(57)【要約】【課題】部品構成が簡素化され、かつ扁平に構成することができ、低コストでコンパクトな光走査装置を実現する。【解決手段】画像情報により変調される光源手段２０１、２０２と、回転軸支された可動ミラーを有する偏向手段４００と、偏向手段により往復走査された光ビームを被走査面１０１〜１０４に結像する結像手段１０８、１０９とを備え、複数色に対応した画像形成を行う光走査装置において、光源手段からの光ビームの偏光面を、入力信号に応じて９０度回転する液晶フィルタ２２１、２２２と、液晶フィルタを透過した光ビームの偏光方向に応じて分岐する偏光フィルタ１１１とを備え、偏光フィルタにより分岐した光ビームにより、各々に対応した複数の被走査面を、交互に走査するように構成した。これにより偏光フィルタまでの光路が共用できるので、結像手段も共用でき、部品構成が簡素化され、かつ扁平にできるので、低コストでコンパクトな光走査装置が実現できる。【選択図】図１
2012018336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報により変調される光源手段と、回転軸支された可動ミラーを有する偏向手段と、前記偏向手段により往復走査された光ビームを被走査面に結像する結像手段とを備え、複数色に対応した画像形成を行う光走査装置において、
前記光源手段からの光ビームの偏光面を、入力信号に応じて９０度回転する液晶フィルタと、前記液晶フィルタを透過した光ビームの偏光方向に応じて分岐する偏光フィルタとを備え、
前記偏光フィルタにより分岐した光ビームにより、各々に対応した複数の被走査面を、交互に走査するようにしてなることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、
前記光源手段は、前記可動ミラーの往走査または復走査に同期して、各色の画像情報を時分割に切換えて、変調することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光走査装置において、
前記液晶フィルタは、前記可動ミラーの往走査または復走査に同期して、前記偏光面を時分割に切換えることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記偏向手段により往復走査された光ビームを、画像領域外の両端で、各々検出する検知手段を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光走査装置において、
前記検出手段は、前記液晶フィルタがＯＮまたはＯＦＦのいずれか一方のときのみ、光ビームを検出可能としてなることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記光源手段を複数備え、各光源手段からの光ビームを、一括で走査する可動ミラーへ入射せしめるとともに、前記可動ミラーで走査された前記複数の光源手段からの光ビームを、前記可動ミラーの面法線を含み、回転軸と直交する断面に対して相反する２方向に分岐する分離ミラーを備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
像担持体と、該像担持体に画像形成を行う書き込み手段とを備えたカラー画像形成装置において、
前記書き込み手段として請求項１乃至６のいずれか一つに記載の光走査装置を備えることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載のカラー画像形成装置において、
前記像担持体を複数備え、前記光走査装置により複数の像担持体に潜像画像を形成し、該複数の像担持体に形成された潜像画像を色の異なるトナーで現像して顕像化し、該複数の像担持体に形成された各色の画像を転写媒体に重ねて転写し、カラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを偏向手段で走査する光走査装置と、この光走査装置を用いたデジタル複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等のカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ等の光源から出射された光ビームを偏向手段で走査する光走査装置が知られており、電子写真方式の画像形成装置の潜像書き込み手段等に応用されている。
近年、偏向手段として用いられるシリコンマイクロマシニングを利用した偏向装置の研究が進められており、例えば特許文献１（特許第２９２４２００号公報）や特許文献２（特許第３０１１１４４号公報）に開示されるようにＳｉ基板で振動ミラーとそれを軸支するねじり梁を一体形成した方式が提案されている。
また、特許文献３（特許第３４４５６９１号公報）や特許文献４（特許第３５４３４７３号公報）にはポリゴンミラーの代わりに振動ミラーを配備した例が開示されているが、この方式によれば、ミラー面サイズが小さく小型化できるうえ、共振を利用して往復振動させるので高速動作が可能であるにもかかわらず、低騒音で消費電力が低いという利点がある。
