(57)【要約】【課題】走査速度が予め設定された設定範囲内の速度であるときでも走査速度の変化傾向に応じて走査速度を調整し、走査速度のバラツキを低減することができる光走査装置、および、これを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】レーザ走査装置２０は、駆動部６４、検知センサ２４、２５、制御部６０を備える。駆動部６４は走査ユニット２６に電圧を供給する。検知センサ２４、２５はビーム光を検知する。制御部６０は、制御タイミングＴの第１走査速度と制御タイミングＴから時間間隔Ｌだけ遡った間の走査速度の変化の傾向が上昇傾向であるときは第１閾値を上昇傾向に応じて小さくした第１比較値と第１走査速度を比較し第１走査速度が大きければ電圧を減少させ、下降傾向であるときは第２閾値を下降傾向に応じて大きくした第２比較値と第１走査速度を比較して第１走査速度が小さいときは電圧を増加させるように駆動部６４を制御タイミングＴごとに制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査範囲内をビーム光で走査する走査ユニットを有し、前記走査ユニットの走査速度が予め設定された第１閾値および前記第1閾値よりも小さい第２閾値の間に収まるように制御する光走査装置であって、
前記走査ユニットに電力を供給する電源手段と、
前記走査速度を測定するための測定手段と、
前記測定手段が所定の制御タイミングで測定する第１走査速度と、前記所定の制御タイミングから所定時間遡ったタイミングで前記測定手段が測定した第２走査速度および前記第１走査速度の間の変化の傾向と、を基にして前記電源手段が供給する前記電力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記所定の制御タイミングごとに、前記変化の傾向が上昇傾向である場合には前記第１閾値を前記上昇傾向に応じて小さくした第１比較値と前記第１走査速度とを比較し前記第１走査速度が前記第１比較値よりも大きいときは前記電源手段が供給する前記電力を減少させ、前記変化の傾向が下降傾向である場合には前記第２閾値を前記下降傾向に応じて大きくした第２比較値と前記第１走査速度とを比較し前記第１走査速度が前記第２比較値よりも小さいときは前記電源手段が供給する前記電力を増加させる、
光走査装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記変化の傾向の上昇または下降の大きさに応じて前記電源手段が供給する前記電力を減少または増加させる、
請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光走査装置と、
前記走査範囲内を走査するビーム光によって表面に静電潜像が形成される感光体と、
前記感光体表面の前記静電潜像にトナーを供給する現像ユニットと、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査範囲内をビーム光で走査する光走査装置、および、これを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザプリンタ等の画像形成装置では、感光体に静電潜像を形成する光走査装置を備えている。光走査装置は、ビーム光を走査範囲内に走査する走査ユニット、ビーム光の走査速度を測定する測定手段、走査ユニットの走査速度を制御する制御部等を備えている。
【０００３】
このような光走査装置において、ビーム光の走査速度にバラツキが生じると潜像の書き込み位置にずれが生じる要因となる。
【０００４】
そのため、従来の光走査装置では、測定手段が測定する走査速度が予め設定された設定範囲から外れたときに、電源手段が走査ユニットに供給する電力を制御して設定範囲内に走査速度が収まるように制御するものもある。
【０００５】
