(57)【要約】【課題】ミラー部の過剰な振動を抑制する。【解決手段】第２のパルス信号生成部６３は、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲よりも小さいと判定されて第１のパルス信号が補正される場合、第１のパルス信号と合成される第２のパルス信号を一時的に生成する。許容範囲判定部６９は、上記補正がされる場合、第１のパルス信号が補正された後の駆動信号の値である補正後信号値が、予め定められた許容範囲外か否かを判定する。駆動信号生成部７３は、補正後信号値が許容範囲外と判定された場合、第１のパルス信号と第２のパルス信号との合成信号の絶対値を小さくすることにより、補正後信号値を予め定められた値に規制する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記ミラー駆動部へ出力される前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号の値が予め定められた許容範囲外か否かを判定する第１の判定部と、を備え、
前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の値が前記許容範囲外と判定された場合、前記駆動信号の値を前記許容範囲内の予め定められた値に規制し、前記駆動信号の値が前記許容範囲外と判定されない場合、前記駆動信号の値の規制を実行しない光走査装置。
【請求項２】
前記第１の判定部は、前記駆動信号が補正される場合、補正後の前記駆動信号の値が前記許容範囲外か否かを判定する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記予め定められた値とは、前記許容範囲の最大値であり、前記ミラー部の偏向角の最大値が予め定められた上限値となる前記駆動信号の値である請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
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第２の判定部と、
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、前記駆動信号の位相の補正値を演算する補正値演算部と、を備え、
前記駆動信号生成部は、
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、
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と、を含み、
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し、
前記第１の判定部は、前記第１のパルス信号の位相が補正される場合、前記第１のパルス信号の位相が補正された後の前記駆動信号の値である補正後信号値が、前記許容範囲外か否かを判定し、
前記駆動信号生成部は、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定された場合、前記合成した信号の絶対値を小さくすることにより、前記補正後信号値を前記予め定められた値に規制し、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定されない場合、前記補正後信号値の規制を実行しない請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
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を測定し、前記ミラー部の偏向角の変動範囲と予め定められた目標変動範囲との大小を判定する第３の判定部を備え、
前記駆動信号生成部は、
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、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲と異なると判定された場合、前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲になるような駆動力を前記ミラー部に付与する信号に前記第１のパルス信号を補正する第１のパルス信号生成部と、
前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲よりも小さいと判定されて前記第１のパルス信号が補正される場合、補正前又は補正後の前記第１のパルス信号と合成される第２のパルス信号を一時的に生成する第２のパルス信号生成部と、
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と、を含み、
前記第２のパルス信号生成部は、前記合成した信号が、補正後の前記第１のパルス信号による駆動力よりも大きな駆動力を前記ミラー部に付与するように、前記第２のパルス信号の値を設定して、前記第２のパルス信号を生成し、
前記第１の判定部は、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲よりも小さいと判定されて前記第１のパルス信号が補正される場合、前記第１のパルス信号が補正された後の前記駆動信号の値である補正後信号値が、前記許容範囲外か否かを判定し、
前記駆動信号生成部は、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定された場合、前記合成した信号の絶対値を小さくすることにより、前記補正後信号値を前記予め定められた値に規制し、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定されない場合、前記補正後信号値の規制を実行しない請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
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を測定し、前記ミラー部の偏向角の変動範囲と予め定められた目標変動範囲との大小を判定する第３の判定部を備え、
前記駆動信号生成部は、
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、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲と異なると判定された場合、前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲になるような駆動力を前記ミラー部に付与する信号に前記第１のパルス信号を補正する第１のパルス信号生成部と、
