(57)【要約】【課題】光センサが故障しても、走査速度や解像度を維持したまま、光ビームの走査範囲を是正することができる光走査装置、および画像形成装置を提供する。【解決手段】ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒが故障している場合、ＰＷＭ制御部４７は、メモリ４７Ｍに記憶している制御値ＲＶの履歴に基づいてＰＷＭ制御値を算出する。ＰＷＭ制御部４７は、算出したＰＷＭ制御値によりデューティ比を調整したクロック１およびクロック２を、偏向ミラー２５の回転を制御するＭＥＭＳ駆動部３３へ出力する。ＭＥＭＳ駆動部３３の駆動電流における位相αおよび位相βは、ＢＤセンサ２３ＬをレーザビームＬＢが走査する走査角θＢＤＬ、ＢＤセンサ２３ＲをレーザビームＬＢが走査する走査角θＢＤＲに一致する。制御部９は、位相αおよび位相βから期間ＴＤＴＡ経過後を静電潜像の形成開始タイミングに設定する。【選択図】  図８
2012008154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向ミラーで光ビームを第１走査方向および第２走査方向に往復させて、被走査体の画像形成領域を含む走査範囲を走査する光走査装置において、
前記走査範囲内であって前記画像形成領域の両側に配置され、それぞれが前記光ビームを受光すると検知信号を出力する検知手段と、
前記検知手段の故障の有無を判断する故障判断手段と、
前記第１走査方向および前記第２走査方向の走査時に、前記検知信号の出力間隔に基づいて前記第１走査方向および前記第２走査方向における該光ビームの走査範囲と基準範囲とのずれを算出し、該ずれを解消するように前記偏向ミラーの回転角を制御する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段による前記偏向ミラーの制御履歴を記憶する記憶手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、前記検知手段が故障していると前記故障判断手段が判断した場合に、前記記憶手段に記憶している前記制御履歴に基づいて前記偏向ミラーの回転角を制御する光走査装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記第１走査方向および前記第２走査方向毎に前記制御履歴を記憶し、
前記駆動制御手段は、１方の前記検知手段が故障していると前記故障判断手段が判断した場合に、該第１走査方向の前記制御履歴に基づいて該第１走査方向における前記偏向ミラーの回転角を制御し、他方の前記検知手段が故障していると前記故障判断手段が判断した場合に、該第２走査方向の前記制御履歴に基づいて該第２走査方向における前記偏向ミラーの回転角を制御する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記故障判断手段は、前記制御履歴の平均値に基づいて前記偏向ミラーの回転角を制御する請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記故障判断手段は、前記光ビームの走査を開始してから１走査に要する所定時間が経過しても前記検知信号が出力されない場合に前記検知手段が故障していると判断する請求項１〜３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームで被走査体を走査する光走査装置、およびこの光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ等の画像形成装置は、感光体に潜像を形成する光走査装置を備えている。光走査装置には、レーザビームを偏向ミラー（ガルバノミラー）によって往復走査させて、感光体上の潜像形成領域に潜像を形成するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような光走査装置は、例えば、周辺環境の気圧や気温の変化による偏向ミラーの駆動回路特性の変化や、長期使用による偏向ミラーの駆動回路特性の経年劣化などに起因して、偏向ミラーの最大走査角が変化してしまうことがあった。この結果、光走査装置は、レーザビームによる潜像の形成開始位置にずれやばらつきが生じて、画質に影響が出てしまうことがあった。このため、光走査装置は、レーザビームの走査範囲が一定になるように、偏向ミラーの最大走査角を制御している。
【０００４】
特許文献１に記載の光走査装置は、走査ユニットの走査範囲の両端部に走査ユニットが照射するレーザビームを検知して検知信号を出力する光センサを設けている。この光走査装置は、一方の光センサから検知信号が出力されてから他方の光センサから検知信号が出力されるまでの時間に基づいて次の走査における偏向ミラーの走査速度を制御している。この光走査装置は、往路および復路の走査時に、上流側となる光センサが検知信号を出力してから所定時間経過後に、感光体上の潜像形成領域に潜像を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−２３０２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような光走査装置では、いずれか一方の光センサが故障しただけで偏向ミラーの走査速度を制御できなくなってしまうという問題があった。この問題を解消するために、特許文献１に記載の光走査装置では、いずれかの光センサが故障すると、故障していない光センサが検知信号を出力してから所定時間経過後に往路のみ潜像を形成している。この場合、光走査装置は、復路において潜像を形成できないため、復路の１ラインが間引かれ、光センサが故障していない時の１／２の解像度になってしまう。そこで、特許文献１に記載の光走査装置では、解像度を維持するために、偏向ミラーの走査速度を１／２にして連続する２ライン上に潜像を形成している。この場合、光走査装置は、解像度を通常時と同様に維持することができるが、光センサが故障していない時の１／２の印字速度になってしまう。また、この光走査装置では、両方の光センサが故障すると、潜像を形成することができない。
