像を形成する。
【００２８】
振動ミラー５２に入射した光ビームＬＢ1は、振動ミラー５２で偏向走査され、それ以降の結像光学系である、振動ミラー５２側の走査レンズ５３および被走査面側の走査レンズ５５、ならびに、折り返しミラー６３、６４および６５を介して感光体ドラム７Ｋに照射される。光ビームＬＢ1を出射しながら振動ミラー５２を主走査方向に対して振動させることで、各被走査面である感光体ドラム７Ｋの表面上にて、図中矢印で示されるように、感光体ドラム７Ｋの回転軸に平行な方向に往復して結像走査される。
【００２９】
なお、先端同期検知センサ７０および後端同期検知センサ７１は、振動ミラー５２で反射された光ビームを検知して、検知信号を出力する。この検知信号により、走査の先端および後端を知ることができる。図２の例では、折り返しミラー６５と感光体ドラム７Ｋとの間に、先端同期検知センサ７０および後端同期検知センサ７１が設けられる。
【００３０】
図３は、光走査部の構成の別の例を示す斜視図である。この図３の例は、２つの感光体ドラムに対して１つの振動ミラーで走査する場合の例である。なお、図３では、感光体ドラム７Ｋおよび７Ｃに関する構成のみが示されている。また、図３において、図２と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３１】
図３において、図２に示される構成に対して光源ユニット５０2、シリンドリカルレンズ５１2およびハーフミラー５６が追加されると共に、折り返しミラー６０、６１および６２が追加される。光源ユニット５０1から出射された光ビームＬＢ1は、ハーフミラー５６を透過して振動ミラー５２に到達する。これ以降の光ビームＬＢ1の光路は、上述の図２の例と同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００３２】
光源ユニット５０2から出射された光ビームＬＢ2は、ハーフミラー５６で反射されて振動ミラー５２に到達し、振動ミラー５２で偏向走査され、それ以降の結像光学系である、振動ミラー５２側の走査レンズ５３および被走査面側の走査レンズ５４、ならびに、折り返しミラー６０、６１および６２を介して感光体ドラム７Ｃに照射される。光ビームＬＢ1および光ビームＬＢ2を出射しながら振動ミラー５２を主走査方向に対して振動させることで、各被走査面である感光体ドラム７Ｋおよび７Ｃそれぞれの表面上にて、図中矢印で示されるように、感光体ドラム７Ｋまたは７Ｃの回転軸に平行な方向に往復して結像走査される。
【００３３】
以下では、光走査部は、図２に示した、１つの感光体ドラムに対して１つの振動ミラーで走査する場合の構成であるものとする。また、上述では、光源ユニット５０1および５０2がそれぞれ１チャンネルの光源であるように示されているが、実際には、これら光源ユニット５０1および５０2は、複数チャンネル、例えば１０チャンネルの光源が用いられる。
【００３４】
さらに、以下では、特に記載のない限り、感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｋそれぞれに対応する振動ミラーを、振動ミラー５２で代表させて説明を行う。同様に、感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｋについても、特に記載のない限り、感光体ドラム７で代表させて説明を行う。
【００３５】
図４は、光走査部を制御するための一例の構成を概略的に示す。制御部１００は、例えばＣＰＵ(Central  Processing  Unit)、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)、ＲＡＭ(Random  Access  Memory)などを有し、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして用いて光走査部や後述する書き込み制御部１１２の制御を行う。操作部１３０は、ユーザ操作を受け付ける。操作部１３０は、例えば、色Ｙ、色Ｍ、色Ｃ、色Ｋの各色を用いたフルカラー印刷を行うか、色Ｋのみを用いた単色印刷を行うかを選択するユーザ操作に応じた制御信号を出力し、制御部１００に供給する。
