JP5849058B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、例えば、静電潜像の形成に用いられる光走査装置及びこれを備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to, for example, an optical scanning device used for forming an electrostatic latent image and an image forming apparatus including the same.

電子写真方式の画像形成装置では、画像データに対応して変調された光ビームを生成し、この光ビームを反射、偏向させ、像担持体(例えば、感光体ドラム)に偏向された光ビームを走査することにより静電潜像を形成する。光偏向器は光ビームを反射、偏向させる機器である。光偏向器として、ポリゴンミラーの換わりに、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを用いる技術が提案されている。MEMSミラーは走査の高速化及び低消費電力等の利点を有する。   In an electrophotographic image forming apparatus, a light beam modulated in accordance with image data is generated, the light beam is reflected and deflected, and the light beam deflected to an image carrier (for example, a photosensitive drum) is generated. An electrostatic latent image is formed by scanning. An optical deflector is a device that reflects and deflects a light beam. As an optical deflector, a technique using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror instead of a polygon mirror has been proposed. The MEMS mirror has advantages such as high-speed scanning and low power consumption.

MEMSミラーを用いる光偏向器は、トーションバーに固定されたミラー部をミラー駆動部によって共振させることにより、ミラー部の偏向角の変動範囲を予め定められた目標変動範囲にする。この状態でミラー部に入射された光ビームを反射、偏向させて光ビームを走査する。ミラー部の共振で生じるミラー部の偏向角の変位を示す変位波は、正弦波であるが、振幅の最大値から0を通り振幅の最小値へ向かう間及び振幅の最小値から0を通り振幅の最大値へ向かう間に、ミラー部がほぼ等速に動く期間がある。この期間での光ビームの走査を有効とし、この期間以外の光ビームの走査を無効とすることで、画像の正確な再現を実現している。   The optical deflector using the MEMS mirror causes the mirror unit fixed to the torsion bar to resonate with the mirror driving unit, thereby setting the variation range of the deflection angle of the mirror unit to a predetermined target variation range. In this state, the light beam incident on the mirror unit is reflected and deflected to scan the light beam. The displacement wave indicating the displacement of the deflection angle of the mirror part generated by the resonance of the mirror part is a sine wave, and while passing from the maximum amplitude value to 0 through the minimum amplitude value and from the minimum amplitude value to 0 through the amplitude. There is a period during which the mirror moves at a substantially constant speed while moving toward the maximum value. By making the scanning of the light beam during this period valid and invalidating the scanning of the light beam outside this period, an accurate image reproduction is realized.

ところで、MEMSミラーが設置されている環境の温度変化、ミラー部に対する空気抵抗の変化等が原因で、ミラー部を共振させる駆動電圧が同じでも、ミラー部の偏向角の変動範囲が変化することがある。例えば、プリンター内部の温度が画像形成の動作開始時に室温であっても、連続して画像形成の動作をすれば、プリンター内部の温度が上昇する。この温度上昇が原因で、MEMSミラーが熱膨張して変形し、MEMSミラーの構成要素のバネ定数や慣性モーメントが変化する。これにより、ミラー部の共振周波数が変化し、その結果、ミラー部の偏向角の変動範囲が変化する。   By the way, the variation range of the deflection angle of the mirror portion may change even if the driving voltage for resonating the mirror portion is the same due to a change in temperature of the environment where the MEMS mirror is installed, a change in air resistance to the mirror portion, and the like. is there. For example, even if the temperature inside the printer is room temperature at the start of the image forming operation, if the image forming operation is continuously performed, the temperature inside the printer rises. Due to this temperature rise, the MEMS mirror is thermally expanded and deformed, and the spring constant and moment of inertia of the components of the MEMS mirror change. As a result, the resonance frequency of the mirror portion changes, and as a result, the fluctuation range of the deflection angle of the mirror portion changes.

そこで、ミラー部の偏向角の変動範囲を目標変動範囲にするために、駆動信号が補正される。しかし、この補正によってミラー部に過渡応答が生じ、目標変動範囲に到達するのに時間を要していた。   Therefore, the drive signal is corrected in order to make the fluctuation range of the deflection angle of the mirror unit the target fluctuation range. However, this correction causes a transient response in the mirror portion, and it takes time to reach the target fluctuation range.

過渡応答の影響を小さくできる技術として、ミラー部を駆動させる駆動信号を補正する場合に、駆動信号に補償信号を付加するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   As a technique capable of reducing the influence of the transient response, there has been proposed a technique in which a compensation signal is added to the drive signal when the drive signal for driving the mirror unit is corrected (for example, see Patent Document 1).

特開2006−279888号公報JP 2006-279888 A

特許文献1に記載の技術は、光空間通信に使用する装置であり、ミラー部を共振させて使用するものではない。光走査装置のように、ミラー部を共振させて使用する場合、偏向角の変化に加えて、ミラー部の偏向角の変位を時間軸に沿って波形状に表した偏向角変位波(言い換えれば、ミラー部の応答波形)の位相の変化が問題となる。   The technique described in Patent Document 1 is an apparatus used for optical space communication, and is not used by resonating a mirror unit. When the mirror unit is used by resonating like an optical scanning device, in addition to the change of the deflection angle, the deflection angle displacement wave (in other words, the change of the deflection angle of the mirror unit is represented in a waveform along the time axis). The change in the phase of the response waveform of the mirror part becomes a problem.

偏向角変位波の位相が変化すると、画像形成装置に適用される光走査装置であれば、感光体ドラムに主走査ラインを描画するときに主走査ラインの書き出し位置にズレが生じる。この影響は、例えば、タンデム型のカラープリンターにおいて、各色のトナー画像を重ねてカラー画像を形成したときに、色ズレとして表れる。   If the phase of the deflection angle displacement wave changes, in the case of an optical scanning device applied to an image forming apparatus, a deviation occurs in the writing position of the main scanning line when the main scanning line is drawn on the photosensitive drum. This influence appears as color misregistration, for example, when a color image is formed by overlapping toner images of respective colors in a tandem type color printer.

一般に、MEMミラーは、大きい振幅を得るために、共振周波数付近の駆動周波数で駆動される。このように共振周波数と駆動周波数との差分が小さい場合には、ミラー部の共振周波数の変化により、偏向角変位波の位相が比較的大きく変化する。そのため、偏向角変位波の位相を補正する必要がある。   In general, the MEM mirror is driven at a driving frequency near the resonance frequency in order to obtain a large amplitude. As described above, when the difference between the resonance frequency and the drive frequency is small, the phase of the deflection angular displacement wave changes relatively large due to the change in the resonance frequency of the mirror portion. Therefore, it is necessary to correct the phase of the deflection angular displacement wave.

ところで、MEMSミラーを用いた光走査装置を備える電子機器(例えば、プリンターのような画像形成装置、プロジェクターやバーコードリーダー等)では、Q値が大きいMEMSミラーが用いられる。Q値が大きいMEMSミラーは応答性が悪いため、偏向角変位波の位相を補正するとき、目標値に到達するのに時間を要するという問題があった。   By the way, in an electronic device (for example, an image forming apparatus such as a printer, a projector, a barcode reader, or the like) including an optical scanning device using a MEMS mirror, a MEMS mirror having a large Q value is used. Since the MEMS mirror having a large Q value has poor responsiveness, it takes time to reach the target value when correcting the phase of the deflection angular displacement wave.

本発明は、ミラー部の偏向角の変位を時間軸に沿って波形状に表した偏向角変位波の位相を目標値に補正する場合に、目標値に到達する時間を短くできる光走査装置及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention relates to an optical scanning device capable of shortening the time to reach the target value when correcting the phase of the deflection angle displacement wave in which the displacement of the deflection angle of the mirror portion is expressed in a wave shape along the time axis to the target value, and An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the same.

上記目的を達成する本発明の一局面に係る光走査装置は、光ビームを偏向するミラー部と、入力される駆動信号に応じた駆動力で前記ミラー部を駆動振動させるミラー駆動部と、前記ミラー駆動部によって振動させられている前記ミラー部の偏向角の変位を時間軸に沿って波形状に表した偏向角変位波を演算する変位波演算部と、前記偏向角変位波の位相が予め定められた目標値と異なるか否かを判定する判定部と、前記位相が前記目標値と異なると判定された場合、前記位相を前記目標値にするために、前記駆動信号となる第1のパルス信号の位相の補正値を演算する補正値演算部と、前記第1のパルス信号を予め定められた周期で、前記駆動信号として前記ミラー駆動部へ出力し、前記補正値が演算された場合、前記第1のパルス信号の位相を補正し、前記補正値により補正された位相を有する前記第1のパルス信号を前記予め定められた周期で、前記駆動信号として前記ミラー駆動部へ出力する第1のパルス信号生成部と、前記第1のパルス信号の位相が補正される場合、前記補正前に一時的に第2のパルス信号を生成する第2のパルス信号生成部と、を備え、前記第2のパルス信号生成部は、前記補正前の前記第1のパルス信号のパルス中心の位相と、前記第2のパルス信号のパルス中心の位相と、を異ならせることができるタイミングで前記第2のパルス信号を生成し、当該第2のパルス信号を前記ミラー駆動部に出力する。   An optical scanning device according to an aspect of the present invention that achieves the above object includes a mirror unit that deflects a light beam, a mirror driving unit that drives and vibrates the mirror unit with a driving force according to an input driving signal, A displacement wave computing unit that computes a deflection angle displacement wave in which a deflection angle displacement of the mirror unit that is vibrated by a mirror drive unit is expressed in a wave shape along a time axis; and a phase of the deflection angle displacement wave is determined in advance A determination unit that determines whether or not the target value is different from a predetermined target value; and a first signal that becomes the drive signal in order to set the phase to the target value when the phase is determined to be different from the target value. When the correction value is calculated by outputting the first pulse signal as the drive signal to the mirror drive unit at a predetermined cycle and calculating the correction value of the phase of the pulse signal , Of the first pulse signal A first pulse signal generation unit that corrects a phase and outputs the first pulse signal having a phase corrected by the correction value to the mirror drive unit as the drive signal at the predetermined period; A second pulse signal generation unit that temporarily generates a second pulse signal before the correction when the phase of the first pulse signal is corrected, and the second pulse signal generation unit includes: , Generating the second pulse signal at a timing at which the phase of the pulse center of the first pulse signal before the correction and the phase of the pulse center of the second pulse signal can be different from each other, A second pulse signal is output to the mirror driver.

ここで、「第2のパルス信号を前記ミラー駆動部に出力する」とは、第2のパルス信号を駆動信号としてミラー駆動部に出力するのみならず、第1のパルス信号と第2のパルス信号とを合成したパルス信号を駆動信号としてミラー駆動部に出力する場合も含み得る意味である。また、パルス信号をミラー駆動部に直接出力する場合のみならず、例えば、信号の増幅器を介して出力するような場合も含み得る意味である。   Here, “to output the second pulse signal to the mirror driving unit” not only outputs the second pulse signal to the mirror driving unit as a driving signal, but also the first pulse signal and the second pulse. This means that a case where a pulse signal obtained by synthesizing the signal is output to the mirror drive unit as a drive signal is included. Further, this means that not only the case where the pulse signal is directly output to the mirror driving unit but also the case where the pulse signal is output via a signal amplifier, for example.