【０００７】
この発明は、光センサが故障しても、走査速度や解像度を維持して、光ビームの走査範囲を是正することができる光走査装置、およびこの光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の光走査装置は、偏向ミラーで光ビームを第１走査方向および第２走査方向に往復させて、被走査体の画像形成領域を含む走査範囲を走査する。光走査装置は、検知手段と故障判断手段と駆動制御手段と記憶手段とを備える。
【０００９】
検知手段は、走査範囲内であって画像形成領域の両側に配置され、それぞれが光ビームを受光すると検知信号を出力する。故障判断手段は、検知手段の故障の有無を判断する。駆動制御手段は、第１走査方向および第２走査方向の走査時に、検知信号の出力間隔に基づいて第１走査方向および第２走査方向における光ビームの走査範囲と基準範囲とのずれを算出し、ずれを解消するように偏向ミラーの回転角を制御する。記憶手段は、駆動制御手段による偏向ミラーの制御履歴を記憶する。駆動制御手段は、検知手段が故障していると故障判断手段が判断した場合に、記憶手段に記憶している制御履歴に基づいて偏向ミラーの回転角を制御する。
【００１０】
光ビームの走査範囲は、周辺環境の気圧や気温の変化による偏向ミラーの駆動回路特性の変化や、長期使用による偏向ミラーの駆動回路特性の経年劣化に応じて、偏向ミラーの回転角が変化するため、光ビームの基準となる走査範囲を示す基準範囲とずれが生じる。駆動制御手段は、第１走査方向および第２走査方向の走査の度に、検知手段による検知信号の出力間隔に基づいて第１走査方向および第２走査方向における光ビームの走査範囲と基準範囲とのずれを算出する。そして、駆動制御手段は、算出したずれを解消するように偏向ミラーの回転角を制御することで、光ビームの走査範囲を基準範囲に一致させている。この時、算出したずれや、ずれを解消するための偏向ミラーの制御を補正する補正値等を制御履歴として記憶手段に記憶する。駆動制御手段は、検知手段が故障すると、光ビームの走査範囲と基準範囲とのずれを算出することができないため、記憶手段に記憶している制御履歴に基づいて偏向ミラーの回転角を制御している。
【００１１】
記憶手段は、第１走査方向および第２走査方向毎に制御履歴を記憶する構成とすることが好ましい。この場合、駆動制御手段は、１方の検知手段が故障していると故障判断手段が判断した場合に、第１走査方向の制御履歴に基づいて第１走査方向における偏向ミラーの回転角を制御し、他方の検知手段が故障していると故障判断手段が判断した場合に、第２走査方向の制御履歴に基づいて第２走査方向における偏向ミラーの回転角を制御する。
【００１２】
この構成では、駆動制御手段は、１方の検知手段が故障すると、第１走査方向における偏向ミラーの回転角を制御することができないため、第１走査方向の制御履歴に基づいて第１走査方向における偏向ミラーの回転角のみを制御する。駆動制御手段は、他方の検知手段が故障すると、第２走査方向における偏向ミラーの回転角を制御することができないため、第２走査方向の制御履歴に基づいて第２走査方向における偏向ミラーの回転角のみを制御する。このようにして、駆動制御手段は、光ビームの走査範囲を基準範囲に一致させている。
【００１３】
これにより、光走査装置は、検知手段が故障したことで偏向ミラーの回転角が制御できなくなる走査方向についてのみ、当該走査方向用の制御履歴を用いて偏向ミラーの回転角を制御するため、偏向ミラーの回転角をより正確に制御することができ、光ビームの走査範囲をより正確に是正することができる。
【００１４】
故障判断手段は、制御履歴の平均値に基づいて偏向ミラーの回転角を制御する構成とすることが好ましい。
【００１５】
この構成では、故障判断手段は、光ビームの走査範囲が基準範囲と大幅にずれた制御履歴が突発的にあったとしても、記憶手段に記憶している制御履歴の平均値を用いるため、偏向ミラーの回転角をより正確に制御することができ、光ビームの走査範囲をより正確に是正することができる。
【００１６】
故障判断手段は、光ビームの走査を開始してから１走査に要する所定時間が経過しても検知信号が出力されない場合に検知手段が故障していると判断する構成とすることが好ましい。
【００１７】
この構成では、故障判断手段は、１方向の走査が終了しても検知手段が光ビームを検知できない場合に、当該検知手段が故障していると判断する。これにより、光走査装置は、検知手段が故障しているか否かを短時間で確実に判断することができる。
【００１８】
この発明の画像形成装置は、上記の光走査装置を備える。この構成では、検知手段が故障しても、周辺環境の気圧や気温の変化による偏向ミラーの駆動回路特性の変化や、長期使用による偏向ミラーの駆動回路特性の経年劣化による光ビームの走査範囲を走査速度や解像度を維持したまま是正することができるため、良好な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の光走査装置および画像形成装置は、検知手段が故障しても、周辺環境の気圧や気温の変化による偏向ミラーの駆動回路特性の変化や、長期使用による偏向ミラーの駆動回路特性の経年劣化による光ビームの走査範囲を走査速度や解像度を維持したまま是正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置のレーザ走査装置を含む要部の概略構成を示す図である。