【０００３】
さらに、特許文献５（特開２００７−２３３２３５号公報）には振動ミラーをタンデムカラー対応の光走査装置に適用した例が開示されている。
また、特許文献６（特開平９−１２７４４４号公報）には偏光方向の異なる２本の光ビームを合成して出射する光源部と、光源部からの光ビームを偏向する偏向手段と、偏向手段により偏向された２本の光ビームを分離する偏光分離手段とを備え、異なる被走査面に画像形成を行う例が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、振動ミラーを用いることで低騒音、消費電力、低発熱といったメリットに加え、振動ミラーとそれを軸支するねじり梁を一体形成した扁平構造であるため、回転軸からミラー面まで所定の寸法（内接円半径）を有しイナーシャを確保するためのロータを備えるポリゴンスキャナに比べ、振動ミラーの法線方向の厚さが薄くできるといったメリットがある。
しかしながら従来は、特許文献５に開示されるように、従来のポリゴンスキャナを用いた方式と同様、振動ミラーの回転軸を各感光体ドラムの走査位置が配列される面に対して直交する配置であるために、振動ミラーの法線方向の厚さが薄いというメリットを活かしきれておらず、また、各色に対応した複数の光ビームを振動ミラーの回転軸方向、つまり副走査方向に異なる角度に傾けた方向から振動ミラーに斜入射させるために、射出軸の傾きに伴って、各光源ユニットは副走査方向に離隔した配置とする必要があり、各感光体ドラムの走査位置が配列される面と直交する方向での光走査装置の厚さが嵩むことで、装置本体の高さを低くするには不向きであった。
さらに、一方の光線にもう一方の光線を合流させ、振動ミラー面法線から所定角度だけ主走査方向に傾けた方向から各光ビームを揃えて振動ミラーに入射させるために、一方の光線を折返しミラーで順次折り返して振動ミラーに入射させており、各光源ユニットから振動ミラーに至る光路のレイアウトが複雑で各々の射出軸の相対的な配置精度を維持するために、折返しミラーの角度調整が必要となり組立性が悪いという課題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、部品構成が簡素化され、かつ扁平に構成することができ、低コストでコンパクトな光走査装置を提供することを目的とし、さらには、その光走査装置を備え、複数の像担持体の配列に対して該光走査装置を扁平に収めることで、コンパクトなカラー画像形成装置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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第１の解決手段は、画像情報により変調される光源手段と、回転軸支された可動ミラーを有する偏向手段と、前記偏向手段により往復走査された光ビームを被走査面に結像する結像手段とを備え、複数色に対応した画像形成を行う光走査装置において、前記光源手段からの光ビームの偏光面を、入力信号に応じて９０度回転する液晶フィルタと、前記液晶フィルタを透過した光ビームの偏光方向に応じて分岐する偏光フィルタとを備え、前記偏光フィルタにより分岐した光ビームにより、各々に対応した複数の被走査面を、交互に走査するようにしてなることを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
本発明の第２の解決手段は、第１の解決手段の光走査装置において、前記光源手段は、前記可動ミラーの往走査または復走査に同期して、各色の画像情報を時分割に切換えて、変調することを特徴とする（請求項２）。
また、本発明の第３の解決手段は、第１または第２の解決手段の光走査装置において、前記液晶フィルタは、前記可動ミラーの往走査または復走査に同期して、前記偏光面を時分割に切換えることを特徴とする（請求項３）。
【０００８】
本発明の第４の解決手段は、第１乃至第３のいずれか一つの解決手段の光走査装置において、前記偏向手段により往復走査された光ビームを、画像領域外の両端で、各々検出する検知手段を備えることを特徴とする（請求項４）。
また、本発明の第５の解決手段は、第４の解決手段の光走査装置において、前記検出手段は、前記液晶フィルタがＯＮまたはＯＦＦのいずれか一方のときのみ、光ビームを検出可能としてなることを特徴とする（請求項５）。
【０００９】
本発明の第６の解決手段は、第１乃至第５のいずれか一つの解決手段の光走査装置において、前記光源手段を複数備え、各光源手段からの光ビームを、一括で走査する可動ミラーへ入射せしめるとともに、前記可動ミラーで走査された前記複数の光源手段からの光ビームを、前記可動ミラーの面法線を含み、回転軸と直交する断面に対して相反する２方向に分岐する分離ミラーを備えることを特徴とする（請求項６）。
【００１０】
本発明の第７の解決手段は、像担持体と、該像担持体に画像形成を行う書き込み手段とを備えたカラー画像形成装置において、前記書き込み手段として請求項１乃至６のいずれか一つに記載の光走査装置を備えることを特徴とする（請求項７）。