また、光走査装置の中には、走査ユニットの走査範囲内の両端部に走査ユニットが照射するビーム光を検知する光センサ（測定手段）をそれぞれ備え、光センサからそれぞれ出力される検出信号の時間差に基づいてビーム光の変調開始タイミングを調整するものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−３０５９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の光走査装置では、光走査装置の走査速度が予め設定された設定範囲内から外れるまでは走査速度を調整することができないため、上記設定範囲内における走査速度のバラツキを低減することはできなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、走査速度が予め設定された設定範囲内の速度であるときでも走査速度の変化傾向に応じて走査速度を調整し、走査速度のバラツキを低減することができる光走査装置、および、これを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の光走査装置は、走査範囲内をビーム光で走査する走査ユニットを有し、走査ユニットの走査速度が予め設定された第１閾値および第1閾値よりも小さい第２閾値の間に収まるように制御する光走査装置であり、電源手段、測定手段、制御部を備えている。電源手段は、走査ユニットに電力を供給する。測定手段は、走査速度を測定するための測定手段である。制御部は、測定手段が所定の制御タイミングで測定する第１走査速度と、所定の制御タイミングから所定時間遡ったタイミングで測定手段が測定した第２走査速度および第１走査速度の間の変化の傾向と、を基にして電源手段が供給する電力を制御する。制御部は、所定の制御タイミングごとに、変化の傾向が上昇傾向である場合には第１閾値を上昇傾向に応じて小さくした第１比較値と第１走査速度とを比較し第１走査速度が第１比較値よりも大きいときは電源手段が供給する電力を減少させる。制御部は、所定の制御タイミングごとに、変化の傾向が下降傾向である場合には第２閾値を下降傾向に応じて大きくした第２比較値と第１走査速度とを比較し第１走査速度が第２比較値よりも小さいときは電源手段が供給する電力を増加させる。
【０００９】
この構成では、変化の傾向が上昇傾向であるときは第１閾値を上昇傾向に応じて小さくした第１比較値と第１走査速度とを比較し、第１走査速度が第１比較値よりも大きければ走査ユニットに供給する電力を減少させる。一方、変化の傾向が下降傾向であるときは第２閾値を下降傾向に応じて大きくした第２比較値と第１走査速度とを比較し、第１走査速度が第２比較値よりも小さければ走査ユニットに供給する電力を増加させる。
【００１０】
この構成において、制御部は、変化の傾向の上昇または下降の大きさに応じて電源手段が供給する電力を減少または増加させることが好ましい。
【００１１】
これにより、変化の傾向の大きさに応じて走査ユニットに供給する電力を増減させ、走査速度のバラツキを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、走査速度が予め設定された設定範囲内であるときでも、走査速度の変化の傾向に応じて走査速度を調整し、走査速度のバラツキを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態である画像形成装置について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。  図２は、走査ユニット２６の構成の一部を示す概略図である。
【００１５】
画像形成装置１０は、感光体ドラム４０、光走査装置２０、現像器（現像ユニット）５０、帯電器、クリーニングユニット、転写ローラ、定着ユニット等を備え、用紙にトナー像を印刷処理する。
【００１６】
光走査装置２０は、レーザダイオード、アークサインレンズ２３、検知センサ２４、検知センサ２５、走査ユニット２６、制御部６０、駆動部（電源手段）６４を備え、感光体ドラム４０に向かってレーザ光を照射する。
【００１７】
感光体ドラム４０は、１点鎖線で図示する回転方向へ回転しつつ、光走査装置２０から照射されるレーザ光によって表面に静電潜像が形成される。なお、本実施形態では、感光体ドラム４０に静電潜像を形成するする光走査装置を例に挙げているが、潜像を感光体に形成する光走査装置であれば良い。例えば、感光フィルムに潜像を形成する光走査装置にも本発明に係る光走査装置を適用することができる。
【００１８】
現像器５０は、静電潜像が形成された感光体ドラム４０にトナーを供給し、トナー像を感光体ドラム４０表面に担持させる。転写ローラは、感光体ドラム４０の回転方向において現像器５０の下流側に配置されている。転写ローラおよび感光体ドラム４０は、用紙を挟み込み感光体ドラム４０が担持するトナー像を用紙に転写する。トナー像の転写された用紙は、定着ユニットで加熱及び圧着され、排紙トレイへ排出される。
【００１９】
