JP4701903B2

JP4701903B2 - Optical scanning apparatus and method for controlling the apparatus

Info

Publication number: JP4701903B2
Application number: JP2005224945A
Authority: JP
Inventors: 晃宏五味; 雄二郎野村; 健井熊
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-08-03
Also published as: JP2007041257A

Description

この発明は、振動ミラーを用いて光ビームを偏向して主走査方向に走査させる光走査装置および該装置の制御方法に関するものである。 The present invention relates to an optical scanning device that deflects a light beam using a vibrating mirror and scans it in the main scanning direction, and a control method of the device.

従来から偏向器として、マイクロマシニング技術を利用して製造した共振型の振動ミラーを使用した光走査装置が提案されている。この振動ミラーは駆動軸回りに振動可能に構成された偏向ミラー面を有しており、外部から与えられる駆動信号に応じて偏向ミラー面を正弦振動させることで偏向ミラー面に入射する光ビームを主走査方向に偏向させる。また、光走査装置では、所定位置に光検出センサが設けられており、光ビームの走査範囲の一端（最大振幅付近）を通過する光ビームを検出可能となっている。そして、該光検出センサからの出力信号に基づき駆動信号を制御して光ビームの振幅角を所定値に調整する、いわゆる振幅制御を行っている。したがって、振幅制御を行うためには光検出センサに走査光ビームが入射する、つまり光ビームの最大振幅角が光検出センサの配設位置に対応する角度以上となるように振動ミラーを駆動させる必要がある。そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、予め設定した初期駆動電流（駆動制御量）の駆動信号を与えて共振型アクチュエータ（本願発明の「振動ミラー」に相当）を駆動する。そして、フォトダイオード（光検出センサなどの検出手段）によりレーザビームが検出されるまで、駆動信号の電流設定値を徐々に増加させている。そして、レーザビームの検出後に、該検出結果に基づきレーザビームの振幅制御を行っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an optical scanning device using a resonance type oscillating mirror manufactured using a micromachining technique as a deflector. This oscillating mirror has a deflecting mirror surface configured to be able to vibrate around the drive axis, and a light beam incident on the deflecting mirror surface is generated by sine-vibrating the deflecting mirror surface according to a driving signal given from the outside. Deflection in the main scanning direction. In the optical scanning device, a light detection sensor is provided at a predetermined position, and a light beam passing through one end (near the maximum amplitude) of the light beam scanning range can be detected. Then, so-called amplitude control is performed in which the drive signal is controlled based on the output signal from the light detection sensor to adjust the amplitude angle of the light beam to a predetermined value. Therefore, in order to perform amplitude control, it is necessary to drive the vibrating mirror so that the scanning light beam enters the light detection sensor, that is, the maximum amplitude angle of the light beam is equal to or larger than the angle corresponding to the position where the light detection sensor is disposed. There is. Therefore, for example, in the apparatus described in Patent Document 1, a drive signal of a preset initial drive current (drive control amount) is given to drive a resonance type actuator (corresponding to the “vibrating mirror” of the present invention). The current setting value of the drive signal is gradually increased until the laser beam is detected by a photodiode (detection means such as a light detection sensor). Then, after detecting the laser beam, the amplitude of the laser beam is controlled based on the detection result.

特開２００３−１４００７８号公報（[0041]〜[0043]、図７）JP 2003-140078 ([0041] to [0043], FIG. 7)

上記したように、従来装置では、光源から光ビームを射出させるとともに、振動ミラーにより偏向される光ビームを光検出センサで検出することで振動ミラーの振幅角が振幅制御可能となる程度まで増大していることを確認している。これは、(1)光源から光ビームが射出される、および(2)光検出センサが正常に作動している、という２つの前提条件下に成立する。したがって、光源や光検出センサの故障あるいはノイズによる影響などを受けると、振動ミラーの振幅角が光検出センサの配設位置に対応する角度以上となっているにもかかわらず、光検出センサから光ビームの検出信号が出力されないことがある。この場合、光検出センサからの出力信号に基づく振幅制御に移行することができず、振動ミラーをさらに加振させて破壊させてしまうことがある。したがって、振動ミラーを所定の振幅角以上に作動させた後に振幅制御する光走査装置では、何らかの要因で光検出センサから光ビームの検出信号が適正に出力されない場合には、振動ミラーが破壊限界角まで振動するのを確実に防止することが非常に重要となる。 As described above, in the conventional apparatus, the light beam is emitted from the light source, and the light beam deflected by the vibration mirror is detected by the light detection sensor, so that the amplitude angle of the vibration mirror is increased to the extent that the amplitude can be controlled. Make sure that This is established under two preconditions: (1) the light beam is emitted from the light source, and (2) the light detection sensor is operating normally. Therefore, when the light source or the light detection sensor is damaged or affected by noise, the vibration angle from the light detection sensor is increased even though the amplitude angle of the vibration mirror is equal to or larger than the angle corresponding to the position of the light detection sensor. The beam detection signal may not be output. In this case, it is not possible to shift to amplitude control based on the output signal from the light detection sensor, and the vibrating mirror may be further vibrated and destroyed. Therefore, in an optical scanning device that controls the amplitude after operating the oscillating mirror at a predetermined amplitude angle or more, if the detection signal of the light beam is not properly output from the light detection sensor for some reason, the oscillating mirror is It is very important to surely prevent vibrations from occurring.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、振動ミラーにより走査される光ビームを光検出センサなどの検出手段で検出することで光源からの光ビームの射出および該振動ミラーの駆動を確認する光走査装置において、振動ミラーが破壊されるのを未然に防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and detects the light beam scanned by the vibration mirror by a detection means such as a light detection sensor to confirm the emission of the light beam from the light source and the driving of the vibration mirror. An object of the present invention is to prevent the vibration mirror from being broken in the optical scanning device.

この発明は、主走査方向において所定幅の有効走査領域上に光ビームを走査させる光走査装置であって、上記目的を達成するため、光ビームを射出する光源と、主走査方向とほぼ直交する駆動軸回りに共振振動する振動ミラーを有し、該振動ミラーによって光源から射出された光ビームを偏向して、有効走査領域に対応する第１走査範囲を含むとともに該第１走査範囲を超える,第２走査範囲で光ビームを走査する偏向手段と、第２走査範囲内で、かつ第１範囲領域を外れた位置を移動する走査光ビームを検出して信号を出力する検出手段と、振動ミラーの共振周波数を調整する共振周波数調整手段と、検出手段からの出力信号により光源からの光ビームの射出を確認するとともに、出力信号に基づき振動ミラーを制御して振動ミラーの振幅を調整する制御手段とを備え、振動ミラーは、第１振幅角以上の振幅角で振動することで検出手段による光ビームの検出を可能とし、振幅角が第１振幅角よりも大きな第２振幅角を超えると破壊され、振動ミラーの駆動開始から振動ミラーの振幅角が第１振幅角および第２振幅角に達するまでにそれぞれ第１時間および第２時間がかかり、
制御手段は、振動ミラーの駆動を開始してから第１時間以上でかつ第２時間未満の間で設定された所定時間が経過するまでに検出手段から信号が出力されなかったときには振動ミラーの駆動を停止し、検出手段からの出力信号がなかったことにより振動ミラーの駆動を停止させたとき、共振周波数調整手段を制御して振動ミラーの共振周波数を変更した上で、振動ミラーの駆動を再度開始することを特徴としている。 The present invention is an optical scanning device that scans a light beam over an effective scanning region having a predetermined width in the main scanning direction. In order to achieve the above object, the light source that emits the light beam is substantially orthogonal to the main scanning direction. A vibration mirror that resonates and oscillates around the drive axis, deflects the light beam emitted from the light source by the vibration mirror, and includes a first scanning range corresponding to the effective scanning region and exceeding the first scanning range; Deflection means for scanning a light beam in the second scanning range; detection means for detecting a scanning light beam that moves within the second scanning range and out of the first range region; and outputs a signal; and a vibrating mirror The resonance frequency adjustment means for adjusting the resonance frequency of the light source and the output signal from the detection means confirm the emission of the light beam from the light source and control the vibration mirror based on the output signal to adjust the amplitude of the vibration mirror. A control means for adjusting, and the vibrating mirror vibrates at an amplitude angle greater than or equal to the first amplitude angle, thereby enabling detection of the light beam by the detecting means, and a second amplitude angle having an amplitude angle larger than the first amplitude angle. Is exceeded, and it takes a first time and a second time from the start of driving the vibrating mirror until the amplitude angle of the vibrating mirror reaches the first amplitude angle and the second amplitude angle, respectively.
The control means drives the oscillating mirror when no signal is output from the detecting means until a predetermined time set between the first time and the second time elapses after the driving of the oscillating mirror is started. When the driving of the vibrating mirror is stopped due to the absence of an output signal from the detecting means, the resonant frequency adjusting means is controlled to change the resonant frequency of the vibrating mirror, and the driving of the vibrating mirror is performed again. It is characterized by starting .