また、本発明の第８の解決手段は、第７の解決手段のカラー画像形成装置において、前記像担持体を複数備え、前記光走査装置により複数の像担持体に潜像画像を形成し、該複数の像担持体に形成された潜像画像を色の異なるトナーで現像して顕像化し、該複数の像担持体に形成された各色の画像を転写媒体（用紙等の転写材または中間転写体）に重ねて転写し、カラー画像を形成することを特徴とする（請求項８）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の解決手段では、画像情報により変調される光源手段と、回転軸支された可動ミラーを有する偏向手段と、前記偏向手段により往復走査された光ビームを被走査面に結像する結像手段とを備え、複数色に対応した画像形成を行う光走査装置において、前記光源手段からの光ビームの偏光面を、入力信号に応じて９０度回転する液晶フィルタと、前記液晶フィルタを透過した光ビームの偏光方向に応じて分岐する偏光フィルタとを備え、前記偏光フィルタにより分岐した光ビームにより、各々に対応した複数の被走査面を、交互に走査するようにしてなることにより、偏光フィルタまでの光路が共用できるので、結像手段も共用でき、光走査装置の部品構成が簡素化され、かつ扁平にできるので、低コストでコンパクトな光走査装置が実現できる。
また、可動ミラーの往走査と復走査に振り分けて、複数の被走査面に交互に書込むので、被走査面毎に書込み方向が揃えられ副走査方向における書出し位置精度を向上できるうえ、可動ミラーが書込開始端に戻る期間を利用して、もう一方の被走査面に書込むので、時間的な無駄がなく記録速度を落とさずに済む。
【００１２】
本発明の第２の解決手段では、第１の解決手段の光走査装置において、前記光源手段は、前記可動ミラーの往走査または復走査に同期して、各色の画像情報を時分割に切換えて、変調することにより、単一の光源手段により複数の被走査面に画像記録が行えるので、さらに、光走査装置の部品構成が簡素化され、低コストでコンパクトな光走査装置が実現できる。
【００１３】
本発明の第３の解決手段では、第１または第２の解決手段の光走査装置において、前記液晶フィルタは、前記可動ミラーの往走査または復走査に同期して、前記偏光面を時分割に切換えることにより、各色の画像情報を書込むタイミングに同期して、偏光面を切換えられるので、煩雑な書込制御によらずとも、記録すべき被走査面を切換えることができる。
また、被走査面毎に偏光方向が揃っていることで、偏光方向の違いに伴う伝達光量差による主走査方向に沿った露光強度も一定となり、濃度むらのない良好な画像形成が行える。
【００１４】
本発明の第４の解決手段では、第１乃至第３のいずれか一つの解決手段の光走査装置において、前記偏向手段により往復走査された光ビームを、画像領域外の両端で、各々検出する検知手段を備えることにより、可動ミラーの往走査と復走査とに対応した複数の被走査面毎に、各々個別に書出し位置を制御できるので、歪のない良好な画像形成が行える。
【００１５】
本発明の第５の解決手段では、第４の解決手段の光走査装置において、前記検出手段は、前記液晶フィルタがＯＮまたはＯＦＦのいずれか一方のときのみ、光ビームを検出可能としてなることにより、可動ミラーの往走査と復走査とに対応した検知信号が混在することなく検出できるので、往走査乃至は復走査に確実に同期して液晶フィルタを駆動できる。
【００１６】
本発明の第６の解決手段では、第１乃至第５のいずれか一つの解決手段の光走査装置において、前記光源手段を複数備え、各光源手段からの光ビームを、一括で走査する可動ミラーへ入射せしめるとともに、前記可動ミラーで走査された前記複数の光源手段からの光ビームを、前記可動ミラーの面法線を含み、回転軸と直交する断面に対して相反する２方向に分岐する分離ミラーを備えることにより、カラー画像記録におけるブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色に対応した複数の被走査面への書込みが、単一の可動ミラーで行えるので、製造時において振動ミラーモジュール個々の共振振動数ｆ0 のばらつきによらず、カラー画像形成に対応した光走査装置が実現できる。
【００１７】
本発明の第７、第８の解決手段のカラー画像形成装置は、像担持体に画像形成を行う書き込み手段として、第１乃至第６のいずれか一つの解決手段の光走査装置を備えることにより、低コストでコンパクトなカラー画像形成装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】４つの画像形成ステーションの像担持体を被走査面として単一の偏向手段により走査する光走査装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す実施例の光走査装置における偏向手段としての可動ミラーを有する振動ミラーモジュールの構成例を示す斜視図である。
【図３】図１に示す実施例の光走査装置の走査タイミングを示す図である。
【図４】図１に示す実施例の光走査装置の可動ミラーと入射ミラーと分離ミラーの部分を拡大して示す概略要部斜視図である。
