JP2011075593A - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanning apparatus in which occurrence of a shift in a scanning starting position is suppressed and to provide an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The image forming apparatus 1 includes a laser scanner 2 and reciprocally scans the latent image forming region 50 of a photoreceptor drum 5 by deflecting a laser beam LB emitted from a laser diode 21 with a deflection mirror 25. To both end parts of the scanning region of the laser beam LB, beam detection sensors 23L1, 23L2 and a beam reflection mirror 24 which reflects the laser beam LB onto the beam detection sensors, are provided. Logic circuits 51 to 52 detect timing at which the magnitude of signal output by each beam detection sensor is replaced, select a signal that the logic circuits output according to the scanning direction of the laser beam, and control the formation starting position of a latent image with the laser beams and the scanning range of the deflection mirror on the basis of the detection timing in the logic circuits. Even when the spot of the laser beam is deformed, the detection timing hardly changes, thus the shift in the formation starting position of the latent image is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ビームで被走査体を走査する光走査装置、およびこの光走査装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device that scans an object to be scanned with a light beam, and an image forming apparatus including the optical scanning device.

レーザプリンタ等の画像形成装置は、感光体に潜像を形成する光走査装置を備えている。光走査装置には、レーザビームを偏向ミラー(ガルバノミラー)によって往復走査させて、感光体上の潜像形成領域に潜像を形成するものがある。このような光走査装置は、レーザビームの走査範囲が一定になるように、偏向ミラーの最大走査角を制御している。   An image forming apparatus such as a laser printer includes an optical scanning device that forms a latent image on a photosensitive member. Some optical scanning devices form a latent image in a latent image forming region on a photosensitive member by reciprocally scanning a laser beam with a deflection mirror (galvanomirror). Such an optical scanning device controls the maximum scanning angle of the deflection mirror so that the scanning range of the laser beam is constant.

しかし、周辺環境の温度変化による偏向ミラーの駆動回路特性の変化などに起因して、偏向ミラーの最大走査角が変化することがあった。この場合、レーザビームによる潜像の形成開始位置にずれやばらつきが生じて、画質に影響が出るという問題があった。   However, the maximum scanning angle of the deflecting mirror may change due to a change in the driving circuit characteristics of the deflecting mirror due to a temperature change in the surrounding environment. In this case, there is a problem in that the image quality is affected by deviation or variation in the formation start position of the latent image by the laser beam.

このような問題に対して、特許文献1に記載の光走査装置では、走査ユニットの走査範囲の両端部に、走査ユニットが照射するレーザビームを検知する光センサ(光検出器)を設けている。そして、この光センサが出力するレーザビームの検知信号に基づいて偏向ミラーの駆動を制御して、偏向ミラーの最大走査角の安定化を図ることで、レーザビームによる潜像の形成開始位置にずれが生じるのを抑制していた(特許文献1参照。)。   With respect to such a problem, the optical scanning device described in Patent Document 1 is provided with an optical sensor (photodetector) that detects a laser beam irradiated by the scanning unit at both ends of the scanning range of the scanning unit. . Based on the laser beam detection signal output from this optical sensor, the deflection mirror drive is controlled to stabilize the maximum scanning angle of the deflection mirror. Is suppressed (see Patent Document 1).

特開2004−110030号公報JP 2004-110030 A

従来の光走査装置では、レーザダイオードの発光特性の温度依存性、偏向ミラーの反射面の反射率の変化、レンズ特性や偏向ミラーの振れなどによりレーザビームのスポット形状が変化することがあった。光走査装置では、このようにレーザビームのスポット形状が変化すると、光センサでレーザビームを検知するタイミングが変化する。このとき、光走査装置は、偏向ミラーの走査角度が変化したものとして偏向ミラーの回転角度を補正するので、レーザビームによる潜像の形成開始位置にずれが生じて、画質に影響が出るという問題があった。   In the conventional optical scanning device, the spot shape of the laser beam may change due to the temperature dependence of the light emission characteristics of the laser diode, the change in the reflectance of the reflecting surface of the deflecting mirror, the lens characteristics, the deflection of the deflecting mirror, and the like. In the optical scanning device, when the spot shape of the laser beam changes in this way, the timing at which the optical sensor detects the laser beam changes. At this time, since the optical scanning device corrects the rotation angle of the deflection mirror on the assumption that the scanning angle of the deflection mirror has changed, the image formation is affected by a deviation in the formation start position of the latent image by the laser beam. was there.

そこで、本発明は、レーザビーム等の光ビームのスポットが変形しても、光ビームによる被走査体上での潜像の形成開始位置にずれが発生するのを抑制できる光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an optical scanning apparatus and an image forming apparatus that can suppress the occurrence of a shift in the formation start position of a latent image on a scanning object due to the light beam even when the spot of the light beam such as a laser beam is deformed. An object is to provide an apparatus.

この発明の光走査装置は、偏向ミラーで光ビームを第1走査方向および第2走査方向に往復させて、被走査体の走査領域を含む走査範囲を走査する光走査装置であって、検知手段群と、ビーム反射手段と、交点検出手段と、位置設定手段と、駆動制御手段と、を備えている。検知手段群は、隣接して配置された第1検知手段および第2検知手段を有し、前記光ビームの走査範囲における一方の端部であって前記走査領域外に配置され、前記光ビームの光量に応じて変化する信号を出力する。ビーム反射手段は、光ビームの走査範囲における他方の端部であって前記走査領域外に配置され、光ビームの走査角に応じて検知手段群の異なる位置に光ビームを反射する。交点検出手段は、第1検知手段および第2検知手段の出力信号の大小関係が入れ替わるときにトリガ信号を出力する。位置設定手段はトリガ信号に基づいて、前記光ビームの射出を開始するタイミングを決定する。駆動制御手段は、交点検出手段がトリガ信号を出力する間隔を計測し、この間隔の測定値と基準値とを比較して、偏向ミラーの走査範囲を制御する。   An optical scanning device according to the present invention is an optical scanning device that scans a scanning range including a scanning region of a scanning object by reciprocating a light beam in a first scanning direction and a second scanning direction by a deflecting mirror. A group, a beam reflecting means, an intersection detecting means, a position setting means, and a drive control means are provided. The detection means group includes a first detection means and a second detection means that are arranged adjacent to each other. The detection means group is disposed at one end in the scanning range of the light beam and outside the scanning region. A signal that changes according to the amount of light is output. The beam reflecting means is disposed at the other end in the scanning range of the light beam and outside the scanning area, and reflects the light beam to a different position of the detecting means group according to the scanning angle of the light beam. The intersection detection means outputs a trigger signal when the magnitude relationship between the output signals of the first detection means and the second detection means is switched. The position setting means determines the timing for starting the emission of the light beam based on the trigger signal. The drive control unit measures the interval at which the intersection detection unit outputs the trigger signal, and compares the measured value of this interval with a reference value to control the scanning range of the deflection mirror.

光ビームが、隣接して配置された第1検知手段および第2検知手段を走査すると、第1検知手段と第2検知手段の間のある位置を光ビームが通過するタイミングでは、両検知手段の出力信号が共に変化しながら大小関係が入れ替わる。この2つの出力信号の大小関係が入れ替わるタイミングは、光ビームのスポットが変形しても殆どずれない。そこで、本発明では、上記のタイミングを検出し、これに基づいて光ビームの射出を開始するタイミングを決定することで、光ビームのスポットの変形による影響を抑制する。   When the light beam scans the first detection means and the second detection means arranged adjacent to each other, at the timing when the light beam passes through a certain position between the first detection means and the second detection means, The magnitude relationship changes while the output signals change together. The timing at which the magnitude relationship between the two output signals interchanges hardly deviates even when the light beam spot is deformed. Therefore, in the present invention, the influence of the deformation of the light beam spot is suppressed by detecting the timing described above and determining the timing for starting the emission of the light beam based on the timing.

また、第1検知手段および第2検知手段が出力した信号の大きさが入れ替わるタイミングを検出する毎に、交点検出手段にトリガ信号を出力させる。そして、この信号が出力される間隔を計測して、走査範囲の変動により光ビームの射出を開始するタイミングがずれるのを抑制する。   Moreover, every time the timing at which the magnitudes of the signals output from the first detection means and the second detection means are switched is detected, the intersection detection means is caused to output a trigger signal. Then, the interval at which this signal is output is measured to suppress the deviation of the timing for starting the emission of the light beam due to the variation of the scanning range.

上記構成において、交点検出手段は、第1信号生成手段と第2信号生成手段と選択手段とを備える。第1信号生成手段は、第1検知手段の出力を変換した電圧と第2検知手段の出力をバイアスした電圧との比較結果に応じた信号を出力し、第2信号生成手段は、第1検知手段の出力をバイアスした電圧と第2検知手段の出力を変換した電圧との比較結果に応じた信号を出力する。バイアス手段を設けることで、第1検知手段や第2検知手段がノイズを出力した場合に、両検知手段の出力信号の大小関係が入れ替わるタイミングを誤検出するのを防止できる。また、第1信号生成手段の出力信号と、第2信号生成手段の出力信号と、を光ビームの走査方向に応じて選択手段で選択することで、光ビームの走査方向にかかわらず両検知手段の出力信号の大小関係が入れ替わるタイミングを確実に検出できる。   In the above configuration, the intersection detection unit includes a first signal generation unit, a second signal generation unit, and a selection unit. The first signal generation means outputs a signal corresponding to the comparison result between the voltage obtained by converting the output of the first detection means and the voltage obtained by biasing the output of the second detection means, and the second signal generation means is configured to output the first detection A signal corresponding to the comparison result between the voltage obtained by biasing the output of the means and the voltage obtained by converting the output of the second detection means is output. By providing the bias unit, when the first detection unit or the second detection unit outputs noise, it is possible to prevent erroneous detection of the timing at which the magnitude relationship between the output signals of both detection units is switched. Further, by selecting the output signal of the first signal generation unit and the output signal of the second signal generation unit by the selection unit according to the scanning direction of the light beam, both detection units are used regardless of the scanning direction of the light beam. It is possible to reliably detect the timing at which the magnitude relationship of the output signals changes.

上記構成において、駆動制御手段が時間間隔の測定値と基準値とを比較する毎に、偏向ミラーの走査範囲を補正する補正値を算出して記憶手段に記憶させ、光ビームが走査領域外を走査しているときに補正値を読み出して偏向ミラーの走査範囲を制御すると良い。このように構成することで、光ビームで走査領域を走査しているときには偏向ミラーの走査範囲の補正を行わないので、光ビームの走査に悪影響が出ることなく、偏向ミラーの走査範囲を補正できる。   In the above configuration, each time the drive control unit compares the measured value of the time interval with the reference value, a correction value for correcting the scanning range of the deflection mirror is calculated and stored in the storage unit, and the light beam moves outside the scanning region. It is preferable to read the correction value during scanning to control the scanning range of the deflection mirror. With this configuration, the scanning range of the deflection mirror is not corrected when the scanning region is scanned with the light beam, so that the scanning range of the deflection mirror can be corrected without adversely affecting the scanning of the light beam. .