また、この発明は、光源から射出される光ビームを振動ミラーにより主走査方向に偏向して有効走査領域上に光ビームを走査させる光走査装置において、有効走査領域に対応する第１走査範囲を含むとともに該第１走査範囲を超える,第２走査範囲で光ビームを走査するように振動ミラーを駆動しながら、第２走査範囲内で、かつ第１範囲領域を外れた位置を移動する走査光ビームを検出手段により検出することで光源からの光ビームの射出を確認するとともに、出力信号に基づき振動ミラーの振幅を調整する光走査装置の制御方法であって、上記目的を達成するため、振動ミラーは、第１振幅角以上の振幅角で振動することで検出手段による光ビームの検出を可能とし、振幅角が第１振幅角よりも大きな第２振幅角を超えると破壊され、振動ミラーの駆動開始から振動ミラーの振幅角が第１振幅角および第２振幅角に達するまでにそれぞれ第１時間および第２時間がかかるとき、振動ミラーの共振駆動を開始する工程と、振動ミラーの駆動開始から第１時間以上でかつ第２時間未満の間で設定された所定時間が経過するまでに検出手段により光ビームが検出されると、振幅調整を開始する一方、所定時間が経過しても光ビームが検出されなかったときには駆動ミラーの駆動を停止させる工程と、検出手段からの出力信号がなかったことにより振動ミラーの駆動を停止させたとき、共振周波数調整手段を制御して振動ミラーの共振周波数を変更した上で、振動ミラーの駆動を再度開始する工程とを備えたことを特徴としている。
The present invention also provides a first scanning range corresponding to an effective scanning area in an optical scanning device that scans an effective scanning area by deflecting a light beam emitted from a light source in a main scanning direction by a vibrating mirror. Scanning light that moves within the second scanning range and out of the first range region while driving the oscillating mirror so as to scan the light beam in the second scanning range that is included and exceeds the first scanning range It reaffirmed emitted light beam from the light source by detecting by the detecting means of the beam, a method of controlling an optical scanning device for adjusting the amplitude of the vibrating mirror on the basis of the output signal, in order to achieve the above object, the vibration The mirror vibrates at an amplitude angle greater than or equal to the first amplitude angle, thereby enabling detection of the light beam by the detecting means. When the amplitude angle exceeds a second amplitude angle larger than the first amplitude angle, the mirror is broken and vibrated. A step of starting resonance driving of the vibrating mirror when the first and second time are taken from the start of driving of the mirror until the amplitude angle of the vibrating mirror reaches the first amplitude angle and the second amplitude angle, respectively ; When the light beam is detected by the detection means until the predetermined time set between the first time and the second time has elapsed since the start of driving, the amplitude adjustment is started, while the predetermined time has passed. In addition, when the light beam is not detected, the driving of the driving mirror is stopped, and when the driving of the vibrating mirror is stopped due to the absence of the output signal from the detecting means, the resonant frequency adjusting means is controlled to control the vibrating mirror. And a step of restarting the driving of the vibrating mirror after changing the resonance frequency .

このように構成された発明（光走査装置および該装置の制御方法）では、検出手段が所定位置に配設され、第２走査範囲内で、かつ第１範囲領域を外れた位置を移動する走査光ビームを検出して信号を出力する。したがって、光源から光ビームが射出され、しかも検出手段が正常に動作しているときには、検出手段が光ビームを検出することで信号が出力される。そのため、該出力信号に基づき光源からの光ビームの射出を確認することができるとともに、該出力信号による振動ミラーの振幅制御が可能となる。しかしながら、光源や検出手段の故障あるいはノイズによる影響などにより、振動ミラーが振動しているにもかかわらず検出手段から信号が出力されないことがあり、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように振動ミラーをさらに加振して破壊させてしまうことがあった。そこで、この発明では、振動ミラーの駆動開始から所定時間が経過するまでに検出手段により光ビームが検出されると、振幅調整を開始する。一方、所定時間が経過しても光ビームが検出されなかったときには、駆動ミラーの駆動は停止される。したがって、光源や検出手段の故障などが発生して振動ミラーが駆動されているにもかかわず検出手段から信号が出力されていない状況が発生した場合に駆動ミラーの駆動を停止させて振動ミラーの破壊を確実に防止することができる。 In the invention thus configured (optical scanning device and method for controlling the device), the detection means is disposed at a predetermined position, and the scanning moves within the second scanning range and outside the first range region. A light beam is detected and a signal is output. Therefore, when the light beam is emitted from the light source and the detection means is operating normally, the detection means detects the light beam and outputs a signal. Therefore, it is possible to confirm the emission of the light beam from the light source based on the output signal, and it is possible to control the amplitude of the vibrating mirror based on the output signal. However, a signal may not be output from the detection means even though the oscillating mirror vibrates due to a failure of the light source or the detection means or the influence of noise, etc., as described in the section “Problems to be solved by the invention”. As described above, the vibrating mirror may be further vibrated and destroyed. Therefore, according to the present invention, when the light beam is detected by the detection means before the predetermined time has elapsed from the start of driving of the vibrating mirror, the amplitude adjustment is started. On the other hand, when the light beam is not detected even after the predetermined time has elapsed, the driving of the driving mirror is stopped. Therefore, if a failure occurs in the light source or the detection means and the vibration mirror is driven but no signal is output from the detection means, the drive mirror is stopped to stop the vibration mirror. Destruction can be reliably prevented.

図１は本発明にかかる光走査装置の一実施形態を装備した画像形成装置を示す図である。この画像形成装置は、いわゆるタンデム方式のカラープリンタであり、潜像担持体としてイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の４色の感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを装置本体５内に並設している。そして、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。すなわち、この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がコントローラ１に与えられると、このコントローラ１からの画像信号、基準信号および各種の制御信号に応じてエンジン部ＥＧが作動して複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートＳに画像形成指令に対応する画像を形成する。 FIG. 1 is a diagram showing an image forming apparatus equipped with an embodiment of an optical scanning device according to the present invention. This image forming apparatus is a so-called tandem type color printer, and yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) photoconductors 2Y, 2M, and 2C as latent image carriers. , 2K are arranged in the apparatus main body 5 side by side. The apparatus forms a full color image by superimposing the toner images on the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K, or forms a monochrome image using only the black (K) toner image. That is, in this image forming apparatus, when an image forming command is given to the controller 1 from an external device such as a host computer in response to an image forming request from the user, the image signal, reference signal and various control signals from the controller 1 Accordingly, the engine unit EG operates to form an image corresponding to the image formation command on the sheet S such as copy paper, transfer paper, paper, and OHP transparent sheet.

このエンジン部ＥＧでは、４つの感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれに対応して帯電ユニット，現像ユニット，露光ユニットおよびクリーニング部が設けられている。このように，各トナー色ごとに，感光体，帯電ユニット，現像ユニット，露光ユニットおよびクリーニング部を備えて該トナー色のトナー像を形成する画像形成手段が設けられている。そして，コントローラ１からの信号に応じて画像形成手段の各部が制御されて画像形成が実行される。なお，これらの画像形成手段（感光体，帯電ユニット，現像ユニット，露光ユニットおよびクリーニング部）の構成はいずれの色成分についても同一であるため，ここではイエローに関する構成について説明し，その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。 In the engine unit EG, a charging unit, a developing unit, an exposure unit, and a cleaning unit are provided corresponding to each of the four photosensitive members 2Y, 2M, 2C, and 2K. As described above, for each toner color, an image forming unit that includes a photoreceptor, a charging unit, a developing unit, an exposure unit, and a cleaning unit and forms a toner image of the toner color is provided. Then, each part of the image forming means is controlled in accordance with a signal from the controller 1 to execute image formation. The configuration of these image forming means (photosensitive member, charging unit, developing unit, exposure unit, and cleaning unit) is the same for all color components. Therefore, the configuration relating to yellow will be described here, and the other color components will be described. Are denoted by corresponding reference numerals, and description thereof is omitted.

