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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 /
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
113 Photosensitive drum (an example of an image carrier)
115
Claims (9)
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.
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.
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.
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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