(57)【要約】【課題】  受信した画像指令に対応する画像信号を出力するコントローラと、コントローラからの画像信号に応じて変調された光ビームを共振振動する振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体上に潜像を形成するエンジン部とを有する画像形成装置において、主走査方向とほぼ直交する副走査方向における潜像形成位置のずれを防止して良好な品質で画像を形成する。【解決手段】  水平同期信号Ｈsyncが偏向ミラー面の駆動周期に関連する駆動周期信号として駆動信号制御部１０Ｙに入力される。そして、この駆動信号制御部１０Ｙで基準信号Ｓrの位相と水平周期信号Ｈsyncの位相とが所定の相対関係を有するように、駆動信号Ｓdが制御されて偏向器６５が基準信号Ｓrに同期して作動する。【選択図】  図４
2006251167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した画像形成指令に対応する画像信号を出力するコントローラと、前記コントローラからの画像信号に応じて変調された光ビームを共振振動する振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体上に潜像を形成するエンジン部とを有する画像形成装置において、
前記コントローラは基準信号を発生させて前記エンジン部に出力し、
前記エンジン部は、前記振動ミラーの駆動周期を検出して該駆動周期に関連する駆動周期信号を出力する検出手段と、前記振動ミラーの駆動を制御するための駆動信号を出力する駆動信号制御手段と、前記駆動信号制御手段から出力される駆動信号に基づき前記振動ミラーを駆動させるミラー制御手段とを備え、
前記駆動信号制御手段は、前記基準信号と前記駆動周期信号を受信し、前記基準信号の位相と前記駆動周期信号の位相とが所定の相対関係を有するように、前記駆動信号を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動信号制御手段は、予め定められた駆動周波数を有する基準駆動信号を発生させる基準駆動信号発生部を有し、前記振動ミラーの駆動開始段階では前記基準駆動信号に基づき前記振動ミラーを駆動させた後、前記検出手段から出力される前記駆動周期信号と前記コントローラから与えられる前記基準信号とに基づき駆動信号を制御して前記振動ミラーを前記駆動周波数で駆動させる請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記エンジン部は、
前記振動ミラーの共振周波数を調整する共振周波数調整手段と、
前記検出手段から出力される前記駆動周期信号に基づき前記振動ミラーの共振周波数が前記駆動周波数とほぼ一致するように前記共振周波数調整手段を制御する周波数制御部と
をさらに備えた請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動信号制御手段は、前記基準駆動信号に基づき前記振動ミラーが駆動されながら前記周波数制御部により前記振動ミラーの共振周波数が前記駆動周波数とほぼ一致するように調整された後に、前記駆動周期信号と前記基準信号とに基づき駆動信号を制御して前記振動ミラーを駆動させる請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ミラー制御手段は、前記検出手段から出力される前記駆動周期信号に基づき前記振動ミラーの振幅を調整する請求項２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記駆動信号制御手段は、前記基準駆動信号に基づき前記振動ミラーを駆動させながら前記ミラー制御手段により前記振動ミラーの振幅が調整された後に、前記駆動周期信号と前記基準信号とに基づき駆動信号を制御して前記振動ミラーを駆動させる請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記駆動信号制御手段による駆動信号の制御はＰＬＬ制御により行われる請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
受信した画像形成指令に対応する画像信号を出力するコントローラと、前記コントローラからの画像信号に応じて変調された光ビームを、駆動信号に基づき共振振動する振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体上に潜像を形成するエンジン部とを有する画像形成装置を用いて画像を形成する画像形成方法において、
前記エンジン部に設けられた基準駆動信号発生部から出力される基準駆動信号を前記駆動振動として前記振動ミラーの駆動を開始する工程と、
前記振動ミラーの駆動周期を検出して該駆動周期に関連する駆動周期信号を出力する工程と、
前記コントローラから前記エンジン部に与えられる基準信号の位相と前記駆動周期信号の位相とが所定の相対関係を有するように、前記駆動信号を制御して前記振動ミラーの共振動作を装置各部と同期させる工程と
を備えたことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コントローラからの画像信号に応じて光源からの光ビームを変調するとともに、該光ビームを共振振動する振動ミラーによって主走査方向に走査させて潜像担持体上に潜像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がコントローラに与えられる。すると、該コントローラは画像形成指令をエンジン部の動作指示に適した形式のデータに変換する。そして、それらのデータに基づきエンジン部は制御され、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート（記録材）に画像形成指令に対応する画像を形成する。すなわち、画像形成指令に含まれる画像データに基づきエンジン部の露光ユニットの光源がＯＮ／ＯＦＦ制御されて画像データに対応して変調された光ビームを射出する。この光ビームは露光ユニットの偏向器により主走査方向に走査されて画像データに対応する潜像が感光体などの潜像担持体上に形成される。そして、それらの潜像がトナーで現像されてトナー像が形成される。
