(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発する光源と、該光源から発せられる光ビームを偏向するＭＥＭＳミラーと、該ＭＥＭＳミラーによって偏向された光ビームを走査面上に結像させる走査レンズを備えた光走査装置において、
前記ＭＥＭＳミラーは次式：
θ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎωｔ＋Ａ３ｓｉｎ（３ωｔ＋φ）
ここに、Ａ１，Ａ３：偏向角の振幅
ω：角周波数
ｔ：時間
で表される偏向角θ（ｔ）で光ビームを偏向走査し、
往復走査の何れにおいても偏向角θ（ｔ）が定められた角度θ１，θ２に達したときに信号を発生する信号発生器を配置し、角度θ１とθ２は絶対値が互いに異なり、且つ、何れか一方の絶対値がＡ１√３／２に等しく、
前記信号発生器からの信号発生間隔を測定し、その測定結果に基づいてＡ１,Ａ３,φを調整制御することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
Ａ１,Ａ３,φを、φ,Ａ１,Ａ３の順で調整することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記角度θ１，θ２のうちの絶対値が小さい方の光路は前記走査レンズの少なくとも１つを通過し、絶対値が大きい方の光路は前記走査レンズを通過せず、光路が通過する走査レンズの光路が通過する側に走査レンズの位置決め手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記信号発生器は受光素子であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏向手段としてＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置とこれを備えた複写機やプリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された像担持体が光走査装置によって光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像は、現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって用紙上に転写された後に定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、トナー像が定着された用紙が装置外へ排出されることによって一連の画像形成動作が終了する。
【０００３】
ところで、従来、光走査装置には、光ビームを走査する偏向器としてポリゴンミラーやガルバノミラーが専ら用いられているが、より高解像度の画像や高速プリントを達成するためには、これらのポリゴンミラーやガルバノミラーを更に高速で回転させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、ポリゴンミラーやガルバノミラーを高速で回転させると軸受の耐久性や風損による発熱や騒音の問題が発生し、高速走査には限界がある。
【０００５】
そこで、近年、シリコンマイクロマシニング（ＭＥＭＳ）技術を利用した偏向器の開発が進められており、例えばマイクロミラー（以下、「ＭＥＭＳミラー」と称する）とこれを軸支する捩り梁をＳｉ基板に一体に形成し、ＭＥＭＳミラー側の可動電極と固定側の固定電極との間に交流電圧を印加し、両電極間に発生する静電引力によって捩り梁を捩りながらＭＥＭＳミラーを共振させ、このＭＥＭＳミラーの共振を利用してこれを往復振動させる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記方式によれば、共振を利用してＭＥＭＳミラーを往復振動（正弦振動）させるために高速動作が可能であり、騒音と消費電力を低く抑えることができるという利点が得られる。
【０００７】
ところで、偏向面が１つのＭＥＭＳミラーを用いる比較的単純な光走査装置において走査面上で光ビームを等速走査させるためには、ＭＥＭＳミラーで偏向走査された光ビームをアークサイン特性を有する走査レンズによって集光する必要がある。この場合、等速走査は可能となるが、走査面上における主走査方向のビーム径が走査中心部から走査端部に向かって変化するために画像品質が低下するという問題が発生する。
【０００８】
そこで、各々独立に振動する複数の反射面を備えるＭＥＭＳミラーを用い、次式：
θ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎωｔ＋Ａ２ｓｉｎ（ｎωｔ＋φ）      …（１）
ここに、ｎ＝整数（２又は３）
θ：偏向角（走査レンズ光軸と光ビームの成す角度）
Ａ１，Ａ２：正弦波の振幅角度
ω：角周波数
φ：位相差
ｔ：時間
で表されるように、基本正弦波にその整数倍の周波数の正弦波を重畳した振動を行う光走査装置を用い、１つの偏向面を有するＭＥＭＳミラーと比べて等角速度に近いで状態で走査面を偏向走査することが行われている（例えば、特許文献２参照）。これによれば、走査面上におけるビーム径の主走査方向の変動を小さく抑えることができ、等速走査に近い状態を実現することができる。その理由は、走査面と走査レンズ光軸との交点を０としたときの像高をｙとすると、主走査方向のビーム径はｄｙ／ｄθに比例し、走査速度はｄｙ／ｄｔに等しいためである。