感光体２Ｙは図１の矢印方向（副走査方向）に回転自在に設けられている。より具体的には，感光体２Ｙの一方端部には，駆動モータ（図示省略）が機械的に接続されており、コントローラ１からの回転駆動指令に基づき駆動制御される。これによって感光体２Ｙが回転移動する。また、このようにして駆動される感光体２Ｙの周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット３Ｙ、現像ユニット４Ｙおよびクリーニング部（図示省略）がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３Ｙは例えばスコロトロン帯電器で構成されており、コントローラ１からの帯電バイアス印加によって感光体２Ｙの外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。そして、この帯電ユニット３Ｙによって帯電された感光体２Ｙの外周面に向けて露光ユニット６Ｙから走査光ビームＬyが照射される。これによって画像形成指令に含まれるイエロー画像データに対応する静電潜像が感光体２Ｙ上に形成される。このように露光ユニット６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）が本発明にかかる光走査装置の一実施形態となっている。なお、露光ユニット６および露光ユニットを制御するための露光制御部の構成および動作については後で詳述する。 The photoreceptor 2Y is rotatably provided in the arrow direction (sub-scanning direction) in FIG. More specifically, a drive motor (not shown) is mechanically connected to one end of the photoreceptor 2 </ b> Y, and is driven and controlled based on a rotation drive command from the controller 1. As a result, the photoreceptor 2Y rotates. In addition, a charging unit 3Y, a developing unit 4Y, and a cleaning unit (not shown) are arranged around the photosensitive member 2Y driven in this way along the rotation direction thereof. The charging unit 3Y is composed of, for example, a scorotron charger, and uniformly charges the outer peripheral surface of the photoreceptor 2Y to a predetermined surface potential by applying a charging bias from the controller 1. Then, a scanning light beam Ly is emitted from the exposure unit 6Y toward the outer peripheral surface of the photoreceptor 2Y charged by the charging unit 3Y. As a result, an electrostatic latent image corresponding to yellow image data included in the image formation command is formed on the photoreceptor 2Y. Thus, the exposure unit 6 (6Y, 6M, 6C, 6K) is an embodiment of the optical scanning device according to the present invention. The configuration and operation of the exposure control unit for controlling the exposure unit 6 and the exposure unit will be described in detail later.

こうして形成された静電潜像は現像ユニット４Ｙによってトナー現像される。この現像ユニット４Ｙはイエロートナーを内蔵している。そして、コントローラ１から現像バイアスが現像ローラ４１Ｙに印加されると、現像ローラ４１Ｙ上に担持されたトナーが感光体２Ｙの表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着する。その結果、感光体２Ｙ上の静電潜像がイエローのトナー像として顕像化される。なお、現像ローラ４１Ｙに与える現像バイアスとしては、直流電圧、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したもの等を用いることができるが、特に感光体２Ｙと現像ローラ４１Ｙとを離間配置し、両者の間でトナーを飛翔させることでトナー現像を行う非接触現像方式の画像形成装置では、効率よくトナーを飛翔させるために直流電圧に対して正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を重畳した電圧波形とすることが好ましい。 The electrostatic latent image formed in this way is developed with toner by the developing unit 4Y. The developing unit 4Y contains yellow toner. When a developing bias is applied from the controller 1 to the developing roller 41Y, the toner carried on the developing roller 41Y partially adheres to each surface portion of the photoreceptor 2Y according to the surface potential. As a result, the electrostatic latent image on the photoreceptor 2Y is visualized as a yellow toner image. As the developing bias applied to the developing roller 41Y, a DC voltage or a voltage obtained by superimposing an AC voltage on the DC voltage can be used. In particular, the photosensitive member 2Y and the developing roller 41Y are spaced apart from each other. In a non-contact development type image forming apparatus that develops toner by flying toner with a voltage waveform in which an alternating voltage such as a sine wave, a triangular wave, or a rectangular wave is superimposed on a direct current voltage in order to efficiently fly the toner It is preferable that

現像ユニット４Ｙで現像されたイエロートナー像は、一次転写領域ＴＲy1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。また、イエロー以外の色成分についても、イエローと全く同様に構成されており、感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上にマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像がそれぞれ形成されるとともに、一次転写領域ＴＲm1、ＴＲc1、ＴＲk1でそれぞれ中間転写ベルト７１上に一次転写される。 The yellow toner image developed by the developing unit 4Y is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer region TRy1. The color components other than yellow are also configured in exactly the same way as yellow, and a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are formed on the photoreceptors 2M, 2C, and 2K, respectively, and a primary transfer region. Primary transfer is performed on the intermediate transfer belt 71 by TRm1, TRc1, and TRk1, respectively.

この転写ユニット７は、２つのローラ７２、７３に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７２を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｒ2に回転させるベルト駆動部（図示省略）とを備えている。また、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して不図示の電磁クラッチにより当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７４が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、一次転写タイミングを制御することで各トナー像を重ね合わせてカラー画像を中間転写ベルト７１上に形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７４との間の二次転写領域ＴＲ2に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。一方、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、ブラックトナー像のみを感光体２Ｋに形成するとともに、二次転写領域ＴＲ2に搬送されてくるシートＳ上にモノクロ画像を二次転写する。また、こうして画像の２次転写を受けたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に向けて搬送される。 The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 stretched between two rollers 72 and 73, and a belt driving unit (not shown) that rotates the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction R2 by driving the roller 72 to rotate. ). Further, a secondary transfer roller 74 is provided at a position facing the roller 73 with the intermediate transfer belt 71 interposed therebetween, and is configured to be able to contact and separate with respect to the surface of the belt 71 by an electromagnetic clutch (not shown). Yes. When transferring a color image to the sheet S, the primary transfer timing is controlled to superimpose the toner images to form a color image on the intermediate transfer belt 71, and the color image is taken out from the cassette 8 and transferred to the intermediate transfer belt 71. The color image is secondarily transferred onto the sheet S conveyed to the secondary transfer region TR2 between the belt 71 and the secondary transfer roller 74. On the other hand, when a monochrome image is transferred to the sheet S, only the black toner image is formed on the photoreceptor 2K, and the monochrome image is secondarily transferred onto the sheet S conveyed to the secondary transfer region TR2. In addition, the sheet S that has received the secondary transfer of the image in this way is conveyed toward the discharge tray portion provided on the upper surface portion of the apparatus main body via the fixing unit 9.

なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、不図示の除電手段によりその表面電位がリセットされ、さらに、その表面に残留したトナーがクリーニング部により除去された後、帯電ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにより次の帯電を受ける。 The surface potential of each of the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K after the toner image is primarily transferred to the intermediate transfer belt 71 is reset by a neutralizing unit (not shown), and the toner remaining on the surface is cleaned. After being removed by the charging unit, the charging unit 3Y, 3M, 3C, 3K receives the next charging.

また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ７５が図示を省略する電磁クラッチによってローラ７２に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７２側に移動した状態でクリーナ７５のブレードがローラ７２に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。 In the vicinity of the roller 72, the transfer belt cleaner 75 can be moved close to and away from the roller 72 by an electromagnetic clutch (not shown). Then, the blade of the cleaner 75 abuts on the surface of the intermediate transfer belt 71 that is stretched over the roller 72 while moving to the roller 72 side, and the toner that remains on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 after the secondary transfer. Remove.