前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲よりも大きいと判定されて前記第１のパルス信号が補正される場合、補正前又は補正後の前記第１のパルス信号と合成される第２のパルス信号を一時的に生成する第２のパルス信号生成部と、
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と、を含み、
前記第２のパルス信号生成部は、前記合成した信号が、補正後の前記第１のパルス信号による駆動力よりも小さな駆動力を前記ミラー部に付与するように、前記第２のパルス信号の値を設定して、前記第２のパルス信号を生成し、
前記第１の判定部は、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲よりも大きいと判定されて前記第１のパルス信号が補正される場合、前記第１のパルス信号が補正された後の前記駆動信号の値である補正後信号値が、前記許容範囲外か否かを判定し、
前記駆動信号生成部は、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定された場合、前記合成した信号の絶対値を小さくすることにより、前記補正後信号値を前記予め定められた値に規制し、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定されない場合、前記補正後信号値の規制を実行しない請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項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。
【請求項８】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２７９８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
偏向角変位波の位相は、ミラー部の共振周波数が変化することにより変化する。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。
【００１０】
そこで、偏向角変位波の位相を補正する必要がある。しかし、この補正によってミラー部に過渡応答が生じ、偏向角変位波の位相を目標値に到達させるのに時間を要する。特に、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していた。
【００１１】
以上のように、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、又は偏向角変位波の位相を目標値にするために、駆動信号は補正されるが、この補正によって過渡応答が生じる。過渡応答の影響を受けた駆動信号によって振動させられるミラー部の振動周期は、通常の駆動信号(過渡応答の影響を受けていない駆動信号)によって振動させられるミラー部の定常振動の周期と異なる。このため、過渡応答の影響を受ける期間、これらの振動が干渉することにより、ミラー部が過剰に振動し、ミラー部が破壊する等の問題が生じる可能性がある。
【００１２】
本発明は、ミラー部の過剰な振動を抑制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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、前記ミラー駆動部へ出力される前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号の値が予め定められた許容範囲外か否かを判定する第１の判定部と、を備え、前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の値が前記許容範囲外と判定された場合、前記駆動信号の値を前記許容範囲内の予め定められた値に規制し、前記駆動信号の値が前記許容範囲外と判定されない場合、前記駆動信号の値の規制を実行しない。
【００１４】
本発明の一局面に係る光走査装置は、ミラー部を駆動する駆動信号の値が予め定められた許容範囲外か否かを判定し、駆動信号の値が許容範囲外と判定された場合、駆動信号の値を許容範囲内の予め定められた値に規制する。従って、本発明の一局面に係る光走査装置によれば、ミラー部の過剰な振動を抑制できる。
【００１５】
予め定められた値とは、例えば、許容範囲の最大値や、余裕を考慮して最大値より少し低い値である。
【００１６】
上記構成において、前記第１の判定部は、前記駆動信号が補正される場合、補正後の前記駆動信号の値が前記許容範囲外か否かを判定する。
【００１７】
この構成によれば、駆動信号の補正によって生じる過渡応答が原因でミラー部が過剰に振動することを抑制できる。
【００１８】
上記構成において、前記予め定められた値とは、前記許容範囲の最大値であり、前記ミラー部の偏向角の最大値が予め定められた上限値となる前記駆動信号の値である。
【００１９】
上限値とは、例えば、ミラー部が破壊する偏向角の大きさである。この構成によれば、ミラー部の過剰振動によるミラー部の破壊を防止できる。
【００２０】
上記構成において、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第２の判定部と、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、前記駆動信号の位相の補正値を演算する補正値演算部と、を備え、前記駆動信号生成部は、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、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と、を含み、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し、前記第１の判定部は、前記第１のパルス信号の位相が補正される場合、前記第１のパルス信号の位相が補正された後の前記駆動信号の値である補正後信号値が、前記許容範囲外か否かを判定し、前記駆動信号生成部は、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定された場合、前記合成した信号の絶対値を小さくすることにより、前記補正後信号値を前記予め定められた値に規制し、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定されない場合、前記補正後信号値の規制を実行しない。
【００２１】