【０００３】
ところで、偏向器の小型化および高速化を図るべく、共振型の振動ミラーを偏向器として用いることが従来より提案されている（例えば特許文献１参照）。すなわち、この装置では、振動ミラーに与える駆動信号の周波数（以下「駆動周波数」という）と振動ミラーの固有共振振動数とを一致させることによって、振動ミラーを共振振動させて比較的大きな振幅を得ている。そして、共振振動している振動ミラーに光源からの光ビームを照射して光ビームを走査させている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−３０２３１７号公報（第２頁、第２〜４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、振動ミラーを製造する場合の加工の仕方や振動ミラーの周辺温度などにより振動ミラーの共振周波数にバラツキが生じることがある。このようなバラツキが発生すると、潜像担持体上での光ビームの走査速度が変化して潜像担持体上に形成される潜像が主走査方向に伸縮して画像品質の低下を招く。そこで、上記特許文献１に記載の装置では、駆動信号の振幅を制御しながら振動ミラーを駆動する制御手段がエンジン部に設けられ、潜像担持体上での光ビームの走査速度が一定となるように、駆動信号の振幅を調整している。
【０００６】
このように従来装置では、露光ユニットが設けられたエンジン部、つまり閉じられた系において振動ミラーを駆動制御している。つまり、コントローラと制御手段との同期は取られておらず、コントローラとは非同期で制御手段が動作している。このため、主走査方向とほぼ直交する副走査方向において非同期となっており、副走査方向において潜像形成位置のずれ（ライン潜像ずれ）が発生し、このことが画質低下を招く主要因のひとつとなっていた。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、受信した画像指令に対応する画像信号を出力するコントローラと、コントローラからの画像信号に応じて変調された光ビームを共振振動する振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体上に潜像を形成するエンジン部とを有する画像形成装置において、主走査方向とほぼ直交する副走査方向における潜像形成位置のずれを防止して良好な品質で画像を形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、受信した画像形成指令に対応する画像信号を出力するコントローラと、コントローラからの画像信号に応じて変調された光ビームを共振振動する振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体上に潜像を形成するエンジン部とを有する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、コントローラは基準信号を発生させてエンジン部に出力し、エンジン部は、振動ミラーの駆動周期を検出して該駆動周期に関連する駆動周期信号を出力する検出手段と、振動ミラーの駆動を制御するための駆動信号を出力する駆動信号制御手段と、駆動信号制御手段から出力される駆動信号に基づき振動ミラーを駆動させるミラー制御手段とを備え、駆動信号制御手段は、基準信号と駆動周期信号を受信し、基準信号の位相と駆動周期信号の位相とが所定の相対関係を有するように、駆動信号を制御することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、ミラー制御手段は駆動信号制御手段から出力される駆動信号に基づき振動ミラーを駆動する。これによって、振動ミラーにより光ビームが主走査方向に走査されて潜像担持体上にライン潜像が形成される。一方、そのミラー制御手段により駆動される振動ミラーの駆動周期に関連する駆動周期信号を検出手段が出力する。この駆動周期信号はコントローラからの基準信号を受信している駆動信号制御手段に受信される。そして、駆動信号制御手段が基準信号の位相と駆動周期信号の位相とが所定の相対関係を有するように、駆動信号を制御し、振動ミラーが基準信号に同期して作動する。したがって、光ビームの走査方向（主走査方向）に対してほぼ直交する副走査方向における潜像の形成位置が基準信号と駆動周期信号との位相調整により調整されて副走査方向におけるライン潜像ずれを抑えることができる。その結果、画質の向上を図ることができる。
【００１０】
ここで、予め定められた駆動周波数を有する基準駆動信号を発生させる基準駆動信号発生部を駆動信号制御手段に設けておき、振動ミラーの駆動開始段階では基準駆動信号に基づき振動ミラーを駆動させるように構成してもよい。これにより、振動ミラーを確実に、しかも早期に共振振動させることができる。そして、このようにして振動ミラーを共振振動させた後で、振動ミラーの駆動周期信号とコントローラから与えられる基準信号とに基づき駆動信号を制御して振動ミラーを駆動周波数で駆動させてもよい。このように、駆動周期信号と基準信号とに基づく駆動信号の制御前に、基準駆動信号により振動ミラーを駆動することで振動ミラーを早期で、しかも安定的にコントローラと同期させながら共振振動させることができる。
【００１１】
また、振動ミラーの共振周波数にバラツキが生じて駆動周波数とずれて所望の偏向特性が得られず、画質低下を招くおそれがある。そこで、この問題を解消するために、次のような構成を採用してもよい。
【００１２】
振動ミラーの共振周波数を調整する共振周波数調整手段と、検出手段から出力される駆動周期信号に基づき振動ミラーの共振周波数が駆動周波数とほぼ一致するように共振周波数調整手段を制御する周波数制御部とをエンジン部にさらに設けるようにしてもよい。また、振動ミラーの共振周波数の調整（共振調整）は、駆動周期信号と基準信号とに基づく駆動信号の制御前に行うのが望ましい。
【００１３】