図２は本発明の光走査装置の一実施形態たる露光ユニットの構成を示す主走査断面図、図３は図２の露光ユニット（光走査装置）における光ビームの走査領域を示す図、図４は図１の画像形成装置の露光ユニットおよび露光ユニットを制御するための露光制御部（本発明の「制御手段」に相当）の構成を示す図である。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニット６、制御部（ミラー駆動制御部１１１、周波数制御部１１２および計測部１１３）の構成および動作について詳述する。なお、この実施形態では、各色ごとに露光ユニット６、ミラー駆動制御部１１１、および計測部１１３を有しているが、それらの構成はいずれの色成分についても同一であるため、ここではイエローに関する構成について説明し、その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。 2 is a main scanning sectional view showing the configuration of an exposure unit as an embodiment of the optical scanning apparatus of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing a scanning region of a light beam in the exposure unit (optical scanning apparatus) of FIG. FIG. 2 is a view showing a configuration of an exposure unit of the image forming apparatus of FIG. 1 and an exposure control unit (corresponding to “control means” of the present invention) for controlling the exposure unit. Hereinafter, the configuration and operation of the exposure unit 6 and the control unit (mirror drive control unit 111, frequency control unit 112, and measurement unit 113) will be described in detail with reference to these drawings. In this embodiment, the exposure unit 6, the mirror drive control unit 111, and the measurement unit 113 are provided for each color. However, since the configurations are the same for all color components, here, yellow is related. The configuration will be described, and the other color components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

この露光ユニット６Ｙ（６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）は露光筐体６１を有している。そして、露光筐体６１に単一のレーザー光源６２が固着されており、レーザー光源６２から光ビームを射出可能となっている。このレーザー光源６２には、図４に示すように、コントローラ１から出力される画像信号Ｓvが入力される。この画像信号Ｓvは画像形成指令に含まれるイエロー画像データに対応する信号であり、この画像信号Ｓvに応じてレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されてレーザー光源６２からイエロー画像データに対応して変調された光ビームＬyが射出される。 The exposure unit 6Y (6M, 6C, 6K) has an exposure housing 61. A single laser light source 62 is fixed to the exposure housing 61, and a light beam can be emitted from the laser light source 62. As shown in FIG. 4, the laser light source 62 receives an image signal Sv output from the controller 1. This image signal Sv is a signal corresponding to the yellow image data included in the image formation command, and the laser light source 62 is ON / OFF controlled in accordance with the image signal Sv and modulated from the laser light source 62 in accordance with the yellow image data. The emitted light beam Ly is emitted.

また、この露光筐体６１の内部には、レーザー光源６２からの光ビームを感光体２Ｙの表面（図示省略）に走査露光するために、コリメータレンズ６３１、シリンドリカルレンズ６３２、偏向器６５、走査レンズ６６が設けられている。すなわち、レーザー光源６２からの光ビームは、コリメータレンズ６３１により適当な大きさのコリメート光にビーム整形された後、副走査方向Ｙにのみパワーを有するシリンドリカルレンズ６３２に入射される。そして、シリンドリカルレンズ６３２を調整することでコリメート光は副走査方向Ｙにおいて偏向器６５の偏向ミラー面６５１付近で結像される。このように、この実施形態では、コリメータレンズ６３１およびシリンドリカルレンズ６３２がレーザー光源６２からの光ビームを整形するビーム整形系６３として機能している。 Further, in the exposure housing 61, a collimator lens 631, a cylindrical lens 632, a deflector 65, a scanning lens are used to scan and expose the light beam from the laser light source 62 onto the surface (not shown) of the photoreceptor 2Y. 66 is provided. That is, the light beam from the laser light source 62 is shaped into collimated light of an appropriate size by the collimator lens 631 and then incident on the cylindrical lens 632 having power only in the sub-scanning direction Y. Then, by adjusting the cylindrical lens 632, the collimated light is imaged in the vicinity of the deflection mirror surface 651 of the deflector 65 in the sub-scanning direction Y. Thus, in this embodiment, the collimator lens 631 and the cylindrical lens 632 function as the beam shaping system 63 that shapes the light beam from the laser light source 62.

この偏向器６５は半導体製造技術を応用して微小機械を半導体基板上に一体形成するマイクロマシニング技術を用いて形成されるものであり、共振振動する振動ミラーで構成されている。すなわち、偏向器６５では、共振振動する偏向ミラー面（振動ミラー面）６５１により光ビームを主走査方向Ｘに偏向可能となっている。より具体的には、偏向ミラー面６５１は主走査方向Ｘとほぼ直交する駆動軸（ねじりバネ）周りに揺動自在に軸支されるとともに、作動部６５２から与えられる外力に応じて駆動軸周りに揺動する。この作動部６５２はミラー駆動制御部１１１からのミラー駆動信号に基づき偏向ミラー面６５１に対して静電気的、電磁気的あるいは機械的な外力を作用させて偏向ミラー面６５１を予め設定された駆動周波数で振動させる。なお、作動部６５２による駆動方式は静電吸着、電磁気力あるいは機械力などのいずれの方式を採用してもよく、それらの駆動方式は周知であるため、ここでは説明を省略する。 The deflector 65 is formed by using a micromachining technique in which a micromachine is integrally formed on a semiconductor substrate by applying a semiconductor manufacturing technique, and includes a vibrating mirror that resonates and oscillates. That is, in the deflector 65, the light beam can be deflected in the main scanning direction X by the deflecting mirror surface (vibrating mirror surface) 651 that resonates and vibrates. More specifically, the deflecting mirror surface 651 is pivotally supported around a drive shaft (torsion spring) that is substantially orthogonal to the main scanning direction X, and around the drive shaft in accordance with an external force applied from the operating portion 652. Rocks. The actuating unit 652 applies an electrostatic, electromagnetic or mechanical external force to the deflecting mirror surface 651 based on the mirror driving signal from the mirror driving control unit 111 to cause the deflecting mirror surface 651 to have a preset driving frequency. Vibrate. Note that any driving method such as electrostatic attraction, electromagnetic force, or mechanical force may be employed as the driving method by the operating unit 652, and since these driving methods are well known, description thereof is omitted here.

このようにして駆動される偏向器６５には、例えば特開平９−１９７３３４号公報に記載されたような共振周波数調整部６５３が設けられており、偏向器６５の共振周波数を変化させることが可能となっている。すなわち、この共振周波数調整部６５３では偏向器６５のねじりバネ（図示省略）に電気抵抗素子が形成されるとともに、該電気抵抗素子が露光制御部の周波数制御部１１２と電気的に接続されている。そして、周波数制御部１１２による電気抵抗素子への通電制御によりねじりバネの温度が変化する。これによって、ねじりバネのバネ定数が変化し、偏向器６５の共振周波数を変更させることができる。このように偏向器６５の共振周波数を駆動制御量とし、共振周波数を変化させることで偏向ミラー面６５１の振幅角を制御可能となっている。そこで、この実施形態では、後述するように共振周波数が予め設定された駆動周波数と不一致である場合には、共振周波数調整部６５３により偏向器６５の共振周波数を変動させて駆動周波数とほぼ一致させている。なお、偏向器６５の共振周波数を変化させる具体的な構成はこれに限定されるものではなく、従来より周知の構成を採用することができる。 The deflector 65 driven in this way is provided with a resonance frequency adjusting unit 653 as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-197334, and the resonance frequency of the deflector 65 can be changed. It has become. That is, in the resonance frequency adjusting unit 653, an electrical resistance element is formed on a torsion spring (not shown) of the deflector 65, and the electrical resistance element is electrically connected to the frequency control unit 112 of the exposure control unit. . Then, the temperature of the torsion spring changes due to energization control of the electric resistance element by the frequency control unit 112. Thereby, the spring constant of the torsion spring is changed, and the resonance frequency of the deflector 65 can be changed. Thus, the amplitude angle of the deflection mirror surface 651 can be controlled by using the resonance frequency of the deflector 65 as a drive control amount and changing the resonance frequency. Therefore, in this embodiment, when the resonance frequency does not match the preset drive frequency as described later, the resonance frequency of the deflector 65 is changed by the resonance frequency adjusting unit 653 so as to substantially match the drive frequency. ing. Note that the specific configuration for changing the resonance frequency of the deflector 65 is not limited to this, and a conventionally known configuration can be adopted.