偏向角変位波の位相を目標値にするために、ミラー部を駆動させる駆動信号である第1のパルス信号の位相が補正される。この補正をする場合、本発明の一局面に係る光走査装置によれば、第1のパルス信号のパルス中心の位相と、第2のパルス信号のパルス中心の位相と、を同じでなく、異なるようにしている。これにより、位相の補正をした第1のパルス信号に含まれる過渡応答の原因となる成分を打ち消すことができるので、位相の補正をした第1のパルス信号に対するミラー部の応答の遅れを抑制でき、その結果、偏向角変位波の位相を目標値に到達する時間を短くすることが可能となる。   In order to set the phase of the deflection angular displacement wave to the target value, the phase of the first pulse signal, which is a drive signal for driving the mirror unit, is corrected. When this correction is performed, according to the optical scanning device according to one aspect of the present invention, the phase of the pulse center of the first pulse signal and the phase of the pulse center of the second pulse signal are not the same and are different. I am doing so. As a result, it is possible to cancel the component that causes the transient response included in the first pulse signal whose phase has been corrected. Therefore, it is possible to suppress the delay in the response of the mirror unit with respect to the first pulse signal whose phase has been corrected. As a result, it is possible to shorten the time for the phase of the deflection angular displacement wave to reach the target value.

パルス中心とは、パルス信号の立ち上がり部の位置の座標と立ち下がり部の位置の座標とを加算して二で割った位置の座標をいう。   The pulse center is a coordinate of a position obtained by adding the coordinates of the position of the rising portion of the pulse signal and the coordinates of the position of the falling portion and dividing by two.

偏向角変位波の位相として、例えば、偏向角変位波と第1のパルス信号との位相差、基準となる他の信号と偏向角変位波との位相差、位相差でなく、偏向角変位波自身の位相が挙げられる。   As the phase of the deflection angular displacement wave, for example, the phase difference between the deflection angular displacement wave and the first pulse signal, the phase difference between the other signal serving as a reference and the deflection angular displacement wave, and the phase difference, not the deflection angular displacement wave Its own phase can be mentioned.

上記構成において、前記補正前の前記第1のパルス信号と前記第2のパルス信号とを合成した信号を生成して、前記駆動信号として前記ミラー駆動部へ出力する信号合成部をさらに備え、前記第2のパルス信号生成部は、前記第1のパルス信号の中で前記第2のパルス信号と合成されるパルスのパルス中心の位相と、前記第2のパルス信号のパルス中心の位相と、を異ならせることができるタイミングで前記第2のパルス信号を生成する。   In the above configuration, the apparatus further includes a signal synthesis unit that generates a signal obtained by synthesizing the first pulse signal before the correction and the second pulse signal, and outputs the signal as the drive signal to the mirror drive unit, The second pulse signal generation unit includes: a phase of a pulse center of a pulse synthesized with the second pulse signal in the first pulse signal; and a phase of a pulse center of the second pulse signal. The second pulse signal is generated at a timing that can be varied.

この構成は、第1のパルス信号と第2のパルス信号とを合成したパルス信号を駆動信号としてミラー駆動部に出力する態様である。   This configuration is a mode in which a pulse signal obtained by synthesizing the first pulse signal and the second pulse signal is output as a drive signal to the mirror drive unit.

上記構成において、前記第2のパルス信号生成部は、前記第1のパルス信号の中で前記第2のパルス信号と合成されるパルスのパルス中心の位相と、前記第2のパルス信号のパルス中心の位相と、を90度異ならせることができるタイミングで前記第2のパルス信号を生成する。   In the above configuration, the second pulse signal generation unit includes a phase of a pulse center of a pulse synthesized with the second pulse signal in the first pulse signal, and a pulse center of the second pulse signal. The second pulse signal is generated at a timing at which the phase can be varied by 90 degrees.

実施形態で説明しているように、本発明者が実行したシミュレーションによれば、第1のパルス信号の中で第2のパルス信号と合成されるパルスのパルス中心の位相と、第2のパルス信号のパルス中心の位相と、が90度異なるようにすれば、偏向角変位波の位相を目標値に到達する時間を短くできることを確認した。   As described in the embodiment, according to the simulation performed by the present inventor, the phase of the pulse center of the pulse synthesized with the second pulse signal in the first pulse signal, and the second pulse It was confirmed that the time required for the phase of the deflection angular displacement wave to reach the target value can be shortened if the phase of the pulse center of the signal is different by 90 degrees.

上記構成において、前記第2のパルス信号生成部は、矩形波によって構成される前記第2のパルス信号を生成する。   In the above configuration, the second pulse signal generation unit generates the second pulse signal configured by a rectangular wave.

上記構成において、前記第2のパルス信号生成部は、前記補正前の前記第1のパルス信号で構成されるパルス列の最後に生成されたパルスと合成されるタイミングで前記第2のパルス信号を生成する。   In the above configuration, the second pulse signal generation unit generates the second pulse signal at a timing that is combined with a pulse generated at the end of the pulse train composed of the first pulse signal before correction. To do.

上記構成において、前記第2のパルス信号生成部は、前記第1のパルス信号のパルス幅と同じパルス幅を有する前記第2のパルス信号を生成する。パルス幅とは、パルス信号の立ち上がり部の位置から立ち下がり部の位置までの長さ、又はパルス信号の立ち下がり部の位置から立ち上がり部の位置までの長さをいう。   In the above configuration, the second pulse signal generation unit generates the second pulse signal having the same pulse width as the pulse width of the first pulse signal. The pulse width refers to the length from the position of the rising edge of the pulse signal to the position of the falling edge, or the length from the position of the falling edge of the pulse signal to the position of the rising edge.

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、画像データに対応して変調された光ビームを照射する光源と、像担持体と、前記光源から照射された前記光ビームを前記像担持体に走査して静電潜像を形成する前記光走査装置と、前記静電潜像が形成された前記像担持体にトナーを供給してトナー画像を形成する現像部と、を備える。   An image forming apparatus according to another aspect of the present invention provides a light source that irradiates a light beam modulated in accordance with image data, an image carrier, and the light beam emitted from the light source to the image carrier. The optical scanning device that scans to form an electrostatic latent image, and a developing unit that forms a toner image by supplying toner to the image carrier on which the electrostatic latent image is formed.

本発明の他の局面に係る画像形成装置によれば、本発明の一局面に係る光走査装置を備えるので、この光走査装置と同様の作用効果を有する。   The image forming apparatus according to another aspect of the present invention includes the optical scanning device according to one aspect of the present invention, and thus has the same effects as the optical scanning device.

上記構成において、前記像担持体は、一方の側部と他方の側部とを有しており、前記光走査装置は、前記一方の側部から前記他方の側部へ向けて前記像担持体を、前記光ビームで主走査方向に走査する主走査を実行し、かつ前記他方の側部から前記一方の側部へ向けて前記像担持体を走査しない片側主走査を実行し、前記第1のパルス信号の位相が補正される場合、前記主走査終了後、次の前記主走査を開始する前に、前記第2のパルス信号生成部は、前記第2のパルス信号を生成し、そして前記第1のパルス信号生成部は、前記補正された前記第1のパルス信号を生成する。   In the above configuration, the image carrier has one side and the other side, and the optical scanning device moves the image carrier from the one side toward the other side. The main scanning is performed in the main scanning direction with the light beam, and the one-side main scanning is performed in which the image carrier is not scanned from the other side toward the one side. When the phase of the pulse signal is corrected, the second pulse signal generation unit generates the second pulse signal after the main scan and before starting the next main scan, and The first pulse signal generation unit generates the corrected first pulse signal.

一方の側部から他方の側部へ向けて像担持体を主走査する期間に、第1のパルス信号の位相を補正すると、その主走査する期間に偏向角変位波の位相が変わることにより、画像の再現性に影響を与えるおそれがある。この構成によれば、第1のパルス信号の位相が補正される場合、主走査終了後、次の主走査を開始する前に(言い換えれば、主走査終了後、次の主走査をするために、ミラー部の偏向角が変動している期間に)、第2のパルス信号を生成し、そして位相が補正された第1のパルス信号を生成する。従って、次に、一方の側部から他方の側部へ向けて像担持体を主走査するときには、偏向角変位波の位相を目標値に到達させることが可能となるので、画像の再現性が低下するのを防止できる。   When the phase of the first pulse signal is corrected during the main scanning period of the image carrier from one side to the other side, the phase of the deflection angular displacement wave changes during the main scanning period. This may affect the reproducibility of the image. According to this configuration, when the phase of the first pulse signal is corrected, after the main scan is finished, before the next main scan is started (in other words, after the main scan is finished, the next main scan is performed). In the period when the deflection angle of the mirror section is fluctuating), the second pulse signal is generated, and the first pulse signal with the phase corrected is generated. Therefore, when the image carrier is next subjected to main scanning from one side to the other side, the phase of the deflection angular displacement wave can reach the target value. It can be prevented from lowering.

上記構成において、タンデムに配置された複数の前記像担持体と、複数の前記像担持体のそれぞれに対応して設けられた複数の前記現像部と、複数の前記像担持体のそれぞれに対応して設けられた複数の前記光走査装置と、複数の前記像担持体に形成されたトナー画像が重ねて転写されることにより、カラーのトナー画像が形成される転写ベルトと、を備える。   In the above configuration, the plurality of image carriers arranged in tandem, the plurality of developing units provided corresponding to the plurality of image carriers, and the plurality of image carriers, respectively. A plurality of optical scanning devices provided on the image carrier, and a transfer belt on which a color toner image is formed by transferring the toner images formed on the plurality of image carriers in a superimposed manner.

タンデム型ではカラーを構成する複数の色(例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)に応じて、光走査装置が設けられている。これらの光走査装置において、偏向角変位波の位相が一致していないと、カラー画像に色ズレが生じる。この構成によれば、タンデム型の画像形成装置に本発明の一局面に係る光走査装置を適用しているので、複数の光走査装置のそれぞれにおいて、偏向角変位波の位相を補正する場合に、目標値に到達する時間を短くできる。   In the tandem type, an optical scanning device is provided according to a plurality of colors (for example, yellow, cyan, magenta, and black) constituting a color. In these optical scanning devices, if the phases of the deflection angular displacement waves do not match, color deviation occurs in the color image. According to this configuration, since the optical scanning device according to one aspect of the present invention is applied to the tandem type image forming apparatus, the phase of the deflection angular displacement wave is corrected in each of the plurality of optical scanning devices. The time to reach the target value can be shortened.

本発明によれば、ミラー部の偏向角の変位を時間軸に沿って波形状に表した偏向角変位波の位相を目標値に補正する場合に、目標値に到達する時間を短くできる。   According to the present invention, when the phase of the deflection angle displacement wave in which the displacement of the deflection angle of the mirror portion is expressed in a wave shape along the time axis is corrected to the target value, the time to reach the target value can be shortened.