また、画像形成装置に、上記のような構成の光走査装置を設けることで、高画質の画像を形成することができる。   Further, a high-quality image can be formed by providing the image forming apparatus with the optical scanning device configured as described above.

この発明によれば、レーザビームのスポットが変形しても、レーザビームによる潜像の形成開始位置にずれが発生するのを抑制できる。   According to the present invention, even if the spot of the laser beam is deformed, it is possible to suppress the occurrence of a shift in the latent image formation start position by the laser beam.

本発明の実施形態に係るレーザ走査装置が備えられる画像形成装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus provided with a laser scanning device according to an embodiment of the present invention. 走査MEMSの概略構成を示す外観図、および往復回転中の偏向ミラーの回転角度と時間との関係を示す図である。It is the external view which shows schematic structure of scanning MEMS, and the figure which shows the relationship between the rotation angle of the deflection | deviation mirror during reciprocating rotation, and time. レーザ走査装置のブロック図である。It is a block diagram of a laser scanning device. 画像形成装置の印刷処理を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining a printing process of the image forming apparatus. 画像形成装置の印刷処理を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining a printing process of the image forming apparatus. 信号選択部の各論理回路の回路図である。It is a circuit diagram of each logic circuit of a signal selection part. コンパレータの入力信号と出力信号を示した図である。It is the figure which showed the input signal and output signal of a comparator. レーザ走査装置の各部の出力信号を示した図である。It is the figure which showed the output signal of each part of a laser scanning apparatus. MEMS駆動部の回路図である。It is a circuit diagram of a MEMS drive part. レーザ走査装置の図3とは一部構成が異なるブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a part of the configuration of the laser scanning device different from that shown in FIG. 図10に示したレーザ走査装置の各部の出力信号を示した図である。It is the figure which showed the output signal of each part of the laser scanning apparatus shown in FIG.

以下に、本発明の実施形態について詳述する。以下の実施形態では、光ビーム、被走査体、走査領域および光走査装置を、それぞれ、レーザビーム、感光体ドラム、潜像形成領域およびレーザ走査装置として説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the following embodiments, a light beam, an object to be scanned, a scanning region, and an optical scanning device will be described as a laser beam, a photosensitive drum, a latent image forming region, and a laser scanning device, respectively.

まず、レーザ走査装置を備えた画像形成装置の概略について説明する。図1に示すように、画像形成装置1は、レーザ走査装置2、感光体ドラム5、現像器7、帯電器(図示せず)、クリーニングユニット(図示せず)、転写ローラ(図示せず)、定着ユニット(図示せず)、制御部9などを備え、用紙にトナー像を印刷処理する。   First, an outline of an image forming apparatus provided with a laser scanning device will be described. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes a laser scanning device 2, a photosensitive drum 5, a developing device 7, a charger (not shown), a cleaning unit (not shown), and a transfer roller (not shown). A fixing unit (not shown), a control unit 9 and the like, and prints a toner image on paper.

レーザ走査装置2は、感光体ドラム5に対して、画像データに応じたレーザビームLBを往復走査して、感光体ドラム5に露光処理を行い、静電潜像を形成する。   The laser scanning device 2 reciprocally scans the photosensitive drum 5 with a laser beam LB corresponding to image data, and performs exposure processing on the photosensitive drum 5 to form an electrostatic latent image.

感光体ドラム5は、矢印5Yの方向へ回転し、レーザ走査装置2から射出されるレーザビームLBによって、その表面に静電潜像が形成される。   The photosensitive drum 5 rotates in the direction of the arrow 5Y, and an electrostatic latent image is formed on the surface thereof by the laser beam LB emitted from the laser scanning device 2.

現像器7は、静電潜像が形成された感光体ドラム5にトナーを供給して、静電潜像をトナー像に顕像化する。   The developing device 7 supplies toner to the photosensitive drum 5 on which the electrostatic latent image is formed, and visualizes the electrostatic latent image into a toner image.

転写ローラは、感光体ドラム5の回転方向において現像器7の下流側に配置されている。転写ローラは、感光体ドラム5との間に用紙を挟み込んで、感光体ドラム5が担持するトナー像を用紙に転写する。トナー像が転写された用紙は、定着ユニットで加熱および圧着され、排紙トレイ(図示せず)に排出される。   The transfer roller is disposed on the downstream side of the developing device 7 in the rotation direction of the photosensitive drum 5. The transfer roller sandwiches the paper between the photosensitive drum 5 and transfers the toner image carried by the photosensitive drum 5 onto the paper. The sheet on which the toner image is transferred is heated and pressed by the fixing unit, and is discharged to a discharge tray (not shown).

帯電器は、レーザ走査装置2によって感光体ドラム5の表面が露光処理される前に、感光体ドラム5の表面を帯電させる。   The charger charges the surface of the photosensitive drum 5 before the surface of the photosensitive drum 5 is exposed by the laser scanning device 2.

クリーニングユニットは、用紙への転写処理を行った後に、感光体ドラム5の表面に残留するトナーを除去する。   The cleaning unit removes the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 5 after performing the transfer process to the paper.

制御部9は、画像形成装置1の各部を制御する。   The control unit 9 controls each unit of the image forming apparatus 1.

次に、レーザ走査装置2の詳細を説明する。図1に示すように、レーザ走査装置2は、レーザダイオード21、アークサインレンズ22、ビーム検知センサ23L1、ビーム検知センサ23L2、ビーム反射ミラー24、偏向ミラー25を有する走査MEMS26、およびレーザ走査制御部3を備えている。なお、以下の説明では、ビーム検知センサをBDと称する。また、BD23L1およびBD23L2をまとめて、ビーム検知センサ群23と称する。なお、BD23L1は本発明の第1検知手段に相当し、BD23L2は本発明の第2検知手段に相当する。また、ビーム検知センサ群23は、本発明の検知手段群に相当する。   Next, details of the laser scanning device 2 will be described. As shown in FIG. 1, the laser scanning device 2 includes a laser diode 21, an arc sine lens 22, a beam detection sensor 23L1, a beam detection sensor 23L2, a beam reflection mirror 24, a scanning MEMS 26 having a deflection mirror 25, and a laser scanning control unit. 3 is provided. In the following description, the beam detection sensor is referred to as BD. The BD 23L1 and the BD 23L2 are collectively referred to as a beam detection sensor group 23. Note that BD23L1 corresponds to the first detection means of the present invention, and BD23L2 corresponds to the second detection means of the present invention. The beam detection sensor group 23 corresponds to the detection means group of the present invention.

レーザダイオード21から出射されたレーザビームLBは、偏向ミラー25によって偏向され、偏向ミラーの往復回転によって、感光体ドラム5の表面を往復しながら走査する。以下の説明では、レーザビームLBが感光体ドラム5を走査する方向について、偏向ミラー25が図1に示す25A方向に回転するときにレーザビームLBが感光体ドラム5を走査する方向を、A方向(本発明の第1走査方向に相当:感光体ドラム5の左側面5Lから右側面5Rへの方向)と定義する。また、偏向ミラー25が図1に示す25B方向に回転するときにレーザビームLBが感光体ドラム5を走査する方向を、B方向(本発明の第2走査方向に相当:感光体ドラム5の右側面5Rから左側面5Lへの方向)と定義する。レーザビームLBは、偏向ミラー25と感光体ドラム5の間に設けられたアークサインレンズ22を通過して、感光体ドラム5上を等速で走査する。なお、図1では、レーザビームLBを点線の矢印で表している。   The laser beam LB emitted from the laser diode 21 is deflected by the deflection mirror 25 and scans while reciprocating the surface of the photosensitive drum 5 by the reciprocating rotation of the deflection mirror. In the following description, the direction in which the laser beam LB scans the photosensitive drum 5 when the deflection mirror 25 rotates in the direction 25A shown in FIG. (Corresponding to the first scanning direction of the present invention: the direction from the left side surface 5L to the right side surface 5R of the photosensitive drum 5). Further, the direction in which the laser beam LB scans the photosensitive drum 5 when the deflection mirror 25 rotates in the 25B direction shown in FIG. 1 is the B direction (corresponding to the second scanning direction of the present invention: right side of the photosensitive drum 5). Direction from the surface 5R to the left surface 5L). The laser beam LB passes through an arc sine lens 22 provided between the deflection mirror 25 and the photosensitive drum 5 and scans the photosensitive drum 5 at a constant speed. In FIG. 1, the laser beam LB is represented by a dotted arrow.

以下の説明では、感光体ドラム5上の潜像形成領域50を走査するレーザビームLBの走査角を有効走査角(θIMG)と定義する。偏向ミラー25がA方向またはB方向に最大に回転したときのレーザビームLBの走査角を最大走査角(θMAX)と定義する。図1において、感光体ドラム5の中点5Cと偏向ミラー25がレーザビームを反射する点Oを結ぶ線Lで、有効走査角(θIMG)を分割した右側の角度を右有効走査角(θIMG(R))、左側の角度を左有効走査角(θIMG(L))と定義する。図1において、線Lで最大走査角(θMAX)を分割した右側の角度を右最大走査角(θMAX(R))、左側の角度を左最大走査角(θMAX(L))と定義する。 In the following description, the scanning angle of the laser beam LB that scans the latent image forming region 50 on the photosensitive drum 5 is defined as an effective scanning angle (θ IMG ). The scanning angle of the laser beam LB when the deflection mirror 25 rotates to the maximum in the A direction or the B direction is defined as the maximum scanning angle (θ MAX ). In Figure 1, a photosensitive drum at the midpoint 5C and the deflection mirror 25 of 5 the laser beam connecting point O to the reflection line L C, the effective scan angle (theta IMG) right effective scanning angle the angle of the divided right side ( θ IMG (R) ), and the left angle is defined as the left effective scanning angle (θ IMG (L) ). In Figure 1, the maximum scan angle by a line L C (θ MAX) right maximum scanning angle on the right side of the angle obtained by dividing the (θ MAX (R)), left maximum scan angle the angle of the left and (θ MAX (L)) Define.