【図２】走査ＭＥＭＳの概略構成を示す外観図、および往復回転中の偏向ミラーの回転角と時間との関係を示す図である。
【図３】レーザ走査装置の主要な構成を示すブロック図である。
【図４】ＭＥＭＳ駆動部の回路図である。
【図５】画像形成装置の印刷処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】正常動作における印刷処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】正常動作における印刷処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】走査ＭＥＭＳの駆動電流とＭＥＭＳ駆動部に流れる電流の関係を示す図である。
【図９】１つの検知センサが故障した場合の異常動作における出力信号を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態について詳述する。以下の実施形態では、光ビーム、被走査体、画像形成領域および光走査装置を、それぞれ、レーザビーム、感光体ドラム、潜像形成領域およびレーザ走査装置として説明する。
【００２２】
まず、レーザ走査装置を備えた画像形成装置の概略について説明する。図１に示すように、画像形成装置１は、レーザ走査装置２、感光体ドラム５、現像器７、帯電器（図示せず）、クリーニングユニット（図示せず）、転写ローラ（図示せず）、定着ユニット（図示せず）、制御部９などを備え、用紙にトナー像を印刷処理する。
【００２３】
レーザ走査装置２は、感光体ドラム５に対して、画像データに応じたレーザビームＬＢを往復走査して、感光体ドラム５に露光処理を行い、静電潜像を形成する。
【００２４】
感光体ドラム５は、矢印５Ｙの方向へ回転し、レーザ走査装置２から射出されるレーザビームＬＢによって、その表面に静電潜像が形成される。
【００２５】
現像器７は、静電潜像が形成された感光体ドラム５にトナーを供給して、静電潜像をトナー像に顕像化する。
【００２６】
転写ローラは、感光体ドラム５の回転方向において現像器７の下流側に配置されている。転写ローラは、感光体ドラム５との間に用紙を挟み込んで、感光体ドラム５が担持するトナー像を用紙に転写する。トナー像が転写された用紙は、定着ユニットで加熱および加圧され、排紙トレイ（図示せず）に排出される。
【００２７】
帯電器は、レーザ走査装置２によって感光体ドラム５の表面が露光処理される前に、感光体ドラム５の表面を帯電させる。
【００２８】
クリーニングユニットは、用紙への転写処理を行った後に、感光体ドラム５の表面に残留するトナーを除去する。
【００２９】
制御部９は、画像形成装置１の各部を制御する。
【００３０】
次に、レーザ走査装置２の詳細を説明する。図１に示すように、レーザ走査装置２は、レーザダイオード２１、アークサインレンズ２２、ビーム検知センサ２３Ｌ，２３Ｒ、偏向ミラー２５を有する走査ＭＥＭＳ２６、およびレーザ走査制御部３を備えている。なお、以下の説明では、ビーム検知センサをＢＤセンサと称する。また、ＢＤセンサ２３Ｌ、およびＢＤセンサ２３Ｒを総称してビーム検知センサ群２３と称する。また、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒは、この発明の検知手段に相当する。
【００３１】
レーザダイオード２１から出射されたレーザビームＬＢは、偏向ミラー２５によって偏向され、偏向ミラー２５の所定の角度範囲内の往復回転によって、感光体ドラム５の表面を往復しながら走査する。以下の説明では、レーザビームＬＢが感光体ドラム５を走査する方向について、偏向ミラー２５が図１に示す２５Ａ方向に回転する時にレーザビームＬＢが感光体ドラム５を走査する方向を、Ａ方向（第１走査方向に相当：感光体ドラム５の左側面５Ｌから右側面５Ｒへの方向）と定義する。また、偏向ミラー２５が図１に示す２５Ｂ方向に回転する時にレーザビームＬＢが感光体ドラム５を走査する方向を、Ｂ方向（第２走査方向に相当：感光体ドラム５の右側面５Ｒから左側面５Ｌへの方向）と定義する。レーザビームＬＢは、偏向ミラー２５と感光体ドラム５の間に設けられたアークサインレンズ２２を通過して、感光体ドラム５上を等速で走査する。なお、図１では、レーザビームＬＢを点線の矢印で表している。
【００３２】
以下の説明では、感光体ドラム５上の潜像形成領域５０（第１書出位置Ｋから第２書出位置Ｊまでの範囲）を走査するレーザビームＬＢの走査角を有効走査角θＩＭＧと定義する。偏向ミラー２５が２５Ａ方向又は２５Ｂ方向に最大に回転した時、レーザビームＬＢは感光体ドラム５上の潜像形成領域５０を含む走査範囲（第１走査端部Ｑから第２走査端部Ｐまでの範囲）を走査する。この時のレーザビームＬＢの走査角を最大走査θＭＡＸと定義する。図１において、感光体ドラム５の中点５Ｃと偏向ミラー２５がレーザビームを反射する点Ｏを結ぶ線ＬＣで、有効走査角θＩＭＧを分割した右側の角度を右有効走査角θＩＭＧ（Ｒ）、左側の角度を左有効走査角θＩＭＧ（Ｌ）と定義する。図１において、線ＬＣで最大走査角θＭＡＸを分割した右側の角度を右最大走査角θＭＡＸ（Ｒ）、左側の角度を左最大走査角θＭＡＸ（Ｌ）と定義する。
【００３３】
ビーム検知センサ群２３は、走査ＭＥＭＳ２６に取り付けられている偏向ミラー２５の往復回転の制御などに用いられる。ＢＤセンサ２３ＬとＢＤセンサ２３Ｒとは、それぞれ線ＬＣに対して対称に配置されている。また、ＢＤセンサ２３Ｌは、レーザビームＬＢが感光体ドラム５上の潜像形成領域５０を走査するのを遮らないように、有効走査角θＩＭＧの範囲外（走査領域外）で、かつ最大走査角θＭＡＸの範囲内である第１走査位置に配置されている。ＢＤセンサ２３Ｌは、アークサインレンズ２２を通過後のレーザビームＬＢを受光する。ＢＤセンサ２３Ｒも同様に第２走査位置に配置されている。ＢＤセンサ２３ＬをレーザビームＬＢが走査する角度を走査角θＢＤＬ、ＢＤセンサ２３ＲをレーザビームＬＢが走査する角度を走査角θＢＤＲと定義する。