本発明の光走査装置を適用した画像形成装置の内部構造の概略図である。1 is a schematic diagram of an internal structure of an image forming apparatus to which an optical scanning device of the present invention is applied. 図1に示す画像形成装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1. 本実施形態に係る光走査装置を構成する露光部に備えられる光学部品の配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of the optical component with which the exposure part which comprises the optical scanning device concerning this embodiment is equipped. 光偏向部の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of an optical deflection | deviation part. 図4に示す光偏向部をA−A線に沿って切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the optical deflection | deviation part shown in FIG. 4 along the AA line. 図5と同じ断面において、一方側のミラー駆動部のPZT薄膜が伸び、他方側のミラー駆動部のPZT薄膜が縮んだ状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the PZT thin film of the mirror driving unit on one side is extended and the PZT thin film of the mirror driving unit on the other side is contracted in the same cross section as FIG. 5. 本実施形態に係る光走査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical scanning device concerning this embodiment. 第1のパルス信号の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the 1st pulse signal. 図8において時刻0.00172秒〜0.00178秒の区間を拡大したグラフである。It is the graph which expanded the area of the time 0.00172 second-0.00178 second in FIG. 偏向角変位波の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of a deflection angle displacement wave. 第2のパルス信号の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the 2nd pulse signal. 第2のパルス信号と合成される第1のパルス信号の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the 1st pulse signal combined with the 2nd pulse signal. 第2のパルス信号が合成された第1のパルス信号の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the 1st pulse signal with which the 2nd pulse signal was synthesize | combined. 第1のパルス信号の位相の補正時において、本実施形態と比較例との偏向角変位波を比較するグラフである。It is a graph which compares the deflection angle displacement wave of this embodiment and a comparative example at the time of the correction | amendment of the phase of a 1st pulse signal. 第1のパルス信号の位相の補正時から0.05秒経過後において、本実施形態と比較例との偏向角変位波を比較するグラフである。It is a graph which compares the deflection angle displacement wave of this embodiment and a comparative example after 0.05 second progress from the time of the correction | amendment of the phase of a 1st pulse signal. 第1のパルス信号の位相の補正時から0.15秒経過後において、本実施形態と比較例との偏向角変位波を比較するグラフである。It is a graph which compares the deflection angle displacement wave of this embodiment and a comparative example after 0.15 second progress from the time of correction | amendment of the phase of a 1st pulse signal. 本実施形態に係る光走査装置を適用した画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。6 is a flowchart for explaining the operation of the image forming apparatus to which the optical scanning device according to the embodiment is applied.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の光走査装置を適用した画像形成装置1の内部構造の概略図である。画像形成装置1は例えば、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリーの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置1は装置本体100、原稿読取部200及び原稿給送部300を備える。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an internal structure of an image forming apparatus 1 to which an optical scanning device of the present invention is applied. The image forming apparatus 1 can be applied to, for example, a digital multifunction machine having functions of a copy, a printer, a scanner, and a facsimile. The image forming apparatus 1 includes an apparatus body 100, a document reading unit 200, and a document feeding unit 300.

装置本体100の上に原稿読取部200が配置されており、原稿読取部200の上に原稿給送部300が配置されている。   A document reading unit 200 is disposed on the apparatus main body 100, and a document feeding unit 300 is disposed on the document reading unit 200.

原稿給送部300は自動原稿送り装置として機能し、原稿載置部301に置かれた複数枚の原稿を連続的に原稿読取部200に送ることができる。   The document feeder 300 functions as an automatic document feeder, and can continuously send a plurality of documents placed on the document placement unit 301 to the document reading unit 200.

原稿読取部200は露光ランプ等を搭載したキャリッジ、ガラス等の透明部材により構成された原稿台、CCD(Charge Coupled Device)センサー及び原稿読取スリット(いずれも不図示)を備える。CCDセンサーは読み取った原稿を画像データとして出力する。   The document reading unit 200 includes a carriage on which an exposure lamp or the like is mounted, a document table made of a transparent member such as glass, a CCD (Charge Coupled Device) sensor, and a document reading slit (all not shown). The CCD sensor outputs the read original as image data.

装置本体100は用紙貯留部101、画像形成部103及び定着部105を備える。用紙貯留部101は装置本体100の最下部に配置されており、用紙の束を貯留することができる二つの用紙カセット101a,101bを備える。   The apparatus main body 100 includes a sheet storage unit 101, an image forming unit 103, and a fixing unit 105. The sheet storage unit 101 is disposed at the lowermost part of the apparatus main body 100 and includes two sheet cassettes 101a and 101b that can store a bundle of sheets.

用紙カセット101a,101bのうち、選択されたカセットに貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラー(不図示)の駆動により、装置本体100の用紙搬送路107へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路107を通って、画像形成部103へ搬送される。   Among the paper cassettes 101a and 101b, in the bundle of paper stored in the selected cassette, the uppermost paper is sent out toward the paper conveyance path 107 of the apparatus main body 100 by driving a pickup roller (not shown). . The sheet is conveyed to the image forming unit 103 through the sheet conveyance path 107.

用紙搬送路107は装置本体100の一方の側面(図1において右側の側面)に沿って下方から上方に向かって略垂直方向に延設され、上方で他方の側面(図1において左側の側面)に向かうように湾曲して、原稿読取部200の下方に沿って略水平方向に延びている。そして、その端部に排出トレイ131が設けられている。   The sheet conveyance path 107 extends in a substantially vertical direction from the lower side to the upper side along one side surface (right side surface in FIG. 1) of the apparatus main body 100, and the other side surface (left side surface in FIG. 1) above. And extends substantially horizontally along the lower side of the document reading unit 200. A discharge tray 131 is provided at the end.

画像形成部103は搬送されてきた用紙にトナー画像を形成する。画像形成部103はトナー画像を転写ベルト117に転写する順番に従って配置された、イエロー画像形成部111Y、マゼンタ画像形成部111M、シアン画像形成部111C、ブラック画像形成部111BKを備える。これらのユニットは同様の構成を有しており、イエロー画像形成部111Yを例にして説明する。   The image forming unit 103 forms a toner image on the conveyed paper. The image forming unit 103 includes a yellow image forming unit 111Y, a magenta image forming unit 111M, a cyan image forming unit 111C, and a black image forming unit 111BK, which are arranged in the order in which the toner images are transferred to the transfer belt 117. These units have the same configuration and will be described by taking the yellow image forming unit 111Y as an example.

イエロー画像形成部111Yは感光体ドラム113及び露光部115を備える。感光体ドラム113の周りには帯電部119、現像部121及びクリーニング部123が配置されている。帯電部119は感光体ドラム113の周面を一様に帯電させる。露光部115は画像データ(原稿読取部200から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリー受信の画像データ等)に対応して変調された光ビームを生成し、一様に帯電された感光体ドラム113の周面に照射する。これにより、感光体ドラム113の周面にはイエローの画像データに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム113の周面に現像部121からイエロートナーを供給することにより、周面にはイエローの画像データに対応するトナー画像が形成される。   The yellow image forming unit 111Y includes a photosensitive drum 113 and an exposure unit 115. Around the photosensitive drum 113, a charging unit 119, a developing unit 121, and a cleaning unit 123 are arranged. The charging unit 119 uniformly charges the peripheral surface of the photosensitive drum 113. The exposure unit 115 generates a light beam modulated in accordance with image data (image data output from the document reading unit 200, image data transmitted from a personal computer, image data received by facsimile), and the like. Irradiate the circumferential surface of the charged photosensitive drum 113. As a result, an electrostatic latent image corresponding to yellow image data is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 113. In this state, by supplying yellow toner from the developing unit 121 to the peripheral surface of the photosensitive drum 113, a toner image corresponding to yellow image data is formed on the peripheral surface.

転写ベルト117は感光体ドラム113と1次転写ローラー125により挟まれた状態で反時計周りに動くことができる。イエローのトナー画像は感光体ドラム113から転写ベルト117に転写される。感光体ドラム113の周面に残っているイエロートナーはクリーニング部123によって除去される。以上がイエロー画像形成部111Yの説明である。   The transfer belt 117 can move counterclockwise while being sandwiched between the photosensitive drum 113 and the primary transfer roller 125. The yellow toner image is transferred from the photosensitive drum 113 to the transfer belt 117. The yellow toner remaining on the peripheral surface of the photosensitive drum 113 is removed by the cleaning unit 123. The above is the description of the yellow image forming unit 111Y.

イエロー画像形成部111Y、マゼンタ画像形成部111M、シアン画像形成部111C、ブラック画像形成部111BKの上方には、対応する色のトナーを収容したコンテナー、すなわち、イエロートナーコンテナー127Y、マゼンタトナーコンテナー127M、シアントナーコンテナー127C、ブラックトナーコンテナー127BKが配置されている。各色の現像部121には、対応するコンテナーからトナーが補給される。   Above the yellow image forming unit 111Y, the magenta image forming unit 111M, the cyan image forming unit 111C, and the black image forming unit 111BK, containers containing corresponding color toners, that is, a yellow toner container 127Y, a magenta toner container 127M, A cyan toner container 127C and a black toner container 127BK are arranged. Toner for each color is supplied with toner from the corresponding container.

上述したように転写ベルト117にはイエローのトナー画像が転写され、このトナー画像に重ねてマゼンタのトナー画像が転写され、同様に、シアンのトナー画像、ブラックのトナー画像が重ねて転写される。これにより転写ベルト117にカラーのトナー画像が形成される。このように各色のパターンのトナー画像を転写ベルト117に重畳して転写することにより、転写ベルト117にカラーのトナー画像が形成される。カラーのトナー画像は2次転写ローラー129によって、先ほど説明した用紙貯留部101から搬送されてきた用紙に転写される。   As described above, the yellow toner image is transferred to the transfer belt 117, and the magenta toner image is transferred onto the toner image. Similarly, the cyan toner image and the black toner image are transferred onto the transfer belt 117. As a result, a color toner image is formed on the transfer belt 117. In this way, a toner image of each color pattern is superimposed and transferred onto the transfer belt 117, whereby a color toner image is formed on the transfer belt 117. The color toner image is transferred by the secondary transfer roller 129 onto the sheet conveyed from the sheet storage unit 101 described above.

カラーのトナー画像が転写された用紙は、定着部105に送られる。定着部105は加熱ローラーと定着ローラーとを備える。これらのローラーによって、カラーのトナー画像が転写された用紙が挟まれる。これにより、カラーのトナー画像と用紙に熱と圧力が加えられて、カラーのトナー画像を用紙に定着させる。用紙は排紙トレイ131に排紙される。   The sheet on which the color toner image is transferred is sent to the fixing unit 105. The fixing unit 105 includes a heating roller and a fixing roller. The paper on which the color toner image is transferred is sandwiched between these rollers. As a result, heat and pressure are applied to the color toner image and the paper, and the color toner image is fixed to the paper. The sheet is discharged to a discharge tray 131.

図2は、図1に示す画像形成装置1の構成を示すブロック図である。画像形成装置1は装置本体100、原稿読取部200、原稿給送部300、操作部400、制御部500及び通信部600がバスによって相互に接続された構成を有する。装置本体100、原稿読取部200及び原稿給送部300に関しては、既に説明したので、説明を省略する。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the image forming apparatus 1 shown in FIG. The image forming apparatus 1 has a configuration in which an apparatus main body 100, a document reading unit 200, a document feeding unit 300, an operation unit 400, a control unit 500, and a communication unit 600 are connected to each other by a bus. Since the apparatus main body 100, the document reading unit 200, and the document feeding unit 300 have already been described, description thereof will be omitted.

