JPH01302317A

JPH01302317A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH01302317A
Application number: JP63133581A
Authority: JP
Inventors: Takashi Murahashi; 村橋　孝; Toshihiro Motoi; 俊博本井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1989-12-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（１）産業上の利用分野本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンター等の画像
形成装置に適した画像形成装置に関し、特に光ビーム偏
向器で偏向されたレーザ・−ビームによって感光体への
書込みを行う画像形成装置に最適な画像形成装置に関す
る。

（２）発明の背景ファクシミリ、複写機、プリンター等の画像形成装置と
して、レーザービームによる感光体への書込みが行われ
るようになってきている。このような画像形成装置にお
いて、レーザービームを偏向する光偏向器には、従来よ
り、回転多面鏡やミラー振動子等が用いられている。近
時においては、小型化、低騒音化、低価格化等の要請か
ら、幾多の課題を解決しながらミラー振動子が多用され
るようになってきている。

このようなミラー振動子には、第４図に示すようなミラ
ー振動子３１０が使用される。

第４図において、ミラー振動子３１０は、はぼ長方形状
をなす縦長のフレーム３１５を有し、そのほぼ中央部に
駆動コイル３１１が設けられる。

そして、その上方部に反射ミラー３１２が形成され、こ
の反射ミラー３１２の上方と、フレーム３１５との間に
は、回転支持棒として機能するリガメント３１３が一体
に形成されている。駆動コイル３１１の下方にも、リガ
メン）３１３が一体に形成されている。

このようにミラー振動子３１０は、駆動コイル３１１、
反射ミラー３１２、回転支持用のリガメント３】３が一
体として構成されたものである。

ミラー振動子３１０としては、異方性エツチングが可能
な材料として水晶、シリコン等が使用される。

水晶板を加工してミラー振動子３１０を形成する場合、
その加工手段は通常、フォトリゾグラフィーとエツチン
グ技術が応用され、これによって微細加工が可能になる
。エツチング加工されたミラー振動子３１０の表面は、
電気的な抵抗を下げるために、通常銀メツキが施される
。

また、特に光源として半導体レーザーを使用する場合、
反射ミラー３１２にはその反射率を上げるために、金、
銅、又はアルミ等のメツキ処理が施される。さらに、反
射ミラー３１２の表面の僅や、酸化を防ぐため、メツキ
処理後の表面にＳｉＯ又は５ｉ０２等の保護膜をコーテ
ィングすることもてきる。

第３図は、偏向器３００をレーザー記録装置に使用した
場合の光学走査系の一例を示している。

半導体レーザー３１から出射されたレーザービームはコ
リメータレンズ３２てビーム形状が補正されたのち、シ
リンドリカルレンズ３３、反射ミラー４１を通過して偏
向器３００に入射せしめられる。偏向器３００でレーザ
ービームが所定方向に所定の速度でもって偏向される。

偏向されたレーザービームは走査用レンズ、１２及びシ
リンドリカルレンズ３６を通過することにより感光体ド
ラム１１上に結像されて静電像が形成される。

シリンドリカルレンズ３３．３６は偏向器３００に設け
られた反射ミラー３１２に、上下方向のあおりがある場
合、そのあおりを補正するために使用されるものである
。反射ミラー３１２のあおりが非常に小さい場合は、シ
リンドリカルレンズ３３．３６は省略することもできる
。

走査用レンズ４２はレーザービームを感光体ドラム１１
の表面に正しく結像させるためと、レーザービームが感
光体ドラム１１上を等速走査できるようにするために使
用される。

ミラー振動子３１０がもつ固有振動数で振動させた場合
、反射ミラー３１２の偏向角θは、θ＝Ａ−ｓｉｒ＋ω
ｔここにＡ：反射ミラーの最大偏向角 ω：角速度ｔ：時間て表される正弦波動作となる。

このため、レーザービームのスポット位置なθの関数Ｘ
（θ）としたとき、走査レンズ４２として、Ｘ　（θ）　＝Ａ−ｆ−ａｒｃ−ｓｉｎ（θ／Ａ）ただ
し、ｆは走査レンズ４２の焦点距離となる特性を持たせ
ることにより、感光体ドラムｌＩ上におけるレーザービ
ームのスポットの位置を時間ｔの関数Ｘ（ｔ）として表
わした場合、上式よりＸ　（ｔ）＝Ａ−ｆ・ωｔとなる。

従って、上述したようにこの走査レンズ４２を使用すれ
ば、レーザービームを等速運動に変換することができる
。等速運動によって静電像を形成する場合には歪のない
画質を得ることができる。

ミラー振動子３１０を駆動するには、ミラー振動子３１
０の固有撮動周波数と一致するように駆動周波数が設定
される。ミラー振動子３１０の駆動は、発振回路から駆
動信号をミラー振動子３１Ｏに供給することによって行
われている。画像処理装置にミラー振動子３１０を用い
た場合のミラー振動子３１０の駆動周波数ｆは、画像記
録速度、水平走査速度、最大記録紙サイズなどから決定
される周波数であるから、ミラー撮動子３１０を製造す
る場合に、水晶板の加工は、固有振動周波数ｆｏが駆動
周波数ｆに一致するようにして行われる。

