JP2010133999A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents
Optical scanner and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010133999A JP2010133999A JP2008307073A JP2008307073A JP2010133999A JP 2010133999 A JP2010133999 A JP 2010133999A JP 2008307073 A JP2008307073 A JP 2008307073A JP 2008307073 A JP2008307073 A JP 2008307073A JP 2010133999 A JP2010133999 A JP 2010133999A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light beam
- scanning
- light
- mirror
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、発光部から射出された光ビームを被走査面に走査させる光走査装置及び光走査装置の同期検知手段において光ビームを選択して同期検知の検出を行うための光量制御に関し、該光走査装置を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device that scans a surface to be scanned with a light beam emitted from a light emitting unit, and a light amount control for detecting synchronization detection by selecting the light beam in a synchronization detection unit of the optical scanning device, The present invention relates to an image forming apparatus using an optical scanning device.
従来の光走査装置においては光ビームを走査する偏向器としてポリゴンミラーやガルバノミラーが用いられるが、より高解像度な画像と高速プリントを達成するにはこの回転をさらに高速にしなければならず、軸受の耐久性や風損による発熱、騒音が課題となり、高速走査に限界がある。 In a conventional optical scanning device, a polygon mirror or a galvanometer mirror is used as a deflector that scans a light beam. In order to achieve a higher resolution image and high-speed printing, this rotation must be further increased, and a bearing is used. Durability, heat generation due to wind damage, and noise are issues, and there is a limit to high-speed scanning.
これに対し、近年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、特許文献1や特許文献2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(MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振動ミラー(または振動ミラー))が提案されている。
In contrast, in recent years, research on deflection devices using silicon micromachining has been underway, and as disclosed in
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。
また、低振動で、発熱がほとんどないために、光走査装置を収容するハウジングを薄肉化でき、ガラス繊維の配合率が少ない低コストな樹脂成形材を用いても画像品質への影響が発生し難いといった利点もある。
According to this method, there is an advantage that the mirror surface size can be reduced and the size can be reduced, and since reciprocal vibration is performed using resonance, high speed operation is possible but low noise and low power consumption are possible.
In addition, the housing that houses the optical scanning device can be thinned due to low vibration and almost no heat generation, and even if low-cost resin molding material with a low glass fiber content is used, the image quality is affected. There is also an advantage that it is difficult.
また、特許文献3や特許文献4には、ポリゴンミラーの代わりに振動ミラーを配備した光走査装置の例が開示されている。
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、低騒音化や低消費電力化が可能となり、オフィス環境に適合した画像形成装置が提供できる。
また、低振動化に伴ってハウジングが薄肉化でき、軽量化や低コスト化が可能である。
By using a vibration mirror instead of a polygon mirror, noise and power consumption can be reduced, and an image forming apparatus suitable for an office environment can be provided.
In addition, the housing can be made thinner as the vibration is reduced, and the weight and cost can be reduced.
ここで、振動ミラーにおいて、共振振動数は温度によってねじり梁のバネ定数が変化、あるいは大気圧による空気の粘性抵抗が変化すること等により、振れ角が変化してしまうという問題があった。 Here, in the vibrating mirror, there is a problem that the deflection angle changes due to a change in the spring constant of the torsion beam depending on the temperature or a change in the viscous resistance of air due to atmospheric pressure.
そのため、特許文献5に開示されるように、同期検知センサ及び終端検知センサにより走査されたビームを検出することで振れ角を検出し、振動ミラーに与える印加電流を加減することで、振れ角を安定的に保つ制御が行われている。
Therefore, as disclosed in
また、特許文献6,7には、光ビームに要求される各特性のうち深度を評価可能な光ビーム特性評価方法及び評価装置が開示されている。
ところで、画像形成装置は、更なる高速化とカラー化に対応するために、一つの像担持体に対して複数の光ビームを同時に走査して書込みを行うマルチビーム方式が用いられている。 By the way, in order to cope with further increase in speed and color, the image forming apparatus employs a multi-beam method in which writing is performed by simultaneously scanning a plurality of light beams on one image carrier.
ここにMEMS振動ミラーにより往復走査書込みを行う場合、画像形成領域外に設けられた光ビーム検出手段を、走査ビームは、振幅の中心から外側へ走査され検出面上を通過して、振幅の頂点に達した後に、光ビームは逆向きに走査され再び検出面上を通過する。
そのため、従来の偏向手段にポリゴンを用いた場合と異なり、往走査と副走査で、光ビーム検出手段の受光面を、逆方向に横切ることになり、光ビームの振れ角中心から両端の光ビーム検出手段の受光面を等距離に配置しなければ、両端で光ビーム通過を検出する像高が異なることになる。
When performing reciprocating scanning writing with the MEMS vibrating mirror here, the scanning beam is scanned from the center of the amplitude to the outside through the light beam detecting means provided outside the image forming area, passes through the detection surface, and reaches the peak of the amplitude. The light beam is scanned in the opposite direction and again passes over the detection surface.
Therefore, unlike the case where a polygon is used for the conventional deflecting means, the light receiving surface of the light beam detecting means is traversed in the opposite direction in forward scanning and sub scanning, and the light beams at both ends from the center of the deflection angle of the light beam. Unless the light receiving surfaces of the detecting means are arranged at equal distances, the image heights for detecting the passage of the light beam are different at both ends.
例えば、画像領域外の主走査方向の両側の振れ角θsに光ビーム検出手段としてそれぞれPD+、PD−の同期検知を設置した場合に、往復走査において、像高0を通過する往復走査による往路走査時間と復路走査時間は、それぞれ像高方向に、進行方向と逆向きに受光面位置ずれ分ずれた区間を測定していることになる。
For example, when synchronous detection of PD + and PD− is installed as light beam detection means at the deflection angles θs on both sides in the main scanning direction outside the image area, the forward scanning by the reciprocating scanning that passes the
この検出データを元に、振動ミラーの姿勢制御や書込み開始位置の調整、往復走査ごとでの書込み条件(画素ピッチや画周波数等)の調整を行う場合には、光ビーム検出手段を固定するときの主走査方向の位置ずれ誤差は両端それぞれで倍になっていた。 When fixing the light beam detection means when adjusting the attitude of the vibrating mirror, adjusting the writing start position, and adjusting the writing conditions (pixel pitch, image frequency, etc.) for each reciprocating scan based on this detection data The position error in the main scanning direction is doubled at both ends.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、複数の光ビーム検出手段を簡便に適切な位置に配置することが可能な光走査装置、及び該光走査装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and uses an optical scanning device capable of easily arranging a plurality of light beam detection means at appropriate positions, and the optical scanning device. An object is to provide an image forming apparatus.
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔1〕 光ビームを射出する光源手段と、前記光源手段を変調駆動する光源駆動手段と、前記光源手段から射出された光ビームを振動ミラーにより偏向して主走査方向に往復走査させる偏向手段と、前記偏向手段における振動ミラーの駆動を制御する偏向制御手段と、前記偏向手段からの光ビームを被走査面上に導く走査結像光学系と、前記偏向手段からの光ビームの通過を検出する複数の光ビーム検出手段と、前記複数の光ビーム検出手段を前記偏向手段からの光ビームの往復走査領域のうち画像形成領域外に配置するとともに、該複数の光ビーム検出手段の受光面同士が所望の間隔となるように固定する検出手段固定部材と、を備える光走査装置。
〔2〕 前記偏向手段による光ビームの往復走査の振幅の中心線に対して前記検出手段固定部材及び走査結像光学系を所定の配置関係とするための位置決め部を有するハウジングを備え、前記検出手段固定部材と走査結像光学系のいずれかの光学素子は、それぞれ有する位置決め手段により、前記ハウジングの位置決め部で位置決めされ固定されている前記〔1〕に記載の光走査装置。
〔3〕 前記走査結像光学系のうち、最も大きい主走査方向の光学パワーを有する光学素子が前記位置決め手段を有する前記〔2〕に記載の光走査装置。
〔4〕 前記検出手段固定部材は、前記複数の光ビーム検出手段の受光面間の中間点に位置決め手段を有し、前記走査結像光学系のいずれかの光学素子は、主走査方向の中央部に位置決め手段を有する前記〔2〕または〔3〕に記載の光走査装置。
〔5〕 前記検出手段固定部材は、前記偏向手段による光ビームの往復走査の振幅の中心線上に前記複数の光ビーム検出手段の受光面間の中間点が位置するように前記ハウジングに位置決めされる前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の光走査装置。
〔6〕 前記走査結像光学系のいずれかの光学素子は、前記偏向手段による光ビームの往復走査の振幅の中心線に該光学素子の光軸が一致するように前記ハウジングに位置決めされる前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の光走査装置。
〔7〕 前記複数の光ビーム検出手段の受光面間の距離を2*Hs、前記複数の光ビーム検出手段のうちいずれかの光ビーム検出手段の受光面の主走査方向の位置ずれをΔHとするとき、ΔH/(2×Hs)×100≦0.01を満たす前記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の光走査装置。
〔8〕 前記偏向制御手段は、前記光ビーム検出手段で検出された検出信号に基づいて求められる光ビームの最大振幅が一定になるように偏向手段を制御すること、前記光ビーム検出手段で検出された検出信号に基づいて求められる光ビームの振幅中心のシフト量分を補正するように偏向手段を制御すること、前記光ビーム検出手段で検出された検出信号に基づいて求められる光ビームの走査周波数の変動分を補正するように偏向手段を制御すること、から選択される1または2以上の制御を実行する前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の光走査装置。
〔9〕 少なくとも一つの像担持体と、前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の光走査装置であって、前記像担持体に画像情報が含まれる光を走査する少なくとも1つの光走査装置と、を備える画像形成装置。
The present invention provided to solve the above problems is as follows.
[1] Light source means for emitting a light beam, light source driving means for modulating and driving the light source means, deflecting means for deflecting the light beam emitted from the light source means by a vibrating mirror and reciprocatingly scanning in the main scanning direction A deflection control means for controlling the driving of the oscillating mirror in the deflection means, a scanning imaging optical system for guiding the light beam from the deflection means onto the surface to be scanned, and the passage of the light beam from the deflection means. The plurality of light beam detecting means and the plurality of light beam detecting means are arranged outside the image forming area in the reciprocating scanning area of the light beam from the deflecting means, and the light receiving surfaces of the plurality of light beam detecting means are An optical scanning device comprising: a detection means fixing member that fixes the gap to a desired interval.
[2] A housing having a positioning portion for bringing the detection means fixing member and the scanning imaging optical system into a predetermined arrangement relationship with respect to the center line of the amplitude of the reciprocating scanning of the light beam by the deflection means, The optical scanning device according to [1], wherein the optical element of any one of the means fixing member and the scanning imaging optical system is positioned and fixed by the positioning unit of the housing by positioning means respectively provided.
[3] The optical scanning device according to [2], wherein an optical element having the largest optical power in the main scanning direction of the scanning imaging optical system includes the positioning unit.
[4] The detection means fixing member has a positioning means at an intermediate point between light receiving surfaces of the plurality of light beam detection means, and any one of the optical elements of the scanning imaging optical system has a center in the main scanning direction. The optical scanning device according to [2] or [3], wherein a positioning unit is provided in the part.
[5] The detection means fixing member is positioned on the housing such that an intermediate point between the light receiving surfaces of the plurality of light beam detection means is positioned on the center line of the amplitude of reciprocal scanning of the light beam by the deflection means. The optical scanning device according to any one of [1] to [4].
[6] The optical element of any one of the scanning imaging optical systems is positioned on the housing so that the optical axis of the optical element coincides with the center line of the amplitude of reciprocal scanning of the light beam by the deflecting unit. The optical scanning device according to any one of [1] to [5].
[7] The distance between the light receiving surfaces of the plurality of light beam detecting means is 2 * Hs, and the positional deviation in the main scanning direction of the light receiving surface of any one of the plurality of light beam detecting means is ΔH. The optical scanning device according to any one of [1] to [6], wherein ΔH / (2 × Hs) × 100 ≦ 0.01.
[8] The deflection control means controls the deflection means so that the maximum amplitude of the light beam obtained based on the detection signal detected by the light beam detection means becomes constant, and the light beam detection means detects Controlling the deflection means so as to correct the shift amount of the amplitude center of the light beam obtained based on the detected signal, and scanning the light beam obtained based on the detection signal detected by the light beam detecting means. The optical scanning device according to any one of [1] to [7], wherein one or two or more controls selected from controlling the deflecting unit so as to correct a frequency variation are executed.
[9] At least one image carrier and the optical scanning device according to any one of [1] to [8], wherein the image carrier scans light including image information. And an image forming apparatus.