BD23L1、BD23L2、およびビーム反射ミラー24は、走査MEMS26に取り付けられている偏向ミラー25の往復回転の制御などに用いられる。BD23L1とBD23L2は、隣接して配置され、レーザビームLBが感光体上の潜像形成領域を走査するのを遮らないように、レーザビームの走査範囲における一方の端部であって有効走査角(θIMG)の範囲外(走査領域外)で、かつ最大走査角(θMAX)の範囲内に配置されており、アークサインレンズ22を通過後のレーザビームLBを受光する。 The BD 23L1, the BD 23L2, and the beam reflection mirror 24 are used for controlling the reciprocating rotation of the deflection mirror 25 attached to the scanning MEMS 26. BD23L1 and BD23L2 are arranged adjacent to each other at one end in the scanning range of the laser beam so as not to block the laser beam LB from scanning the latent image forming region on the photosensitive member. It is arranged outside the range (θ IMG ) (outside the scanning region) and within the range of the maximum scanning angle (θ MAX ), and receives the laser beam LB after passing through the arc sine lens 22.

ビーム反射ミラー24は、本発明のビーム反射手段に相当し、線Lを挟んでビーム検知センサ群23とほぼ対称に配置されている。すなわち、ビーム反射ミラー24は、レーザビームの走査範囲における他方の端部であって有効走査角(θIMG)の範囲外(走査領域外)で、かつ最大走査角(θMAX)の範囲内に配置されている。ビーム反射ミラー24は、アークサインレンズ22を通過後のレーザビームLBを、ビーム検知センサ群23に反射して、BD23L1またはBD23L2に受光させる。ビーム反射ミラー24は、線Lに遠い側の端部24R1で反射したレーザビームLBがBD23L1の端部を通過し、線Lに近い側の端部24R2で反射したレーザビームLBがBD23L2の端部を通過するように、サイズや形状や配置が調整されている。例えば、ビーム反射ミラー24は、反射面が平面または局面に加工する。ビーム反射ミラー24は、レーザビームLBの走査角に応じてBD23L1またはBD23L2の表面の異なる位置にレーザビームLBを反射する。 Beam reflecting mirror 24 corresponds to the beam reflecting means of the present invention are arranged substantially symmetrically to the beam detecting sensor group 23 across the line L C. That is, the beam reflecting mirror 24 is the other end in the laser beam scanning range, outside the effective scanning angle (θ IMG ) (outside the scanning region), and within the maximum scanning angle (θ MAX ). Has been placed. The beam reflecting mirror 24 reflects the laser beam LB after passing through the arc sine lens 22 to the beam detection sensor group 23 and causes the BD 23L1 or BD23L2 to receive the laser beam LB. Beam reflecting mirror 24 passes through the end portion of the laser beam LB is BD23L1 reflected by the far side of the end portion 24R1 line L C, the laser beam LB reflected by the side of the end portion 24R2 close to the linear L C is BD23L2 The size, shape, and arrangement are adjusted to pass through the end. For example, the beam reflecting mirror 24 has a reflecting surface processed into a flat surface or an aspect. The beam reflecting mirror 24 reflects the laser beam LB to different positions on the surface of the BD23L1 or BD23L2 according to the scanning angle of the laser beam LB.

BD23L1の端部からBD23L2の端部までをレーザビームLBが走査する角度を走査角θBDL、ビーム反射ミラー24の一方の端部24R1から他方の端部24R2までをレーザビームLBが走査する角度を走査角θMRと定義する。 The angle at which the laser beam LB scans from the end of BD23L1 to the end of BD23L2 is the scan angle θ BDL , and the angle at which the laser beam LB scans from one end 24R1 to the other end 24R2 of the beam reflecting mirror 24. It is defined as a scan angle θ MR .

なお、偏向ミラー25の回転角は、偏向ミラー25で反射されたレーザビームLBの走査角と等しい。   The rotation angle of the deflection mirror 25 is equal to the scanning angle of the laser beam LB reflected by the deflection mirror 25.

走査MEMS26は、ガルバノミラーによりレーザビームLBを走査するための機構部であり、図2(A)に示すように、偏向ミラー25とミラー駆動部27を有している。ミラー駆動部27は、略コの字状の鉄心271と、この鉄心271に巻かれたインダクタ272を有している。インダクタ272は、駆動出力端子33T3と駆動出力端子33T4に接続されており、両端子に入力される駆動電流によって偏向ミラー25を往復回転させる。偏向ミラー25は、反射面252を有しており、回転軸251を中心として回動自在である。また、偏向ミラー25は、表裏に磁極を有し、ミラー駆動部27のコの字状の鉄心271の開口周囲に形成される磁界の向きに応じて、予め設定された角度の範囲内で往復回転する。これにより、偏向ミラー25は、レーザダイオード21から出射されたレーザビームLBで所定の走査範囲内を走査する。   The scanning MEMS 26 is a mechanism unit for scanning the laser beam LB with a galvanometer mirror, and includes a deflection mirror 25 and a mirror driving unit 27 as shown in FIG. The mirror driving unit 27 includes a substantially U-shaped iron core 271 and an inductor 272 wound around the iron core 271. The inductor 272 is connected to the drive output terminal 33T3 and the drive output terminal 33T4, and rotates the deflection mirror 25 back and forth by the drive current input to both terminals. The deflection mirror 25 has a reflecting surface 252 and is rotatable about a rotation shaft 251. The deflection mirror 25 has magnetic poles on the front and back sides, and reciprocates within a predetermined angle range according to the direction of the magnetic field formed around the opening of the U-shaped iron core 271 of the mirror driving unit 27. Rotate. Thereby, the deflection mirror 25 scans the predetermined scanning range with the laser beam LB emitted from the laser diode 21.

なお、MEMSとは、微小電気機械システム(Micro Electro MechanicalSystems)のことである。   Note that MEMS refers to micro electro mechanical systems.

図2(B)に示すように、偏向ミラー25は、レーザ走査制御部3により制御されて、単振動様に周期的に往復回転する。図2(B)において、時間軸の上側をBD23L1とBD23L2が配置されている側、時間軸の下側をビーム反射ミラー24が配置されている側とする。また、図の単振動様の曲線の頂点と谷点で、A方向の走査(走査位相T1と称する。)とB方向の走査(走査位相T2と称する。)とが切り替わる。右有効走査角θIMG(R)、左有効走査角θIMG(L)、右最大走査角θMAX(R)、左最大走査角θMAX(L)、走査角θBDL、および走査角θMRは、それぞれ図2に示すとおりである。 As shown in FIG. 2B, the deflection mirror 25 is controlled by the laser scanning control unit 3 to periodically reciprocate like a single vibration. In FIG. 2B, the upper side of the time axis is the side on which BD23L1 and BD23L2 are arranged, and the lower side of the time axis is the side on which the beam reflecting mirror 24 is arranged. Further, scanning in the A direction (referred to as scanning phase T1) and scanning in the B direction (referred to as scanning phase T2) are switched at the apex and valley points of the simple vibration-like curve in the figure. Right effective scanning angle θ IMG (R) , left effective scanning angle θ IMG (L) , right maximum scanning angle θ MAX (R) , left maximum scanning angle θ MAX (L) , scanning angle θ BDL , and scanning angle θ MR Are as shown in FIG.

期間TDTは、レーザビームLBがA方向またはB方向に走査されて2つの検知センサ(BD23L1とBD23L2)により検知されてから折り返し後に、逆の方向に走査されたレーザビームLBが2つの検知センサにより、再度検知されるまでの時間である。 Period T DT, after folding the laser beam LB is detected by two detection sensors are scanned in the A direction or the B direction (BD23L1 and BD23L2), laser beam LB is scanned in the opposite direction of the two detection sensor Is the time until it is detected again.

期間TIMGは、画像に応じたレーザビームLBが潜像形成領域50を走査して潜像を形成する期間(潜像形成期間)である。 The period TIMG is a period (latent image forming period) in which the laser beam LB corresponding to the image scans the latent image forming area 50 to form a latent image.

次に、レーザ走査装置2の制御に関して説明する。図3に示すように、レーザ走査装置2は、ビーム検知センサ群23、ビーム反射ミラー24、走査MEMS26、レーザ走査制御部3を備えている。なお、図3において、レーザダイオード21およびその駆動部については図示を省略している。   Next, control of the laser scanning device 2 will be described. As shown in FIG. 3, the laser scanning device 2 includes a beam detection sensor group 23, a beam reflection mirror 24, a scanning MEMS 26, and a laser scanning control unit 3. In FIG. 3, the laser diode 21 and its driving unit are not shown.

レーザ走査制御部3は、信号処理部31とMEMS駆動部33(駆動制御手段に相当)を備えている。   The laser scanning control unit 3 includes a signal processing unit 31 and a MEMS drive unit 33 (corresponding to drive control means).

信号処理部31は、ビーム検知センサ群23から受け取った信号に基づいてクロック信号を生成し、MEMS駆動部33に出力する。   The signal processing unit 31 generates a clock signal based on the signal received from the beam detection sensor group 23 and outputs the clock signal to the MEMS driving unit 33.

MEMS駆動部33は、このクロック信号に基づいて走査MEMS26の偏向ミラー25の回転角度を制御する。また、MEMS駆動部33は、最大走査角(最大回転角)θMAXが一定になるように制御する。 The MEMS drive unit 33 controls the rotation angle of the deflection mirror 25 of the scanning MEMS 26 based on this clock signal. Further, the MEMS drive unit 33 controls the maximum scanning angle (maximum rotation angle) θ MAX to be constant.

信号処理部31は、信号選択部41(交点検出手段に相当)、計時部43(駆動制御手段に相当)、比較部45(駆動制御手段に相当)、PWM制御部47(駆動制御手段に相当)、および記憶部49を備えている。信号選択部41は、論理回路51、論理回路52、選択部55、および選択制御部56を備えている。PWM制御部47はメモリ47Mを備えている。   The signal processing unit 31 includes a signal selection unit 41 (corresponding to the intersection detection unit), a time measuring unit 43 (corresponding to the drive control unit), a comparison unit 45 (corresponding to the drive control unit), and a PWM control unit 47 (corresponding to the drive control unit). ), And a storage unit 49. The signal selection unit 41 includes a logic circuit 51, a logic circuit 52, a selection unit 55, and a selection control unit 56. The PWM control unit 47 includes a memory 47M.

BD23L1およびBD23L2は、それぞれ、レーザビームLBが通過すると、レーザビームLBの光量に応じて変化する信号(電流)を信号選択部41に出力する。   When the laser beam LB passes, each of the BD 23L1 and the BD 23L2 outputs a signal (current) that changes according to the light amount of the laser beam LB to the signal selection unit 41.

信号選択部41は、レーザビームLBが図1に示したA方向またはB方向に走査された際に、ビーム検知センサ群23からの出力信号を受け取り、レーザビームLBの走査方向に応じて使用する信号を選択して計時部43に送る。   When the laser beam LB is scanned in the A direction or the B direction shown in FIG. 1, the signal selection unit 41 receives an output signal from the beam detection sensor group 23 and uses it according to the scanning direction of the laser beam LB. A signal is selected and sent to the timer 43.

