JP2007187731A - 光走査装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偏向ミラーの振動振幅変動して往路光ビームの照射開始位置が変動することに起因した、光走査不良の発生を抑制する。
【解決手段】第１検知信号Ｈsync1が出力された時刻Ｔ1から該第１検知信号Ｈsync1に続いてセンサ６０から第２検知信号Ｈsync2が出力された時刻Ｔ2までのインターバル時間ＴＡを求めて、該インターバル時間ＴＡから第１待機時間Ｔｗ1を決定する。そして、第２時刻Ｔ2から該決定された第１待機時間Ｔｗ1が経過した時刻から往路光ビームの照射を開始する。
【選択図】図９

Description

この発明は、レーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置、特に被走査面に対して光ビームを主走査方向に走査する光走査装置の制御方法に関するものである。

この種の光走査装置では、光源から射出される光ビームを偏向器により偏向することによって該偏向光ビームを被走査面の主走査方向に走査させる。また、偏向器の小型化及び高速化を図るべく、偏向ミラーを振動させて偏向器として用いることが従来より提案されている（特許文献１参照）。この装置では、トーションバーにより支持された偏向ミラーを正弦振動させるとともに、光源から照射される光ビームを該偏向ミラーにより反射して被走査面に主走査方向に往復走査させている。つまり、この装置では、主走査方向の一方端である往路側から、該往路側に対して主走査方向の他方側端部である復路側に走査される往路光ビームを被走査面にスポット状に照射するとともに、該往路光ビームとは逆に復路側から往路側に走査される復路光ビームを被走査面にスポット状に照射することが可能である。

また、上述のような偏向器により、被走査面の所定位置から主走査方向に往路光ビームの照射を開始するために、次のような技術が従来から用いられている。つまり、かかる従来技術では、受光ダイオードなどの受光素子からなるセンサを被走査面の近くに配置して、主走査方向に走査される光ビームの往路側端部近傍を検知する。そして、そのセンサ出力から一定時間経過した時点から、往路光ビームを被走査面へスポット状に照射する動作を開始する。つまり、センサ出力から一定時間経過後に、往路光ビームの照射を開始することで、被走査面の所定位置から往路光ビームの照射を開始することを可能としている。

特開２００２−１８２１４７号公報

しかしながら、偏向器の振動特性は偏向ミラーの個体差、組立精度、さらには周囲温度等の環境の変化などの種々の要因により変動する。よって、従来技術のように、センサ出力から一定時間経過した時点から往路光ビームを被走査面へスポット状に照射する動作を開始する場合、例えば周囲環境が変化することにより偏向ミラーの振動振幅が変動することで、被走査面における往路光ビームの照射開始位置が変動し、良好な光走査ができない場合があった。

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り光ビームを往復走査する光走査装置において、被走査面における往路光ビームの照射開始位置の変動を抑制して、良好な光走査を可能にする技術の提供を目的としている。

本発明にかかる光走査装置の制御方法は、光ビームを射出する光源と、光源から射出される光ビームを所定の振動周期で振動する偏向ミラー面により偏向することによって該偏向光ビームを被走査面の有効走査領域に対応する第１走査範囲よりも広い第２走査範囲で主走査方向に往復走査する偏向器と、主走査方向の一方端である往路側で第１走査範囲を外れた位置を移動する光ビームを検知して検知信号を出力する単一のセンサとを備えた光走査装置において、検知信号に基づいて光ビームを被走査面の有効走査領域にスポット状に照射する動作を光走査装置に実行させる光走査装置の制御方法であって、上記目的を達成するために、往路側に対して主走査方向の他方側である復路側から往路側に走査される復路光ビームがセンサに検知されて第１検出信号が出力された第１時刻から、該第１検出信号に続いて往路側から復路側に走査される往路光ビームがセンサに検知されて第２検出信号が出力された第２時刻までのインターバル時間を求める時間検出工程と、時間検出工程において第２検出信号が出力された第２時刻から第１待機時間が経過した時点から被走査面の有効走査領域に対して下記の往復光照射を実行する光照射工程と、光照射工程の前に、時間検出工程で求められたインターバル時間に基づいて第１待機時間を求める待機時間決定工程とを備えたことを特徴としている。ここで、往復光照射は、往路光ビームを有効走査領域にスポット状に照射するとともに、該往路光ビームの照射に続いて復路光ビームを有効走査領域にスポット状に照射するものである。