本発明の光走査装置(請求項1に係る発明)によれば、複数の光ビーム検出手段(同期検知センサ)を、あらかじめ受光面同士が所望の間隔となるように検出手段固定部材に固定するので、複数の光ビーム検出手段を個別に位置調整した場合に生じる位置ずれ誤差(光ビーム検出手段の数だけ累積する位置ずれ量)を削減でき、取り付け工程における調整作業を削減でき簡略化が可能である。また、光ビーム検出手段自体の位置ずれによる光ビームが通過するタイミング誤差を解消することができ、光ビーム検出手段の同期検知信号にもとづく振動ミラーの振れ角制御を適切に行うことができる。
また、光ビーム検出手段を配置した検出手段固定部材を粘着材などによりハウジングに固定することにより、各光ビーム検出手段間の位置関係を維持したままで、振動ミラー、光学素子と所定の配置関係とすることが容易にできる。さらに、環境変動による伸縮膨張が生じても、各光ビーム検出手段の位置は所定の配置関係が維持され、光ビームが光ビーム検出手段を通過する検出信号を基にして、振動ミラーを適切に制御することができる。
According to the optical scanning device of the present invention (the invention according to claim 1), the plurality of light beam detection means (synchronization detection sensors) are fixed to the detection means fixing member in advance so that the light receiving surfaces are at a desired interval. Therefore, it is possible to reduce misalignment errors (amount of misalignment accumulated by the number of light beam detecting means) caused by individually adjusting the positions of a plurality of light beam detecting means, thereby reducing adjustment work in the mounting process and simplifying it. It is. Further, it is possible to eliminate the timing error of the passage of the light beam due to the positional deviation of the light beam detecting means itself, and it is possible to appropriately control the deflection angle of the vibrating mirror based on the synchronization detection signal of the light beam detecting means.
In addition, by fixing the detection means fixing member on which the light beam detection means is disposed to the housing with an adhesive material or the like, the predetermined relationship between the vibration mirror and the optical element is maintained while maintaining the positional relationship between the light beam detection means. Can be easily done. Furthermore, even if expansion and contraction due to environmental fluctuations occur, the position of each light beam detecting means is maintained in a predetermined positional relationship, and the vibrating mirror is appropriately set based on the detection signal that the light beam passes through the light beam detecting means. Can be controlled.
また、請求項2に係る発明によれば、検出手段固定部材の位置決め手段とハウジングの位置決め部とにより、該検出手段固定部材の位置決めし、走査結像光学系の光学素子の位置決め手段とハウジングの位置決め部とにより、該光学素子の位置決めをして固定することによって、光ビーム検出手段及び光学素子の光軸を偏向手段による光ビームの往復走査の振幅の中心線に対して所定の配置関係に配置することができ、光ビーム検出手段の同期検知信号にもとづく振動ミラーの振れ角制御をより適切に行うことができる。またこれにより、光ビームの振幅中心と光ビーム検出手段の位置関係の調整工程を簡略化することができる。
また、検出手段固定部材の位置決め手段と、ハウジングの位置決め部とを、粘着層または板バネやネジ等の固定部材で一体的に固定することによって、環境変動による検出手段固定部材の変形(伸縮、膨張等)が生じた場合でも、振動ミラーの回転中心から各受光面までの距離(振れ角)は等しく保たれ、各受光面を光ビームが通過するタイミングは等しく変化するので、光ビームの通過タイミングの検出データによる偏向手段の振動状態の制御を適切に行うことができる。
According to the invention of
In addition, by integrally fixing the positioning means of the detection means fixing member and the positioning portion of the housing with an adhesive layer or a fixing member such as a leaf spring or a screw, the detection means fixing member is deformed (expanded or contracted) due to environmental fluctuations. Even if (expansion etc.) occurs, the distance (swing angle) from the rotation center of the vibrating mirror to each light receiving surface is kept equal, and the timing at which the light beam passes through each light receiving surface changes equally. The vibration state of the deflecting means can be appropriately controlled based on the timing detection data.
請求項3に係る発明によれば、前記走査結像光学系のうち、最も大きい主走査方向の光学パワーを有する光学素子が前記位置決め手段を有することによって、環境変動(温度や湿度)による光学素子の伸縮が生じた場合に、最も大きな影響を与える光学素子と、検出手段固定部材、ひいては光ビーム検出手段が位置決め手段により所定の配置関係を維持することができる。また、位置決め部材が前記光学素子の中央部にあるときには、仮に前記光学素子に膨張や収縮が生じても、光学素子用の位置決め部材により固定された中央部を基準にして、位置レイアウトは対称性を維持することができるので、光ビーム検出手段の受光面を光ビームが通過する検出信号を適切なものとすることができる。
According to the invention of
請求項4に係る発明によれば、検出手段固定部材では前記複数の光ビーム検出手段の受光面間の中間点に設けた位置決め手段を用い、前記走査結像光学系のいずれかの光学素子では主走査方向の中央部に設けた位置決め手段を用いて、ハウジングの位置決め部に各々の位置決めして取り付けることによって、例えば検出手段固定部材において、受光面間の中心点の位置決め手段を粘着層または固定部材で固定すると、温度や湿度等により検出手段固定部材が伸縮してしまったときでも、固定箇所を基準として両端の受光面は対称性を維持することができる。これにより、光ビーム検出手段を通過する光ビームを検出するタイミングは、検出手段固定部材の一方の端部(+側)と他方の端部(−側)の等距離に置かれた光ビーム検出手段同士で、同一傾向で変動し片寄りを持たないようにすることができる。
また、光ビーム検出手段における受光面の位置が個体差を持つ場合でも、あらかじめ光ビーム検出手段内の受光面を基準として、検出手段固定部材を介して受光面同士が所望の位置関係となるように該検出手段固定部材に固定しておくことにより、その検出手段固定部材を光ビームの振幅中心に合わせると、光学素子の中央部の位置決め手段によりハウジングに固体された該光学素子の光軸上に、光ビーム検出手段の受光面間の中間点がくるようにすることができる。これにより、光ビーム検出手段の基板内での取付け位置、受光面自体の製造誤差を補正して、光走査装置に検出手段固定部材を介して一体化することができる。
According to the invention of
Further, even if the position of the light receiving surface in the light beam detecting means has individual differences, the light receiving surfaces are in a desired positional relationship via the detecting means fixing member with reference to the light receiving surface in the light beam detecting means in advance. By fixing the detection means fixing member to the center of amplitude of the light beam by fixing the detection means to the detection means fixing member on the optical axis of the optical element solidified in the housing by the positioning means at the center of the optical element. Further, an intermediate point between the light receiving surfaces of the light beam detecting means can be provided. As a result, the mounting position of the light beam detecting means within the substrate and the manufacturing error of the light receiving surface itself can be corrected and integrated with the optical scanning device via the detecting means fixing member.
請求項5に係る発明によれば、前記検出手段固定部材は、前記偏向手段による光ビームの往復走査の振幅の中心線上に前記複数の光ビーム検出手段の受光面間の中間点が位置するように前記ハウジングに位置決めされるので、偏向手段における振動ミラーの回転中心から左右両端の光ビーム検出手段の受光面までを等距離(等角度)にあわせることができ、左右の受光面を偏向走査された光ビームが通過するタイミングを調整することができる。
請求項6に係る発明によれば、前記走査結像光学系のいずれかの光学素子は、前記偏向手段による光ビームの往復走査の振幅の中心線に該光学素子の光軸が一致するように前記ハウジングに位置決めされるので、両端の光ビーム検出手段の受光面を前記光学素子の光軸から等距離(等振れ角)に位置固定することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the detection means fixing member is arranged such that an intermediate point between the light receiving surfaces of the plurality of light beam detection means is positioned on the center line of the amplitude of reciprocal scanning of the light beam by the deflection means. Therefore, the left and right light-receiving surfaces can be deflected and scanned from the rotation center of the oscillating mirror in the deflecting means to the light-receiving surfaces of the light beam detecting means at the left and right ends. The timing at which the light beam passes can be adjusted.
According to the invention of
請求項7に係る発明によれば、前記複数の光ビーム検出手段の受光面間の距離を2*Hs、前記複数の光ビーム検出手段のうちいずれかの光ビーム検出手段の受光面の主走査方向の位置ずれをΔHとするとき、ΔH/(2×Hs)×100≦0.01を満たすことにより、光ビーム検出手段の受光面間の距離に対する位置ずれ誤差(位置ずれ量)を0.01%以下にすることになるので、検出信号を画質に問題がないレベルで精度良く検出することができ、同期検知位置である光ビーム検出手段位置より内側に設けられた画像形成領域内ではより少ない位置ずれとなるので、ジャギーの許容限度0.01%内での画像ずれとすることができ、ジャギー(線のぎざぎざ)の目立たない高画質な画像を実現することができる。
According to the invention of
請求項8に係る発明によれば、光ビーム検出手段の受光面を検出手段固定部材を介して一体的に固定しているため受光面の間隔は常に等しくなっており、光走査装置の設置された環境変動により光ビームの最大振幅に変動が生じた場合(例えば、振動ミラーの外乱や連続駆動による最大振れ角の変動が発生した場合)でも、適切に検出される光ビームの検出信号のタイミングずれ量から正確に振幅状態を算出することができ、最大振幅を一定にする補正量を算出し、所望の最大振幅となるように偏向手段を制御することができ、安定した光ビームを走査することができるので、高画質の画像を像担持体上に形成することができる。
また、光ビーム検出手段の受光面を検出手段固定部材を介して一体的に固定しているので、光走査装置の設置された環境変動により光ビームの振幅中心がシフトした場合には、光ビームの検出信号のタイミングずれから、適切に振幅状態を算出することができ、従来の振幅中心からのシフト量に対する補正量を算出し、偏向手段を適切に制御することができ、高画質の画像を像担持体上に形成することができる。
また、光ビーム検出手段の受光面を検出手段固定部材を介して一体的に固定しているので、光走査装置の設置された環境変動により光ビームの走査周波数が変動した場合(例えば、振動ミラーが外乱や連続駆動により走査周波数が変動した場合)に、光ビームの検出信号のタイミングずれから、適切に走査周波数を補正するための印加電圧を算出することができ、偏向手段を適切に制御することができ、半導体レーザの高画質の画像を像担持体上に形成することができる。
さらに、前記3種類の偏向手段の制御を適宜組み合わせることによって、所望の光ビームの走査状態を維持することができる。
According to the eighth aspect of the invention, since the light receiving surface of the light beam detecting means is integrally fixed via the detecting means fixing member, the distance between the light receiving surfaces is always equal, and the optical scanning device is installed. Even when the maximum amplitude of the light beam changes due to environmental fluctuations (for example, when the disturbance of the vibrating mirror or the fluctuation of the maximum deflection angle due to continuous driving occurs), the timing of the detection signal of the light beam that is detected appropriately The amplitude state can be accurately calculated from the deviation amount, the correction amount for making the maximum amplitude constant can be calculated, the deflection means can be controlled to obtain the desired maximum amplitude, and a stable light beam is scanned. Therefore, a high quality image can be formed on the image carrier.
In addition, since the light receiving surface of the light beam detection means is integrally fixed via the detection means fixing member, when the center of amplitude of the light beam is shifted due to the environmental change where the optical scanning device is installed, the light beam The amplitude state can be calculated appropriately from the timing deviation of the detection signal, the correction amount for the shift amount from the conventional amplitude center can be calculated, the deflection means can be controlled appropriately, and a high-quality image can be obtained. It can be formed on an image carrier.
In addition, since the light receiving surface of the light beam detecting means is integrally fixed via the detecting means fixing member, when the scanning frequency of the light beam fluctuates due to environmental changes in which the optical scanning device is installed (for example, a vibrating mirror) When the scanning frequency fluctuates due to disturbance or continuous driving), the applied voltage for appropriately correcting the scanning frequency can be calculated from the timing deviation of the detection signal of the light beam, and the deflection means is controlled appropriately. And a high-quality image of the semiconductor laser can be formed on the image carrier.
Furthermore, the desired scanning state of the light beam can be maintained by appropriately combining the control of the three types of deflection means.
請求項9に係る発明によれば、請求項1〜8のいずれかに記載の光走査装置を用いた画像形成装置によって、光ビーム検出手段を検出手段固定部材を介して固定することによって、光ビーム検出手段の位置精度を高めると共に、取り付け工程を簡略化することが可能になる。また、温度変動等が生じても、各光ビーム検出手段は同一部材(検出手段固定部材)で固定されているので、同割合で伸縮するため、振動ミラーの回転中心軸から受光面までの距離は常に等しい距離にある。これにより、位置ずれを抑制した光ビームの通過を検出することが可能となり、より高精細な出力画像を形成することが可能となる。また、光ビーム検出手段により検出される同期検知の位置ずれ量を抑制することによってジャギー等の縦線揺らぎ等の抑制された高画質画像を提供することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the image forming apparatus using the optical scanning device according to any one of the first to eighth aspects fixes the light beam detection means via the detection means fixing member, thereby It is possible to improve the positional accuracy of the beam detecting means and simplify the mounting process. Even if temperature fluctuations occur, each light beam detection means is fixed by the same member (detection means fixing member), so it expands and contracts at the same rate, so the distance from the rotation center axis of the vibrating mirror to the light receiving surface Are always at equal distances. As a result, it is possible to detect the passage of the light beam with suppressed positional deviation, and it is possible to form a higher-definition output image. In addition, by suppressing the amount of synchronization detection displacement detected by the light beam detection means, it is possible to provide a high-quality image in which vertical line fluctuations such as jaggy are suppressed.