BD23L1とBD23L2の出力信号は、論理回路51および論理回路52に入力される。   The output signals of BD23L1 and BD23L2 are input to logic circuit 51 and logic circuit 52.

論理回路51〜論理回路52は、信号が入力されると、その信号に応じた信号を選択部55に出力する。   When a signal is input, the logic circuits 51 to 52 output a signal corresponding to the signal to the selection unit 55.

選択部55は、選択制御部56から入力された信号SEL1と信号SEL2に応じて、論理回路51〜論理回路52が出力した信号のいずれかを選択して、計時部43に出力する。選択部55は、マルチプレクサ(不図示)で構成されているが、これに限らず他のゲート回路で構成されていても良い。   The selection unit 55 selects any of the signals output from the logic circuits 51 to 52 in accordance with the signals SEL1 and SEL2 input from the selection control unit 56 and outputs the selected signals to the timer unit 43. The selection unit 55 is configured by a multiplexer (not shown), but is not limited thereto, and may be configured by another gate circuit.

計時部43は、選択部55から信号を受け取ると、期間TDT(トリガ信号の出力間隔)を計測し、計測結果を比較部45に出力する。 When receiving the signal from the selection unit 55, the time measuring unit 43 measures the period T DT (trigger signal output interval) and outputs the measurement result to the comparison unit 45.

比較部45は、計時部43から受け取った期間TDTの計測結果(測定値)を、予め設定されている基準時間TTG(基準値)と比較して、右最大走査角θMAX(R)または左最大走査角θMAX(L)と、基準角度θMAXKと、のずれを算出する。そして、比較部45は、偏向ミラー25の走査角度が基準角度になるように、記憶部49に格納されたルックアップテーブルを参照して、算出結果に対応する制御値RVを出力する。 The comparison unit 45 compares the measurement result (measurement value) of the period TDT received from the time measurement unit 43 with a preset reference time T TG (reference value), and compares the maximum right scanning angle θ MAX (R). Alternatively , the deviation between the maximum left scanning angle θ MAX (L) and the reference angle θ MAXK is calculated. Then, the comparison unit 45 outputs a control value RV corresponding to the calculation result with reference to the lookup table stored in the storage unit 49 so that the scanning angle of the deflection mirror 25 becomes the reference angle.

PWM制御部47は、比較部45から制御値RVを受け取ると、記憶部49に格納されたルックアップテーブルを参照して、その制御値RVに応じて、クロック1またはクロック2のデューティ比を調整する補正値であるPWM制御値を算出する。そして、PWM制御部47は、このPWM制御値をメモリ47Mに一時的に記憶させる。また、PWM制御部47は、制御部9から制御信号を受け取ると、メモリ47MからPWM制御値を読み出して、デューティ比を調整してクロック1またはクロック2を出力する。また、PWM制御部47は、選択制御部56に、信号VC1と信号VC2を出力する。   When the PWM control unit 47 receives the control value RV from the comparison unit 45, the PWM control unit 47 refers to the look-up table stored in the storage unit 49 and adjusts the duty ratio of the clock 1 or clock 2 according to the control value RV. A PWM control value that is a correction value to be calculated is calculated. The PWM control unit 47 temporarily stores the PWM control value in the memory 47M. Further, when receiving the control signal from the control unit 9, the PWM control unit 47 reads the PWM control value from the memory 47M, adjusts the duty ratio, and outputs the clock 1 or the clock 2. Further, the PWM control unit 47 outputs the signal VC1 and the signal VC2 to the selection control unit 56.

選択制御部56は、PWM制御部47から入力された信号VC1と信号VC2のレベルに応じて、信号SEL1と信号SEL2を作成し、選択部55に出力する。   The selection control unit 56 creates the signal SEL1 and the signal SEL2 according to the levels of the signals VC1 and VC2 input from the PWM control unit 47, and outputs them to the selection unit 55.

次に、印刷中における画像形成装置1におけるレーザ走査装置2の制御処理を説明する。なお、このフローチャートは、走査MEMS26の偏向ミラー25が往復回転を始めてから繰り返し行っている処理を示すものであり、初期状態の処理は省略している。また、レーザビームLBの走査中には必ずBD23L1、BD23L2、およびビーム反射ミラー24を通過しているものとする。   Next, control processing of the laser scanning device 2 in the image forming apparatus 1 during printing will be described. Note that this flowchart shows processing that is repeatedly performed after the deflection mirror 25 of the scanning MEMS 26 starts reciprocating rotation, and processing in the initial state is omitted. Further, it is assumed that the laser beam LB always passes through the BD 23L1, BD23L2, and the beam reflection mirror 24 during scanning.

図4に示すように、画像形成装置1では、制御部9が、操作部(図示せず)で受け付けた印刷指示を検出すると、レーザ走査制御部3に制御信号を出力して、次の走査位相が走査位相T1であるかを確認する(S1)。制御部9は、次の走査位相が走査位相T1の場合には(S1:Y)、ステップS2の処理を行う。また、次の走査位相が走査位相T2の場合は(S1:N)、ステップS15の処理を行う。   As shown in FIG. 4, in the image forming apparatus 1, when the control unit 9 detects a print instruction received by an operation unit (not shown), it outputs a control signal to the laser scanning control unit 3 to perform the next scanning. It is confirmed whether the phase is the scanning phase T1 (S1). When the next scanning phase is the scanning phase T1 (S1: Y), the control unit 9 performs the process of step S2. If the next scanning phase is the scanning phase T2 (S1: N), the process of step S15 is performed.

走査位相T1の場合、制御部9は、PWM制御部47へ制御信号を出力し、PWM制御部47は、制御信号を受け取ると、メモリ47Mで記憶する走査位相T1用のPWM制御値を読み出し、PWM制御を開始する。すなわち、PWM制御部47は、このPWM制御値に応じたデューティ比のクロック1をMEMS駆動部33に出力する(S2)。   In the case of the scanning phase T1, the control unit 9 outputs a control signal to the PWM control unit 47. Upon receiving the control signal, the PWM control unit 47 reads the PWM control value for the scanning phase T1 stored in the memory 47M, Start PWM control. That is, the PWM control unit 47 outputs the clock 1 having a duty ratio corresponding to the PWM control value to the MEMS drive unit 33 (S2).

計時部43は、走査位相T1(A方向の走査)のときに、BD23L1とBD23L2でレーザビームLBを検知して選択部55が出力した信号が立ち下がるまで期間TDTの計測を続ける(S3:N)。この期間TDTの計測は、後述するステップS25において、走査位相T2(B方向の走査)中に、BD23L1とBD23L2でレーザビームLBを検知して選択部55が出力した信号が立ち下がったときに、計時部43が開始したものである。 Timing unit 43, when the scanning phase T1 (A direction of the scanning), continued measurement of the period T DT until the falling signal selecting unit 55 detects the laser beam LB is output BD23L1 and BD23L2 (S3: N). Measurement of the period T DT, in step S25 to be described later, during the scanning phase T2 (B direction of the scan), when a signal selecting unit 55 detects the laser beam LB is outputted falls in BD23L1 and BD23L2 The time counting unit 43 is started.

計時部43は、BD23L1とBD23L2がレーザビームLBを検知して選択部55が出力した信号が立ち下がったら(S3:Y)、期間TDTの計測を完了する(S4)。 Timing unit 43, once fallen a signal BD23L1 and BD23L2 the selection unit 55 detects the laser beam LB is outputted (S3: Y), completes the measurement of the period T DT (S4).

信号処理部31の比較部45は、計時部43が計測した期間TDTと、記憶部49から読み出した基準時間TTGの長さを比較して、走査位相T1の制御値RVを算出して出力する。また、PWM制御部47は、比較部45から制御値RVを受け取ると、記憶部49に格納されたルックアップテーブルを参照して、その制御値RVに応じて、クロック1のPWM制御値を算出する。そして、PWM制御部47は、このPWM制御値をメモリ47Mに一時的に記憶させる(S5)。 The comparison unit 45 of the signal processing unit 31 compares the period TDT measured by the time measuring unit 43 with the length of the reference time TTG read from the storage unit 49, and calculates the control value RV of the scanning phase T1. Output. Further, when receiving the control value RV from the comparison unit 45, the PWM control unit 47 refers to the lookup table stored in the storage unit 49 and calculates the PWM control value of the clock 1 according to the control value RV. To do. Then, the PWM control unit 47 temporarily stores the PWM control value in the memory 47M (S5).

制御部9(位置設定手段に相当)は、ステップS3で選択部55が出力した信号が立ち下がったタイミングを基準にして、画像の書き出しタイミングを設定する(S6)。   The control unit 9 (corresponding to the position setting means) sets the image writing timing on the basis of the timing when the signal output from the selection unit 55 falls in step S3 (S6).

制御部9は、走査位相T1での書き出しタイミングになるまで待って(S7:N)、書き出しタイミングになると(S7:Y)、画像データに対応させて、レーザダイオード21からレーザビームLBを射出し、感光体ドラム5上に1ライン分の画像の書き出しを開始する(S8)。   The controller 9 waits until the writing timing at the scanning phase T1 is reached (S7: N). When the writing timing is reached (S7: Y), the laser beam LB is emitted from the laser diode 21 in correspondence with the image data. Then, writing of an image for one line is started on the photosensitive drum 5 (S8).

制御部9は、1ラインの画像の書き出しが終了するまで処理を続け(S9:N)、1ラインの画像の書き出しが終了すると(S9:Y)、画像の書き出しを終了する(S10)。   The control unit 9 continues the process until the writing of the one-line image is finished (S9: N), and when the writing of the one-line image is finished (S9: Y), the writing of the image is finished (S10).

制御部9は、走査位相T1(A方向の走査)で、ビーム反射ミラー24で反射されたレーザビームLBをBD23L2とBD23L1で検知するまで待って(S11:N)、レーザビームLBを検知したら(S11:Y)、計時部43で期間TDTの計測を開始する(S12)。また、制御部9は、走査位相T1が終了するまで待つ(S13:N)。 The controller 9 waits until the laser beam LB reflected by the beam reflecting mirror 24 is detected by the BD 23L2 and BD23L1 at the scanning phase T1 (scanning in the A direction) (S11: N), and when the laser beam LB is detected (S11: N). S11: Y), the time measuring unit 43 starts measuring the period TDT (S12). Further, the control unit 9 waits until the scanning phase T1 ends (S13: N).

制御部9は、走査位相T1が終了すると(S13:Y)、1ページ分の印刷および印刷ジョブが終了したかを判定する(S14)。制御部9は、印刷および印刷ジョブが終了していなければ(S14:N)、ステップS15に移行する。一方、制御部9は、印刷および印刷ジョブが終了していれば(S14:Y)、印刷処理を終了する。   When the scanning phase T1 ends (S13: Y), the controller 9 determines whether printing for one page and the print job have ended (S14). If the printing and the print job are not completed (S14: N), the control unit 9 proceeds to step S15. On the other hand, if the printing and the print job are finished (S14: Y), the control unit 9 finishes the printing process.