帯電器（図示せず）は、光走査装置２０によって感光体ドラム４０の表面が露光処理される前に、感光体ドラム４０の表面を帯電させる。クリーニングユニット（図示せず）は、用紙への転写処理を行った後に、感光体ドラム４０表面に残留するトナーを拭き取る。
【００２０】
走査ユニット２６は、ガルバノミラー２１を往復揺動するＭＥＭＳである。ここで、ＭＥＭＳとは、Micro Electro Mechanical Systemsを意味する。走査ユニット２６は、ガルバノミラー２１を主走査方向に沿って往復揺動するインダクタ２７を有している。一例として、ガルバノミラー２１の往復回数は、毎秒２０００回である。
【００２１】
ガルバノミラー２１は、感光体ドラム４０に面する反射面でレーザダイオードから照射されたビーム光をアークサインレンズ２３へ向かって反射する。ガルバノミラー２１は、表裏に磁極を有している。ガルバノミラー２１は、インダクタ２７の周囲に形成される磁界の向きに応じて予め設定された角度範囲内で往復揺動し、レーザダイオードから出射されたビーム光を所定の走査範囲内へ走査させる。なお、本実施形態では、ガルバノミラー２１を往復揺動させビーム光を走査する光走査装置２０を例に挙げているが、例えば、ポリゴンミラーを回転駆動させてビーム光を走査範囲内で走査させる光走査装置に本発明を適用するものとしても良い。
【００２２】
検知センサ２４および検知センサ２５は、ガルバノミラー２１から感光体ドラム４０表面へ照射されるビームを遮らない両端部にそれぞれ配置されている。検知センサ２４および検知センサ２５は、一例として、ＢＤ（ビームディテクタ）センサを用いる。検知センサ２４および検知センサ２５は、ガルバノミラー２１からアークサインレンズ２３を経て照射されるビーム光をそれぞれ検知する。これにより、走査範囲内の両端部に照射されるビーム光を検知センサ２４および検知センサ２５で検知することができる。
【００２３】
駆動部６４は、極性の向きが異なる同じ大きさの第１駆動電圧と第２駆動電圧とを交互にインダクタ２７に印加して、インダクタ２７に流れる電流の向きを交互に反転させる。これにより、インダクタ２７周辺に形成される磁界の向きを反転させ、ガルバノミラー２１を往復揺動させることができる。
【００２４】
第１駆動電圧が印加されるとガルバノミラー２１は、検知センサ２４側、すなわちＢ方向へ揺動される。第２駆動電圧が印加されるとガルバノミラー２１は、検知センサ２５側、すなわちＡ方向へ揺動される。
【００２５】
制御部６０は、ビーム光の走査速度が予め設定されている第１閾値Ｖ１と第１閾値よりも小さい値に設定されている第２閾値Ｖ２の間に収まるように駆動部６４がインダクタ２７に印加する電圧を制御する。制御部６０は、検知センサ２４、２５が検知するビーム光の検知信号を基にして駆動部６４がインダクタ２７に印加する電圧を所定の制御タイミングＴごとに変更制御する。より具体的には、制御部６０は、制御タイミングＴにおける走査速度（第１走査速度）と、制御タイミングＴから一定時間遡ったタイミングまでの時間間隔における走査速度の変化傾向に基づいて駆動部６４がインダクタ２７に印加する電圧値の大きさを変更制御する。各制御タイミングＴの時間間隔は、走査速度等の仕様に応じて適宜設定するものとして良い。
【００２６】
なお、制御部６０は、Ａ方向の走査速度を第２駆動電圧をインダクタ２７に印加しているときに検知される検知センサ２４、２５の検知信号を基にして計測する。制御部６０は、Ｂ方向の走査速度を第１駆動電圧をインダクタ２７に印加しているときに検知される検知センサ２４、２５の検知信号を基にして計測する。
【００２７】
図３は、走査速度が上昇傾向にある場合における電圧の変更制御について制御タイミングＴ１、Ｔ２を例に挙げて説明する図である。図４は、走査速度が下降傾向にある場合における電圧の変更制御について制御タイミングＴ３、Ｔ４を例に挙げて説明する図である。なお、図３、４では、各制御タイミングＴから時間間隔Ｌだけ遡ったタイミングまでの間の走査速度のみ図示している。図５は、縦軸をガルバノミラー２１の角度変位、横軸を経過時間として、駆動電圧の増減とガルバノミラー２１の角度変位の関係を示したものである。駆動電圧を増加させたときのガルバノミラー２１の角度変位を破線で示し、駆動電圧を減少させたときのガルバノミラー２１の角度変位を実線で示している。１点鎖線は、ガルバノミラー２１が反射するビーム光を検知センサ２４、２５がそれぞれ検知する位置を示す。
【００２８】