【００３６】
プリンタコントローラ１１１は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からネットワークなどを介して送信された画像データを受信する。プリンタコントローラ１１１は、受信した画像データを画像処理部１１０へ転送する。画像処理部１１０は、プリンタコントローラ１１１から受信した各画像データに対して、画像データに応じた種々の画像処理を施す。
【００３７】
また、画像処理部１１０は、書き込み制御部１１２から送信されたＫ、Ｍ、ＣおよびＹ各色の副走査タイミング信号を受信して、各色の主走査ゲート信号と、副走査ゲート信号とを書き込み制御部１１２に送信すると共に、これら同期信号に伴う各色の画像データを書き込み制御部１１２に送信する。
【００３８】
書き込み制御部１１２は、制御部１００の制御に従い、受信した各色の画像データについて所定の書込み処理を施して、書込みのための各色の画像データを生成し、色Ｙ、色Ｍ、色Ｃ、色Ｋを書き込むための光ビームを出射するレーザダイオード（ＬＤ）１１４を制御するＬＤ駆動部１１３に対して送信する。
【００３９】
ＬＤ駆動部１１３は、ＬＤ１１４を駆動する。なお、図４の例では、色Ｙ、色Ｍ、色Ｃ、色Ｋの各色それぞれのＬＤを、ＬＤ１１４で代表させて示している。ＬＤ駆動部１１３は、露光部９内に備えられ、露光部９による感光体ドラム７Ｋ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｙへのレーザ光ＬＫ、ＬＭ、ＬＣおよびＬＹの照射を制御する。レーザ光ＬＫ、ＬＭ、ＬＣおよびＬＹが感光体ドラム７Ｋ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｙに照射されることによって、感光体ドラム７Ｋ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｙ上にトナー画像が形成される。形成されたトナー画像は、転写紙２に転写され出力される。
【００４０】
制御部１００に対して、さらに、振動ミラー駆動部１２０、ミラー駆動部１２１およびセンサＩ／Ｆ１２２が接続される。振動ミラー駆動部１２０は、制御部１００の制御に従い振動ミラー５２を駆動する。ミラー駆動部１２１は、制御部１００の制御に従い、振動ミラー５２から感光体ドラム７Ｋまでの光路長を切り替えるためのミラーの角度を調整する角度調整機構を制御する（詳細は後述する）。センサＩ／Ｆ１２２は、先端同期検知センサ７０および後端同期検知センサ７１の出力信号を制御部１００に入力するためのインターフェイスである。
【００４１】
次に、振動ミラー５２の制御について説明する。図５（ａ）および図５（ｂ）は、それぞれ振動ミラー５２の主走査方向における角度変位の時間変化の例を示す。図５（ａ）は、往路側の角度変位の時間変化を示し、図５（ｂ）は、復路側の変化を示す。これらは逆でも構わない。
【００４２】
振動ミラー５２は、共振現象を用いて駆動されるため、その角度変位の時間変化は、図５（ａ）および図５（ｂ）それぞれに例示するように正弦波的なカーブとなる。このカーブのうち、角度変化が略直線的になる範囲を画像データの書込みに用いる。この画像データの書込みに用いる期間を、有効走査期間と呼ぶ。図５（ａ）および図５（ｂ）に、有効走査期間の例を矢印で示す。このように有効走査期間を選択することで、良好なリニアリティで走査できる。
【００４３】