図5に示すように、制御部9は、ステップS1において次の走査位相が走査位相T1で無い場合、またはステップS14において印刷が終了していない場合には、PWM制御部47に制御信号を出力し、PWM制御部47は、メモリ47Mで記憶する走査位相T2用のPWM制御値を読み出し、PWM制御を開始する。すなわち、PWM制御部47は、このPWM制御値に応じたデューティ比のクロック2をMEMS駆動部33に出力する(S15)。   As shown in FIG. 5, the control unit 9 outputs a control signal to the PWM control unit 47 when the next scanning phase is not the scanning phase T1 in step S1 or when printing is not finished in step S14. Then, the PWM control unit 47 reads the PWM control value for the scanning phase T2 stored in the memory 47M, and starts PWM control. That is, the PWM control unit 47 outputs the clock 2 having a duty ratio corresponding to the PWM control value to the MEMS drive unit 33 (S15).

計時部43は、走査位相T2(B方向の走査)のときに、ビーム反射ミラー24で反射されたレーザビームLBをBD23L1とBD23L2で検知して選択部55が出力した信号が立ち下がるまで期間TDTの計測を続ける(S16:N)。この期間TDTの計測は、ステップS12において、走査位相T1(A方向の走査)中に、ビーム反射ミラー24で反射されたレーザビームLBをBD23L2とBD23L1で検知して選択部55が出力した信号が立ち下がったときに、計時部43が開始したものである。 The time measuring unit 43 detects the laser beam LB reflected by the beam reflecting mirror 24 at the scanning phase T2 (scanning in the B direction) by the BD23L1 and BD23L2, and until the signal output from the selection unit 55 falls. Continue to measure DT (S16: N). Measurement of the period T DT, at step S12, during the scanning phase T1 (A direction of the scanning), the signal selecting unit 55 detects the laser beam LB reflected by the beam reflecting mirror 24 in BD23L2 and BD23L1 has output Is started by the time measuring unit 43.

計時部43は、ビーム反射ミラー24で反射されたレーザビームLBをBD23L1とBD23L2で検知して選択部55が出力した信号が立ち下がったら(S16:Y)、期間TDTの計測を完了する(S17)。 Timing unit 43, once fall of the signal selecting unit 55 detects the laser beam LB reflected by the beam reflecting mirror 24 in BD23L1 and BD23L2 has outputted (S16: Y), completes the measurement of the period T DT ( S17).

信号処理部31の比較部45は、計時部43が計測した期間TDTと、記憶部49から読み出した基準時間TTGを比較して、走査位相T2の制御値RVを算出して出力する。また、PWM制御部47は、比較部45から制御値RVを受け取ると、記憶部49に格納されたルックアップテーブルを参照して、その制御値RVに応じて、クロック2のPWM制御値を算出する。そして、PWM制御部47は、このPWM制御値をメモリ47Mに一時的に記憶させる(S18)。 The comparison unit 45 of the signal processing unit 31 compares the period TDT measured by the time measuring unit 43 with the reference time TTG read from the storage unit 49, and calculates and outputs the control value RV of the scanning phase T2. In addition, when receiving the control value RV from the comparison unit 45, the PWM control unit 47 refers to the lookup table stored in the storage unit 49 and calculates the PWM control value of the clock 2 according to the control value RV. To do. Then, the PWM control unit 47 temporarily stores the PWM control value in the memory 47M (S18).

制御部9は、ステップS17で検知したタイミングを基準にして、画像の書き出しタイミングを設定する(S19)。   The controller 9 sets the image writing timing based on the timing detected in step S17 (S19).

制御部9は、走査位相T2での書き出しタイミングになるまで待ち(S20:N)、書き出しタイミングになると(S20:Y)、画像データを送出し、感光体ドラム5上に1ライン分の画像の書き出しを開始する(S21)。   The control unit 9 waits until the writing timing at the scanning phase T2 is reached (S20: N). When the writing timing is reached (S20: Y), the control unit 9 sends image data, and the image for one line is transferred onto the photosensitive drum 5. Writing is started (S21).

制御部9は、1ラインの画像の書き出しが終了するまで処理を続け(S22:N)、1ラインの画像の書き出しが終了すると(S22:Y)、画像の書き出しを終了する(S23)。   The control unit 9 continues the process until the writing of the one-line image is finished (S22: N), and when the writing of the one-line image is finished (S22: Y), the writing of the image is finished (S23).

制御部9は、走査位相T2(B方向の走査)で、BD23L2とBD23L1でレーザビームLBを検知するまで待って(S24:N)、レーザビームLBを検知したら(S24:Y)、計時部43で期間TDTの計測を開始する(S25)。また、制御部9は、走査位相T2が終了するまで待つ(S26:N)。 The control unit 9 waits until the laser beam LB is detected by the BD 23L2 and the BD 23L1 at the scanning phase T2 (scan in the B direction) (S24: N), and when the laser beam LB is detected (S24: Y), the timing unit 43 Then, measurement of the period TDT is started (S25). Further, the control unit 9 waits until the scanning phase T2 ends (S26: N).

制御部9は、走査位相T2が終了すると(S26:Y)、1ページ分の印刷および印刷ジョブが終了したかを判定する(S27)。制御部9は、印刷および印刷ジョブが終了していなければ(S27:N)、ステップS2に移行する。一方、制御部9は印刷および印刷ジョブが終了していれば(S27:Y)、印刷処理を終了する。   When the scanning phase T2 is completed (S26: Y), the controller 9 determines whether printing for one page and the print job are completed (S27). If the printing and the print job are not completed (S27: N), the control unit 9 proceeds to step S2. On the other hand, if the printing and the print job are finished (S27: Y), the control unit 9 finishes the printing process.

次に、レーザ走査装置2では、上記のように処理を行うために論理回路51〜論理回路52を、図6に示すように、2つのアンプと、1つのバイアス電源と、1つのコンパレータと、を備えた構成としている。   Next, in the laser scanning device 2, in order to perform processing as described above, the logic circuit 51 to the logic circuit 52 include two amplifiers, one bias power source, one comparator, as shown in FIG. It is set as the structure provided with.

図6に示すように、BD23L1とBD23L2の出力電流(出力信号)は、論理回路51および論理回路52に入力される。論理回路51(本発明の第1信号生成手段に相当)では、アンプA1(本発明の第1電流電圧変換手段に相当)が、BD23L1の出力電流の増幅と電流−電圧変換を行う。アンプA1が出力した電圧V1はコンパレータCP1(本発明の第1比較手段に相当)に入力される。また、アンプA2(本発明の第2電流電圧変換手段に相当)が、BD23L2の出力電流の増幅と電流−電圧変換を行う。アンプA2が出力した電圧V2には、基準バイアス電圧E1(本発明の第1バイアス手段に相当)が加えられて、電圧V3(=V2+E)がコンパレータCP1に入力される。コンパレータCP1は、電圧V1と、電圧V3と、を比較し、比較結果に応じた信号を出力する。すなわち、電圧V1の方が電圧V3よりも大きいときには、出力電圧(以下、出力信号と称する。)TL1をLowとし、電圧V1の方が電圧V3よりも小さいときに、出力信号TL1をHighとする。   As shown in FIG. 6, the output currents (output signals) of BD23L1 and BD23L2 are input to logic circuit 51 and logic circuit 52. In the logic circuit 51 (corresponding to the first signal generating means of the present invention), the amplifier A1 (corresponding to the first current-voltage converting means of the present invention) performs amplification and current-voltage conversion of the output current of the BD23L1. The voltage V1 output from the amplifier A1 is input to the comparator CP1 (corresponding to the first comparison means of the present invention). Also, the amplifier A2 (corresponding to the second current / voltage converting means of the present invention) performs amplification and current-voltage conversion of the output current of the BD23L2. The reference bias voltage E1 (corresponding to the first bias means of the present invention) is added to the voltage V2 output from the amplifier A2, and the voltage V3 (= V2 + E) is input to the comparator CP1. The comparator CP1 compares the voltage V1 and the voltage V3, and outputs a signal corresponding to the comparison result. That is, when the voltage V1 is larger than the voltage V3, the output voltage (hereinafter referred to as an output signal) TL1 is set to Low, and when the voltage V1 is smaller than the voltage V3, the output signal TL1 is set to High. .

論理回路52(本発明の第2信号生成手段に相当)では、アンプA4(本発明の第4電流電圧変換手段に相当)が、BD23L2の出力電流の増幅と電流−電圧変換を行う。アンプA4が出力した電圧V5はコンパレータCP2(本発明の第2比較手段に相当)に入力される。また、アンプA3(本発明の第3電流電圧変換手段に相当)が、BD23L1の出力電流の増幅と電流−電圧変換を行う。アンプA3が出力した電圧V4には基準バイアス電圧E2(本発明の第2バイアス手段に相当)が加えられて、電圧V6(=V4+E)がコンパレータCP2に入力される。コンパレータCP2は、電圧V5と、電圧V6と、を比較し、比較結果に応じた信号を出力する。すなわち、電圧V5の方が電圧V6よりも大きいときに、出力電圧(以下、出力信号と称する。)TL2をLowとし、電圧V5の方が電圧V6よりも小さいときに、出力信号TL2をHighとする。   In the logic circuit 52 (corresponding to the second signal generating means of the present invention), the amplifier A4 (corresponding to the fourth current-voltage converting means of the present invention) performs amplification and current-voltage conversion of the output current of the BD23L2. The voltage V5 output from the amplifier A4 is input to the comparator CP2 (corresponding to the second comparison means of the present invention). Also, the amplifier A3 (corresponding to the third current / voltage converting means of the present invention) performs amplification and current-voltage conversion of the output current of the BD23L1. The reference bias voltage E2 (corresponding to the second bias means of the present invention) is added to the voltage V4 output from the amplifier A3, and the voltage V6 (= V4 + E) is input to the comparator CP2. The comparator CP2 compares the voltage V5 and the voltage V6, and outputs a signal corresponding to the comparison result. That is, when the voltage V5 is larger than the voltage V6, the output voltage (hereinafter referred to as an output signal) TL2 is set to Low, and when the voltage V5 is smaller than the voltage V6, the output signal TL2 is set to High. To do.

論理回路51で生成された出力信号TL1と論理回路52で生成された出力信号TL2は、選択部55(本発明の選択手段に相当)に送られる。   The output signal TL1 generated by the logic circuit 51 and the output signal TL2 generated by the logic circuit 52 are sent to the selection unit 55 (corresponding to the selection means of the present invention).