光走査装置において、振動ミラーにより主走査方向に往復走査された光ビームの同期検知に関する光ビーム検出手段(同期検知センサ)をハウジングに個別に取り付けていた場合には、それぞれの位置ずれ誤差が発生するばかりでなく、光ビーム検出手段の受光面同士の位置レイアウトの関係もそれぞれの固定箇所の位置ずれによって変動してしまう。 In the optical scanning device, if the light beam detecting means (synchronous detection sensor) related to the synchronous detection of the light beam reciprocally scanned in the main scanning direction by the vibrating mirror is individually attached to the housing, the respective position error occurs. In addition, the positional layout relationship between the light receiving surfaces of the light beam detecting means also varies due to the positional deviation of the respective fixed portions.
そこで、本発明に係る光走査装置は、光ビームを射出する光源手段と、前記光源手段を変調駆動する光源駆動手段と、前記光源手段から射出された光ビームを振動ミラーにより偏向して主走査方向に往復走査させる偏向手段と、前記偏向手段における振動ミラーの駆動を制御する偏向制御手段と、前記偏向手段からの光ビームを被走査面上に導く走査結像光学系と、前記偏向手段からの光ビームの通過を検出する複数の光ビーム検出手段と、前記複数の光ビーム検出手段を前記偏向手段からの光ビームの往復走査領域のうち画像形成領域外に配置するとともに、該複数の光ビーム検出手段の受光面同士が所望の間隔となるように固定する検出手段固定部材と、を備えるものである。このとき、前記偏向手段による光ビームの往復走査の振幅の中心線に対して前記検出手段固定部材及び走査結像光学系を所定の配置関係とするための位置決め部を有するハウジングを備え、前記検出手段固定部材と走査結像光学系のいずれかの光学素子は、それぞれ有する位置決め手段により、前記ハウジングの位置決め部で位置決めされ固定されていることが好ましい。 Therefore, the optical scanning device according to the present invention performs main scanning by deflecting the light beam emitted from the light source means for emitting the light beam, the light source driving means for modulating and driving the light source means, and the light source means by the vibrating mirror. A deflection means for reciprocating scanning in a direction, a deflection control means for controlling driving of a vibrating mirror in the deflection means, a scanning imaging optical system for guiding a light beam from the deflection means onto a scanned surface, and the deflection means A plurality of light beam detecting means for detecting the passage of the light beam, and the plurality of light beam detecting means are arranged outside the image forming area in the reciprocating scanning area of the light beam from the deflecting means, and the plurality of light beams And a detection means fixing member for fixing the light receiving surfaces of the beam detection means so as to have a desired interval. At this time, the detection means includes a housing having a positioning portion for bringing the detection means fixing member and the scanning imaging optical system into a predetermined arrangement relationship with respect to the center line of the amplitude of the reciprocating scanning of the light beam by the deflection means It is preferable that any one of the optical element of the means fixing member and the scanning imaging optical system is positioned and fixed by the positioning portion of the housing by positioning means each having.
ここで、光ビーム検出手段の受光面の位置レイアウトを検出手段固定部材に固定することによって一意的に決定しておき、該検出手段固定部材の位置決め手段と各光学素子の位置決め手段をハウジングの位置決め部に各位置決め調整して固定することによって、光ビーム検出手段の受光面同士の中間点を、偏向手段による光ビームの振幅中心線上とし、さらに走査結像光学系のそれぞれの光学素子の光軸と合うように固定することができる。 Here, the position layout of the light receiving surface of the light beam detecting means is uniquely determined by fixing it to the detecting means fixing member, and the positioning means of the detecting means fixing member and the positioning means of each optical element are positioned in the housing. By adjusting the positions of the light beam detecting means and fixing them to each other, the intermediate point between the light receiving surfaces of the light beam detecting means is on the amplitude center line of the light beam by the deflecting means, and the optical axis of each optical element of the scanning imaging optical system Can be fixed to fit.
これにより受光部の間隔を維持したまま、各光学素子の中心位置を合わせることができる。すなわち、光ビームが光ビーム検出手段(同期検知センサ)を通過し最大振幅に至り再び該光ビーム検出手段を通過するときに、ハウジング上の光ビーム検出手段の位置ずれにより、従来では+像高側の光ビーム検出手段と−像高側の光ビーム検出手段の位置ずれ分、光ビームの同期検知センサの受光面への進入像高に差違が生じていたものを、あらかじめ検出手段固定部材に光ビーム検出手段を固定することにより、光ビーム検出手段の位置関係が一意的に決まったまま、検出手段固定部材を介して一括で取り付け調整を行うことができる。 Thereby, the center position of each optical element can be adjusted while maintaining the interval between the light receiving portions. In other words, when the light beam passes through the light beam detection means (synchronization detection sensor), reaches the maximum amplitude, and passes again through the light beam detection means, the light beam detection means on the housing is displaced by the positional deviation of the light beam detection means. The difference in the image height of the light beam detection means and the image height side light beam detection means, and the difference in the image height of the light beam entering the light receiving surface of the synchronous detection sensor, is previously set as the detection means fixing member. By fixing the light beam detection means, it is possible to perform mounting adjustment in a batch through the detection means fixing member while the positional relationship of the light beam detection means is uniquely determined.
このとき、光ビーム検出手段の受光面を検出手段固定部材を介して一体固定することによって、受光面間隔は一定となるので、検出手段固定部材を介した位置ずれ量が、仮に10μm程度発生した場合でも、ジャギーは0.00875%となり、理想的なジャギー(線のぎざぎざ)条件を満たし、高画質画像が実現可能となる。 At this time, by fixing the light receiving surface of the light beam detecting means integrally through the detecting means fixing member, the distance between the light receiving surfaces becomes constant, so that a positional deviation amount through the detecting means fixing member is generated about 10 μm. Even in this case, the jaggy is 0.00875%, which satisfies the ideal jaggy (jagged line) condition and can realize a high-quality image.
なお、偏向手段としてねじり梁によって支持された振動ミラーを用いることによって、従来のポリゴンスキャナを用いた偏向手段と比較して、低騒音、低発熱、低消費電力を実現することができ、特にポリゴンモータからの発熱による光学素子の温度変化による画像劣化を解決することができ、より高精度な描画画像を実現できる。また、このような正弦振動を行う偏向手段は、シリコン結晶等の半導体プロセスで製造することができ、理論上金属疲労がなく耐久性にも優れている。 By using a vibrating mirror supported by a torsion beam as a deflecting means, low noise, low heat generation, and low power consumption can be realized as compared with a deflecting means using a conventional polygon scanner. Image degradation due to temperature change of the optical element due to heat generation from the motor can be solved, and a more accurate drawn image can be realized. Further, the deflecting means that performs such sinusoidal vibration can be manufactured by a semiconductor process such as silicon crystal, and theoretically has no metal fatigue and is excellent in durability.
以下に、本発明に係る光走査装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。
まず、本発明の一実施形態として、往復走査された光ビームを、一方の光ビーム検出手段(+像高)と他方の光ビーム検出手段(−像高)の受光面の間隔を部材を用いて一定に保ち、偏向手段による光ビームの振幅中心線上に受光面間の中心点が位置するように一体固定した光ビーム検出手段によって、検出位置ずれを抑制した光走査装置を用いた画像形成装置の一例を図に基づいて説明する。
Hereinafter, an optical scanning device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, as an embodiment of the present invention, a reciprocatingly scanned light beam is formed by using a member between the light receiving surfaces of one light beam detecting means (+ image height) and the other light beam detecting means (−image height). Image forming apparatus using an optical scanning device in which a detection position shift is suppressed by a light beam detection unit integrally fixed so that a center point between light receiving surfaces is positioned on an amplitude center line of a light beam by a deflection unit An example will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る画像形成装置の構成例として示す、4ステーション(色別の潜像形成ステーション)を単一の振動ミラー106により走査した方式(片側走査方式)の画像形成装置の概略図である。図示するように各感光体ドラム(像担持体)を走査する光走査装置は一体的に構成され、転写体としての中間転写ベルト105の移動方向に沿って等間隔で配列された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ユニット(光源手段)107、108からの光ビームを、偏向手段である振動ミラー106での偏向後に再度分離して、導くことで同時に画像(潜像)を形成する。
FIG. 1 shows an outline of an image forming apparatus of a system (single-side scanning system) in which four stations (latent image forming stations for each color) are scanned by a single vibrating
振動ミラー106に対して各光源ユニット107,108からのビームは副走査方向に異なる入射角で斜入射させることで、各光源ユニット107,108からの光ビームを一括して偏向、走査するようにしている。
The beams from the
光源ユニット107,108は2ステーション分の光源が副走査方向に配列され、各光源からの光線のなす角度が2.5°となるように調整がなされ、後述する振動ミラー面441で副走査方向に交差するように、一体的に支持されている。
In the
本実施形態では、光源ユニット107は、光源ユニットの射出軸に対し、下側の光源からの光線(ビーム)202を平行に、上側の光源からの光線(ビーム)201を2.5°傾くようにし、射出軸が主走査平面に対して下向きに1.25°傾くように配置される。
In the present embodiment, the
一方、光源ユニット108は、射出軸に対し、上側の光源からの光線(ビーム)203を平行に、下側の光源からの光線(ビーム)204を2.5°傾くようにし、射出軸が主走査平面に対して上向きに1.25°傾くように配置され、各光源ユニット107,108の射出軸が振動ミラー面441で副走査方向に交差するように、各光源ユニット107,108は副走査方向に設置高さを変えて配置される。
On the other hand, the
光源ユニット108は、副走査方向に光源ユニット107より低い配置となるように配備され、入射ミラー111によって、各光源からのビーム204、203、202、201が上下一列に揃うように、副走査方向に高さを異ならせてシリンダレンズ113に入射され、振動ミラー106の法線に対し主走査方向での入射角が各々22.5°(=α/2+θd)となるように、また、振動ミラー106上で、副走査方向に交差するように入射される。
The
各ビームはシリンダレンズ113によって振動ミラー面の近傍で副走査方向に収束され、偏向後はビーム同士が分離するように間隔を拡げつつ走査レンズ120に入射される。ここで走査レンズ120は全てのステーションで共用され、副走査方向には収束力を持たない。
Each beam is converged in the sub-scanning direction in the vicinity of the vibrating mirror surface by the
走査レンズ120を通った各光源ユニット107,108からの光ビームのうち、光源ユニット108からの下段のビーム204は、折返しミラー126で反射され、トロイダルレンズ122を介して感光体ドラム101上にスポット状に結像し、第1の画像形成ステーションとしてイエロー色の画像情報に基づいた潜像を形成する。
Of the light beams from the
光源ユニット108からの上段のビーム203は、折返しミラー127で反射され、トロイダルレンズ123、折返しミラー128を介して感光体ドラム102上にスポット状に結像し、第2の画像形成ステーションとしてマゼンタ色の画像情報に基づいた潜像を形成する。
The
光源ユニット107からの下段のビーム202は、折返しミラー129で反射され、トロイダルレンズ124、折返しミラー130を介して感光体ドラム103上にスポット状に結像し、第3の画像形成ステーションとしてシアン色の画像情報に基づいた潜像を形成する。
The
光源ユニット107からの上段のビーム201は、折返しミラー131で反射され、トロイダルレンズ125、折返しミラー132を介して感光体ドラム104上にスポット状に結像し、第4の画像形成ステーションとしてブラック色の画像情報に基づいた潜像を形成する。
これらの構成部品は後述する単一のハウジングに一体的に保持される。
The
These components are integrally held in a single housing described later.