【０００９】
偏向角θと像高ｙとを結び付けるのが走査レンズの特性であるため、走査レンズによって主走査方向のビーム径が決定される。代表的なｆθレンズの特性はｙ＝ｆθ（ｆは焦点）であるためにｄｙ／ｄθ＝ｆとなり、ビーム径は時間ｔや像高ｙに対して変動しない。
【００１０】
ところで、ＭＥＭＳミラーは環境条件によってその振動振幅が変動するため、このＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置において振動振幅が変動すると光ビームの走査時間が変化し、主走査方向の走査性能が悪化してしまう。このため、ＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置においては、振幅をモニターしてその変動を補償する制御が必要となる。ＭＥＭＳミラーが式（１）で表されるような重畳振動を行うものであれば、Ａ１，Ａ２とφの３種のパラメーターをモニターして振動振幅の変動を補償する制御が必要となる。
【００１１】
特許文献２に記載された発明では、振動振幅の変動を補償する制御方法として、或る特定の２つの振動角θ１，θ２に相当する走査位置に受光素子を設置し、該発光素子の受光タイミングを演算することによってＡ１，Ａ２とφの３種のパラメーターをモニターすることによって制御を行うようにしている。この制御を以下に具体的に説明する。
【００１２】
図９にＭＥＭＳミラーの振動角θの時間特性を示すが、重畳している振動の角周波数ω２は基本周波数ω１の２倍である。受光素子はθ１，θ２（θ１＝−θ２）に対応する位置に設置され、受光タイミングの間隔が図示のようにｔ１，ｔ１２，ｔ２，ｔ２１に設定されている。
【００１３】
各パラメーターＡ１，Ａ２、φがプラス方向に誤差を持った場合（設定値からズレた場合）に各受光タイミング間隔ｔ１，ｔ１２，ｔ２，ｔ２１との関係を表１に示す。
【００１４】
【表１】
0005450496.tif 000002
θ１＝−θ１２である場合、φが誤差無し（φ＝０）であればｔ１＝ｔ２となるため、ｔ１＝ｔ２となるようにφが調整制御される。Ａ１，Ａ２に関しても誤差に対して発光タイミングの応答が異なるため、パラメーターＡ１，Ａ２の調整制御が可能となる。尚、各パラメーターＡ１，Ａ２、φの調整制御は、ＭＥＭＳミラーへの電気入力の波形や振幅、位相差等を調整することによってなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平４−２１１２１８号公報
【特許文献２】特開２００８−０４０４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献２に記載された発明では、前記式（１）においてｎ＝２の重畳振動を用いているが、この場合の振動角特性（波形）は鋸波に近づく。鋸波は重畳部の振幅Ａ２が大きく、又、往復走査に適さないという欠点がある。式（１）においてｎ＝３とすれば、振動角特性（波形）は三角波に近づき、Ａ１に対してＡ２を比較的小さくすることができ、往と復それぞれの走査時間が等しいために往復走査が可能となる。
【００１７】
しかしながら、θ１＝−θ２でｎ＝３の場合のパラメーターＡ１，Ａ２、φの誤差に対する受光素子の受光タイミングの間隔ｔ１，ｔ１２，ｔ２，ｔ２１の変化は表２に示すようにｎ＝２の場合の表１に示すものとは異なる。
【００１８】
【表２】
0005450496.tif 000003
受光素子の受光タイミングの間隔ｔ１，ｔ１２，ｔ２，ｔ２１のＡ２誤差に対する変化はθ１の値によって異なるが、表２より、ｔ１とｔ２は同じ変化をし、ｔ１２とｔ２１はｔ１とｔ２とは逆の変化をすることが分かる。従って、４つのｔ１，ｔ１２，ｔ２，ｔ２１からどのパラメーターがプラスとマイナスの何れの誤差を持っているかを切り分けることができない。このため、誤差を持っていても調整制御を行うことが不可能になる。タイミングを厳密に取り、複雑な計算を行えば切り分けは可能となるが、これを実現するためには大規模な計算回路が必要となり、大幅なコストアップは免れない。
【００１９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、３倍波重畳振動を行うＭＥＭＳミラーを用いても、安価な構成で各振幅と位相差の誤差を高精度にモニターして補償制御を行うことによって高い走査性能を確保することができる光走査装置とこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
光ビームを発する光源と、該光源から発せられる光ビームを偏向するＭＥＭＳミラーと、該ＭＥＭＳミラーによって偏向された光ビームを走査面上に結像させる走査レンズを備えた光走査装置において、
前記ＭＥＭＳミラーは次式：
θ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎωｔ＋Ａ３ｓｉｎ（３ωｔ＋φ）    …（２）
ここに、Ａ１，Ａ３：偏向角の振幅
ω：角周波数
ｔ：時間
で表される偏向角θ（ｔ）で光ビームを偏向走査し、
往復走査の何れにおいても偏向角θ（ｔ）が定められた角度θ１，θ２に達したときに信号を発生する信号発生器を配置し、角度θ１とθ２は絶対値が互いに異なり、且つ、何れか一方の絶対値がＡ１√３／２に等しく、
前記信号発生器からの信号発生間隔を測定し、その測定結果に基づいてＡ１,Ａ３,φを調整制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、Ａ１,Ａ３,φを、φ,Ａ１,Ａ３の順で調整することを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記角度θ１，θ２のうちの絶対値が小さい方の光路は前記走査レンズの少なくとも１つを通過し、絶対値が大きい方の光路は前記走査レンズを通過せず、光路が通過する走査レンズの光路が通過する側に走査レンズの位置決め手段を設けたことを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記信号発生器は受光素子であることを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の画像形成装置は、請求項１〜４の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
重畳振動するＭＥＭＳミラーによって偏向走査される光ビームの式（２）で表される偏向角θ（ｔ）は、ＭＥＭＳミラーの振動角の３倍であるため、環境変動によってパラメーターが変動するとＡ１,Ａ３,φが変動する。
【００２６】
斯かる構成において、
θ１＝Ａ１√３／２、  ｜θ１｜≠｜θ２｜        …（３）
であれば、角度θ１,θ２に設置された信号発生器（受光素子）からの信号の時間間隔からＡ１,Ａ３,φの設定値からのズレ量を計算してこれらのＡ１,Ａ３,φを補正することができる。このため、ＭＥＭＳミラーの環境条件による振動振幅の変動に伴う光ビームの走査時間の変化を補正することができ、光ビームによる主走査方向の走査性能を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る画像形成装置（カラーレーザープリンター）の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光走査装置のＭＥＭＳミラーの偏向角特性図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光走査装置におけるＡ１,Ａ３,φの調整手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光走査装置におけるφの調整手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光走査装置におけるＡ１の調整手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１に係る光走査装置におけるＡ３の調整手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向の平面図である。
【図９】特許文献２において提案された光装置におけるＭＥＭＳミラーの振動角特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２９】
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンターの面図であり、図示のカラーレーザープリンターはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。
【００３０】
上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラー５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。
【００３１】
ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モーターによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
【００３２】
更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。
【００３３】
又、前記転写ローラー５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラー８とテンションローラー９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラー８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラー１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラー９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。
【００３４】
ところで、プリンター本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。
【００３５】
又、プリンター本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方には、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋに対応して本発明に係る計４つの光走査装置（レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ））１３がそれぞれ配置され、これらの下方のプリンター本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、該給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラー１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出すフィードローラー１６とリタードローラー１７が設けられている。
【００３６】
又、プリンター本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を搬送する搬送ローラー対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラー８と二次転写ローラー１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラー対１９が設けられている。尚、搬送パスＳの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＳ’が形成されており、この搬送パスＳ’には複数の反転ローラー対２０が適当な間隔で設けられている。
【００３７】
ところで、プリンター本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＳは、プリンター本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラー対２３，２４が設けられている。
【００３８】
次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンターによる画像形成動作について説明する。
【００３９】
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、各光走査装置１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザービームを出射し、そのレーザービームを各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
【００４０】
そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラー５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラー５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。
【００４１】
上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。
【００４２】
以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。
【００４３】
そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラー８と二次転写ローラー１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラー１５とフィードローラー１６及びリタードローラー１７によって搬送パスＳへと送り出された用紙がレジストローラー対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラー１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。
【００４４】
而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラー対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。
【００４５】
［光走査装置］
次に、本発明に係る前記光走査装置１３の実施の形態について説明する。尚、４つの光走査装置１３の構成は全て同じであるため、以下、１つの光走査装置１３についてのみ説明する。
【００４６】
＜実施の形態１＞
図２は本発明に係る光走査装置要部の構成を示す平面図であり、図示の光走査装置１３は、光源であるレーザーダイオード２５を備えており、このレーザーダイオード２５からの光ビームの出射方向に沿ってコリメータレンズ２６、シリンドリカルレンズ２７及び偏向手段であるＭＥＭＳミラー２８が一直線上に配置されている。
【００４７】
上記コリメータレンズ２６は、レーザーダイオード２５から出射される発散光束である光ビームを集光させる集光レンズであり、前記シリンドリカルレンズ２７は、副走査方向にのみ特定のパワーを有するレンズであって、コリメータレンズ２６を通過して光ビームを副走査断面内で前記ＭＥＭＳミラー２８の偏向面に線像として結像させる機能を果たす。
【００４８】
前記ＭＥＭＳミラー２８は、Ｓｉ基板にエッチングや成膜等のマイクロマシニング技術（ＭＥＭＳ技術）を利用して一体に形成されており、固有振動数の異なる３つの偏向面を有している。各振動面は、重畳駆動によって各固有振動数で共振してそれぞれ往復振動（正弦振動）し、シリンドリカルレンズ２７を通過した光ビームを反射させて偏向走査する。
【００４９】
即ち、ＭＥＭＳミラーは、重畳振動によって、
θ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎωｔ＋Ａ３ｓｉｎ（３ωｔ＋φ）    …（４）
ここに、Ａ１，Ａ３：偏向角の振幅
ω：角周波数
ｔ：時間
で表される偏向角θ（ｔ）で光ビームを偏向走査する。尚、ＭＥＭＳミラー２８の各偏向面（反射面）にはアルミニウム膜等が成膜されてその反射率が高められている。
【００５０】
又、図２に示すように、ＭＥＭＳミラー２８によって偏向される光ビームの進行方向に沿って円弧状の２つの走査レンズ２９，３０が配設されている。尚、走査レンズ２９，３０は、ＭＥＭＳミラー２８によって偏向された光ビームを走査面である感光ドラム２ａ（２ｂ，２ｃ，２ｄ）上に等速度で集光させるためのｆθ特性を有している。
【００５１】
更に、図２に示すように、有効走査範囲Ｒを外れた偏向角θ１とθ２に対応する位置にはＢＤレンズ３１，３２と受光素子であるＢＤセンサー３３，３４がそれぞれ設置されている。
【００５２】
而して、図２に示す光走査装置１３において、レーザーダイオード２５が画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されると、該レーザーダイオード２５から画像データに対応して変調された光ビームが出射され、この光ビームは、コリメータレンズ２６を通過することによって集光された後、シリンドリカルレンズ２７を通過することによって副走査断面内でＭＥＭＳミラー２８の各偏向面に線像として結像する。尚、シリンドリカルレンズ２７に入射した光ビームは、主走査断面においてはそのままの状態でシリンドリカルレンズ２７を通過する。
【００５３】
上述のようにＭＥＭＳミラー２８の各偏向面上に線状に結像した光ビームは、ＭＥＭＳミラー２８の各偏向面が共振によってそれぞれの固有振動数で往復振動することによって主走査方向に偏向され、この偏向された光ビームは、走査レンズ２９，３０を通過することによって図１に示す各画像形成ユニット１Ｍ（１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ）の感光ドラム２ａ（２ｂ〜２ｄ）上に結像され、図２に示す有効走査範囲Ｒの一端を書出点（走査端部）Ｐ１、他端を書終点（走査端部）Ｐ２として感光ドラム２ａ（２ｂ〜２ｄ）上を主走査方向に往復走査する。すると、前述のように各感光ドラム２ａ（２ｂ〜２ｄ）上には各色のカラー画像信号に対応した静電潜像がそれぞれ形成される。
【００５４】
而して、本実施の形態においては、重畳振動するＭＥＭＳミラー２８によって偏向走査される光ビームの前記式（４）で表される偏向角θ（ｔ）は、図３に示すようにＭＥＭＳミラー２８の振動角の３倍であるため、環境変動によってパラメーターが変動するとＡ１,Ａ３,φが変動する。
【００５５】
斯かる構成において、
θ１＝Ａ１√３／２、  ｜θ１｜≠｜θ２｜        …（５）
であれば、角度θ１,θ２に設置されたＢＤセンサー３３，３４からの信号の時間間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１からＡ１,Ａ３,φの設定値からのズレ量を計算してこれらのＡ１,Ａ３,φを補正することができる。このことを図３に基づいて以下に説明する。
【００５６】
図３において、実線は式（４）で示される偏向角特性θ（ｔ）を示し、破線は基本正弦波（θ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎωｔ）と３倍の周波数の正弦波（θ（ｔ）＝Ａ３ｓｉｎ（３ωｔ＋φ））を示している。
【００５７】
ＢＤセンサー３３は偏向角がθ１に対応する位置に設置されているため、θ（ｔ）＝θ１となるときに受光信号を出力する。同様にＢＤセンサー３４は偏向角がθ２に対応する位置に設置されているため、θ（ｔ）＝θ２となるときに受光信号を出力する。ＭＥＭＳミラー２８は往復振動するため、１周期で４つの受光信号が発生し、ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１の４種類の信号間隔が得られる。
【００５８】
ここで、θ１が式（５）を満足する場合、式（４）の各パラメーターＡ１,Ａ３,φが変化したときに信号間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１がどのように変化するかを考える。尚、各パラメーターＡ１,Ａ３,φが理想状態にあるときの各信号間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１は設定値として記憶されているものとする。
【００５９】
対称性より、ｔ１２とｔ２１はＡ１やＡ３が変化しても互いに等しく、ｔ１２≠ｔ２１の場合にはφ≠０が成り立つ。通常、φ＝０が望ましいため、ｔ１２＝ｔ２１となるまでＭＥＭＳミラー２８への入力を変化させればφ＝０が得られる。
【００６０】
次に、φ＝０でＡ１,Ａ３共に理想状態である場合、θ（ｔ）＝θ１となるのはｓｉｎ（３ωｔ）＝０のときである。つまり、φ＝０でＡ１,Ａ３が共に理想状態であるときからＡ３をどのように変化させてもθ（ｔ）＝θ１が成り立つため、Ａ３の変化にｔ１は感度が無い。即ち、φ＝０のときには、ｔ１が設定値になるようにＡ１を調整制御すれば理想状態のＡ１が得られる。最後のＡ３の調整はｔ２が設定値となるようにすれば理想のＡ３が得られる。
【００６１】
次に、調整アルゴリズムの検証のため、表３及び表４に示す値を用いる。ＢＤセンサーの設置位置であるθ１を定めている。尚、角周波数ωは２０００Ｈｚに相当する。
【００６２】
【表３】
0005450496.tif 000004
【００６３】
【表４】
0005450496.tif 000005
例えば、外乱によってパラメーターＡ１,Ａ３,φが理想値から変化したものとし、信号間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１をモニターして調整することによってパラメーターＡ１,Ａ３,φを理想値に補正できるか否かを検証する。この場合、制御フロー中は信号間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１のみを測定することができ、調整はパラメーターＡ１,Ａ３,φの値を不定量に増やすか減らすかしかできない。但し、ＢＤセンサー３３，３４の設置位置や周波数は変化しないものとする。
【００６４】
ここで、各制御ステップ１〜９におけるパラメーターＡ１,Ａ３,φの値と信号間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１の設定値との比を表５に示す。表５では、信号間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１を設定値との比で表示しているため、この比は最終的には１となる必要がある。又、外乱後のパラメーターＡ１,Ａ３,φの値と信号間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１の設定値との比を最上段に示し、これらの値が各制御ステップ１〜９で変化する様子を示している。
【００６５】
【表５】
0005450496.tif 000006
表５において太文字下線にて示す数値が調整しているものであり、表５及び図４のフローチャートに示すようにパラメーターの調整はφ，Ａ１,Ａ３の順に行われる。
【００６６】
表５及び図５のフローチャートに示すように、外乱後のステップ１〜４では、ｔ１２とｔ２１とを比較し、ｔ１２＞ｔ２１であればφをプラス方向に、ｔ１２＜ｔ２１であればφをマイナス方向に調整する。
【００６７】
表５及び図６のフローチャートに示すように、外乱後のステップ４〜７では、ｔ１を１に対して比較し、ｔ１＞１であればＡ１をマイナス方向に、ｔ１＜１であればＡ１をプラス方向に調整する。
【００６８】
表５及び図７のフローチャートに示すように、外乱後のステップ７〜９では、ｔ２を１に対して比較し、ｔ２＞１であればＡ３をプラス方向に、ｔ２＜１であればＡ３をマイナス方向に調整する。
【００６９】
以上において、パラメーターＡ１,Ａ３,φは理想値に収束し、信号間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１は設定値に等しくなることが検証された。尚、以上の検証例では、３段階の調整全てにおいて故意に過補正しているが、問題なく切り分けされて正しい方向に補正されていることが示されている。
【００７０】
而して、ＢＤセンサー３３を前記式（５）で表される角度θ１の位置に設置することによってパラメーターＡ１,Ａ３,φの調整制御が可能となるが、ＢＤセンサー３３，３４を次式：
｜θ１｜≦｜Ａ１√３／２｜≦｜θ２｜      …（６）
を満足する角度θ１，θ２に対応する位置に設置しても、切り分け計算が多少複雑になるが同様の制御方法によってパラメーターＡ１,Ａ３,φの調整制御が可能となる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態では、角度θ１,θ２に設置されたＢＤセンサー３３，３４からの信号の時間間隔ｔ１,ｔ１２,ｔ２,ｔ２１からパラメーターＡ１,Ａ３,φの設定値からのズレ量を計算してこれらのパラメーターＡ１,Ａ３,φを補正するようにしたため、ＭＥＭＳミラー２８の環境条件による振動振幅の変動に伴う光ビームの走査時間の変化を補正することができ、光ビームによる主走査方向の走査性能を良好に保つことができる。
【００７２】
尚、本実施の形態では、信号発生器として受光素子であるＢＤセンサー３３，３４を用いたが、信号発生器としては２つの偏向角において信号を発生するものであれば任意のもの、例えば静電容量や電磁誘導、圧電効果を利用するもの等を使用することができる。又、本実施の形態では、パラメーターＡ１,Ａ３,φの調整制御としてフィードバック制御を用いたが、パラメーターＡ１,Ａ３,φの設定値からのズレ量から計算若しくは予め測定した補正テーブルを用いてパラメーターＡ１,Ａ３,φを同時に調整することも可能である。