【００３４】
なお、偏向ミラー２５の回転角は、偏向ミラー２５で反射されたレーザビームＬＢの走査角と等しい。
【００３５】
走査ＭＥＭＳ２６は、ガルバノミラーによりレーザビームＬＢを走査するための機構部であり、図２（Ａ）に示すように、偏向ミラー２５とミラー駆動部２７を有している。ミラー駆動部２７は、略コの字状の鉄心２７１と、この鉄心２７１に巻かれたインダクタ２７２を有している。インダクタ２７２は、端子３３Ｔ３と端子３３Ｔ４に接続されており、両端子に入力される駆動電流によって偏向ミラー２５を往復回転させる。偏向ミラー２５は、反射面２５２を有しており、回転軸２５１を中心として回動自在である。また、偏向ミラー２５は、表裏に磁極を有し、ミラー駆動部２７のコの字状の鉄心２７１の開口周囲に形成される磁界の向きに応じて、予め設定された角度の範囲内で往復回転する。これにより、偏向ミラー２５は、レーザダイオード２１から出射されたレーザビームＬＢで所定の走査範囲内を走査する。
【００３６】
なお、ＭＥＭＳとは、微小電気機械システム（MicroElectro Mechanical Systems）のことである。
【００３７】
図２（Ｂ）に示すように、偏向ミラー２５は、レーザ走査制御部３により制御されて、単振動様に周期的に往復回転する。図の単振動様の曲線の頂点と谷点で、Ａ方向の走査とＢ方向の走査とが切り替わる。
【００３８】
期間ＴＤＴＡは、レーザビームＬＢが所定速度でＡ方向に走査された場合に、ＢＤセンサ２３Ｌにより検知されてから、第１書出位置Ｋを通過するまで（静電潜像の形成を開始するまで）の時間である。この所定速度とは、レーザビームＬＢの基準となる走査速度を示し、レーザビームＬＢの走査範囲が一定となる走査速度である。画像形成装置１は、レーザビームＬＢが所定速度で常に走査すると、最も良好な画像を形成することができるため、レーザビームＬＢが所定速度で走査するように制御する。なお、期間ＴＤＴＡは、レーザビームＬＢが所定速度でＢ方向に走査された場合に、ＢＤセンサ２３Ｒにより検知されてから、第２書出位置Ｊを通過するまで（静電潜像の形成を開始するまで）の時間とも一致する。
【００３９】
期間ＴＤＴＬは、レーザビームＬＢがＢ方向に走査されてＢＤセンサ２３Ｌにより検知されてから、第１走査端部Ｑで折り返した後に、Ａ方向に走査されたレーザビームＬＢがＢＤセンサ２３Ｌにより再度検知されるまでの計測時間である。
【００４０】
期間ＴＤＴＲは、レーザビームＬＢがＡ方向に走査されてＢＤセンサ２３Ｒにより検知されてから、第２走査端部Ｐで折り返した後に、Ｂ方向に走査されたレーザビームＬＢがＢＤセンサ２３Ｒにより再度検知されるまでの計測時間である。
【００４１】
位相αおよび位相βは、所定速度でレーザビームＬＢが走査された場合に、それぞれＢ方向の走査時のＢＤセンサ２３ＬおよびＡ方向の走査時のＢＤセンサ２３Ｒが位置する位相である。すなわち、位相αおよび位相βは、それぞれＡ方向の走査時における走査角θＢＤＬ、Ｂ方向の走査時における走査角θＢＤＲと一致する。
【００４２】
次に、レーザ走査装置２の制御に関して説明する。図３に示すように、レーザ走査装置２は、ビーム検知センサ群２３、走査ＭＥＭＳ２６、レーザ走査制御部３を備えている。なお、図３において、レーザダイオード２１およびその駆動部については図示を省略している。
【００４３】
レーザ走査制御部３は、信号処理部３１、ＭＥＭＳ駆動部３３（駆動制御手段に相当）を備えている。
【００４４】
信号処理部３１は、計時部４３（駆動制御手段に相当）、比較部４５（駆動制御手段に相当）、ＰＷＭ制御部４７（駆動制御手段に相当）、および記憶部４９を備えている。ＰＷＭ制御部４７はメモリ４７Ｍを備えている。また、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知して出力する信号をそれぞれ、信号ＢＤＬおよび信号ＢＤＲとする。
【００４５】
記憶部４９は、ルックアップテーブル、基準時間ＴＴＧ、期間ＴＤＴＡ、位相αおよび位相βが記憶されている。ルックアップテーブルは、制御値ＲＶに応じたＰＷＭ制御値を記憶している。制御値ＲＶは、右最大走査角θＭＡＸ（Ｒ）又は左最大走査角θＭＡＸ（Ｌ）と基準角度θＭＡＸＫとのずれを示す値である。ＰＷＭ制御値は、クロック１およびクロック２のデューティ比を調整する補正値である。基準角度θＭＡＸＫとは、レーザビームＬＢが所定速度で走査された場合における右最大走査角θＭＡＸ（Ｒ）又は左最大走査角θＭＡＸ（Ｌ）を示す。
【００４６】
基準時間ＴＴＧは、レーザビームＬＢが所定速度でＢ方向に走査された場合に、ＢＤセンサ２３Ｌにより検知されてから、第１走査端部Ｑで折り返してＡ方向に走査され、ＢＤセンサ２３Ｌにより再度検知されるまでの時間である。基準時間ＴＴＧは、レーザビームＬＢが所定速度でＡ方向に走査された場合に、ＢＤセンサ２３Ｒにより検知されてから、第２走査端部Ｐで折り返してＢ方向に走査され、ＢＤセンサ２３Ｒにより再度検知されるまでの時間と一致する。基準時間ＴＴＧには、レーザビームＬＢの所定速度、および第１走査端部ＱとＢＤセンサ２３Ｌとの距離、又は第２走査端部ＰとＢＤセンサ２３Ｒとの距離に基づいて、予め算出した所定の時間が設定されている。
【００４７】
期間ＴＤＴＡには、基準時間ＴＴＧ、ＢＤセンサ２３Ｌから第１書出位置Ｋまでの距離に基づいて、予め算出した所定の時間が設定されている。
【００４８】
位相αおよび位相βは、それぞれＢ方向の走査時における走査角θＢＤＬ、Ａ方向の走査時における走査角θＢＤＲが設定されている。