偏向手段を制御するための光ビーム検出手段としての同期検知センサ(「振動制御用PD(フォトダイオード)」または「同期検知」ともいう)140(−像高)、141(+像高)は、光源ユニット107,108からの光ビームの通過を検知する受光面を有するフォトダイオード(PD)などからなる光センサである。この同期検知センサ140,141に対して、振動ミラー106で偏向された光ビームが走査レンズ120を通過し、結像レンズ143(−像高),144(+像高)により集束され、入射され検出信号を出力するようになっており、その検出信号をもとに偏向制御手段において、偏向手段(振動ミラー106)を適切に制御している。
Synchronous detection sensors (also referred to as “vibration control PD (photodiode)” or “synchronous detection”) 140 (−image height) and 141 (+ image height) as light beam detection means for controlling the deflection means are: This is an optical sensor including a photodiode (PD) having a light receiving surface for detecting passage of light beams from the
なお、同期検知センサ140,141の受光面には、結像レンズをすり抜けて入射するもの、走査レンズ120を透過後に入射するもの、トロイダルレンズ122〜124を透過後に入射するもののいずれの構成にしても良い。
The light receiving surfaces of the
偏向手段を制御するための同期検知センサ140,141で、ステーション毎の同期検知信号を検出できるように配置することもでき、同期検知センサの設置個数を削減することができる。
The
また、中間転写ベルト105の出口ローラ部(図1の左端部)には、各ステーションで形成されて重ね合わされた各色画像の重ね合わせ精度を検出するための重ね合わせ精度検出手段が配備されている。
Further, the exit roller portion (left end portion in FIG. 1) of the
重ね合わせ精度検出手段は中間転写ベルト105上に形成したトナー像の検出パターンを読み取ることで、主走査レジスト、副走査レジストを基準となるステーションからのずれとして検出し、定期的に補正制御が行われる。
The overlay accuracy detection means reads the detection pattern of the toner image formed on the
本実施形態では、重ね合わせ精度検出手段は照明用のLED素子154と、反射光を受光するフォトセンサ155および一対の集光レンズ156とからなり、画像の左右両端と中央の3ヵ所に配備され、中間転写ベルト105の移動に応じて基準色であるブラックとの検出時間差を読み取っていく。
In the present embodiment, the overlay accuracy detection means includes an
本発明の光走査装置は、以上のように、振動ミラー106に偏向され、像面上に走査された光ビームを検出する受光面としてのPDで構成された光ビーム検出手段(同期検知センサ140,141)と、上記受光面を光ビームが通過するタイミングに合わせ、LD光源部(光源ユニット107,108)をパルス状に点灯させる光源駆動手段と、を有している。
As described above, the optical scanning device of the present invention is a light beam detecting means (synchronous detection sensor 140) composed of a PD as a light receiving surface that detects a light beam deflected by the
つぎに、半導体レーザの強制消灯する発光量制御期間を有する光走査装置の動作手順を説明する。説明の簡略化のためLD光源部のうち光源ユニット107のみパルス点灯させた場合で説明する。
Next, an operation procedure of the optical scanning device having a light emission amount control period in which the semiconductor laser is forcibly turned off will be described. For simplification of description, the case where only the
光源駆動手段606によりパルス駆動された光源ユニット107から射出された光ビームが、振動ミラー106によって偏向走査され、光ビームが同期検知手段である同期検知センサ141上を通過したときに、光レーザの光源駆動手段606内における画素カウンタの値を0にリセットする。また、光ビームの走査領域の両側に設置された同期検知センサ140,141を起点として書込み開始位置と終了位置及びドット間隔等を適切に指定して光源ユニット107をパルス駆動することができ、画像形成領域内に所望の位置と幅でドットを形成することができる。
When the light beam emitted from the
同期検知センサ140,141で光ビームを検出した信号にもとづいて、振動ミラー106の振幅、位相、周期、オフセット等を算出し、偏向制御手段610によって振動ミラー106の制御を行う。振動ミラー106の動作状況に応じて、光源駆動手段606によりLD光源部を駆動制御して、画像形成領域の書込みデータを反映さえたパルス点灯駆動としていく。
Based on the signals detected by the
図2に、光ビーム検出手段として、同期検知センサ140(PD−),141(PD+)を光ビーム走査領域において画像形成領域外の両側に設置して、往復走査された光ビームの走査状態を検出し、偏向制御手段610により振動ミラー106を制御し、同時に光源駆動手段606により光ビームを変調駆動するブロック構成図を示す。
In FIG. 2, as light beam detection means, synchronization detection sensors 140 (PD−) and 141 (PD +) are installed on both sides outside the image forming area in the light beam scanning area, and the scanning state of the reciprocally scanned light beam is shown. A block configuration diagram is shown in which the
同期検知センサ140,141へは振動ミラー106で偏向された光ビームが走査レンズ120の端部を通過し、結像レンズ143,144により集束され、入射されるようにしており、その検出信号をもとにステーション毎の同期検知信号を生成している。
The light beams deflected by the
従来、光源ユニット107,108から振動ミラー面への入射角αと振動ミラー106の振れ角(振幅)θ0との関係は、α>2θ0であり、最大偏向角2θmax=α+2θ0 としていたが、有効走査率(θd/θ0)を所定値以下、例えば実施例では、0.6以下に抑えるために以下の式のように設定している。
Conventionally, the relationship between the incident angle α from the
θ0≧α/2>θd
θ0≧θs>θd
θ0 ≧ α / 2> θd
θ0 ≧ θs> θd
ここで、θdは感光体上を走査する有効振れ角、θsは同期検知時の振れ角であり、上記式の関係となるよう、光源ユニット107,108から振動ミラー面への光ビームの入射角(光源ユニット107,108から振動ミラー106による光ビーム振幅中心線に対する光ビームの入射角)αを設定している。具体的には、θ0=25°、θd=15°、α=45°、θs=18°である。
Here, θd is an effective deflection angle for scanning on the photosensitive member, θs is a deflection angle at the time of synchronous detection, and the incident angle of the light beam from the
図2では、振動ミラー106による光ビームの振幅中心を走査レンズ120の光軸と一致する配置としており、走査レンズ120乃至はトロイダルレンズの面形状が主走査方向に沿って対称な曲面形状となるようにしている。尚、同期検知センサ140,141を、θs>α/2なるように配置してもよい。
In FIG. 2, the center of amplitude of the light beam by the
また、装置のレイアウトによっては、図3に示すように、振動ミラー106による光ビームの振幅中心が走査レンズ120の光軸と一致しない例、つまり光ビームの振幅中心を光源ユニット107,108側にずらして振幅させる例もあり、その場合には光ビーム検出手段(同期検知センサ140,141)の検知結果に走査レンズ120の光軸とのずれ量を反映させて制御する必要がある。あるいは光ビーム検出手段(同期検知センサ140,141)の配置を走査レンズ120の光軸とのずれ量を反映させたものとしてもよい。
Further, depending on the layout of the apparatus, as shown in FIG. 3, an example in which the amplitude center of the light beam by the vibrating
ところで、上記したように振動ミラー面は往復振動に伴なって波状に変形する。この変形量δは振幅θ0の時、最大となり、振れ角0からθ0への変化により比例的に変化量が大きくなるといった傾向がある。
By the way, as described above, the vibrating mirror surface is deformed into a wave shape with the reciprocating vibration. The amount of deformation δ becomes maximum when the amplitude is θ0, and there is a tendency that the amount of change increases in proportion to the change from the
つまり、走査領域を走査する振動ミラー106(すなわち光ビーム)の振れ角θdは、走査レンズ120の画角により定まってしまうため、走査領域を走査する振れ角θdの振幅θ0に対する比、有効走査率(θd/θ0)が小さい方がミラー変形の影響を受け難いということになる。
That is, the deflection angle θd of the vibrating mirror 106 (that is, the light beam) that scans the scanning region is determined by the angle of view of the
しかしながら、振幅θ0を大きくするには振動ミラー106の基板(ミラー基板)の質量を小さくする必要があり、逆に、ミラー基板を薄くすれば変形量が大きくなってしまうという相反する関係がある。
However, in order to increase the amplitude θ0, it is necessary to reduce the mass of the substrate (mirror substrate) of the
本発明では、振動ミラー106の角速度が比較的一定な振れ角の範囲内として有効走査率(θd/θ0)を設定し、被走査領域を走査する振れ角θdを振幅θ0の60%以下とすることで変形を抑制している。
In the present invention, the effective scanning rate (θd / θ0) is set so that the angular velocity of the
一方、入射角αを大きくすると動的面変形の影響を受けやすい。具体的には、図2に示すように、最大振幅2・θ0=50°、入射角α=45°、走査角2・θd=30°、同期検知角2・θs=36°である。
On the other hand, when the incident angle α is increased, it is easily affected by dynamic surface deformation. Specifically, as shown in FIG. 2, the
そこで、本発明では、図2のように、まず光ビーム検出手段である同期検知センサ140,141を検出手段固定部材(図中斜線部の部材)142の長手方向の中間点からそれぞれ距離Hsだけ離れた両端部に固定しておく。また、光走査装置のハウジングにおいて、偏向手段(振動ミラー106)による光ビームの往復走査の振幅の中心線に対して検出手段固定部材142及び走査結像光学系(走査レンズ120)を所定の配置関係とするための検出手段固定部材142用の第1位置決め部(不図示)と走査レンズ120用の第2位置決め部を設ける。
つぎに、検出手段固定部材142において同期検知センサ140,141の受光面間の中間点にあたる部分に設けられた位置決め手段145をハウジングの第1位置決め部に取り付ける。これにより、検出手段固定部材142は、振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線上に光ビーム検出手段である同期検知センサ140,141の受光面間の中間点が位置するようにハウジングに位置決めされることになる。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, first, the
Next, positioning means 145 provided at a portion corresponding to an intermediate point between the light receiving surfaces of the
また、走査レンズ120の主走査方向における中央部に設けられた位置決め手段146をハウジングに予め設けられた第2位置決め部に取り付ける。これにより、走査結像光学系のいずれかの光学素子である走査レンズ120は、振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線に走査レンズ120の光軸が一致するようにハウジングに位置決めされることになる。
Further, the positioning means 146 provided at the central portion of the
以上の構成とすることにより、図2では、振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線上に検出手段固定部材142の同期検知センサ140,141の受光面間の中間点が位置し、かつ該中心線に走査レンズ120の光軸が一致する配置関係となる。また、同期検知センサ140,141の受光面は、走査レンズ120の光軸(振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線)から同じ高さHsとなる。
With the above configuration, in FIG. 2, the intermediate point between the light receiving surfaces of the
なお、位置決め手段145,146のハウジングの位置決め部への固定は、粘着層または位置決め治具(板バネ、ネジ等)を用いるとよい。これにより、位置決め手段145,146をハウジングに一体的に固定することができる。 The positioning means 145 and 146 may be fixed to the positioning portion of the housing by using an adhesive layer or a positioning jig (plate spring, screw, etc.). Thereby, the positioning means 145 and 146 can be integrally fixed to the housing.
従来のように、個別に同期検知センサをハウジングに固定した場合には、同期検知センサそれぞれの振れ角θsに対する位置ずれと、同期検知センサ同士の間隔に対する誤差が発生していたが、本発明では同期検知センサ140,141を検出手段固定部材142を介してハウジングと一体的に固定することにより、それらの位置ずれに起因する光ビームが受光面を通過するときの検出誤差を軽減することができる。
When the synchronization detection sensors are individually fixed to the housing as in the prior art, a positional deviation with respect to the deflection angle θs of each synchronization detection sensor and an error with respect to the interval between the synchronization detection sensors occurred. By fixing the
また主走査方向に最もパワーをもつ光学素子(走査レンズ120)の位置決め手段146と、受光面が固定された検出手段固定部材142の位置決め手段145をそれぞれハウジングの中心軸(振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線)上に合うように各々固定することによって、温度や湿度の変動によって光学素子(走査レンズ120)が膨張、伸縮した場合にも、該中心軸上の位置決め手段145,146でそれぞれ固定されているので、中心に対する対象性は維持されるので、安定した検出信号にもとづいて偏向手段(振動ミラー106)の制御を行うことができる。
Further, the positioning means 146 of the optical element (scanning lens 120) having the most power in the main scanning direction and the positioning means 145 of the detection means fixing
これにより、光ビームが同期検知センサ140,141上を通過するタイミングをモニターすることによって、振動ミラー106の振動状況(位相、周期、振れ中心のシフト量、倍率誤差等)を把握することができる。
Accordingly, by monitoring the timing at which the light beam passes on the
また、同期検知センサ140,141のいずれかにおける光ビーム通過からの画素クロックをカウントする画素クロックカウント計測手段611によって、書込み開始位置の同期検知と同様にして強制消灯する発光量制御期間の開始位置、終了位置、区間幅を適切に制御するように、光源駆動手段606を介して、光源(光源ユニット107,108)の駆動制御をおこなう。
In addition, the start position of the light emission amount control period in which the pixel clock
また、前記振動ミラー106の振動状況が偏向制御手段610に送られ、駆動電圧と振動周波数等の制御パラメータにより振動ミラー106が所望の振動を行うように制御される。
Further, the vibration state of the
なお、図2では、位置決め手段145,146がそれぞれ、検出手段固定部材142の中央部(同期検知センサ140,141の中間点)、走査レンズ120の主走査方向中央部(光軸)に設けられた場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、装置のレイアウトによっては、図4に示すように、位置決め手段145,146をそれぞれ、検出手段固定部材142の同期検知センサ140,141の中間点、走査レンズ120の主走査方向中央部(光軸)からずれた箇所に設けてもよい。このとき、ハウジングの位置決め部もそれに対応してずらして設けられており、図2と同様に、振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線上に検出手段固定部材142の同期検知センサ140,141の受光面間の中間点が位置し、かつ該中心線に走査レンズ120の光軸が一致する配置関係となる。また、同期検知センサ140,141の受光面は、走査レンズ120の光軸(振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線)から同じ高さHsとなる。
In FIG. 2, the positioning means 145 and 146 are provided at the center of the detection means fixing member 142 (intermediate point of the
図5に、同期検知センサ140,141の個体差による受光部の位置ずれを示す。
同期検知センサ140,141における受光部は、受光部(受光面ともいう)の素子自体の作製位置ずれや、基板への実装位置ずれによって、個体差によって、受光部(図中央の太線の実線)140aと受光部(図中破線)140a’のように主走査方向にΔdだけずれている場合がある。
FIG. 5 shows the positional deviation of the light receiving unit due to the individual difference between the
The light receiving portions in the
このまま、光走査装置の所定位置に同期検知センサ140,141を仮に位置ずれなく取り付けることができたとしても、同期検知センサ140,141における受光部はΔd主走査方向にずれた状態となってしまう。
Even if the
また、この位置ずれΔdは、個体別に一定した値ではないために、その位置ずれに対応するために、偏向手段(振動ミラー106)の振幅データを調整することは非常に困難である。また、個体ごとにばらつきのある出力画像になってしまう。 Further, since this positional deviation Δd is not a constant value for each individual, it is very difficult to adjust the amplitude data of the deflecting means (vibrating mirror 106) in order to cope with the positional deviation. Also, the output image varies from individual to individual.
