(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光ビーム出射手段と、
偏向面が正弦揺動することにより前記光ビームを偏向させる光偏向手段と、
前記光偏向手段により偏向された光ビームが結像レンズを介して被走査媒体上を走査するように前記光ビーム出射手段を制御する出射制御手段と、を備えた光走査装置において、
前記光ビームが前記被走査媒体上における所定の走査開始位置から所定の走査終了位置まで走査するのに要する走査時間につき、所望の走査時間を記憶する走査時間記憶手段と、
前記光偏向手段の偏向面が正弦揺動するときの最大角度（即ち全偏向角）内の所定位置における光ビームを検出し、該検出結果を示す検出信号を、前記光ビーム出射手段へ画像情報を入力するスタートタイミングを制御し、かつ前記走査時間を制御するための信号として、前記出射制御手段に出力する１の光ビーム検出手段と、
前記光偏向手段の偏向面が１周期分正弦揺動する際、前記光ビーム検出手段が光ビームを検出した時から再び光ビームを検出する時までの往復時間を測定する往復時間測定手段と、
前記光偏向手段の偏向面が正弦揺動するときの偏向周波数を測定する偏向周波数測定手段と、
前記偏向周波数測定手段により測定された偏向周波数及び前記走査時間記憶手段により記憶された所望の走査時間から、適正な往復時間を算出する往復時間算出手段と、
前記往復時間測定手段により測定された実際の往復時間と前記往復時間算出手段により算出された適正な往復時間とを比較する往復時間比較手段と、
前記往復時間比較手段の結果に基づいて、実際の走査時間が所望の走査時間と一致するように全偏向角を調整する全偏向角調整手段とを備えている
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記偏向周波数測定手段は、前記光偏向手段の偏向面が１周期分正弦揺動する周期（即ち偏向周期）から前記偏向周波数を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記偏向周波数測定手段は、前記光ビーム検出手段が光ビームを検出した時から再び光ビームを検出する時までの往復時間として前記往復時間測定手段により測定された時間と、前記光ビーム検出手段が再び光ビームを検出した時から更に次の光ビームを検出するまでの往復時間として前記往復時間測定手段により測定された時間との和を前記偏向周期として求め、該偏向周期の逆数を算出することで前記偏向周波数を求める
ことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記往復時間算出手段は、下記式（２）に基づいて、前記往復時間のうち短い方の往復時間（即ち短期往復時間）の適正時間を算出する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光走査装置。
【数１】
0003787877.tif 000008
但し、ｔは短期往復時間、Ｂは実効偏向角、Ｃは前記光ビーム検出手段に光ビームが入射するときの、前記偏向面で反射された光ビームの進行方向を示す直線と前記偏向面の振動の中心線とがなす角度、ｆは前記偏向面が正弦揺動するときの偏向周波数、Ｔは走査時間である。
【請求項５】
前記全偏向角調整手段は、前記往復時間比較手段の結果、実際の短期往復時間の方が適正な短期往復時間よりも小さいときには全偏向角が大きくなるように調整し、実際の短期往復時間の方が適正な短期往復時間よりも大きいときには全偏向角が小さくなるように調整する
ことを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記往復時間算出手段は、下記式（３）に基づいて、前記往復時間のうち長い方の往復時間（即ち長期往復時間）の適正時間を算出する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光走査装置。
【数２】
0003787877.tif 000009
但し、ｔ２は長期往復時間、Ｂは実効偏向角、Ｃは前記光ビーム検出手段に光ビームが入射するときの、前記偏向面で反射された光ビームの進行方向を示す直線と前記偏向面の振動の中心線とがなす角度、ｆは前記偏向面が正弦揺動するときの偏向周波数、Ｔは走査時間である。
【請求項７】
前記全偏向角調整手段は、前記往復時間比較手段の結果、実際の長期往復時間の方が適正な長期往復時間よりも大きいときには全偏向角が大きくなるように調整し、実際の長期往復時間の方が適正な長期往復時間よりも小さいときには全偏向角が小さくなるように調整する
ことを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光ビーム検出手段は、前記被走査媒体上を走査される光ビームの水平同期をとるための検出器を利用した
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光偏向手段は、単一の絶縁基板をエッチングすることによって作製した光偏向素子と該光偏向素子を正弦揺動させる駆動部とを含んでなる
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子計算機から送られてくるコード化された信号を高速に印字出力する電子写真方式の記録装置において、レーザビーム等のビームを電子計算機等からの信号に応じて偏向、変調制御する光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子計算機からの画像情報の記録を担う記録装置として、電子写真方式による記録装置が用いられている。以下、このような記録装置に用いられる従来の光走査装置について図１１を用いて説明する。図１１は従来の光走査装置７１を示す平面図である。
【０００３】
光走査装置７１は、主として、筐体７２と感光ドラム７３から成る。筐体７２は、記録媒体である感光ドラム７３を照射するに必要なレーザビームを形成する全ての部材、即ちレーザユニット７６、シリンドリカルレンズ７７、ポリゴンミラー７８、結像レンズ７９、ビーム検出器ユニット８０を備えている。
【０００４】
レーザユニット７６は、半導体レーザ７４とコリメータレンズ７５とから構成されている。このうち、半導体レーザ７４は、レーザビームを水平方向に発振するものである。また、コリメータレンズ７５は、半導体レーザ７４から発振されたレーザビームを入射可能に設置されている。このコリメータレンズ７５を通過したレーザビームは、コリメータレンズ７５の光軸と一致した平行ビームとなる。
【０００５】
シリンドリカルレンズ７７は、コリメータレンズ７５より出射されたレーザビームを、６面の反射面を有する正六角形状のポリゴンミラー７８の１つの反射面上に入射させる。ポリゴンミラー７８は、高精度の軸受けに支えられた軸に取りつけられ、定速回転する図示しないモータにより駆動される。このモータの駆動により回転するポリゴンミラー７８によって、レーザビームはほぼ水平に掃引されて等角速度で偏向される。尚、ポリゴンミラー７８は主にアルミニウムを材料として形成されており、その作成の際には一般に切削加工法が用いられる。また、モータの種類としては、公知のヒステリシスシンクロナスモータ、ＤＣサーボモータ等が挙げられる。これらは、磁気駆動力により回転力を得ることからコイルの巻線や、鉄板を含む磁気回路をモータ内に形成することが必要となるため、その容積は比較的大きなものとなる。