また、ミラー駆動制御部１１１はミラー駆動信号の周波数や電圧などの駆動条件、つまり駆動制御量を変更設定することができるように構成されている。したがって、必要に応じてミラー駆動信号の周波数を変更設定することが可能となっている。また、ミラー駆動信号の電圧を変更させることで振幅値を調整することも可能となっている。 Further, the mirror drive control unit 111 is configured to be able to change and set the drive conditions such as the frequency and voltage of the mirror drive signal, that is, the drive control amount. Therefore, the frequency of the mirror drive signal can be changed and set as necessary. In addition, the amplitude value can be adjusted by changing the voltage of the mirror drive signal.

そして、偏向器６５の偏向ミラー面６５１で偏向された光ビームは走査レンズ６６に向けて偏向される。この実施形態では、走査レンズ６６は、感光体２の表面上の有効走査領域ＥＳＲの全域においてＦ値が略同一となるように構成されている。したがって、走査レンズ６６に向けて偏向された光ビームは、走査レンズ６６を介して感光体２Ｙの表面の有効走査領域ＥＳＲに略同一のスポット径で結像される。これにより、光ビームが主走査方向Ｘと平行に走査して主走査方向Ｘに伸びるライン状の潜像が感光体２の表面上に形成される。なお、この実施形態では、偏向器６５により走査可能な走査範囲（本発明の「第２走査領域」）ＳＲ2は、図３に示すように、有効走査領域ＥＳＲ上で光ビームを走査させるための走査範囲（本発明の「第１走査範囲」）ＳＲ1よりも広く設定されている。また、第１走査範囲ＳＲ1が第２走査範囲ＳＲ2の略中央部に位置しており、光軸に対してほぼ対称となっている。さらに、同図中の符号θirは有効走査領域ＥＳＲの端部に対応する偏向ミラー面６５１の振幅角を示し、符号θsは次に説明する光検出センサに対応する偏向ミラー面６５１の振幅角を示している。 Then, the light beam deflected by the deflecting mirror surface 651 of the deflector 65 is deflected toward the scanning lens 66. In this embodiment, the scanning lens 66 is configured so that the F values are substantially the same over the entire effective scanning region ESR on the surface of the photoreceptor 2. Therefore, the light beam deflected toward the scanning lens 66 is focused on the effective scanning region ESR on the surface of the photoreceptor 2Y through the scanning lens 66 with substantially the same spot diameter. As a result, a light beam is scanned in parallel with the main scanning direction X, and a line-like latent image extending in the main scanning direction X is formed on the surface of the photoreceptor 2. In this embodiment, the scanning range (the “second scanning region” of the present invention) SR2 that can be scanned by the deflector 65 is for scanning the light beam on the effective scanning region ESR as shown in FIG. The scanning range (the “first scanning range” in the present invention) is set wider than SR1. Further, the first scanning range SR1 is located substantially at the center of the second scanning range SR2, and is substantially symmetric with respect to the optical axis. Further, the symbol θir in the figure indicates the amplitude angle of the deflection mirror surface 651 corresponding to the end of the effective scanning region ESR, and the symbol θs indicates the amplitude angle of the deflection mirror surface 651 corresponding to the light detection sensor described below. Show.

また、この実施形態では、図２に示すように、走査光ビームの走査経路の一方端を折り返しミラー６９ａにより光検出センサ６０に導いている。この折り返しミラー６９ａは第２走査範囲ＳＲ2の一方端部に配置され、第２走査範囲ＳＲ2内で、かつ第１走査範囲ＳＲ1を外れた位置を移動する走査光ビームを光検出センサ６０に導光する。そして、光検出センサ６０により該走査光ビームが受光されてセンサ位置（Ｈsync相当角θs）を通過するタイミングで信号が光検出センサ６０から出力される。 In this embodiment, as shown in FIG. 2, one end of the scanning path of the scanning light beam is guided to the light detection sensor 60 by the folding mirror 69a. The folding mirror 69a is disposed at one end of the second scanning range SR2, and guides the scanning light beam that moves within the second scanning range SR2 and out of the first scanning range SR1 to the light detection sensor 60. To do. Then, a signal is output from the light detection sensor 60 at a timing when the scanning light beam is received by the light detection sensor 60 and passes the sensor position (Hsync equivalent angle θs).

この光検出センサ６０による走査光ビームの検出信号Ｈsyncは露光制御部の計測部１１３に伝達され、該計測部１１３において偏向器６５の振幅角、有効走査領域ＥＳＲを光ビームが走査する走査時間や駆動周期などに関連する駆動情報が算出される。そして、この計測部１１３において算出された実測情報がミラー駆動制御部１１１に伝達され、ミラー駆動制御部１１１は後述するように振幅制御や周波数制御部１１２による偏向器６５の共振周波数の調整などを行う。 The detection signal Hsync of the scanning light beam by the light detection sensor 60 is transmitted to the measurement unit 113 of the exposure control unit, and the measurement unit 113 determines the amplitude angle of the deflector 65, the scanning time when the light beam scans the effective scanning region ESR, and the like. Drive information related to the drive cycle and the like is calculated. The actual measurement information calculated by the measurement unit 113 is transmitted to the mirror drive control unit 111, and the mirror drive control unit 111 performs amplitude control and adjustment of the resonance frequency of the deflector 65 by the frequency control unit 112 as will be described later. Do.

また、光検出センサ６０からの水平同期信号Ｈsyncはコントローラ１にも直接入力されており、光ビームが有効走査領域ＥＳＲを主走査方向Ｘに走査する際の同期信号として機能させている。すなわち、このセンサ６０は水平同期信号Ｈsyncを得るための水平同期用読取センサとして機能している。 Further, the horizontal synchronization signal Hsync from the light detection sensor 60 is also directly input to the controller 1 and functions as a synchronization signal when the light beam scans the effective scanning region ESR in the main scanning direction X. That is, the sensor 60 functions as a horizontal synchronization reading sensor for obtaining a horizontal synchronization signal Hsync.

ところで、上記のように構成された装置では、偏向器６５が振動停止している状態で画像形成指令が与えられると、画像形成開始前に起動処理を実行して光ビームがコントローラ１と同期しながら偏向器６５によって良好に走査されるように調整している。以下、図５ないし図８を参照しつつ本実施形態における起動処理について詳述する。 By the way, in the apparatus configured as described above, when an image formation command is given in a state where the deflector 65 is in a vibration stopped state, the activation process is executed before the image formation is started, and the light beam is synchronized with the controller 1. However, adjustment is made so that the deflector 65 scans well. Hereinafter, the activation process in the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

図５は図１の画像形成装置で実行される起動処理を示すフローチャートである。この起動が開始されると、ステップＳ１で偏向器６５を作動させるための駆動制御量を予めメモリ（図示省略）に記憶されている初期値に設定する。より具体的には、ミラー駆動信号および共振周波数調整部６５３に与える信号の電気特性値（周波数、電圧や電流）をメモリから読み出し、設定している。また、後述する共振周波数変更の繰り返し数を示すカウント値Ｎをリセットする（ステップＳ２）。 FIG. 5 is a flowchart showing a startup process executed by the image forming apparatus of FIG. When this activation is started, a drive control amount for operating the deflector 65 is set to an initial value stored in advance in a memory (not shown) in step S1. More specifically, the electrical characteristic values (frequency, voltage and current) of the mirror drive signal and the signal applied to the resonance frequency adjustment unit 653 are read from the memory and set. Further, a count value N indicating the number of repetitions of resonance frequency change described later is reset (step S2).