先端同期検知センサ７０および後端同期検知センサ７１は、光源ユニット５０1から出射された光ビームＬＢ1を検知して、出力信号として同期検知信号を出力する。同期検知信号は、センサＩ／Ｆ１２２を介して制御部１００に供給される。先端同期検知センサ７０は、主走査の先端側を検知するセンサであり、後端同期検知センサ７１は、主走査の後端側を検知するセンサである。これら先端同期検知センサ７０および後端同期検知センサ７１を適切な位置に配置することで、有効走査期間の先端および後端を検知する。
【００４４】
なお、振動ミラー５２は、有効走査期間の外でも光ビームによる走査を行っている。先端同期検知センサ７０および後端同期検知センサ７１は、例えばこの有効走査期間外の走査による光ビームＬＢ1を検知して、同期検知信号を出力する。この有効走査期間外の走査による光ビームＬＢ1を用いて光量調整なども行うことができる。
【００４５】
次に、本第１の実施形態による走査制御について、より詳細に説明する。本発明では、振動ミラー５２から感光体ドラム７Ｋへの光路長を、より長い光路長とすることで、往復走査時のスキュー量を減らし、１の感光体ドラム７Ｋに対して光ビームの往復走査を行った際に走査軌跡がジグザグになることを抑制する。本第１の実施形態では、副走査方向に角度の調整が可能なミラーを用いて、振動ミラー５２から感光体ドラム７Ｋへの光路長を、通常の光路長（第１の光路長）と、通常の光路長より長い第２の光路長とで切り替え可能としている。
【００４６】
図６〜図８を用いて、本発明の原理について説明する。１の被走査面に対して往復走査を行った際に走査軌跡がジグザグになる原因であるスキュー量を減らす方法としては、被走査面上の全走査期間に対する有効走査期間の割合（有効走査期間率と呼ぶ）を下げて走査を行う方法がある。光偏光器すなわち振動ミラー５２から被走査面上までの光路長を大きくすると、主走査倍率が大きくなり、有効走査期間率を下げて走査を行うことができる。
【００４７】
図６は、一定の振れ角で振動ミラー５２を駆動した場合の、光路長と、被走査面上での走査軌跡の振れ幅との関係の例を示す。なお、光路長は、振動ミラー５２から被走査面（感光体ドラム７）に対して、主走査方向に直交して入射される光路の光路長をいうものとする。これは、以下の説明についても同様である。
【００４８】
図６に示されるように、被走査面上での走査軌跡の振れ幅すなわち主走査方向の走査幅は、振動ミラー５２から被走査面上までの光路長に比例して大きくなる。例えば、光路長Ｄ1および光路長Ｄ2における振れ幅をそれぞれ振れ幅Ｌ1および振れ幅Ｌ2とした場合、Ｄ2＝Ｄ1×２であれば、Ｌ2＝Ｌ1×２となる。
【００４９】
一方、画像を書き込む画像書き込み幅は、転写紙２のサイズで決定されるため、振動ミラー５２から被走査面上までの光路長に関わらず一定である。したがって、振動ミラー５２による走査軌跡の振れ幅に対する主走査方向の画像書き込み幅の割合（有効走査期間率）を考えた場合、振動ミラー５２から被走査面上までの光路長が大きくなるほど、有効走査期間率が小さくなる。
【００５０】
光偏向手段としてＭＥＭＳによる振動ミラーを用いた場合の、主走査１ライン中に生じるスキュー量ＳＬは、副走査方向の速度Ｖscと、１ラインの走査時間Ｖlnと、有効走査期間率Ｒesとから、下記の式（１）で決定される。
ＳＬ＝Ｖsc×Ｖln×Ｒes    …（１）
【００５１】
この式（１）から、副走査方向の速度Ｖsc、走査時間Ｖlnおよび有効走査期間率Ｒesのうち少なくとも１つの値を小さくすることで、スキュー量ＳＬを抑制できることが分かる。このとき、副走査方向の速度Ｖscを小さくした場合、画像形成の速度が遅くなり、生産性に影響が生じてしまう。また、１ライン走査時間Ｖlnは、振動ミラー５２の振動周波数で決定されるため、下限がある。一方、有効走査期間率Ｒesは、図６を用いて説明したように、振動ミラー５２から被走査面上までの光路長を変化させることで変えることができる。したがって、当該光路長を長くして有効走査期間率Ｒesを下げることで、スキュー量ＳＬを小さくすることができる。