【０００６】
結像レンズ７９は、ｆθ特性を有するレンズであり、ポリゴンミラー７８によりほぼ水平に掃引されて出射したレーザビームを感光ドラム７３上にスポット光として結像させるものである。ビーム検出器ユニット８０は、画像領域を妨げない範囲に設けられ、１個の反射ミラー８１と小さな入射スリットを有するスリット板８２と応答速度の速い光電変換素子基板８３から成る。上記ポリゴンミラー７８により掃引されたレーザビームがスリット板８２を介して光電変換素子基板８３に入射すると、光電変換素子基板８３はレーザビームの位置を検出したことを表す検出信号を図示しないレーザビーム出射制御装置に出力する。
【０００７】
図示しないレーザビーム出射制御装置は、この検出信号により感光ドラム７３上に画像データに応じた光情報を与えるための半導体レーザ７４への入力信号のスタートタイミングを制御している。上記のごとく画像信号に応じて変調されたレーザビームは感光ドラム７３に照射され、公知の電子写真プロセスにより顕像化された後、普通紙等の転写材上に転写定着されハードコピーとして出力される。
【０００８】
しかし、従来の光走査装置７１では、上述した通り、アルミニウム製のポリゴンミラーや、それを駆動するためのヒステリシスシンクロナスモータ、ＤＣサーボモータ等を使用しているため、外形形状、重量とも一般的に大きくなってしまい、この光走査装置を組み込んだ記録装置の小型化に寄与し得ないという問題点があった。
【０００９】
この点に鑑み、特公昭６０−５７０５２号公報、特公昭６０−５７０５３号公報、実公平２−１９７８３号公報、実公平２−１９７８４号公報、実公平２−１９７８５号公報に記載されているような、水晶基板を用いる機械振動子の表面にレーザビームを反射するための反射鏡を形成してなる光偏向素子を有する光走査装置も提案されている。
【００１０】
例えば、特公昭６０−５７０５２号には、図１２に示すように、バネ部９２、９３によってフレーム９１に支持された可動部９４と、この可動部９４に設けられた反射鏡９５及びコイルパターン９６とを備えた光偏向素子９０が開示されている。この光偏向素子９０は、コイルパターン９６を磁界中に配置した状態でコイルパターン９６に電流を流すことにより偏向面即ち反射鏡９５の鏡面を正弦的に往復振動させ、反射鏡９５に入射する光ビームを偏向走査するものである。なお、この往復振動の周波数を偏向周波数と称する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公昭６０−５７０５２号等に開示された光偏向素子９０を用いた光走査装置では、光偏向素子９０を大量生産する際に個々の光偏向素子が有する偏向周波数のばらつきが大きくなってしまう。従って、光偏向素子９０にて偏向される光ビームの偏向角速度は、各光偏向素子９０によって大きな個体差が出てしまうので、このような光偏向素子９０を用いた光走査装置を画像を記録する画像記録装置に用いたときに、設計上の偏向角速度に従って出力される画像の位置と、実際の光偏向素子が有する偏向角速度に従って出力される画像の位置とが異なってしまい、原画像を正確に再現することができないという問題点があった。
【００１２】
上記問題点を具体例に基づいて説明する。光偏向素子９０は、上述した特公昭６０−５７０５２号公報にも記載されている通り、単結晶水晶基板をエッチングプロセスとフォトリソグラフィープロセスにより加工したものからなるが、この水晶基板の厚みや、材質の不均衡、あるいはエッチングプロセスの誤差により、通常その偏向周波数の誤差は±３％程度であるため、大量生産時には個々の光偏向素子９０による偏向周波数のばらつきが大きい。この偏向周波数のばらつきは、光偏向素子９０により偏向作用を受けたレーザビームが、図１０に示すように、感光ドラム上の所定の走査開始位置Ｓから所定の走査終了位置Ｅへ至る時間、つまりレーザビームの走査時間のばらつきとして表れてしまうため、以下のような問題が起こる。
【００１３】
今、光源である半導体レーザ４を、画像情報に従って一定クロックに従って変調したならば、各光偏向素子毎の上述した走査時間のばらつきに応じて、所定の走査終了位置Ｅに書き込まれるはずの画像情報の位置が、走査方向に±３％の範囲でずれてしまい、結果的に、出力画像の位置ズレを生じる。
【００１４】
数値例に従ってこれを具体的に説明する。光偏向素子９０の偏向周波数のばらつきが８００Ｈｚ±３％であり、所定の走査開始位置Ｓから所定の走査終了位置Ｅへの距離を２１０ｍｍ（Ａ４サイズの紙面に相当）としたとき、偏向周波数８００Ｈｚにて所定の走査開始位置Ｓから所定の走査終了位置Ｅへ解像度３００ｄｐｉにて画像情報を書き込みするような設計値にて半導体レーザ４を一定クロックに従って変調すると仮定する。
【００１５】
このとき、光偏向素子９０に固有の偏向周波数が８００Ｈｚと比較して３％低ければ、所定の走査終了位置Ｅに書き込まれるはずの画像情報は図１０の紙面左方向に６.１ｍｍずれた走査終了位置Ｅａの位置に書き込まれてしまい、全体的に３％縮小された出力画像となってしまう。逆に光偏向素子９０に固有の偏向周波数が８００Ｈｚと比較して３％高ければ、所定の走査終了位置Ｅに書き込まれるはずの画像情報は図１０の紙面右方向に６.１ｍｍずれた走査終了位置Ｅｂの位置に書き込まれてしまい、全体的に３％拡大された出力画像となってしまう。一般にレーザビームプリンタにおいては、Ａ４紙面における走査終了位置のズレは±１.５ｍｍ程度しか許されていないため、上述したような±６.１ｍｍのずれが生じる構成は実用的であるとはいえない。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、偏向面が正弦揺動して走査を行う際に出力画像の位置ズレを生じることのない光走査装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、光ビームを出射する光ビーム出射手段と、偏向面が正弦揺動することにより前記光ビームを偏向させる光偏向手段と、前記光偏向手段により偏向された光ビームが結像レンズを介して被走査媒体上を走査するように前記光ビーム出射手段を制御する出射制御手段と、を備えた光走査装置において、前記光ビームが前記被走査媒体上における所定の走査開始位置から所定の走査終了位置まで走査するのに要する走査時間につき、所望の走査時間を記憶する走査時間記憶手段と、前記光偏向手段の偏向面が正弦揺動するときの最大角度（即ち全偏向角）内の所定位置における光ビームを検出し、該検出結果を示す検出信号を、前記光ビーム出射手段へ画像情報を入力するスタートタイミングを制御し、かつ前記走査時間を制御するための信号として、前記出射制御手段に出力する１の光ビーム検出手段と、前記光偏向手段の偏向面が１周期分正弦揺動する際、前記光ビーム検出手段が光ビームを検出した時から再び光ビームを検出する時までの往復時間を測定する往復時間測定手段と、前記光偏向手段の偏向面が正弦揺動するときの偏向周波数を測定する偏向周波数測定手段と、前記偏向周波数測定手段により測定された偏向周波数及び前記走査時間記憶手段により記憶された所望の走査時間から、適正な往復時間を算出する往復時間算出手段と、前記往復時間測定手段により測定された実際の往復時間と前記往復時間算出手段により算出された適正な往復時間とを比較する往復時間比較手段と、前記往復時間比較手段の結果に基づいて、実際の走査時間が所望の走査時間と一致するように全偏向角を調整する全偏向角調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