そこで、図6に示すように、左右の同期検知センサ140,141を検出手段固定部材142を介してそれぞれの受光部140a,141aが所望の間隔になるように固定し、受光部140a,141aの中間となる中心点に位置決め手段145を設けてハウジングの位置決め部に固定することを行う。これにより、同期検知センサ140,141の受光部140a,141aは、位置決め手段146によりハウジングの位置決め部に固定された走査レンズ120との配置関係を安定化させることができる。
Therefore, as shown in FIG. 6, the left and right
光ビーム検出手段である左右の同期検知センサ140、141において、受光部の個体差分を考慮して、左右の同期検知センサ140、141の間隔が、検出手段固定部材142の目標軸から距離Hsとなるように調整したうえで、位置決め手段145をハウジングの位置決め部に位置決め固定する。このとき、位置決め手段145は粘着層または固定部材(板バネ、ネジ等)で固定する。これにより、個体差による検出部の位置ずれ誤差を検出手段固定部材142に固定する段階で、補正して受光部を所望の間隔で固定することができる。
In the left and right
図7に、同期検知センサ141(PD+)が光ビーム走査領域の外側方向に位置ずれを起こしたときの同期検知センサ140,141の検出信号の模式図を示す。
図7(a)において、仮に太矢印のように同期検知センサ141の受光部141aが光ビームの振幅中心から外側にずれ量dwだけ移動したところに受光部141a’として固定されていたとすると、受光部141a’を光ビームが通過して最大振幅に至り再び受光部41a’を通過するまでの時間は、図7(b)において破線で示すような検出信号となってしまうため、同期検知センサ141の位置ずれによる点線で示す検出時間t1’は、受光部141aの場合の検出時間t1より短くなってしまう。
FIG. 7 is a schematic diagram of detection signals of the
In FIG. 7A, assuming that the
このとき、同期検知センサ140(PD−)側の通過時間(検出時間)はt1のままであるため、偏向手段(振動ミラー106)の制御プログラムでは、光ビームの走査状態が、同期検知センサ141側の振れ角が減少したあるいは振幅中心がシフトしたと誤って判断してしまうことになる。
At this time, since the passage time (detection time) on the synchronization detection sensor 140 (PD−) side remains t1, in the control program for the deflecting means (vibrating mirror 106), the scanning state of the light beam is the
例えば、振動ミラー106の走査周波数fdを2500Hzとし、最大振れ角2θ0=30°のときに像高±120mm、同期検知センサ140,141の光ビームの振幅中心に対する配置角度±2θs=25°のときに像高±100mmとした場合に、像高0から振れ角θに達するまでの時間をTとすると、以下の関係式となる。
T=(1/2πfd)*sin-1(θ/θ0)
For example, when the scanning frequency fd of the
T = (1 / 2πfd) * sin −1 (θ / θ0)
このとき、像高100mmを通過する時間T100と、像高101mmまでの時間をT101とすると、T100=65.2554μs、T101=66.1782μsとなり、同期検知センサ140,141間の通過にかかる時間はT100の2倍であったとすると、受光面の位置ずれdw=1mmを光ビームが走査される時間は0.9228[μs]となり、受光面幅による誤差の割合は、0.9228/(2*T100)×100=0.707[%]となる。
これはジャギー(線のぎざぎざ)の許容限度である0.01%程度を大きく超えており、画像品質に与える影響は大きい。
At this time, if the time T100 passing through the image height of 100 mm and the time up to the image height of 101 mm are T101, T100 = 65.2554 μs and T101 = 66.1782 μs. If it is twice T100, the time of scanning the light beam with the positional deviation dw = 1 mm of the light receiving surface is 0.9228 [μs], and the rate of error due to the width of the light receiving surface is 0.9228 / (2 * T100) × 100 = 0.707 [%].
This greatly exceeds the allowable limit of jaggy (jagged lines) of about 0.01%, and the influence on the image quality is great.
現状では、同期検知センサ140,141を数μm程度の間隔で同一面上に配置することが可能になっており、光ビーム検出手段(同期検知センサ140,141)の位置ずれをdw=10μmに配置したとすると、光ビームの通過にかかる時間は0.0916μsとなり、境界幅による誤差の割合は、0.0087%に収まるので、ジャギーの許容限度を大きく下回り、同期検知センサ140,141の計測データにより、光ビームによるビームスポット位置の補正、書込み開始位置の補正、振動ミラーの姿勢制御への適切に行うことができる。
At present, the
なお、図7(b)において、振動ミラー106の正弦波カーブの太線部(±2θd)が画像形成領域にあたり、該画像形成領域外(±2θs)に同期検知センサ140,141が設置され、光ビームの走査状態を検知している。光源手段(光源ユニット107,108)は同期検知センサ141(PD+)側に設けられているので、戻り光は同期検知センサ141(PD+)側に光ビームが走査されるときに発生することとなる。光源手段(光源ユニット107,108)から振動ミラー面への光ビームの入射角α付近は、振動ミラー106の振れ角がθs〜θ0(走査角2θs〜2θ0)であるので、この間に強制消灯する発光量制御期間を設けることによって、戻り光による光源手段(光源ユニット107,108)を構成する半導体レーザの発光発振が不安定になることを防ぐことができる。
In FIG. 7B, the thick line portion (± 2θd) of the sine wave curve of the vibrating
図8,図9に振動ミラー106の振動状態が変化した場合の模式図を示す。
図8は、振動ミラーの振幅が標準的な状態(実線)に比べ大きくなった場合(点線)である。主走査方向の画像形成領域の外側の両側に設置された同期検知センサ140,141それぞれを走査された光ビームが通過して、最大像高まで到達し再び同期検知センサ140,141を通過するまでの時間は、A側(+側),B側(−側)ともに同じ傾向で変化している。振動ミラー106の振幅の傾向に比例する関係になっている。したがって、振動ミラー106の振幅の変化と同期検知センサ140,141の設置位置との関係式等をあらかじめデータベース化しておくことによって、振動ミラー106の振幅状況に応じて適切な強制消灯する発光量制御期間を設定することができる。
8 and 9 are schematic views when the vibration state of the
FIG. 8 shows a case where the amplitude of the oscillating mirror is larger (dotted line) than the standard state (solid line). Until the scanned light beams pass through the respective
具体的にはA側の方向に光源手段(光源ユニット107,108)が配置されている場合には、図8(a)の点線では同期検知センサ140,141を光ビームが通過する時間間隔が増加し、入射角αに光ビームが到達する時間が早くなるので、強制消灯時間を早める必要がある(図8(b))。逆に光ビームが最大振幅から戻ってきて再び入射角αに到達する時間は遅くなるので、強制消灯する発光量制御期間の終端は遅らせる必要がある(図8(b))。
Specifically, when the light source means (
図9では、振動ミラー106の像面位置における振幅中心が+像高側にシフトしている場合を示す。+像高側の同期検知センサ141では走査ビームが通過して、最大像高に到達してから再び戻ってくるまでの時間が増加するが、反対側の同期検知センサ140では逆に減少している(図9(a))。
FIG. 9 shows a case where the amplitude center at the image plane position of the vibrating
このように、振動ミラー106の振幅中心が片側に片寄る場合には、振動ミラー106の振幅中心と同期検知センサ140,141の設置関係における同期検知センサ140,141を光ビームが走査され通過する時間の関係式をデータベース化しておくことにより、所望の強制消灯する発光量制御期間を設定することが可能になる。
Thus, when the amplitude center of the
図10〜図12に、同期検知センサ141を走査された光ビームが通過して、最大振幅に至り再び戻ってくるまでの時間t1と、同期検知センサ141を走査された光ビームが同方向に通過するまでの時間t2との関係を示す。
図10は、振動ミラー106の振幅が標準的な状態(実線)に比べ大きくなった場合(点線)である。振動ミラー106の振れ角が実線の場合より点線の場合で大きくなっているために、実線における時間t1に対して点線における時間t1'が大きくなっているが、振動ミラー106の揺動周期は変わっていないため、時間t2(実線)と時間t2'(点線)は変わらない。このことから同期検知センサ140,141の検出信号により時間t1と時間t2を計測することにより振動ミラー106の振れ角、すなわち振動ミラー106による光ビームの最大振幅の変動を計測することができ、偏向制御手段は、その結果に基づいて、光ビームの最大振幅が一定になるように偏向手段(振動ミラー106)を制御することを行うとよい。また、同時にそれに対応した強制消灯する発光量制御期間の設定を変更するように光源駆動手段606により光源ユニット107,108を駆動変調するようにしてもよい。
10 to 12, the time t <b> 1 until the light beam scanned through the
FIG. 10 shows a case where the amplitude of the
図11に、振動ミラー106の振幅中心が像高+側にシフトした場合を示す。図10と同様に振動ミラー106の揺動周期は変わらないため、時間t2(実線)と時間t2'(点線)に変動はないが、点線の場合に実線の場合よりも像高+側にシフトした分だけ時間t1(実線)に対して時間t1'(点線)が大きくなっている。このとき、同期検知センサが主走査方向の一方の側の端部にだけ設置されていた場合には、反対側の端部では実線の場合の振幅の方が点線の場合より大きくなっていることを計測できず、振動ミラーの振幅中心がシフトしたのか振幅が増加したのか区別がつかない。振動ミラー106の振幅変動と振動中心の状態を観測するためには、本発明のように同期検知センサ140,141を主走査方向の画像形成領域の両外側に設置する必要がある。
FIG. 11 shows a case where the center of amplitude of the vibrating
本発明では、偏向制御手段は、同期検知センサ140,141で検出された検出信号に基づいて求められる光ビームの振幅中心のシフト量分を補正するように偏向手段(振動ミラー106)を制御することを行うとよい。また、同時にそれに対応した強制消灯する発光量制御期間の設定を変更するように光源駆動手段606により光源ユニット107,108を駆動変調するようにしてもよい。
In the present invention, the deflection control means controls the deflection means (vibrating mirror 106) so as to correct the shift amount of the amplitude center of the light beam obtained based on the detection signals detected by the
図12に、振動ミラー106の揺動周期が変動した場合を示す。この場合には、実線の場合の時間t1と時間t2より、点線の場合の時間t1'と時間t2'が振動ミラー106の揺動周期が増加した分大きくなっている。これにより、光ビームの走査周波数の変動を検出することが可能である。本発明では、偏向制御手段は、同期検知センサ140,141で検出された検出信号に基づいて求められる光ビームの走査周波数の変動分を補正するように偏向手段(振動ミラー106)を制御することを行うとよい。また、同時にそれに対応して強制消灯する発光量制御期間の周期と期間の長さ増加させるように、光源駆動手段606により光源ユニット107,108のパルス変調駆動を行うようにしてもよい。
なお、図10〜図12の結果に基づく、偏向制御手段による制御は、いずれか1つだけ実行してもよいし、これらから選択される2以上の制御を実行してもよい。
FIG. 12 shows a case where the oscillation cycle of the
Note that only one of the controls by the deflection control means based on the results of FIGS. 10 to 12 may be executed, or two or more controls selected from these may be executed.
図13に、温度変化等の環境変動より、経時的に振動ミラー106に生じる振動状態の揺らぎや乱れを抑制するための振動ミラー制御系の模式図を示す。
偏向制御手段(コントローラ)610は、同期検知センサ140,141で検出された検出信号から、振動ミラー106の振れ角である振幅量、像面位置における振幅中心のシフト量、検出信号間隔に基づく位相の変動量を把握し、目標とする振れ角、偏差となるように振動ミラー駆動部(ドライバ)603を通じて制御電圧(印加電圧)を調整して振動ミラー106に加えるというフィードバック制御を行い、振動ミラー106の安定した振動状態を実現することができる。
FIG. 13 is a schematic diagram of a vibration mirror control system for suppressing fluctuations and disturbances of the vibration state that occur in the
The deflection control means (controller) 610 is based on the detection signal detected by the
例えば、振動ミラー106の振幅が大きくなった場合には、図14に示すように、偏向制御手段(コントローラ)610は、同期検知センサ140,141の検出信号と基準位相クロックとの関係において、検出タイミングのずれを偏差として把握し、この偏差から増大した振幅(図14における点線の曲線)を減少させるために振動ミラー駆動部(ドライバ)603を通じて印加電圧を減少させて振動ミラー106を制御することになる。
For example, when the amplitude of the vibrating
図15に基づいて、本実施形態における光走査装置に用いる振動ミラーを説明する。
図15は振動ミラーモジュールの分解斜視図である。本実施形態では、振動ミラーの回転トルクの発生方法として電磁駆動方式の例を説明する。
Based on FIG. 15, the vibration mirror used for the optical scanning device in this embodiment is demonstrated.
