(57)【要約】【課題】光束分割を安定させ、画質の劣化を抑止することができる光走査装置、画像形成装置、及び光走査方法を提供すること。【解決手段】プリズム１０４が、レーザー光１２１を主走査方向に直交する副走査方向に分割する。そして、液晶シャッター１０５が、ＭＥＭＳミラー１０６の往復走査に応じて、副走査方向に分割された分割レーザー光１２２及び分割レーザー光１２３それぞれを交互に透過させる。そして、液晶シャッターの液晶層への電圧印加を制御する制御部が、ＭＥＭＳミラーが往路走査している間には、分割レーザー光１２２が透過するように液晶シャッターを制御し、ＭＥＭＳミラーが復路走査している間には、分割レーザー光１２３が透過するように液晶シャッターを制御する。【選択図】図３
2013061567.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往復走査する光偏向器を備えた光走査装置であって、
１つの光源から射出された光ビームを複数の分割光ビームに分割する分割手段と、
前記光偏向器が往路走査している間には、前記分割手段によって分割された複数の分割光ビームのうち、第１の分割光ビームによって第１の被走査体を走査させ、前記光偏向器が復路走査している間には、前記分割手段によって分割された複数の分割光ビームのうち、第２の分割光ビームによって第２の被走査体を走査させるように、前記分割手段を制御する走査制御手段と、
を備えたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記分割手段は、
前記光ビームを前記主走査方向に直交する副走査方向に分割するプリズムと、前記光偏向器の往復走査に応じて、前記副走査方向に分割された前記第１の分割光ビーム及び第２の分割光ビームそれぞれを交互に透過させる液晶シャッターとを含み、
前記走査制御手段は、前記光偏向器が往路走査している間には、前記第１の分割光ビームが透過するように液晶シャッターを制御し、前記光偏向器が復路走査している間には、前記第２の分割光ビームが透過するように液晶シャッターを制御す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】
前記分割手段は、
通過する前記光ビームの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】
前記第１の被走査体及び前記第２の被走査体の回転方向に対する前記光偏向器による走査方向を直角に調整する調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光偏向器の往復走査に応じて、色ごとの画像データを交互に出射するように、前記光源を制御する光源制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置を備え、
前記光走査装置により光ビームを走査して感光体に潜像を形成し、当該潜像を可視化して記録画像を得る、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
光源からの光ビームを偏向して主走査方向に往復走査する光偏向器を備えた光走査装置で実行される光走査方法であって、
１つの光源から射出された光ビームを複数の分割光ビームに分割する分割工程と、  
前記光偏向器が往路走査している間には、前記分割工程によって分割された複数の分割光ビームのうち、第１の分割光ビームによって第１の被走査体を走査させ、前記光偏向器が復路走査している間には、前記分割工程によって分割された複数の分割光ビームのうち、第２の分割光ビームによって第２の被走査体を走査させるように、前記分割工程を制御する走査制御工程と、
を含むことを特徴とする光走査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、画像形成装置、及び光走査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザプリンタ、ファックス装置、デジタル複合機等で用いられる電子写真方式の画像形成装置では、光ビームを光偏向器などの偏向手段で偏向させ、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用いられている。この光走査装置は、例えば、レーザーダイオードから射出されたレーザー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、レーザー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ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）ミラーなどの振動ミラーを用いた光走査装置が知られている。例えば、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。
【０００４】
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側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。 
【０００５】