【００４９】
計時部４３は、ビーム検知センサ群２３からの信号を受け取ると、期間ＴＤＴＲ、ＴＤＴＬ（トリガ信号の出力間隔）を計測し、計測結果を比較部４５に出力する。
【００５０】
比較部４５は、計時部４３から受け取った期間ＴＤＴＲ、ＴＤＴＬをそれぞれ基準時間ＴＴＧと比較して、右最大走査角θＭＡＸ（Ｒ）又は左最大走査角θＭＡＸ（Ｌ）と基準角度θＭＡＸＫとのずれを示す制御値ＲＶを算出してＰＷＭ制御部４７へ出力する。
【００５１】
ＰＷＭ制御部４７は、比較部４５から受け取った制御値ＲＶを所定回数分（例えば、１００回分、１０００回分、１週間に算出した制御値ＲＶの回数分、１か月に算出した制御値ＲＶの回数分等）の履歴を制御履歴としてメモリ４７Ｍに記憶する。この時、ＰＷＭ制御部４７は、Ａ方向の走査用のＰＷＭ制御値の算出に用いる制御値ＲＶと、Ｂ方向の走査用のＰＷＭ制御値の算出に用いる制御値ＲＶとを区別して記憶する。
【００５２】
また、ＰＷＭ制御部４７は、水晶振動子等のクロック発振回路を備え、クロック１およびクロック２を生成する。ＰＷＭ制御部４７は、ルックアップテーブルを参照して、比較部４５から受け取った制御値ＲＶに応じて、生成したクロック１およびクロック２のデューティ比を調整する補正値であるＰＷＭ制御値（Ａ方向の走査用のＰＷＭ制御値およびＢ方向の走査用のＰＷＭ制御値）を算出する。そして、ＰＷＭ制御部４７は、これらのＰＷＭ制御値をメモリ４７Ｍに一時的に記憶させる。また、ＰＷＭ制御部４７は、制御部９から制御信号を受け取ると、メモリ４７ＭからＰＷＭ制御値を読み出して、クロック１およびクロック２のデューティ比を調整する。ＰＷＭ制御部４７は、Ａ方向の走査の時に、クロック１のみをＭＥＭＳ駆動部３３へ出力し、クロック２をＭＥＭＳ駆動部３３へ出力しない。ＰＷＭ制御部４７は、Ｂ方向の走査の時に、クロック１をＭＥＭＳ駆動部３３へ出力せずに、クロック２のみをＭＥＭＳ駆動部３３へ出力する。クロック１およびクロック２は、ＰＷＭ信号である。
【００５３】
ＭＥＭＳ駆動部３３は、クロック１およびクロック２に基づいて走査ＭＥＭＳ２６の偏向ミラー２５の回転角を制御する。また、ＭＥＭＳ駆動部３３は、最大走査角（最大回転角）θＭＡＸが一定になるように制御する。
【００５４】
図４に示すように、ＭＥＭＳ駆動部３３は、一例として、抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒ６、トランジスタＱ１〜トランジスタＱ６、ダイオードＤ１〜ダイオードＤ４、およびコンデンサＣ１を備えたＨブリッジ回路を備えた構成にすると良い。ＭＥＭＳ駆動部３３は、駆動入力端子３３Ｔ１と駆動入力端子３３Ｔ２でＰＷＭ制御部４７からのクロック１およびクロック２を受けて、駆動出力端子３３Ｔ３と駆動出力端子３３Ｔ４から駆動電圧を走査ＭＥＭＳ２６に送って、走査ＭＥＭＳ２６に取り付けられている偏向ミラー２５を駆動する。ＭＥＭＳ駆動部３３は、ＰＷＭ制御部４７から受け取ったクロック１およびクロック２を基にして、極性の向きが異なる駆動電流を交互に走査ＭＥＭＳ２６のインダクタ２７２に印加する。これによって、ＭＥＭＳ駆動部３３は、インダクタ２７２に流れる電流の向きをＡ方向の走査時とＢ方向の走査時とで交互に反転させ、それぞれの走査中で大きさを調節する。これにより、インダクタ２７２が巻かれた鉄心２７１の開口周囲に形成される磁界の向きの反転と磁界の強さとを変化させて、偏向ミラー２５を往復回転させる。
【００５５】
次に、印刷中における画像形成装置１におけるレーザ走査装置２の制御処理を説明する。なお、レーザビームＬＢの走査中には必ずＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒを通過しているものとする。
【００５６】
図５に示すように、画像形成装置１では、制御部９が、操作部（図示せず）で受け付けた印刷指示を検出すると、レーザ走査制御部３に制御信号を出力して、走査を開始する。制御部９は、ＢＤセンサ２３ＬがレーザビームＬＢを検知し（Ｓ１）、且つＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知する（Ｓ２）場合に、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒによる正常動作を行う（Ｓ３）。制御部９は、１走査に要する所定時間内にＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒから検知信号を計時部４３が受け付けたか否かによって、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知したか否かの判断を行う。
【００５７】
制御部９（故障判断手段に相当）は、ＢＤセンサ２３ＬがレーザビームＬＢを検知し（Ｓ１）、且つＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知しない（Ｓ２）場合に、ＢＤセンサ２３Ｌによる異常動作を行う（Ｓ４）。制御部９は、ＢＤセンサ２３ＬがレーザビームＬＢを検知せず（Ｓ１）、且つＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知する（Ｓ５）場合に、ＢＤセンサ２３Ｒによる異常動作を行う（Ｓ６）。
【００５８】
制御部９は、ＢＤセンサ２３ＬがレーザビームＬＢを検知せず（Ｓ１）、且つＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知しない（Ｓ５）場合に、位相制御による異常動作を行う（Ｓ７）。
【００５９】