FIG. 15 is an exploded perspective view of the vibrating mirror module. In the present embodiment, an example of an electromagnetic drive method will be described as a method for generating the rotational torque of the vibrating mirror.
図示するように、振動ミラーのミラー面をなす振動ミラー441は、ねじり梁442で軸支されており、後述するように、単一のSi基板からエッチングにより外形を貫通して作製し、実装基板448に装着され、振動ミラーを一体に備えたユニットとしての振動ミラー基板440を構成する(図15(a))。
As shown in the figure, a vibrating
本実施形態では、一対の振動ミラー基板440を背合わせで一体支持したモジュールを示している。この背合わせ構成は「対向走査方式」に対応したものを使用しており、本実施形態では上述のように「片側走査方式」を例示しているため、実際には一方の振動ミラー基板440は不要である。勿論、単一の振動ミラー基板440のみを支持する「片側走査方式」専用の構成としてもよい。
In the present embodiment, a module is shown in which a pair of vibrating
支持部材445は、樹脂で成形され、回路基板449の所定位置に位置決めされており、振動ミラー基板440を、ねじり梁442が主走査平面に直交しミラー面が主走査方向に対し所定の角度、ここでは22.5°傾くように位置決めする位置決め部451と、振動ミラー基板440の実装基板448の一辺に形成されている配線端子455が、装着時に接触するように金属製端子群を配列したエッジコネクタ部452と、を一体で構成している(図15(d))。
The support member 445 is formed of a resin and is positioned at a predetermined position of the
振動ミラー基板440は、一辺を上記したエッジコネクタ部452に挿入し、押え爪453の内側に嵌め付けられ、基板裏側の両側面を位置決め部451に沿わせて支えられるとともに、電気的な配線が同時になされ、各々の振動ミラー基板440が個別に交換できるようにしている。
The vibrating
回路基板449には、振動ミラーの駆動回路を構成する制御ICや水晶発振子等が実装され、コネクタ454を介して電源および制御信号が入出力される。
The
振動ミラー460は、表面にミラー面を形成し振動子をなす可動部と、それを支え回転軸をなすねじり梁と、支持部をなすフレームとからなり、Si基板をエッチングにより切り抜いて形成する。
The
本実施形態では、SOI基板と呼ばれる60μmと140μmとの2枚の基板が酸化膜を挟んで予め接合されたウエハを用いて作製している。 In this embodiment, two substrates of 60 μm and 140 μm called SOI substrates are manufactured using a wafer bonded in advance with an oxide film interposed therebetween.
まず、140μm基板(第2の基板)461の表面側からプラズマエッチングによるドライプロセスによって、ねじり梁442、平面コイルが形成される振動板443、可動部の骨格をなす補強梁444と、フレーム446とを残したそれ以外の部分を酸化膜まで貫通し、次に、60μm基板(第1の基板)462の表面側からKOHなどの異方性エッチングによって、可動ミラー441と、フレーム447とを残したそれ以外の部分を酸化膜まで貫通し、最後に、可動部周囲の酸化膜を除去して分離し振動ミラーの構造体を形成する(図15(a)〜(c))。
First, a
ここで、ねじり梁442、補強梁444の幅は40〜60μmとした。上記したように振動子の慣性モーメントIは振れ角を大きくとるには小さい方が望ましく、反面、慣性力によってミラー面が変形してしまうため、本実施形態では可動部を肉抜きした構造としている。
Here, the
さらに、60μm基板462の表面側にアルミニウム薄膜を蒸着して反射面となし、140μm基板461の表面側には銅薄膜でコイルパターン463とねじり梁を介して配線された端子464、および、トリミング用のパッチ465を形成する。
Further, an aluminum thin film is vapor-deposited on the surface side of the 60
当然、振動板443側に薄膜状の永久磁石を備え、フレーム447側に平面コイルを形成する構成とすることもできる。
Naturally, a configuration may be adopted in which a thin film permanent magnet is provided on the
実装基板448上には、振動ミラー460を装着する図示しない枠状の台座と、振動ミラーを囲うように形成されたヨーク470が配備され、上記ヨークには可動ミラー端に対向して各々S極とN極とを向かい合わせ、回転軸と直交する方向に磁界を発生する一対の永久磁石450が接合されている。
On the mounting
振動ミラー460は、ミラー面を表に向けて上記台座に装着され、各端子464間に電流を流すことによりコイルパターン463の回転軸に平行な各辺にローレンツ力が生じ、ねじり梁442をねじって振動ミラー441を回転する回転トルクTを発生し、電流を切るとねじり梁の戻り力により水平に戻る。
The vibrating
従って、コイルパターン463に流れる電流の方向を交互に切り換えることによって、可動ミラー441を往復振動させることができる。
Therefore, the
そして、この電流の切り換える周期を、振動ミラーを構成する構造体の、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。 When the current switching period is brought close to the natural frequency of the primary vibration mode with the torsion beam as the rotation axis of the structure constituting the vibrating mirror, the so-called resonance frequency f0, the amplitude is excited and a large deflection angle is obtained. Obtainable.
従って、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は上記したように、振動ミラーを構成する振動子の慣性モーメントIによって決定されるため、仕上がりの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、振動ミラー個々の走査周波数fdを揃えることが困難となる。 Therefore, normally, the scanning frequency fd is controlled so as to be set or followed in accordance with the resonance frequency f0. However, as described above, the resonance frequency f0 is the moment of inertia of the vibrator constituting the vibration mirror. Therefore, if there is a variation in the dimensional accuracy of the finished product, a difference occurs between individuals, making it difficult to align the scanning frequencies fd of the vibrating mirrors.
この共振振動数f0のばらつきは、プロセスの能力にもよるが、±200Hz程度あり、例えば、走査周波数fd=2kHzとすると、1/10ラインに相当する走査ラインピッチのずれが生じることになり、A4サイズを出力すると、紙端では数十mmもの倍率ずれになってしまう。 The variation of the resonance frequency f0 is about ± 200 Hz depending on the process capability. For example, when the scanning frequency fd = 2 kHz, a scanning line pitch shift corresponding to 1/10 line occurs. When the A4 size is output, a magnification shift of several tens of mm occurs at the paper edge.
そのため、共振振動数f0の近いものを選別によってランク分けし、各ランクに応じて走査周波数fdを選択、設定しているが、共振振動数f0のばらつきが大きいとランク分けの数が増え、その分、振動ミラーの駆動回路も走査周波数fdの選択肢も増やさなければならないので、生産効率が悪いうえ、交換を行う際には同じランクの振動ミラーと入れ換える必要があるためコストもかかる。 For this reason, those having similar resonance frequencies f0 are ranked by sorting, and the scanning frequency fd is selected and set according to each rank. However, if the resonance frequency f0 varies greatly, the number of ranks increases. Therefore, the number of options for the driving circuit of the vibrating mirror and the scanning frequency fd must be increased, so that the production efficiency is low, and it is necessary to replace the vibrating mirror with the same rank when performing replacement.
そこで、本実施形態では、実装基板に装着する前に、可動部の裏側に形成したパッチ465に炭酸ガスレーザなどにより切り込みを入れて可動部の質量を徐々に減らしていくことで慣性モーメントIを調整し、個体間の寸法差があっても共振振動数f0が概略一致するように、ここでは±50Hzに入るように調整している。
Therefore, in this embodiment, before mounting on the mounting substrate, the moment of inertia I is adjusted by cutting the
そして、ランク分けした周波数帯域内で、共振振動数f0によらず、固定の走査周波数fdを設定している。 A fixed scanning frequency fd is set within the ranked frequency bands regardless of the resonance frequency f0.
なお、振動ミラーには、前述のように、ミラーや梁の形状のばらつき、コイルとコアの取り付け誤差等の個体差によって、MEMS振動ミラーの振動状態は(振幅中心、振れ幅、振れ角)に一定のばらつきがある。そこで、ハウジングに振動ミラーを設置する際には、一旦振動ミラーを設定した状態で、光ビームを偏向走査させ、走査された光ビームが光ビーム検出手段を通過する検出信号をみながら、検出信号の波形が所望のタイミングとなるように、振動ミラーの回転中心を軸として、チルト角の調整を行い、振幅中心等の個体ごとにずれを補正して、振動ミラーを適切な位置に調整して固定するとよい。 In addition, as described above, the vibration state of the MEMS oscillating mirror is set to (center of amplitude, deflection width, deflection angle) due to individual differences such as variations in the shape of the mirror and beam and mounting errors between the coil and the core. There is some variation. Therefore, when installing the oscillating mirror in the housing, once the oscillating mirror is set, the light beam is deflected and scanned, and the detection signal is observed while monitoring the detection signal that the scanned light beam passes through the light beam detecting means. Adjust the tilt angle around the center of rotation of the oscillating mirror so that the waveform becomes the desired timing, correct the deviation for each individual, such as the center of amplitude, and adjust the oscillating mirror to an appropriate position. It is good to fix.
図16は、振動ミラーを振幅させる駆動回路のブロック図である。
上記したように、振動ミラー106の裏側に形成した平面コイルには、振動ミラー駆動部603から交互に電流の流れる方向が切り換わるように、交流電圧、またはパルス波状電圧が印加される。このとき、ゲイン調整部602により振れ角θが一定となるように平面コイルに流す電流のゲインを調節して往復振動させている。
FIG. 16 is a block diagram of a drive circuit that amplifies the vibration mirror.
As described above, an AC voltage or a pulse wave voltage is applied to the planar coil formed on the back side of the
図17は、振動ミラー106の駆動に関して電流の流れる方向を切り換える周波数fと振れ角θとの関係を示す図である。一般に、共振周波数f0をピークとした周波数特性となり、走査周波数fdを共振周波数f0に一致させれば、最も振れ角が大きくとれるが、共振周波数付近においては急峻に振れ角が変化する。
FIG. 17 is a diagram illustrating the relationship between the frequency f for switching the direction of current flow and the deflection angle θ with respect to driving of the vibrating
従って、初期的には振動ミラー106の偏向制御手段610である駆動制御部(駆動パルス生成部601,ゲイン調整部602,振動ミラー駆動部603)において、振動ミラー106の固定電極に印加する駆動周波数を共振振動数に合うよう設定することができるが、温度変化に伴うバネ定数の変化などで共振周波数が変動した際には振れ角が激減してしまい、経時的な安定性に乏しいという欠点がある。
Accordingly, the drive frequency applied to the fixed electrode of the
そこで、本実施形態では、走査周波数fdを共振周波数f0から外した単一周波数に固定し、ゲイン調整に応じて振れ角θが増減できるようにしている。 Therefore, in this embodiment, the scanning frequency fd is fixed to a single frequency that is excluded from the resonance frequency f0, and the deflection angle θ can be increased or decreased according to gain adjustment.
具体的には、共振周波数f0=2kHzに対し、走査周波数fdは2.5kHzとし、ゲイン調整により振れ角θが±25°になるように合わせている。 Specifically, with respect to the resonance frequency f0 = 2 kHz, the scanning frequency fd is set to 2.5 kHz, and the deflection angle θ is adjusted to ± 25 ° by gain adjustment.
経時的には、振れ角θを、振動ミラー106により走査された光ビームを、走査領域の始端に配備した同期検知センサ141において復走査時に検出した検出信号と往走査時に検出した検出信号との時間差により検出し、振れ角θが一定となるように制御している。
Over time, the deflection angle θ is obtained by detecting a light beam scanned by the vibrating
これにより、測定中に温度変動が生じた場合にも振れ角θを一定に保つことができ、像面上での光ビームの線速を略一定に保つことができる。 As a result, even when temperature fluctuations occur during measurement, the deflection angle θ can be kept constant, and the linear velocity of the light beam on the image plane can be kept substantially constant.
また、図18に示すように、振動ミラー106は共振振動されるため、時間tとともにsin波状に走査角θが変化する。
従って、振動ミラーの最大振れ角、つまり振幅がθ0とすると、次の式で表される。
θ=θ0・sin2πfd・t
Also, as shown in FIG. 18, since the vibrating
Therefore, when the maximum deflection angle of the vibrating mirror, that is, the amplitude is θ0, it is expressed by the following equation.