操作部400は操作キー部401と表示部403を備える。表示部403はタッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。   The operation unit 400 includes an operation key unit 401 and a display unit 403. The display unit 403 has a touch panel function, and displays a screen including soft keys. The user operates the soft keys while viewing the screen to make settings necessary for executing functions such as copying.

操作キー部401にはハードキーからなる操作キーが設けられている。具体的にはスタートキー、テンキー、ストップキー、リセットキー、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリーを切り換えるための機能切換キー等が設けられている。   The operation key unit 401 is provided with operation keys including hard keys. Specifically, a function key for switching between a start key, a numeric keypad, a stop key, a reset key, a copy, a printer, a scanner, and a facsimile are provided.

スタートキーはコピー、ファクシミリー送信等の動作を開始させるキーである。テンキーはコピー部数、ファクシミリー番号等の数字を入力するキーである。ストップキーはコピー動作等を途中で中止させるキーである。リセットキーは設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。   The start key is a key for starting operations such as copying and facsimile transmission. The numeric keypad is a key for inputting numbers such as the number of copies and a facsimile number. The stop key is a key for stopping the copy operation or the like halfway. The reset key is a key for returning the set contents to the initial setting state.

機能切換キーはコピーキー及び送信キー等を備えており、コピー機能、送信機能等を相互に切り替えるキーである。コピーキーを操作すれば、コピーの初期画面が表示部403に表示される。送信キーを操作すれば、ファクシミリー送信及びメール送信の初期画面が表示部403に表示される。   The function switching key includes a copy key, a transmission key, and the like, and is a key for switching between a copy function, a transmission function, and the like. When the copy key is operated, an initial copy screen is displayed on the display unit 403. When the transmission key is operated, an initial screen for facsimile transmission and mail transmission is displayed on the display unit 403.

制御部500はCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及び画像メモリー等により構成される。CPUは画像形成装置1を動作させるために必要な制御を、装置本体100等の画像形成装置1の上記構成要素に対して実行する。ROMは画像形成装置1の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。RAMはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリーは画像データ(原稿読取部200から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリー受信の画像データ等)を一時的に記憶する。   The control unit 500 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an image memory, and the like. The CPU executes control necessary for operating the image forming apparatus 1 on the above-described components of the image forming apparatus 1 such as the apparatus main body 100. The ROM stores software necessary for controlling the operation of the image forming apparatus 1. The RAM is used for temporary storage of data generated during execution of software, storage of application software, and the like. The image memory temporarily stores image data (image data output from the document reading unit 200, image data transmitted from a personal computer, image data received by facsimile, etc.).

通信部600はファクシミリー通信部601及びネットワークI/F部603を備える。ファクシミリー通信部601は相手先ファクシミリーとの電話回線の接続を制御するNCU(Network Control Unit)及びファクシミリー通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリー通信部601は電話回線605に接続される。   The communication unit 600 includes a facsimile communication unit 601 and a network I / F unit 603. The facsimile communication unit 601 includes an NCU (Network Control Unit) that controls connection of a telephone line with a destination facsimile, and a modulation / demodulation circuit that modulates / demodulates a signal for facsimile communication. The facsimile communication unit 601 is connected to the telephone line 605.

ネットワークI/F部603はLAN(Local Area Network)607に接続される。ネットワークI/F部603はLAN607に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。   A network I / F unit 603 is connected to a LAN (Local Area Network) 607. A network I / F unit 603 is a communication interface circuit for executing communication with a terminal device such as a personal computer connected to the LAN 607.

本実施形態に係る光走査装置3は、露光部115、回路(電気回路、電子回路)及びマイクロコンピューター等で構成される。図3は、露光部115を構成する光学部品の配置関係を示す図である。   The optical scanning device 3 according to the present embodiment includes an exposure unit 115, a circuit (electric circuit, electronic circuit), a microcomputer, and the like. FIG. 3 is a diagram showing an arrangement relationship of optical components that constitute the exposure unit 115.

露光部115は光源31、光偏向部10及び二つの走査レンズ33,35等を備える。光源31は例えば、レーザーダイオードであり、画像データに対応して変調された光ビームLBを射出する。   The exposure unit 115 includes a light source 31, a light deflection unit 10, two scanning lenses 33 and 35, and the like. The light source 31 is a laser diode, for example, and emits a light beam LB modulated in accordance with image data.

光源31と光偏向部10との光路上には、コリメーターレンズ37及びシリンドリカルレンズ39が配置されている。コリメーターレンズ37は光源31から射出された光ビームLBを平行光にする。シリンドリカルレンズ39は平行光にされた光ビームLBを線状に集光する。線状に集光された光ビームLBは光偏向部10に入射される。   A collimator lens 37 and a cylindrical lens 39 are disposed on the optical path between the light source 31 and the light deflection unit 10. The collimator lens 37 converts the light beam LB emitted from the light source 31 into parallel light. The cylindrical lens 39 condenses the light beam LB that has been converted into parallel light into a linear shape. The light beam LB condensed linearly is incident on the light deflection unit 10.

光偏向部10と感光体ドラム113との光路上には、走査レンズ33と走査レンズ35が配置されている。光偏向部10のミラー部11に入射された光ビームLBは、ミラー部11で反射、偏向されて、走査レンズ33,35により感光体ドラム113に結像される。すなわち、光ビームLBを感光体ドラム113に走査することにより、感光体ドラム113に静電潜像が形成される。   A scanning lens 33 and a scanning lens 35 are disposed on the optical path between the light deflection unit 10 and the photosensitive drum 113. The light beam LB incident on the mirror unit 11 of the light deflection unit 10 is reflected and deflected by the mirror unit 11 and imaged on the photosensitive drum 113 by the scanning lenses 33 and 35. In other words, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 113 by scanning the photosensitive drum 113 with the light beam LB.

露光部115はさらに、BDレンズ41及びBDセンサー43を備える。感光体ドラム113の一方の側部113aから他方の側部113bへ向けて、光ビームLBが感光体ドラム113を走査し、有効走査範囲Rを超えた光ビームLBは、BDレンズ41で集光されてBDセンサー43で受光される。BD(Beam Detect)センサー43は感光体ドラム113に走査(主走査)を開始する基準となるBD信号を生成する。   The exposure unit 115 further includes a BD lens 41 and a BD sensor 43. The light beam LB scans the photosensitive drum 113 from one side 113a to the other side 113b of the photosensitive drum 113, and the light beam LB exceeding the effective scanning range R is condensed by the BD lens 41. The BD sensor 43 receives the light. A BD (Beam Detect) sensor 43 generates a BD signal as a reference for starting scanning (main scanning) on the photosensitive drum 113.

光偏向部10は圧電駆動型のMEMSミラーである。但し、光偏向部10に用いることができるMEMSミラーは、圧電駆動型に限定されない。図4は光偏向部10の原理を示す図であり、図5は図4に示す光偏向部10をA−A線に沿って切断した断面図である。光偏向部10はミラー部11、フレーム13、トーションバー15及びミラー駆動部17a,17b,17c,17dを備える。   The light deflection unit 10 is a piezoelectric drive type MEMS mirror. However, the MEMS mirror that can be used for the light deflection unit 10 is not limited to the piezoelectric drive type. FIG. 4 is a diagram showing the principle of the optical deflection unit 10, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical deflection unit 10 shown in FIG. 4 cut along the line AA. The light deflection unit 10 includes a mirror unit 11, a frame 13, a torsion bar 15, and mirror drive units 17a, 17b, 17c, and 17d.

フレーム13の形状は矩形である。フレーム13は長手方向に延びる一対の辺部13a,13bと、長手方向と直交する方向に延びる一対の辺部13c,13dとにより構成される。フレーム13の中心部にはミラー部11が配置されている。ミラー部11は、長軸方向がフレーム13の長手方向と合致した楕円形状を有する。光ビームはミラー部11に入射され、ミラー部11で反射、偏向される。   The shape of the frame 13 is a rectangle. The frame 13 includes a pair of side portions 13a and 13b extending in the longitudinal direction and a pair of side portions 13c and 13d extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction. A mirror portion 11 is disposed at the center of the frame 13. The mirror unit 11 has an elliptical shape whose major axis direction matches the longitudinal direction of the frame 13. The light beam is incident on the mirror unit 11 and is reflected and deflected by the mirror unit 11.

トーションバー15はミラー部11の楕円の短軸方向に延びており、その一端が梁19により支持され、その他端が梁21により支持されている。トーションバー15は、ミラー部11と一体形成されている。梁19,21はそれぞれ一対の辺部13c,13dにより支持されている。   The torsion bar 15 extends in the minor axis direction of the ellipse of the mirror portion 11, and one end thereof is supported by the beam 19 and the other end is supported by the beam 21. The torsion bar 15 is integrally formed with the mirror part 11. The beams 19 and 21 are supported by a pair of side portions 13c and 13d, respectively.

梁19上には、トーションバー15より辺部13c側にミラー駆動部17aが形成され、トーションバー15より辺部13d側にミラー駆動部17bが形成されている。梁21上には、トーションバー15より辺部13c側にミラー駆動部17cが形成され、トーションバー15より辺部13d側にミラー駆動部17dが形成されている。   On the beam 19, a mirror driving unit 17a is formed on the side 13c side of the torsion bar 15, and a mirror driving unit 17b is formed on the side 13d side of the torsion bar 15. On the beam 21, a mirror drive unit 17c is formed on the side 13c side of the torsion bar 15, and a mirror drive unit 17d is formed on the side 13d side of the torsion bar 15.

ミラー駆動部17aは図5に示すように、下部電極23、PZT薄膜25及び上部電極27により構成される。ミラー駆動部17b,17c,17dはミラー駆動部17aと同じ構成を有する。以下、ミラー駆動部17a,17b,17c,17dを区別する必要がなければ、ミラー駆動部17と記載する。光偏向部10では、ミラー駆動部17に駆動信号が入力されることにより、駆動信号に応じた駆動力でミラー部11が駆動振動する。   As shown in FIG. 5, the mirror driving unit 17 a includes a lower electrode 23, a PZT thin film 25, and an upper electrode 27. The mirror driving units 17b, 17c, and 17d have the same configuration as the mirror driving unit 17a. Hereinafter, the mirror driving units 17a, 17b, 17c, and 17d will be referred to as the mirror driving unit 17 unless it is necessary to distinguish them. In the optical deflection unit 10, when a drive signal is input to the mirror drive unit 17, the mirror unit 11 is driven to vibrate with a drive force corresponding to the drive signal.

図6は図5と同じ断面において、ミラー駆動部17a,17cのPZT薄膜25が伸び、かつミラー駆動部17b,17dのPZT薄膜25が縮むように、ミラー駆動部17に駆動電圧を印加した状態を示す図である。図6では梁19,21が撓んでおり、これによりトーションバー15と一緒にミラー部11が傾いている。   6 shows a state in which a driving voltage is applied to the mirror driving unit 17 so that the PZT thin film 25 of the mirror driving units 17a and 17c extends and the PZT thin film 25 of the mirror driving units 17b and 17d contracts in the same cross section as FIG. FIG. In FIG. 6, the beams 19 and 21 are bent, whereby the mirror portion 11 is inclined together with the torsion bar 15.