この構成によれば、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共にミラー部の過剰振動を抑制できる。まず、前者を説明する。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、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、第１のパルス信号の位相を補正した後の駆動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、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。
【００２２】
パルス中心とは、パルス信号の立ち上がり部の位置(言い換えれば、位相)の座標と立ち下がり部の位置(言い換えれば、位相)の座標とを加算して二で割った位置の座標をいう。
【００２３】
後者、即ち、ミラー部の過剰振動を抑制できることについて説明する。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、第１のパルス信号の位相が補正された後の駆動信号の値である補正後信号値が、許容範囲外か否かを判定する。駆動信号生成部は、補正後信号値が許容範囲外と判定された場合、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の絶対値を小さくすることにより、補正後信号値を予め定められた値に規制する。これにより、第１のパルス信号の位相の補正によって生じる過渡応答が原因でミラー部が過剰に振動することを抑制できる。ここで、合成した信号の絶対値を小さくするとは、例えば、第２のパルス信号の初期値が予め定められており、第２のパルス信号生成部は、第２のパルス信号の初期値の絶対値よりも小さい絶対値を有する第２のパルス信号を生成することをいう。
【００２４】
第１のパルス信号が補正される場合、ミラー駆動部には、補正後の第１のパルス信号が駆動信号として入力されたり、合成信号が駆動信号として入力されたりする。従って、第１のパルス信号が補正された後の駆動信号とは、補正後の第１のパルス信号や合成信号を意味する。
【００２５】
上記構成において、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を測定し、前記ミラー部の偏向角の変動範囲と予め定められた目標変動範囲との大小を判定する第３の判定部を備え、前記駆動信号生成部は、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、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲と異なると判定された場合、前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲になるような駆動力を前記ミラー部に付与する信号に前記第１のパルス信号を補正する第１のパルス信号生成部と、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲よりも小さいと判定されて前記第１のパルス信号が補正される場合、補正前又は補正後の前記第１のパルス信号と合成される第２のパルス信号を一時的に生成する第２のパルス信号生成部と、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と、を含み、前記第２のパルス信号生成部は、前記合成した信号が、補正後の前記第１のパルス信号による駆動力よりも大きな駆動力を前記ミラー部に付与するように、前記第２のパルス信号の値を設定して、前記第２のパルス信号を生成し、前記第１の判定部は、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲よりも小さいと判定されて前記第１のパルス信号が補正される場合、前記第１のパルス信号が補正された後の前記駆動信号の値である補正後信号値が、前記許容範囲外か否かを判定し、前記駆動信号生成部は、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定された場合、前記合成した信号の絶対値を小さくすることにより、前記補正後信号値を前記予め定められた値に規制し、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定されない場合、前記補正後信号値の規制を実行しない。
【００２６】
この構成によれば、ミラー部の偏向角の変動範囲を大きく補正する場合に、目標変動範囲に到達する時間を短くできると共にミラー部の過剰振動を抑制できる。まず、前者から説明する。この構成では、ミラー部の偏向角の変動範囲を大きくするために第１のパルス信号が補正されるとき、第２のパルス信号を一時的に生成し、第１のパルス信号と第２のパルス信号を合成した信号を、駆動信号としてミラー部へ出力する。この場合、合成した信号が、補正後の第１のパルス信号による駆動力よりも大きな駆動力をミラー部に付与するように、第２のパルス信号の値が設定されている。このように、ミラー部の偏向角の変動範囲を大きくするために第１のパルス信号が補正される場合、ミラー駆動部には補正した第１のパルス信号に加えて、補正した第１のパルス信号に対するミラー部の応答の遅れを抑制するための合成信号が入力される。従って、補正した第１のパルス信号のみがミラー駆動部に入力される方式よりも、ミラー駆動部がミラー部を駆動する駆動力を大きくできるので、ミラー部の偏向角の変動範囲を大きくする場合に変動範囲が目標変動範囲に到達する時間を短くすることが可能となる。
【００２７】
後者について説明する。この構成によれば、第１のパルス信号が補正される場合、第１のパルス信号が補正された後の駆動信号の値である補正後信号値が、許容範囲外か否かを判定する。駆動信号生成部は補正後信号値が許容範囲外と判定された場合、上記合成した信号の絶対値を小さくすることにより、補正後信号値を予め定められた値に規制する。よって、第１のパルス信号の補正によって生じる過渡応答が原因でミラー部が過剰に振動することを抑制できる。
【００２８】