【００５２】
図７および図８を用いてより具体的に説明する。図７は、図６における光路長Ｄ1の場合のスキュー量ＳＬ1の例を示し、図８は、図６における光路長Ｄ2の場合のスキュー量ＳＬ2の例を示す。主走査書き込み幅Ｗは、例えば転写紙２のサイズに依存し、光路長Ｄすなわち振れ幅Ｌに関わらず一定である。同様に、振れ幅Ｌ1およびＬ2に対するスキュー量Ｓは、振動ミラー５２の振動周波数と副走査方向の速度とから決定され、光路長Ｄすなわち振れ幅Ｌに関わらず一定である。
【００５３】
スキュー量ＳＬと、スキュー量Ｓ、振れ幅Ｌおよび主走査書き込み幅Ｗとの関係は、下記の式（２）で表される。
ＳＬ＝(Ｓ×Ｗ)／Ｌ    …（２）
【００５４】
したがって、振れ幅Ｌ1および振れ幅Ｌ2に対して、スキュー量ＳＬ1およびＳＬ2は、それぞれ下記の式（３）および式（４）のように表される。これらにより、振れ幅Ｌが大きいほど、光路長Ｄすなわち振れ幅Ｌに対する主走査書き込み幅Ｗ割合が小さくなり、主走査書き込み幅Ｗに対するスキュー量ＳＬが小さくなることがわかる。
ＳＬ1＝(Ｓ×Ｗ)／Ｌ1    …（３）
ＳＬ2＝(Ｓ×Ｗ)／Ｌ2    …（４）
【００５５】
光路長を切り替える方法は、様々に考えられる。本第１の実施形態では、光路上に設けられたミラーの角度を変更することで、光路長を切り替える。図９（ａ）および図９（ｂ）を用いて概念的に説明する。図９（ａ）は、第１の光路長である光路長Ｄ1の場合の例である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の構成において、光路長を光路長Ｄ1より大きい光路長Ｄ2に切り替えた場合の例である。
【００５６】
図９（ａ）および図９（ｂ）において、振動ミラー２０１は、上述した振動ミラー５２に対応し、例えばＭＥＭＳにより構成される。ミラー部材２００は、副走査方向に角度を調整可能な角度調整機構を有し、振動ミラー２０１からの光ビームを反射する。ミラー部材２００は、図中における垂直方向に対して角度θ1に角度調整された場合に、感光体ドラム２０２に対して光ビームを照射するように配置される。以下では、ミラー部材２００を「角度調整機構付きミラー部材２００」と呼ぶ。ミラー部材２０３は、角度調整機構付きミラー部材２００が図中における垂直方向に対して角度θ2に角度調整された場合に、感光体ドラム２０２に対して光ビームを照射するように配置される。
【００５７】
図９（ａ）の例では、角度調整機構付きミラー部材２００が角度θ1に角度調整され、角度調整機構付きミラー部材２００で反射された光ビームは、光路２１０に従い、直接的に感光体ドラム２０２に照射される。振動ミラー２０１から角度調整機構付きミラー部材２００までの光路長と、角度調整機構付きミラー部材２００から感光体ドラム２０２までの光路２１０の光路長との和が、光路長Ｄ1となる。
【００５８】
光路長を光路長Ｄ２に切り替える場合、図９（ｂ）に例示されるように、角度調整機構付きミラー部材２００の角度が角度θ2に角度調整され、当該角度調整機構付きミラー部材２００で反射された光ビームが、光路２１１および光路２１２で示されるように、ミラー部材２０３で反射されて感光体ドラム２０２に照射される。振動ミラー２０１から角度調整機構付きミラー部材２００までの光路長と、角度調整機構付きミラー部材２００からミラー部材２０３までの光路２１１の光路長と、ミラー部材２０３から感光体ドラム２０２までの光路２１２の光路長との和が、光路長Ｄ2となる。
【００５９】
図９（ｂ）の構成によれば、角度調整機構付きミラー部材２００で反射された光ビームを、ミラー部材２０３でさらに反射させて感光体ドラム２０２に照射させている。そのため、角度調整機構付きミラー部材２００で反射された光ビームを直接的に感光体ドラム２０２に照射させる図９（ａ）の場合と比べて、光路長をより大きくすることができる。
【００６０】