【図５】振動ミラーモジュールのハウジングへの支持部の一例を示す分解斜視図である。
【図６】図１〜５に示す実施例の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を、図示の実施例に基いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は４つの画像形成ステーションの像担持体を被走査面として単一の偏向手段により走査する光走査装置の一実施例を示す概略構成図である。また、図２は図１に示す実施例の光走査装置における偏向手段としての可動ミラー４０１を有する振動ミラーモジュール４００の構成例を示す斜視図である。
本実施例では、偏向手段として圧電駆動方式により回転トルクを発生する振動ミラーモジュールを用いた例を示す。
尚、回転トルクを発生する方式としては、圧電駆動のほか、電磁駆動や静電駆動が知られているが、いずれの方式でも同様である。
また、４つの画像形成ステーションの像担持体１０１、１０２、１０３、１０４は、本実施例では光導電性の感光体ドラムである。
【００２１】
振動ミラーモジュール４００は、表面にミラー面を形成し振動子をなす可動ミラー４０１と、それを支え回転軸をなすねじり梁４０２と、ねじり梁に回転トルクを発生するカンチレバー４０３と、その支持部をなすフレーム４０４とからなり、シリコンマイクロマシニングを利用して、Ｓｉ基板をエッチングにより切り抜いて形成している。
ねじり梁４０２の幅は４０〜６０μｍであり、カンチレバー４０３は回転軸を挟んで対称に形成され、ねじり梁の４隅をフレーム４０４と連結しており、表面にＰＺＴ膜４０５が形成されている。
ＰＺＴ膜４０５は正負の電圧を交互に加えることで伸縮し、カンチレバー４０３が撓んで回転トルクが発生し、ねじり梁４０２を捩って可動ミラー４０１を往復振動させる。
この電圧の切り換える周期を、振動子のねじり梁を回転軸とした１次振動モードの固有振動数、いわゆる共振振動数ｆ0 に近づけると、振幅が励起され大きな振れ角を得ることができる。
本実施例では、振れ角は±２５°であり、入射した光ビームは最大±５０°で走査されることになる。
【００２２】
通常は、走査周波数ｆd をこの共振振動数ｆ0 に合わせて設定、あるいは追従するように制御しているが、共振振動数ｆ0 は、振動する可動ミラーの慣性モーメントＩによって決定されるため、ねじり梁の幅などエッチングにより切り抜いた仕上がり寸法精度にばらつきがあると個体間で差が生じてしまい、振動ミラーモジュール個々の走査周波数ｆd を揃えることは困難である。
そこで、走査周波数ｆd を、振動ミラーモジュールの共振振動数ｆ0 に合うように設定することが好ましい。
尚、ここでは、共振振動数ｆ0 は振動ミラーモジュール固有の特性値とし、クロック分周によってミラー駆動回路で段階的に設定あるいは選択が可能な走査周波数ｆd とは分けて定義している。
【００２３】
共振振動数ｆ0 のばらつきは、製造時のエッチングプロセスの能力にもよるが、±１００Ｈｚ程度は発生してしまい、例えば、狙いとする走査周波数ｆd ＝２ｋＨｚとすると、２０ラインに１ライン分に相当する０．５％の走査ピッチのずれが生じる。これにより、画像の末端ではこの走査ピッチのずれが積み上がり数１．５ｍｍもの副走査方向の画像幅の変化（倍率ずれ）となる。
このため、本実施例では、装着した振動ミラーモジュールの共振振動数ｆ0 に応じて走査周波数ｆd を初期設定し、この初期設定値に基づいて感光体ドラムの回転速度を微調整することで対応している。
また、光源駆動回路では、光源を変調する基準クロックｆh は、基準クロックｆh と（走査周波数ｆd ／光源のｃｈ数）との比が一定となるよう、設定された走査周波数ｆd に応じて基準クロックｆh を調整する。
【００２４】
本実施例では、偏向手段（可動ミラー）により往復走査された光ビームを、画像領域外の両端で、各々検出する検知手段として、同期検知センサ１１７および終端検知センサ１１８を配備することで、可動ミラーの振幅を検出できるようにしており、ミラー駆動回路では、立ち上げ時には、これらの検出信号を基に、走査周波数ｆd を段階的にスイープして、振幅が最大となる共振振動数ｆ0 に最も近い走査周波数ｆd を検出し、走査周波数ｆd を設定する。
尚、これらの検出信号を基に設定された走査周波数ｆd の初期設定値からのずれは想定しうる使用環境の変化の範疇では、上記した製造時に発生する共振振動数ｆ0 のばらつきに比べると僅かであるため、実施例ではこの経時的な共振振動数ｆ0 の変化に応じた感光体ドラムの回転速度の可変は行わない。但し、ずれが大きい場合には異常とみなしエラー信号を発生する。
【００２５】
図１に示すように各感光体ドラムを走査する光走査装置は一体的に構成され、図示しない転写媒体（用紙等の転写材または中間転写体）の移動方向１０５に沿って等間隔で配列されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４に対し、各々に対応した光源からの複数の光ビームを、振動ミラーモジュール４００における可動ミラー４０１の面法線を含む回転軸に平行な面に対し、可動ミラーの回転軸を軸として所定角度傾けた断面内で、各光源からの光ビームが面法線に対して各々異なる角度で、可動ミラー面に入射され、偏向後に各々の感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４に導かれて、複数の画像形成ステーションにおいて同時に画像記録を行う。