θ = θ0 · sin2πfd · t
また、同期検知センサ141において、走査角2θsに対応した光ビームを検出すると、検出信号は往走査と復走査とで発生され、その時間差Tを用いると、次の式で表され、θsは固定であるので、Tを計測すれば最大振れ角θ0が検出できることがわかる。
θs=θ0・cos2πfd・T/2
Further, when the
θs = θ0 · cos2πfd · T / 2
なお、復走査でのビーム検出から往走査でのビーム検出に至る期間、振動ミラー106の振れ角でいうと、θ0>θ>θsとなる期間では発光源の発光を禁止するようにしている。
Note that, during the period from the beam detection in the backward scanning to the beam detection in the forward scanning, in terms of the swing angle of the
ところで、被走査面である感光体ドラム面では、時間に対して各画素の間隔が均一となるように主走査ドットを形成する必要がある。 By the way, on the photosensitive drum surface, which is the surface to be scanned, it is necessary to form main scanning dots so that the intervals between the pixels are uniform over time.
一方、振動ミラー106は、図19に示すように、時間tとともに振れ角θの変化率が加速度的に小さくなるため、主走査領域の両端にいくに従って被走査面では画素間隔が間延びしてしまう。
On the other hand, as shown in FIG. 19, in the vibrating
一般に、このずれは走査レンズ120にf・arcsinレンズを用いることによって補正するが、仮に、ポリゴンミラーでの走査と同様、画素クロックを単一の周波数で変調した際、時間に対して走査角2θが比例、つまり等速度で変化するようにするためには、主走査領域端で主走査位置の補正量が最も大きくなるように主走査方向に沿ったパワー(屈折力)を設定する必要がある。
In general, this deviation is corrected by using an f · arcsin lens as the
このとき、像高0、つまり画像中心から任意の像高Hまでの時間をtとすると、像高Hと振れ角θ(走査角2θ)との関係は、次の式となる。なお、ωは定数である。
H=ω・t=(ω/2πfd)・sin−1(θ/θ0)
At this time, assuming that the image height is 0, that is, the time from the image center to an arbitrary image height H is t, the relationship between the image height H and the shake angle θ (scanning angle 2θ) is as follows. Note that ω is a constant.
H = ω · t = (ω / 2πfd) · sin−1 (θ / θ0)
また、外乱による振動ミラー106の動作状態に合わせて、2点同期による適切な書込み開始位置の指定、画素の位置と間隔を制御することにより、より位置ずれの少ない画質の高い画像を形成することができる。
In addition, according to the operating state of the
ところが、この画素間隔の疎密、いわゆるリニアリティの補正量が大きくなると、走査レンズの主走査方向に沿ったパワーの偏差が大きくなり、被走査面における各画素に対応したビームスポット径の変化も大きくなってしまう。また、上記したように振動ミラー106の振幅中心と光軸とが一致していないことによって光軸に非対称な曲面を有する走査レンズが必要になるため、本実施形態では画素クロックの位相Δtを主走査位置に応じて可変することで、主走査方向に沿った走査レンズ120のパワーの偏差がなるべく小さくように、また、非対称成分を補正するようにしている。
However, as the amount of correction of the so-called linearity of the pixel spacing increases, the power deviation along the main scanning direction of the scanning lens increases, and the change in the beam spot diameter corresponding to each pixel on the scanned surface also increases. End up. Further, as described above, since the center of amplitude of the
いま、画素クロックの位相Δtを変化させることに伴う走査角の変化を2Δθとすると、次の関係式となる。
H=(ω/2πfd)・sin−1{(θ−Δθ)/θ0}
Δθ/θ0=sin2πfdt―sin2πfd(t−Δt)
Now, assuming that the change in the scanning angle accompanying the change in the phase Δt of the pixel clock is 2Δθ, the following relational expression is obtained.
H = (ω / 2πfd) · sin−1 {(θ−Δθ) / θ0}
Δθ / θ0 = sin2πfdt−sin2πfd (t−Δt)
ここで、走査レンズ120をfθレンズに近いパワー配分となるようにし、その残差を画素クロックの位相Δtにより補正する場合、次の関係式となる。
H=(ω/2πfd)・{(θ−Δθ)/θ0}
=(ω/2πfd)・sin−1(θ/θ0)
Δθ/θ0=θ/θ0−sin−1(θ/θ0)
Here, when the
H = (ω / 2πfd) · {(θ−Δθ) / θ0}
= (Ω / 2πfd) · sin−1 (θ / θ0)
Δθ / θ0 = θ / θ0-sin-1 (θ / θ0)
このとき、主走査方向に沿った所定画素の位相Δt(sec)は、次の関係式に基づいて決定されるように、発光源(光源ユニット107,108)をパルス変調すればよい。
(θ/θ0)−sin−1(θ/θ0)=sin2πfdt−sin2πfd(t−Δt)
At this time, the phase Δt (sec) of the predetermined pixel along the main scanning direction may be pulse-modulated in the light source (
(Θ / θ0) −sin−1 (θ / θ0) = sin2πfdt−sin2πfd (t−Δt)
図20は、光源ユニット107,108における発光源である半導体レーザを変調する駆動回路のブロック図である。
画像データはフレームメモリに一時保存され、画像処理部に順に読み出され、前後の関係を参照しながら中間調に対応したマトリクスパターンに応じて各ラインの画素データが形成され、各発光源に対応したラインバッファに転送される。
FIG. 20 is a block diagram of a drive circuit that modulates a semiconductor laser that is a light source in the
Image data is temporarily stored in the frame memory, read out sequentially to the image processing unit, and pixel data for each line is formed according to the matrix pattern corresponding to the halftone while referring to the relationship before and after, corresponding to each light source Transferred to the line buffer.
また書込制御部は、ラインバッファから、同期検知信号をトリガとして各々読み出されて独立に変調する。 Further, the write control unit reads each from the line buffer using the synchronization detection signal as a trigger, and modulates it independently.
次に、図20の上半分のブロックにおいて、各発光点を変調するクロックの生成部について説明する。カウンタでは、高周波クロック生成部で生成された高周波クロックVCLKをカウントし、比較回路ではこのカウント値と、デューティ比に基いて予め設定される設定値L、および画素クロックの遷移タイミングとして外部から与えられる位相シフト量を指示する位相データ信号Hと、を比較し、カウント値が上記設定値Lと一致した際に画素クロックPCLKの立下りを指示する制御信号Lを、位相データHと一致した際に画素クロックPCLKの立ち上がりを指示する制御信号hを画素クック制御回路に出力する。このとき、カウンタは制御信号hと同時にリセットされ再び0からカウントを行うことで、連続的なパルス列が形成できる。 Next, a clock generation unit that modulates each light emitting point in the upper half block of FIG. 20 will be described. The counter counts the high-frequency clock VCLK generated by the high-frequency clock generator, and the comparison circuit gives this count value, a preset value L set in advance based on the duty ratio, and the transition timing of the pixel clock from the outside. The phase data signal H that indicates the phase shift amount is compared, and when the count value matches the set value L, the control signal L that instructs the falling edge of the pixel clock PCLK matches the phase data H. A control signal h for instructing the rising edge of the pixel clock PCLK is output to the pixel cook control circuit. At this time, the counter is reset simultaneously with the control signal h, and counting from 0 is performed again, whereby a continuous pulse train can be formed.
こうして、1クロック毎に位相データ信号Hを与え、順次パルス周期が可変された画素クロックPCLKを生成する。本実施形態では、画素クロックPCLKは、高周波クロックVCLKの8分周とし、1/8クロックの分解能で位相が可変できるようにしている。 In this way, the phase data signal H is given for each clock, and the pixel clock PCLK whose pulse cycle is sequentially changed is generated. In this embodiment, the pixel clock PCLK is divided by 8 of the high frequency clock VCLK so that the phase can be varied with a resolution of 1/8 clock.
図21は、図20の駆動回路において任意の画素の位相をシフトした説明で、1/8クロックだけ位相を遅らせた例である。
デューティ50%とすると設定値L=3が与えられ、カウンタで4カウントされ画素クロックPCLKを立ち下げる。1/8クロック位相を遅らせるとすると位相データH=6が与えられ、7カウントで立上げる。同時にカウンタがリセットされるので、4カウントで再び立ち下げる。つまり、隣接するパルス周期が1/8クロック分縮められたことになる。
FIG. 21 is an example in which the phase of an arbitrary pixel is shifted in the drive circuit of FIG. 20, and is an example in which the phase is delayed by 1/8 clock.
When the duty is 50%, a set value L = 3 is given, and the counter counts 4 and the pixel clock PCLK falls. Assuming that the 1/8 clock phase is delayed, phase data H = 6 is given and rises with 7 counts. At the same time, the counter is reset, so it falls again at 4 counts. That is, the adjacent pulse period is shortened by 1/8 clock.
こうして生成された画素クロックPCLKは、光源駆動部606に与えられ、この画素クロックPCLKに対してラインバッファから読み出された画素データを重畳させた変調データにより、半導体レーザを駆動する。
The pixel clock PCLK generated in this way is supplied to the light
図22は、単一の周波数で変調した際の主走査位置に応じた各画素における主走査位置の補正量を示す。主走査領域を複数、図22では主走査領域を8つの領域に分割し、折れ線で近似することで各領域の境界で主走査位置ずれが0となるように、領域毎に位相シフト回数を設定し、階段状に補正する。 FIG. 22 shows the correction amount of the main scanning position in each pixel according to the main scanning position when modulated at a single frequency. Multiple main scan areas, in FIG. 22, the main scan area is divided into 8 areas, and approximated by a polygonal line, the number of phase shifts is set for each area so that the main scan position shift is zero at the boundary of each area And correct it stepwise.
例えば、i領域の画素数をNi、各画素でのシフト量を画素ピッチpの1/16単位とし、各領域の両端における主走査位置のずれがΔLiであったとすると、次の関係式となり、ni画素毎に位相をシフトしてやればよい。
ni=Ni・p/16ΔLi
For example, assuming that the number of pixels in the i region is Ni, the shift amount in each pixel is 1/16 unit of the pixel pitch p, and the deviation of the main scanning position at both ends of each region is ΔLi, the following relational expression is obtained: What is necessary is just to shift a phase for every ni pixel.
ni = Ni · p / 16ΔLi
画素クロックfcとすると、トータルでの位相差Δtは、位相シフト回数Ni/niを用いて、次の関係式となり、Nドット目の画素における位相差Δtについても同様に、それまでの位相シフトの累積回数により設定できる。
Δt=1/16fc×∫(Ni/ni)di
Assuming that the pixel clock is fc, the total phase difference Δt is expressed by the following relational expression using the number of phase shifts Ni / ni. Similarly, the phase difference Δt in the N-th pixel is also the phase shift up to that time. Can be set by the cumulative number.
Δt = 1 / 16fc × ∫ (Ni / ni) di
なお、分割された領域幅は均等であっても不均等であってもよく、分割数もいくつであっても構わないが、各画素でのシフト量が大きくなると、その段差が画像上目立ちやすくなるため、画素ピッチpの1/4単位以下とするのが望ましく、逆に位相シフト量が小さくなると位相シフト回数が増えメモリ容量が増えてしまう。また、分割数が少ないほどメモリ容量が少なくてすむため、主走査位置ずれが大きい領域の領域幅を小さく、小さい領域の領域幅を大きく設定することが効率的である。 Note that the divided region width may be equal or unequal, and the number of divisions may be any number. However, when the shift amount in each pixel is increased, the step is easily noticeable on the image. Therefore, it is desirable that the pixel pitch p is equal to or less than ¼ unit. Conversely, if the phase shift amount is small, the number of phase shifts increases and the memory capacity increases. Also, the smaller the number of divisions, the smaller the memory capacity. Therefore, it is efficient to set the area width of the area where the main scanning position deviation is large and to increase the area width of the small area.
