(57)【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、
前記ミラー駆動部により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判定部と、
予め定められた周期の前記駆動信号である第１の駆動信号を生成して前記ミラー駆動部へ出力し、前記判定部により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に、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の駆動信号を補正する第１の駆動信号生成部と、
前記判定部により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た場合に、補正した前記第１の駆動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前記駆動信号である第２の駆動信号を一時的に生成して、前記ミラー駆動部へ出力する第２の駆動信号生成部と、を備え、
前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号に重ね合わされる重合用駆動信号を生成する重合用駆動信号生成部を含み、前記重合用駆動信号と前記第１の駆動信号とを重ね合わせた信号である前記第２の駆動信号を生成し、
前記重合用駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号の中で前記重合用駆動信号と重ね合わされる部分のパルス幅の中央位置と、前記重合用駆動信号のパルス幅の中央位置と、が一致するタイミングで前記重合用駆動信号を生成し、
前記ミラー駆動部は、正電圧が入力されると前記ミラー部を駆動し、負電圧が入力されると前記ミラー部を駆動しない駆動部であり、
前記第１の駆動信号生成部は、正電圧の範囲の前記第１の駆動信号を生成し、
前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号の最小値の部分と前記重合用駆動信号とを重ね合わせた信号である前記第２の駆動信号を生成する光走査装置。
【請求項２】
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、
前記ミラー駆動部により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判定部と、
予め定められた周期の前記駆動信号である第１の駆動信号を生成して前記ミラー駆動部へ出力し、前記判定部により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に、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の駆動信号を補正する第１の駆動信号生成部と、
前記判定部により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た場合に、補正した前記第１の駆動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前記駆動信号である第２の駆動信号を一時的に生成して、前記ミラー駆動部へ出力する第２の駆動信号生成部と、を備え、
前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号に重ね合わされる重合用駆動信号を生成する重合用駆動信号生成部を含み、前記重合用駆動信号と前記第１の駆動信号とを重ね合わせた信号である前記第２の駆動信号を生成し、
前記重合用駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号の中で前記重合用駆動信号と重ね合わされる部分のパルス幅の中央位置と、前記重合用駆動信号のパルス幅の中央位置と、が一致するタイミングで前記重合用駆動信号を生成し、
前記ミラー駆動部は、正電圧が入力されると前記ミラー部を駆動し、負電圧が入力されると前記ミラー部を駆動しない駆動部であり、
前記第１の駆動信号生成部は、正電圧の範囲の前記第１の駆動信号を生成し、
前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号の最小値の部分と前記重合用駆動信号とを重ね合わせた信号である前記第２の駆動信号を生成する光走査装置。
【請求項３】
前記第２の駆動信号生成部は、補正した前記第１の駆動信号の波高値より大きい波高値の前記第２の駆動信号を生成する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第２の駆動信号生成部は、補正した前記第１の駆動信号の波高値より小さい波高値の前記第２の駆動信号を生成する請求項２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１の駆動信号生成部は、矩形波の前記第１の駆動信号を生成し、
前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号のパルス幅と同じパルス幅を有する矩形波の前記第２の駆動信号を生成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第２の駆動信号生成部が前記第２の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力するタイミングは、前記第１の駆動信号生成部が補正した前記第１の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力するタイミングと異なる請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号生成部が補正した前記第１の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力を開始する前に、前記第２の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力する請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
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１〜７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９】
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、
前記光走査装置は、
前記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、
前記ミラー駆動部により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判定部と、