なお、図９（ａ）および図９（ｂ）では省略されているが、光路長Ｄ1の光路および光路長Ｄ2の光路のそれぞれについて、被走査面に対して結像を行うための結像光学系が設けられる。
【００６１】
この図９（ａ）および図９（ｂ）の構成を上述した図２の構成に適用させた場合、振動ミラー２０１および感光体ドラム２０２は、それぞれ振動ミラー５２および感光体ドラム７Ｋに対応する。また、角度調整機構付きミラー部材２００として、例えば折り返しミラー６３を適用させることが考えられる。
【００６２】
例えば、折り返しミラー６３に対して角度調整機構を設け（図示しない）、この角度調整機構によって副走査方向に角度を調整する。角度調整機構は、例えばステッピングモータからなり、制御部１００の制御に従い、ミラー駆動部１２１により駆動され、折り返しミラー６３の角度を調整する。この場合、ミラー部材２０３は、折り返しミラー６４および６５に対応させることができる。一例として、折り返しミラー６３で反射された光ビームが直接的に感光体ドラム７Ｋに照射されるように角度調整して第１の光路長を得て、当該光ビームが折り返しミラー６４および６５を介して感光体ドラム７Ｋに照射されるように角度調整することで第２の光路長を得る。
【００６３】
なお、上述では折り返しミラー６３が角度調整機構を有するものとして説明したが、これはこの例に限られない。例えば、図９（ａ）および図９（ｂ）の構成そのものを、図２における振動ミラー５２、ならびに、折り返しミラー６３〜６５による構成と置き換えることができる。また例えば、図２の構成に対して、別途、角度調整機構付きミラー部材２００とミラー部材２０３とを設けてもよい。この場合、角度調整機構付きミラー部材２００またはミラー部材２０３で反射された光ビームを折り返しミラー６３に入射させることが考えられる。
【００６４】
上述したように、振動ミラー５２から被走査面である感光体ドラム７Ｋまでの光路長を大きくすると、往復走査の際の走査軌跡がジグザグになる状態は緩和される。一方、当該光路長を大きくすると、装置の大型化を招くことになる。そのため、色Ｙ、色Ｍ、色Ｃおよび色Ｋの各色を用いたフルカラー印刷を行う装置において全色の光路長を大きくすることは望ましくない。そこで、例えばＣＡＤ(Computer  Aided  Design)図面などの、高精細な画像出力を要求される特定の色のみの光路長を長くすることで、装置の大型化を抑えることが考えられる。
【００６５】
また一方で、１ライン中のスキュー量が各色で異なると、フルカラー印刷時に色ズレが生じることが考えられる。本第１の実施形態では、この色ズレの問題に対応するために、上述したような高精細な画像を要求される特定の色（例えば色Ｋ）のみを、上述したような光路長を切り替え可能な構成とし、印刷モードに応じて光路長を切り替えるようにする。切り替えられる光路長のうち第１の光路長は、他色と光路長を略等しくし、第２の光路長は、他色の光路長よりも大きな光路長とする。
【００６６】
例えば、操作部１３０に対するユーザ操作により単色印刷・高精細モードが指定された場合に、制御部１００は、この指定に応じてミラー駆動部１２１を制御して角度調整機構付きの折り返しミラー６３の角度を調整する。
【００６７】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では角度調整機構付きのミラー部材を用いて光路長を切り替えている。これに対して、本第２の実施形態では、液晶の性質を利用した液晶偏向素子を用いて光路を切り替えて、光路長の切り替えを行うようにしている。
【００６８】
液晶偏向素子について、図１０を用いて概略的に説明する。液晶偏向素子は、ホモジニアス分子配列のネマティック液晶層を２枚のガラス基盤で挟んだ構造からなり、２枚のガラス基盤の対向する面には、それぞれ金属酸化物の透明電極が形成されている。一方の透明電極は、例えば接地電位とされる接地電極であり、他方の透明電極は、駆動電圧が印加される駆動電極である。