（３）発明が解決しようとする課題しかしながら、ミラー振動子３１０の固有振動数には製
造工程で生ずるバラツキがあるので、佃々のミラー撮動
子３１０によって差異がある。ミラー振動子３１０の固
有振動数が大きいときに、振幅が一定値を維持している
とすると、感光体ドラム１１に書き込まれた画像は走査
方向に伸びた画像となってしまう。

逆にミラー振動子３１０の固有振動数が小さいときに、
振幅が一定値を維持しているとすると、感光体ドラム１
１に書き込まれた画像は走査方向に縮んだ画像となって
しまう。

例えば、第２図に示すようにミラー振動子３１Ｏの固有
振動数がｆｌとｆｌであった場合に、振幅（走査幅）が
一定値ｌを維持しているとすると、走査幅！を走査する
のに要する時間は、それぞれｔｌ、ｔ２となってしまう
。すなわち、感光体ドラム１１を走査する速度が、それ
ぞれｌ／ｌｌ、１／１２となって異なることになる。速
度！／ｌｌで感光体トラム１１に書き込まれた画像は、
速度１／１２て感光体ドラム１１に書き込まれた画像よ
りも、走査方向に伸びた画像となってしまう。

このように、従来はミラー振動子３１０の振幅（走査幅
）が一定値を保つようにしているために、ミラー振動子
３１０を製造する場合の水晶板の加工の仕方によって固
有振動周波数にバラツキがあると、感光体ドラム１１に
書き込まれた画像は、走査方向に伸び縮みしてしまうと
いう問題点がある。

（７１）課題を解決するための手段本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ミラー振
動子の固有振動数にバラツキがある場合であっても、感
光体に書込まれた画像の走査方向の長さが一定となるよ
うにすることを目的とし、この目的を達成するために、
光ビームで感光体を走査することで画像信号を感光体に
書き込むようにした画像形成装置において、ミラーを回
転往復振動することで光ビームを偏向するミラー撮動子
と、ミラー振動子を駆動する周波数信号を発生する発振
回路と、周波数信号の振幅を調整する振幅調整手段を設
け、光ビームが感光体を走査する速度が一定となるよう
に振幅調整手段によって周波数信号の振幅を調整するよ
うに構成されている。

（５）実施例以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明による画像形成装置の一実施例を示す
ブロック図である。図中、第３図または第４図と同じ構
成部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。

第１図は、ミラー振動子３１０に駆動周波数信号を供給
する自励発振回路３５０を示している。

第１図において、自励発振回路３５０は、オペアンプ３
５１を有し、その出力信号ＳＯは、ＤＣカット用のコン
デンサＣを介して増幅回路３５２に供給される。増幅回
路３５２で後述するようにして所定の値に振幅制限され
た出力信号Ｓｏ’が、抵抗器Ｒ１を介してオペアンプ３
５１の一端子に供給される。また、抵抗器Ｒ２を介して
駆動コイル３１１に供給されると共に、抵抗器Ｒ２を介
してオペアンプ３５１の十端子に供給される。なお、オ
ペアンプ３５１に接続されているＲｆは、帰還抵抗器で
ある。

この構成において、ミラー振動子３１０が振動していな
いときの駆動コイル３１１のインピーダンスＲｃが帰還
抵抗器Ｒｆの抵抗値に等しく、かつ抵抗Ｒ１および抵抗
Ｒ２の抵抗値が等しくなるように設定されていた場合に
は、出力信号５Ｏ１Ｓｏ’の電圧をそれぞれＶｏ、Ｖｉ
とすると、Ｖｏ　＝　（（ＲＩＲｃ−Ｒ２Ｒｆ）／Ｒ１
（Ｒ２＋Ｒｃ）’Ｉ　　Ｖ言＝０（ボルト）となる。

すなわち、出力信号ＳＯが零となる。

ミラー撮動子３１０は、所定の磁界内に配置され、ミラ
ー撮動子３１０の駆動コイル３１１に通電すると、ミラ
ー振動子３１０が励起されて振動を開始する。従って、
この振動によって駆動コイル３１１は磁界を所定の速度
で横切ることになり、駆動コイル３１１には正弦波状の
逆起電力が発生する。

駆動コイル３１１はオペアンプ３５１の子端子に接続さ
れているので、この逆起電力はオペアンプ３５１の子端
子に供給され、上述した平衡条件が崩れる。このときオ
ペアンプ３５１の出力端子には、駆動コイル３１１に生
じた逆起電力と同相の出力信号ＳＯが得られる。これが
さらに増幅回路３５２で振幅調整された後、再び駆動コ
イル３１１にその駆動信号として供給される。

この一連の動作で、駆動コイル３１１には振動に必要な
エネルギーが供給され、駆動コイル３１１の連続的な振
動が継続される。振動周波数はミラー振動子３１０のも
つ固有振動数となる。