かかる請求項１記載の光走査装置では、光ビーム出射手段により出射された光ビームは、光偏向手段の偏向面に入射される。この偏向面は正弦揺動するため、入射した光ビームは偏向して被走査媒体に向かう。出射制御手段は、光偏向手段により偏向された光ビームが結像レンズを介して被走査媒体上を走査するように光ビーム出射手段を制御する。例えば、光偏向手段の偏向面が正弦揺動して被走査媒体上の所定の走査開始位置に光ビームを到達させ得る角度になったときに、出射制御手段はそのタイミングで光ビーム出射手段により光ビームを出射させる。すると、光ビームは偏向面に入射した後、偏向して被走査媒体の所定の走査開始位置に照射され、光偏向手段の偏向面が正弦揺動するに従って光ビームは被走査媒体を走査する。そして、光偏向手段の偏向面が被走査媒体上の所定の走査終了位置に光ビームを到達させ得る角度になったときに、そのタイミングで光ビーム出射手段からの光ビームの出射を停止させる。これにより走査が完了する。このようにして、出射制御手段は、光ビームが被走査媒体上を走査するように光ビーム出射手段を制御するのである。
【００１９】
ここで、請求項１記載の光走査装置では、走査時間記憶手段は、光ビームが被走査媒体上における所定の走査開始位置から所定の走査終了位置まで（即ち一定の長さ）走査するのに要する時間（即ち走査時間）につき、所望の走査時間を記憶する。この所望の走査時間としては、例えば光偏向手段の偏向面が正弦揺動する際、予め定めた所定の偏向周波数（例えば８００Ｈｚ）で正弦揺動するとしたときの、所定の走査開始位置から所定の走査終了位置までに要する走査時間を記憶してもよい。
【００２０】
また、全偏向角調整手段は、実際の走査時間が所望の走査時間と一致するように、光偏向手段の偏向面が正弦揺動するときの最大角度（即ち全偏向角）を調整する。例えば、所望の走査時間を上記のように設定した場合、光偏向手段の偏向面の実際の偏向周波数が所定の偏向周波数からズレていれば、実際の走査時間は所望の走査時間からズレる。具体的には、偏向周波数が所定の偏向周波数よりも小さくなれば、偏向角速度が小さくなるため、実際の走査時間は所望の走査時間よりも大きくなる。この実際の走査時間を所望の走査時間に一致させるために、全偏向角調整手段は全偏向角を調整するのである。というのは、このような光偏向手段を備えた光走査装置では、走査時間は全偏向角の関数として表すことができるため、全偏向角を調整すれば走査時間を調整することができるからである。
また、かかる請求項１記載の光走査装置では、光ビーム検出手段が光ビームを検出した時から再び光ビームを検出する時までの往復時間を往復時間測定手段が測定する。また、偏向周波数測定手段が光偏向手段の偏向面が正弦揺動するときの偏向周波数を測定し、往復時間算出手段が偏向周波数測定手段により測定された偏向周波数及び所望の走査時間から、適正な往復時間を算出する。そして、往復時間比較手段が、往復時間測定手段により測定された実際の往復時間と往復時間算出手段により算出された適正な往復時間とを比較する。全偏向角調整手段は、往復時間比較手段の結果に基づいて、実際の走査時間が所望の走査時間と一致するように全偏向角を調整する。
即ち、請求項１記載の光走査装置は、全偏向角が目標値となるように偏向面を制御するのではなく、往復時間比較手段の結果に基づいて実際の走査時間が所望の走査時間と一致するように全偏向角を調整するようにしたものである。
【００２１】
尚、全偏向角調整手段は、例えば、実際の走査時間が所望の走査時間の許容範囲内になったとき、実際の走査時間が所望の走査時間と一致したとしてもよい。このように、請求項１記載の光走査装置によれば、偏向面が正弦揺動して被走査媒体上を走査する際、光偏向手段の偏向面の偏向周波数が個体差によって異なっていたり或は経時的に変化したとしても、常に安定した走査時間に調整することができる。このため、出力画像の位置ズレを生じることがないという効果が得られる。
請求項２に記載の発明は、前記偏向周波数測定手段は、前記光偏向手段の偏向面が１周期分正弦揺動する周期（即ち偏向周期）から前記偏向周波数を求める、ことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記偏向周波数測定手段は、前記光ビーム検出手段が光ビームを検出した時から再び光ビームを検出する時までの往復時間として前記往復時間測定手段により測定された時間と、前記光ビーム検出手段が再び光ビームを検出した時から更に次の光ビームを検出するまでの往復時間として前記往復時間測定手段により測定された時間との和を前記偏向周期として求め、該偏向周期の逆数を算出することで前記偏向周波数を求める、ことを特徴とする。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の光走査装置であって、前記往復時間算出手段は、下記式（２）に基づいて、前記往復時間のうち短い方の往復時間（即ち短期往復時間）の適正時間を算出することを特徴とする。
【００３９】
【数３】
0003787877.tif 000002
【００４０】
但し、ｔは短期往復時間、Ｂは実効偏向角、Ｃは前記光ビーム検出手段に光ビームが入射するときの、前記偏向面で反射された光ビームの進行方向を示す直線と前記偏向面の振動の中心線とがなす角度、ｆは前記偏向面が正弦揺動するときの偏向周波数、Ｔは走査時間である。かかる請求項４記載の光走査装置によれば、請求項１と同様の効果が得られる。
【００４１】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の光走査装置であって、前記全偏向角調整手段は、前記往復時間比較手段の結果、実際の短期往復時間の方が適正な短期往復時間よりも小さいときには全偏向角が大きくなるように調整し、実際の短期往復時間の方が適正な短期往復時間よりも大きいときには全偏向角が小さくなるように調整することを特徴とする。
【００４２】
かかる請求項５記載の光走査装置では、実際の短期往復時間の方が適正な短期往復時間よりも小さい場合には、上記式（２）より、全偏向角Ａを大きくすれば実際の走査時間は小さくなり、所望の走査時間に近づく。また、実際の短期往復時間の方が適正な短期往復時間よりも大きい場合には、上記式（２）より、全偏向角Ａを小さくすれば実際の走査時間は大きくなり、所望の走査時間に近づく。このように、短期往復時間比較手段の比較結果に基づき全偏向角が増加又は減少する方向に光偏向手段の偏向面の正弦揺動を微調整してフィードバック制御することにより、実際の走査時間を所望の走査時間に一致させる。かかる請求項５記載の光走査装置によれば、請求項１と同様の効果が得られる。
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
請求項６記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の光走査装置であって、前記往復時間算出手段は、下記式（３）に基づいて、前記往復時間のうち長い方の往復時間（即ち長期往復時間）の適正時間を算出することを特徴とする。
【００４７】
【数４】
0003787877.tif 000003
【００４８】
但し、ｔ２は長期往復時間、Ｂは実効偏向角、Ｃは前記光ビーム検出手段に光ビームが入射するときの、前記偏向面で反射された光ビームの進行方向を示す直線と前記偏向面の振動の中心線とがなす角度、ｆは前記偏向面が正弦揺動するときの偏向周波数、Ｔは走査時間である。かかる請求項６記載の光走査装置によれば、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の光走査装置であって、前記全偏向角調整手段は、前記往復時間比較手段の結果、実際の長期往復時間の方が適正な長期往復時間よりも大きいときには全偏向角が大きくなるように調整し、実際の長期往復時間の方が適正な長期往復時間よりも小さいときには全偏向角が小さくなるように調整することを特徴とする。
【００５０】
かかる請求項７記載の光走査装置では、実際の長期往復時間の方が適正な長期往復時間よりも大きい場合には、上記式（３）より、全偏向角Ａを大きくすれば実際の走査時間は小さくなり、所望の走査時間に近づく。また、実際の長期往復時間の方が適正な長期往復時間よりも小さい場合には、上記式（３）より、全偏向角Ａを小さくすれば実際の走査時間は大きくなり、所望の走査時間に近づく。このように、長期往復時間比較手段の比較結果に基づき全偏向角が増加又は減少する方向に光偏向手段の偏向面の正弦揺動を微調整してフィードバック制御することにより、実際の走査時間を所望の走査時間に一致させる。かかる請求項７記載の光走査装置によれば、請求項１と同様の効果が得られる。
【００５１】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の光走査装置であって、前記光ビーム検出手段は、前記被走査媒体上を走査される光ビームの水平同期をとるための検出器を利用したことを特徴とする。かかる請求項８記載の光走査装置では、光ビーム検出手段として、走査開始位置を揃えるために一般的な光走査装置に装備されている検出器、即ち被走査媒体上を走査される光ビームの水平同期をとるための検出器、を利用している。このため、別途光ビーム検出手段を設ける必要がなく、部品点数が削減され、コストが低減されるという効果が得られる。
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【００６１】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の光走査装置であって、前記光偏向手段は、単一の絶縁基板をエッチングすることによって作製した光偏向素子と該光偏向素子を正弦揺動させる駆動部とを含んでなることを特徴とする。
【００６２】
かかる請求項９記載の光走査装置に用いられる光偏向素子は、単一の絶縁基板（例えば単結晶水晶基板など）をエッチングすることにより作製したものであるため、絶縁基板の厚みや、材質の不均衡、あるいはエッチングプロセスの誤差により、通常その偏向周波数の誤差は±３％程度となる。このため、大量生産時には個々の光偏向素子による偏向周波数のばらつきが大きい。従って、このような光偏向素子を用いる従来の光走査装置は偏向面が正弦揺動して走査を行う際に出力画像の位置ズレを生じるおそれが大きいものである。このような光走査装置に請求項１〜８記載の発明の構成を採用した場合には、その効果が顕著に発揮される。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
はじめに、本発明を説明する上での前提となる参考例を説明する。
［第１参考例］
図１は第１参考例の光走査装置の概略説明図、図２は光偏向素子の斜視図である。
【００６４】
光走査装置１の筐体２には、被走査媒体である感光ドラム３を照射するに必要なレーザビームを形成する全ての部材、即ちレーザユニット２５（本発明の光ビーム出射手段）、偏向器１０（本発明の光偏向手段）、ビーム検出器１４、制御ユニット５０（本発明の出射制御手段）が備えられている。
【００６５】
レーザユニット２５は、筐体２の一部位である円筒開口部６に一体化されて固定され、半導体レーザ４とコリメータレンズ５と鏡筒７とから構成されている。このうち、半導体レーザ４は、外部から入力される画像信号に従って強弱に変調されたレーザビームを出射し、コリメータレンズ５に入射させる。また、コリメータレンズ５は、円筒形状のガラスレンズからなり、半導体レーザ４から出射されたレーザビームを受けて平行なレーザ光として鏡筒７の開口から出射させるものである。このような円筒形状のレンズとしては、円筒軸垂直方向に屈折率分布を持ったＧＲＩＮレンズが知られている。鏡筒７は、樹脂成型品からなり、コリメータレンズ５を、鏡筒７の外形円筒面の中心軸と、コリメータレンズ５の光軸がほぼ一致するように保持するものである。半導体レーザ４とコリメータレンズ５は、半導体レーザ４の発光点がコリメータレンズ５の光軸に略一致し、また半導体レーザ４の発光点がコリメータレンズ５の焦点に一致するように調整される。これらを調整することにより半導体レーザ４より放射されたレーザビームはコリメータレンズ５を通過後、コリメータレンズ５の光軸と略一致した平行ビームとなり、鏡筒７の開口により平行ビームの断面形状が所定の形状となるべく規制されて出射される。
【００６６】
偏向器１０は、光偏向素子９とその光偏向素子９を正弦振動させるための駆動部１１とからなり、筐体２に配設されている。この光偏向素子９の構成について、図２を参照して説明する。光偏向素子９を構成するフレーム４１には、上部及び下部に一体形成されたバネ部４２、４３を介して可動部４４が支持されている。これら、フレーム４１、バネ部４２、４３及び可動部４４は単一の絶縁基板によって構成されており、またこれらの形状は、フォトリソグラフィ及びエッチングの技術を利用して形成される。ここで、絶縁基板としては、例えば厚さが５×１０-5ｍ程度の水晶基板が使用可能である。なお、フレーム４１は必ずしも必要ではない。また、可動部４４には反射鏡４５とコイルパターン４６とがフォトリソグラフィ及びエッチングの技術を利用して形成されている。この反射鏡４５の表面精度は、結像時のビーム形状を乱さないようにするために、半導体レーザ４より出射されるレーザビームの波長の１／４程度とされる。また、上部及び下部のバネ部４２、４３にはそれぞれコイルパターン４６への導通のためのリード線４７、４８が設けられており、上部側のリード線４７にはコイルパターン４６を飛び越して接続されるジャンパ線４９が設けられている。尚、上述したフレーム４１、バネ部４２，４３及び可動部４４の形成方法や反射鏡４５及びコイルパターン４６の形成方法については、特公昭６０−５７０５２号公報に詳細に記載されているので、ここでの説明を省略する。また、偏向器１０の駆動部１１としては、例えば永久磁石が用いられ、所定のバイアス磁界を形成するように配置されている。
【００６７】
このように構成された本実施例の偏向器１０では、光偏向素子９のコイルパターン４６を駆動部１１により与えられるバイアス磁界中に配置させ、リード線４７、４８及びジャンパ線４９を介してコイルパターン４６に電流を流すことにより、可動部４４が上部及び下部のバネ部４２、４３を軸として正弦的に往復揺動運動する。そして、可動部４４がこのような往復揺動をすることにより、反射鏡４５にて反射されるレーザビームが偏向作用を受けて水平に掃引されるのである。
【００６８】
ここで、可動部４４の往復揺動によって、レーザビームが偏向される最大角度を全偏向角Ａ（図１参照）と呼ぶ。また、実際に画像の書き込みに利用される角度、すなわち走査開始位置へレーザビームが入射する時点での偏向角から走査終了位置へレーザビームが入射する時点での偏向角に至る角度を、実効偏向角（図１参照）と呼ぶ。全偏向角Ａは、例えば１００゜程度であるが、実効偏向角はこれより小さく８０゜程度となる。
【００６９】
筐体２には偏向器１０の駆動をコントロールするための偏向器ドライバ２１が設置されており、偏向器ドライバ２１は、全偏向角Ａを調整可能な全偏向角調整トリマ２２を備えている。結像レンズ１２は、１枚玉のプラスチックレンズからなり、偏向器１０による偏向作用を受けたレーザビームを感光ドラム３上に結像させ、更に感光ドラム３上にてレーザビームによる走査線が略等速で主走査方向に移動するようにＦ・ａｒｃｓｉｎθ特性を有している。ところで一般の結像レンズでは、光線のレンズへの入射角がθの時、像面上での結像する位置ｒについて、ｒ＝Ｆ・ｔａｎθ（Ｆは結像レンズの焦点距離）となる関係がある。しかし、本実施例のように、正弦揺動する偏向器１０により反射されるレーザビームは結像レンズ１２への入射角が、時間と共に三角関数的に変化する。従って、一般の結像レンズを用いると共に一定時間間隔で半導体レーザ４をＯＮすることにより間欠的にレーザビームを出射させて、そのビームスポット列を感光ドラム３上に結像させると、それらビームスポット列の間隔は等間隔とはならなくなる。よって、本実施例のように正弦揺動する偏向器１０を用いる光走査装置１においては、上述のような現象を避けるために、結像レンズ１２として、ｒ＝Ｆ・ａｒｃｓｉｎθなる特性を有するものが用いられる。このような結像レンズ１２をＦアークサインθレンズと称する。
【００７０】
そして、結像レンズ１２より出射されたレーザビームは、感光ドラム３上への照射を妨げない領域内でかつ往路の走査開始側に設けられた導光ミラー１３にて光路を折り返されて、筐体２の一部分として形成されているナイフエッジ２０を通過してビーム検出器１４に導かれる。
【００７１】
ビーム検出器１４は、ｐｉｎフォトダイオード等の光電変換素子からなり、掃引されるレーザビームを検出するものである。このビーム検出器１４は、往路における画像情報を半導体レーザ４へ入力するスタートタイミングを制御するための検出信号を制御ユニット５０に出力する。これにより、偏向器１０の可動部４４が正弦揺動する際の偏向角速度のムラによる水平方向の信号の同期ズレを大幅に軽減でき、質のよい画像が得られると共に偏向器１０に要求される偏向角速度の精度の許容範囲を大きくすることができる。
【００７２】
また、ビーム検出器１４は、半導体レーザ４と同一の一枚の基板１７平面上に配設されている。このため、ビーム検出器１４と半導体レーザ４を駆動するための駆動回路との間の電気信号の経路を短くすることができるので、回路系が周囲電気ノイズによって誤動作を起こす可能性を低くすることができる。さらに、ビーム検出器１４と半導体レーザ４とが同一の一枚の基板１７平面上に配設されており、両者の駆動回路が基板１７上に共存しているため、基板１７の枚数が低減でき、基板間を結線するハーネス１８の本数を同時に低減することもできるという効果を合わせもっている。
【００７３】
基板１７は、ネジにより筐体２に固定されており、ハーネス１８伝い、または、直接の外力により、基板１７が力を受けて半導体レーザ４が筐体２から抜けてしまったり、その位置がずれてしまったりするのを防ぐという効果を持っている。
【００７４】
ナイフエッジ２０は筐体２の一部分として設けられている。なお、従来は、薄い金属を打ち抜き加工した矩形スリット状の部品を位置調整して筐体２にネジ等で固定して配設されていた。従って、本実施例のように、ナイフエッジ２０を筐体２の一部分として形成したことにより、部品点数を低減できるという効果が得られる。
【００７５】
筐体２は一般に広く用いられているガラス繊維入りポリカーボネートにて形成されている。このため、各構成要素を位置精度よく担持し、振動による歪が小さい。制御ユニット５０は、周知のＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、タイマカウンタ５４及び入出力ポート５６を備え、これらがバス５７で接続されたものである。この制御ユニット５０には、入出力ポート５６を介して、ビーム検出器１４からの検出信号が入力可能に接続され、レーザユニット２５に制御信号（出射信号、停射信号）を出力可能に接続され、偏向器１０に電流を流すための信号を出力可能に接続されている。
【００７６】
次に、上記光走査装置１を組立、調整する工程における全偏向角調整処理について図３に基づいて説明する。図３は第１参考例の全偏向角調整処理のフローチャートである。まず、所定の走査開始位置に相当する位置に走査開始時期検出センサ２６を設置し、所定の走査終了位置に相当する位置に走査終了時期検出センサ２７を設置する。これらのセンサ２６、２７は制御ユニット５０に検出信号を出力するように接続されている。
【００７７】
この状態で光走査装置１のスイッチがオンされると、制御ユニット５０は、光偏向素子９のコイルパターン４６に所定の電流を流し、また、レーザユニット２５に出射信号を出力する（Ｓ１０）。これにより、光偏向素子９の反射鏡４５は正弦揺動を開始し、レーザユニット２５はレーザビームを出射する。尚、制御ユニット５０のＲＯＭ５２には、予め設定された所望の走査時間Tobj が記憶されている。
【００７８】
制御ユニット５０は、光偏向素子９の反射鏡４５が安定して正弦揺動するまでの準備時間が経過したか否かを判断し（Ｓ１１）、この準備時間が経過していなければ（Ｓ１１でＮＯ）、この準備時間が経過するまで待機する。この準備時間が経過したならば（Ｓ１１でＹＥＳ）、実際の走査時間Ｔを測定する（Ｓ１２）。この実際の走査時間Ｔの測定は、走査開始時期検出センサ２６の検出信号が入力された時点から走査終了時期検出センサ２７の検出信号が入力された時点までの時間を測定することにより行う。
【００７９】
実際の走査時間Ｔの測定終了後、この走査時間Ｔと所望の走査時間Ｔobj との差の絶対値が許容範囲内か否かを判定する（Ｓ１３）。両者の差の絶対値が許容範囲内でなければ（Ｓ１３でＮＯ）、続いてＳ１４で両者の大小関係を判定する。
【００８０】
Ｓ１４で実際の走査時間Ｔが所望の走査時間Ｔobj よりも大きければ（Ｓ１４でＹＥＳ）、全偏向角Ａが大きくなるように全偏向角調整トリマ２２を回転させて光偏向素子９のコイルパターン４６に流れる電流量を調整する（Ｓ１５）。即ち、全偏向角Ａと走査時間Ｔの関係は、