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。かかる方法では、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。 
【０００６】
これに対し、振動ミラーの往復走査を実現するために、往路方向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、主走査の復路方向では、往路方向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光束分割技術が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、２軸の振動ミラーにより、主走査方向に加えて副走査方向の光ビームの光路制御も行っているため、光束分割にブレが生じ、画質が劣化するという問題点があった。具体的には、上述した従来技術では、光束分割の制御もＭＥＭＳミラーを使用して行っているため、ＭＥＭＳミラーの回転角に応じた光路切替えとなり、角度のブレや振動があると、出力画像に乱れが生じることとなる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光束分割を安定させ、画質の劣化を抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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往復走査する光偏向器を備えた光走査装置であって、１つの光源から射出された光ビームを複数の分割光ビームに分割する分割手段と、前記光偏向器が往路走査している間には、前記分割手段によって分割された複数の分割光ビームのうち、第１の分割光ビームによって第１の被走査体を走査させ、前記光偏向器が復路走査している間には、前記分割手段によって分割された複数の分割光ビームのうち、第２の分割光ビームによって第２の被走査体を走査させるように、前記分割手段を制御する走査制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光束分割を安定させ、画質の劣化を抑止するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、従来技術に係る課題を説明するための図である。
【図２】図２は、従来技術に係る課題を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態に係る光走査装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係るプリズムの一例を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係る液晶シャッターの一例を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳミラーの一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態に係る復路方向の走査線を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施の形態に係る往路方向の走査線を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施の形態に係る走査方向の調整を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第１の実施の形態に係る光走査装置による制御のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る画像形成装置の概略を示す概略構成図である。
【図１２】図１２は、第２の実施の形態に係る液晶偏向素子の構成の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、第３の実施の形態に係る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一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、光走査装置、画像形成装置、及び光走査方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に記す実施の形態では、まず、従来技術に係る課題について図１及び図２を用いて説明した後、本発明に係る光走査装置、画像形成装置、及び光走査方法の詳細について説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、従来技術に係る課題を説明するための図である。図１においては、光束分割を行わずに、ＭＥＭＳミラーによって往路方向及び復路方向に走査した際の感光体ドラムの被走査面を平面状に示す。図１の矢印２０１は、感光体ドラムの回転方向を示す。また、図１の矢印１２６は、感光体ドラムの被走査面をＭＥＭＳミラーが往路方向に走査した際の走査線を示す。また、図１の矢印１２７は、感光体ドラムの被走査面をＭＥＭＳミラーが復路方向に走査した際の走査線を示す。
【００１４】