このように構成された発明は、センサにより往路光ビームが検知されて第２検出信号が出力された第２時刻から所定の第１待機時間が経過した時点から、被走査面の有効走査領域に対して往路光ビームがスポット状に照射される。ここで、従来から問題となっていたのは、偏向ミラーの振動振幅の変動に起因した被走査面における往路光ビームの照射開始位置の変動である。これに対して、本発明では、時間検出工程において、往路側に対して主走査方向の他方側である復路側から往路側に走査される復路光ビームがセンサに検知されて第１検出信号が出力された第１時刻から、該第１検出信号に続いて往路側から復路側に走査される往路光ビームがセンサに検知されて第２検出信号が出力された第２時刻までのインターバル時間を求めている。そして、該インターバル時間に基づいて第１待機時間を決定する（待機時間決定工程）とともに、センサが第２検出信号を出力した第２時刻からこのように決定された第１待機時間だけ待って、往路光ビームの照射および該往路光ビーム照射に続く復路光ビーム照射を行なう（光照射工程）。このように、本発明では、インターバル時間に基づいて第１待機時間を決定することで往路光ビームの照射開始位置が調整される。よって、振動ミラー面の振幅変動に起因した往路光ビームの照射開始位置の変動が抑制され、良好な光走査が可能となる。

また、往復光照射を、往路光ビームを有効走査領域にスポット状に照射するとともに、第１待機時間経過後さらに所定の第２経過時間が経過した後に、復路光ビームを有効走査領域にスポット状に照射するように構成しても良い。また、当該第２経過時間を、偏向ミラー面の振動周期の略半分の時間としても良い。この場合、インターバル時間から第１待機時間を決定することで照射開始位置が調整された往路光ビームの照射開始時点から、偏向ミラー面の振動周期の略半分の時間が経過した時点より、復路光ビームの照射が開始されることとなる。したがって、往路光ビームのみならず復路光ビームの照射開始位置も、偏向ミラー面の振幅変動に依らず安定させることができる。よって、より良好な光走査が可能となり好適である。

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の制御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及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、具体的な実施形態について詳述する。

＜装置の基本構成＞
図１はこの発明にかかる光走査装置の一実施形態を用いた画像形成装置を示す図である。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。

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。

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（被走査面）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。なお、露光ユニット６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）の構成および動作については後で詳述する。

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。

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。

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。

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。

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。

図３は図１の画像形成装置に装備された露光ユニット（光走査装置）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。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニット６、露光制御ユニット１２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。

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（光源）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が設けられている。該ビデオクロック発生部１１１は、所定の周波数、例えば６８ＭＨｚのビデオクロックＶＣを画像出力部１１２に出力している。そして、このビデオクロック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を作成するとともに、該画像信号Ｓvを露光ユニット６Ｙのレーザー光源６２に出力する。つまり、画像信号ＳvはビデオクロックＶＣに同期してレーザー光源６２に出力される。そして、該画像信号Ｓvに応じて光ビームは変調され、該変調光ビームがレーザー光源６２から前方に射出される。

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（同図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。

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、共振振動する振動ミラーで構成されている。すなわち、偏向器６５では、共振振動する偏向ミラー面６５１により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、偏向ミラー面６５１は主走査方向Ｘとほぼ直交する揺動軸（ねじりバネ）周りに揺動自在に軸支されるとともに、作動部６５２から与えられる外力に応じて揺動軸周りに揺動する。この作動部６５２はイエロー用の露光制御ユニット１２Ｙのミラー駆動部１２１からのミラー駆動信号に基づき偏向ミラー面６５１に対して静電気的、電磁気的あるいは機械的な外力を作用させて偏向ミラー面６５１をミラー駆動信号の周波数で揺動させる。なお、作動部６５２による駆動方式は静電吸着、電磁気力あるいは機械力などのいずれの方式を採用してもよく、それらの駆動方式は周知であるため、ここでは説明を省略する。