予め定められた周期の前記駆動信号である第１の駆動信号を生成して前記ミラー駆動部へ出力し、前記判定部により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に、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の駆動信号を補正する第１の駆動信号生成部と、
前記判定部により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た場合に、補正した前記第１の駆動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前記駆動信号である第２の駆動信号を一時的に生成して、前記ミラー駆動部へ出力する第２の駆動信号生成部と、を備え、
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主走査し、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の駆動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の駆動信号生成部は、前記第２の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力することを開始し、かつ前記第１の駆動信号生成部は、補正した前記第１の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力することを開始する画像形成装置。
【請求項１０】
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、
前記光走査装置は、
前記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、
前記ミラー駆動部により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判定部と、
予め定められた周期の前記駆動信号である第１の駆動信号を生成して前記ミラー駆動部へ出力し、前記判定部により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に、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の駆動信号を補正する第１の駆動信号生成部と、
前記判定部により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た場合に、補正した前記第１の駆動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前記駆動信号である第２の駆動信号を一時的に生成して、前記ミラー駆動部へ出力する第２の駆動信号生成部と、を備え、
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主走査し、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の駆動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の駆動信号生成部は、前記第２の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力することを開始し、かつ前記第１の駆動信号生成部は、補正した前記第１の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力することを開始する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。ミラー部の振動は正弦波振動であるが、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(言い換えれば、ミラー部の偏向角の最大値)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】
ミラー部の偏向角の変動範囲が目標変動範囲に一致しないと、画像の再現性が低下する。そこで、ミラー部の偏向角の変動範囲を補正する必要がある。この補正をできる光走査装置として、ミラー部を共振させる駆動電圧の基本周期を一定に保った状態で、駆動電圧の波形を変動制御してミラー部の最大偏向角を粗調整し、次に、駆動電圧の振幅を変動制御してミラー部の最大偏向角を微調整する技術が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−９５５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、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、ミラー部の偏向角の変動範囲を補正するとき、目標変動範囲に到達するのに時間を要していた。
【０００８】
本発明は、ミラー部の偏向角の変動範囲を補正する場合に、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】
【０００９】
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、前記ミラー駆動部により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判定部と、予め定められた周期の前記駆動信号である第１の駆動信号を生成して前記ミラー駆動部へ出力し、前記判定部により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に、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の駆動信号を補正する第１の駆動信号生成部と、前記判定部により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た場合に、補正した前記第１の駆動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前記駆動信号である第２の駆動信号を一時的に生成して、前記ミラー駆動部へ出力する第２の駆動信号生成部と、を備える。
【００１０】
本発明の一局面に係る光走査装置では、ミラー部の偏向角を大きくするために第１の駆動信号が補正される場合、補正した第１の駆動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信号を、第２の駆動信号として生成する。このように、本発明の一局面に係る光走査装置によれば、ミラー部の偏向角を大きくするために第１の駆動信号が補正される場合、ミラー駆動部には補正した第１の駆動信号に加えて上述した補正した第１の駆動信号に対するミラー部の応答の遅れを抑制するための第２の駆動信号が入力される。従って、補正した第１の駆動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、ミラー部の偏向角を大きくする場合にミラー部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。