以下、ミラー駆動部17a,17cのPZT薄膜25が伸び、かつミラー駆動部17b,17dのPZT薄膜25が縮む動作を第1の動作とし、ミラー駆動部17a,17cのPZT薄膜25が縮み、かつミラー駆動部17b,17dのPZT薄膜25が伸びる動作を第2の動作として説明する。第1の動作と第2の動作とが交互に繰り返されるようにミラー駆動部17に対し駆動電圧を印加して梁19,21を撓ませることにより、ミラー部11がトーションバー15を軸にして振動し、偏向角θが変動する。尚、図4に示す符号NLはミラー部11が振動していないときのミラー部11の法線を示している。   Hereinafter, the operation in which the PZT thin film 25 of the mirror driving units 17a and 17c extends and the PZT thin film 25 of the mirror driving units 17b and 17d contracts is referred to as a first operation, and the PZT thin film 25 of the mirror driving units 17a and 17c contracts. An operation in which the PZT thin film 25 of the mirror driving units 17b and 17d extends will be described as a second operation. By applying a driving voltage to the mirror driving unit 17 to bend the beams 19 and 21 so that the first operation and the second operation are alternately repeated, the mirror unit 11 has the torsion bar 15 as an axis. Oscillates and the deflection angle θ varies. In addition, the code | symbol NL shown in FIG. 4 has shown the normal line of the mirror part 11 when the mirror part 11 is not vibrating.

駆動電圧の周波数(以下、駆動周波数ともいう)をミラー部11の共振周波数と一致させると、ミラー部11が共振し、偏向角θの最大値を大きくすることができる。従って、駆動周波数を共振周波数に略一致させた状態でミラー部11を駆動させ、ミラー部11で光ビームを反射、偏向させることにより、光ビームを感光体ドラム113に走査する。   When the frequency of the drive voltage (hereinafter also referred to as drive frequency) is matched with the resonance frequency of the mirror unit 11, the mirror unit 11 resonates and the maximum value of the deflection angle θ can be increased. Accordingly, the mirror unit 11 is driven in a state where the drive frequency is substantially matched with the resonance frequency, and the light beam is reflected and deflected by the mirror unit 11, thereby scanning the photosensitive drum 113 with the light beam.

図7は、本実施形態に係る光走査装置3の構成を示すブロック図である。光走査装置3は光源31、光偏向部10、変位波演算部51、最大偏向角決定部53、補正値演算部55、位相差判定部57、補正値演算部59、第1のパルス信号生成部61、第2のパルス信号生成部63、信号合成部65及び増幅部67を備える。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the optical scanning device 3 according to this embodiment. The optical scanning device 3 includes a light source 31, a light deflection unit 10, a displacement wave calculation unit 51, a maximum deflection angle determination unit 53, a correction value calculation unit 55, a phase difference determination unit 57, a correction value calculation unit 59, and a first pulse signal generation. Unit 61, second pulse signal generation unit 63, signal synthesis unit 65, and amplification unit 67.

光偏向部10において、ミラー駆動部17は入力される駆動信号に応じた駆動力でミラー部11を駆動振動させる。   In the optical deflecting unit 10, the mirror driving unit 17 drives and vibrates the mirror unit 11 with a driving force corresponding to the input driving signal.

変位波演算部51はBDセンサー43(図3)が光ビームLBを受光して出力したBD信号を利用して、ミラー駆動部17によって振動させられているミラー部11の偏向角の変位を時間軸に沿って波形状に表した偏向角変位波を演算する。   The displacement wave calculation unit 51 uses the BD signal output by the BD sensor 43 (FIG. 3) receiving the light beam LB to calculate the displacement of the deflection angle of the mirror unit 11 oscillated by the mirror drive unit 17 over time. A deflection angular displacement wave expressed in a wave shape along the axis is calculated.

最大偏向角決定部53は変位波演算部51によって演算された偏向角変位波から、ミラー部11の偏向角の最大値(言い換えれば、偏向角の変動範囲)を決定する。   The maximum deflection angle determination unit 53 determines the maximum value of the deflection angle of the mirror unit 11 (in other words, the deflection angle fluctuation range) from the deflection angle displacement wave calculated by the displacement wave calculation unit 51.

補正値演算部55は最大偏向角決定部53によって決定された偏向角の最大値が予め定められた目標値と異なる場合、偏向角の最大値を目標値にするために、第1のパルス信号の最大値の補正値を演算する。   When the maximum value of the deflection angle determined by the maximum deflection angle determination unit 53 is different from a predetermined target value, the correction value calculation unit 55 uses the first pulse signal to set the maximum value of the deflection angle to the target value. The correction value of the maximum value of is calculated.

駆動信号である第1のパルス信号によってミラー駆動部17にミラー部11を駆動させて、ミラー部11を振動させる。第1のパルス信号と偏向角変位波とには位相差がある。この位相差は、MEMSミラーの共振周波数によって決まる。位相差判定部57(判定部の一例)は、第1のパルス信号と偏向角変位波との位相差が予め定められた目標値と異なるか否かを判定する。   The mirror drive unit 17 is driven by the mirror drive unit 17 by the first pulse signal which is a drive signal, and the mirror unit 11 is vibrated. There is a phase difference between the first pulse signal and the deflection angular displacement wave. This phase difference is determined by the resonance frequency of the MEMS mirror. The phase difference determination unit 57 (an example of a determination unit) determines whether or not the phase difference between the first pulse signal and the deflection angular displacement wave is different from a predetermined target value.

補正値演算部59は位相差判定部57によって位相差が目標値と異なると判定された場合、位相差を目標値にするために、第1のパルス信号の位相の補正値を演算する。   When the phase difference determination unit 57 determines that the phase difference is different from the target value, the correction value calculation unit 59 calculates a correction value for the phase of the first pulse signal in order to set the phase difference to the target value.

第1のパルス信号生成部61は駆動信号となる第1のパルス信号を予め定められた周期でミラー駆動部17へ出力する。本実施形態において、第1のパルス信号は矩形波である。しかしながら、第1のパルス信号はパルス状であればよく、矩形波に限定されない。第1のパルス信号生成部61は補正値演算部55によって第1のパルス信号の最大値の補正値が演算された場合、第1のパルス信号の最大値を補正し、その補正値により補正された最大値を有する第1のパルス信号を予め定められた周期で駆動信号としてミラー駆動部17へ出力する。また、第1のパルス信号生成部61は補正値演算部59によって第1のパルス信号の位相の補正値が演算された場合、第1のパルス信号の位相を補正し、その補正値により補正された位相を有する第1のパルス信号を予め定められた周期で駆動信号としてミラー駆動部17へ出力する。   The first pulse signal generation unit 61 outputs a first pulse signal serving as a drive signal to the mirror drive unit 17 at a predetermined cycle. In the present embodiment, the first pulse signal is a rectangular wave. However, the first pulse signal may be pulsed and is not limited to a rectangular wave. When the correction value calculating unit 55 calculates the correction value of the maximum value of the first pulse signal, the first pulse signal generating unit 61 corrects the maximum value of the first pulse signal, and the correction value is corrected by the correction value. The first pulse signal having the maximum value is output to the mirror drive unit 17 as a drive signal at a predetermined cycle. Further, when the correction value calculation unit 59 calculates the correction value of the phase of the first pulse signal, the first pulse signal generation unit 61 corrects the phase of the first pulse signal, and the correction value is corrected by the correction value. The first pulse signal having the same phase is output to the mirror drive unit 17 as a drive signal at a predetermined cycle.

第2のパルス信号生成部63は第1のパルス信号の位相が補正される場合、この補正がされる前に一時的に第2のパルス信号を生成する。詳しくは、第2のパルス信号生成部63は、第1のパルス信号の中で第2のパルス信号と合成されるパルスのパルス中心の位相と、第2のパルス信号のパルス中心の位相と、が異なる(例えば、90度異なる)タイミングで第2のパルス信号を生成する。これについては後で説明する。   When the phase of the first pulse signal is corrected, the second pulse signal generation unit 63 temporarily generates the second pulse signal before this correction is performed. Specifically, the second pulse signal generation unit 63 includes a pulse center phase of a pulse synthesized with the second pulse signal in the first pulse signal, a phase of the pulse center of the second pulse signal, Are generated at different timings (for example, 90 degrees different). This will be described later.

本実施形態において、第2のパルス信号は一個の矩形波によって構成され、第2のパルス信号のパルス幅は第1のパルス信号のパルス幅と同じにされている。しかしながら、第2のパルス信号はパルス状であればよく、矩形波に限定されない。第2のパルス信号のパルスの数は、一個に限定されない。第2のパルス信号のパルス幅は、第1のパルス信号のパルス幅と異なっていてもよい。   In the present embodiment, the second pulse signal is constituted by one rectangular wave, and the pulse width of the second pulse signal is the same as the pulse width of the first pulse signal. However, the second pulse signal may be pulsed and is not limited to a rectangular wave. The number of pulses of the second pulse signal is not limited to one. The pulse width of the second pulse signal may be different from the pulse width of the first pulse signal.

尚、ミラー駆動部17が電圧で動作する場合、第1のパルス信号及び第2のパルス信号は電圧信号であり、ミラー駆動部17が電流で動作する場合、第1のパルス信号及び第2のパルス信号は電流信号となる。   When the mirror driving unit 17 operates with voltage, the first pulse signal and the second pulse signal are voltage signals, and when the mirror driving unit 17 operates with current, the first pulse signal and the second pulse signal are operated. The pulse signal becomes a current signal.

信号合成部65には第1のパルス信号及び第2のパルス信号が入力される。信号合成部65は第2のパルス信号生成部63によって第2のパルス信号が生成された場合(すなわち、第1のパルス信号の位相が補正される場合)、第1のパルス信号と第2のパルス信号とを合成した信号を生成して駆動信号として出力する。信号合成部65は第2のパルス信号生成部63によって第2のパルス信号が生成されない場合(すなわち、第1のパルス信号の位相が補正されない場合)、第1のパルス信号を駆動信号として出力する。   The signal synthesizer 65 receives the first pulse signal and the second pulse signal. When the second pulse signal generator 63 generates the second pulse signal (that is, when the phase of the first pulse signal is corrected), the signal synthesizer 65 receives the first pulse signal and the second pulse signal. A signal synthesized with the pulse signal is generated and output as a drive signal. The signal synthesis unit 65 outputs the first pulse signal as a drive signal when the second pulse signal generation unit 63 does not generate the second pulse signal (that is, when the phase of the first pulse signal is not corrected). .

増幅部67は信号合成部65から出力された駆動信号を増幅する。増幅された駆動信号がミラー駆動部17に入力される。   The amplification unit 67 amplifies the drive signal output from the signal synthesis unit 65. The amplified drive signal is input to the mirror drive unit 17.