【００６９】
駆動電極に対して駆動電圧（例えば、数キロヘルツの矩形波）を印加すると、複屈折率（分子の長軸と短軸の屈折率差）を有するネマティック液晶分子は、電場に沿って傾く。すなわち、液晶分子の長軸の向きと平行な直線偏光を持った単色光にとって、液晶層は、電界分布に応じて局所的に異なった屈折率分布をもった媒質と等価になる。したがって、液晶層を通過した光の波面には、液晶層に対する印加電圧の面内分布に応じた空間的な波面変調あるいは位相変調が加わることになる。
【００７０】
電気光学特性の性状は、使用する液晶の弾性定数、誘電率異方性や電圧無印加時の液晶分子の初期配向角から決定される。小さな初期配向角（例えば５°以下）を有する液晶分子は、電気光学特性の低電圧領域で急峻な立下りが見られるが、電圧を増加するにつれて線形に近い応答を示し、その後一定値に飽和する特性を示す。一方、大きな初期配向角を有する液晶素子では上述の急峻な立下りは消失し、低電圧領域の曲線を二乗曲線で近似できる特性となる。
【００７１】
駆動電極の電極パターンとして、多数の細長い透明電極をストライプ状に配置し、これら透明電極の一本一本に所定の電圧を印加する構成が提案されている。この構成によれば、高速の応答、高い空間分解能および波面変調の自由度を実現できる特長を持っている。波面変調の自由度が高ければ、ビーム偏向やレンズの機能だけでなく、任意の複雑な波面変調を実現可能となる。
【００７２】
図１０は、各実施形態に適用可能な液晶偏向素子１７０の一例の構成を示す。図１０（ａ）は、液晶偏向素子１７０を正面すなわち光軸方向から見た図であり、図１０（ｂ）は、液晶偏向素子１７０の光軸方向の断面の例である。
【００７３】
図１０（ｂ）を参照し、一方のガラス基盤１７６Ａに対して、駆動電極である透明電極１７５が形成され、透明電極１７５を覆うように配向膜１７７Ａが積層される。透明電極１７５に対して端子１７１および１７２から駆動電圧が印加される。他方のガラス基盤１７６Ｂに対して、接地電極である一様な透明電極１７８が略全面に亘って形成され、透明電極１７８を覆うように配向膜１７７Ｂが積層される。配向膜１７７Ａおよび１７７Ｂの間が液晶で満たされた液晶層とされる。
【００７４】
図１０（ａ）を参照し、透明電極１７５は、ストライプ状の透明電極１７５、１７５、…として形成される。透明電極１７５、１７５、…は、この液晶偏向素子１７０の光ビーム照射領域に、露光技術の分解能（例えば略１μｍ）から決まる線幅と間隔とで形成される。透明電極１７５、１７５、…の光ビームの照射領域外において一方の端が抵抗部材１７３で接続され、抵抗部材１７３の端部に端子１７１が設けられる。透明電極１７５、１７５、…の他方の端も同様に、照射領域外において抵抗部材１７４で接続され、抵抗部材１７４において、端子１７１に対して反対側の端部に端子１７２が設けられる。
【００７５】
端子１７１および１７２に所定に駆動電圧を印加することで、液晶層の液晶分子が駆動電圧に応じて配向し、液晶偏向素子１７０に入射された光ビーム１７９が偏向されて出射される。
【００７６】
図１１は、本第２の実施形態による、液晶偏向素子２２０を用いて光路長の切り替えを行う一例の構成を概略的に示す。この例では、光路長Ｄ1を形成するための第１のミラー部材２２１と、光路長Ｄ1よりも長い光路長Ｄ2を形成するための第２のミラー部材２２２との２つのミラー部材が設けられると共に、振動ミラー２０１と、第１のミラー部材２２１および第２のミラー部材２２２との間に液晶偏向素子２２０が設けられる。
【００７７】
なお、本第２の実施形態では、図４を用いて説明した光走査部を制御する構成において、ミラー駆動部１２１の代わりに液晶偏向素子駆動部が用いられる（図示しない）。液晶偏向素子駆動部は、制御部１００の制御に従い、液晶偏向素子２２０に対して通過する光ビームを所定に偏向させる駆動電圧を印加する。
【００７８】