図１に示すように、ＭＥＭＳミラーを偏向手段に用いると、感光体ドラムが回転しながら走査が行われるため、走査開始側から走査終端側にかけて走査線１２６及び走査線１２７が回転方向２０１に傾くことになる。そして、往路方向に走査した際の走査線１２６と、復路方向に走査した際の走査線１２７とでは、回転方向２０１に対する傾きが異なり、均一なドット（画素）を形成することができなくなる。
【００１５】
そこで、光束分割により往路方向と復路方向とで異なる感光体ドラムを走査することで感光体ドラムごとに走査線の傾きを合わせ、画質の劣化を防止する技術が提案されている。図２は、従来技術に係る課題を説明するための図である。図２においては、従来技術に係る光走査装置の斜視図を示す。
【００１６】
例えば、従来技術に係る光走査装置では、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。そして、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、反射ミラー５１０〜５１２および反射ミラー５１３〜５１５を通過する。反射ミラー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走査される。感光体ドラム５３２および５３３への走査も、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。
【００１７】
ここで、図２に示す光走査装置では、振動ミラー５０２によって光束分割して、感光体ドラム５３０への走査と感光体ドラム５３１への走査を切替えている。このように、光束分割を主走査方向の光路の制御を行っている振動ミラーに実行させると、光束分割にブレや振動が生じ、画質が劣化する場合がある。更に、主走査方向のＭＥＭＳと同じ周波数で切替えが行われる事になり、光束分割に使用される側のＭＥＭＳミラーの応答性も要求されることとなる。
【００１８】
そこで、本願では、以下詳細に説明するように、光束分割を安定させ、画質の劣化を抑止することを可能とする光走査装置、画像形成装置、及び光走査方法を提供することを目的とする。
【００１９】
以下、本発明に係る光走査装置の実施の形態を詳細に説明する。図３は、第１の実施の形態に係る光走査装置１００の構成の一例を示す斜視図である。例えば、光走査装置１００は、図３に示すように、半導体レーザーダイオード１０１と、シリンドリカルレンズ１０２と、アパーチャ１０３と、プリズム１０４と、液晶シャッター１０５と、ＭＥＭＳミラー１０６と、走査レンズ１０７と、反射ミラー１０９と、反射ミラー１１２と、同期検知センサ１１０と、同期検知センサ１１３とを有し、感光体ドラム１０８及び感光体ドラム１１１に対して光走査を行う。
【００２０】
半導体レーザーダイオード１０１は、出力する画素に合わせて点滅制御され、レーザー光１２１を射出する。レーザー光１２１は、シリンドリカルレンズ１０２によって平行光化され、アパーチャ１０３で必要な光量に絞られた後、プリズム１０４に入光される。プリズム１０４では、レーザー光が分割されて、往路方向で走査される分割レーザー光１２２と復路方向で走査される分割レーザー光１２３が生成される。
【００２１】
ここで、プリズム１０４の詳細について説明する。プリズム１０４は、１つの光源から射出されたレーザー光を複数の分割レーザー光に分割する。具体的には、プリズム１０４は、半導体レーザーダイオード１０１によって射出されたレーザー光を主走査方向に直交する副走査方向に分割する。図４は、第１の実施の形態に係るプリズム１０４の一例を説明するための図である。図４においては、プリズム１０４の副走査断面図を示す。
【００２２】
例えば、プリズム１０４は、図４に示すハーフミラープリズムである。図４に示すように、プリズム１０４は、入射されたレーザー光１２１を、透過光と反射光１：１の割合で分割するハーフミラー１０４ａを備える。また、プリズム１０４は、ビームの進む方向を変換する機能を有する全反射面１０４ｂを備える。アパーチャ１０３を出たレーザー光１２１は、プリズム１０４に入射されるが、ハーフミラー１０４ａで上下段の２つに分離され、全反射面１０４ｂで方向が変換された後、後述する液晶シャッター１０５へと出射される。 
【００２３】
なお、上記した例では、ハーフミラープリズムを用いたが、単体のハーフミラーと一般に使用されるミラーとを用いて同様の機能を有する光学系デバイスを構成することもできる。また、ハーフミラーによる光の分離割合は、上記の１：１に限定されるものではなく、他の光学系デバイスの条件に合わせて適宜設定することができる。
【００２４】
図３に戻って、分割レーザー光１２２と分割レーザー光１２３は、ＭＥＭＳミラー１０６の回転角方向に応じて制御される液晶シャッター１０５によって、分割レーザー光１２２、又は分割レーザー光１２３のどちらかが遮られ、必要なタイミングによって、後段のＭＥＭＳミラー１０６に照射される。図５は、第１の実施の形態に係る液晶シャッター１０５の一例を説明するための図である。
【００２５】
例えば、液晶シャッター１０５は、図５の（Ａ）に示すように、分割レーザー光１２３側のシャッター１０５ａと、分割レーザー光１２２側のシャッター１０５ｂとを有する。シャッター１０５ａ及びシャッター１０５ｂは、分割レーザー光の入射側の偏光板１０５ｅと、出射側の偏光板１０５ｃと、液晶層１０５ｄをそれぞれ有する。シャッター１０５ａ及びシャッター１０５ｂによる分割レーザー光の透過及び遮光の制御は同一であることから、図５においては、シャッター１０５ａの透過及び遮光の切り替えについて示す。