位相差判定部57が、第1のパルス信号と偏向角変位波との位相差が予め定められた目標値と異なっていると判定した場合における第1のパルス信号の位相の補正について説明する。図8は、第1のパルス信号の一例を示すグラフである。縦軸が第1のパルス信号の値(V)を示し、横軸が時間(秒)を示している。第1のパルス信号は連続して生成される矩形波であり、最大値が1.0V、最小値が−1.0V、周期が0.001秒である。   A description will be given of correction of the phase of the first pulse signal when the phase difference determination unit 57 determines that the phase difference between the first pulse signal and the deflection angular displacement wave is different from a predetermined target value. FIG. 8 is a graph showing an example of the first pulse signal. The vertical axis represents the value (V) of the first pulse signal, and the horizontal axis represents time (seconds). The first pulse signal is a rectangular wave generated continuously, and has a maximum value of 1.0 V, a minimum value of -1.0 V, and a cycle of 0.001 seconds.

この例では、時刻0.0015秒において、第1のパルス信号の位相を2μ秒遅らせる補正が開始される。これによる第1のパルス信号の位相の変化を図9で示す。図9は、図8において時刻0.00172秒〜0.00178秒の区間を拡大したグラフである。縦軸が第1のパルス信号の値(V)を示し、横軸が時間(秒)を示している。第1のパルス信号の位相を補正した場合、時刻0.00175秒の近傍で、第1のパルス信号の位相を補正しない場合と比べて、第1のパルス信号の立ち上がりが2μ秒遅れている。   In this example, at time 0.0015 seconds, correction is started to delay the phase of the first pulse signal by 2 μs. The phase change of the first pulse signal due to this is shown in FIG. FIG. 9 is a graph obtained by enlarging a section from time 0.00172 seconds to 0.00178 seconds in FIG. The vertical axis represents the value (V) of the first pulse signal, and the horizontal axis represents time (seconds). When the phase of the first pulse signal is corrected, the rise of the first pulse signal is delayed by 2 μs around the time of 0.00175 seconds compared to the case where the phase of the first pulse signal is not corrected.

偏向角変位波について説明する。図10は、偏向角変位波の一例を示すグラフである。縦軸がミラー部11の偏向角(rad)を示し、横軸が時間(秒)を示している。偏向角変位波は正弦波であり、最大値が約1rad、最小値が約−1rad、周期が0.001秒である。   The deflection angle displacement wave will be described. FIG. 10 is a graph showing an example of the deflection angle displacement wave. The vertical axis indicates the deflection angle (rad) of the mirror unit 11, and the horizontal axis indicates time (seconds). The deflection angle displacement wave is a sine wave, the maximum value is about 1 rad, the minimum value is about -1 rad, and the period is 0.001 second.

次に、第1のパルス信号と第2のパルス信号との合成について説明する。図11は、第2のパルス信号の一例を示すグラフである。図12は、第2のパルス信号と合成される第1のパルス信号の一例を示すグラフである。図13は、第2のパルス信号が合成された第1のパルス信号の一例を示すグラフである。図11〜図13の縦軸と横軸は、図8の縦軸と横軸と同じである。   Next, the synthesis of the first pulse signal and the second pulse signal will be described. FIG. 11 is a graph illustrating an example of the second pulse signal. FIG. 12 is a graph showing an example of the first pulse signal combined with the second pulse signal. FIG. 13 is a graph showing an example of the first pulse signal obtained by synthesizing the second pulse signal. The vertical axis and horizontal axis in FIGS. 11 to 13 are the same as the vertical axis and horizontal axis in FIG. 8.

図11を参照して、第2のパルス信号は一個の孤立パルスであり、最大値が0.1Vであり、最小値が0Vである。第2のパルス信号は第1のパルス信号の位相の補正前の0.0010秒から補正開始の0.0015秒までの期間に生成されている。   Referring to FIG. 11, the second pulse signal is one isolated pulse, the maximum value is 0.1V, and the minimum value is 0V. The second pulse signal is generated in a period from 0.0010 seconds before the correction of the phase of the first pulse signal to 0.0015 seconds of the correction start.

図11及び図12を参照して、第2のパルス信号生成部63は第1のパルス信号の位相の補正がされる前の第1のパルス信号で構成されるパルス列の最後に生成されたパルスと合成されるタイミングで第2のパルス信号を生成する。第2のパルス信号と合成されるパルスは、位相補正前の第1のパルス信号のパルスであればよく、最後に生成されたパルスに限定されない。第2のパルス信号生成部63は第1のパルス信号のパルス幅と同じパルス幅を有する第2のパルス信号を生成する。パルス幅とは、パルス信号の立ち上がり部の位置から立ち下がり部の位置までの長さ、又はパルス信号の立ち下がり部の位置から立ち上がり部の位置までの長さをいう。   Referring to FIG. 11 and FIG. 12, the second pulse signal generation unit 63 generates a pulse generated at the end of the pulse train composed of the first pulse signal before the phase of the first pulse signal is corrected. The second pulse signal is generated at the timing of combining the two. The pulse combined with the second pulse signal may be a pulse of the first pulse signal before phase correction, and is not limited to the last generated pulse. The second pulse signal generation unit 63 generates a second pulse signal having the same pulse width as that of the first pulse signal. The pulse width refers to the length from the position of the rising edge of the pulse signal to the position of the falling edge, or the length from the position of the falling edge of the pulse signal to the position of the rising edge.

第2のパルス信号生成部63は位相補正前の第1のパルス信号を構成するパルス列の最後に生成されたパルスのパルス中心の位相と、第2のパルス信号のパルス中心の位相とが、90度異なるタイミングで第2のパルス信号を生成する。パルス中心とは、パルス信号の立ち上がり部の位置の座標と立ち下がり部の位置の座標とを加算して二で割った位置の座標をいう。第2のパルス信号の場合、時刻0.00125秒の箇所の座標がパルス中心となる。第1のパルス信号の最後のパルスの場合、時刻0.0010秒の箇所の座標がパルス中心となる。   The second pulse signal generation unit 63 determines that the phase of the pulse center of the pulse generated at the end of the pulse train constituting the first pulse signal before phase correction and the phase of the pulse center of the second pulse signal are 90. The second pulse signal is generated at different timings. The pulse center is a coordinate of a position obtained by adding the coordinates of the position of the rising portion of the pulse signal and the coordinates of the position of the falling portion and dividing by two. In the case of the second pulse signal, the coordinates of the location at time 0.00125 seconds are the pulse center. In the case of the last pulse of the first pulse signal, the coordinates of the location at time 0.0010 seconds are the pulse center.

図13を参照して、第1のパルス信号の中で第2のパルス信号と合成された箇所は、最大値が1.0Vから1.1Vに上がり、最小値が−1.0Vから−0.9Vに上がっている。   Referring to FIG. 13, the maximum value of the portion of the first pulse signal synthesized with the second pulse signal increases from 1.0 V to 1.1 V, and the minimum value decreases from −1.0 V to −0. It has risen to 9V.

本実施形態では、ミラー部11の偏向角変位波の位相を目標値にするために、第1のパルス信号の位相を補正する場合、この補正前に、第2のパルス信号を生成して、補正前の第1のパルス信号と第2のパルス信号とを合成した信号を駆動信号としてミラー駆動部17へ出力している。これにより、偏向角変位波の位相を目標値に到達する時間を短くできる。これについて説明する。   In this embodiment, in order to correct the phase of the first pulse signal in order to set the phase of the deflection angular displacement wave of the mirror unit 11 to the target value, the second pulse signal is generated before this correction, A signal obtained by synthesizing the first pulse signal and the second pulse signal before correction is output to the mirror drive unit 17 as a drive signal. As a result, the time required for the phase of the deflection angular displacement wave to reach the target value can be shortened. This will be described.

時刻0.001500秒において、第1のパルス信号の位相を2μ秒遅らせる補正が開始されている。これによる偏向角変位波を図14〜図16で示す。図14は、補正時刻(0.001500秒)での偏向角変位波を示すグラフである。図15は、補正時刻から0.05秒経過後の偏向角変位波を示すグラフである。図16は、補正時刻から0.15秒経過後の偏向角変位波を示すグラフである。   At time 0.001500 seconds, correction for delaying the phase of the first pulse signal by 2 μs is started. The deflection angle displacement wave by this is shown in FIGS. FIG. 14 is a graph showing the deflection angular displacement wave at the correction time (0.001500 seconds). FIG. 15 is a graph showing the deflection angular displacement wave after 0.05 seconds have elapsed from the correction time. FIG. 16 is a graph showing the deflection angular displacement wave after 0.15 seconds from the correction time.

図14〜図16において、縦軸がミラー部11の偏向角(rad)を示し、横軸が時間(秒)を示している。図14では時刻0.001480秒〜0.001520秒の区間が示される。図15では0.05秒経過後の時刻0.051480秒〜0.051520秒の区間が示される。図16では0.15秒経過後の時刻0.151480秒〜0.151520秒の区間が示される。   14 to 16, the vertical axis indicates the deflection angle (rad) of the mirror unit 11, and the horizontal axis indicates time (seconds). FIG. 14 shows a section from time 0.001480 seconds to 0.001520 seconds. FIG. 15 shows a section from 0.051480 seconds to 0.051520 seconds after 0.05 seconds have elapsed. In FIG. 16, a section from time 0.151480 seconds to 0.151520 seconds after the lapse of 0.15 seconds is shown.

グラフの実線は、本実施形態の場合、すなわち第2のパルス信号を生成した後、第1のパルス信号の位相を補正した場合を示している。グラフの点線は、比較例の場合、すなわち、第2のパルス信号を生成しないで、第1のパルス信号の位相を補正した場合を示している。グラフの一点鎖線は、第1のパルス信号の位相を補正しない場合を示している。   The solid line in the graph shows the case of this embodiment, that is, the case where the phase of the first pulse signal is corrected after the second pulse signal is generated. The dotted line in the graph shows the case of the comparative example, that is, the case where the phase of the first pulse signal is corrected without generating the second pulse signal. A one-dot chain line in the graph indicates a case where the phase of the first pulse signal is not corrected.

図14を参照して、本実施形態の場合、第1のパルス信号の位相の補正を開始した直後に、偏向角変位波の位相を2μ秒遅らせることができる。これに対して、図14〜図16を参照して、比較例の場合、第1のパルス信号の位相の補正の開始後、0.15秒経過しても、偏向角変位波の位相を2μ秒遅らせることができない。すなわち、比較例では、位相を補正した第1のパルス信号がミラー駆動部17に入力しても、ミラー部11は即座に応答せず、遅れて応答している。   Referring to FIG. 14, in the case of the present embodiment, immediately after the start of correction of the phase of the first pulse signal, the phase of the deflection angular displacement wave can be delayed by 2 μs. On the other hand, referring to FIGS. 14 to 16, in the case of the comparative example, the phase of the deflection angular displacement wave is 2 μm even after 0.15 seconds have elapsed after the start of the correction of the phase of the first pulse signal. Can't delay seconds. That is, in the comparative example, even when the first pulse signal whose phase is corrected is input to the mirror driving unit 17, the mirror unit 11 does not respond immediately but responds with a delay.