【００１１】
本発明の他の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、前記ミラー駆動部により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判定部と、予め定められた周期の前記駆動信号である第１の駆動信号を生成して前記ミラー駆動部へ出力し、前記判定部により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に、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の駆動信号を補正する第１の駆動信号生成部と、前記判定部により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た場合に、補正した前記第１の駆動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前記駆動信号である第２の駆動信号を一時的に生成して、前記ミラー駆動部へ出力する第２の駆動信号生成部と、を備える。
【００１２】
本発明の他の局面に係る光走査装置では、ミラー部の偏向角を小さくするために第１の駆動信号が補正される場合、補正した第１の駆動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信号を、第２の駆動信号として生成する。このように、本発明の他の局面に係る光走査装置によれば、ミラー部の偏向角を小さくするために第１の駆動信号が補正される場合、ミラー駆動部には補正した第１の駆動信号に加えて上述した補正した第１の駆動信号に対するミラー部の応答の遅れを抑制するための第２の駆動信号が入力される。従って、補正した第１の駆動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、ミラー部の偏向角を小さくする場合にミラー部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。
【００１３】
本発明の一局面の構成において、前記第２の駆動信号生成部は、補正した前記第１の駆動信号の波高値より大きい波高値の前記第２の駆動信号を生成する。
【００１４】
この構成によれば、ミラー部の偏向角を大きくする場合において、第２の駆動信号によりミラー部に付与される駆動力を、補正した第１の駆動信号によりミラー部に付与される駆動力よりも大きくすることが可能となる。
【００１５】
本発明の他の局面の構成において、前記第２の駆動信号生成部は、補正した前記第１の駆動信号の波高値より小さい波高値の前記第２の駆動信号を生成する。
【００１６】
この構成によれば、ミラー部の偏向角を小さくする場合において、第２の駆動信号によりミラー部に付与される駆動力を、補正した第１の駆動信号によりミラー部に付与される駆動力よりも小さくすることが可能となる。
【００１７】
本発明の一局面及び他の局面の構成において、前記第１の駆動信号生成部は、矩形波の前記第１の駆動信号を生成し、前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号のパルス幅と同じパルス幅を有する矩形波の前記第２の駆動信号を生成する。
【００１８】
この構成によれば、第１の駆動信号と第２の駆動信号が波高値及びパルス幅の両方が異なる方式よりも、第２の駆動信号の生成が容易となる。
【００１９】
本発明の一局面及び他の局面の構成において、前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号に重ね合わされる重合用駆動信号を生成する重合用駆動信号生成部を含み、前記重合用駆動信号と前記第１の駆動信号とを重ね合わせた信号である前記第２の駆動信号を生成し、前記重合用駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号の中で前記重合用駆動信号と重ね合わされる部分のパルス幅の中央位置と、前記重合用駆動信号のパルス幅の中央位置と、が一致するタイミングで前記重合用駆動信号を生成する。
【００２０】
この構成は、第２の駆動信号生成部の一例である。ここでの第１の駆動信号は、補正前の第１の駆動信号及び補正後の第１の駆動信号のいずれもでもよい。
【００２１】
本発明の一局面及び他の局面の構成において、前記ミラー駆動部は、正電圧が入力されると前記ミラー部を駆動し、負電圧が入力されると前記ミラー部を駆動しない駆動部であり、前記第１の駆動信号生成部は、正電圧の範囲の前記第１の駆動信号を生成し、前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号の最小値の部分と前記重合用駆動信号とを重ね合わせた信号である前記第２の駆動信号を生成する。
【００２２】
この構成のミラー駆動部は、例えば、圧電素子を用いてＭＥＭＳミラーを駆動する駆動部(圧電駆動型)である。この構成によれば、第１の駆動信号の最小値の部分と重合用駆動信号とを重ね合わせた第２の駆動信号を生成する。このため、実施形態で説明するように、何らかの原因で重合用駆動信号が設定値より大きくなっても、ミラー部が振れすぎることを防止できる(ミラー部の破壊を防止できる)。
【００２３】
本発明の一局面及び他の局面の構成において、前記第２の駆動信号生成部が前記第２の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力するタイミングは、前記第１の駆動信号生成部が補正した前記第１の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力するタイミングと異なる。
【００２４】
この構成によれば、第２の駆動信号をミラー駆動部へ出力するタイミングは、補正した第１の駆動信号をミラー駆動部へ出力するタイミングと異なっている(言い換えれば、重なっていない)。よって、第１の駆動信号を生成する回路と第２の駆動信号を生成する回路とを共通化することが可能となる。
【００２５】
本発明の一局面及び他の局面の構成において、前記第２の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号生成部が補正した前記第１の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力を開始する前に、前記第２の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力する。
【００２６】
補正した第１の駆動信号の出力開始後に第２の駆動信号を出力すると、第２の駆動信号の出力時に、ミラー部の偏向角の変動範囲が既に目標変動範囲に到達している可能性がある。この場合、第２の駆動信号の出力が無駄になる虞がある。この構成によれば、補正した第１の駆動信号の出力が開始される前に第２の駆動信号を出力するので、第２の駆動信号の出力時に、ミラー部の偏向角の変動範囲が目標変動範囲に到達していない。従って、第２の駆動信号の出力が無駄になることを防止できる。