制御タイミングＴ１において、制御部６０は、検知センサ２４、２５の検知信号に基づいて走査速度を計測する。ここで、走査速度は、経過時間が最も少ないＡ方向またはＢ方向の走査速度を検知センサ２４、２５の検知信号に基づいて計測する。また、複数回の走査における平均走査速度を上記走査速度として用いるものとしても良い。この場合には、突発的な外乱による走査速度の変化等の影響を低減しつつ走査速度を計測できる。
【００２９】
さらに、制御部６０は、制御タイミングＴ１から予め設定された時間間隔Ｌだけ遡ったタイミングまでの間に検知センサ２４、２５から出力された検知信号に基づいて走査速度の変化傾向Ａ１を計測する。変化傾向Ａ１は、制御タイミングＴ１における走査速度および上記時間間隔Ｌだけ遡ったタイミングにおける走査速度（第２走査速度）をそれぞれ計測し、上記両タイミングにおける走査速度の差分に基づいて計算する。また、例えば、変化傾向Ａ１は、上記時間間隔Ｌにおける各走査の走査速度の差分をそれぞれ計算して求めるものとしても良い。なお、時間間隔Ｌは、レーザ走査装置２０の仕様に応じて適宜設定すれば良い。例えば、走査速度が高速の場合には時間間隔Ｌを相対的に短く設定し、走査速度が低速である場合には時間間隔Ｌを相対的に長く設定するものとしても良い。
【００３０】
制御部６０は、変化傾向Ａ１が上昇傾向であるときは、上昇傾向の大きさに応じて第１閾値Ｖ１を小さくした第1比較値Ｒ１と制御タイミングＴ１における走査速度とを比較する。制御部６０は、第1比較値Ｒ１よりも走査速度が大きければ、駆動部６４がインダクタ２７に印加する第１駆動電圧および第２駆動電圧の電圧値を上昇傾向に応じて減少させる。なお、電圧値を減少させるときの第１駆動電圧および第２駆動電圧の減少幅は同一にとなるように設定されている。
【００３１】
なお、制御タイミングＴ１では、走査速度が第1比較値Ｒ１より小さいため、制御部６０は駆動部６４がインダクタ２７に印加する第１駆動電圧および第２駆動電圧は変更しない。
【００３２】
制御タイミングＴ２において、制御部６０は、検知センサ２４、２５の検知信号に基づいて走査速度を計測する。制御タイミングＴ２から予め設定された時間間隔Ｌだけ遡ったタイミングまでの間の走査速度の変化傾向Ａ２を計測する。制御部６０は、変化傾向Ａ２の上昇傾向の大きさに応じて第１閾値Ｖ１を小さくした第1比較値Ｒ２と制御タイミングＴ２における走査速度を比較する。制御タイミングＴ２では、走査速度が第1比較値Ｒ２より大きいため、制御部６０は駆動部６４がインダクタ２７に印加する第１駆動電圧および第２駆動電圧の電圧値を変化傾向Ａ２の大きさに応じて減少させる。ここで、第１駆動電圧および第２駆動電圧の電圧値を減少させると、ガルバノミラー２１の触れ角は図５に破線で示す曲線側から実線で示す曲線側に移行し小さくなる。従って、ガルバノミラー２１を介して走査されるビーム光の走査速度が低下する。このため、走査速度が第１閾値Ｖ１を超過するのをいち早く抑制し、走査速度のバラツキを低減することができる。
【００３３】
制御タイミングＴ３において、制御部６０は、上記と同様に、走査速度を計測するとともに、制御タイミングＴ３から予め設定された時間間隔Ｌだけ遡ったタイミングまでの間の走査速度の変化傾向Ａ３を計測する。
【００３４】
制御部６０は、変化傾向Ａ３が下降傾向であるときは、下降傾向の大きさに応じて第２閾値Ｖ２を大きくした第２比較値Ｑ１と制御タイミングＴ３における走査速度とを比較する。制御部６０は、第２比較値Ｑ１よりも走査速度が小さければ、駆動部６４がインダクタ２７に印加する第１駆動電圧および第２駆動電圧の電圧値を下降傾向に応じて増加させる。なお、電圧値を増加させるときの第１駆動電圧および第２駆動電圧の増加幅は同一にとなるように設定されている。
【００３５】
なお、制御タイミングＴ３では、走査速度が第２比較値Ｑ１より大きいため、制御部６０は駆動部６４がインダクタ２７に印加する第１駆動電圧および第２駆動電圧は変更しない。
【００３６】
制御タイミングＴ４において、制御部６０は、上記と同様に走査速度を計測するとともに、制御タイミングＴ４から予め設定された時間間隔Ｌだけ遡ったタイミングまでの間の走査速度の変化傾向Ａ４を計測する。制御部６０は、変化傾向Ａ４の下降傾向の大きさに応じて第２閾値Ｖ２を大きくした第２比較値Ｑ２と制御タイミングＴ４における走査速度を比較する。制御タイミングＴ４では、走査速度が第２比較値Ｑ２より小さいため、制御部６０は駆動部６４がインダクタ２７に印加する第１駆動電圧および第２駆動電圧の電圧値を変化傾向Ａ４の下降傾向の大きさに応じて増加させる。
【００３７】