以上説明したように本実施形態によれば、ミラー部11を駆動させる駆動信号である第1のパルス信号の位相を補正する場合、第1のパルス信号の中で第2のパルス信号と合成されるパルスのパルス中心の位相と、第2のパルス信号のパルス中心の位相と、を同じでなく、異なるようにしている。これにより、位相の補正をした第1のパルス信号に含まれる過渡応答の原因となる成分を打ち消すことができるので、位相の補正をした第1のパルス信号に対するミラー部11の応答の遅れを抑制でき、その結果、偏向角変位波の位相を目標値に到達する時間を短くすることが可能となる。実施形態で説明したように、本発明者が実行したシミュレーションによれば、第1のパルス信号の中で第2のパルス信号と合成されるパルスのパルス中心の位相と、第2のパルス信号のパルス中心の位相と、が90度異なるようにすれば、偏向角変位波の位相を目標値に到達する時間を短くできることを確認した。   As described above, according to the present embodiment, when the phase of the first pulse signal that is the drive signal for driving the mirror unit 11 is corrected, it is combined with the second pulse signal in the first pulse signal. The phase of the pulse center of the second pulse signal and the phase of the pulse center of the second pulse signal are not the same but different. As a result, it is possible to cancel the component that causes the transient response included in the first pulse signal whose phase has been corrected, thereby suppressing a delay in the response of the mirror unit 11 with respect to the first pulse signal whose phase has been corrected. As a result, it is possible to shorten the time required for the phase of the deflection angular displacement wave to reach the target value. As described in the embodiment, according to the simulation performed by the present inventor, the phase of the pulse center of the pulse synthesized with the second pulse signal in the first pulse signal, and the second pulse signal It was confirmed that the time for reaching the target value of the phase of the deflection angular displacement wave could be shortened if the phase at the pulse center was different by 90 degrees.

本実施形態では偏向角変位波の位相として、偏向角変位波と第1のパルス信号との位相差を例に説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、基準となる他の信号と偏向角変位波との位相差でもよいし、位相差でなく偏向角変位波自身の位相でもよい。   In the present embodiment, the phase difference between the deflection angular displacement wave and the first pulse signal has been described as an example of the phase of the deflection angular displacement wave. However, the present invention is not limited to this. For example, the phase difference between another reference signal and the deflection angular displacement wave may be used, or the phase of the deflection angular displacement wave itself may be used instead of the phase difference.

また、本実施形態では、補正前の第1のパルス信号と第2のパルス信号とを合成するように構成したが、これに限られず、例えば、第2のパルス信号生成部を、前記した合成後に相当するパルス信号を生成するように構成すると共に、該第2のパルス信号生成部と第1のパルス信号生成部61とを切り替える信号切替部を光走査装置3に設けてもよい。そして、補正直前に前記信号切替部により第1のパルス信号生成部から第2のパルス信号生成部に切り替えて図13に示すようなパルス信号を生成してもよい。   In the present embodiment, the first pulse signal and the second pulse signal before correction are combined. However, the present invention is not limited to this. For example, the second pulse signal generation unit is configured as described above. The optical scanning device 3 may be configured to generate a corresponding pulse signal later and switch the second pulse signal generation unit and the first pulse signal generation unit 61. Then, immediately before the correction, the signal switching unit may switch the first pulse signal generation unit to the second pulse signal generation unit to generate a pulse signal as shown in FIG.

次に、本実施形態に係る光走査装置3を適用した画像形成装置1について説明する。図3を参照して、光源31から射出された光ビームLBを感光体ドラム113(像担持体の一例)に走査して静電潜像を形成する。本実施形態に係る光走査装置3(図7)は、片側主走査を実行して静電潜像を形成する。片側主走査とは、一方の側部113aから他方の側部113bへ向けて感光体ドラム113を、光ビームLBで主走査方向に走査する主走査を実行し、他方の側部113bから一方の側部113aへ向けて感光体ドラム113を走査しないことをいう。片側主走査によれば、両側主走査に比べて、画像の形成速度は劣るが、画像の再現性を向上させることができる。   Next, the image forming apparatus 1 to which the optical scanning device 3 according to the present embodiment is applied will be described. Referring to FIG. 3, a light beam LB emitted from light source 31 is scanned on photosensitive drum 113 (an example of an image carrier) to form an electrostatic latent image. The optical scanning device 3 (FIG. 7) according to the present embodiment performs one-side main scanning to form an electrostatic latent image. In one-side main scanning, main scanning is performed in which the photosensitive drum 113 is scanned in the main scanning direction with the light beam LB from one side 113a to the other side 113b. This means that the photosensitive drum 113 is not scanned toward the side portion 113a. According to one-side main scanning, the image forming speed is inferior to that of both-side main scanning, but the image reproducibility can be improved.

第1のパルス信号の位相が補正される場合、主走査終了後、次の主走査を開始する前に(言い換えれば、主走査終了後、次の主走査をするために、ミラー部11の偏向角が変動している期間に)、第2のパルス信号生成部63は第2のパルス信号を生成し、そして、第1のパルス信号生成部61は位相の補正がされた第1のパルス信号を生成する。   When the phase of the first pulse signal is corrected, after the main scan is finished, before the next main scan is started (in other words, after the main scan is finished, the deflection of the mirror unit 11 is performed to perform the next main scan). The second pulse signal generator 63 generates a second pulse signal during a period in which the angle fluctuates, and the first pulse signal generator 61 generates a first pulse signal whose phase has been corrected. Is generated.

本実施形態に係る光走査装置3を適用した画像形成装置1の動作を主に、図3、図7及び図17を用いて説明する。図17はその動作を説明するフローチャートである。画像形成装置1が画像形成動作を開始する(ステップS1)。画像形成動作とはコピージョブやプリンタージョブ等を実行する動作をいう。この動作には、光ビームLBを感光体ドラム113に走査する以下の動作が含まれる。第1のパルス信号生成部61は第1のパルス信号を生成し、第1のパルス信号がミラー駆動部17に入力される。これにより、ミラー駆動部17がミラー部11を駆動して、ミラー部11を共振させる。ミラー部11が共振した状態で、光源31は画像データに対応して変調された光ビームLBを照射する。光ビームLBはミラー部11で反射、偏向されて、回転する感光体ドラム113を走査する。   The operation of the image forming apparatus 1 to which the optical scanning device 3 according to the present embodiment is applied will be mainly described with reference to FIG. 3, FIG. 7, and FIG. FIG. 17 is a flowchart for explaining the operation. The image forming apparatus 1 starts an image forming operation (step S1). The image forming operation is an operation for executing a copy job, a printer job, or the like. This operation includes the following operation of scanning the photosensitive drum 113 with the light beam LB. The first pulse signal generation unit 61 generates a first pulse signal, and the first pulse signal is input to the mirror driving unit 17. Thereby, the mirror drive part 17 drives the mirror part 11, and makes the mirror part 11 resonate. In a state where the mirror unit 11 resonates, the light source 31 emits a light beam LB modulated corresponding to the image data. The light beam LB is reflected and deflected by the mirror unit 11 to scan the rotating photosensitive drum 113.

位相差判定部57が、第1のパルス信号と偏向角変位波との位相差が目標値と異なるか否かを判定する(ステップS2)。位相差判定部57が、位相差が目標値と異なると判定した場合(ステップS2でYes)、補正値演算部59は位相差を目標値にするために、第1のパルス信号の位相の補正値を演算する。そして、制御部500は主走査終了後(すなわち、画像データに応じた光ビームLBの出力終了後)、次の主走査を開始する前(すなわち、次の画像データに応じた光ビームLBの出力を開始する前)の期間か否かを判断する(ステップS3)。   The phase difference determination unit 57 determines whether or not the phase difference between the first pulse signal and the deflection angular displacement wave is different from the target value (step S2). When the phase difference determination unit 57 determines that the phase difference is different from the target value (Yes in step S2), the correction value calculation unit 59 corrects the phase of the first pulse signal in order to set the phase difference to the target value. Calculate the value. Then, after the main scanning ends (that is, after the output of the light beam LB corresponding to the image data), the control unit 500 starts the next main scanning (that is, outputs the light beam LB corresponding to the next image data). It is determined whether or not it is a period before starting (step S3).

制御部500が主走査終了後、次の主走査を開始する前の期間と判断しない場合(ステップS3でNo)、言い換えれば、主走査の期間中と判断した場合、ステップS3を繰り返す。   When the control unit 500 does not determine the period before the start of the next main scan after the end of the main scan (No in step S3), in other words, when it is determined that the period is during the main scan, step S3 is repeated.

制御部500が主走査終了後、次の主走査を開始する前の期間と判断した場合(ステップS3でYes)、第2のパルス信号生成部63は1パルスの第2のパルス信号の出力を開始し、第1のパルス信号生成部61は位相の補正をした第1のパルス信号の出力を開始する(ステップS4)。これにより、位相差が目標値に調整される。   When the control unit 500 determines that the period before the start of the next main scan after the end of the main scan (Yes in step S3), the second pulse signal generation unit 63 outputs the second pulse signal of one pulse. First, the first pulse signal generator 61 starts outputting the first pulse signal whose phase has been corrected (step S4). Thereby, the phase difference is adjusted to the target value.

制御部500は画像の印刷を終了したか判断する(ステップS5)。制御部500は画像の印刷を終了したと判断した場合(ステップS5でYes)、制御部500は画像形成動作を終了させる。制御部500が画像の印刷を終了したと判断しない場合(ステップS5でNo)、ステップS2に戻る。   The controller 500 determines whether the printing of the image has been completed (step S5). When the control unit 500 determines that the image printing is finished (Yes in step S5), the control unit 500 finishes the image forming operation. If the controller 500 does not determine that printing of the image has been completed (No in step S5), the process returns to step S2.

位相差判定部57が、位相差が目標値と異なると判定しない場合(ステップS2でNo)、言い換えれば、位相差が目標値と一致している場合、ステップS5へ進む。   When the phase difference determination unit 57 does not determine that the phase difference is different from the target value (No in step S2), in other words, when the phase difference matches the target value, the process proceeds to step S5.

本実施形態に係る光走査装置3を適用した画像形成装置1は、以下の効果を有する。一方の側部113aから他方の側部113bへ向けて感光体ドラム113を主走査する期間(すなわち、画像データに応じた光ビームLBの出力する期間)に、第1のパルス信号の位相を補正すると、その主走査する期間に偏向角変位波の位相が変わることにより、画像の再現性が低下するおそれがある。この画像形成装置1によれば、第1のパルス信号の位相が補正される場合、主走査終了後、次の主走査を開始する前に(言い換えれば、主走査終了後、次の主走査をするために、ミラー部11の偏向角が変動している期間に)、第2のパルス信号を生成し、そして位相が補正された第1のパルス信号を生成する。従って、次に、一方の側部113aから他方の側部113bへ向けて感光体ドラム113を主走査するときには、位相差を目標値に調整することが可能となるので、画像の再現性が低下するのを防止できる。   The image forming apparatus 1 to which the optical scanning device 3 according to the present embodiment is applied has the following effects. The phase of the first pulse signal is corrected during a period of main scanning of the photosensitive drum 113 from one side 113a to the other side 113b (that is, a period during which the light beam LB corresponding to image data is output). As a result, the phase of the deflection angular displacement wave changes during the main scanning period, which may reduce the reproducibility of the image. According to the image forming apparatus 1, when the phase of the first pulse signal is corrected, after the main scan is finished, before the next main scan is started (in other words, after the main scan is finished, the next main scan is performed). Therefore, during the period when the deflection angle of the mirror unit 11 is fluctuating, a second pulse signal is generated, and a first pulse signal whose phase is corrected is generated. Therefore, the next time when the photosensitive drum 113 is main-scanned from one side 113a to the other side 113b, the phase difference can be adjusted to the target value, so that the reproducibility of the image is lowered. Can be prevented.