また、ミラー制御手段が検出手段から出力される駆動周期信号に基づき振動ミラーの振幅を調整するように構成してもよい。そして、振動ミラーの振幅調整は、上記した共振調整と同様に、駆動周期信号と基準信号とに基づく駆動信号の制御前に行うのが望ましい。
【００１４】
さらに、この発明は、受信した画像形成指令に対応する画像信号を出力するコントローラと、コントローラからの画像信号に応じて変調された光ビームを、駆動信号に基づき共振振動する振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体上に潜像を形成するエンジン部とを有する画像形成装置を用いて画像を形成する画像形成方法において、上記目的を達成するため、エンジン部に設けられた基準駆動信号発生部から出力される基準駆動信号を駆動振動として振動ミラーの駆動を開始する工程と、振動ミラーの駆動周期を検出して該駆動周期に関連する駆動周期信号を出力する工程と、コントローラからエンジン部に与えられる基準信号の位相と駆動周期信号の位相とが所定の相対関係を有するように、駆動信号を制御して振動ミラーの共振動作を装置各部と同期させる工程とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
このように構成された発明では、基準駆動信号に基づき振動ミラーの駆動が開始され、振動ミラーの駆動周期に関連する駆動周期信号が出力される。そして、コントローラからエンジン部に与えられる基準信号の位相と駆動周期信号の位相とが所定の相対関係を有するように、駆動信号を制御し、振動ミラーが基準信号に同期して作動する。したがって、光ビームの走査方向（主走査方向）に対してほぼ直交する副走査方向における潜像の形成位置が基準信号と駆動周期信号との位相調整により調整されて副走査方向におけるライン潜像ずれを抑えることができる。その結果、画質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、いわゆるタンデム方式のカラープリンタであり、潜像担持体としてイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の４色の感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを装置本体５内に並設している。そして、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。すなわち、この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣからの画像信号、基準信号および各種の制御信号に応じてエンジン部ＥＧが作動して複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートＳに画像形成指令に対応する画像を形成する。このように、本実施形態では、メインコントローラＭＣが本発明の「コントローラ」に相当している。
【００１７】
このエンジン部ＥＧでは、４つの感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれに対応して帯電ユニット，現像ユニット，露光ユニットおよびクリーニング部が設けられている。このように，各トナー色ごとに，感光体，帯電ユニット，現像ユニット，露光ユニットおよびクリーニング部を備えて該トナー色のトナー像を形成する画像形成手段が設けられている。そして，エンジン部ＥＧに設けれたエンジンコントローラ１がメインコントローラＭＣからの信号に応じて画像形成手段の各部を制御して画像形成が実行される。なお，これらの画像形成手段（感光体，帯電ユニット，現像ユニット，露光ユニットおよびクリーニング部）の構成はいずれの色成分についても同一であるため，ここではイエローに関する構成について説明し，その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。
【００１８】
感光体２Ｙは図１の矢印方向（副走査方向）に回転自在に設けられている。より具体的には，感光体２Ｙの一方端部には，駆動モータ（図示省略）が機械的に接続されており、エンジンコントローラ１からの回転駆動指令に基づき駆動制御される。これによって感光体２Ｙが回転移動する。また、このようにして駆動される感光体２Ｙの周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット３Ｙ、現像ユニット４Ｙおよびクリーニング部（図示省略）がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３Ｙは例えばスコロトロン帯電器で構成されており、エンジンコントローラ１からの帯電バイアス印加によって感光体２Ｙの外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。そして、この帯電ユニット３Ｙによって帯電された感光体２Ｙの外周面に向けて露光ユニット６Ｙから走査光ビームＬyが照射される。これによって画像形成指令に含まれるイエロー画像データに対応する静電潜像が感光体２Ｙ上に形成される。なお、露光ユニット６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）および露光ユニットを制御するための制御部（駆動信号制御部１０およびミラー制御部１１）の構成および動作については後で詳述する。
【００１９】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４Ｙによってトナー現像される。この現像ユニット４Ｙはイエロートナーを内蔵している。そして、エンジンコントローラ１から現像バイアスが現像ローラ４１Ｙに印加されると、現像ローラ４１Ｙ上に担持されたトナーが感光体２Ｙの表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着する。その結果、感光体２Ｙ上の静電潜像がイエローのトナー像として顕像化される。なお、現像ローラ４１Ｙに与える現像バイアスとしては、直流電圧、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したもの等を用いることができるが、特に感光体２Ｙと現像ローラ４１Ｙとを離間配置し、両者の間でトナーを飛翔させることでトナー現像を行う非接触現像方式の画像形成装置では、効率よくトナーを飛翔させるために直流電圧に対して正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を重畳した電圧波形とすることが好ましい。