液晶偏向素子２２０、第１のミラー部材２２１および第２のミラー部材２２２は、振動ミラー２０１で反射された光ビームが、第１のミラー部材２２１および第２のミラー部材２２２のうち液晶偏向素子２２０に対する駆動電圧に応じた側に照射されるように配置される。例えば、液晶偏向素子２２０において偏向を行わない場合は、液晶偏向素子２２０を通過した光ビームが第１のミラー部材２２１に入射されるように、第１のミラー部材２２１を配置する。また、液晶偏向素子２２０において所定の偏向を行う場合は、液晶偏向素子２２０を通過した光ビームが第２のミラー部材２２２に入射されるように、第２のミラー部材２２２を配置する。
【００７９】
第１のミラー部材２２１および第２のミラー部材２２２は、それぞれ、入射された光ビームを反射して感光体ドラム２０２に照射されるように配置される。このとき、第１のミラー部材２２１は、振動ミラー２０１から感光体ドラム２０２までの光路の長さが光路長Ｄ1になるように配置される。同様に、第２のミラー部材２２２は、振動ミラー２０１から感光体ドラム２０２までの光路の長さが光路長Ｄ2になるように配置される。
【００８０】
例えば、制御部１００の制御により、液晶偏向素子２２０に対して第１の駆動電圧が印加された場合に、振動ミラー２０１からの光ビームが液晶偏向素子２２０で偏向されて第１のミラー部材２２１で反射されて、振動ミラー２０１からの光路の長さが光路長Ｄ1で感光体ドラム２０２に照射される。また、液晶偏向素子２２０に対して第２の駆動電圧が印加された場合に、振動ミラー２０１からの光ビームが液晶偏向素子２２０で偏向されて第２のミラー部材２２２で反射されて、振動ミラー２０１からの光路の長さが光路長Ｄ2で感光体ドラム２０２に照射される。
【００８１】
このように構成することで、光路長Ｄ2を選択した際に、感光体ドラム２０２を主走査方向に往復走査する際のスキュー量を抑制することができ、画像形成を高品質で行うことができる。
【００８２】
本第２の実施形態の構成を図２の構成に適用する場合、例えば、図１１に示した構成を、図２における振動ミラー５２、ならびに、折り返しミラー６３〜６５と置き換えることが考えられる。これに限らず、図２の構成に対して、別途、第１のミラー部材２２１および第２のミラー部材２２２を設けてもよい。この場合、第１のミラー部材２２１または第２のミラー部材２２２で反射された光ビームを折り返しミラー６３に入射させることが考えられる。
【符号の説明】
【００８３】
５２，２０１  振動ミラー
６３，６４，６５  折り返しミラー
７０  先端同期検知センサ
７１  後端同期検知センサ
１００  制御部
１２０  振動ミラー駆動部
１２１  ミラー駆動部
１２２  センサＩ／Ｆ
１３０  操作部
２０２  感光体ドラム
２００  角度調整機構付きミラー部材
２０３  ミラー部材
２２０  液晶偏向素子
２２１  第１のミラー部材
２２２  第２のミラー部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２００５−３４５８６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１５２１０号公報
【図１】
2012189923.tif 000003
【図２】
2012189923.tif 000004
【図３】
2012189923.tif 000005
【図４】
2012189923.tif 000006
【図５】
2012189923.tif 000007
【図６】
2012189923.tif 000008
【図７】
2012189923.tif 000009
【図８】
2012189923.tif 000010
【図９】
2012189923.tif 000011
【図１０】
2012189923.tif 000012
【図１１】
2012189923.tif 000013
【図１２】
2012189923.tif 000014