図23は、振動ミラー106の反射面が、回転軸を中心にδ分変形を起こした場合を示す。例えば、振動ミラー106の反射面441が図22(c)に示すように凸変形した場合には、平行にコリメートされた光ビームが振動ミラー106で偏向が拡散していき、像面上でのビーム径太りなどの画像劣化の原因となる。また、振動ミラーで反射する戻り光も入射角αよりも広い範囲で光源にも再度戻ってくることになるので、強制消灯する発光量制御期間を広めに設定したり、消灯できない場合にはAPC制御をおこなわないことにより、半導体レーザの安定した発振発光を行うことができる。
FIG. 23 shows a case where the reflecting surface of the vibrating
そこで、予め振動ミラー106の反射面での変形が予測される場合には、光源部(光源ユニット107,108)にビーム太りを補正するパルス変調駆動を加えることにより、略一定なビーム径を得ることができる。
Therefore, when deformation on the reflecting surface of the vibrating
また、リアルタイムでの補正を行うには、同期検知センサ140,141での光ビームの通過時間間隔の変動や、検出面で得られるビームプロファイルの情報から、適切なパルス駆動補正方法を算出する演算部を設ける必要がある。同時に強制消灯する発光量制御期間の開始,終了位置および期間についても同様に適切なパルス駆動補正方法を算出する演算部を設ける必要がある。
Further, in order to perform correction in real time, an operation for calculating an appropriate pulse drive correction method from the fluctuation of the light beam passage time interval at the
図24に、複数の同期検知センサ140,141を検出手段固定部材142を介してハウジングに固定した光走査装置のハウジング構成例を示す。図24において、符号250はハウジング本体を、255はビーム通過枠を示している。
FIG. 24 shows a housing configuration example of an optical scanning device in which a plurality of
ここで、ハウジング本体250には、振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線に対して検出手段固定部材142及び走査結像光学系(走査レンズ120)を所定の配置関係とするための検出手段固定部材142用の第1位置決め部(不図示)と走査レンズ120用の第2位置決め部(不図示)を設けている。
Here, in the
ハウジング本体250への振動ミラー106、走査レンズ120、同期検知センサ140,141の設置については、まず同期検知センサ140,141を検出手段固定部材(図中斜線部の部材)142の長手方向の中間点からそれぞれ距離Hsだけ離れた両端部に固定しておく。
Regarding the installation of the
ついで、ハウジング本体250に振動ミラー106を該振動ミラー106による光ビームの振幅中心線が目標位置を通るように配置する。このとき、振動ミラーモジュールである振動ミラー106は、これを包囲するように立設された側壁257が一体的に形成された光学ハウジングに装着され、側壁257の上端縁を上カバー258によって封止し、外気から遮断することで、外気の対流による振幅の変化を防止する。光ビームを入出射する側壁の開口部には平板状の透過窓259を備えている。
Next, the
つぎに、走査レンズ120の主走査方向における中央部に設けられた位置決め手段146をハウジング本体の第2位置決め部に取り付ける。これにより、走査レンズ120は、振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線に走査レンズ120の光軸が一致するようにハウジング本体250に位置決めされることになる。
Next, positioning means 146 provided at the center of the
つぎに、検出手段固定部材142において同期検知センサ140,141の受光面間の中間点にあたる部分に設けられた位置決め手段145をハウジング本体250の第1位置決め部に取り付ける。これにより、検出手段固定部材142は、振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線上に光ビーム検出手段である同期検知センサ140,141の受光面間の中間点が位置するようにハウジングに位置決めされることになる。
Next, positioning means 145 provided at a portion corresponding to an intermediate point between the light receiving surfaces of the
以上の構成とすることにより、振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線上に検出手段固定部材142の同期検知センサ140,141の受光面間の中間点が位置し、かつ該中心線に走査レンズ120の光軸が一致する配置関係となる。また、同期検知センサ140,141の受光面は、走査レンズ120の光軸(振動ミラー106による光ビームの往復走査の振幅の中心線)から同じ高さHsとなる。
With the above configuration, the midpoint between the light receiving surfaces of the
なお、本発明に係る光走査装置の構成例としては、偏向手段による光ビームの振幅中心線上に光ビーム検出手段の受光面間の中心点が位置する例を示したが、光走査装置によっては必ずしも受光面の中心位置をあわせる必要はなく、所望の位置で検出手段固定部材を介して一体的に固定することもできる。その場合には、一方の光ビーム検出手段(+像高)と他方の光ビーム検出手段(−像高)の受光面で光ビームが通過するタイミングがずれるので、そのずれ量分を制御プログラムの基準データに反映させる必要がある。 As an example of the configuration of the optical scanning device according to the present invention, an example is shown in which the center point between the light receiving surfaces of the light beam detecting means is positioned on the amplitude center line of the light beam by the deflecting means. It is not always necessary to match the center position of the light receiving surface, and the light receiving surface can be fixed integrally at a desired position via the detection means fixing member. In that case, the timing at which the light beam passes between the light receiving surfaces of one light beam detecting means (+ image height) and the other light beam detecting means (-image height) is shifted. It is necessary to reflect in the reference data.
図25は、図1に示した光走査装置900を搭載した画像形成装置の例を示す。
ブラックの感光体ドラム901(図1においては感光体ドラム104)の周囲には、感光体ドラム901を高圧に帯電する帯電チャージャ902、光走査装置900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装置904、感光体ドラム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905が配置される。他の感光体ドラム(図1における感光体ドラム101,102,103)の周囲構成も同様である。感光体ドラムへは振動ミラーの往復走査により1周期で2ライン毎の画像記録が行われる。
FIG. 25 shows an example of an image forming apparatus equipped with the
Around the black photosensitive drum 901 (
上記した画像形成ステーションは中間転写ベルト906の移動方向に並列され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が中間転写ベルト906上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
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。
The above-described image forming stations are arranged in parallel in the moving direction of the
Each image forming station has basically the same configuration except that the toner color is different.
一方、記録媒体としての記録紙は給紙トレイ907から給紙コロ908により供給され、レジストローラ対909により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送り出され、中間転写ベルト105からトナー画像が転写される。その後、定着装置910で定着がなされ、排紙ローラ対912により排紙トレイ911に排出される。
On the other hand, recording paper as a recording medium is supplied from a
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the present invention has been described with the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. Can be changed within the range that can be conceived, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.
101,102,103,104,901 感光体ドラム
105 中間転写ベルト
106 振動ミラー
107,108 光源ユニット
113 シリンダレンズ
120 走査レンズ
122,123,124,125 トロイダルレンズ
126,127,128,129,130,131,132 折返しミラー
140,141 同期検知センサ(光ビーム検出手段)
140a,140a’,141a 受光面(受光部)
142 検出手段固定部材
143,144 結像レンズ
145,146 位置決め手段
154 LED素子
155 フォトセンサ
156 集光レンズ
201,202,203,204 光ビーム
250 ハウジング本体
255 ビーム通過枠
257 側壁
258 上カバー
259 透過窓
440 振動ミラー基板
441 振動ミラー面
442 ねじり梁
443 振動板
444 補強梁
445 支持部材
446,447 フレーム
448 実装基板
449 回路基板
450 永久磁石
451 位置決め部
452 エッジコネクタ部
453 押え爪
454 コネクタ
461 第2の基板
462 第1の基板
463 コイルパターン
464 端子
465 パッチ
470 ヨーク
601 駆動パルス生成部
602 ゲイン調整部
603 振動ミラー駆動部(ドライバ)
606 光源駆動手段(光源駆動部)
607 書込制御部
608 画素クロック生成部
609 振幅演算部
610 偏向制御手段(コントローラ)
611 画素クロックカウント計測手段
900 光走査装置
902 帯電チャージャ
904 現像装置
905 クリーニング装置
907 給紙トレイ
908 給紙コロ
909 レジストローラ対
910 定着装置
911 排紙トレイ
912 排紙ローラ対
101, 102, 103, 104, 901
140a, 140a ', 141a Light receiving surface (light receiving portion)
142 Detection means fixing
606 Light source driving means (light source driving unit)
607 Write control unit 608 Pixel
611 Pixel clock count measuring means 900
Claims (9)
前記光源手段を変調駆動する光源駆動手段と、
前記光源手段から射出された光ビームを振動ミラーにより偏向して主走査方向に往復走査させる偏向手段と、
前記偏向手段における振動ミラーの駆動を制御する偏向制御手段と、
前記偏向手段からの光ビームを被走査面上に導く走査結像光学系と、
前記偏向手段からの光ビームの通過を検出する複数の光ビーム検出手段と、
前記複数の光ビーム検出手段を前記偏向手段からの光ビームの往復走査領域のうち画像形成領域外に配置するとともに、該複数の光ビーム検出手段の受光面同士が所望の間隔となるように固定する検出手段固定部材と、
を備える光走査装置。 Light source means for emitting a light beam;
Light source driving means for modulating and driving the light source means;
Deflection means for deflecting the light beam emitted from the light source means by a vibrating mirror to reciprocate in the main scanning direction;
Deflection control means for controlling driving of the vibrating mirror in the deflection means;
A scanning imaging optical system for guiding the light beam from the deflecting means onto the surface to be scanned;
A plurality of light beam detecting means for detecting passage of the light beam from the deflecting means;
The plurality of light beam detecting means are arranged outside the image forming area in the light beam reciprocating scanning area from the deflecting means, and the light receiving surfaces of the plurality of light beam detecting means are fixed so as to have a desired interval. Detecting means fixing member for
An optical scanning device comprising:
前記検出手段固定部材と走査結像光学系のいずれかの光学素子は、それぞれ有する位置決め手段により、前記ハウジングの位置決め部で位置決めされ固定されている請求項1に記載の光走査装置。 A housing having a positioning portion for bringing the detection means fixing member and the scanning imaging optical system into a predetermined arrangement relationship with respect to the center line of the amplitude of reciprocating scanning of the light beam by the deflection means;
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein any one of the detection unit fixing member and the scanning imaging optical system is positioned and fixed by a positioning unit of the housing by a positioning unit.
前記光ビーム検出手段で検出された検出信号に基づいて求められる光ビームの最大振幅が一定になるように偏向手段を制御すること、
前記光ビーム検出手段で検出された検出信号に基づいて求められる光ビームの振幅中心のシフト量分を補正するように偏向手段を制御すること、
前記光ビーム検出手段で検出された検出信号に基づいて求められる光ビームの走査周波数の変動分を補正するように偏向手段を制御すること、
から選択される1または2以上の制御を実行する請求項1〜7のいずれかに記載の光走査装置。 The deflection control means includes
Controlling the deflecting means so that the maximum amplitude of the light beam obtained based on the detection signal detected by the light beam detecting means is constant;
Controlling the deflection means to correct the shift amount of the amplitude center of the light beam obtained based on the detection signal detected by the light beam detection means;
Controlling the deflection means so as to correct the variation in the scanning frequency of the light beam obtained based on the detection signal detected by the light beam detection means;
The optical scanning device according to claim 1, wherein one or two or more controls selected from the above are executed.
請求項1〜8のいずれかに記載の光走査装置であって、前記像担持体に画像情報が含まれる光を走査する少なくとも1つの光走査装置と、を備える画像形成装置。 At least one image carrier;
An image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to claim 1, and at least one optical scanning device that scans light including image information on the image carrier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008307073A JP5169776B2 (en) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008307073A JP5169776B2 (en) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010133999A true JP2010133999A (en) | 2010-06-17 |
JP5169776B2 JP5169776B2 (en) | 2013-03-27 |
Family
ID=42345375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008307073A Expired - Fee Related JP5169776B2 (en) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5169776B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012058573A (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Hitachi Consumer Electronics Co Ltd | Micro electromechanical part mirror driving method, driving circuit, and laser scanning type projector |
JP2013238887A (en) * | 2013-08-08 | 2013-11-28 | Hitachi Consumer Electronics Co Ltd | Driving device for micro electro mechanical system mirror, projector, and driving circuit |
JP2014164123A (en) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Kyocera Document Solutions Inc | Optical scanner and image forming apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1048556A (en) * | 1996-07-30 | 1998-02-20 | Canon Inc | Deflection scanning device |
JP2005292627A (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner |
-
2008
- 2008-12-02 JP JP2008307073A patent/JP5169776B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1048556A (en) * | 1996-07-30 | 1998-02-20 | Canon Inc | Deflection scanning device |
JP2005292627A (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012058573A (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Hitachi Consumer Electronics Co Ltd | Micro electromechanical part mirror driving method, driving circuit, and laser scanning type projector |
JP2014164123A (en) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Kyocera Document Solutions Inc | Optical scanner and image forming apparatus |
JP2013238887A (en) * | 2013-08-08 | 2013-11-28 | Hitachi Consumer Electronics Co Ltd | Driving device for micro electro mechanical system mirror, projector, and driving circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5169776B2 (en) | 2013-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4986479B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP5228331B2 (en) | Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and multicolor image forming apparatus | |
JP5073945B2 (en) | Optical scanning device and image forming device | |
JP5493240B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
US7869110B2 (en) | Optical scan apparatus and image formation apparatus | |
JP5338091B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
US7760227B2 (en) | Deflector, optical scanning unit, and image forming apparatus | |
JP4673115B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
JP4689462B2 (en) | Optical scanning device and image forming device | |
US8111276B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus with a center adjusting mechanism | |
US8451308B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5041835B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP4921738B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP4970865B2 (en) | Deflection device, optical scanning device, and image forming apparatus | |
JP5169776B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP4398676B2 (en) | Deflection mirror, optical scanning device, and image forming apparatus | |
JP5353739B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP2008191010A (en) | Beam profile measuring apparatus, optical scanner and image forming device | |
JP2010066598A (en) | Optical scanner and image forming apparatus | |
JP2007086496A (en) | Optical scanner and image forming apparatus | |
JP5034094B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus | |
JP2009031364A (en) | Optical scanner and image formation apparatus incorporating the same | |
JP2008065045A (en) | Light source device, optical scanner and image forming apparatus | |
JP4369665B2 (en) | Optical scanning device and image forming device | |
JP2008076449A (en) | Optical scanner and image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111006 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120822 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120904 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121217 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5169776 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160111 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |