(57)【要約】【課題】  ＢＤ信号の検知結果によりＭＥＭＳデバイスの駆動信号を生成する光スキャナにおいて、ＭＥＭＳデバイスが故障した場合、その故障状態を検知する手段がない。  また、ＭＥＭＳデバイスは、経時変化により、あるいは周囲温度、湿度等の環境により特性が変化し、共振周波数が変動し、その変動によって光スキャン能力が低下する。【解決手段】  振動により光をスキャンする可動片により構成される光スキャナが、該可動片を駆動する信号を生成する手段と、該信号の電圧を検知する手段と、該検知された電圧に基づいて可動片の故障を判定する。  振動により光をスキャンする可動片により構成される光スキャナが、可動片の共振周波数を検知する手段と、検知した該共振周波数に基づいて該可動片を駆動する信号を生成する手段と、該生成された信号の電圧を検知する手段を有し、該検知された電圧に基づいて駆動信号の周波数を再設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、振動により光をスキャンする可動片により構成される光スキャナにおいて、該可動片を駆動する信号を生成する手段と、該信号の電圧を検知する手段と、該検知された電圧に基づいて可動片の故障を判定する手段と、を有することを特徴とする光スキャナ。
【請求項２】
請求項１に記載の光スキャナを備えた画像形成装置において、該光スキャナの可動片が故障と判定された場合、画像形成を中止し、ミスプリントとする手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
光源と、振動により光をスキャンする可動片により構成される光スキャナにおいて、可動片の共振周波数を検知する手段と、検知した該共振周波数に基づいて該可動片を駆動する信号を生成する手段と、該生成された信号の電圧を検知する手段を有し、該検知された電圧に基づいて駆動信号の周波数の再設定動作を開始することを特徴とする光スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ技術を用いた光スキャナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からレーザ−ビームプリンタ等に使用されるレーザ光走査装置の走査機構として、ポリゴンスキャナが広く使われている。ポリゴンスキャナは、軸周りに回転駆動される多角形状ポリゴンミラーを備え、レーザ光源から出射したレーザ光を前記ポリゴンミラーの反射面で逐次反射させることによりレーザ光を走査する。
【０００３】
一方、近年、装置の小型化・低コスト化が要求されている。
【０００４】
その要求を受け、ポリゴンスキャナに代わり、ＭＥＭＳ光スキャナが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
ＭＥＭＳ光スキャナは、シリコンなどの半導体製造プロセス等における技術を応用し、様々の機械要素の小型化を実現するＭＥＭＳ技術を用いたＭＥＭＳデバイスの機械的振動を用いることによりスキャン動作を行う。
【０００６】
上記のＭＥＭＳデバイスは、半導体プロセス技術を用いているため、小型化が可能となり、また、一度に大量に作製することができるため、コストを削減することができる。
【０００７】
現在のＭＥＭＳ光スキャナの中に、ＢＤ（Ｂｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔ）信号の検知結果よりＭＥＭＳデバイスの駆動信号を生成するＭＥＭＳ光スキャナがある。
【特許文献１】特開２００６−２２０７４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＢＤ信号の検知結果によりＭＥＭＳデバイスの駆動信号を生成する光スキャナにおいて、ＭＥＭＳデバイスが故障した場合、その故障状態を検知する手段がないという第一の課題があった。
【０００９】
また、ＭＥＭＳデバイスは、経時変化により、あるいは周囲温度、湿度等の環境により特性が変化し、共振周波数が変動し、その変動によってＭＥＭＳデバイスの駆動効率が変化するという第二の課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第一の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の光スキャナは、光源と、振動により光をスキャンする可動片により構成される光スキャナであって、該可動片を駆動する信号を生成する手段と、該信号の電圧を検知する手段と、該検知された電圧に基づいて可動片の故障を判定する手段を有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の光スキャナを備えた画像形成装置であって、該光スキャナの可動片が故障と判定された場合、画像形成を中止、ミスプリントとする手段を有することを特徴とする。
【００１２】
第二の課題を解決するための手段として、請求項３に記載の光スキャナは、光源と、振動により光をスキャンする可動片により構成される光スキャナであって、可動片の共振周波数を検知する手段と、検知した該共振周波数に基づいて該可動片を駆動する信号を生成する手段と、該生成された信号の電圧を検知する手段を有し、該検知された電圧に基づいて駆動信号の周波数の再設定動作を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＭＥＭＳデバイスを用いた光スキャナにおいて、ＢＤ信号の検知結果よりＭＥＭＳデバイスの駆動信号を生成する光スキャナにおいて、ＭＥＭＳデバイスが故障した場合、その故障状態を検知することが可能となる、という効果がある。
【００１４】
また、ＭＥＭＳデバイスを用いた光スキャナにおいて、経時変化により、あるいは周囲温度、湿度等の環境により特性が変化し、共振周波数が変動した場合にＭＥＭＳデバイスの駆動信号の周波数を再設定可能となる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１６】
図２はレーザビームプリンタの構成図である。
【００１７】
このレーザビームプリンタは、本体装置の右側面下部に転写材カセット８０３を装着している。
【００１８】
転写材カセット８０３にセットされた転写材は、給紙ローラ８０４によって一枚ずつ取り出され、搬送ローラ対８０５−ａ、８０５−ｂによって画像形成部に給送される。
【００１９】
画像形成部には、転写材を搬送する転写搬送ベルト８１０が複数の回転ローラによって張られ、その最上流部においては、転写搬送ベルト８１０に静電吸着される。
【００２０】
また、上記転写搬送ベルトの搬送面に対向して感光体ドラム８１１が直線状に配設されて画像形成部を構成している。
【００２１】
画像形成部内の現像ユニット８０２は、前記感光体ドラム８１１−Ｃ、８１１−Ｍ、８１１−Ｙ、８１１−Ｋの各色トナー、帯電器、現像器を有している。
【００２２】
上記の各現像ユニット８０２の筐体内の帯電器と現像器間には所定の間隙が設けられ、この間隙を介して光スキャナからなる露光手段８０１から感光体ドラム８１１の周面を所定の電荷で一様に帯電させる。
【００２３】
光スキャナには、ＭＥＭＳ光スキャナを用いる。
【００２４】
上記ＭＥＭＳ光スキャナは、シリコンミラー、磁石、コイル等から構成され、コイルに電圧を印加させることにより駆動される。
【００２５】
露光手段８０１が上記帯電した感光体ドラム８１１の周面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成し、現像器が上記の静電潜像の停電位部にトナーを転移させてトナー像（現像）する。
【００２６】
転写搬送ベルトの搬送面を挟んで転写部材８０７が配置されている。
【００２７】
各感光体ドラム８１１の周面上に形成されたトナー像は、それらに対応する転写部材８０７で形成される転写電界によって、搬送されてきた転写材に発生した電荷に吸収されて転写材面に転写される。
【００２８】
トナー像を転写された転写材は、排紙ローラ対８０９−ａ、８０９−ｂによって機外に排出される。尚、転写搬送ベルト８１０は、ＣＭＹＫの各色トナーを一旦転写してから転写材に二次転写する構成の中間転写ベルトでも構わない。
【００２９】
図１は、本発明の第一の実施例におけるＭＥＭＳ光スキャナの構成を説明する図である。以降、図１を用いて第一の実施例について詳しく説明する。
【００３０】
光源４は、レーザダイオード等から構成されており、ビデオ信号を基に作られたレーザ駆動信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする光ビームを発する。
【００３１】
光源４から発せられた光ビームは、振動片５を照射する。
【００３２】
振動片５は、シリコンミラーにより構成され、磁石が貼り付けられおり、図示しないコイルに電圧を印加することにより駆動されている。
【００３３】
このとき、振動片５は、振動片５で反射された光ビームが感光体ドラム１上を走査するような駆動信号に基づいて、制御されながら振動している。
【００３４】
前記駆動信号は、駆動信号生成部７で生成される。
【００３５】
駆動信号生成部７には、検出回路６からの検出信号１と制御部８からの制御信号が入力され、駆動信号生成部７はそれらの信号を基にして駆動信号を生成する。
【００３６】
検出信号１は、ＢＤセンサ２及びＢＤセンサ３からの信号に基づき光ビームの走査タイミングを検出する検出回路６で生成される。
【００３７】
また、駆動信号生成部７で生成された駆動信号の電圧は、電圧信号を通して制御部８に伝えられる。
【００３８】
制御部８は、入力される電圧信号を通じて駆動信号生成部７をモニタリングし、その電圧の検知結果によって、振動片５の故障判定を行う。
【００３９】
以下、図３、図４を用いて、駆動信号の電圧検知による振動片５の故障判定例を示す。
【００４０】
図３は、ＭＥＭＳ光スキャナが故障していると判定されないときの駆動信号波形である。一方、図４は、ＭＥＭＳ光スキャナが故障していると判定されるときの駆動信号波形である。
【００４１】
図中において、Vrefは、あらかじめ測定された振動片５の共振周波数時の駆動信号電圧を表す。また、Vref_maxは、駆動信号電圧の最大許容電圧を表し、Vref_minは、最小許容電圧を表す。
【００４２】
上記において、駆動信号電圧がVref_maxを超えてしまったり、Vref_minを下回ってしまった場合は、振動片５は故障としていると判定される。
【００４３】
よって、図３の駆動信号の波形振幅は、最大許容電圧Vref_maxを超えないかつ最小許容電圧Vref_minを下回っていないので、振動片５は、制御部８で故障と判定されない。
【００４４】
それに対し、図４の（ａ）において、駆動信号の波形振幅が最大許容電圧Vref_maxを超えてしまっているため、振動片５は、制御部８で故障と判定される。
【００４５】
また、図４（ｂ）においても、駆動信号の波形振幅が最小許容電圧Vref_minを下回っているため、振動片５は、制御部８で故障と判定される。
【００４６】
制御部８は、振動片５を故障と判定した後、駆動信号生成部７に、制御信号を通じて、走査を中止するような駆動信号を生成させる。と同時に、不図示の画像形成を制御する手段へミスプリント処理をするように、ミスプリント信号を送信する。
【００４７】
駆動信号生成部７は、走査中止の制御信号が受け取ったら、振動片５の振動を中止させる駆動信号を生成し、振動片５に送信する。
【００４８】
振動片５は、前記駆動信号を受け振動を中止する。
【００４９】
以上、第一の実施例では、ＭＥＭ光スキャナにおいて、二つのＢＤセンサからの信号を検知することにより生成される駆動信号の電圧を検知し、その電圧の大きさに基づいて、振動片５の故障判定をする。
【００５０】
さらに故障判定後は、ＭＥＭＳ光スキャナは走査を中止し、レーザビームプリンタは、ミスプリント処理を実行することができる。
【実施例２】
【００５１】
図５は、本発明の第二の実施例におけるＭＥＭＳ光スキャナの構成を表す図である。
【００５２】
図５において、第一の実施例と同様の物には同じ符号を付けてその説明は省略する。また、図５の構成以外は第一の実施例と同様の構成のため、図５以外の説明も省略する。
【００５３】
第一の実施例では、ＢＤセンサ２及びＢＤセンサ３からの信号に基づき光ビームの走査タイミングを検出する検出回路６で生成される検出信号は、検出信号１として駆動信号生成部７へしか入力されていなかった。
【００５４】
第二の実施例では、検出回路６で生成される検出信号を駆動信号生成部７だけでなく、検出信号２として制御部８にも入力する構成となっている。
【００５５】
本構成にすることで、ＭＥＭＳ光スキャナの共振周波数が変動してしまったとき、駆動信号生成部７からの電圧信号に基づき、その共振周波数の変動を察知し、検出回路６からの検出信号２に基づき振動片５の共振周波数を算出・再設定することができる。
【００５６】
制御部８は、振動片５の共振周波数を算出・再設定し終えたら、その結果を制御信号として、駆動信号生成部７に出力する。
【００５７】
前記制御信号を受けた駆動信号生成部７は、検出回路６からの検出信号１から得られる走査タイミングにより、駆動信号を生成し、振動片５へ出力する。
【００５８】
図６に、振動片５の共振周波数が変動してしまったとき、振動片５の共振周波数を算出・再設定していくときの駆動電圧の様子を示す。
【００５９】
予め測定された共振周波数が、環境変化等により変動してしまった場合は、図６（上）のように、駆動電圧が共振周波数変動前の電圧値よりも高くなる。
【００６０】
図６中のVref_calは、振動片５の共振周波数を算出・再設定する必要があるか否かの境界の駆動電圧値である。
【００６１】
具体的に、駆動電圧がVref_cal以下のときは、振動片５の共振周波数を算出・再設定せず、駆動電圧がVref_calを超えたときに、振動片５の共振周波数を算出・再設定する。
【００６２】
よって、図６（上）は、駆動電圧がVref_calを超えているため、振動片５の共振周波数を算出・再設定する必要がある。
【００６３】
上記の場合、制御部８は、駆動信号生成部７から電圧信号を通じて、共振周波数の変動を察知し、その変動が一定以上の大きさを超えていると判断し、検出回路６からの検出信号２に基づいて、共振周波数を算出・再設定する。
【００６４】
共振周波数を算出・再設定することで、駆動電圧は、Vrefに向かって下がっていく。
【００６５】
図６（中）、図６（下）は、その様子を示す。
【００６６】
しかし、図６（中）は、まだ、駆動電圧がVref_calを超えているため、再度、振動片５の共振周波数を算出・再設定する必要がある。
【００６７】
振動片５の共振周波数を再設定した後の駆動電圧の波形が図６（下）となる。
【００６８】
図６（下）は、駆動電圧がVref_calを下回っているため、振動片５の共振周波数を算出・再設定する必要はない。
【００６９】
以上、第二の実施例では、ＭＥＭＳ光スキャナにおいて、二つのＢＤセンサからの信号を検出することにより生成される駆動信号の電圧を検知し、その電圧の変動の大きさが一定以上より大きい場合は、駆動信号の共振周波数を算出・再設定することができる。
【実施例３】
【００７０】
図６は、本発明の第三の実施例におけるＭＥＭＳ光スキャナの構成を表す図である。
【００７１】
図６において、第一の実施例と同様の物には同じ符号を付けてその説明は省略する。ただし、ＢＤセンサにのみ新たな符号を与えている。また、図６の構成以外は第一の実施例と同様の構成のため、図６以外の説明も省略する。
【００７２】
ミラー９は、ミラー９の反射光が、感光体ドラム１１上を走査開始するタイミングを検出できるところに、ミラー１０は、ミラー１０の反射光が、感光体ドラム上を走査終了するタイミングを検出できるところに配置されている。
【００７３】
さらに、ミラー９、ミラー１０のそれぞれの反射光がＢＤセンサ１１に照射されるように配置されている。
【００７４】
検出回路６は、ＢＤセンサ１１からの信号に基づき走査開始タイミング、走査終了タイミングを検出する。その検出結果は、検出回路６から検出信号１として、駆動信号生成部７に出力される。
【００７５】
以上、第三の実施例は、ＢＤセンサを１つとミラーを２つ備えたＭＥＭＳ光スキャナの構成においても走査タイミングを検出できるということを示す。
【００７６】
本構成は、第一の実施例のようにＢＤセンサを２つ備える必要がないため、全体的な構成として、第一の実施例よりもコストを軽減することができる。
【００７７】
また、本構成は、第二の実施例にも適用できる。
【００７８】
図７に、第二の実施例に本構成を適用したときのＭＥＭＳ光スキャナの構成図を載せる。
【実施例４】
【００７９】
図８は、本発明の第四の実施例におけるＭＥＭＳ光スキャナの構成を表す図である。
【００８０】
図８において、第一の実施例と同様の物には同じ符号を付けてその説明は省略する。ただし、ＢＤセンサにのみ新たな符号を与えている。また、図８の構成以外は第一の実施例と同様の構成のため、図８以外の説明も省略する。
【００８１】
検出回路６は、ＢＤセンサ１２からの信号に基づき走査開始タイミングを検出する。続いて、検出された走査開始タイミングから、走査終了タイミングを導出する。
【００８２】
ここで、振動片５は等速度運動しているため、走査開始タイミングから走査終了タイミングを導出する過程で多大な演算を要すことはない。
【００８３】
以降、検出回路６は、検出された走査開始タイミング及び導出された走査終了タイミングを検出信号１として、駆動信号生成部７に出力する。
【００８４】
以上、第四の実施例は、ＢＤセンサを１つしか備えないＭＥＭＳ光スキャナの構成においても走査タイミングを検出できるということを示す。
【００８５】
本構成は、ＢＤセンサを一つしか用いない構成のため、信頼性はやや劣るが、安価となる。
【００８６】
また、第三の実施例と同様、本構成も第二の実施例に適用できる。
【００８７】
図９に、第二の実施例に本構成を適用したときのＭＥＭＳ光スキャナの構成図を載せる。
【００８８】
なお、図１０は、第四の実施例の構成を第二の実施例の構成に適用した図である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第一の実施例におけるＭＥＭＳ光スキャナの構成を説明する図である。
【図２】本発明に関わるレーザビームプリンタの図である。
【図３】ＭＥＭＳ光スキャナが正常動作しているときの駆動信号波形図である。
【図４】ＭＥＭＳ光スキャナが異常動作と判定されるときの駆動信号波形図である。
【図５】本発明の第二の実施例におけるＭＥＭＳ光スキャナの構成を説明する図である。
【図６】本発明の第二の実施例におけるＭＥＭＳ光スキャナの共振周波数を算出・再設定の様子を表す図である。
【図７】本発明の第三の実施例におけるＭＥＭＳ光スキャナの構成を説明する図である。
【図８】第三の実施例の構成を第二の実施例の構成に適用した図である。
【図９】本発明の第四の実施例におけるＭＥＭＳ光スキャナの構成を説明する図である。
【図１０】第四の実施例の構成を第二の実施例の構成に適用した図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  感光体ドラム
２  ＢＤセンサ
３  ＢＤセンサ
４  光源
５  振動片
６  検出回路
７  駆動信号生成部
８  制御部
９  ミラー
１０  ミラー
１１  ＢＤセンサ
１２  ＢＤセンサ
【図１】
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【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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