【００２７】
本発明のさらに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。
【００２８】
本発明のさらに他の局面に係る画像形成装置によれば、本発明の一局面又は他の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。
【００２９】
本発明のさらに他の局面の構成において、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主走査し、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の駆動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の駆動信号生成部は、前記第２の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力することを開始し、かつ前記第１の駆動信号生成部は、補正した前記第１の駆動信号を前記ミラー駆動部へ出力することを開始する。
【００３０】
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の駆動信号及び補正した第１の駆動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の駆動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の駆動信号及び補正した第１の駆動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】
【００３１】
本発明によれば、ミラー部の偏向角の変動範囲を補正する場合に、目標変動範囲に到達する時間を短くできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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】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９】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１０】図９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１１】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１２】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１３】図１１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１４】図１２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１５】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１６】重合用駆動信号に関して、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１７】本実施形態の変形例において、ミラー部の偏向角を大きくする場合に、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１８】本実施形態の変形例において、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１９】本実施形態において、ミラー部の偏向角を大きくする場合に、ミラー駆動部に入力される第１の駆動信号及び第２の駆動信号を示すグラフである。
【図２０】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】
【００３３】
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、装置本体１００の上に配置された原稿読取部２００、原稿読取部２００の上に配置された原稿給送部３００及び装置本体１００の上部前面に配置された操作部４００を備える。
【００３４】
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。
【００３５】
原稿読取部２００は露光ランプ等を搭載したキャリッジ２０１、ガラス等の透明部材により構成された原稿台２０３、不図示のＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー及び原稿読取スリット２０５を備える。原稿台２０３に載置された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿台２０３の長手方向に移動させながらＣＣＤセンサーにより原稿を読み取る。これに対して、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿読取スリット２０５と対向する位置に移動させて、原稿給送部３００から送られてきた原稿を、原稿読取スリット２０５を通してＣＣＤセンサーにより読み取る。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。
【００３６】
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用紙トレイ１０７を備える。用紙トレイ１０７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１０９の駆動により、用紙搬送路１１１へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路１１１を通って、画像形成部１０３へ搬送される。
【００３７】
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は感光体ドラム１１３、露光部１１５、現像部１１７及び転写部１１９を備える。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１１７からトナーを供給することにより、周面には画像データに対応するトナー画像が形成される。このトナー画像は転写部１１９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。
【００３８】
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において、トナー画像と用紙に熱と圧力が加えられて、トナー画像は用紙に定着される。用紙はスタックトレイ１２１又は排紙トレイ１２３に排紙される。
【００３９】
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。
【００４０】