ここで、第１駆動電圧および第２駆動電圧の電圧値を増加させると、ガルバノミラー２１の触れ角は図５に実線で示す曲線側から破線で示す曲線側に移行し大きくなる。従って、ガルバノミラー２１を介して走査されるビーム光の走査速度が増加する。このため、走査速度が第２閾値よりも低下するのをいち早く抑制し、走査速度のバラツキを低減することができる。
【００３８】
図６は、制御部６０における電圧制御の流れを説明するフローチャートである。
【００３９】
制御部６０は、制御タイミングＴになると（Ｓ１）、予め設定された時間間隔Ｌの走査速度の変化傾向を計測し（Ｓ２）、変化傾向が上昇傾向である場合には第１閾値Ｖ１を上昇傾向に応じて小さい値に設定された第１比較値Ｒに変更する（Ｓ３）。ここで、第１比較値Ｒは、上昇傾向の大きさに応じて第１閾値Ｖ１より小さい値に設定される。これにより、上昇傾向が大きい場合ほどいち早く電圧を低下させることができる。制御部６０は、走査速度が第１閾値Ｖ１よりも大きい場合には（Ｓ４）、駆動部６４がインダクタ２７に印加する第１駆動電圧および第２駆動電圧の電圧をステップＳ２で計測した上記走査速度の変化傾向の大きさに応じて同じ大きさだけそれぞれ減少させる。制御部６０は、設定時間が経過すると第１駆動電圧および第２駆動電圧を変更前の電圧値に戻させる（Ｓ５〜Ｓ７）。
【００４０】
制御部６０は、制御タイミングＴにおいて、予め設定された時間間隔Ｌの走査速度の変化傾向が下降傾向である場合には、第２閾値Ｖ２を下降傾向に応じて大きい値に設定された第２比較値Ｑに変更する（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１３）。ここで、第２比較値Ｑは、下降傾向の大きさに応じて第２閾値Ｖ２より大きい値に設定されている。これにより、下降傾向が大きい場合ほど、いち早く電圧を増加させることができる。制御部６０は、走査速度が第２比較値Ｑよりも小さい場合には（Ｓ１４）、駆動部６４がインダクタ２７に印加する第１駆動電圧および第２駆動電圧の電圧をステップＳ２で計測した上記走査速度の変化傾向の大きさに応じて同じ大きさだけそれぞれ増加させる。制御部６０は、設定時間が経過すると第１駆動電圧および第２駆動電圧を変更前の電圧値に戻させる（Ｓ１５〜Ｓ１７）。
【００４１】
これにより、走査速度が予め設定された第１閾値Ｖ１および第２閾値Ｖ２の間である場合でも、走査速度の変化傾向と走査速度に基づいて走査速度を調整し、走査速度のバラツキを低減することができる。
【００４２】
上記実施形態では、ステップＳ５、１５において、ステップＳ２の処理で計測した走査速度の変化傾向の大きさに応じて駆動部６４がインダクタ２７に供給する電圧値を変更する例を挙げているが、例えば、ステップＳ５、１５において変更する電圧値の大きさは一定としても良い。また、ステップＳ５、１５において変更する電圧値の大きさをそれぞれ設定時間（Ｓ６、１６）の経過に伴って段階的に小さくすることも考えられる。
【００４３】
なお、制御部６０は、ステップＳ２の処理で計測された変化傾向の大きさに比例して電圧値の大きさをそれぞれステップＳ５、１５の処理において変更するものとしても良い。
【００４４】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】ガルバノミラー周辺の構成を示す図である。
【図３】走査速度が上昇傾向にある場合における電圧の変更制御について説明する図である。
【図４】走査速度が下降傾向にある場合における電圧の変更制御について説明する図である。
【図５】駆動電圧を変更したときのガルバノミラーの振れ角度の変位を模式的に示す図である。
【図６】制御部における電圧の変更制御の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
２０  光走査装置
２６  走査ユニット
２４、２５  検知センサ（測定手段）
４０  感光体ドラム
５０  現像器（現像ユニット）
６０  制御部
６４  駆動部
【図１】
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【図２】
2010128130.tif 000004
【図３】
2010128130.tif 000005
【図４】
2010128130.tif 000006
【図５】
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【図６】
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