上記構成において、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を測定し、前記ミラー部の偏向角の変動範囲と予め定められた目標変動範囲との大小を判定する第３の判定部を備え、前記駆動信号生成部は、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、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲と異なると判定された場合、前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲になるような駆動力を前記ミラー部に付与する信号に前記第１のパルス信号を補正する第１のパルス信号生成部と、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲よりも大きいと判定されて前記第１のパルス信号が補正される場合、補正前又は補正後の前記第１のパルス信号と合成される第２のパルス信号を一時的に生成する第２のパルス信号生成部と、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と、を含み、前記第２のパルス信号生成部は、前記合成した信号が、補正後の前記第１のパルス信号による駆動力よりも小さな駆動力を前記ミラー部に付与するように、前記第２のパルス信号の値を設定して、前記第２のパルス信号を生成し、前記第１の判定部は、前記第３の判定部によって前記ミラー部の偏向角の変動範囲が前記目標変動範囲よりも大きいと判定されて前記第１のパルス信号が補正される場合、前記第１のパルス信号が補正された後の前記駆動信号の値である補正後信号値が、前記許容範囲外か否かを判定し、前記駆動信号生成部は、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定された場合、前記合成した信号の絶対値を小さくすることにより、前記補正後信号値を前記予め定められた値に規制し、前記補正後信号値が前記許容範囲外と判定されない場合、前記補正後信号値の規制を実行しない。
【００２９】
この構成によれば、ミラー部の偏向角の変動範囲を小さく補正する場合に、目標変動範囲に到達する時間を短くできると共にミラー部の過剰振動を抑制できる。まず、前者から説明する。この構成では、ミラー部の偏向角の変動範囲を小さくするために第１のパルス信号が補正されるとき、第２のパルス信号を一時的に生成し、第１のパルス信号と第２のパルス信号を合成した信号を、駆動信号としてミラー部へ出力する。この場合、合成した信号が、補正後の第１のパルス信号による駆動力よりも小さな駆動力をミラー部に付与するように、第２のパルス信号の値が設定されている。このように、ミラー部の偏向角の変動範囲を小さくするために第１のパルス信号が補正される場合、ミラー駆動部には補正した第１のパルス信号に加えて、補正した第１のパルス信号に対するミラー部の応答の遅れを抑制するための合成信号が入力される。従って、補正した第１のパルス信号のみがミラー駆動部に入力される方式よりも、ミラー駆動部がミラー部を駆動する駆動力を小さくできるので、ミラー部の偏向角の変動範囲を小さくする場合に変動範囲が目標変動範囲に到達する時間を短くすることが可能となる。
【００３０】
後者について説明する。この構成によれば、第１のパルス信号が補正される場合、第１のパルス信号が補正された後の駆動信号の値である補正後信号値が、許容範囲外か否かを判定する。駆動信号生成部は、補正後信号値が許容範囲外と判定された場合、上記合成した信号の値の絶対値を下げることにより、補正後信号値を予め定められた値に規制する。よって、第１のパルス信号の補正によって生じる過渡応答が原因でミラー部が過剰に振動することを抑制できる。
【００３１】
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。
【００３２】
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、これらの光走査装置と同様の作用効果を有する。
【００３３】
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。
【００３４】
一方の側部から他方の側部へ向けて像担持体を走査する期間に、第２のパルス信号及び補正した第１のパルス信号の出力を開始すると、その走査する期間にミラー部の偏向角の変動範囲や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。この構成によれば、第１のパルス信号が補正される場合、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のパルス信号及び補正した第１のパルス信号の出力を開始する。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走査するときには、ミラー部の偏向角の変動範囲を目標変動範囲に調整することや、偏向角変位波の位相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。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、ミラー部の過剰な振動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】光偏向部の原理を示す図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】第１のパルス信号の一例を示すグラフである。
【図９】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。
【図１０】偏向角変位波の一例を示すグラフである。
【図１１】第２のパルス信号の一例を示すグラフである。
【図１２】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】第１のパルス信号と第２のパルス信号とが合成された信号の一例を示すグラフである。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】比較例において、ミラー部に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。
【図１８】比較例において、ミラー部の偏向角と時間との関係を示すグラフである。
【図１９】図１８において、横軸の時間の範囲を長くし、縦軸の偏向角の範囲を限定したグラフである。
【図２０】本実施形態において、ミラー部に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。
【図２１】第２のパルス信号に関して、ミラー部に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。
【図２２】本実施形態において、ミラー部の偏向角と時間との関係を示すグラフである。
【図２３】図２０において、横軸の時間の範囲を限定し、縦軸のトルクの範囲を限定したグラフである。
【図２４】図２２において、横軸の時間の範囲を限定し、縦軸の偏向角の範囲を限定したグラフである。
【図２５】本実施形態において、ミラー部の偏向角を小さくする場合に、ミラー部に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。
【図２６】第２のパルス信号に関して、ミラー部に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。
【図２７】第１のパルス信号の位相の補正値及び第２のパルス信号の補正値等の具体例を示す表である。
【図２８】偏向角変位波を示すグラフである。
【図２９】図２８において、横軸の時間の範囲を長くし、縦軸の偏向角の範囲を限定したグラフである(第２のパルス信号の値の絶対値を小さくする補正をした場合)。
【図３０】図２８において、横軸の時間の範囲を長くし、縦軸の偏向角の範囲を限定したグラフである(第２のパルス信号の値が初期値の場合)。
【図３１】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。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
駆動電圧の周波数をミラー部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。ミラー部１１を共振させた状態で、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。
【００７１】
上述したように、ミラー部１１の偏向角の変動範囲を目標変動範囲にするために、又は、偏向角変位波の位相を目標値にするために、駆動信号が補正される。この補正による過渡応答が原因で、変動範囲を目標変動範囲に到達させるのに時間を要し、偏向角変位波の位相を目標値に到達させるのに時間を要していた。また、過渡応答が原因で、ミラー部１１が過剰に振動する可能性があることを本発明者は見出した。本実施形態に係る光走査装置３は、これらの問題を解決できる構成を備える。
【００７２】
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、許容範囲判定部６９、位相差判定部５７、補正値演算部５９、許容範囲判定部７１、駆動信号生成部７３及び増幅部６７を備える。
【００７３】
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。
【００７４】
駆動信号生成部７３はミラー駆動部１７へ出力される駆動信号を生成し、第１のパルス信号生成部６１、第２のパルス信号生成部６３及び信号合成部６５を備える。
【００７５】
第１のパルス信号生成部６１は第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。本実施形態において、第１のパルス信号は矩形波である。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。
【００７６】
第２のパルス信号生成部６３は第１のパルス信号が補正される場合、一時的に第２のパルス信号を生成する。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。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。
【００７７】
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。
【００７８】
信号合成部６５は第１のパルス信号が補正される場合、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、駆動信号としてミラー駆動部１７へ出力し、第１のパルス信号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ミラー駆動部１７へ出力する。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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の偏向角の最大値を決定する。そして、最大偏向角決定部５３は偏向角の最大値(言い換えれば、偏向角の変動範囲)と予め定められた目標最大値(言い換えれば、目標変動範囲)との大小を判定する。変位波演算部５１と最大偏向角決定部５３とにより、第３の判定部が構成される。第３の判定部は、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の偏向角を測定し、ミラー部１１の偏向角の変動範囲と予め定められた目標変動範囲との大小を判定する。
【００８２】
補正値演算部５５は最大偏向角決定部５３によって偏向角の最大値が予め定められた目標最大値と異なると判定された場合、偏向角の最大値を目標最大値にするために、第１のパルス信号の最大値の補正値を演算する。
【００８３】
第１のパルス信号生成部６１は補正値演算部５５によって補正値が演算された場合、補正値により補正された第１のパルス信号を生成する。言い換えれば、ミラー部１１の偏向角の最大値(変動範囲)が目標最大値(目標変動範囲)になるような駆動力をミラー部１１に付与する信号に第１のパルス信号を補正する。
【００８４】
第２のパルス信号生成部６３は最大偏向角決定部５３によってミラー部１１の偏向角の最大値(変動範囲)が目標最大値(目標変動範囲)よりも小さいと判定されて、又は大きいと判定されて、第１のパルス信号が補正される場合、補正前又は補正後の第１のパルス信号と合成される第２のパルス信号を一時的に生成する。
【００８５】
ミラー部１１の偏向角の最大値が目標最大値よりも小さい場合、第２のパルス信号生成部６３は、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(以下、合成信号と記載する場合もある)が、補正後の第１のパルス信号による駆動力よりも大きな駆動力をミラー部１１に付与するように、第２のパルス信号の値を設定して、第２のパルス信号を生成する。
【００８６】
これに対して、ミラー部１１の偏向角の最大値が目標最大値よりも大きい場合、第２のパルス信号生成部６３は、合成信号が、補正後の第１のパルス信号による駆動力よりも小さな駆動力をミラー部１１に付与するように、第２のパルス信号の値を設定して、第２のパルス信号を生成する。
【００８７】
但し、過渡応答の影響で、第１のパルス信号が補正された後の駆動信号の値である補正後信号値が許容範囲外となる場合、次に説明するように、第２のパルス信号の値を調整して、補正後信号値を予め定められた値に規制する。予め定められた値については、次の許容範囲判定部６９の説明箇所で説明する。第１のパルス信号が補正される場合、ミラー駆動部１７には、補正後の第１のパルス信号が駆動信号として入力されたり、合成信号が駆動信号として入力されたりする。従って、第１のパルス信号が補正された後の駆動信号とは、補正後の第１のパルス信号や合成信号を意味する。
【００８８】
許容範囲判定部６９(第１の判定部の一例)は、最大偏向角決定部５３によって偏向角の最大値が目標最大値よりも小さいと判定されて、又は大きいと判定されて、第１のパルス信号が補正される場合、第１のパルス信号が補正された後の駆動信号の値である補正後信号値が、許容範囲外か否かを、第２のパルス信号の生成前に判定する。許容範囲とは、第１のパルス信号が補正された後の駆動信号が過渡応答の影響を受けている場合に、ミラー部１１の偏向角の最大値が予め定められた上限値を超えない駆動信号の値の範囲である。上述した予め定められた値とは、許容範囲の最大値であり、ミラー部１１の偏向角の最大値が予め定められた上限値となる駆動信号の値である。上限値はミラー部１１の破壊等を考慮して決められる。
【００８９】
駆動信号生成部７３は補正後信号値が許容範囲外と判定された場合、合成信号の絶対値を小さくすることにより、補正後信号値を予め定められた値に規制し、補正後信号値が許容範囲外と判定されない場合、補正後信号値の規制を実行しない。合成信号の絶対値を小さくするとは、例えば、第２のパルス信号の初期値が予め定められており、第２のパルス信号生成部６３は、第２のパルス信号の初期値の絶対値よりも小さい絶対値を有する第２のパルス信号を生成することをいう。
【００９０】
次に、位相差判定部５７(第２の判定部の一例)について説明する。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。このため第１のパルス信号と偏向角変位波には、位相差が生じる。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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
信号合成部６５は第１のパルス信号の位相が補正される場合、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生成して駆動信号として出力する。信号合成部６５は第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。
【００９５】
許容範囲判定部７１(第１の判定部の一例)は、第１のパルス信号の位相が補正される場合、第１のパルス信号の位相が補正された後の駆動信号の値である補正後信号値が、許容範囲外か否かを、第２のパルス信号の生成前に判定する。許容範囲とは上述したように、ミラー部１１の偏向角の最大値が予め定められた上限値を超えない駆動信号の値の範囲である。
【００９６】
駆動信号生成部７３は補正後信号値が許容範囲外と判定された場合、合成信号の絶対値を小さくすることにより、補正後信号値を予め定められた値に規制し、補正後信号値が許容範囲外と判定されない場合、補正後信号値の規制を実行しない。本実施形態では第２のパルス信号の値を調整して合成信号の絶対値を小さくする。即ち、第２のパルス信号生成部６３は補正後信号値が許容範囲外と判定された場合、第２のパルス信号の値の絶対値を小さくすることにより、補正後信号値を予め定められた値に規制し、補正後信号値が許容範囲外と判定されない場合、補正後信号値の規制を実行しない。予め定められた値とは、許容範囲判定部６９の説明箇所で説明した予め定められた値と同じ意味である。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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、即ち、合成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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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(位相)と立ち下がり部の位置の座標(位相)とを加算して二で割った位置の座標(位相)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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
実線のグラフは、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。点線のグラフは、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。一点鎖線のグラフは、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。
【０１０９】
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、位相を補正した第１のパルス信号がミラー駆動部１７に入力されて、ミラー部１１は即座に応答せず、遅れて応答している。
【０１１０】
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、第１のパルス信号の位相を補正した後の駆動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、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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
以上の通り、本実施形態によれば、偏向角変位波の位相を目標値に補正する場合、目標値に到達する時間を短くできる。
【０１１３】
次に、本実施形態によれば、ミラー部１１の偏向角の変動範囲を補正する場合、目標変動範囲に到達する時間を短くできることについて説明する。
【０１１４】
図７で説明したように、本実施形態に係る光走査装置３よれば、ミラー部１１の偏向角の変動範囲(言い換えれば、偏向角の最大値)を目標変動範囲(言い換えれば、目標最大値)にするために、第１のパルス信号を補正する場合に、第２のパルス信号を生成し、ミラー駆動部１７に入力させている。これにより、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲に到達する時間を短くできる効果が生じる。この効果を、第２のパルス信号を用いない比較例と比較して説明する。
【０１１５】
比較例は、第１のパルス信号をミラー駆動部１７に入力させるだけであり、第２のパルス信号は用いられない。ミラー駆動部１７に入力される第１のパルス信号は、予め設定された周期で生成された矩形波信号である。図１７は、比較例において、ミラー部１１に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。横軸は時間(秒)を示し、縦軸はトルク(相対値)を示している。図１８は、比較例において、ミラー部１１の偏向角と時間との関係を示すグラフである。横軸は時間(秒)を示し、縦軸はミラー部１１の偏向角(ｒａｄ)を示している。ミラー部１１に作用するトルクとミラー部１１の偏向角との対応関係が分かるように、図１７と図１８は時間の範囲(０から０．０２)を同じにしている。ミラー部１１に作用するトルクは、ミラー部１１に付与される駆動力を意味する。図１９は、図１８(比較例)おいて、横軸の時間の範囲を長くし(０〜０．１)、縦軸の偏向角の範囲を限定(０．９〜１．０２)したグラフである。比較例では、目標変動範囲における偏向角の最大値を１.０４ｒａｄに設定している。
【０１１６】
比較例では、図１７及び図１９に示すように、時間が０．０１のときに、偏向角の最大値が０.９３ｒａｄで目標偏向角である１.０４ｒａｄよりも小さいため、ミラー部１１に作用するトルクの絶対値を大きくする補正(ここでは、第１のパルス信号の波高値を大きくする補正)をして、ミラー部１１の偏向角の変動範囲を大きくしている。第１のパルス信号の値は、ミラー部１１に作用するトルクの値と一対一に対応するため、第１のパルス信号の絶対値が大きくなると、ミラー部１１に作用するトルクの絶対値が大きくなり、ミラー部１１の偏向角が大きくなる。
【０１１７】
図１８はミラー部１１の偏向角を示しているが、時間０．０１(第１のパルス信号を補正した時間)前後で、ミラー部１１の偏向角の変動範囲の変化が明確に現れていない。
【０１１８】
そこで、図１９を参照すると、比較例では、０．１秒経過しても、偏向角の最大値が目標偏向角である１．０４ｒａｄに到達していないことが分かる。つまり、補正後の第１のパルス信号をミラー駆動部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。
【０１１９】
次に、第２のパルス信号を用いる本実施形態について説明する。図２０は、本実施形態において、ミラー部１１に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。図２１は、第２のパルス信号に関して、ミラー部１１に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。図２０及び図２１は図１７と同様に、横軸が時間(秒)を示し、縦軸がトルク(相対値)を示している。図２２は、本実施形態において、ミラー部１１の偏向角と時間との関係を示すグラフである。図２２は図１８と同様に、横軸が時間(秒)を示し、縦軸がミラー部１１の偏向角(ｒａｄ)を示している。ミラー駆動部１７に入力される第１のパルス信号は、比較例と同様の矩形波である。ミラー駆動部１７に入力される第２のパルス信号は、半周期の矩形波である。本実施形態では、比較例と同様に、目標変動範囲における偏向角の最大値を１.０４ｒａｄに設定している。
【０１２０】
本実施形態では、時間が０．０１のときに、偏向角の最大値が０.９３ｒａｄで目標値である１.０４ｒａｄよりも小さいため、比較例と同様に、ミラー部１１の偏向角の変動範囲を大きくする。具体的には、最初に、半周期の矩形波である第２のパルス信号を生成して、補正前の第１のパルス信号と合成した信号を駆動信号として。ミラー駆動部１７に入力させる。ここでは、補正前の第１のパルス信号の最大値の部分と第２のパルス信号とが合成されている。次に、補正した第１のパルス信号を生成して、ミラー駆動部１７に入力させる。
【０１２１】
本実施形態において、第１のパルス信号の補正前の波高値及び補正後の波高値は、比較例での第１のパルス信号の補正前の波高値及び補正後の波高値と同じにされている。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。合成信号の波高値は補正した第１のパルス信号の波高値より大きくされている。従って、合成信号によりミラー部１１に付与されるトルク(駆動力)は、補正後の第１のパルス信号によりミラー部１１に付与されるトルク(駆動力)よりも大きい。
【０１２２】
図２２はミラー部１１の偏向角を示しており、時間０．０１直後にミラー部１１の偏向角の変動範囲が大きくなっていることが分かる。これを明確に示すのが図２３及び図２４である。図２３は、図２０において、横軸の時間の範囲を０．００９〜０．０１２に限定し、縦軸のトルクの範囲を０．９９〜１．０１に限定したグラフである。図２４は、図２２おいて、横軸の時間の範囲を０．００９〜０．０１２に限定し、縦軸の偏向角の範囲を０．９〜１．０４に限定したグラフである。本実施形態によれば、図２４に示すように、時間が０．０１１を経過する前に、偏向角の最大値が、目標偏向角である１．０４ｒａｄに到達している。
【０１２３】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置３によれば、第１のパルス信号が補正される場合に第２のパルス信号が生成される。ミラー部１１の偏向角を大きくする場合、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によりミラー部１１に付与される駆動力は、補正後の第１のパルス信号によりミラー部１１に付与される駆動力よりも大きい。これは、例えば、補正した第１のパルス信号と比べて波高値が大きく、パルス幅が同じである合成信号を半周期だけ(１パルスだけ)生成することを意味する。
【０１２４】
このように、ミラー部１１の偏向角を大きくするために第１のパルス信号が補正される場合、ミラー駆動部１７には補正した第１のパルス信号に加えて上述した補正した第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するための合成信号が入力される。従って、補正した第１のパルス信号のみがミラー駆動部１７に入力される方式よりも、ミラー駆動部１７がミラー部１１を駆動する駆動力を大きくできるので、ミラー部１１の偏向角を大きくする場合にミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲に到達する時間を短くすることが可能となる。
【０１２５】
次に、ミラー部１１の偏向角を小さくする場合を簡単に説明する。図２５は、本実施形態において、ミラー部１１の偏向角を小さくする場合に、ミラー部１１に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。図２６は、第２のパルス信号に関して、ミラー部１１に作用するトルクと時間との関係を示すグラフである。図２５及び図２６は、図２０と同様に、横軸が時間(秒)を示し、縦軸がトルク(相対値)を示している。
【０１２６】
第１のパルス号生成部６１が生成する補正した第１のパルス信号の波高値は、補正する前の第１のパルス信号の波高値より小さい。第２のパルス信号生成部６３は時刻０．０１秒において、半周期の第２のパルス信号を生成する。第２のパルス信号により生じるトルクは、マイナスにされている。時刻０．０１秒において、第１の駆動信号生成部６１が生成した第１のパルス信号と第２のパルス信号生成部６３が生成した第２のパルス信号とを合成した信号が駆動信号となる。ここでは、補正する前の第１のパルス信号の最大値の部分と第２のパルス信号とが合成されている。
【０１２７】