以上のように、制御部９は、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒの故障の有無を判断する。制御部９は、故障の有無に応じて、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒを用いた正常動作、ＢＤセンサ２３Ｌ又はＢＤセンサ２３Ｒのいずれか一方を用いた異常動作、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒを用いない位相制御による異常動作を実行する。また、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒの故障の有無の判断は、画像形成装置１の起動時、画像処理の開始時、又は往復走査毎等に行えばよい。
【００６０】
まず、正常動作について説明する。図６に示すように、制御部９は、レーザ走査制御部３に制御信号を出力して、次の走査がＡ方向の走査であるかを確認する（Ｓ１１）。制御部９は、次の走査がＡ方向の走査の場合には（Ｓ１１：Ｙ）、Ｓ１２の処理を行う。また、次の走査がＢ方向の走査の場合は（Ｓ１１：Ｎ）、Ｓ２４の処理を行う。
【００６１】
Ａ方向の走査の場合、制御部９は、ＰＷＭ制御部４７へ制御信号を出力し、ＰＷＭ制御部４７は、制御信号を受け取ると、メモリ４７Ｍで記憶するＡ方向の走査用のＰＷＭ制御値を読み出してＰＷＭ制御を開始する。すなわち、ＰＷＭ制御部４７は、このＰＷＭ制御値に応じたデューティ比のクロック１をＭＥＭＳ駆動部３３に出力する（Ｓ１２）。
【００６２】
計時部４３は、ＢＤセンサ２３ＬがレーザビームＬＢを検知するまで待って（Ｓ１３：Ｎ）、検知したら（Ｓ１３：Ｙ）、期間ＴＤＴＬの計測を終了する（Ｓ１４）。
【００６３】
比較部４５は、計時部４３が計測した期間ＴＤＴＬと基準時間ＴＴＧとを比較して制御値ＲＶを算出して出力する。また、ＰＷＭ制御部４７は、ルックアップテーブルを参照して、比較部４５から受け取った制御値ＲＶに応じてＢ方向の走査用のＰＷＭ制御値を算出する。そして、ＰＷＭ制御部４７は、Ｂ方向の走査用のＰＷＭ制御値をメモリ４７Ｍに一時的に記憶させる（Ｓ１５）。
【００６４】
また、制御部９は、Ｓ２５でＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知したタイミングから期間ＴＤＴＡ経過後を静電潜像の形成開始タイミングとして設定する（Ｓ２８）。
【００６５】
制御部９は、Ａ方向の走査での静電潜像の形成開始タイミングになるまで待つ（Ｓ１７：Ｎ）。制御部９は、静電潜像の形成開始タイミングになると（Ｓ１７：Ｙ）、画像データに対応させて、レーザダイオード２１からレーザビームＬＢを射出し、感光体ドラム５上に１ライン分の静電潜像を形成する（Ｓ１８）。
【００６６】
制御部９は、１ライン分の静電潜像の形成が終了するまで（Ｓ１９：Ｎ）、Ｓ１８の処理を続ける。制御部９は、１ライン分の静電潜像の形成が終了すると（Ｓ１９：Ｙ）、Ｓ２０に移行する。
【００６７】
Ｓ２０では、計時部４３は、ＢＤセンサ２３ＲでレーザビームＬＢを検知するまで待って（Ｓ２０：Ｎ）、検知したら（Ｓ２０：Ｙ）、期間ＴＤＴＲの計測を開始する（Ｓ２１）。
【００６８】
また、制御部９は、Ａ方向の走査が第２走査端部Ｐまで到達するまで待って（Ｓ２２：Ｎ）、Ａ方向の走査が第２走査端部Ｐに到達すると（Ｓ２２：Ｙ）、１ページ分の印刷および印刷ジョブが終了したかを判定する（Ｓ２３）。制御部９は、印刷および印刷ジョブが終了していなければ（Ｓ２３：Ｎ）、Ｓ２４に移行する。一方、制御部９は、印刷および印刷ジョブが終了していれば（Ｓ２３：Ｙ）、印刷処理を終了する。
【００６９】
図７に示すように、制御部９は、Ｓ１１において次の走査がＡ方向の走査でない場合、且つＳ２３において印刷が終了していない場合には、ＰＷＭ制御部４７に制御信号を出力する。ＰＷＭ制御部４７は、メモリ４７Ｍで記憶するＢ方向の走査用のＰＷＭ制御値を読み出し、ＰＷＭ制御を開始する。すなわち、ＰＷＭ制御部４７は、このＰＷＭ制御値に応じたデューティ比のクロック２をＭＥＭＳ駆動部３３に出力する（Ｓ２４）。
【００７０】
計時部４３は、ＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知するまで待って（Ｓ２５：Ｎ）、検知したら（Ｓ２５：Ｙ）、期間ＴＤＴＲの計測を終了する（Ｓ２６）。
【００７１】
信号処理部３１の比較部４５は、計時部４３が計測した期間ＴＤＴＲと基準時間ＴＴＧとを比較して制御値ＲＶを算出して出力する。また、ＰＷＭ制御部４７は、ルックアップテーブルを参照して、比較部４５から受け取った制御値ＲＶに応じてＡ方向の走査用のＰＷＭ制御値を算出する。そして、ＰＷＭ制御部４７は、Ａ方向の走査用のＰＷＭ制御値をメモリ４７Ｍに一時的に記憶させる（Ｓ２７）。
【００７２】
制御部９は、Ｓ２５でＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知したタイミングから期間ＴＤＴＡ経過後を静電潜像の形成開始タイミングとして設定する（Ｓ２８）。
【００７３】
制御部９は、Ｂ方向の走査での静電潜像の形成開始タイミングになるまで待つ（Ｓ２９：Ｎ）。制御部９は、静電潜像の形成開始タイミングになると（Ｓ２９：Ｙ）、画像データに対応させて、レーザダイオード２１からレーザビームＬＢを射出し、感光体ドラム５上に１ライン分の静電潜像を形成する（Ｓ３０）。
【００７４】
制御部９は、１ライン分の静電潜像の形成が終了するまで（Ｓ３１：Ｎ）、Ｓ３０の処理を続け、１ライン分の静電潜像の形成が終了すると（Ｓ３１：Ｙ）、Ｓ３２に移行する。
【００７５】
Ｓ３２では、計時部４３は、ＢＤセンサ２３ＬでレーザビームＬＢを検知するまで待って（Ｓ３２：Ｎ）、検知したら（Ｓ３２：Ｙ）、期間ＴＤＴＬの計測を開始する（Ｓ３３）。