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４０５、テンキー４０７、ストップキー４０９、リセットキー４１１、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４１３等が設けられている。
【００４１】
スタートキー４０５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４０７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４０９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４１１は設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。
【００４２】
機能切換キー４１３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。
【００４３】
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、原稿給送部３００及び操作部４００に関しては既に説明したので、説明を省略する。
【００４４】
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を備える。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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。本光偏向部１０では、ミラー駆動部１７に後述する第１の駆動信号又は第２の駆動信号が入力されることにより、第１の駆動信号及び第２の駆動信号に応じた駆動力でミラー部１１が駆動振動する。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、判定部５１、第１の駆動信号生成部５３及び重合用駆動信号生成部５５を備える。
【００６１】
判定部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信号を利用して、ミラー駆動部１７により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が予め定められた目標変動範囲と異なるかを判定する。そして、判定部５１はミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲と異なると判定した場合に、変動範囲のずれ量を演算する。
【００６２】
具体的には、光ビームＬＢを感光体ドラム１１３に走査する動作をしているときに、ＢＤセンサー４３で光ビームＬＢが受光される時間間隔を利用して、ミラー部１１の偏向角の最大値が予め定められた目標偏向角と一致しているか否かを判定し、一致していないと判定した場合に偏向角の最大値と目標偏向角との差を演算する。ＢＤセンサー４３で光ビームＬＢが受光される時間間隔が長ければ、ミラー部１１の偏向角の最大値が大きく、その時間間隔が短ければ、ミラー部１１の偏向角の最大値が小さい。こうして、判定部５１は、ミラー部１１の偏向角の変動範囲と目標変動範囲との大小を判定している。なお、偏向角の最大値を用いないで、最大値とは別の予め定められた値の偏向角に到達する時間間隔に基づいて、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲と異なるかを判定してもよい。
【００６３】
第１の駆動信号生成部５３は矩形波信号である第１の駆動信号を予め定められた周期で連続生成すると共にミラー駆動部１７へ出力する。この第１の駆動信号生成部５３は、判定部５１によりミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲と異なると判定された場合、目標変動範囲にするために、第１の駆動信号を補正する。より詳しくは、第１の駆動信号生成部５３は、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が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の駆動信号を補正する。すなわち、判定部５１によりミラー部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た場合には、ミラー部１１の偏向角の変動範囲を大きくするために、第１の駆動信号を駆動力が大きくなるように補正する一方、判定部５１によりミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲も大きいと判定された場合には、ミラー部１１の偏向角の変動範囲を小さくするために、第１の駆動信号を駆動力が小さくなるように補正する。
【００６４】
重合用駆動信号生成部５５は第１の駆動信号に重ね合わされる重合用駆動信号を生成する。重合用駆動信号は、第１の駆動信号のパルス幅と同じパルス幅を有する矩形波信号であり、一時的に(例えば半周期だけ、(換言すれば１パルスだけ))生成される。
【００６５】
本実施形態では、第１の駆動信号生成部５３と重合用駆動信号生成部５５とにより、第２の駆動信号生成部が構成される。第２の駆動信号生成部は補正後の第１の駆動信号に対するミラー部１１の応答の遅延を抑制するための第２の駆動信号を生成する。第２の駆動信号は、重合用駆動信号と第１の駆動信号とを重ね合わせた信号である。従って、第２の駆動信号は、第１の駆動信号及び重合用駆動信号のパルス幅と同じパルス幅の矩形波信号であり、一時的に(例えば半周期だけ(換言すれば１パルスだけ))生成される。ここで、重合用駆動信号と重ね合わされる第１の駆動信号の部分は、補正前の第１の駆動信号でもよいし、補正後の第１の駆動信号でもよい。
【００６６】
重合用駆動信号生成部５５は、第１の駆動信号の中で重合用駆動信号と重ね合わされる部分のパルス幅の中央位置と、重合用駆動信号のパルス幅の中央位置と、が一致するタイミングで重合用駆動信号を生成する。これにより、図１１に示す第２の駆動信号に対応するトルクを生成することができる。
【００６７】
第２の駆動信号生成部は、ミラー部１１の偏向角を大きくするために第１の駆動信号が補正される場合、補正した第１の駆動信号による駆動力よりも大きな駆動力をミラー部１１に付与する信号を、第２の駆動信号として生成して、ミラー駆動部１７へ出力する。例えば、第２の駆動信号生成部は、補正した第１の駆動信号の波高値より大きい波高値の第２の駆動信号を生成する。言い換えれば、第２の駆動信号によってミラー駆動部１７で消費される電力量は、第２の駆動信号の生成期間(例えば、半周期)と同じ長さの期間において補正した第１の駆動信号によってミラー駆動部１７で消費される電力量よりも大きい。
【００６８】