こうして、初期設定が完了すると、上記した初期値でミラー駆動が開始される（ステップＳ３）。このとき、偏向器６５の振幅は例えば図６に示すようにゼロから徐々に増大していく。そして、振幅角がＨsync相当角θsに達する、つまり走査光ビームを光検出センサ６０を通過するタイミングで信号Ｈsyncが光検出センサ６０から出力される。これにより、レーザー光源６２からの光ビームの射出が確認されるとともに、光検出センサ６０からの出力信号Ｈsyncに基づく振幅制御が可能となる。そこで、この実施形態では、ミラー駆動開始後より光検出センサ６０により光ビームが検出された否かを判定している（ステップＳ４）。 Thus, when the initial setting is completed, mirror driving is started with the above-described initial value (step S3). At this time, the amplitude of the deflector 65 gradually increases from zero, for example, as shown in FIG. Then, the signal Hsync is output from the light detection sensor 60 at the timing when the amplitude angle reaches the Hsync equivalent angle θs, that is, when the scanning light beam passes through the light detection sensor 60. Thereby, the emission of the light beam from the laser light source 62 is confirmed, and the amplitude control based on the output signal Hsync from the light detection sensor 60 is possible. Therefore, in this embodiment, it is determined whether or not the light beam is detected by the light detection sensor 60 after the mirror driving is started (step S4).

そして、このステップＳ４で「ＹＥＳ」と判定されると、ステップＳ５に進んで振幅制御が実行される。なお、この実施形態では、短時間に続けて光検出センサ６０から出力される２つの信号Ｈsyncの時間差ΔTに基づき振幅制御を行っている。すなわち、振動ミラーにより構成された偏向器６５を用いた装置では、有効走査領域ＥＳＲから遠ざかる方向に走査移動している光ビームが光検出センサ６０を通過すると、第１検出信号Ｈsyncが出力される。その後、走査光ビームは最大振幅角θmaxで反転動作した偏向ミラー面６５１により走査方向が反転される。そして、走査光ビームが有効走査領域ＥＳＲに向かって移動し、センサ位置（Ｈsync相当角θs）を通過するタイミングで第２検出信号Ｈsyncが光検出センサ６０から出力される。これら第１および第２検出信号Ｈsyncの間隔ΔTは最大振幅角θmax、つまりＨsync信号の検出時点での偏向器６５の振幅に関連している。そこで、この実施形態では、計測部１１３において第１および第２検出信号の間隔を振幅角に関連する振幅関連情報として求めてミラー駆動制御部１１１に与えている。また、ミラー駆動制御部１１１は計測部１１３からの振幅関連情報とコントローラ１から与えられる振幅目標値とに基づき作動部６５２に与えるミラー駆動信号の電圧や電流を調整している。なお、振幅制御の具体的な手法については、これに限定されるものではなく、従来より周知の振幅制御を用いることができる。 And if it determines with "YES" by this step S4, it will progress to step S5 and amplitude control will be performed. In this embodiment, the amplitude control is performed based on the time difference ΔT between the two signals Hsync output from the light detection sensor 60 for a short time. That is, in the apparatus using the deflector 65 configured by the oscillating mirror, when the light beam that has been scanned and moved away from the effective scanning area ESR passes through the light detection sensor 60, the first detection signal Hsync is output. . After that, the scanning direction of the scanning light beam is reversed by the deflection mirror surface 651 that has been reversed at the maximum amplitude angle θmax. Then, the second detection signal Hsync is output from the light detection sensor 60 at a timing when the scanning light beam moves toward the effective scanning region ESR and passes the sensor position (Hsync equivalent angle θs). The interval ΔT between the first and second detection signals Hsync is related to the maximum amplitude angle θmax, that is, the amplitude of the deflector 65 at the time of detection of the Hsync signal. Therefore, in this embodiment, the measurement unit 113 obtains the interval between the first and second detection signals as amplitude related information related to the amplitude angle and gives it to the mirror drive control unit 111. Further, the mirror drive control unit 111 adjusts the voltage and current of the mirror drive signal supplied to the operating unit 652 based on the amplitude related information from the measurement unit 113 and the amplitude target value given from the controller 1. The specific method of amplitude control is not limited to this, and conventionally known amplitude control can be used.

一方、ステップＳ４で「ＮＯ」と判定されると、ステップＳ６に進んで駆動開始からの経過時間が所定時間Ｔmsに達しているか否かを判定し、経過時間が時間Ｔms未満である間、ステップＳ４に戻る。つまり、この実施形態では、ミラー駆動開始から所定時間Ｔmsが経過するまでの間に光検出センサ６０からの信号出力を待っている。そして、信号出力があった場合には上記したように振幅制御を行う（ステップＳ５）一方、信号出力がなかった場合にはミラー駆動制御部１１１は作動部６５２へのミラー駆動信号の出力を停止し、ミラー駆動を停止させる（ステップＳ７）。 On the other hand, if “NO” is determined in the step S4, the process proceeds to a step S6 to determine whether or not the elapsed time from the start of driving has reached the predetermined time Tms, and while the elapsed time is less than the time Tms, the step is performed. Return to S4. That is, in this embodiment, a signal output from the light detection sensor 60 is awaited until a predetermined time Tms elapses from the start of mirror driving. If there is a signal output, the amplitude control is performed as described above (step S5). On the other hand, if there is no signal output, the mirror drive control unit 111 stops outputting the mirror drive signal to the operating unit 652. Then, the mirror drive is stopped (step S7).

ここで、ステップＳ６を設けている理由について図６および図７を参照しつつ詳述する。偏向器６５の駆動開始段階では、偏向器６５の振幅は小さく、初期値を如何なる値に設定したとしても、共振振動する偏向器６５の振幅角がＨsync相当角θsに達するには、ある程度の時間Ｔhsが要する。したがって、所定時間Ｔmsを時間Ｔhs以上に設定するのが望ましく、例えば、初期値で偏向器６５を駆動した際に、最初に光検出センサ６０からＨsync信号が出力されるまでの時間Ｔhsを所定時間Ｔmsとすることができる。 Here, the reason why step S6 is provided will be described in detail with reference to FIG. 6 and FIG. At the driving start stage of the deflector 65, the amplitude of the deflector 65 is small, and even if the initial value is set to any value, it takes a certain amount of time for the amplitude angle of the deflector 65 that resonates to reach the Hsync equivalent angle θs. Ths is required. Therefore, it is desirable to set the predetermined time Tms to be equal to or longer than the time Ths. For example, when the deflector 65 is driven with an initial value, the time Ths until the Hsync signal is first output from the light detection sensor 60 is set to a predetermined time. It can be Tms.

ところで、この実施形態では、共振周波数調整部６５３に与える信号の電気特性値（周波数、電圧や電流）は初期値に設定されて偏向器６５の共振周波数がミラー駆動信号の周波数、つまり駆動周波数とほぼ一致するように制御している。しかしながら、装置の周辺環境などの外乱により共振周波数が駆動周波数からずれている場合がある。この場合、例えば図７（ａ）に示すように、偏向器６５の振幅が安定化した状態においても偏向器６５の最大振幅角θmaxがＨsync相当角θs未満となることもある。このような場合には、ステップＳ６で「ＮＯ」と判定され、ミラー駆動が停止される（ステップＳ７）。 By the way, in this embodiment, the electrical characteristic values (frequency, voltage and current) of the signal applied to the resonance frequency adjusting unit 653 are set to the initial values, and the resonance frequency of the deflector 65 is the mirror drive signal frequency, that is, the drive frequency. It is controlled so that it almost matches. However, the resonance frequency may deviate from the drive frequency due to disturbances such as the surrounding environment of the apparatus. In this case, for example, as shown in FIG. 7A, the maximum amplitude angle θmax of the deflector 65 may be less than the Hsync equivalent angle θs even when the amplitude of the deflector 65 is stabilized. In such a case, “NO” is determined in the step S6, and the mirror drive is stopped (step S7).