上記の各論理回路の動作について、模式的に図7を用いて説明する。   The operation of each of the above logic circuits will be schematically described with reference to FIG.

図7(A)に示すように、コンパレータCP1に入力される電圧波形は、BD23L2の出力電流を増幅・変換・バイアスした電圧V3が先に入力され、その後、BD23L1の出力電流を増幅・変換した電圧V1が入力される。そして、コンパレータCP1からの出力信号TL1は、電圧V1が電圧V3よりも大きな期間にLowになる。   As shown in FIG. 7A, the voltage waveform input to the comparator CP1 is the voltage V3 obtained by amplifying, converting, and biasing the output current of the BD23L2, and then amplifying and converting the output current of the BD23L1. The voltage V1 is input. The output signal TL1 from the comparator CP1 is Low during a period in which the voltage V1 is greater than the voltage V3.

図7(B)に示すように、レーザビームLBのB方向走査時には、コンパレータCP2には、BD23L2の出力電流を増幅・変換した電圧V5が先に入力され、その後、BD23L1の出力電流を増幅・変換・バイアスした電圧V6が入力される。このとき、コンパレータCP2の出力信号TL2は、電圧V5が電圧V6よりも大きな期間にLowになる。   As shown in FIG. 7B, when the laser beam LB is scanned in the B direction, the voltage V5 obtained by amplifying and converting the output current of the BD23L2 is first input to the comparator CP2, and then the output current of the BD23L1 is amplified and converted. The converted and biased voltage V6 is input. At this time, the output signal TL2 of the comparator CP2 becomes Low during a period in which the voltage V5 is larger than the voltage V6.

図7(C)に示すようにコンパレータCP1に入力される電圧波形は、BD23L1の出力電流を増幅・変換した電圧V1が先に入力され、その後、BD23L2の出力電流を増幅・変換・バイアスした電圧V3が入力される。このとき、コンパレータCP1からの出力信号TL1は、電圧V1が電圧V3よりも大きな期間にLowになる。   As shown in FIG. 7C, the voltage waveform input to the comparator CP1 is the voltage obtained by first amplifying and converting the output current of the BD23L1 and then amplifying, converting and biasing the output current of the BD23L2. V3 is input. At this time, the output signal TL1 from the comparator CP1 becomes Low during a period in which the voltage V1 is larger than the voltage V3.

図7(D)に示すように、レーザビームのA方向走査時には、コンパレータCP2に入力される電圧波形は、BD23L1の出力電流を増幅・変換・バイアスした電圧V6が先に入力され、その後、BD23L2の出力電流を増幅・変換した電圧V5が入力される。このとき、コンパレータCP2からの出力信号TL2は、電圧V5が電圧V6よりも大きな期間にLowになる。   As shown in FIG. 7D, when the laser beam is scanned in the A direction, a voltage V6 obtained by amplifying, converting, and biasing the output current of the BD23L1 is first input as the voltage waveform input to the comparator CP2, and then the BD23L2 A voltage V5 obtained by amplifying and converting the output current is input. At this time, the output signal TL2 from the comparator CP2 becomes Low during a period in which the voltage V5 is larger than the voltage V6.

論理回路51および論理回路52で検出したいタイミングは、コンパレータCP1およびコンパレータCP2の2つの入力電圧が共に変化しながら大小関係が入れ替わる(同じ値になる)ときである。これは、BD23L1とBD23L2の間のある位置をレーザビームが通過するときであり、図7(A)、図7(B)における入力電圧曲線の交点C1と交点C4である。   The timing to be detected by the logic circuit 51 and the logic circuit 52 is when the magnitude relationship is switched (becomes the same value) while the two input voltages of the comparators CP1 and CP2 change together. This is when the laser beam passes through a certain position between BD23L1 and BD23L2, and is an intersection C1 and an intersection C4 of the input voltage curve in FIGS. 7A and 7B.

また、図7(A)〜図7(D)には、レーザビームのスポットが変化して、スポット径が大きいときとスポット径が小さいときを示している。本発明では、図1に示したようにBD23L1とBD23L2を隣接して設置している。そのため、図7に示したように、各ビーム検知センサを走査するレーザビームLBの光量が変化しても、コンパレータで2つの入力電圧の大きさが入れ替わったことを検出するタイミング(以下、交点検出タイミングと称する。)の時間のずれは殆ど問題にならないほど僅かである。したがって、この交点検出タイミングを基準として、潜像の形成開始位置を決定することで、光量の変化に起因する走査開始位置のずれ発生を抑制できる。つまり、隣接する2つのビーム検知センサの出力を用いることで、レーザビームLBの検知タイミングの精度を向上させることができる。   FIGS. 7A to 7D show the case where the spot of the laser beam is changed and the spot diameter is large and the spot diameter is small. In the present invention, as shown in FIG. 1, BD23L1 and BD23L2 are installed adjacent to each other. Therefore, as shown in FIG. 7, even when the light quantity of the laser beam LB that scans each beam detection sensor changes, the timing at which the comparator detects that the magnitudes of the two input voltages are interchanged (hereinafter referred to as intersection detection). The time deviation of the timing is so small that it hardly causes a problem. Therefore, by determining the formation start position of the latent image with reference to the intersection detection timing, it is possible to suppress the occurrence of the shift of the scan start position due to the change in the light amount. That is, the accuracy of the detection timing of the laser beam LB can be improved by using the outputs of two adjacent beam detection sensors.

なお、BD23L1とBD23L2を隣接して設置しているが、レーザビームのスポットの大きさが変化してもコンパレータCP1およびコンパレータCP2の2つの入力電圧が共に変化しながら大小関係が入れ替わる(同じ値になる)のであれば、各ビーム検知センサを隣接させずに若干隙間を設けても良い。   Although BD23L1 and BD23L2 are installed adjacent to each other, even if the spot size of the laser beam changes, the two input voltages of the comparator CP1 and the comparator CP2 change together and the magnitude relationship changes (the same value). In this case, a slight gap may be provided without adjacent the beam detection sensors.

コンパレータCP1およびコンパレータCP2は、2つの入力電圧の大きさが入れ替わると出力信号TL1および出力信号TL2をLowからHigh、またはHighからLowに切り替える。そのため、図7に示す入力電圧の曲線の交点C1〜交点C8では、出力信号が立ち下がるか、または立ち上がる。図6に示した回路構成では、論理回路51〜論理回路52が有するコンパレータCP1〜コンパレータCP2の特性上、出力信号が立ち上がるときはジッタが大きい。つまり、出力信号が立ち下がるときを利用する方が精度が良いので、ここでは、コンパレータの出力信号の立ち下がりをトリガ信号として利用する場合に関して説明する。なお、コンパレータの出力信号の立ち上がりを立ち下がりと同程度の精度にしたい場合、図6中の回路に、コンパレータの立ち上がり特性を改善する回路を付加すれば良い。   Comparators CP1 and CP2 switch output signal TL1 and output signal TL2 from Low to High or from High to Low when the magnitudes of the two input voltages are switched. Therefore, the output signal falls or rises at the intersections C1 to C8 of the input voltage curve shown in FIG. In the circuit configuration shown in FIG. 6, the jitter is large when the output signal rises due to the characteristics of the comparators CP1 to CP2 included in the logic circuits 51 to 52. That is, since it is more accurate to use the time when the output signal falls, here, a case where the falling edge of the output signal of the comparator is used as a trigger signal will be described. If it is desired to make the rise of the output signal of the comparator as accurate as the fall, a circuit for improving the rise characteristic of the comparator may be added to the circuit in FIG.

なお、上記のように論理回路51〜論理回路52において、一方のアンプの出力に基準バイアスを加えることで、ビーム検知センサ群23のいずれかがノイズを出力した場合に、コンパレータが誤検出するのを防止できる。   In addition, in the logic circuit 51 to the logic circuit 52 as described above, when any of the beam detection sensor groups 23 outputs noise by adding a reference bias to the output of one amplifier, the comparator erroneously detects. Can be prevented.

また、上記のように、BD23L1とBD23L2の出力電流が、論理回路51および論理回路52に入力されるように構成することで、レーザビームLBの検知タイミングの精度を向上させることができる。   Further, as described above, by configuring the output currents of the BD 23L1 and the BD 23L2 to be input to the logic circuit 51 and the logic circuit 52, it is possible to improve the accuracy of the detection timing of the laser beam LB.

なお、例えば論理回路51の場合、図7(A)に示したように、B方向走査時には、コンパレータCP1の出力信号が立ち下がるのは、BD23L1とBD23L2の出力信号が共に変化しながら大小関係が入れ替わる(同じ値になる)ときである。しかし、A方向走査時には、コンパレータCP1の出力信号が立ち下がるのは、BD23L2の出力信号が一定でBD23L1の出力信号が変化しながら大小関係が入れ替わる(同じ値になる)ときである。つまり、BD23L1とBD23L2の間のある位置をレーザビームLBが通過するときではない。そのため、A方向走査時とB方向走査時の両方でコンパレータの出力信号の立ち下がりを検出するためには、2つの論理回路を対称的に構成する必要がある。   For example, in the case of the logic circuit 51, as shown in FIG. 7A, the output signal of the comparator CP1 falls during the scanning in the B direction because the output signals of the BD23L1 and BD23L2 change together. It is time to change (become the same value). However, at the time of scanning in the A direction, the output signal of the comparator CP1 falls when the output signal of the BD23L2 is constant and the magnitude relationship is switched while the output signal of the BD23L1 changes (becomes the same value). That is, it is not when the laser beam LB passes through a certain position between BD23L1 and BD23L2. For this reason, in order to detect the falling edge of the output signal of the comparator both during the A-direction scanning and during the B-direction scanning, it is necessary to configure the two logic circuits symmetrically.

次に、PWM制御部47と選択制御部56の出力信号について説明する。図8に示すように、選択制御部56が選択部55に出力する信号SEL1と信号SEL2は、いずれも、High−Lowの2値信号である。信号SEL1は、走査位相T2の開始時点(図8中の点P4)でHighに切り替わり、走査位相T1の開始時点(図8中の点P2)でLowに切り替わる。また、信号SEL2は、走査位相T2の期間のゼロクロス点(図8中の点P1)でHighに切り替わり、走査位相T1の期間のゼロクロス点(図8中の点P3)でLowに切り替わる。なお、信号VC1と信号VC2から信号SEL1と信号SEL2を生成するのは、ゼロクロス回路で行っている。   Next, output signals of the PWM control unit 47 and the selection control unit 56 will be described. As shown in FIG. 8, the signal SEL1 and the signal SEL2 output from the selection control unit 56 to the selection unit 55 are both high-low binary signals. The signal SEL1 switches to High at the start time of the scanning phase T2 (point P4 in FIG. 8), and switches to Low at the start time of the scanning phase T1 (point P2 in FIG. 8). Further, the signal SEL2 switches to High at the zero cross point (point P1 in FIG. 8) during the scanning phase T2, and switches to Low at the zero cross point (point P3 in FIG. 8) during the scanning phase T1. The signal SEL1 and the signal SEL2 are generated from the signal VC1 and the signal VC2 by a zero cross circuit.