【００２０】
現像ユニット４Ｙで現像されたイエロートナー像は、一次転写領域ＴＲy1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。また、イエロー以外の色成分についても、イエローと全く同様に構成されており、感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上にマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像がそれぞれ形成されるとともに、一次転写領域ＴＲm1、ＴＲc1、ＴＲk1でそれぞれ中間転写ベルト７１上に一次転写される。
【００２１】
この転写ユニット７は、２つのローラ７２、７３に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７２を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｒ2に回転させるベルト駆動部（図示省略）とを備えている。また、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して不図示の電磁クラッチにより当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７４が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、一次転写タイミングを制御することで各トナー像を重ね合わせてカラー画像を中間転写ベルト７１上に形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７４との間の二次転写領域ＴＲ2に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。一方、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、ブラックトナー像のみを感光体２Ｋに形成するとともに、二次転写領域ＴＲ2に搬送されてくるシートＳ上にモノクロ画像を二次転写する。また、こうして画像の２次転写を受けたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に向けて搬送される。
【００２２】
なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、不図示の除電手段によりその表面電位がリセットされ、さらに、その表面に残留したトナーがクリーニング部により除去された後、帯電ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにより次の帯電を受ける。
【００２３】
また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ７５が図示を省略する電磁クラッチによってローラ７２に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７２側に移動した状態でクリーナ７５のブレードがローラ７２に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。
【００２４】
図３は図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図、図４は図１の画像形成装置の露光ユニットおよび露光ユニットを制御するための制御部（駆動信号制御部およびミラー制御部）の構成を示す図である。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニット６、駆動信号制御部１０およびミラー制御部１１の構成および動作について詳述する。なお、露光ユニット６、駆動信号制御部１０およびミラー制御部１１の構成はいずれの色成分についても同一であるため、ここではイエローに関する構成について説明し、その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。
【００２５】
この露光ユニット６Ｙ（６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）は露光筐体６１を有している。そして、露光筐体６１に単一のレーザー光源６２が固着されており、レーザー光源６２から光ビームを射出可能となっている。このレーザー光源６２には、図４に示すように、メインコントローラＭＣから出力される画像信号Ｓvが入力される。この画像信号Ｓvは画像形成指令に含まれるイエロー画像データに対応する信号であり、この画像信号Ｓvに応じてレーザー光源６２がＯＮ／ＯＦＦ制御されてレーザー光源６２からイエロー画像データに対応して変調された光ビームＬyが射出される。
【００２６】
また、この露光筐体６１の内部には、レーザー光源６２からの光ビームを感光体２Ｙの表面（図示省略）に走査露光するために、コリメータレンズ６３１、シリンドリカルレンズ６３２、偏向器６５、走査レンズ６６が設けられている。すなわち、レーザー光源６２からの光ビームは、コリメータレンズ６３１により適当な大きさのコリメート光にビーム整形された後、副走査方向Ｙにのみパワーを有するシリンドリカルレンズ６３２に入射される。そして、シリンドリカルレンズ６３２を調整することでコリメート光は副走査方向Ｙにおいて偏向器６５の偏向ミラー面６５１付近で結像される。このように、この実施形態では、コリメータレンズ６３１およびシリンドリカルレンズ６３２がレーザー光源６２からの光ビームを整形するビーム整形系６３として機能している。
【００２７】
この偏向器６５は半導体製造技術を応用して微小機械を半導体基板上に一体形成するマイクロマシニング技術を用いて形成されるものであり、共振振動する振動ミラーで構成されている。すなわち、偏向器６５では、共振振動する偏向ミラー面６５１により光ビームを主走査方向Ｘに偏向可能となっている。より具体的には、偏向ミラー面６５１は主走査方向Ｘとほぼ直交する揺動軸（ねじりバネ）周りに揺動自在に軸支されるとともに、作動部６５２から与えられる外力に応じて揺動軸周りに揺動する。この作動部６５２はミラー制御部１１Ｙのミラー駆動部１１１からのミラー駆動信号に基づき偏向ミラー面６５１に対して静電気的、電磁気的あるいは機械的な外力を作用させて偏向ミラー面６５１を駆動信号制御部１０Ｙから与えられる駆動信号Ｓdの周波数で振動させる。なお、作動部６５２による駆動方式は静電吸着、電磁気力あるいは機械力などのいずれの方式を採用してもよく、それらの駆動方式は周知であるため、ここでは説明を省略する。
【００２８】
このようにして駆動される偏向器６５には、例えば特開平９−１９７３３４号公報に記載されたような共振周波数調整部６５３が設けられており、偏向器６５の共振周波数を変化させることが可能となっている。すなわち、この共振周波数調整部６５３では偏向器６５のねじりバネ（図示省略）に電気抵抗素子が形成されるとともに、該電気抵抗素子がミラー制御部１１Ｙの周波数制御部１１２と電気的に接続されている。そして、周波数制御部１１２による電気抵抗素子への通電制御によりねじりバネの温度が変化する。これによって、ねじりバネのバネ定数が変化し、偏向器６５の共振周波数を変更させることができる。そこで、この実施形態では、後述するように共振周波数がミラー駆動信号（駆動信号Ｓd）の周波数、つまり駆動周波数と不一致である場合には、共振周波数調整部６５３により偏向器６５の共振周波数を変動させて駆動周波数とほぼ一致させている。なお、偏向器６５の共振周波数を変化させる具体的な構成はこれに限定されるものではなく、従来より周知の構成を採用することができる。
【００２９】
また、ミラー駆動部１１１はミラー駆動信号の周波数や電圧などの駆動条件を変更設定することができるように構成されている。したがって、必要に応じてミラー駆動信号の周波数を変更設定することが可能となっている。また、ミラー駆動信号の電圧を変更させることで振幅値を調整することも可能となっている。
【００３０】
そして、偏向器６５の偏向ミラー面６５１で偏向された光ビームは走査レンズ６６に向けて偏向される。この実施形態では、走査レンズ６６は、感光体２の表面上の有効走査領域の全域においてＦ値が略同一となるように構成されている。したがって、走査レンズ６６に向けて偏向された光ビームは、走査レンズ６６を介して感光体２Ｙの表面の有効走査領域に略同一のスポット径で結像される。これにより、光ビームが主走査方向Ｘと平行に走査して主走査方向Ｘに伸びるライン状の潜像が感光体２の表面上に形成される。
【００３１】
また、この実施形態では、図３に示すように、走査光ビームの走査経路の開始または終端を折り返しミラー６９ａ，６９ｂにより水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂに導いている。これらの折り返しミラー６９ａ，６９ｂおよび水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂは、光ビームが有効走査領域を走査する際に掃引して形成される掃引面の外に配設されている。また、折り返しミラー６９ａ，６９ｂは、光ビームが有効走査領域の略中心を走査する際の光軸に対して略対称に配設されている。したがって、水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂは光軸に対して略対称に配設されているのと同等に考えることができる。
【００３２】
これら水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂによる走査光ビームの検出信号Ｈsyncはミラー制御部１１Ｙの計測部１１３に伝達され、該計測部１１３において有効走査領域を光ビームが走査する走査時間や駆動周期などに関連する駆動情報が算出される。そして、この計測部１１３において算出された実測情報が周波数制御部１１２に伝達され、周波数制御部１１２は偏向器６５の共振周波数の調整を行う。
【００３３】
また、水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂからの水平同期信号ＨsyncはメインコントローラＭＣにも直接入力されており、光ビームが有効走査領域を主走査方向Ｘに走査する際の同期信号として機能させている。すなわち、これらのセンサ６０Ａ，６０Ｂは水平同期信号Ｈsyncを得るための水平同期用読取センサとして機能している。
【００３４】
さらに、この実施形態では、センサ６０Ａ，６０Ｂを本発明の「検出手段」として機能させており、検出信号Ｈsyncを本発明の「駆動周期信号」としてエンジンコントローラ１の駆動信号制御部１０Ｙに入力している。この駆動信号制御部１０ＹはＰＬＬ処理部１０１を有しており、水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂから出力される検出信号ＨsyncがＰＬＬ処理部１０１に入力される。このＰＬＬ処理部１０１はメインコントローラＭＣと電気的に接続されてメインコントローラＭＣから基準信号Ｓrを受信可能となっている。そして、メインコントローラＭＣからの基準信号Ｓrと検出信号Ｈsyncとに基づき基準信号の位相と駆動周期信号の位相とが所定の相対関係を有するようにＰＬＬ処理を行って駆動信号を制御する。また、この実施形態では、駆動信号Ｓdを制御するために、上記ＰＬＬ処理部１０１以外に基準駆動信号発生部１０２が設けられている。この基準駆動信号発生部１０２は、予め設定した駆動周波数を有する基準駆動信号を発生させるものであり、基準駆動信号を記憶したメモリや該基準駆動信号を発生させる発振回路などで構成することができる。そして、ＰＬＬ処理部１０１および基準駆動信号発生部１０２の各々から出力される信号を切換部１０３が選択的に切り換え、いずれか一方からの信号を駆動信号Ｓdとしてミラー制御部１１Ｙに与えている。なお、その切換タイミングおよび駆動信号の選択態様は次のとおりである。