各色に対応した感光体ドラム面上の走査位置は同一平面となるように配列され、可動ミラー４０１の回転軸は同面に平行で、かつ感光体ドラム軸とは直交するように配置されている。
【００２６】
半導体レーザ２０１とそのカップリングレンズ２０３からなる光源モジュールは、感光体ドラム１０１、１０２に対応し、また、半導体レーザ２０２とそのカップリングレンズ２０４からなる光源モジュールは、感光体ドラム１０４、１０３に対応し、書込制御回路では、後述するように、２つの感光体ドラムに対して各色の画像情報を交互に取り込み、時分割で書込むことにより、２つの感光体ドラムへの画像形成を１つの光源モジュールで賄うようにしている。
また、各光源モジュールからの射出軸は、上記走査位置が配列される面と平行な面内に、可動ミラー回転軸の方向に異なる角度で入射するように、所定の角度だけ隔てて配置されている。
尚、各光源モジュールの光源としては、複数の光ビームを出射するマルチビーム半導体レーザ等を用いてもよい。
【００２７】
光源モジュールからの光ビームは、偏光方向が上記可動ミラーの回転軸と平行なＳ偏光に揃うように半導体レーザ２０１、２０２が配備され、液晶フィルタ２２１、２２２に各々入射する。
液晶フィルタは、ツイスト・ネマティック液晶からなり、液晶制御回路に電気信号を引加すると、電極間に生じる電界によって液晶分子の配向が変化し、入射光は偏光面を９０度回転して射出される。従って、液晶フィルタ２２１、２２２から射出する光ビームは、電気信号を引加していないＯＦＦのときはＳ偏光のまま透過し、電気信号を引加しているＯＮのときはＰ偏光となる。
【００２８】
図３は図１に示す実施例の光走査装置の走査タイミングを示す図である。
ＰＤ１が同期検知センサ、ＰＤ２が終端検知センサの検出信号であり、st1 が感光体ドラム１０１または１０４に相当するブラックまたはイエロー、st2 が感光体ドラム１０２または１０３に相当するシアンまたはマゼンタの画像領域を示す。
書込制御回路は、可動ミラー４０１の振幅に応じて発生される同期検知センサ１１７の検出信号をもとに、往走査における画像書出タイミングを検出し、図示しないフレームメモリから感光体ドラム１０１または１０４に相当するブラックまたはイエローの画像データを読み出して、各色に対応した半導体レーザ２０１、２０２を変調する。また、終端検知センサ１１８の検出信号をもとに復走査における画像書出タイミングを検出し、感光体ドラム１０２または１０３に相当するシアンまたはマゼンタの画像データを読み出して、各色に対応した半導体レーザ２０１、２０２を変調する。
液晶制御回路は、液晶フィルタ２２１、２２２を駆動して、走査方向に応じて偏光方向を切換える。
【００２９】
本実施例では、上記同期検知センサ１１７および終端検知センサ１１８は感光体ドラム１０４を走査する光ビームのみが検出されるようにしており、液晶フィルタ２２２から射出する光ビームがＰ偏光のとき、つまり液晶フィルタ２２２がＯＮのときに検出信号が得られ、終端検知センサ１１８の検出信号により復走査であることを検知した際に、画像領域に相当する期間、液晶フィルタ２２１、２２２をＯＦＦとする。
尚、本実施例では、液晶フィルタがＯＮのときのみ、同期検知センサ１１７および終端検知センサ１１８で光ビームが検出できるようにしているが、ＯＦＦのときのみ、つまり感光体ドラム１０３を走査する光ビームのみが検出されるようにしても効果は同様である。
【００３０】
図１、２において、半導体レーザ２０１、２０２からの光ビームは、振動ミラーモジュール４００の可動ミラー４０１の回転軸方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズ２１６を各々通って同方向に収束され、可動ミラー４０１面上で線状に結像される。
シリンドリカルレンズ２１６を透過した光ビームは、可動ミラー４０１の回転軸と平行な軸まわりに傾けた反射面を有する入射ミラー１０６により、可動ミラー４０１の面法線を回転軸の周りに所定角度傾けた入射角にて可動ミラー４０１に入射される。
この際、各半導体レーザ２０１、２０２からの光ビームは、可動ミラー４０１の面法線を含み回転軸に直交する断面に対して対称に、各々が収束するように可動ミラー面に入射され、可動ミラー面、またはその近傍で一旦交差され、離散していく。
【００３１】
図４は、図１に示す実施例の光走査装置の可動ミラー４０１と入射ミラー１０６と分離ミラー１０７の部分を拡大して示す概略要部斜視図である。
可動ミラー４０１面で反射された光ビームは、図４に示すように、直後に配備された、上記回転軸に直交する断面を稜線とし、同面から所定角度傾けた屋根状に形成した一対の反射面を有する分離ミラー１０７により、半導体レーザ２０１と２０２とからの光ビームが各々相反する２方向に分岐されるように反射され、図１に示す走査レンズ１０８、１０９に各々入射される。