【００８１】
【数５】
0003787877.tif 000004
【００８２】
で表されるため、実際の走査時間Ｔが所望の走査時間Ｔobj よりも大きいときには全偏向角Ａが大きくなるように調整すれば、実際の走査時間Ｔは小さくなり所望の走査時間Ｔobj に近づく。即ち、上記式（１）より、偏向周波数ｆにばらつきがあったとしても、偏向周波数ｆを測定することなく、実際の走査時間Ｔが所望の走査時間Ｔobj に一致するように全偏向角Ａの微調整を繰り返し行えば、実際の走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔobj に一致させることができることがわかる。
【００８３】
Ｓ１４で実際の走査時間Ｔが所望の走査時間Ｔobjが小さければ（Ｓ１４でＮＯ）、全偏向角Ａが小さくなるように全偏向角調整トリマ２２を回転させて光偏向素子９のコイルパターン４６に流れる電流量を調整する（Ｓ１６）。このように調整することで、実際の走査時間Ｔは大きくなり所望の走査時間Ｔobj に近づく。
【００８４】
そして、Ｓ１５又はＳ１６で全偏向角調整トリマ２２を回転させてコイルパターン４６に流れる電流量を調整した後、再びＳ１２以下の処理を繰り返す。そして、Ｓ１３で走査時間Ｔと所望の走査時間Ｔobj との差の絶対値が許容範囲内となった時点で（Ｓ１３でＹＥＳ）、この処理を終える。
【００８５】
その後、走査開始時期検出センサ２６、走査終了時期検出センサ２７を取り外す。このように、第１参考例の光走査装置１は、組立、調整する工程において実際の走査時間Ｔがスペックの範囲内になるように全偏向角調整トリマ２２を調整してあるため、反射鏡４５の偏向周波数が設計値通りでない場合でも、出力画像の位置ズレを生じることがないという効果が得られる。特に、光偏向素子９のように、単結晶水晶基板をエッチングプロセスとフォトリソグラフィプロセルにより加工したものは、水晶基板の厚みや材質の不均衡、あるいはエッチングプロセスの誤差により、大量生産時に偏向周波数のばらつきが大きいので、本実施例の上記効果が際立って発揮される。また、全偏向角調整トリマ２２を回転させることで光偏向素子９のコイルパターン４６に供給する電流量を変化させて全偏向角Ａを調整するため、調整を迅速に行うことができる。
【００８６】
尚、制御ユニット５０が本発明の走査時間記憶手段、全偏向角調整手段に相当する。また、Ｓ１５及びＳ１６が全偏向角調整手段の処理に相当する。
［第２参考例］
第２参考例の光走査装置は、リアルタイムで走査時間を測定し制御するものである。図４は第２参考例の光走査装置の概略説明図である。
【００８７】
第２参考例の光走査装置は、走査開始時期検出センサ２６が筺体２における感光ドラム３の所定の走査開始位置に相当する位置に設けられ、走査終了時期検出センサ２７が筺体２における感光ドラム３の所定の走査終了位置に相当する位置に設けられている点を除いては、第１参考例と同様であるため、同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。尚、両検出センサ２６、２７は、検出信号を制御ユニット５０に出力可能に接続されている。
【００８８】
第２参考例の光走査装置は、第１参考例の全偏向角調整処理と同様の処理を１頁分の画像を出力する前に行う。そして、この全偏向角調整処理が終了した後、１頁分の画像を出力する。画像を出力する場合、制御ユニット５０は、レーザユニット２５が画像情報に基づいて点滅するレーザビームを出射するように制御する。これを受けた感光ドラム３は公知の電子写真プロセス等により顕像化された後、普通紙または特殊紙より成る転写材上に周知の転写機構及び定着機構により転写・定着されハードコピーとして出力される。
【００８９】
第２参考例では１頁分の画像を出力する前に全偏向角調整処理を行うため、光偏向素子９の個体差を補正できるだけでなく、偏向周波数の温度、湿度等による変動や経時的に変動した場合にも、実際の走査時間Ｔが常にスペックの範囲内に収まるように制御できる。このため、出力画像の位置ズレを生じることがないという効果が得られる。
【００９０】
尚、第２参考例につき、走査開始時期検出センサ２６の検出信号を利用して偏向周期を測定し該偏向周期から偏向周波数ｆを求めて、この偏向周波数ｆと所望の走査時間を上記式（１）に代入して目標とする全偏向角Ａの値を算出し、直接全偏向角Ａを例えば角度センサでモニターしながら、全偏向角調整トリマ２２の回転を調整してもよい。この場合にも、上記と同様の効果が得られる。
［第１実施例］
第１実施例の光走査装置の構成は、走査開始時期検出センサ２６及び走査終了時期検出センサ２７を備えていない点を除いては第１参考例と同様の構成であるため、その説明を省略する。
【００９１】
光偏向素子９の反射鏡４５は正弦揺動するため、この反射鏡４５によって偏向されるレーザビームは往復運動する。このため、ビーム検出器１４には往復それぞれ１回づつ、つまり１周期で２回づつレーザビームが入射する。このときのタイムチャートを図５に示す。ビーム検出器１４は前述のように、感光ドラム３上への照射を妨げない領域に設置された導光ミラー１３で折り返されたレーザビームが入射する位置に設置されており、感光ドラム３側をレーザビームが往復する長期往復時間ｔ’と、感光ドラム３の反対側をレーザビームが往復する短期往復時間ｔが交互に発生する。この長期往復時間ｔ’と短期往復時間ｔの和が偏向周期である。
【００９２】
この偏向周期から偏向周波数ｆを求めれば、短期往復時間ｔと、所定の走査開始位置から所定の走査終了位置までに要する時間即ち走査時間Ｔとは、下記式（２）の関係により１対１に対応しているため、走査時間Ｔの代わりに短期往復時間ｔをモニターしながら、全偏向角Ａを調整することで走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔと一致するように制御することが可能である。尚、下記式（２）において、Ｃは、導光ミラー１３にレーザビームが入射するときの、光偏向素子９の反射鏡４５で反射されたレーザビームの進行方向を示す直線と、光偏向素子９の反射鏡４５の振動の中心線とがなす角度である（図１参照、以下同じ）。
【００９３】
【数６】
0003787877.tif 000005
【００９４】
この第１実施例の光走査装置における全偏向角調整処理は、実際の走査時間Ｔを直接測定する代わりに、書き込み信号のスタートタイミングを制御するためのビーム検出器１４の検出信号から実際の偏向周波数ｆを求めると共に短期往復時間ｔ（反射鏡４５が１周期分正弦揺動する際、ビーム検出器１４がレーザビームを受けた時から再びレーザビームを受ける時までの往復時間のうち短い方の往復時間）を測定し、この短期往復時間ｔに基づいて全偏向角Ａを調整し、実際の走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔobj に一致させるものである。
【００９５】
第１実施例の全偏向角調整処理について、図６を参照しながら説明する。図６は第１実施例の全偏向角調整処理のフローチャートである。尚、第１実施例の光走査装置は、第２参考例と同様、この全偏向角調整処理を１頁分の画像を出力する前に行う。そして、この全偏向角調整処理が終了した後、１頁分の画像を出力する（画像出力については、第２参考例と同様にして行う）。