【００３５】
ところで、上記のように構成された装置では、偏向器６５が振動停止している状態で画像形成指令が与えられると、画像形成開始前に起動処理を実行して光ビームがメインコントローラＭＣと同期しながら偏向器６５によって良好に走査されるように調整している。より具体的には、起動処理として駆動処理、共振制御処理およびＰＬＬ処理が実行される。
【００３６】
図５は図１の画像形成装置で実行される処理を示すフローチャートである。また、図６はカラー画像形成前に行われる偏向器の共振制御処理を模式的に示す図である。なお、ここでは画像形成指令としてカラー画像形成指令が与えられた場合について説明するが、モノクロ画像形成指令が与えれた場合には、ブラック色についてのみ以下の動作が実行される。
【００３７】
カラー画像形成指令が与えられると、イエロー色について偏向器６５の起動処理が実行される。まず、ステップＳ１で切換部１０３が駆動信号制御部１０Ｙの基準駆動信号発生部１０２側に切り換えられ、基準駆動信号発生部１０２から出力される基準駆動信号が駆動信号Ｓdとしてミラー制御部１１Ｙのミラー駆動部１１１に与えられる。すると、ミラー駆動部１１１は駆動信号Ｓdに基づきミラー駆動信号を作成し、駆動周波数Ｆdで作動部６５２を作動させる。これによって、偏向器６５の偏向ミラー面６５１が駆動周波数Ｆdでの振動を開始する（ステップＳ２）。このように、偏向器６５の駆動開始段階では基準駆動信号発生部１０２で発生された基準駆動信号に基づき偏向器６５を駆しているため、偏向器６５の偏向ミラー面６５１を確実に、しかも早期に共振振動させることができる。
【００３８】
ここで、例えば図６（ａ）に示すように、偏向ミラー面６５１は周波数Ｆdで振動するが、偏向器６５の共振周波数Ｆryが駆動周波数Ｆdからずれている場合には、偏向ミラー面６５１の最大振幅値θ(y)は共振振動時の最大振幅から大幅に低下したものとなる。そこで、所定時間が経過するのを待って（ステップＳ３）、イエロー色の偏向器６５について共振制御処理を実行する。
【００３９】
この共振制御処理では、メインコントローラＭＣから画像信号Ｓvをレーザー光源６２に出力してレーザー光源６２を点灯する（ステップＳ４）。ここで、エンジンコントローラ１から共振制御処理に適した画像信号をレーザー光源６２に与えて次に説明するようにして共振制御処理を行うようにしてもよい。このようにしてレーザー光源６２を点灯した時点においては、すでに偏向器６５は共振振動しているので、感光体２Ｙの表面を光ビームが走査することとなり、感光体２Ｙの一部に光ビームが集中的に照射されるのを防止することができる。また、光ビームの走査と同時に水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂから水平同期信号Ｈsyncが出力される。そして、次のステップＳ５では、センサ出力に基づき周波数制御部１１２による電気抵抗素子への通電制御により偏向器６５のねじりバネの温度を変化させて図６（ｂ）に示すように偏向器６５の共振特性を破線（調整前）から駆動周波数側にシフトさせる。これにより、偏向器６５の共振周波数Ｆryが駆動周波数Ｆdとほぼ一致して振幅値θ(y)が最大振幅を示すこととなる。
【００４０】
こうして共振制御処理が完了すると、切換部１０３が駆動信号制御部１０ＹのＰＬＬ処理部１０１側に切り換えられる（ステップＳ６）。すると、メインコントローラＭＣからの基準信号Ｓrと検出信号Ｈsyncとに基づき、基準信号の位相と駆動周期信号の位相とが所定の相対関係を有するようにＰＬＬ処理を行って駆動信号Ｓdが制御される（ステップＳ７）。そして、この駆動信号Ｓdは切換部１０３を介してミラー制御部１１Ｙのミラー駆動部１１１に与えられる。その結果、ミラー駆動部１１１は上記相対関係を維持しながら駆動周波数Ｆdで偏向器６５の偏向ミラー面６５１を共振振動させる。これによりメインコントローラＭＣの基準信号と同期させながら走査光ビームＬyを安定して走査させることができる。なお、走査速度の安定化が完了すると、レーザー光源６２を消灯するとともに、Ready信号などの制御信号をメインコントローラＭＣに出力してイエローの露光ユニット６Ｙに関する起動処理を完了させる。また、イエロー以外のトナー色についても上記と同様に駆動処理、共振制御処理およびＰＬＬ処理（ステップＳ１〜Ｓ７）が実行される。
【００４１】
以上のように、この実施形態によれば、水平同期信号Ｈsyncを偏向ミラー面６５１の駆動周期に関連する駆動周期信号として駆動信号制御部１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）に入力している。そして、この駆動信号制御部１０で基準信号Ｓrの位相と水平周期信号Ｈsyncの位相とが所定の相対関係を有するように、駆動信号Ｓdを制御して偏向器６５を基準信号Ｓrに同期して作動している。したがって、副走査方向Ｙにおける潜像の形成位置が基準信号Ｓrと水平周期信号Ｈsyncとの位相調整により調整されて副走査方向Ｙにおけるライン潜像ずれを抑えることができる。その結果、良好な品質で画像を形成することができる。
【００４２】
また、この実施形態では、いわゆるタンデム方式でカラー画像を形成しており、各露光ユニット６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）での潜像形成位置が相互にずれると、色ずれを起こして画像品質を低下させてしまう。しかしながら、メインコントローラＭＣからの基準信号Ｓrが各トナー色の駆動信号制御部１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）に入力されて上記ＰＬＬ処理が同時に行われている。したがって、いずれのトナー色においても、単一の基準信号Ｓrを基準として偏向ミラー面６５１が所定の駆動周波数Ｆdで共振振動して光ビームの走査が行われる。したがって、副走査方向Ｙにおけるトナー色間での潜像形成位置のずれを防止することができ、カラー画像を良好に形成することができる。
【００４３】