増幅回路３５２の出力信号ＳＯ′（電圧Ｖｉ）は、ダイ
オード３５３を介して平滑回″１ｆＪ３５４にも供給さ
れ、増幅回路３５２の出力電圧ｖ１の振幅が、次に説明
するようにして制御される。

平滑回′Ｐｊ３５４て整流された信号は、電圧Ｖｌとし
て抵抗３５６を介してオペアンプ３５５の一端子に供給
される。オペアンプ３５５の子端子には、可変抵抗器３
５７で設定された電圧■２が供給されている。オペアン
プ３５５は、コンデンサー３５８と積分回路を構成して
おり、電圧■１が電圧Ｖ２に等しくなるまで両型圧の差
分を積分して増幅回路３５２に帰還する。

増幅回路３５２は、この帰還値に応じてゲインを決め、
出力電圧Ｖｉの平滑電圧Ｖｌが電圧Ｖｚに等しくなるよ
うに出力電圧■１を制御する。従って、組立時に走査ス
ピードが一定になるように電圧Ｖｚを初期設定すること
により、出力電圧ＶＸを可変することができる。これに
より、ミラー撮動子３１０の振れ角を調整することがで
きる。

増幅回路３５２、平滑回路３５４、オペアンプ３５５等
の存在で、出力信号ＳＯの振幅は可変抵抗器３５７で設
定された値となるように制御されているから、駆動コイ
ル３１１には、走査スピードが一定になるような所定の
振幅値を有する正弦波信号が供給されることになる。

この第１図に示す自励発振回路３５０によれば、ミラー
振動子３１０の固有振動数にバラツキがある場合でも、
ミラー振動子３１０に対する駆動信号の周波数は常に固
有振動数そのものであり、かつ駆動信号の振幅は可変抵
抗器３５７で設定された値となり、従って走査スピード
が一定となるようにできる。

可変抵抗器３５７で設定される駆動信号の振幅（走査幅
）制御は、第２図に示すように、ミラー振動子３１０の
固有振ｉ数がｆｌとｆｌとの間でバラツキがあった場合
には、駆動信号の振幅が信号ｆ２″で示すように大きく
なるようにして行われる。これによって、走査幅ｌを走
査するのに要する時間をｔｌに等しくなるようにでき、
固有振動数がｆｌの場合と全く同じ走査時間１１で感光
体ドラム１１に書き込みが行われ、走査幅！を走査する
のに要する時間は、ｔｌ＝ｔ２となる。すなわち、感光
体ドラム１１を走査する速度が、それぞれｌ／ｌｌ　＝
ｌ／１２となって等しくなり、走査方向の伸び縮みを避
けることができる。

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明の技術
的思想によれば、種々の変形が可能である。例えば、上
述した実施例では、可変抵抗器３５７の調整をマニュア
ルで行うものとして説明したが、第３図に示す反射ミラ
ー３日とセンサー３９と同様の組合せを、第２図に示す
ｐ点およびｑ点に設け、この２点を光ビームが通過する
時間を測定した結果に応じて、走査＠１を走査するのに
要する時間をｔｌに等しくなるように自動で調整するよ
うにもできる。

（７）発明の効果以上で説明したように、本発明は、光ビームで感光体を
走査することで画像信号を感光体に書き込むようにした
画像形成装置において、ミラーを回転往復振動すること
で光ビームを偏向するミラー振動子と、ミラー振動子を
駆動する周波数信号を発生する発振回路と、周波数信号
の振幅を調整する黒幅調整手段を設け、光ビームが感光
体を走査する速度が一定となるように振幅調整手段によ
って周波数信号の振幅を調整するように構成したので、
ミラー振動子の固有振動数にバラツキがある場合であっ
ても、感光体に書込まれた画像の走査方向の長さが一定
となるようにすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による画像形成装置の一実施例を示す
回路図、第２図は、第１図に示す回路の動作を説明する波形図、第３図は、ミラー振動子を用いた走査光学系を示す平面
図、第４図は、ミラー振動子を示す正面図である。１１　・・・・感光体ドラム３１０・・・・ミラー振動子３１１　　・・・・駆動コイル３１２・・・・反射ミラー３１３　　・・・・リガメント３１５・・や・フレーム３５１　・・・・オペアンプ３５２・・・・増幅回路３５３　・・・・ダイオード３５４・・・・平滑回路３５５・・・・オペアンプ３５６・・・・抵抗３５７・・・・可変抵抗器３５８・・・・コンデンサー

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ビームで感光体を走査することで画像信号を前
記感光体に書き込むようにした画像形成装置において、
ミラーを回転往復振動することで前記光ビームを偏向す
るミラー振動子と、該ミラー振動子を駆動する周波数信
号を発生する発振回路と、前記周波数信号の振幅を調整
する振幅調整手段を有し、光ビームが前記感光体を走査
する速度が一定となるように前記振幅調整手段によって
前記周波数信号の振幅を調整することを特徴とする画像
形成装置。
（２）光ビームが前記感光体を走査する速度を検出する
走査速度検出手段を有し、該走査速度検出手段の検出出
力を前記振幅調整手段に供給して、光ビームが前記感光
体を走査する速度が一定となるように自動制御すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。