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５ＫＨｚ）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、このようにして駆動される偏向器６５には、例えば特開平９−１９７３３４号公報に記載されたような共振周波数調整部６５３が設けられており、偏向器６５の共振周波数を変化させることが可能となっている。すなわち、この共振周波数調整部６５３では偏向器６５のねじりバネ（図示省略）に電気抵抗素子が形成されるとともに、該電気抵抗素子が露光制御ユニット１２Ｙの周波数制御部１２２と電気的に接続されている。そして、周波数制御部１２２による電気抵抗素子への通電制御によりねじりバネの温度が変化する。これによって、ねじりバネのバネ定数が変化し、偏向器６５の共振周波数を変更させることができる。そこで、この実施形態では、後述するように共振周波数がミラー駆動信号（駆動信号Ｓd）の周波数、つまり駆動周波数と不一致である場合には、共振周波数調整部６５３により偏向器６５の共振周波数を変動させて駆動周波数とほぼ一致させている（共振周波数制御）。なお、偏向器６５の共振周波数を変化させる具体的な構成はこれに限定されるものではなく、従来より周知の構成を採用することができる。

また、ミラー駆動部１２１はミラー駆動信号の電圧や電流などの駆動条件を変更設定することができるように構成されている。したがって、必要に応じてミラー駆動信号の電圧を変更設定することが可能となっており、電圧変更によって偏向器６５の振幅値を調整することも可能となっている。

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６６に向けて偏向される。この実施形態では、走査レンズ６６は、感光体２の表面上の有効走査領域ＥＳＲの全域においてＦ値が略同一となるように構成されている。したがって、走査レンズ６６に向けて偏向された光ビームは、走査レンズ６６を介して感光体２Ｙの表面（被走査面）の有効走査領域ＥＳＲに略同一の径でスポット状に結像される。これにより、光ビームが主走査方向Ｘと平行に走査して主走査方向Ｘに伸びるライン状の潜像が感光体２の表面に形成される。なお、この実施形態では、偏向器６５により走査可能な走査範囲（本発明の「第２走査範囲」）ＳＲ2は、図４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走査範囲（本発明の「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、光軸に対してほぼ対称となっている。さらに、同図中の符号θsr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θhs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。

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θhs）を通過するタイミングで信号（検知信号）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おり、この光検知センサ６０が本発明の「センサ」に相当している。

なお、本明細書では、主走査方向Ｘの一方側（＋Ｘ）を「往路側」とする一方、他方側（−Ｘ）を「復路側」とする。また、往路側（＋Ｘ）から復路側（−Ｘ）に走査される光ビームを「往路光ビーム」と称し、逆に、復路側（−Ｘ）から往路側（＋Ｘ）に走査される光ビームを「復路光ビーム」と称する。また、往路光ビームを有効走査領域ＥＳＲにスポット状に照射するとともに、該往路光ビームの照射に続いて復路光ビームを有効走査領域ＥＳＲにスポット状に照射する動作を「往復光照射」と称する。

なお、この実施形態では、光検知センサ６０が第２走査範囲ＳＲ2の一方端部に配置されているため、復路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、また往路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毎に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、復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、逆に往路光ビームの検知に対応する検知信号Ｈsync2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。

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の光照射タイミング調整部１０２に与えられる。この光照射タイミング調整部には、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、例えば互いに隣接する検知信号Ｈsyncの時間間隔等を計測可能に構成されている。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ＶＣのそれよりも大きな値に設定している。これにより、上記時間間隔等を高精度に測定することが可能となる。

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周波数制御部１２２に伝達され、周波数制御部１２２は偏向器６５の共振周波数の調整を行う。

＜実施形態＞
図６は、本発明に係る光走査装置の制御方法の一実施形態を示すフローチャートである。上記のように構成された装置では、偏向器６５が振動停止している状態で光走査動作実行指令が与えられると、光走査動作前に起動処理（ステップＳ１）を実行する。図７は図３の光走査装置で実行される起動処理を示すフローチャートである。また、図８は起動処理の動作を示す図である。この起動処理（ステップＳ１）が開始されると、ステップＳ１１で偏向器６５を作動させるための駆動制御量を予めメモリ（図示省略）に記憶されている初期値に設定する。より、具体的には、ミラー駆動信号および共振周波数調整部６５３に与える信号の電気的特性値（周波数、電圧や電流）をメモリから読み出し、設定している。また、検知信号Ｈsyncの出力数を示すカウント値Ｎをゼロにリセットする（ステップＳ１２）。