【００２６】
図５の（Ｂ）は、分割レーザー光を透過する透過状態のシャッター１０５ａを示す。図５の（Ｃ）は、分割レーザー光を遮断する遮光状態のシャッター１０５ａを示す。例えば、シャッター１０５ａが有する入射側の偏光板１０５ｅと出射側の偏光板１０５ｃとは、図５の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、互いに直交している。ここで、液晶層１０５ｄに電圧が印加されていない状態では、図５の（Ｂ）に示すように、入射側の偏光板１０５ｅを通った光は、液晶層１０５ｄの作用により９０度回転し、出射側の偏光板１０５ｃを透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２７】
一方、液晶層１０５ｄに電圧が印加された状態では、図５の（Ｃ）に示すように、液晶層１０５ｅの液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板１０５ｅを通った光は、出射側の偏光板１０５ｃで遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２８】
そこで、例えば、液晶シャッター１０５においては、液晶層１０５ｄへの電圧印加を制御する制御部が、ＭＥＭＳミラー１０６が往路方向に運動している期間に、シャッター１０５ａ側の液晶層１０５ｄにのみ電圧を印加することで、分割レーザー光１２３を遮光し、分割レーザー光１２２のみを透過させる。一方、ＭＥＭＳミラー１０６が復路方向に運動している期間には、液晶層１０５ｄへの電圧印加を制御する制御部が、シャッター１０５ｂ側の液晶層１０５ｄにのみ電圧が印加されることで、分割レーザー光１２２を遮光し、分割レーザー光１２３のみを透過させる。
【００２９】
図３に戻って、ＭＥＭＳミラー１０６は、図３の復路方向１２４及び往路方向１２５に示すように、往復運動により制御され、液晶シャッター１０５側から入射されたレーザー光を走査レンズ１０７側に走査しながら出射するスキャナ動作を行う。図６は、第１の実施の形態に係るＭＥＭＳミラー１０６の一例を説明するための図である。例えば、ＭＥＭＳミラー１０６は、図６の（Ａ）に示すように、副走査方向を軸に往復運動をして、分割レーザー光１２２及び分割レーザー光１２３を走査レンズ１０７側に走査しながら出射する。
【００３０】
例えば、ＭＥＭＳミラー１０６は、図６の（Ｂ）に示すように、復路方向に運動している期間では、液晶シャッター１０５を透過した分割レーザー光１２３を走査レンズ１０７側に走査しながら出射する。一方、図６の（Ｃ）に示すように、往路方向に運動している期間では、ＭＥＭＳミラー１０６は、液晶シャッター１０５を透過した分割レーザー光１２３を走査レンズ１０７側に走査しながら出射する。ここで、分割レーザー光１２２及び分割レーザー光１２３は、レーザー光１２１が副走査方向に分割されたレーザー光であることから、図６の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ＭＥＭＳミラー１０６における副走査方向で異なる位置で出射されることとなる。
【００３１】
図３に戻って、走査レンズ１０７は、ＭＥＭＳミラー１０６の回転角動作によってスキャンされるレーザー光の入射角に対して、出射レーザー光のスキャン速度を均一にするのに用いられるレンズである。また、感光体ドラム１０８と感光体ドラム１１１では、光路長も異なることから、それぞれ異なるレンズ特性を持ったものを２段組み合わせて使用する。
【００３２】
反射ミラー１０９及び反射ミラー１１２は、レーザー光の方向を感光体ドラム１０８又は感光体ドラム１１１へ向かわせる様に配置される。また、反射ミラー１０９及び反射ミラー１１２の並びに同期検知センサ１１０及び同期検知センサ１１３を配置し、レーザー光の照射位置と感光体ドラムへの書き出し開始タイミングの同期をとる。
【００３３】
上述したように光束分割制御を行うことにより、被走査面の走査線の傾きを感光体ドラムごとにあわせることができる。図７は、第１の実施の形態に係る復路方向の走査線を示す図である。図７の矢印２１０は、感光体ドラム１１１の回転方向を示す。また、図７の矢印１２７は、感光体ドラム１１１の被走査面をＭＥＭＳミラー１０６が復路方向に走査した際の走査線を示す。図７に示すように、感光体ドラム１１１の被走査面上では、走査線ごとの傾きが統一される。
【００３４】
図８は、第１の実施の形態に係る往路方向の走査線を示す図である。図８の矢印２０８は、感光体ドラム１０８の回転方向を示す。また、図８の矢印１２６は、感光体ドラム１０８の被走査面をＭＥＭＳミラー１０６が往路方向に走査した際の走査線を示す。図８に示すように、感光体ドラム１０８の被走査面上では、走査線ごとの傾きが統一される。従って、第１の実施の形態に係る光走査装置１００は、均一な画素を形成することを可能にする。
【００３５】
そして、第１の実施の形態に係る光走査装置１００は、プリズム１０４と液晶シャッターにより光束分割を行うことで、光束分割の角度ブレや、振動の発生を抑止することができ、画質の劣化を抑制することが可能となる。
【００３６】