【００７６】
また、制御部９は、Ｂ方向の走査が第１走査端部Ｑまで到達するまで待って（Ｓ３４：Ｎ）、Ｂ方向の走査が第１走査端部Ｑに到達すると（Ｓ３４：Ｙ）、１ページ分の印刷および印刷ジョブが終了したかを判定する（Ｓ３５）。制御部９は、印刷および印刷ジョブが終了していなければ（Ｓ３５：Ｎ）、Ｓ１２に移行する。一方、制御部９は印刷および印刷ジョブが終了していれば（Ｓ３５：Ｙ）、印刷処理を終了する。
【００７７】
以上のように、制御部９は、計測した期間ＴＤＴＬに基づいて、次のＢ方向の走査時におけるレーザビームＬＢの最大走査角θＭＡＸが一定になるように偏向ミラー２５の回転角を制御する。制御部９は、計測した期間ＴＤＴＲに基づいて、次のＡ方向の走査時におけるレーザビームＬＢの最大走査角θＭＡＸが一定になるように偏向ミラー２５の回転角を制御する。これにより、制御部９は、Ａ方向の走査およびＢ方向の走査においてレーザビームＬＢの走査範囲を一定にすることができる。
【００７８】
また、制御部９は、Ａ方向の走査時にＢＤセンサ２３ＬがレーザビームＬＢを検知したタイミングから期間ＴＤＴＡ経過後にＡ方向の走査での静電潜像の形成を開始する。制御部９は、Ｂ方向の走査時にＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知したタイミングから期間ＴＤＴＡ経過後にＢ方向の走査での静電潜像の形成を開始する。これにより、制御部９は、静電潜像の形成開始位置のずれ発生を抑制できる。
【００７９】
次に、両方の検知センサが故障した場合の異常動作について図８を参照して説明する。
【００８０】
ＰＷＭ制御部４７は、ルックアップテーブルを参照して、メモリ４７Ｍに記憶している制御値ＲＶの履歴に基づいてＰＷＭ制御値を算出する。ＰＷＭ制御部４７は、直前に記憶された制御値ＲＶや、制御値ＲＶの履歴の平均値に基づいてＰＷＭ制御値を算出する。ＰＷＭ制御部４７は、算出したＰＷＭ制御値によりデューティ比を調整したクロック１およびクロック２をＭＥＭＳ駆動部３３に入力する。ＭＥＭＳ駆動部３３には、クロック１およびクロック２が入力されると、波形が正弦波状となる電流が流れる（図８（Ｂ）参照。）。この電流は、走査ＭＥＭＳ２６のインダクタ２７２に流れる駆動電流であり、偏向ミラー２５の回転角は駆動電流に対して位相が９０度だけ遅れている（図８（Ａ）参照。）。また、所定速度でレーザビームＬＢが走査するように走査ＭＥＭＳ２６に駆動電流が流れている場合に、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３Ｒは、駆動電流における特定の位相αと位相βが示す位置に配置されている。
【００８１】
制御部９は、駆動電流における位相αおよび位相βからそれぞれ期間ＴＤＴＡ経過後に静電潜像の形成を開始すれば、ＢＤセンサ２３ＬおよびＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知してからそれぞれ期間ＴＤＴＡ経過後に静電潜像の形成を開始することになる。すなわち、制御部９は、ＭＥＭＳ駆動部３３に入力されるクロック１およびクロック２により流れる電流の波形に基づいて、位相αおよび位相βに対して９０度だけ遅れた位相から、それぞれ期間ＴＤＴＡ経過後に静電潜像の形成を開始する。
【００８２】
以上のように、ＰＷＭ制御部４７は、周辺環境の気圧や気温の変化によるＭＥＭＳ駆動部３３の変化や、長期使用によるＭＥＭＳ駆動部３３の経年劣化によって走査ＭＥＭＳ２６の振幅特性が変化しても、制御値ＲＶの履歴に基づいてクロック１およびクロック２を調整することで、レーザビームＬＢの最大走査角θＭＡＸが一定になるように偏向ミラー２５の回転角をより正確に制御することができる。特に、ＰＷＭ制御部４７は、直前にメモリ４７Ｍに記憶された制御値ＲＶを用いてＰＷＭ制御値を算出することで、直近の環境に適応させて、偏向ミラー２５の回転角を制御することができる。また、ＰＷＭ制御部４７は、制御値ＲＶの履歴の平均値を用いてＰＷＭ制御値を算出することで、レーザビームＬＢの最大走査角θＭＡＸが基準角度θＭＡＸＫと大幅にずれた履歴があったとしても、影響を受けずに偏向ミラー２５の回転角を制御することができる。
【００８３】
また、制御部９は、ＭＥＭＳ駆動部３３に流れる電流の波形に基づいて、位相αおよび位相βに対して９０度だけ遅れた位相から、それぞれ期間ＴＤＴＡ経過後に静電潜像の形成を開始することで、Ａ方向およびＢ方向の走査での静電潜像の形成開始位置を揃えることができる。この結果、レーザ走査装置２は、静電潜像の形成開始位置のずれ発生を抑制できる。
【００８４】
最後に、１つの検知センサが故障した場合の異常動作について説明する。以下、ＢＤセンサ２３Ｒが故障しているものとして説明する。
【００８５】
図９に示すように、ＢＤセンサ２３Ｒが故障しているため、正常動作と異なり、Ａ方向の走査時における偏向ミラー２５の回転角の制御、およびＢ方向の走査での静電潜像の形成開始タイミングを設定することができない。そこで、Ｂ方向の走査時における偏向ミラー２５の回転角の制御、およびＡ方向の走査での静電潜像の形成開始タイミングの設定は、正常動作と同様の方法で行う。Ａ方向の走査時における偏向ミラー２５の回転角の制御、およびＢ方向の走査での静電潜像の形成開始タイミングの設定は、両方の検知センサが故障した場合の異常動作と同様の方法で行う。
【００８６】
具体的には、ＰＷＭ制御部４７は、メモリ４７Ｍを参照して、Ａ方向の走査用のＰＷＭ制御値を算出に用いる制御値ＲＶの履歴の平均値を算出する。ＰＷＭ制御部４７は、ルックアップテーブルを参照して算出した平均値に応じたＡ方向の走査用のＰＷＭ制御値を算出する。ＰＷＭ制御部４７は、算出したＰＷＭ制御値によりデューティ比を調整したクロック１をＭＥＭＳ駆動部３３に入力する。また、ＰＷＭ制御部４７は、ＢＤセンサ２３Ｌを用いて計測した期間ＴＤＴＬと基準時間ＴＴＧとを比較して算出した制御値ＲＶが比較部４５から受け取ると、制御値ＲＶに応じたＢ方向の走査用のＰＷＭ制御値を算出する。ＰＷＭ制御部４７は、算出したＰＷＭ制御値によりデューティ比を調整したクロック２をＭＥＭＳ駆動部３３に入力する。