これに対して、第２の駆動信号生成部は、ミラー部１１の偏向角を小さくするために第１の駆動信号が補正される場合、補正した第１の駆動信号による駆動力よりも小さな駆動力をミラー部１１に付与する信号を、第２の駆動信号として生成して、ミラー駆動部１７へ出力する。例えば、第２の駆動信号生成部は補正した第１の駆動信号の波高値より小さい波高値の第２の駆動信号を生成する。言い換えれば、第２の駆動信号によってミラー駆動部１７で消費される電力量は、第２の駆動信号の生成期間(例えば、半周期)と同じ長さの期間において補正した第１の駆動信号によってミラー駆動部１７で消費される電力量よりも小さい。
【００６９】
第２の駆動信号生成部が第２の駆動信号を出力するタイミングは、第１の駆動信号生成部５３が補正した第１の駆動信号の出力を開始する前であってもよいし、第１の駆動信号生成部５３が補正した第１の駆動信号の出力を開始した後であってもよい。
【００７０】
尚、ミラー駆動部１７が電圧で動作する場合、第１の駆動信号及び第２の駆動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の駆動信号及び第２の駆動信号は電流信号となる。これら第１の駆動信号及び第２の駆動信号は、矩形波信号でなくてもよく、正弦波信号や、三角波、のこぎり波などの非正弦波信号でもよい。
【００７１】
また、第２の駆動信号の波高値を第１の駆動信号の波高値と同じにし、第２の駆動信号のパルス幅を補正した第１の駆動信号のパルス幅より大きくしてもよい。
【００７２】
本実施形態に係る光走査装置３よれば、前述したように第１の駆動信号を補正する場合に、第２の駆動信号を生成し、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の駆動信号を用いない比較例と比較して説明する。
【００７３】
比較例は、第１の駆動信号をミラー駆動部１７に入力させるだけであり、第２の駆動信号は用いられない。ミラー駆動部１７に入力される第１の駆動信号は、予め設定された周期で生成された矩形波信号である。図８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９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８と図９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１０は、図９において、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。
【００７４】
比較例では、図８、１０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の駆動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の駆動信号の値は、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の駆動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。
【００７５】
図９はミラー部１１の偏向角を示しているが、時間０．０１(第１の駆動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。
【００７６】
そこで、図１０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の駆動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。
【００７７】
次に、第２の駆動信号を用いる本実施形態について説明する。図１１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１１は図８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１２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１２は図９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の駆動信号は、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の駆動信号は、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。
【００７８】
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の駆動信号を生成して、ミラー駆動部１７に入力させ、次に、補正した第１の駆動信号を生成して、ミラー駆動部１７に入力させる。第２の駆動信号の生成方法は、重合用駆動信号生成部５５において、半周期の重合用駆動信号を生成し、この重合用駆動信号と補正前の第１の駆動信号とを重ね合わせる。ここでは、補正する前の第１の駆動信号の最大値の部分と重合用駆動信号とが重ね合わされる。
【００７９】
本実施形態において、第１の駆動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の駆動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の駆動信号のパルス幅は第１の駆動信号のパルス幅と同じにされている。第２の駆動信号の波高値は補正した第１の駆動信号の波高値より大きくされている。従って、第２の駆動信号よりミラー部１１に付与されるトルク(駆動力)は、補正後の第１の駆動信号よりミラー部１１に付与されるトルク(駆動力)よりも大きい。
【００８０】
図１２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１３及び図１４である。図１３は、図１１において、横軸の時間の範囲を限定し(０．００９〜０．０１２)、縦軸のトルクの範囲を限定(０．９９〜１．０１)したグラフである。図１４は、図１２において、横軸の時間の範囲を限定し(０．００９〜０．０１２)、縦軸の偏向角の範囲を限定(０．９〜１．０４)したグラフである。本実施形態によれば、図１４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。
【００８１】
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の駆動信号が補正される場合に第２の駆動信号が生成される。ミラー部１１の偏向角を大きくする場合、第２の駆動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の駆動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の駆動信号と比べて波高値が大きく、パルス幅が同じである第２の駆動信号を半周期だけ(１パルスだけ)生成することを意味する。
【００８２】
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の駆動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の駆動信号に加えて上述した補正した第１の駆動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第２の駆動信号が入力される。従って、補正した第１の駆動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。