ミラー部１１の偏向角を小さくする場合、合成信号によりミラー部１１に付与される駆動力は、補正した第１のパルス信号によりミラー部１１に付与される駆動力よりも小さい。これは、例えば、補正した第１のパルス信号と比べて波高値が小さく、パルス幅が同じである合成信号を半周期だけ(１パルスだけ)生成することを意味する。
【０１２８】
従って、補正した第１のパルス信号のみがミラー駆動部１７に入力される方式よりも、ミラー駆動部１７がミラー部１１を駆動する駆動力を小さくできるので、ミラー部１１の偏向角を小さくする場合に、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲に到達する時間を短くすることが可能となる。
【０１２９】
次に、本実施形態によれば、ミラー部１１の過剰な振動を抑制できることを説明する。ミラー部１１の偏向角の変動範囲を目標変動範囲にするために、又は、偏向角変位波の位相を目標値にするために、駆動信号が補正される。この補正による過渡応答が原因でミラー部１１が過剰に振動する。この振動の抑制について、ミラー部１１の偏向角の変動範囲を目標変動範囲にするために、第１のパルス信号の位相を補正する場合を例にして説明する。図２７は、第１のパルス信号の位相の補正値及び第２のパルス信号の補正値等の具体例を示す表である。この表に記載されている具体的数値は、仮定の値であり、実験やシミュレーションで得た値ではない。図２７の欄(１)には、第１のパルス信号の位相の補正値が示されている。
【０１３０】
欄(２)には、第２のパルス信号の値が初期値(０．１Ｖ)のもとで第１のパルス信号の位相を補正した場合に、過度応答期間中の駆動信号(補正後の第１のパルス信号や合成信号)の最大値及びそのときのミラー部１１の偏向角が示されている。駆動信号が最大値のときにミラー部１１の偏向角が最大値になる。偏向角の上限値は、ミラー部１１の破壊を考慮して定められ、例えば、１．４ｒａｄとし、そのときの駆動信号の値を例えば、３．２Ｖ(駆動信号の最大値)とする。
【０１３１】
欄(３)には、偏向角の最大値が上限値を超えているか否かが示されている。欄(４)には、偏向角の最大値が上限値を超える場合に、偏向角の最大値を上限値に規制できる第２のパルス信号の補正値が示されている。
【０１３２】
図７に示す許容範囲判定部７１は、図２７に示すデータを保持しており、第１のパルス信号の位相が補正された後の駆動信号の値が許容範囲外と判定された場合、第２のパルス信号の値の絶対値を小さくするために、補正値を第２のパルス信号生成部６３に送る。第２のパルス信号生成部６３は、その補正値で補正された第２のパルス信号を生成する。これにより、第１のパルス信号の位相の補正がされた後の駆動信号の値を許容範囲内(この例では最大値)に規制する。
【０１３３】
第２のパルス信号の値の絶対値を小さくする補正をした場合、第２のパルス信号の値が初期値(０．１Ｖ)の場合と比べて、過渡応答期間中において、偏向角の最大値を小さくできることを、シミュレーションで確認した。これについて説明する。図２８は、このシミュレーションに用いた偏向角変位波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。
【０１３４】
図２９及び図３０は、図２８において、横軸の時間の範囲を長くし(０〜０．２)、縦軸の偏向角の範囲を限定(０．９３４〜０．９３５)したグラフである。図２９は、第２のパルス信号の値の絶対値を小さくする補正をした場合、図３０は、第２のパルス信号の値が初期値の場合を示している。
【０１３５】
第２のパルス信号の値の絶対値を小さくする補正をした場合(図２９)、及び、第２のパルス信号の値が初期値の場合(図３０)のいずれも、過渡応答の影響で、第１のパルス信号の位相を補正した直後は、偏向角の最大値が目標偏向角を超えており、徐々に目標偏向角に収束するが、第２のパルス信号の値の絶対値を小さくする補正をした場合(図２９)は、第２のパルス信号の値が初期値の場合(図３０)と比べて、偏向角の最大値を大きく規制できることが分かる。
【０１３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１のパルス信号が補正される場合、第１のパルス信号が補正された後の駆動信号の値である補正後信号値が、許容範囲外か否かを、第２のパルス信号の生成前に判定する。第２のパルス信号生成部６３は、補正後信号値が許容範囲外と判定された場合、第２のパルス信号の値の絶対値を小さくすることにより、補正後信号値を予め定められた値(許容範囲の最大値であり、ミラー部１１の偏向角の最大値が予め定められた上限値となる駆動信号の値)に規制する。よって、第１のパルス信号の補正によって生じる過渡応答が原因でミラー部が過剰に振動することを抑制できる。
【０１３７】
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。
【０１３８】
第１のパルス信号が補正される場合、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の偏向角が逆方向に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は補正がされた第１のパルス信号を生成する。
【０１３９】
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、第１のパルス信号の位相の補正を例にして、主に、図３、図７及び図３１を用いて説明する。図３１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。
【０１４０】
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)。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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、プロジェクターやバーコードリーダー等の光走査装置に適用することもできる。
【符号の説明】
【０１４９】
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
５１  変位波演算部(第３の判定部の一例の構成要素)
５３  最大偏向角決定部(第３の判定部の一例の構成要素)
５７  位相差判定部(第２の判定部の一例)
６９，７１  許容範囲判定部(第１の判定部の一例)
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
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図１】
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