【００９６】
光走査装置１のスイッチがオンされると、制御ユニット５０は、光偏向素子９のコイルパターン４６に所定の電流を流し、また、レーザユニット２５に出射信号を出力する（Ｓ３０）。これにより、光偏向素子９の反射鏡４５は正弦揺動を開始し、レーザユニット２５はレーザビームを出射する。尚、制御ユニット５０のＲＯＭ５２には、予め設定された所望の走査時間Ｔobj が記憶されている。
【００９７】
制御ユニット５０は、光偏向素子９の反射鏡４５が安定して正弦揺動するまでの準備時間が経過したか否かを判断し（Ｓ３１）、この準備時間が経過していなければ（Ｓ３１でＮＯ）、この準備時間が経過するまで待機する。この準備時間が経過したならば（Ｓ３１でＹＥＳ）、実際の偏向周波数ｆを測定する（Ｓ３２）。この実際の偏向周波数ｆの測定は、制御ユニット５０がビーム検出器１４の検出信号を受けた時から次のビーム検出器１４の検出信号を受けるまでの往復時間ｔm1、及び、前記次のビーム検出器１４の検出信号を受けた時から更に次のビーム検出器１４の検出信号を受けるまでの往復時間ｔm2を測定し、それぞれＲＡＭ５３に記憶する。そして、往復時間ｔm1と往復時間ｔm2の和即ち偏向周期を求め、この偏向周期の逆数を算出して偏向周波数ｆを求める。
【００９８】
続いて、適正な短期往復時間ｔ１を上記式（２）により算出する（Ｓ３３）。即ち、上記式（２）のＴとして所望の走査時間Ｔobj 、ｆとしてＳ３２で求めた偏向周波数ｆを代入し、得られるｔを適正な短期往復時間ｔ１とする。その後、ＲＡＭ５３に記憶した往復時間ｔm1と往復時間ｔm2のうちいずれか短い方を実際の短期往復時間ｔとしてＲＡＭ５３に記憶し（Ｓ３４）、この実際の短期往復時間ｔと適正な短期往復時間ｔ１との比較を行い、両者の差の絶対値が許容範囲内か否かを判定する（Ｓ３５）。両者の差の絶対値が許容範囲内でなければ（Ｓ３５でＮＯ）、続いてＳ３６で両者の大小関係を判定する。
【００９９】
Ｓ３６で実際の短期往復時間ｔが適正な短期往復時間ｔ１より小さければ（Ｓ３６でＮＯ）、全偏向角Ａが大きくなるように全偏向角調整トリマ２２を回転させて光偏向素子９のコイルパターン４６に流れる電流量を調整する（Ｓ３７）。ここで、実際の短期往復時間ｔが適正な短期往復時間ｔ１よりも小さいということは、上記式（２）から実際の走査時間Ｔは所望の走査時間Ｔobj より大きいので、Ｓ３７のように調整することで、実際の走査時間Ｔを小さくして所望の走査時間Ｔobj に近づけるのである。
【０１００】
一方、Ｓ３６で実際の短期往復時間ｔが適正な短期往復時間ｔ１よりも大きければ（Ｓ３６でＹＥＳ）、全偏向角Ａが小さくなるように全偏向角調整トリマ２２を回転させて光偏向素子９のコイルパターン４６に流れる電流量を調整する（Ｓ３８）。ここで、実際の短期往復時間ｔが適正な短期往復時間ｔ１よりも大きいということは、上記式（２）から実際の走査時間Ｔは所望の走査時間Ｔobj より小さいので、Ｓ３８のように調整することで、実際の走査時間Ｔを大きくして所望の走査時間Ｔobj に近づけるのである。
【０１０１】
そして、Ｓ３７又はＳ３８で全偏向角調整トリマ２２を回転させてコイルパターン４６に流れる電流量を調整した後、再びＳ３２以下の処理を繰り返す。そして、Ｓ３５で実際の短期往復時間ｔと適正な短期往復時間ｔ１Ｔとの差の絶対値が許容範囲内となった時点で（Ｓ３５でＹＥＳ）、この処理を終える。
【０１０２】
このように、実際の短期往復時間ｔをフィードバック制御することで、実際の走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔobj と一致するように制御することができる。このため、反射鏡４５の偏向周波数が設計値通りでない場合でも、出力画像の位置ズレを生じることがないという効果が得られる。また、第１実施例では、書き込み信号のスタートタイミングを制御するための前記ビーム検出器１４を用いて、走査時間を制御できるため、あらたに走査時間測定用の光電変換素子を備える必要がない。
【０１０３】
尚、制御ユニット５０が本発明の走査時間記憶手段、往復時間測定手段、偏向周波数測定手段、往復時間算出手段、往復時間比較手段、全偏向角調整手段に相当する。また、Ｓ３２が往復時間測定手段及び偏向周波数測定手段の処理に、Ｓ３３が往復時間算出手段の処理に、Ｓ３５及びＳ３６が往復時間比較手段の処理に、Ｓ３７及びＳ３８が全偏向角調整手段の処理に相当する。
［第２実施例］
第２実施例の光走査装置の構成は、第１実施例と同様の構成であるため、その説明を省略する。
【０１０４】
この第２実施例の光走査装置における全偏向角調整処理は、実際の走査時間Ｔを直接測定する代わりに、書き込み信号のスタートタイミングを制御するためのビーム検出器１４の検出信号から偏向周波数ｆを求めると共に長期往復時間ｔ’（反射鏡４５が１周期分正弦揺動する際、ビーム検出器１４がレーザビームを受けた時から再びレーザビームを受ける時までの往復時間のうち長い方の往復時間）を測定し、この長期往復時間ｔ’に基づいて全偏向角Ａを調整し、実際の走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔobj に一致させるものである。
【０１０５】
偏向周期から偏向周波数ｆを求めれば、長期往復時間ｔ’と、所定の走査開始位置から所定の走査終了位置までに要する時間即ち走査時間Ｔとは、下記式（３）の関係により１対１に対応しているため、走査時間Ｔの代わりに長期往復時間ｔ’をモニターしながら、全偏向角Ａを調整することで走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔobj と一致するように制御することが可能である。
【０１０６】
【数７】
0003787877.tif 000006
【０１０７】
第２実施例の全偏向角調整処理について、図７を参照しながら説明する。図７は第２実施例の全偏向角調整処理のフローチャートである。尚、第２実施例の光走査装置は、第２、３実施例と同様、この全偏向角調整処理を１頁分の画像を出力する前に行う。そして、この全偏向角調整処理が終了した後、１頁分の画像を出力する。
【０１０８】
光走査装置１のスイッチがオンされると、制御ユニット５０は、上記Ｓ３０〜Ｓ３２と同様のＳ４０〜Ｓ４２の処理を行う。Ｓ４２で実際の偏向周波数ｆを測定した後、適正な長期往復時間ｔ２を上記式（３）により算出する（Ｓ４３）。即ち、上記式（３）のＴとして所望の走査時間Ｔobj 、ｆとしてＳ４２で求めた偏向周波数ｆを代入し、得られるｔを適正な長期往復時間ｔ２とする。
【０１０９】
その後、ＲＡＭ５３に記憶した往復時間ｔm1と往復時間ｔm2のうちいずれか長い方を実際の長期往復時間ｔ'としてＲＡＭ５３に記憶し（Ｓ４４）、この実際の長期往復時間ｔ'と適正な長期往復時間ｔ２との比較を行い、両者の差の絶対値が許容範囲内か否かを判定する（Ｓ４５）。両者の差の絶対値が許容範囲内でなければ（Ｓ４５でＮＯ）、続いてＳ４６で両者の大小関係を判定する。
【０１１０】