【００８３】
また、本実施形態によれば、第１の駆動信号よりも波高値が大きく、パルス幅が同じである矩形波の駆動信号を第２の駆動信号にしている。従って、第１の駆動信号と第２の駆動信号とが波高値及びパルス幅の両方が異なる方式よりも、第２の駆動信号の生成が容易となる。
【００８４】
さらに、本実施形態によれば、図１１に示すように、第１の駆動信号生成部５３と重合用駆動信号生成部５５とで構成される第２の駆動信号生成部が、第２の駆動信号をミラー駆動部１７へ出力するタイミングは、第１の駆動信号生成部５３が補正した第１の駆動信号をミラー駆動部１７へ出力するタイミングと異なる。このように、本実施形態において、第２の駆動信号をミラー駆動部１７へ出力するタイミングは、補正した第１の駆動信号をミラー駆動部１７へ出力するタイミングと異なっている(言い換えれば、重なっていない)。よって、第１の駆動信号を生成する回路と第２の駆動信号を生成する回路とを一部共通化することが可能となる。
【００８５】
また、本実施形態によれば、第２の駆動信号生成部は、図１１に示すように、第１の駆動信号生成部５３が補正した第１の駆動信号をミラー駆動部１７へ出力を開始する前に、第２の駆動信号をミラー駆動部１７へ出力する。補正した第１の駆動信号の出力開始後に第２の駆動信号を出力すると、第２の駆動信号の出力時に、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が既に目標変動範囲に到達している可能性がある。そのため、第２の駆動信号の出力が無駄になる虞がある。本実施形態によれば、補正した第１の駆動信号の出力が開始される前に第２の駆動信号を出力するので、第２の駆動信号の出力時に、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標となる変動範囲に到達していない。従って、第２の駆動信号の出力が無駄になることを防止できる。
【００８６】
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１５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１６は、重合用駆動信号に関して、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１５及び図１６は、図１１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。
【００８７】
第１の駆動信号生成部５３が生成する補正した第１の駆動信号の波高値は、補正する前の第１の駆動信号の波高値より小さい。重合用駆動信号生成部５５は時刻０．０１秒において、半周期の重合用駆動信号を生成する。重合用駆動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５３が生成した第１の駆動信号と重合用駆動信号とを重ね合わせたものが第２の駆動信号となる。ここでは、補正する前の第１の駆動信号の最大値の部分と重合用駆動信号とが重ね合わされている。
【００８８】
ミラー部１１の偏向角を小さくする場合、第２の駆動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の駆動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の駆動信号と比べて波高値が小さく、パルス幅が同じである第２の駆動信号を半周期だけ(１パルスだけ)生成することを意味する。
【００８９】
従って、補正した第１の駆動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。
【００９０】
上記においては、図１１及び図１５に示すように、第１の駆動信号の最大値の部分に重合用駆動信号を重ね合わせて第２の駆動信号を生成しているが、第１の駆動信号の最小値の部分に重合用駆動信号を重ね合わせて第２の駆動信号を生成してもよい。これを本実施形態の変形例として説明する。
【００９１】
図１７は、本実施形態の変形例において、ミラー部１１の偏向角を大きくする場合に、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１８は、本実施形態の変形例において、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１７及び図１８は、横軸が時間(秒)を示し、縦軸がトルク(相対値)を示している。
【００９２】
本変形例では、時間が０．０１０５のときに、ミラー部１１の偏向角の変動範囲を調整する。これは時刻０．０１０５で、第１の駆動信号が最小値となるからである。重合用駆動信号生成部５５は時刻０．０１０５秒において、半周期の重合用駆動信号を生成する。時刻０．０１０５秒において、第１の駆動信号生成部５３が生成した第１の駆動信号と重合用駆動信号とを重ね合わせたものが第２の駆動信号となる。
【００９３】
図１７に示すように、変形例では第１の駆動信号の最小値の部分と重合用駆動信号とを重ね合わせる。よって、ミラー部１１の偏向角を大きくする場合、重合用駆動信号により生じるトルクは、マイナスにされている。これにより、第２の駆動信号のマイナス側の波高値の絶対値は、補正した第１の駆動信号のマイナス側の波高値の絶対値より大きくされている。
【００９４】
図１８に示すように、変形例では第１の駆動信号の最小値の部分と重合用駆動信号とを重ね合わせる。よって、ミラー部１１の偏向角を小さくする場合、重合用駆動信号により生じるトルクは、プラスにされている。これにより、第２の駆動信号のマイナス側の波高値の絶対値は、補正した第１の駆動信号のマイナス側の波高値の絶対値より小さくされている。
【００９５】
変形例の特有の効果を、圧電駆動型のＭＥＭＳミラーに適用した場合を例に説明する。図１９は、ミラー部１１の偏向角を大きくする場合に、ミラー駆動部１７に入力される第１の駆動信号及び第２の駆動信号を示すグラフである。第１の駆動信号及び第２の駆動信号は、電圧である。グラフの縦軸が電圧を示し、横軸が時間を示している。
【００９６】
第１の駆動信号は５Ｖを中心にした正電圧のパルスである。これは、圧電駆動型において、ミラー駆動部１７は、正電圧が入力されるとミラー部１１を駆動し、負電圧が入力されるとミラー部１１を駆動しないからである。従って、第１の駆動信号生成部５３は、正電圧の範囲の第１の駆動信号を生成する。
【００９７】
第１の駆動信号生成部５３と重合用駆動信号生成部５５とで構成される第２の駆動信号生成部は、第１の駆動信号の最小値の部分と重合用駆動信号とを重ね合わせた信号である第２の駆動信号を生成する。
【００９８】