可動ミラー４０１は、図２に示したねじり梁４０２を軸とした共振振動によって、時間ｔとともにsin波状に振れ角θが変化する。可動ミラー４０１の最大振れ角、つまり振幅がθ0 、走査周波数ｆd とすると、
θ＝θ0・sin２πｆd・ｔ
で表され、上記走査レンズ１０８、１０９は、振れ角の変化ｄθ／ｄｔに対して、感光体ドラム面上でのビームスポットの移動速度が一定となるように設計されている。
【００３２】
走査レンズ１０８を通過した光ビームは、偏光フィルタとしてのビームスプリッタ１１１によってＰ偏光成分は透過し、Ｓ偏光成分は反射する。
本実施例では走査角に対する依存性が小さいワイヤーグリッド型のビームスプリッタを用いている。
ビームスプリッタ１１１を透過した光ビームは、折り返しミラー１１０を介して感光体ドラム１０１にブラック画像を記録する。一方、ビームスプリッタ１１１で反射された光ビームは、折り返しミラー１１２を介して感光体ドラム１０２にシアン画像を記録する。
上記したように、光ビームの偏光方向は、液晶フィルタ２２１により時分割で切換えることで、感光体ドラム１０１と１０２とのいずれか一方にしか光ビームが到達しないようにしており、ブラック画像とシアン画像とは、可動ミラー４０１の往走査と復走査とに振り分けられ、交互に書込まれる。
また、可動ミラー４０１の回転軸に直交する面に対し対称となるステーションも同様に、分離ミラー１０７で上記ステーションと相反する方向に分岐された後に走査レンズ１０９を通過し、ビームスプリッタを介して、感光体ドラム１０４、１０３にイエロー画像、マゼンタ画像とが交互に書込まれる。
【００３３】
同期検知センサ１１７、終端検知センサ１１８は、半導体レーザ２０２からの光ビームを走査領域外で検出し、各ステーションの書出すタイミングを合わせる同期検知信号を生成する。
本実施例では、振幅θ0 ＝２５°、同期検知センサ１１７、終端検知センサ１１８の検出走査角θs ＝１８°、書込GATE（画像領域）に相当する走査角θd ＝１５°としており、各センサにおける検出信号の時間差を計測することで、振幅を制御している。
例えば、振幅θ0 のずれがあると、感光体ドラム面上での走査速度が変化し主走査方向の画像幅が変化してしまい、さらには、書出し位置のずれや走査方向での局部的な倍率変化が発生して、色ずれや濃度むらの要因となる。
各センサにおいて走査角が２θs に対応したビームを検出する場合、検出信号は復走査と往走査とで発生するので、その時間差をｔ1 とすると、
θs＝θ0・cos２πｆd・ｔ1/２
で表され、θsは固定であるので、ｔ1 を計測すれば振幅θ0 が検出できることがわかる。
従って、振動ミラーモジュール４００に引加するゲインおよび基準クロックのタイミングを調整することで、初期値からのずれを補正でき、常に安定した振幅に保つことができる。
【００３４】
図５は振動ミラーモジュール４００の図示しないハウジングへの支持部の一例を示す分解斜視図である。
振動ミラーモジュール４００は、図２に示したように、Ｓｉ基板により形成した可動ミラー部を、リード端子を有するセラミックパッケージ４０７に収めて実装し、ガラス窓４０８で内部を減圧して封止した構成となっており、可動ミラー４０１面が下向きになるように装着される。
セラミックパッケージ４０７には可動ミラー４０１の回転軸の延長線上に配列した一対の突起４０９が設けられ、図５に示すコの字状に形成された支持部材４１０の底面に対し所定角度傾けた実装面４１１にパッケージ表面を突き当て、突起４０９を溝４１２に係合して、可動ミラー４０１の面法線を軸とした回転軸の方向の位置決めを行うことで、入射ミラー１０６、分離ミラー１０７、および後述する走査レンズ１０８、１０９の光軸と可動ミラー４０１の振幅中心との位置決めを行う。
尚、本実施例では、走査レンズ１０８、１０９は支持部材４１０の側面に、両端平押し部に設けた溝４１４を凸部４１５に係合して位置決めし、接合された一体構成となしている。
【００３５】
振動ミラーモジュール４００、走査レンズ１０８、１０９が組みつけられた支持部材４１０は、底面から突出した４箇所の突起部４１６をハウジングの角穴に嵌合し、入射ミラー１０６、分離ミラー１０７および光源モジュール（前述の半導体レーザ（またはマルチビーム半導体レーザ）２０１（２０２）とカップリングレンズ２０３（２０４）からなる光源モジュール）との配置を合わせて、ハウジングに装着される。
また、入射ミラー１０６と分離ミラー１０７とは樹脂で一体的に成形しており、各半導体レーザ（またはマルチビーム半導体レーザ）の射出軸が配列される面と平行に形成された底面をハウジング座面に当接し、底面から突出した一対の位置決めピン４１３をハウジングの丸穴に嵌合して、分離ミラー１０７の稜線と、可動ミラー４０１の回転軸に直交する断面とが揃うように、上記ハウジング座面での位置決めがなされ、装着される。
上記の構成とすることで、光源モジュールと入射ミラー１０６、分離ミラー１０７、可動ミラー４０１、そして走査レンズ１０８、１０９との相対的な配置を精度よく位置決めし、ハウジングに装着することができる。