こうして、初期設定が完了すると、上記した初期値でミラー駆動が開始される（ステップＳ１３）。このとき、偏向器６５の振幅は図８に示すようにゼロから徐々に増大していく。そして、振幅がセンサ位置（Ｈsync相当角θs）に達する、つまり走査光ビームが光検知センサ６０を通過するタイミングで検知信号Ｈsyncが光検知センサ６０から出力される。これにより、レーザー光源６２からの光ビームの射出が確認されるとともに、光検知センサ６０からの検知信号Ｈsyncに基づく光走査動作が可能となる。

そこで、この実施形態では、光ビームの振幅がほぼ一定となり、振動動作が安定化したことを確認するため、検知信号Ｈsyncが４回以上出力されるのを待って（ステップＳ１４〜Ｓ１６）、起動処理を終了する。なお、検知信号Ｈsyncの個数、つまりカウント値Ｎは「４」に限定されるものではなく、「１」以上の値を設定することができる。また、検知信号Ｈsyncの数ではなく、安定化に必要な時間を予め求めておき、ミラー駆動開始から当該時間が経過するのを待って起動処理を終了するように構成してもよい。

起動処理を終了すると、検知信号Ｈsyncに基づいて、感光体２の表面（被走査面）の有効走査領域ＥＳＲに光ビームを走査させる光走査動作を開始する。図９は、光走査動作を示す図である。まず、復路光ビームをセンサ６０が検知すると、該センサ６０から第１検知信号Ｈsync1が光照射タイミング調整部１０２に向けて出力される（ステップＳ２）。そして、該第１検知信号Ｈsync1が出力された時刻Ｔ1（第１時刻）を、光照射タイミング調整部１０２の内部に設けられたメモリ（図示省略）に記憶する（ステップＳ３）。次に、往路光ビームをセンサ６０が検知すると、該センサ６０から第２検知信号Ｈsync2が光照射タイミング調整部１０２に向けて出力される（ステップＳ４）。そして、該第２検知信号Ｈsync2が出力された時刻Ｔ2（第２時刻）を、光照射タイミング調整部１０２の内部に設けられたメモリに記憶する（ステップＳ５）。さらに、光照射タイミング調整部１０２は、時刻Ｔ1，Ｔ2からインターバル時間ＴＡ（＝Ｔ2−Ｔ1）を求める（ステップＳ６）。そして、図示を省略するメモリに記憶されたテーブルを参照して、該インターバル時間ＴＡから、第１待機時間Ｔｗ1を求める（ステップＳ７）。そして、先述のステップＳ５で求められた時刻Ｔ2から、第１待機時間Ｔｗ1だけ待って（ステップＳ７）、次に詳述する往復光照射を画像出力部１１２に実行させる（ステップＳ８）。

図１０は、往復光照射の動作を示すフローチャートである。往復光照射では、まず、往路光ビームを感光体２の表面（被走査面）に照射する（ステップＳ８１）。本実施形態では、かかる往路光ビーム照射により、感光体２の表面の有効走査領域ＥＳＲに画像信号Ｓvに対応した静電潜像が形成される。次に、時刻Ｔ2から、第１待機時間Ｔｗ1および、偏向ミラー面６５１の振動周期の略半分の第２待機時間Ｔｗ2が経過するのを待って（ステップＳ８２）、復路光ビームを感光体２の表面（被走査面）に照射する（ステップＳ８３）。かかる復路光ビーム照射により、本実施形態では、感光体２の表面の有効走査領域ＥＳＲに画像信号Ｓvに対応した静電潜像が形成される。そして、ステップＳ２〜Ｓ８を光走査動作が終了するまで繰り返し実行する。このように、本実施形態では、ステップＳ７，Ｓ８が、本願発明の「光照射工程」に対応するとともに、ステップＳ２〜Ｓ６が、本発明の「待機時間決定工程」に対応している。