第１の駆動信号の最大値の部分と重合用駆動信号とを重ね合わせた第２の駆動信号にすれば、ミラー部１１の偏向角を大きくする場合に、次の問題が生じる可能性がある。何らかのエラーにより、重合用駆動信号が設定値より大きくなると、第２の駆動信号が大きくなりすぎて(例えば、＋１０Ｖを超えて)、ミラー部１１の振れが限界を超えて、ミラー部１１が破壊する可能性がある。
【００９９】
これに対して、第１の駆動信号の最小値の部分と重合用駆動信号とを重ね合わせた第２の駆動信号であれば、何らかのエラーにより、重合用駆動信号が設定値より大きくなり、第２の駆動信号が大きくなりすぎても(例えば、−５Ｖ)、ミラー部１１の振れが限界を超えることを防止できる。なぜなら圧電駆動型において、ミラー駆動部１７は０Ｖより小さい電圧では駆動しないからである。
【０１００】
本実施形態及びその変形例によれば、ミラー部１１の偏向角を大きくする場合とミラー部１１の偏向角を小さくする場合のいずれにも第２の駆動信号を生成した。しかしながら、ミラー部１１の偏向角を大きくする場合に第２の駆動信号を生成するが、ミラー部１１の偏向角を小さくする場合に第２の駆動信号を生成しない態様も可能である。また、ミラー部１１の偏向角を大きくする場合に第２の駆動信号を生成しないが、ミラー部１１の偏向角を小さくする場合に第２の駆動信号を生成する態様も可能である。
【０１０１】
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を主走査し、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を走査しない走査をいう。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。
【０１０２】
第１の駆動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の偏向角が変動している期間に)、第２の駆動信号生成部５５は、第２の駆動信号をミラー駆動部１７へ出力することを開始し、かつ第１の駆動信号生成部５３は、補正した第１の駆動信号をミラー駆動部１７へ出力することを開始する。
【０１０３】
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の動作を主に、図３、図７及び図２０を用いて説明する。図２０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の駆動信号生成部５３は第１の駆動信号を生成し、第１の駆動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。
【０１０４】
判定部５１は、ミラー駆動部１７により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が目標変動範囲と異なるかを判定する(ステップＳ２)。判定部５１が、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲と異なると判定した場合(ステップＳ２でＹｅｓ)、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)の期間か否か判断する(ステップＳ３)。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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の駆動信号生成部５５は１パルスの第２の駆動信号の出力を開始し、続けて第１の駆動信号生成部５３は補正した第１の駆動信号の出力を開始する(ステップＳ４)。これにより、偏向角の変動範囲が目標変動範囲に調整される。
【０１０７】
制御部５００は最後の画像の印刷を終了したか判断する(ステップＳ５)。制御部５００は最後の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が最後の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。
【０１０８】
判定部５１が、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲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、ミラー部１１の偏向角の変動範囲が目標変動範囲と一致している場合、ステップＳ５へ進む。
【０１０９】
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２の駆動信号及び補正した第１の駆動信号の出力を開始すると、その主走査する期間にミラー部１１の偏向角の変動範囲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の駆動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の偏向角が変動している期間に)、第２の駆動信号及び補正した第１の駆動信号の出力を開始する。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、ミラー部１１の偏向角の変動範囲を目標変動範囲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。
【０１１０】
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】
【０１１１】
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  判定部
５３  第１の駆動信号生成部(第２の駆動信号生成部の構成要素)
５５  重合用駆動信号生成部(第２の駆動信号生成部の構成要素)
１１３  感光体ドラム(像担持体の一例)
１１５  露光部
ＬＢ  光ビーム
【図１】
0005806964.tif 000002
【図２】
0005806964.tif 000003
【図３】
0005806964.tif 000004
【図４】
0005806964.tif 000005
【図５】
0005806964.tif 000006
【図６】
0005806964.tif 000007
【図７】
0005806964.tif 000008
【図８】
0005806964.tif 000009
【図９】
0005806964.tif 000010
【図１０】
0005806964.tif 000011
【図１１】
0005806964.tif 000012
【図１２】
0005806964.tif 000013
【図１３】
0005806964.tif 000014
【図１４】
0005806964.tif 000015
【図１５】
0005806964.tif 000016
【図１６】
0005806964.tif 000017
【図１７】
0005806964.tif 000018
【図１８】
0005806964.tif 000019
【図１９】
0005806964.tif 000020
【図２０】
0005806964.tif 000021