【００３６】
以上、光走査装置の構成例について説明したが、本実施例の光走査装置では、光源手段（半導体レーザ（またはマルチビーム半導体レーザ）２０１、２０２）からの光ビームの偏光面を、入力信号に応じて９０度回転する液晶フィルタ２２１、２２２と、液晶フィルタを透過した光ビームの偏光方向に応じて分岐する偏光フィルタ（ビームスプリッタ）１１１とを備え、偏光フィルタ（ビームスプリッタ）１１１により分岐した光ビームにより、各々に対応した複数の被走査面（感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４）を、交互に走査するようにしてなることにより、偏光フィルタ（ビームスプリッタ）１１１までの光路が共用できるので、結像手段（走査レンズ１０８、１０９等）も共用でき、光走査装置の部品構成が簡素化され、かつ扁平にできるので、低コストでコンパクトな光走査装置が実現できる。
また、可動ミラー４０１の往走査と復走査に振り分けて、複数の被走査面（感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４）に交互に書込むので、被走査面毎に書込み方向が揃えられ副走査方向における書出し位置精度を向上できるうえ、可動ミラーが書込開始端に戻る期間を利用して、もう一方の被走査面に書込むので、時間的な無駄がなく記録速度を落とさずに済む。
【００３７】
本実施例の光走査装置では、上記の構成に加え、光源手段（半導体レーザ（またはマルチビーム半導体レーザ）２０１、２０２）は、可動ミラー４０１の往走査または復走査に同期して、各色の画像情報を時分割に切換えて、変調することにより、単一の光源手段により複数の被走査面（感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４）に画像記録が行えるので、さらに、光走査装置の部品構成が簡素化され、低コストでコンパクトな光走査装置が実現できる。
【００３８】
本実施例の光走査装置では、上記の構成に加え、液晶フィルタ２２１、２２２は、可動ミラー４０１の往走査または復走査に同期して、偏光面を時分割に切換えることにより、各色の画像情報を書込むタイミングに同期して、偏光面を切換えられるので、煩雑な書込制御によらずとも、記録すべき被走査面を切換えることができる。
また、被走査面毎に偏光方向が揃っていることで、偏光方向の違いに伴う伝達光量差による主走査方向に沿った露光強度も一定となり、濃度むらのない良好な画像形成が行える。
【００３９】
本実施例の光走査装置では、上記の構成に加え、可動ミラー４０１により往復走査された光ビームを、画像領域外の両端で、各々検出する検知手段（同期検知センサ１１７および終端検知センサ１１８）を備えることにより、可動ミラー４０１の往走査と復走査とに対応した複数の被走査面毎に、各々個別に書出し位置を制御できるので、歪のない良好な画像形成が行える。
【００４０】
本実施例の光走査装置では、上記の構成に加え、検出手段（同期検知センサ１１７および終端検知センサ１１８）は、液晶フィルタ２２１、２２２がＯＮまたはＯＦＦのいずれか一方のときのみ、光ビームを検出可能としてなることにより、可動ミラー４０１の往走査と復走査とに対応した検知信号が混在することなく検出できるので、往走査乃至は復走査に確実に同期して液晶フィルタ２２１、２２２を駆動することができる。
【００４１】
本実施例の光走査装置では、上記の構成に加え、光源手段（半導体レーザ（またはマルチビーム半導体レーザ）２０１、２０２）を複数備え、各光源手段からの光ビームを、一括で走査する可動ミラー４０１へ入射せしめるとともに、可動ミラー４０１で走査された複数の光源手段からの光ビームを、可動ミラー４０１の面法線を含み、回転軸と直交する断面に対して相反する２方向に分岐する分離ミラー１０７を備えることにより、カラー画像記録におけるブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色に対応した複数の被走査面（感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４）への書込みが、単一の可動ミラー４０１で行えるので、製造時において振動ミラーモジュール４００個々の共振振動数ｆ0 のばらつきによらず、カラー画像形成に対応した光走査装置が実現できる。
【実施例２】
【００４２】
図６は図１〜５に示した実施例１の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