ここで、光走査装置１００は、反射ミラー１０９及び反射ミラー１１２、又は、感光体ドラム１０８及び感光体ドラム１１１を傾かせることで、被走査面上の走査方向を感光体ドラム１０８及び感光体ドラム１１１の回転方向に対して直角にすることも可能である。例えば、分割レーザー光１２２及び１２３が、走査開始側から走査終端側にかけて感光体ドラム１０８及び感光体ドラム１１１の回転方向とは逆方向に傾いて反射されるように、反射ミラー１０９及び反射ミラー１１２、又は、感光体ドラム１０８及び感光体ドラム１１１を傾けることで、被走査面上の走査方向を感光体ドラム１０８及び感光体ドラム１１１の回転方向に対して直角にする。
【００３７】
図９は、第１の実施の形態に係る走査方向の調整を説明するための図である。図９においては、感光体ドラム１０８の被走査面をＭＥＭＳミラー１０６が往路方向に走査する際の走査方向の調整について示す。例えば、図９に示す走査線１２６が走査線２２６となるように、反射ミラー１０９又は感光体ドラム１０８を傾ける。一例を挙げると、反射ミラー１０９又は感光体ドラム１０８を支持する支持部の位置を任意に調整することができる調整機構を設けることで、反射ミラー１０９又は感光体ドラム１０８の傾きを調整する。
【００３８】
次に、光走査装置１００による各制御のタイミングについて説明する。図１０は、第１の実施の形態に係る光走査装置１００による制御のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。図１０においては、横軸に時間をとり、ＭＥＭＳミラー１０６の角度、光束分割制御、同期検知センサ１１０、同期検知センサ１１３、感光体ドラム１０８への走査及び感光体ドラム１１１への走査のタイミングを示す。
【００３９】
ＭＥＭＳミラー１０６は、往復運動によって制御されているので、図１０のＭＥＭＳミラー角度に示すように、ＭＥＭＳミラー１０６の角度と時間の関係は、サイン波形に近似した動作となる。このＭＥＭＳミラー往復動作の往路では角度が一律増加し、復路では角度が一律減少する。この一律増加/減少することにより光走査を行い、これに光束分割制御のタイミングを合わせることによって、光路を切り替えて、対応する感光体ドラムへの走査を行う。
【００４０】
例えば、図１０のＴ１、すなわち、ＭＥＭＳミラー１０６が往路方向への運動を開始するタイミングで、光束分割の制御を切替える。この切り替えに応じて、半導体レーザーダイオード１０１が強制点灯する。半導体レーザーダイオード１０１から射出されたレーザー光は、プリズム１０４で分割され、上記光束分割の制御により透過状態となったシャッター１０５ｂを透過した分割レーザー光１２２のみがＭＥＭＳミラー１０６に入射する。ＭＥＭＳミラー１０６によって反射された分割レーザー光１２２が同期検知センサ１１０に入射されることとなり、同期検知センサ１１０は、このタイミングを検出する。
【００４１】
そして、同期検知センサ１１０によって検出されたタイミングから感光体ドラム１０８上の書込み開始位置までを時間カウントして、書込み開始位置に合わせて、画像データに応じた半導体レーザーダイオード１０１の点滅制御を実行することにより、画像を形成する。同様に、図１０のＴ２のタイミングでは、復路方向の制御が開始される。このように、第１の実施の形態に係る光走査装置１００においては、光源（半導体レーザーダイオード１０１）１つに対して、感光体ドラムが２つ存在し、交互に使用することになる。従って、例えば、１枚の白黒画像データを形成する場合には、画像を形成するラインが２つの感光体ドラムに交互に形成されることとなる。
【００４２】
次に、上述した光走査装置１００を適用する画像形成装置の概略を説明する。図１１は、第１の実施形態に係る画像形成装置４００の概略を示す概略構成図である。図１１に示すように、画像形成装置４００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）４０１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）４０２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）４０３と、操作部４１１と、表示部４１２と、外部Ｉ／Ｆ（Interface）４２１と、通信制御部４２２と、スキャナ４３１と、読み取り制御部４３２と、ＩＯ制御部４４１と、給紙部４４２と、搬送部４４３と、排紙部４４４と、感光体ドラム４４５と、各種センサ４４６と、各種ソレノイド４４７と、各種クラッチ４４８と、各種モーター４４９と、書込み制御部４５１と、ＬＤ（laser   diode）ドライバ４５２と、ＬＤ４５３と液晶シャッター４５４と、ＭＥＭＳミラー４５５と、同期検知センサ４５６とを有する。
【００４３】
図１１に示すＣＰＵ４０１は、画像形成装置４００のシステム全体を制御するＣＰＵであり、ＲＯＭ４０２に格納されたプログラムをＲＡＭ４０３に展開して、システム全体の動作制御を行う。操作部４１１は、ユーザーが各種操作や設定を行うマンマシンインタフェースで、その操作に応じて本画像形成装置の状態等を表示部４１２に表示する。
【００４４】