特に、タンデム型の画像形成装置に対して本実施形態は有効である。タンデム型とは、図1に示すような画像形成装置1を指す。画像形成装置1はタンデムに配置された四つの感光体ドラム113を備える。四つの感光体ドラム113とはイエロー画像形成部111Yの感光体ドラム113、マゼンタ画像形成部111Mの感光体ドラム113、シアン画像形成部111Cの感光体ドラム113、ブラック画像形成部111BKの感光体ドラム113をいう。画像形成装置1は、さらに、四つの感光体ドラム113のそれぞれに対応して設けられた四つの現像部121と、四つの感光体ドラム113のそれぞれに対応して設けられた四つの露光部115(光走査装置3)と、四つの感光体ドラム113に形成されたトナー画像が重ねて転写されることにより、カラーのトナー画像が形成される転写ベルト117と、を備える。   In particular, this embodiment is effective for a tandem type image forming apparatus. The tandem type refers to an image forming apparatus 1 as shown in FIG. The image forming apparatus 1 includes four photosensitive drums 113 arranged in tandem. The four photosensitive drums 113 are the photosensitive drum 113 of the yellow image forming unit 111Y, the photosensitive drum 113 of the magenta image forming unit 111M, the photosensitive drum 113 of the cyan image forming unit 111C, and the photosensitive drum of the black image forming unit 111BK. 113. The image forming apparatus 1 further includes four developing units 121 provided corresponding to the four photosensitive drums 113 and four exposure units 115 provided corresponding to the four photosensitive drums 113, respectively. (Optical scanning device 3) and a transfer belt 117 on which a color toner image is formed by transferring toner images formed on the four photosensitive drums 113 in a superimposed manner.

タンデム型ではカラーを構成する複数の色(例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)に応じて、光走査装置3が設けられている。これらの光走査装置3において、偏向角変位波の位相が一致していないと、カラー画像に色ズレが生じる。タンデム型の画像形成装置1に本実施形態に係る光走査装置3を適用しているので、四つの光走査装置3のそれぞれにおいて、偏向角変位波の位相を補正する場合に、目標値に到達する時間を短くできる。   In the tandem type, the optical scanning device 3 is provided according to a plurality of colors (for example, yellow, cyan, magenta, and black) constituting the color. In these optical scanning devices 3, if the phases of the deflection angular displacement waves do not match, color deviation occurs in the color image. Since the optical scanning device 3 according to this embodiment is applied to the tandem-type image forming apparatus 1, the target value is reached when the phase of the deflection angular displacement wave is corrected in each of the four optical scanning devices 3. The time to do can be shortened.

尚、上記実施形態では、本発明を画像形成装置に適用した場合について説明したが、本発明は、画像形成装置に限られず、プロジェクター、バーコードリーダー、レーザー顕微鏡等の光走査装置に適用することもできる。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to the image forming apparatus, and may be applied to an optical scanning apparatus such as a projector, a barcode reader, or a laser microscope. You can also.

1 画像形成装置
3 光走査装置
10 光偏向部
11 ミラー部
17(17a,17b,17c,17d) ミラー駆動部
31 光源
57 位相差判定部(判定部の一例)
113 感光体ドラム(像担持体の一例)
115 露光部
117 転写ベルト
LB 光ビーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 3 Optical scanning device 10 Optical deflection part 11 Mirror part 17 (17a, 17b, 17c, 17d) Mirror drive part 31 Light source 57 Phase difference determination part (an example of determination part)
113 Photosensitive drum (an example of an image carrier)
115 Exposure unit 117 Transfer belt LB Light beam

Claims (9)

光ビームを偏向するミラー部と、
入力される駆動信号に応じた駆動力で前記ミラー部を駆動振動させるミラー駆動部と、
前記ミラー駆動部によって振動させられている前記ミラー部の偏向角の変位を時間軸に沿って波形状に表した偏向角変位波を演算する変位波演算部と、
前記偏向角変位波の位相が予め定められた目標値と異なるか否かを判定する判定部と、
前記位相が前記目標値と異なると判定された場合、前記位相を前記目標値にするために、前記駆動信号となる第1のパルス信号の位相の補正値を演算する補正値演算部と、
前記第1のパルス信号を予め定められた周期で、前記駆動信号として前記ミラー駆動部へ出力し、前記補正値が演算された場合、前記第1のパルス信号の位相を補正し、前記補正値により補正された位相を有する前記第1のパルス信号を前記予め定められた周期で、前記駆動信号として前記ミラー駆動部へ出力する第1のパルス信号生成部と、
前記第1のパルス信号の位相が補正される場合、前記補正前に一時的に第2のパルス信号を生成する第2のパルス信号生成部と、を備え、
前記第2のパルス信号生成部は、前記補正前の前記第1のパルス信号のパルス中心の位相と、前記第2のパルス信号のパルス中心の位相と、を異ならせることができるタイミングで前記第2のパルス信号を生成し、当該第2のパルス信号を前記ミラー駆動部に出力する光走査装置。
A mirror for deflecting the light beam;
A mirror drive unit for driving and vibrating the mirror unit with a driving force according to an input drive signal;
A displacement wave computing unit that computes a deflection angle displacement wave in which the displacement of the deflection angle of the mirror unit that is vibrated by the mirror drive unit is represented in a wave shape along the time axis;
A determination unit for determining whether or not the phase of the deflection angle displacement wave is different from a predetermined target value;
When it is determined that the phase is different from the target value, a correction value calculation unit that calculates a correction value of the phase of the first pulse signal serving as the drive signal in order to set the phase to the target value;
When the first pulse signal is output to the mirror drive unit as the drive signal at a predetermined cycle and the correction value is calculated, the phase of the first pulse signal is corrected, and the correction value A first pulse signal generation unit that outputs the first pulse signal having a phase corrected by the above-described period as the drive signal to the mirror drive unit at the predetermined period;
A second pulse signal generator that temporarily generates a second pulse signal before the correction when the phase of the first pulse signal is corrected;
The second pulse signal generation unit may change the phase of the pulse center of the first pulse signal before the correction and the phase of the pulse center of the second pulse signal at different timings. An optical scanning device that generates two pulse signals and outputs the second pulse signal to the mirror driving unit.
請求項1に記載の光走査装置において、
前記補正前の前記第1のパルス信号と前記第2のパルス信号とを合成した信号を生成して、前記駆動信号として前記ミラー駆動部へ出力する信号合成部をさらに備え、
前記第2のパルス信号生成部は、前記第1のパルス信号の中で前記第2のパルス信号と合成されるパルスのパルス中心の位相と、前記第2のパルス信号のパルス中心の位相と、を異ならせることができるタイミングで前記第2のパルス信号を生成する光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1,
A signal synthesizing unit that generates a signal obtained by synthesizing the first pulse signal and the second pulse signal before the correction, and outputs the signal as the driving signal to the mirror driving unit;
The second pulse signal generation unit includes a phase of a pulse center of a pulse synthesized with the second pulse signal in the first pulse signal, a phase of a pulse center of the second pulse signal, An optical scanning device that generates the second pulse signal at a timing that can be varied.
前記第2のパルス信号生成部は、前記第1のパルス信号の中で前記第2のパルス信号と合成されるパルスのパルス中心の位相と、前記第2のパルス信号のパルス中心の位相と、を90度異ならせることができるタイミングで前記第2のパルス信号を生成する請求項2に記載の光走査装置。   The second pulse signal generation unit includes a phase of a pulse center of a pulse synthesized with the second pulse signal in the first pulse signal, a phase of a pulse center of the second pulse signal, The optical scanning device according to claim 2, wherein the second pulse signal is generated at a timing at which the second pulse signal can be varied by 90 degrees. 前記第2のパルス信号生成部は、矩形波によって構成される前記第2のパルス信号を生成する請求項1〜3のいずれか一項に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, wherein the second pulse signal generation unit generates the second pulse signal configured by a rectangular wave. 前記第2のパルス信号生成部は、前記補正前の前記第1のパルス信号で構成されるパルス列の最後に生成されたパルスと合成されるタイミングで前記第2のパルス信号を生成する請求項1〜4のいずれか一項に記載の光走査装置。   2. The second pulse signal generation unit generates the second pulse signal at a timing that is combined with a pulse generated at the end of a pulse train composed of the first pulse signal before correction. The optical scanning apparatus as described in any one of -4. 前記第2のパルス信号生成部は、前記第1のパルス信号のパルス幅と同じパルス幅を有する前記第2のパルス信号を生成する請求項1〜5のいずれか一項に記載の光走査装置。   6. The optical scanning device according to claim 1, wherein the second pulse signal generation unit generates the second pulse signal having the same pulse width as the pulse width of the first pulse signal. 7. . 画像データに対応して変調された光ビームを射出する光源と、
像担持体と、
前記光源から射出された前記光ビームを前記像担持体に走査して静電潜像を形成する請求項1〜6のいずれか一項に記載の光走査装置と、
前記静電潜像が形成された前記像担持体にトナーを供給してトナー画像を形成する現像部と、を備える画像形成装置。
A light source that emits a light beam modulated in accordance with image data;
An image carrier;
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 6, wherein the image bearing member is scanned with the light beam emitted from the light source to form an electrostatic latent image;
An image forming apparatus comprising: a developing unit that supplies toner to the image carrier on which the electrostatic latent image is formed to form a toner image.
前記像担持体は、一方の側部と他方の側部とを有しており、
前記光走査装置は、前記一方の側部から前記他方の側部へ向けて前記像担持体を、前記光ビームで主走査方向に走査する主走査を実行し、かつ前記他方の側部から前記一方の側部へ向けて前記像担持体を走査しない片側主走査を実行し、
前記第1のパルス信号の位相が補正される場合、前記主走査終了後、次の前記主走査を開始する前に、前記第2のパルス信号生成部は、前記第2のパルス信号を生成し、そして前記第1のパルス信号生成部は、前記補正された前記第1のパルス信号を生成する請求項7に記載の画像形成装置。
The image carrier has one side and the other side,
The optical scanning device performs main scanning for scanning the image carrier in the main scanning direction with the light beam from the one side to the other side, and from the other side Performing a one-side main scan not scanning the image carrier toward one side,
When the phase of the first pulse signal is corrected, the second pulse signal generation unit generates the second pulse signal after the main scan ends and before the next main scan starts. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the first pulse signal generation unit generates the corrected first pulse signal.
タンデムに配置された複数の前記像担持体と、
複数の前記像担持体のそれぞれに対応して設けられた複数の前記現像部と、
複数の前記像担持体のそれぞれに対応して設けられた複数の前記光走査装置と、
複数の前記像担持体に形成されたトナー画像が重ねて転写されることにより、カラーのトナー画像が形成される転写ベルトと、を備える請求項7又は8に記載の画像形成装置。
A plurality of the image carriers arranged in tandem;
A plurality of the developing units provided corresponding to each of the plurality of image carriers;
A plurality of the optical scanning devices provided corresponding to each of the plurality of image carriers;
The image forming apparatus according to claim 7, further comprising: a transfer belt on which a color toner image is formed by superimposing and transferring the toner images formed on the plurality of image carriers.
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