【００７３】
＜実施の形態２＞
次に、光走査装置１３の実施の形態を図８に基づいて以下に説明する。
【００７４】
図８は本発明の実施の形態２に係る光走査装置要部の構成を示す主走査方向の平面図であり、本図においては図２に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００７５】
本実施の形態は、ＢＤセンサー３３，３４がそれぞれ設置される偏向角θ１，θ２の大小関係をθ１＜θ２とするとともに、絶対値が小さい方の偏向角θ１の光路は走査レンズ２９を通過し、絶対値が大きい方の偏向角θ２の光路は走査レンズ２９を通過せず、走査レンズ２９の光路が通過する偏向角θ１側に該走査レンズ２９の位置決め手段３５を設けたことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態１のそれと同じである。
【００７６】
而して、本実施の形態では、偏向角θ２の光路は走査レンズ２９を通過しないため、パラメーターＡ１,Ａ３,φの変動を小さく抑えることができ、ＳＤセンサー３３に向かう偏向角θ１の光路は走査レンズ２９を通過するが、走査レンズ２９の光路が通過する側に位置決め手段３５が設けられているため、環境が変動しても走査レンズ２９への光ビームの入射位置は殆ど変化せず、変化を最小限に抑えることができる。
【００７７】
尚、本実施の形態において、上記構成に加えて温度に応じた光源点灯タイミング補正を更に加えると、有効走査範囲Ｒにおける走査位置の変動を補正することも可能になり、光走査装置１３を環境変動に強いものとすることができる。又、本実施の形態では、ＭＥＭＳミラー２８とＢＤセンサー３４との間にＢＤレンズ３２を１つだけ配置したが、温度によって位置や角度が変化しないようにミラー等を挿入しても良く、このようにすることによってレイアウトの自由度が比較的高められる。
【００７８】
その他の構成は前記実施の形態１のそれと同じであるため、本実施の形態においても前記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００７９】
尚、以上は本発明をカラーレーザープリンターとこれに備えられた光走査装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、モノクロプリンターや複写機等を含む他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた光走査装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００８０】
１Ｍ            マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ            シアン画像形成ユニット
１Ｙ            イエロー画像形成ユニット
１Ｋ            ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ      感光ドラム（走査面）
３ａ〜３ｄ      帯電器
４ａ〜４ｄ      現像装置
５ａ〜５ｄ      転写ローラー
６ａ〜６ｄ      ドラムクリーニング装置
７              中間転写ベルト
８              駆動ローラー
９              テンションローラー
１０            二次転写ローラー
１１            ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ  トナーコンテナー
１３            光走査装置
１４            給紙カセット
１５            ピックアップローラー
１６            フィードローラー
１７            リタードローラー
１８            搬送ローラー対
１９            レジストローラー対
２０            搬送ローラー対
２１            排紙トレイ
２２            定着装置
２３，２４      排紙ローラー対
２５            レーザーダイオード（光源）
２６            コリメータレンズ
２７            シリンドリカルレンズ
２８            ＭＥＭＳミラー
２９，３０      走査レンズ
３１，３２      ＢＤレンズ
３３，３４      ＢＤセンサー（信号発生器）
３５            位置決め手段
１００          画像形成装置本体
Ｐ１            書出点
Ｐ２            書終点
Ｒ              有効走査範囲
Ｓ，Ｓ’        搬送パス
【図１】
0005450496.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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