上述のように本実施形態では、ステップＳ２〜Ｓ５を実行することで、インターバル時間ＴＡを測定するとともに、該インターバル時間ＴＡに基づいて第１待機時間Ｔｗ1を求めている。よって、偏向ミラー面６５１の振動振幅変動に依らず、往路光ビームの照射開始位置を一定にすることができる。この理由について図１１を用いて次に説明する。

図１１は、偏向ミラー面の振動振幅とインターバル時間との関係を示す図である。同図上段のように、偏向ミラー面６５１の振動振幅が実線から破線のように変動した場合を考える。このとき、感光体２の表面（被走査面）に走査される光ビームの軌跡は、同図下段の実線から破線のように変動する。但し、同図下段において、時間軸に対して水平にのびる実線は光検知センサ６０が光ビームを検知する位置に対応している。また、上下の２点鎖線で囲まれる領域が有効走査領域ＥＳＲ（第１走査範囲ＳＲ1）に対応している。かかる図から判るように、振動振幅が実線から破線へと変動することにより、インターバル時間は時間ＴＡから時間ＴＡ+ΔＴＡへと変動する。よって、例えば、予め偏向ミラー面６５１の振動振幅を変えながらインターバル時間ＴＡを測定して振動振幅−インターバル時間特性を求めておくことで、光走査動作実行中における偏向ミラー面６５１の振動振幅を求めることができる。つまり、光走査動作の実行中にインターバル時間ＴＡを求め、該インターバル時間ＴＡ及び振動振幅−インターバル時間特性から光走査動作実行中の偏向ミラー面６５１の振動振幅を求めることができる。

そして、上述のように偏向ミラー面６５１の振動振幅を求めることが可能となるため、インターバル時間ＴＡを測定することで、偏向ミラー面６５１の振幅変動に依る往路光ビームの照射開始位置の変動を予測することが可能となる。そこで、本実施形態では、偏向ミラー面６５１の振動振幅変動に依らず光ビームの照射開始位置を適切な位置に調整するために、インターバル時間ＴＡを求めている。そして、該インターバル時間ＴＡに基づいて第２検知信号Ｈsync2が出力されてから往復光照射を実行するまでの第１待機時間Ｔｗ1を決定している（ステップＳ２〜Ｓ６）。つまり、本実施形態では、インターバル時間ＴＡと第１待機時間Ｔｗ1との関係を予めテーブルに記憶しておき、求められたインターバル時間ＴＡと該テーブルに基づいて第１待機時間Ｔｗ1を決定している（ステップＳ６）。

そして、第２検出信号Ｈsync2から上述のように決定された第１待機時間Ｔｗ1が経過した時刻から往路光ビームの照射を開始する。従って、偏向ミラー面６５１の振動振幅の変動に依らず、常に一定の位置から往路光ビームの照射を開始するように調整することができ、良好な光走査動作が可能となっている。

また、上記実施形態では、復路光ビームの照射を開始するタイミングを、第２検知信号Ｈsync2が出力された時刻Ｔ2から、第１待機時間Ｔｗ1及び第２待機時間Ｔｗ2が経過した時刻としている。つまり、往路光ビームの照射開始から第２待機時間Ｔｗ2が経過した時刻から、復路光ビームの照射を開始している。そして、該第２待機時間Ｔｗ2を、偏向ミラー面６５１の振動周期の略半分としている。よって、往路光ビームの照射開始位置のみならず復路光ビームの照射開始位置も、偏向ミラー面の振動振幅変動に依らず一定とすることができる。つまり、インターバル時間ＴＡから第１待機時間Ｔｗ1を決定しているため、往路光ビームの照射開始位置は一定である。また、偏向ミラー面６５１の振動振幅が変動した場合であっても、振動周期は変わらず一定である。よって、復路光ビームの照射開始タイミングを、往路光ビームの照射開始タイミングから振動周期の略半分の時間が経過した時刻とすることで、復路光ビームの照射開始位置を偏向ミラー面６５１の振幅変動に依らず一定にすることができる。よって、より良好な光走査動作が可能となり好適である。

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なうことが可能である。例えば、上記実施形態では、第２待機時間Ｔｗ2を偏向ミラー面６５１の振動周期の略半分としているが、第２待機時間Ｔｗ2として採用しうる値はこれに限られない。ただし、第２待機時間Ｔｗ2を偏向ミラー面６５１の振動周期の略半分とした場合、上述のように復路光ビームの照射開始位置が一定とるため、より良好な光走査動作が可能となり好適である。