また、上記においては初期値で駆動した際に最大振幅角θmaxが小さいケースにおける問題について説明したが、逆に例えば図７（ｂ）に示すように、最大振幅角θmaxが大きくなるケースにおいても問題は発生することがある。このケースにおいては通常動作が行われている場合には特段の問題は発生しない。すなわち、レーザー光源６２から光ビームが射出されており、しかも光検出センサ６０が正常に動作している場合には、時間Ｔhsが経過した時点で光検出センサ６０が光ビームを検出して振幅制御に移るため、偏向器６５の振幅角が振幅目標値に抑えられる。しかしながら、レーザー光源６２や光検出センサ６０の故障、あるいはノイズにより光検出センサ６０から検出信号Ｈsyncが適正に出力されないなどのトラブルが発生すると、次のような問題が発生する。つまり、偏向器６５の最大振幅角θmaxがＨsync相当角θs以上となっているにもかかわらず、光検出センサ６０から信号が出力されない。その結果、時間経過とともに最大振幅角θmaxが徐々に増大して破壊限界角を超えると、偏向器６５が破壊されてしまう。したがって、これを防止するためには、所定時間Ｔmsを初期値で偏向器６５を駆動した際に最大振幅角θmaxが破壊限界角に達するまでに要する時間Ｔds未満に設定するのが望ましい。そこで、この実施形態では、所定時間Ｔmsを時間Ｔhs以上で、かつ時間Ｔds未満に設定している。 In the above description, the problem in the case where the maximum amplitude angle θmax is small when driven at the initial value has been described. Conversely, for example, as shown in FIG. 7B, the problem also occurs in the case where the maximum amplitude angle θmax is large. May occur. In this case, no special problem occurs when normal operation is performed. That is, when a light beam is emitted from the laser light source 62 and the light detection sensor 60 is operating normally, the light detection sensor 60 detects the light beam and controls amplitude when the time Ths elapses. Therefore, the amplitude angle of the deflector 65 is suppressed to the amplitude target value. However, when troubles such as failure of the laser light source 62 and the light detection sensor 60, or the detection signal Hsync not being properly output from the light detection sensor 60 due to noise, the following problems occur. That is, no signal is output from the photodetection sensor 60 even though the maximum amplitude angle θmax of the deflector 65 is equal to or larger than the Hsync equivalent angle θs. As a result, when the maximum amplitude angle θmax gradually increases over time and exceeds the destruction limit angle, the deflector 65 is destroyed. Therefore, in order to prevent this, it is desirable to set the predetermined time Tms to be less than the time Tds required for the maximum amplitude angle θmax to reach the fracture limit angle when the deflector 65 is driven with the initial value. Therefore, in this embodiment, the predetermined time Tms is set to be not less than the time Ths and less than the time Tds.

図５に戻って説明を続ける。ステップＳ７でミラー駆動が停止されると、次にカウント値Ｎが最大繰り返し数Ｎmax（１以上の自然数）に達しているか否かを判定する（ステップＳ８）。これは図７（ａ）に示すように駆動周波数と共振周波数とが不一致であるケースに対応するためのものである。つまり、この実施形態では、ステップＳ８で「ＮＯ」と判定される間、周波数制御部１１２から共振周波数調整部６５３に与える信号を制御することで偏向器６５の共振周波数を変更し（ステップＳ９）、さらにカウント値Ｎを１だけインクリメントした（ステップＳ１０）後、ステップＳ３に戻ってミラー駆動を再度開始する。このように、最大繰り返し数Ｎmaxだけ共振周波数変更を繰り返すことで駆動周波数と共振周波数との一致を図っている。例えば図８に示す例では、駆動周波数を固定する一方、共振周波数変更を２回行うことによって共振周波数が駆動周波数とほぼ一致することとなり、時刻ｔで光検出センサ６０から検出信号Ｈsyncが出力されている。そして、この時刻ｔ以降に振幅制御が実行されて偏向器６５の振幅角が振幅目標角に調整されている。 Returning to FIG. When mirror driving is stopped in step S7, it is next determined whether or not the count value N has reached the maximum number of repetitions Nmax (a natural number of 1 or more) (step S8). This is to cope with a case where the drive frequency and the resonance frequency do not match as shown in FIG. That is, in this embodiment, the resonance frequency of the deflector 65 is changed by controlling the signal supplied from the frequency control unit 112 to the resonance frequency adjusting unit 653 while it is determined “NO” in Step S8 (Step S9). Further, after incrementing the count value N by 1 (step S10), the process returns to step S3 to start mirror driving again. Thus, the drive frequency and the resonance frequency are matched by repeating the resonance frequency change by the maximum number of repetitions Nmax. For example, in the example shown in FIG. 8, while the driving frequency is fixed, the resonance frequency is substantially matched with the driving frequency by changing the resonance frequency twice, and the detection signal Hsync is output from the light detection sensor 60 at time t. ing. Then, after this time t, amplitude control is executed, and the amplitude angle of the deflector 65 is adjusted to the amplitude target angle.

一方、最大繰り返し数Ｎmaxだけ共振周波数変更を行ったとしても光検出センサ６０により光ビームが検出されない場合、つまりステップＳ８で「ＹＥＳ」と判定された場合には、所定のエラー処理を実行する（ステップＳ１１）。このエラー処理としては、例えばコントローラ１の表示部（図示省略）に露光ユニット６の異常を報知するメッセージやコードなどを表示してユーザに故障を知らせることができる。 On the other hand, even if the resonance frequency is changed by the maximum number of repetitions Nmax, if a light beam is not detected by the light detection sensor 60, that is, if "YES" is determined in the step S8, predetermined error processing is executed ( Step S11). As this error processing, for example, a message or code for notifying the abnormality of the exposure unit 6 can be displayed on the display unit (not shown) of the controller 1 to notify the user of the failure.

以上のように、この実施形態によれば、偏向器（振動ミラー）６５の駆動開始から所定時間Ｔmsが経過しても光ビームが検出されなかったときには、偏向器６５の駆動を停止しているので、偏向器６５の破壊を確実に防止することができる。すなわち、この実施形態では、レーザー光源６２や光検出センサ６０の故障などが発生したとしても偏向器６５の破壊前に偏向器６５を確実に停止させることができる。 As described above, according to this embodiment, the driving of the deflector 65 is stopped when a light beam is not detected even after a predetermined time Tms has elapsed from the start of driving of the deflector (vibrating mirror) 65. Therefore, destruction of the deflector 65 can be surely prevented. That is, in this embodiment, even if a failure of the laser light source 62 or the light detection sensor 60 occurs, the deflector 65 can be reliably stopped before the deflector 65 is destroyed.

また、所定時間Ｔmsの間に光ビームを検出することができなかった場合であっても、共振周波数変更を行った上でリトライしているため、共振周波数を駆動周波数とほぼ一致させて偏向器５６を振幅目標値で振幅させることができる。しかも、共振周波数を変更するにあたって、偏向器６５を停止させているため、次のような作用効果も得られる。すなわち、共振周波数が駆動周波数と不一致であるために、ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判定した時点で偏向器６５が比較的小さい場合であっても、ミラー駆動したまま共振周波数変更を行うことで共振周波数が駆動周波数に一致すると、偏向器６５の振幅角が大きく増大して振幅目標角を大幅に超えてしまうことがある。この場合、振幅制御に時間がかかる。また、ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判定された時点では光ビームを検出することができない理由が、駆動周波数と共振周波数との不一致によるもの（図７（ａ）に示すケース）か、レーザー光源６２や光検出センサ６０の故障などによるもの（同図（ｂ）に示すケース）か判定することができない。したがって、ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判定した時点で偏向器６５が比較的大きな振幅で駆動している状態にあり、ミラー駆動したまま単に共振周波数変更を行うと、偏向器６５の振幅角が大きく増大して破壊限界角を超える可能性が発生してしまうことがある。これに対し、一度停止させた後にミラー駆動を再開させることで、これらの問題発生を確実に防止することができる。 Further, even when the light beam cannot be detected within the predetermined time Tms, since the retry is made after changing the resonance frequency, the deflector is made to substantially match the resonance frequency with the drive frequency. 56 can be amplified by the amplitude target value. Moreover, since the deflector 65 is stopped when changing the resonance frequency, the following effects can be obtained. In other words, since the resonance frequency does not match the drive frequency, even when the deflector 65 is relatively small at the time when “YES” is determined in step S6, the resonance frequency is changed by changing the resonance frequency while driving the mirror. When the frequency matches the driving frequency, the amplitude angle of the deflector 65 may increase greatly, and may greatly exceed the amplitude target angle. In this case, it takes time to control the amplitude. The reason why the light beam cannot be detected at the time when “YES” is determined in step S6 is that the drive frequency does not match the resonance frequency (the case shown in FIG. 7A) or the laser light source 62. It is impossible to determine whether or not it is due to a failure of the light detection sensor 60 (the case shown in FIG. 5B). Therefore, the deflector 65 is in a state of being driven with a relatively large amplitude at the time when “YES” is determined in step S6. If the resonance frequency is simply changed while the mirror is driven, the amplitude angle of the deflector 65 becomes large. There is a possibility that it may increase and exceed the fracture limit angle. On the other hand, the occurrence of these problems can be reliably prevented by restarting the mirror drive after stopping once.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、第２走査範囲ＳＲ2の一方端部で光ビームを検出して振幅制御する光装置装置に本発明を適用しているが、他方端部で光ビームを検出して振幅制御する装置に対しても本発明を適用することができる。さらに、第２走査範囲ＳＲ2のうち、有効走査領域ＥＳＲを間に挟み相対する両側端部で光ビームを検出して振幅制御する装置に対しても同様に本発明を適用することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to the optical device that controls the amplitude by detecting the light beam at one end of the second scanning range SR2. However, the amplitude is detected by detecting the light beam at the other end. The present invention can be applied to a device to be controlled. Further, the present invention can be similarly applied to an apparatus that detects an optical beam at both end portions facing each other with the effective scanning region ESR interposed therebetween in the second scanning range SR2.