ホストコンピュータや電話回線、メモリーカード等の外部からデータをやり取りする外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）４２１、そしてその外部Ｉ／Ｆ４２１のＬＡＮやＵＳＢ、電話回線、ＳＤカード等の通信プロトコルを制御する箇所が、通信制御部４２２である。また、スキャナ４３１とその読み取りの制御を行う読み取り制御部４３２によって、スキャナの読み取りを行う。その外部から取り込まれた画像データは、ＲＯＭ４０２やＲＡＭ４０３上に一時記憶され、画像処理等を行う。
【００４５】
ＩＯ制御部４４１は、用紙の搬送経路である給紙部４４２、搬送部４４３、排紙部４４４、感光体ドラム４４５の動作制御を行う。更に、ＩＯ制御部４４１は、画像形成装置４００を動作させる各種センサ４４６、各種ソレノイド４４７、各種クラッチ４４８、各種モーター４４９の制御及び検知を行う。
【００４６】
書込み制御部４５１は、ＲＯＭ４０２又はＲＡＭ４０３上に一時記憶されている画像データをＣＰＵ４０１の介在により、出力する画像データに基づいてＬＤドライバ４５２を制御する。ＬＤ４５３は、ＬＤドライバ４５２によってパルス制御され、レーザー光を出力する。また、出力されたレーザー光は、液晶シャッター４５４による光路選択制御、ＭＥＭＳミラー４５５による光走査制御が行われる。光走査上に配置された同期検知センサ４５６へのレーザー光入力を検知し、書込み制御部４５１にフィードバックすることにより、各制御動作のタイミングを図っている。
【００４７】
上述した第１の実施の形態によれば、光走査装置１００は、１つの光源から射出された光ビームを複数の分割光ビームに分割し、光偏向器が往路走査している間には、分割した複数の分割光ビームのうち、第１の分割光ビームによって第１の被走査体を走査させ、光偏向器が復路走査している間には、分割した複数の分割光ビームのうち、第２の分割光ビームによって第２の被走査体を走査させるように制御する。従って、第１の実施の形態に係る光走査装置１００は、光束分割の角度ブレや、振動の発生を抑止することができ、画質の劣化を抑制することを可能にする。
【００４８】
また、第１の実施の形態によれば、プリズム１０４が、レーザー光１２１を主走査方向に直交する副走査方向に分割する。そして、液晶シャッター１０５が、ＭＥＭＳミラー１０６の往復走査に応じて、副走査方向に分割された分割レーザー光１２２及び分割レーザー光１２３それぞれを交互に透過させる。そして、液晶シャッター１０５の液晶層１０５ｄへの電圧印加を制御する制御部が、ＭＥＭＳミラー１０６が往路走査している間には、分割レーザー光１２２が透過するように液晶シャッター１０５を制御し、ＭＥＭＳミラー１０６が復路走査している間には、分割レーザー光１２３が透過するように液晶シャッター１０５を制御する。従って、第１の実施の形態に係る光走査装置１００は、安定した光束分割制御を実行することができ、画質の劣化を抑制することを可能にする。
【００４９】
また、第１の実施の形態によれば、反射ミラー又は感光体ドラムを支持する支持部の位置を任意に調整することができる調整機構が、感光体ドラム１０８及び感光体ドラム１１１の回転方向に対するＭＥＭＳミラー１０６による走査方向を直角に調整する。従って、第１の実施の形態に係る光走査装置１００は、走査線の傾きを無くし、画像の劣化をより抑止することを可能にする。
【００５０】
（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態では、プリズムと、液晶シャッターとにより光束分割を行う場合について説明した。第２の実施の形態では、液晶偏向素子により光束分割を行う場合について説明する。
【００５１】
液晶偏向素子について、図１２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。 
【００５２】
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。 
【００５３】
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。 
【００５４】
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。 
【００５５】
図１２は、第２の実施の形態に係る液晶偏向素子１７０の構成の一例を示す図である。図１２（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１２（ｂ）は、液晶偏向素子１７０の光軸方向の断面の例である。 
【００５６】
図１２（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。 
【００５７】
図１２（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。 
【００５８】
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。
【００５９】
例えば、第２の実施の形態に係る光走査装置は、図１２に示す液晶偏向素子１７０が、図３に示すプリズム１０４及び液晶シャッター１０５の代わりに配置される。そして、ＭＥＭＳミラー１０６の往復運動に応じて、液晶偏向素子１７０に印加する電圧を変化させることで、出射されるレーザー光の方向を変え、往路方向と復路方向とで、異なる感光体ドラム上を走査させる。
【００６０】