【００８７】
これにより、Ｂ方向の走査時における偏向ミラー２５の回転角の制御は正常動作と同様の方法で行うことができ、Ａ方向の走査時における偏向ミラー２５の回転角の制御は、両方の検知センサが故障した場合の異常動作と同様の方法で行うことができる。
【００８８】
また、制御部９は、ＢＤセンサ２３ＬがレーザビームＬＢを検知したタイミングから期間ＴＤＴＡ経過後にＡ方向の走査における静電潜像の形成を開始する。制御部９は、走査ＭＥＭＳ２６の駆動電流における位相βから期間ＴＤＴＡ経過後、すなわち、ＭＥＭＳ駆動部３３に流れる電流の波形に基づいて、位相βに対して９０度だけ遅れた位相から期間ＴＤＴＡ経過後にＢ方向の走査における静電潜像の形成を開始する。
【００８９】
これにより、Ａ方向の走査での静電潜像の形成開始タイミングの設定は、正常動作と同様の方法で行い、Ｂ方向の走査での静電潜像の形成開始タイミングの設定は、両方の検知センサが故障した場合の異常動作と同様の方法で行うことができる。この結果、レーザ走査装置２は、１つの検知センサが故障したとしても、静電潜像の形成開始位置のずれ発生を抑制できる。
【００９０】
また、レーザ走査制御部３は、Ａ方向の走査時にＢＤセンサ２３ＬによりレーザビームＬＢが検知されてから期間ＴＤＴＡ経過後にレーザビームＬＢの出力を開始し、静電潜像の形成が終了するとレーザビームＬＢの出力を停止する。レーザ走査制御部３は、位相βに対して９０度だけ遅れた位相から期間ＴＤＴＡ経過後であるＢ方向の走査時にレーザビームＬＢの出力を開始し、静電潜像の形成が終了するとレーザビームＬＢの出力を停止する。レーザ走査制御部３は、Ｂ方向の走査時にレーザビームＬＢの出力を停止してから所定時間経過後にレーザビームＬＢの出力を開始し、Ａ方向の走査時にＢＤセンサ２３ＬによりレーザビームＬＢが検知されるとレーザビームＬＢの出力を停止する。これにより、レーザ走査制御部３は、ＢＤセンサ２３ＬによるレーザビームＬＢの検知を行う期間、および静電潜像の形成期間のみレーザビームＬＢを出力することができる。
【００９１】
なお、上述の実施例では、正常動作時に期間ＴＤＴＬ、期間ＴＤＴＲを計測することで、偏向ミラー２５の回転角を制御した。しかし、Ａ方向の走査時にＢＤセンサ２３ＬがレーザビームＬＢを検知してからＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知するまでの期間ＴＩＭＧＡを計測することで、次のＡ方向の走査における偏向ミラー２５の回転角を制御して、Ｂ方向の走査時にＢＤセンサ２３ＲがレーザビームＬＢを検知してからＢＤセンサ２３ＬがレーザビームＬＢを検知するまでの期間ＴＩＭＧＢを計測することで、次のＢ方向の走査における偏向ミラー２５の回転角を制御してもよい。
【００９２】
なお、上述の実施例では、メモリ４７Ｍには、制御値ＲＶの履歴を記憶したが、ＰＷＭ制御値の履歴を制御履歴として記憶してもよい。この場合、ＰＷＭ制御部４７は、ＰＷＭ制御値の履歴に基づく平均値によりデューティ比を調整したクロック１およびクロック２をＭＥＭＳ駆動部３３に入力する。また、メモリ４７Ｍには、クロック１およびクロック２の履歴を制御履歴として記憶してもよい。この場合、ＰＷＭ制御部４７は、クロック１およびクロック２の履歴に基づく平均値をＭＥＭＳ駆動部３３に入力する。
【００９３】
なお、上述の実施例では、記憶部４９は位相αおよび位相βを記憶したが、位相αおよび位相βに対して９０度だけ遅れた位相から期間ＴＤＴＡ経過した位相を記憶してもよい。この場合、制御部９は、ＭＥＭＳ駆動部３３に流れる電流の波形に基づいて、記憶した位相になると静電潜像の形成を開始する。
【００９４】
なお、上述の実施例では、本発明に係る光走査装置を、感光体ドラム５上に静電潜像を形成するレーザ走査装置に適用しているが、本発明に係る光走査装置は、これに限らず、光で被走査体を往復走査する光走査装置であれば適用できる。例えば、感光フィルムに潜像を形成する光走査装置にも適用することができる。
【００９５】
なお、上述の実施例では、画像形成装置１の制御部９が、静電潜像の形成開始タイミングを設定するものとしたが、レーザ走査装置２（２Ａ）にサブ制御部を設けて、このサブ制御部が静電潜像の形成開始タイミングを設定するようにしても良い。
【００９６】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９７】
１…画像形成装置
２…レーザ走査装置
３…レーザ走査制御部
５…感光体ドラム
７…現像器
９…制御部
２１…レーザダイオード
２２…アークサインレンズ
２３…ビーム検知センサ群
２３Ｌ，２３Ｒ…ビーム検知センサ
２５…偏向ミラー
２６…走査ＭＥＭＳ
２７…ミラー駆動部
３１…信号処理部
３３…ＭＥＭＳ駆動部
４３…計時部
４５…比較部
４７…ＰＷＭ制御部
４７Ｍ…メモリ
４９…記憶部
【図１】
2012008154.tif 000003
【図２】
2012008154.tif 000004
【図３】
2012008154.tif 000005
【図４】
2012008154.tif 000006
【図５】
2012008154.tif 000007
【図６】
2012008154.tif 000008
【図７】
2012008154.tif 000009
【図８】
2012008154.tif 000010
【図９】
2012008154.tif 000011