また、上記実施形態では、インターバル時間ＴＡから第１待機時間Ｔｗ1を求めるにあたりテーブルを用いたが、計算により第１待機時間Ｔｗ1を求めるように構成しても良い。

また、上記実施形態では、カラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。

さらに、上記実施形態では、振動ミラーとしてマイクロマシニング技術を用いて形成された偏向器６５を採用しているが、共振振動する振動ミラーを用いて光ビームを偏向して潜像担持体上に光ビームを走査させる画像形成装置全般に本発明を適用することができる。

本発明の光走査装置の一実施形態を用いた画像形成装置を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 図１の画像形成装置の露光ユニット（光走査装置）の主走査断面図。 図３の露光ユニット（光走査装置）における光ビームの走査範囲を示す図。 図１の画像形成装置の露光ユニットおよび露光制御ユニットを示す図。 本発明に係る光走査装置の制御方法の一実施形態を示すフローチャート。 図３の光走査装置で実行される起動処理を示すフローチャート。 図８は起動処理の動作を示す図。 光走査動作を示す図。 往復光照射の動作を示すフローチャート。 偏向ミラー面の振動振幅とインターバル時間との関係を示す図。

符号の説明

２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体、１０２…光照射タイミング調整部、 ６０…光検知センサ、 ６２…レーザー光源（光源） ６５１…偏向ミラー面、 ６６…走査レンズ、 ＥＳＲ…有効画像領域、 Ｈsync…検知信号、 Ｈsync1…第１検知信号、 Ｈsync2…第２検知信号、 ＳＲ1…第１走査範囲、 ＳＲ2…第２走査範囲、 ＶＣ…ビデオクロック、 Ｓv…画像信号、Ｔ1…第１時刻、 Ｔ2…第２時刻、 ＴＡ，ＴＡ+ΔＴＡ…インターバル時間、 Ｘ…主走査方向、 Ｙ…副走査方向

Claims (3)

1. 光ビームを射出する光源と、前記光源から射出される光ビームを所定の振動周期で振動する偏向ミラー面により偏向することによって該偏向光ビームを被走査面の有効走査領域に対応する第１走査範囲よりも広い第２走査範囲で主走査方向に往復走査する偏向器と、前記主走査方向の一方端である往路側で前記第１走査範囲を外れた位置を移動する光ビームを検知して検知信号を出力する単一のセンサとを備えた光走査装置において、前記検知信号に基づいて光ビームを前記被走査面の前記有効走査領域にスポット状に照射する動作を前記光走査装置に実行させる前記光走査装置の制御方法であって、
   前記往路側に対して前記主走査方向の他方側である復路側から前記往路側に走査される復路光ビームが前記センサに検知されて第１検出信号が出力された第１時刻から、該第１検出信号に続いて前記往路側から前記復路側に走査される往路光ビームが前記センサに検知されて第２検出信号が出力された第２時刻までのインターバル時間を求める時間検出工程と、
   前記時間検出工程において前記第２検出信号が出力された第２時刻から第１待機時間が経過した時点から前記被走査面の前記有効走査領域に対して下記の往復光照射を実行する光照射工程と、
   前記光照射工程の前に、前記時間検出工程で求められた前記インターバル時間に基づいて前記第１待機時間を求める待機時間決定工程と
   を備えたことを特徴とする光走査装置の制御方法。
   前記往復光照射は、前記往路光ビームを前記有効走査領域にスポット状に照射するとともに、該往路光ビームの照射に続いて前記復路光ビームを前記有効走査領域にスポット状に照射するものである。
2. 前記往復光照射は、前記往路光ビームを前記有効走査領域にスポット状に照射するとともに、前記第１待機時間経過後さらに所定の第２経過時間が経過した後に、前記復路光ビームを前記有効走査領域にスポット状に照射するものである請求項１記載の光走査装置の制御方法。
3. 前記第２経過時間は、前記偏向ミラー面の前記振動周期の略半分の時間である請求項２記載の光走査装置の制御方法。
   

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