また、上記実施形態では、温度変化に基づくバネ定数の変化を利用した共振周波数調整部６５３を採用しているが、共振周波数調整部６５３の構成はこれに限定されるものではなく、従来より周知の方法により共振周波数を調整することができる。また、共振周波数制御の調整自体は本発明の必須構成要件ではない。ただし、上記したように必要に応じて共振周波数制御を行うのが望ましい。 In the above-described embodiment, the resonance frequency adjustment unit 653 using a change in spring constant based on a temperature change is employed. However, the configuration of the resonance frequency adjustment unit 653 is not limited to this, and is conventionally known. The resonance frequency can be adjusted by this method. Further, the adjustment of the resonance frequency control itself is not an essential component of the present invention. However, it is desirable to perform resonance frequency control as necessary as described above.

また、上記実施形態では、タンデム方式のカラー画像形成装置の露光ユニットに本発明にかかる光走査装置を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる４サイクル方式のカラー画像形成装置あるいは単色画像を形成するモノクロ画像形成装置の露光ユニットに本発明を適用することができる。また、光走査装置の適用対象は画像形成装置に装備される露光ユニットに限定されるものではなく、光ビームを被走査面上に走査させる光走査装置全般に適用することができる。 In the above embodiment, the optical scanning apparatus according to the present invention is applied to the exposure unit of the tandem color image forming apparatus. However, the application target of the present invention is not limited to this, and so-called four cycles. The present invention can be applied to an exposure unit of a type color image forming apparatus or a monochrome image forming apparatus for forming a monochromatic image. The application target of the optical scanning device is not limited to the exposure unit provided in the image forming apparatus, and can be applied to all optical scanning devices that scan a scanning surface with a light beam.

さらに、上記実施形態では、振動ミラーとしてマイクロマシニング技術を用いて形成された偏向器６５を採用しているが、共振振動する振動ミラーを用いて光ビームを偏向して光ビームを走査させる光走査装置全般に本発明を適用することができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the deflector 65 formed by using micromachining technology is employed as the oscillating mirror. However, the optical scanning that deflects the light beam using the oscillating mirror that vibrates at resonance and scans the light beam. The present invention can be applied to all devices.

本発明にかかる光走査装置の一実施形態を装備した画像形成装置。An image forming apparatus equipped with an embodiment of an optical scanning device according to the present invention. 露光ユニット（光走査装置）の構成を示す主走査断面図。FIG. 3 is a main scanning sectional view showing a configuration of an exposure unit (optical scanning device). 図２の露光ユニットにおける光ビームの走査領域を示す図。FIG. 3 is a view showing a scanning region of a light beam in the exposure unit of FIG. 2. 図２の露光ユニットおよび露光制御部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the exposure unit of FIG. 2, and an exposure control part. 図１の画像形成装置で実行される起動処理を示すフローチャート。3 is a flowchart showing start-up processing executed by the image forming apparatus in FIG. 1. 起動時における偏向器の基本的動作を示す図。The figure which shows the basic operation | movement of the deflector at the time of starting. 起動時における偏向器の不適切な動作を示す図。The figure which shows the improper operation | movement of a deflector at the time of starting. 図１の画像形成装置で実行される起動処理の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a startup process executed by the image forming apparatus in FIG. 1.

Explanation of symbols

６０…光検出センサ（検出手段）、６５…偏向器（振動ミラー）、ミラー駆動制御部（制御手段）、１１２…周波数制御部（制御手段）、６５１…偏向ミラー面、６５３…共振周波数調整部、Ｈsync…水平同期信号（出力信号）、Ｌy，Ｌm，Ｌc，Ｌk…（走査）光ビーム、Ｘ…主走査方向 60 ... Photodetection sensor (detection means), 65 ... Deflector (vibrating mirror), mirror drive control section (control means), 112 ... frequency control section (control means), 651 ... deflection mirror surface, 653 ... resonance frequency adjustment section , Hsync: horizontal synchronization signal (output signal), Ly, Lm, Lc, Lk (scanning) light beam, X: main scanning direction

Claims

In an optical scanning device that scans a light beam on an effective scanning region having a predetermined width in the main scanning direction,
A light source that emits a light beam;
A oscillating mirror that resonates and oscillates about a drive axis substantially orthogonal to the main scanning direction, and deflects the light beam emitted from the light source by the oscillating mirror to form a first scanning range corresponding to the effective scanning region; Deflection means for scanning the light beam in a second scanning range that includes and exceeds the first scanning range;
Detecting means for detecting a scanning light beam that moves within a position within the second scanning range and out of the first range region and outputting a signal;
Resonance frequency adjusting means for adjusting the resonance frequency of the vibrating mirror;
And confirming the emission of the light beam from the light source by the output signal from the detection means, and comprising a control means for controlling the vibration mirror based on the output signal and adjusting the amplitude of the vibration mirror,
The oscillating mirror vibrates at an amplitude angle greater than or equal to a first amplitude angle, thereby enabling detection of the light beam by the detecting means, and is broken when the amplitude angle exceeds a second amplitude angle larger than the first amplitude angle. , It takes a first time and a second time from the start of driving the vibrating mirror until the amplitude angle of the vibrating mirror reaches the first amplitude angle and the second amplitude angle, respectively.
The control means does not output a signal from the detection means until a predetermined time set between the first time and the second time elapses after the vibration mirror starts to be driven. Sometimes the driving of the vibrating mirror is stopped, and when the driving of the vibrating mirror is stopped due to the absence of an output signal from the detecting means, the resonant frequency adjusting means is controlled to change the resonant frequency of the vibrating mirror. Then, the driving of the vibrating mirror is started again .

An optical scanning device that deflects a light beam emitted from a light source in a main scanning direction by a vibrating mirror and scans the light beam on an effective scanning region, and includes a first scanning range corresponding to the effective scanning region and the first scanning range. A scanning light beam that moves within the second scanning range and out of the first range area while driving the oscillating mirror to scan the light beam in the second scanning range that exceeds the scanning range. A method of controlling an optical scanning device that confirms the emission of a light beam from the light source by detecting by a detection means and adjusts the amplitude of the oscillating mirror based on the output signal,
The oscillating mirror vibrates at an amplitude angle greater than or equal to a first amplitude angle, thereby enabling detection of the light beam by the detecting means, and is broken when the amplitude angle exceeds a second amplitude angle larger than the first amplitude angle. , When the first mirror angle and the second amplitude angle from the start of driving the vibrating mirror until the amplitude angle of the vibrating mirror reaches the first amplitude angle and the second amplitude angle, respectively,
Starting resonance drive of the vibrating mirror;
When the light beam is detected by the detection means until a predetermined time set between the first time and the second time elapses after the vibration mirror starts driving, the amplitude adjustment is started. On the other hand, the step of stopping the driving mirror when the light beam is not detected even after the predetermined time has elapsed;
When the driving of the vibrating mirror is stopped due to the absence of an output signal from the detecting means, the resonant frequency adjusting means is controlled to change the resonant frequency of the vibrating mirror, and then the vibrating mirror is driven. A control method for an optical scanning device, comprising the step of starting again .