このカラー画像形成装置は、転写媒体であるベルト状の中間転写体（中間転写ベルトと言う）３０６の移動方向に沿って同じ構成の４つの画像形成ステーション（例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ステーション）を備えており、一つの画像形成ステーションを例に挙げて説明すると、像担持体である感光体ドラム３０１の周囲には、感光体ドラム３０１を高圧に帯電する帯電チャージャ等からなる帯電装置３０２と、光走査装置３００により記録された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラと現像ローラにトナーを補給するトナーカートリッジ３０４を有する現像装置３０３と、感光体ドラム３０１に残ったトナーを掻き取って備蓄するクリーニング装置３０５が配置されている。各画像形成ステーションはトナー色が異なるだけで基本的には同一構成である。
【００４３】
光走査装置３００の偏向手段を構成する振動ミラーモジュール４００の可動ミラーは所定の走査周波数で駆動されており、画像書出しタイミングに合わせて読み出された各色の画像データにより光源（半導体レーザまたはマルチビーム半導体レーザ）が変調されて、可動ミラーの１周期で１ライン（または複数ライン）ずつ画像記録（潜像画像の書き込み）が行われる。
【００４４】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ステーションは中間転写ベルト３０６の移動方向に並列され、各色のトナーを収容した現像装置３０３により各感光体ドラム上に形成された各色のトナー画像は、図示しない１次転写手段（転写ローラ、転写チャージャ、転写ブラシ等）により中間転写ベルト３０６上にタイミングを合わせて順次転写（１次転写）され、中間転写ベルト上で重ね合わされて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックが混色されたトナー画像が形成される。中間転写ベルト３０６上で重ね合わされたトナー画像は、給紙トレイ３０７から給紙され、レジストローラ３０８でタイミングを合わせて送り出された記録用紙に２次転写装置３０９で転写（２次転写）される。
トナー画像が転写された記録用紙は、定着ローラと加圧ローラからなる定着装置３１０でトナー画像を定着されて排紙ローラ３１２により排紙トレイ３１１に排出され、記録用紙上に定着されたカラー画像が得られる。
【００４５】
以上の本実施例のカラー画像形成装置では、４つの画像形成ステーションの像担持体（感光体ドラム）に画像形成を行う書き込み手段として、図１〜５を参照して説明した構成の光走査装置３００を備えることにより、低コストでコンパクトなカラー画像形成装置を実現することができる。
【００４６】
尚、以上の実施例では、中間転写ベルトを用いた中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置の構成、動作の一例を示したが、中間転写ベルトに代えて、記録用紙を担持搬送する転写ベルトを用い、４つの画像形成ステーションの像担持体（感光体ドラム）に形成されたトナー画像を、転写ベルトで担持搬送される記録用紙に直接重ねて転写し、定着してカラー画像を形成する直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置としてもよく、この場合には、２次転写装置が不要となり、より低コストでコンパクトなカラー画像形成装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０１、１０２、１０３、１０４：感光体ドラム（像担持体（被走査面））
１０６：入射ミラー
１０７：分離ミラー
１０８、１０９：走査レンズ（結像手段）
１１０、１１２：折り返しミラー
１１１：ビームスプリッタ（偏光フィルタ）
１１７：同期検知センサ（検知手段）
１１８：終端検知センサ（検知手段）
２０１、２０２：半導体レーザ（光源手段）
２０３、２０４：カップリングレンズ
２１６：シリンドリカルレンズ
２２１、２２２：液晶フィルタ
３００：光走査装置
３０１：感光体ドラム（像担持体）
３０２：帯電装置
３０３：現像装置
３０４：トナーカートリッジ
３０５：クリーニング装置
３０６：中間転写ベルト
３０７：給紙トレイ
３０８：レジストローラ
３０９：２次転写装置
３１０：定着装置
３１１：排紙トレイ
３２１：排紙ローラ
４００：振動ミラーモジュール（偏向手段）
４０１：可動ミラー
４０２：ねじり梁
４０３：カンチレバー
４０４：フレーム
４０５：ＰＺＴ膜
４０７：セラミックパッケージ
４０８：ガラス窓
４０９：突起
４１０：支持部材
４１１：実装面
４１２：溝
４１３：位置決めピン
４１４：溝
４１５：凸部
４１６：突起部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特許第２９２４２００号公報
【特許文献２】特許第３０１１１４４号公報
【特許文献３】特許第３４４５６９１号公報
【特許文献４】特許第３５４３４７３号公報
【特許文献５】特開２００７−２３３２３５号公報
【特許文献６】特開平９−１２７４４４号公報
【図１】
2012018336.tif 000003
【図２】
2012018336.tif 000004
【図３】
2012018336.tif 000005
【図４】
2012018336.tif 000006
【図５】
2012018336.tif 000007
【図６】
2012018336.tif 000008