図8の論理表に示すように、選択部55は、信号SEL1と信号SEL2がともにHigh(図8では1と表記、以下同様)のときに論理回路51の出力信号TL1を選択する。信号SEL1がLow(図8では0と表記、以下同様)で信号SEL2がHighのときに論理回路52の出力信号TL2を選択する。信号SEL1と信号SEL2がともにLowのときに論理回路51の出力信号TL1を選択する。信号SEL1がHighで信号SEL2がLowのときに論理回路52の出力信号TL2を選択する。そして、選択部55は、選択した信号を計時部43に出力する。   As shown in the logic table of FIG. 8, the selection unit 55 selects the output signal TL1 of the logic circuit 51 when both the signal SEL1 and the signal SEL2 are High (indicated as 1 in FIG. 8, the same applies hereinafter). The output signal TL2 of the logic circuit 52 is selected when the signal SEL1 is Low (indicated as 0 in FIG. 8, the same applies hereinafter) and the signal SEL2 is High. When both the signal SEL1 and the signal SEL2 are Low, the output signal TL1 of the logic circuit 51 is selected. When the signal SEL1 is High and the signal SEL2 is Low, the output signal TL2 of the logic circuit 52 is selected. Then, the selector 55 outputs the selected signal to the timer 43.

PWM制御部47は、MEMS駆動部33を制御するクロック1とクロック2をMEMS駆動部33に出力する。クロック1およびクロック2は、PWM信号である。   The PWM control unit 47 outputs the clock 1 and the clock 2 for controlling the MEMS driving unit 33 to the MEMS driving unit 33. Clock 1 and clock 2 are PWM signals.

PWM制御部47は、ある走査位相T1中で決定した走査位相T1のPWM制御値(クロック1のデューティ比を設定する値)を、次の走査位相T1でのPWM制御値として使用する。これは、走査位相T1用の制御値が決定する時点が、走査位相T1のクロック(クロック1)が出力された後なので、この決定した制御値を走査位相T1中で変更すると、期間TIMGの途中でクロック1のデューティを変更することになる。そのため、適切な制御が行えなくなり、画質に影響が出るからである。 The PWM control unit 47 uses the PWM control value of the scanning phase T1 determined during a certain scanning phase T1 (value for setting the duty ratio of the clock 1) as the PWM control value at the next scanning phase T1. This is because the time when the control value for the scanning phase T1 is determined is after the clock (clock 1) of the scanning phase T1 is output. Therefore, if the determined control value is changed in the scanning phase T1, the control value for the period T IMG On the way, the duty of the clock 1 is changed. Therefore, appropriate control cannot be performed, and the image quality is affected.

また、PWM制御部47は、ある走査位相T2中で決定した走査位相T2用のPWM制御値(クロック2のデューティ比を設定する値)も同様に、次の走査位相T2で制御値として使用する。PWM制御部47は、上記のように処理を行うために、比較部45から受け取った制御値RVに基づいて生成したPWM制御値を一時的に記憶しておくメモリ47M(本発明の記憶手段に相当)を備えている。   Similarly, the PWM control unit 47 uses a PWM control value for the scanning phase T2 determined in a certain scanning phase T2 (a value for setting the duty ratio of the clock 2) as a control value in the next scanning phase T2. . In order to perform the processing as described above, the PWM control unit 47 temporarily stores a PWM control value generated based on the control value RV received from the comparison unit 45 (in the storage unit of the present invention). Equivalent).

PWM制御部47は、比較部45から制御値RVを受け取ると、記憶部49に格納されたルックアップテーブルを参照して、その制御値RVに応じて、クロック1またはクロック2(PWM信号)のデューティ比を設定(調整)する値であるPWM制御値を算出する。そして、PWM制御部47は、このPWM制御値をメモリ47Mに一時的に記憶させる。また、PWM制御部47は、制御部9から制御信号を受け取ると、メモリ47MからPWM制御値を読み出して、デューティ比を調整したクロック1またはクロック2を出力する。   When the PWM control unit 47 receives the control value RV from the comparison unit 45, the PWM control unit 47 refers to the lookup table stored in the storage unit 49 and determines the clock 1 or clock 2 (PWM signal) according to the control value RV. A PWM control value that is a value for setting (adjusting) the duty ratio is calculated. The PWM control unit 47 temporarily stores the PWM control value in the memory 47M. Further, when receiving the control signal from the control unit 9, the PWM control unit 47 reads the PWM control value from the memory 47M and outputs the clock 1 or the clock 2 with the adjusted duty ratio.

PWM制御部47は、走査位相T1のときには、クロック1を出力し、クロック2は出力せず、走査位相T2のときには、クロック2を出力し、クロック1は出力しない。クロック1およびクロック2は、図8のVC1と同位相の電圧から生成される。この電圧は、走査MEMS26の駆動電流(偏向ミラー25の回転角と同じ)に対して、同位相である。   The PWM control unit 47 outputs the clock 1 and does not output the clock 2 at the scanning phase T1, and outputs the clock 2 and does not output the clock 1 at the scanning phase T2. Clock 1 and clock 2 are generated from voltages having the same phase as VC1 in FIG. This voltage is in phase with the drive current of the scanning MEMS 26 (same as the rotation angle of the deflection mirror 25).

また、PWM制御部47は、信号VC1(MEMS駆動電圧と同位相)と信号VC2(MEMS駆動電圧よりも90度だけ位相が遅れている)を選択制御部56に出力する。   Further, the PWM control unit 47 outputs the signal VC1 (the same phase as the MEMS drive voltage) and the signal VC2 (the phase is delayed by 90 degrees from the MEMS drive voltage) to the selection control unit 56.

このように、期間TDTと基準時間TTGとを比較してずれを算出し、算出結果に基づいてクロックを調整して、偏向ミラー25の回転角度を調整することで、潜像の形成開始位置のずれ発生を抑制できる。 As described above, the shift is calculated by comparing the period TDT and the reference time TTG , the clock is adjusted based on the calculation result, and the rotation angle of the deflecting mirror 25 is adjusted, thereby starting the formation of the latent image. The occurrence of positional deviation can be suppressed.

また、レーザ走査装置2は、1組のビーム検知センサ群23とビーム反射ミラー24によりレーザビームを検知するシンプルな構成であるので、コストを抑制することができる。また、ビーム反射ミラーを複数設けた場合に比べて、レーザビームの光路の調整が容易である。   Further, since the laser scanning device 2 has a simple configuration in which the laser beam is detected by the one set of beam detection sensor group 23 and the beam reflection mirror 24, the cost can be suppressed. In addition, it is easier to adjust the optical path of the laser beam than when a plurality of beam reflecting mirrors are provided.

次に、MEMS駆動部33の具体的な構成の一例を説明する。図9に示すように、MEMS駆動部33は、抵抗R1〜抵抗R6、トランジスタQ1〜トランジスタQ6、ダイオードD1〜ダイオードD4、およびコンデンサCA1を備えたHブリッジ回路を備えた構成にすると良い。MEMS駆動部33は、駆動入力端子33T1と駆動入力端子33T2でPWM制御部47からのクロックを受けて、駆動出力端子33T3と駆動出力端子33T4から駆動電圧を走査MEMS26に送って、走査MEMS26に取り付けられている偏向ミラー25を駆動する。MEMS駆動部33は、PWM制御部47から受け取ったクロック1およびクロック2を基にして、極性の向きが異なる駆動電流を交互に走査MEMS26のインダクタ272に印加する。これによって、MEMS駆動部33は、インダクタ272に流れる電流の向きを走査位相T1と走査位相T2とで交互に反転させ、それぞれの走査位相中で大きさを調節する。これにより、インダクタ272が巻かれた鉄心271の開口周辺に形成される磁界の向きの反転と磁界の強さとを変化させて、偏向ミラー25を往復回転させる。   Next, an example of a specific configuration of the MEMS drive unit 33 will be described. As shown in FIG. 9, the MEMS drive unit 33 may be configured to include an H bridge circuit including resistors R1 to R6, transistors Q1 to Q6, diodes D1 to D4, and a capacitor CA1. The MEMS drive unit 33 receives the clock from the PWM control unit 47 at the drive input terminal 33T1 and the drive input terminal 33T2, sends the drive voltage from the drive output terminal 33T3 and the drive output terminal 33T4 to the scan MEMS 26, and is attached to the scan MEMS 26. The deflection mirror 25 is driven. The MEMS drive unit 33 alternately applies drive currents having different polar directions to the inductor 272 of the scan MEMS 26 based on the clock 1 and the clock 2 received from the PWM control unit 47. Thereby, the MEMS drive unit 33 alternately reverses the direction of the current flowing through the inductor 272 between the scanning phase T1 and the scanning phase T2, and adjusts the magnitude in each scanning phase. As a result, the deflection mirror 25 is reciprocally rotated by changing the reversal of the direction of the magnetic field formed around the opening of the iron core 271 around which the inductor 272 is wound and the strength of the magnetic field.

なお、上記の説明において、期間TDTをPWM制御値を決定するための時間としたが、これに限るものではなく、期間TIMGをPWM制御値を決定するための時間としても良い。 In the above description, the period T DT is the time for determining the PWM control value, but the present invention is not limited to this, and the period T IMG may be the time for determining the PWM control value.

次に、レーザ走査装置は、図10に示すように構成することも可能である。図10に示すように、レーザ走査装置2Aでは、論理回路51〜論理回路52の出力信号(TL1〜TL2)を選択部55と選択制御部56Aとに入力する構成である。また、図11に示すように、選択制御部56は、論理回路51〜論理回路52の出力信号の立ち上がり部を検出したことを基にして、選択部55が論理回路の出力信号の選択を切り変えるように構成する。すなわち、選択制御部56Aは、論理回路51の出力信号TL1が一時的にHighからLowに切り替わると、信号SEL1をHigh(図11では1と表記、以下同様。)に切り替える。選択制御部56Aは、論理回路52の出力信号TL2が一時的にHighからLowに切り替わると、信号SEL1をLow(図11では0と表記、以下同様)に切り替える。   Next, the laser scanning device can be configured as shown in FIG. As shown in FIG. 10, the laser scanning device 2 </ b> A is configured to input output signals (TL <b> 1 to TL <b> 2) of the logic circuit 51 to the logic circuit 52 to the selection unit 55 and the selection control unit 56 </ b> A. Further, as shown in FIG. 11, the selection control unit 56 switches the selection of the output signal of the logic circuit based on the detection of the rising portion of the output signal of the logic circuit 51 to the logic circuit 52. Configure to change. That is, when the output signal TL1 of the logic circuit 51 is temporarily switched from High to Low, the selection control unit 56A switches the signal SEL1 to High (indicated as 1 in FIG. 11, the same applies hereinafter). When the output signal TL2 of the logic circuit 52 temporarily switches from High to Low, the selection control unit 56A switches the signal SEL1 to Low (indicated as 0 in FIG. 11, the same applies hereinafter).