また、周波数制御部１１２により共振周波数調整部６５３を制御することにより偏向器６５の共振周波数を調整して駆動周波数Ｆdとほぼ一致させている（共振制御処理）。したがって、駆動開始段階で偏向器６５の共振周波数が駆動周波数Ｆdからずれていたとしても、共振制御処理により偏向器６５は所定の駆動周波数Ｆdで、しかも最大振幅で共振振動することとなり、画像形成を良好に、しかも安定して行うことができる。
【００４４】
さらに、カラー画像を形成する場合には、上記したように各トナー色について駆動処理、共振制御処理およびＰＬＬ処理（ステップＳ１〜Ｓ７）を行っているが、モノクロ画像を形成する場合には、ブラック色についてのみ実行している。したがって、起動処理を効率的に行うことができる。
【００４５】
＜第２実施形態＞
図７は本発明の第２実施形態における露光ユニットおよび露光ユニットを制御するための制御部（駆動信号制御部およびミラー制御部）の構成を示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、共振制御処理を行わない一方、水平同期信号Ｈsyncに基づき振幅制御処理を行っている点であり、その他の構成は基本的に同一である。以下、相違点を中心に構成および動作について説明する。
【００４６】
この第２実施形態では、水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂによる走査光ビームの検出信号Ｈsyncはミラー制御部１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）の計測部１１３に伝達され、該計測部において有効走査領域を光ビームが走査する走査時間や駆動周期に関連する駆動情報が算出される。そして、この計測部１１３において算出された駆動情報がミラー駆動部１１１に伝達され、ミラー駆動部１１１はこの伝達された駆動情報に応じて偏向ミラー面６５１を駆動するミラー駆動信号の駆動条件を変更設定可能となっている。
【００４７】
図８は第２実施形態にかかる画像形成装置で実行される処理を示すフローチャートである。また、図９はカラー画像形成前に行われる偏向器の振幅制御処理を模式的に示す図である。なお、ここでは画像形成指令としてカラー画像形成指令が与えられた場合について説明するが、モノクロ画像形成指令が与えれた場合には、ブラック色についてのみ以下の動作が実行される。
【００４８】
カラー画像形成指令が与えられると、イエロー色について偏向器６５の起動処理が実行される。まず、第１実施形態と同様に、切換部１０３が駆動信号制御部１０Ｙの基準駆動信号発生部１０２側に切り換えられ、基準駆動信号発生部１０２から出力される基準駆動信号が駆動信号Ｓdとしてミラー制御部１１Ｙのミラー駆動部１１１に与えられる（ステップＳ１）。これによって、駆動周波数Ｆdで作動部６５２を作動させて駆動周波数Ｆdでの偏向ミラー面６５１の振動を開始する（ステップＳ２）。ここで、偏向ミラー面６５１が周波数Ｆdで振動するが、例えば図９（ａ）に示すように、偏向ミラー面６５１の振幅位相を示す波形が所望の振動波形（１点鎖線）と異なるものとなり、最大振幅θ(y)が所望値θrより低くなることがある。また逆に最大振幅θ(y)が所望値θrより高くなる場合もある。このように最大振幅θ(y)が所望値θrと異なってしまうと、感光体２Ｙ上での光ビームの走査速度が変化して感光体２Ｙ上に形成されるライン潜像が主走査方向Ｘに伸縮して画像品質の低下を招く。そこで、所定時間が経過するのを待って（ステップＳ３）、イエロー色の偏向器６５について振幅制御処理を実行する。
【００４９】
この振幅制御処理では、メインコントローラＭＣから画像信号Ｓvをレーザー光源６２に出力してレーザー光源６２を点灯する（ステップＳ４）。ここで、エンジンコントローラ１から振幅制御処理に適した画像信号をレーザー光源６２に与えて次に説明するようにして振幅制御処理を行うようにしてもよい。このようにしてレーザー光源６２を点灯した時点においては、すでに偏向器６５は共振振動しているので、感光体２Ｙの表面を光ビームが走査することとなり、感光体２Ｙの一部に光ビームが集中的に照射されるのを防止することができる。また、光ビームの走査と同時に水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂから水平同期信号Ｈsyncが出力される。そして、次のステップＳ８では、センサ出力に基づきミラー駆動部１１１から偏向器６５Ｙに与えるミラー駆動信号の駆動電圧を制御して、図９（ｂ）に示すように偏向器６５Ｙの最大振幅値θ(y)が所望値θrとほぼ一致するように振幅を制御する（振幅制御処理）。これによって走査光ビームＬyの速度を調整して走査光ビームＬyを安定して走査させることができる。
【００５０】
こうして振幅制御処理が完了すると、第１実施形態と同様に、切換部１０３が駆動信号制御部１０ＹのＰＬＬ処理部１０１側に切り換えられる（ステップＳ６）。これによって、メインコントローラＭＣからの基準信号Ｓrと検出信号Ｈsyncとに基づきＰＬＬ処理された駆動信号Ｓdが切換部１０３を介してミラー制御部１１Ｙのミラー駆動部１１１に与えられる（ステップＳ７）。その結果、ミラー駆動部１１１は上記相対関係を維持しながら駆動周波数Ｆdで偏向器６５の偏向ミラー面６５１を共振振動させる。これによりメインコントローラＭＣの基準信号と同期させながら走査光ビームＬyを安定して走査させることができる。なお、走査速度の安定化が完了すると、レーザー光源６２を消灯するとともに、Ready信号などの制御信号をメインコントローラＭＣに出力してイエローの露光ユニット６Ｙに関する起動処理を完了させる。また、イエロー以外のトナー色についても上記と同様に駆動処理、振幅制御処理およびＰＬＬ処理（ステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ８、Ｓ６、Ｓ７）が実行される。
【００５１】