上述した第２の実施の形態によれば、通過するレーザー光の光路を駆動電圧に応じた角度で偏向する液晶偏向素子１７０が、光束分割制御を実行する。従って、第２の実施の形態に係る光走査装置は、光学系を縮小化し、装置の縮小化を可能にする。
【００６１】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、上述した第１又は第２の実施の形態を適用した画像形成装置の一例を説明する。なお、下記実施の形態では、本発明の画像形成装置を、複写機に適用した例を挙げて説明するが、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。
【００６２】
図１３は、第３の実施の形態に係る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一例を示す図である。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。上述した第１又は第２の実施の形態は、露光部に含まれる光走査部に適用される。
【００６３】
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。 
【００６４】
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。 
【００６５】
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。 
【００６６】
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ー光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。 
【００６７】
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。 
【００６８】
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。 
【００６９】
反射型の検出センサ素子１５および１６が、転写ベルト３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、転写ベルト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。
【００７０】
第１及び第２の実施の形態に係る光走査装置においては、光源（半導体レーザーダイオード１０１）１つに対して、感光体ドラムが２つ存在し、交互に使用する。従って、色ごとの画像データをＭＥＭＳミラーの往復運動に応じて交互に出射するように、光源（半導体レーザーダイオード１０１）を制御することで、２つの感光体ドラムをそれぞれ異なる色に対応する感光体ドラムとして用いることが可能である。すなわち、図１３に示すレーザー光ＬＫ及びＬＣと、レーザー光ＬＭ及びＬＹとをそれぞれ１つの光源により制御することが可能になる。
【００７１】
上述した第３の実施の形態によれば、色ごとの画像データをＭＥＭＳミラーの往復運動に応じて交互に出射するように、光源（半導体レーザーダイオード１０１）を制御することで、２つの感光体ドラムをそれぞれ異なる色に対応する感光体ドラムとして用いる。従って、第３の実施の形態に係る画像形成装置２０は、光源の数を減らすことを可能にする。
【００７２】
以上、本発明の実施形態および具体的な実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態や実施例として開示した内容そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。つまり、本発明の技術範囲は、上述した実施形態や実施例として開示した内容に技術常識を加味して容易に導かれる変形例、代替手段なども含むものである。
【符号の説明】
【００７３】
２０、４００  画像形成装置
１００  光走査装置
１０１  半導体レーザーダイオード
１０２  シリンドリカルレンズ
１０３  アパーチャ
１０４  プリズム
１０５  液晶シャッター
１０６  ＭＥＭＳミラー
１０７  走査レンズ
１０８、１１１  感光体ドラム
１１０、１１３  同期検知センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２００６−１６３０７９号公報
【特許文献２】特開２００８−０１５２１０号公報
【特許文献３】特開２００６−０３５５５０号公報
【図１】
2013061567.tif 000003
【図２】
2013061567.tif 000004
【図３】
2013061567.tif 000005
【図４】
2013061567.tif 000006
【図５】
2013061567.tif 000007
【図６】
2013061567.tif 000008
【図７】
2013061567.tif 000009
【図８】
2013061567.tif 000010
【図９】
2013061567.tif 000011
【図１０】
2013061567.tif 000012
【図１１】
2013061567.tif 000013
【図１２】
2013061567.tif 000014
【図１３】
2013061567.tif 000015