したがって、図11の論理表に示すように、選択部55は、信号SEL1がHighのときに論理回路52の出力信号TL2を選択する。また、選択部55は、信号SEL1がLowのときに論理回路51の出力信号TL1選択する。   Therefore, as shown in the logic table of FIG. 11, the selection unit 55 selects the output signal TL2 of the logic circuit 52 when the signal SEL1 is High. The selection unit 55 selects the output signal TL1 of the logic circuit 51 when the signal SEL1 is Low.

その他の各部の動作は、図3に基づいて説明したレーザ走査装置2と同様である。   The operation of other parts is the same as that of the laser scanning device 2 described with reference to FIG.

なお、図7に示した交点C4と交点C6のように、コンパレータの出力信号の立ち上がりを検知用の信号として用いる場合、この出力信号の立ち上がりの検出時点で論理回路の出力信号の選択を切り替えると、信号処理に時間的な余裕が無い可能性がある。この場合には、出力信号の立ち上がりを検知してから信号処理に必要な時間を計時するタイマを設けて、このタイマで計時を行い、タイマが計時を完了したら、論理回路の出力信号の選択を切り替えるように構成すれば良い。また、図11に示す論理表のように、選択部55が論理回路51〜論理回路52のいずれかが出力する信号を選択するように構成すれば良い。   When the rising edge of the output signal of the comparator is used as a detection signal as in the intersection C4 and the intersection C6 shown in FIG. 7, the selection of the output signal of the logic circuit is switched at the time of detection of the rising edge of the output signal. There is a possibility that there is no time margin for signal processing. In this case, a timer that measures the time required for signal processing after detecting the rising edge of the output signal is provided, and the timer measures the time. When the timer completes timing, select the output signal of the logic circuit. What is necessary is just to comprise so that it may switch. Further, as in the logic table shown in FIG. 11, the selection unit 55 may be configured to select a signal output from any of the logic circuits 51 to 52.

このように構成した場合も、図3に示したレーザ走査装置2と同様に、レーザビームのスポットが変形しても、選択した信号の交点検知タイミングは殆ど変化しないので、レーザビームによる潜像の形成開始位置のずれを抑制できる。   Even in such a configuration, as in the laser scanning device 2 shown in FIG. 3, even if the spot of the laser beam is deformed, the intersection detection timing of the selected signal hardly changes. The shift of the formation start position can be suppressed.

なお、本実施形態では、本発明に係る光走査装置を、感光体ドラム5上に静電潜像を形成するレーザ走査装置に適用しているが、本発明に係る光走査装置は、これに限らず、光で被走査体を往復走査する光走査装置であれば適用できる。例えば、感光フィルムに潜像を形成する光走査装置にも適用することができる。   In this embodiment, the optical scanning device according to the present invention is applied to a laser scanning device that forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 5, but the optical scanning device according to the present invention is applied to this. The present invention is not limited to this, and any optical scanning device that reciprocally scans the scanning target with light can be applied. For example, the present invention can be applied to an optical scanning device that forms a latent image on a photosensitive film.

なお、上記の説明では、画像形成装置1の制御部9が、画像の書き出しタイミングを設定するものとしたが、レーザ走査装置2(2A)にサブ制御部を設けて、このサブ制御部が画像の書き出しタイミングを設定するようにしても良い。   In the above description, the control unit 9 of the image forming apparatus 1 sets the image writing timing. However, the sub-control unit is provided in the laser scanning device 2 (2A), and the sub-control unit is configured as an image. You may make it set the writing start timing.

なお、ビーム検知センサ群23を感光体ドラム5の左側面5L側に設置した場合について説明したが、これに限るものではなく、感光体ドラム5の右側面5R側にビーム検知センサ群を設置し、感光体ドラム5の左側面5L側にビーム反射ミラーを設置しても良い。   Although the case where the beam detection sensor group 23 is installed on the left side 5L side of the photosensitive drum 5 has been described, the present invention is not limited to this, and the beam detection sensor group is installed on the right side 5R side of the photosensitive drum 5. A beam reflecting mirror may be installed on the left side surface 5L side of the photosensitive drum 5.

1…画像形成装置 2,2A…レーザ走査装置 3…レーザ走査制御部 5…感光体ドラム 7…現像器 9…制御部 21…レーザダイオード 22…アークサインレンズ 23…ビーム検知センサ群 23L1,23L2…ビーム検知センサ 24…ビーム反射ミラー 25…偏向ミラー 26…走査MEMS 27…ミラー駆動部 31…信号処理部 33…MEMS駆動部 41…信号選択部 43…計時部 45…比較部 47…PWM制御部 47M…メモリ 49…記憶部 51,52…論理回路 55…選択部 56…選択制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus 2, 2A ... Laser scanning device 3 ... Laser scanning control part 5 ... Photosensitive drum 7 ... Developing device 9 ... Control part 21 ... Laser diode 22 ... Arc sine lens 23 ... Beam detection sensor group 23L1, 23L2 ... Beam detection sensor 24 ... Beam reflection mirror 25 ... Deflection mirror 26 ... Scanning MEMS 27 ... Mirror drive unit 31 ... Signal processing unit 33 ... MEMS drive unit 41 ... Signal selection unit 43 ... Timing unit 45 ... Comparison unit 47 ... PWM control unit 47M ... Memory 49 ... Storage 51,52 ... Logic circuit 55 ... Selection unit 56 ... Selection control unit

Claims (4)

偏向ミラーで光ビームを第1走査方向および第2走査方向に往復させて、被走査体の走査領域を含む走査範囲を走査する光走査装置において、
隣接して配置された第1検知手段および第2検知手段を有し、前記光ビームの走査範囲における一方の端部であって前記走査領域外に配置され、前記光ビームの光量に応じて変化する信号を出力する検知手段群と、
前記光ビームの走査範囲における他方の端部であって前記走査領域外に配置され、前記光ビームの走査角に応じて前記検知手段群の異なる位置に光ビームを反射するビーム反射手段と、
前記第1検知手段および第2検知手段の出力信号の大小関係が入れ替わるときにトリガ信号を出力する交点検出手段と、
前記トリガ信号に基づいて、前記光ビームの射出を開始するタイミングを決定する位置設定手段と、
前記交点検出手段がトリガ信号を出力する間隔を計測し、この間隔の測定値と基準値とを比較して、前記偏向ミラーの走査範囲を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする光走査装置。
In an optical scanning device that scans a scanning range including a scanning region of a scanning object by reciprocating a light beam in a first scanning direction and a second scanning direction by a deflection mirror,
The first detection means and the second detection means are arranged adjacent to each other, are arranged at one end in the scanning range of the light beam and outside the scanning area, and change according to the light amount of the light beam. Detection means group for outputting a signal to be
A beam reflecting means that is disposed at the other end in the scanning range of the light beam and outside the scanning area, and reflects the light beam at a different position of the detection means group according to a scanning angle of the light beam;
An intersection detection means for outputting a trigger signal when the magnitude relationship between the output signals of the first detection means and the second detection means is switched;
Position setting means for determining the timing of starting the emission of the light beam based on the trigger signal;
Drive control means for measuring the interval at which the intersection detection means outputs a trigger signal, comparing the measured value of this interval with a reference value, and controlling the scanning range of the deflection mirror;
An optical scanning device comprising:
前記交点検出手段は、
前記第1検知手段の出力電流を電圧に変換する第1電流電圧変換手段と、前記第2検知手段の出力電流を電圧に変換する第2電流電圧変換手段と、前記第2電流電圧変換手段の出力電圧にバイアス電圧を加える第1バイアス手段と、前記第1電流電圧変換手段が出力した電圧と前記第1バイアス手段が出力した電圧との比較結果に応じた信号を出力する第1比較手段と、を有する第1信号生成手段と、
前記第1検知手段の出力電流を電圧に変換する第3電流電圧変換手段と、前記第2検知手段の出力電流を電圧に変換する第4電流電圧変換手段と、前記第3電流電圧変換手段の出力電圧にバイアス電圧を加える第2バイアス手段と、前記第4電流電圧変換手段が出力した電圧と前記第2バイアス手段が出力した電圧との比較結果に応じた信号を出力する第2比較手段と、を有する第2信号生成手段と、
前記第1信号生成手段の出力信号と、前記第2信号生成手段の出力信号と、を前記光ビームの走査方向に応じて選択する選択手段と、
を備えた請求項1に記載の光走査装置。
The intersection detection means includes:
A first current-voltage conversion unit that converts an output current of the first detection unit into a voltage; a second current-voltage conversion unit that converts an output current of the second detection unit into a voltage; and a second current-voltage conversion unit. First bias means for applying a bias voltage to the output voltage, and first comparison means for outputting a signal according to a comparison result between the voltage output from the first current-voltage conversion means and the voltage output from the first bias means. First signal generating means comprising:
A third current-voltage converting means for converting the output current of the first detecting means into a voltage; a fourth current-voltage converting means for converting the output current of the second detecting means into a voltage; and a third current-voltage converting means. Second bias means for adding a bias voltage to the output voltage; second comparison means for outputting a signal corresponding to a comparison result between the voltage output from the fourth current-voltage conversion means and the voltage output from the second bias means; Second signal generating means comprising:
Selecting means for selecting an output signal of the first signal generating means and an output signal of the second signal generating means according to a scanning direction of the light beam;
The optical scanning device according to claim 1, further comprising:
前記偏向ミラーの走査範囲を補正する補正値を記憶する記憶手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記測定値と基準値とを比較する毎に、前記補正値を算出して前記記憶手段に記憶させ、
前記光ビームが前記走査領域外を走査しているときに、前記補正値を読み出して前記偏向ミラーの走査範囲を制御する請求項1または2に記載の光走査装置。
Storage means for storing a correction value for correcting the scanning range of the deflection mirror;
The drive control unit calculates the correction value and stores it in the storage unit each time the measured value is compared with a reference value.
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein when the light beam is scanning outside the scanning region, the correction value is read to control a scanning range of the deflection mirror. 4.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光走査装置を備えた画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016090758A (en) * 2014-11-04 2016-05-23 シャープ株式会社 Optical scanner and image forming apparatus

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