以上のように、この第２実施形態においても、駆動信号制御部１０で基準信号Ｓrの位相と水平周期信号（駆動周期信号）Ｈsyncの位相とが所定の相対関係を有するように、駆動信号Ｓdを制御して偏向器６５を基準信号Ｓrに同期して作動しているため、副走査方向Ｙにおけるライン潜像ずれを抑えることができる。また、いずれのトナー色においても、単一の基準信号Ｓrを基準として偏向ミラー面６５１が所定の駆動周波数Ｆdで共振振動して光ビームの走査が行われる。したがって、副走査方向Ｙにおけるトナー色間での潜像形成位置のずれを防止することができ、カラー画像を良好に形成することができる。
【００５２】
また、この実施形態では、駆動開始段階で偏向ミラー面６５１の最大振幅値θ(y)、θ(m)、θ(c)、θ(k)が所望値θrからずれていたとしても、振幅制御処理により各最大振幅値θ(y)、θ(m)、θ(c)、θ(k)が所望値θrに揃えられるため、各トナー色間での光ビームの速度が一致して画像形成を良好に、しかも安定して行うことができる。ここでは、最大振幅値が所望値θrに一致するように振幅制御処理を行っているが、いずれかのトナー色の最大振幅値を基準とし、他のトナー色の最大振幅値をその基準振幅値に一致するように振幅制御処理を行うように構成してもよい。
【００５３】
さらに、カラー画像を形成する場合には、上記したように各トナー色について駆動処理、振幅制御処理およびＰＬＬ処理（ステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ８、Ｓ６、Ｓ７）を行っているが、モノクロ画像を形成する場合には、ブラック色についてのみ実行している。したがって、起動処理を効率的に行うことができる。
【００５４】
＜その他＞
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂからの水平同期信号Ｈsyncを本発明の「駆動周期信号」として用いてＰＬＬ処理、共振制御処理や振幅制御処理を行っている。つまり、水平同期センサ６０Ａ，６０Ｂを本発明の「検出手段」として用いている。しかしながら、駆動信号の位相調整、共振周波数や駆動電圧の調整のために用いることができる情報としては、水平同期信号Ｈsyncに限定されるものではなく、偏向器６５の駆動周期に関連する情報であれば任意である。例えば特開平７−２１８８５７号公報に記載されたような変位検出センサを偏向器６５に設け、偏向ミラー面６５１の変位量を検出するとともに、該検出値に基づきＰＬＬ処理、共振制御処理や振幅制御処理を行ってもよい。この場合、変位検出センサが本発明の「検出手段」に相当する。
【００５５】
また、上記実施形態では、温度変化に基づくバネ定数の変化を利用した共振周波数調整部６５３を採用しているが、共振周波数調整部６５３の構成はこれに限定されるものではなく、従来より周知の方法により共振周波数を調整することができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、共振制御処理や振幅制御処理を行っているが、これらの制御処理は必須処理ではなく、任意の組み合わせで実行することができる。例えば、第１実施形態において共振制御処理を省略したり、第２実施形態において振幅制御処理を省略することができる。
【００５７】
また、上記実施形態では、カラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【００５８】
さらに、上記実施形態では、振動ミラーとしてマイクロマシニング技術を用いて形成された偏向器６５を採用しているが、共振振動する振動ミラーを用いて光ビームを偏向して潜像担持体上に光ビームを走査させる画像形成装置全般に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】図１の画像形成装置の露光ユニットの構成を示す主走査断面図。
【図４】図１の画像形成装置の露光ユニットおよび露光ユニットを制御するための制御部の構成を示す図。
【図５】図１の画像形成装置で実行される起動処理を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態におけるカラー画像形成前の振幅制御処理を模式的に示す図。
【図７】本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態における露光ユニットおよび露光ユニットを制御するための制御部の構成を示す図。
【図８】第２実施形態にかかる画像形成装置で実行される処理を示すフローチャート。
【図９】第２実施形態におけるカラー画像形成前の振幅制御処理を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００６０】
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体（潜像担持体）、  １０、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…駆動信号制御部、  １１、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ…ミラー制御部、  ６０Ａ，６０Ｂ…水平同期センサ（検出手段）、  ６５…偏向器（振動ミラー）、  １０１…ＰＬＬ処理部、  １０２…基準駆動信号発生部、  １１２…周波数制御部、  ６５１…偏向ミラー面、  ６５３…共振周波数調整部、  ＥＧ…エンジン部、  Ｆd…駆動周波数、  Ｆry，Ｆrm，Ｆrc，Ｆrk…共振周波数、  Ｈsync…水平同期信号（駆動同期信号）、  Ｌy，Ｌm，Ｌc，Ｌk…（走査）光ビーム、  ＭＣ…メインコントローラ、  Ｓd…駆動信号、  Ｓr…基準信号、  Ｓv…画像信号、  Ｘ…主走査方向
【図１】
2006251167.tif 000003
【図２】
2006251167.tif 000004
【図３】
2006251167.tif 000005
【図４】
2006251167.tif 000006
【図５】
2006251167.tif 000007
【図６】
2006251167.tif 000008
【図７】
2006251167.tif 000009
【図８】
2006251167.tif 000010
【図９】
2006251167.tif 000011