Ｓ４６で実際の長期往復時間ｔ’が適正な長期往復時間ｔ２より大きければ（Ｓ４６でＹＥＳ）、全偏向角Ａが大きくなるように全偏向角調整トリマ２２を回転させて光偏向素子９のコイルパターン４６に流れる電流量を調整する（Ｓ４７）。ここで、実際の長期往復時間ｔ’が適正な長期往復時間ｔ２よりも大きいということは、上記式（３）から実際の走査時間Ｔは所望の走査時間Ｔobj より大きいので、Ｓ４７のように調整することで、実際の走査時間Ｔを小さくして所望の走査時間Ｔobj に近づけるのである。
【０１１１】
一方、Ｓ４６で実際の長期往復時間ｔ’が適正な長期往復時間ｔ２より小さければ（Ｓ４６でＮＯ）、全偏向角Ａが小さくなるように全偏向角調整トリマ２２を回転させて光偏向素子９のコイルパターン４６に流れる電流量を調整する（Ｓ４８）。ここで、実際の長期往復時間ｔ’が適正な長期往復時間ｔ２より小さいということは、上記式（３）から実際の走査時間Ｔは所望の走査時間Ｔobj より小さいので、Ｓ４８のように調整することで、実際の走査時間Ｔを大きくして所望の走査時間Ｔobj に近づけるのである。
【０１１２】
そして、Ｓ４７又はＳ４８で全偏向角調整トリマ２２を回転させてコイルパターン４６に流れる電流量を調整した後、再びＳ４２以下の処理を繰り返し行う。そして、Ｓ４５で実際の長期往復時間ｔ’と適正な長期往復時間ｔ２との差の絶対値が許容範囲内となった時点で（Ｓ４５でＹＥＳ）、この処理を終える。
【０１１３】
このように、実際の長期往復時間ｔ’をフィードバック制御することで、実際の走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔobj と一致するように制御することができる。このため、反射鏡４５の偏向周波数が設計値通りでない場合でも、出力画像の位置ズレを生じることがないという効果が得られる。また、第２実施例では、第１実施例と同様、書き込み信号のスタートタイミングを制御するための前記ビーム検出器１４を用いて、走査時間を制御できるため、あらたに走査時間測定用の光電変換素子を備える必要がない。
【０１１４】
尚、制御ユニット５０が本発明の走査時間記憶手段、往復時間測定手段、偏向周波数測定手段、往復時間算出手段、往復時間比較手段、全偏向角調整手段に相当する。また、Ｓ４２が往復時間測定手段及び偏向周波数測定手段の処理に、Ｓ４３が往復時間算出手段の処理に、Ｓ４５及びＳ４６が往復時間比較手段の処理に、Ｓ４７及びＳ４８が全偏向角調整手段の処理に相当する。
［第３実施例］
第３実施例の光走査装置の構成は、第１実施例と同様の構成であるため、その説明を省略する。
【０１１５】
この第３実施例の光走査装置における全偏向角調整処理は、実際の走査時間Ｔを直接測定する代わりに、所定の走査点における走査速度Ｖを測定し、この走査速度Ｖに基づいて全偏向角Ａを調整することにより、実際の走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔobj に一致させるものである。
【０１１６】
第３実施例の光走査装置において、ビーム検出器１４は、小さな入射スリットと応答速度の速い光電変換素子基板から成る（例えば、図１１の一対のスリット板８２、８２により形成された入射スリットと応答速度の速い光電変換素子基板８３を参照）。この入射スリットのスリット幅は一定であるため、ビーム検出器１４の入射スリットにレーザビームが入射し始めてからスリット幅を通過するまでの時間ｔｓ（図５参照）を測定すれば、導光ミラー１３を設置した位置での走査速度Ｖが得られる。即ち、制御ユニット５０が、ビーム検出器１４の検出信号の出力が開始された時点からその出力が終了するまでの時間ｔｓを測定すれば、導光ミラー１３を設置した位置における走査速度Ｖが求められる。
【０１１７】
また、偏向周期から偏向周波数ｆを求めれば、走査速度Ｖと、所定の走査開始位置から所定の走査終了位置までに要する時間即ち走査時間Ｔとは、下記式（４）の関係により１対１に対応しているため、走査時間Ｔの代わりに走査速度Ｖをモニターしながら、全偏向角Ａを調整することで実際の走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔobj と一致するように制御することが可能である。尚、下記式（４）中、Ｆは結像レンズ１２の焦点距離である。
【０１１８】
【数８】
0003787877.tif 000007
【０１１９】
第３実施例の全偏向角調整処理について、図８を参照しながら説明する。図８は第３実施例の全偏向角調整処理のフローチャートである。尚、第３実施例の光走査装置は、第２〜４実施例と同様、この全偏向角調整処理を１頁分の画像を出力する前に行う。そして、この全偏向角調整処理が終了した後、１頁分の画像を出力する。
【０１２０】
光走査装置１のスイッチがオンされると、制御ユニット５０は、上記Ｓ３０〜Ｓ３１と同様のＳ５０〜Ｓ５１の処理を行う。Ｓ５１で準備時間が経過したならば（Ｓ５１でＹＥＳ）、実際の走査速度Ｖを測定し、ＲＡＭ５３に記憶する（Ｓ５２）。この実際の走査速度Ｖの測定は、制御ユニット５０がビーム検出器１４の検出信号の出力が開始された時点からその出力が終了するまでの時間ｔｓを測定することにより、ビーム検出器１４の所定のスリット幅を通過するのに要する時間がわかるため、導光ミラー１３を設置した位置での走査速度Ｖが求められる。
【０１２１】
続いて、実際の偏向周波数ｆを測定する（Ｓ５３）。この処理は、第１実施例のＳ３２と同様である。続いて、適正な走査速度Ｖ１を上記式（４）により算出する（Ｓ５４）。即ち、上記式（４）のＴとして所望の走査時間Ｔobj 、ｆとしてＳ５３で求めた偏向周波数ｆを代入し、得られるＶを適正な走査速度Ｖ１とする。
【０１２２】
そして、実際の走査速度Ｖと適正な走査速度Ｖ１との比較を行い、両者の差の絶対値が許容範囲内か否かを判定する（Ｓ５５）。両者の差の絶対値が許容範囲内でなければ（Ｓ５５でＮＯ）、続いてＳ５６で両者の大小関係を判定する。Ｓ５６で実際の走査速度Ｖが適正な走査速度Ｖ１より小さければ（Ｓ５６でＮＯ）、全偏向角Ａが大きくなるように全偏向角調整トリマ２２を回転させて光偏向素子９のコイルパターン４６に流れる電流量を調整する（Ｓ５７）。ここで、実際の走査速度Ｖが適正な走査速度Ｖ１より小さいということは、上記式（４）から実際の走査時間Ｔは所望の走査時間Ｔobj より大きいので、Ｓ５７のように調整することで、実際の走査時間Ｔを小さくして所望の走査時間Ｔobj に近づけるのである。
【０１２３】
一方、Ｓ５６で実際の走査速度Ｖが適正な走査速度Ｖ１より大きければ（Ｓ５６でＹＥＳ）、全偏向角Ａが小さくなるように全偏向角調整トリマ２２を回転させて光偏向素子９のコイルパターン４６に流れる電流量を調整する（Ｓ５８）。ここで、実際の走査速度Ｖが適正な走査速度Ｖ１より大きいということは、上記式（４）から実際の走査時間Ｔは所望の走査時間Ｔobj より小さいので、Ｓ５８のように調整することで、実際の走査時間Ｔを大きくして所望の走査時間Ｔobjに近づけるのである。
【０１２４】
そして、Ｓ５７またはＳ５８で全偏向角調整トリマ２２を回転させてコイルパターン４６に流れる電流量を調整した後、再びＳ５２以下の処理を行う。そして、Ｓ５５で実際の走査速度Ｖと適正な走査速度Ｖ１との差の絶対値が許容範囲内となった時点で（Ｓ５５でＹＥＳ）、この処理を終える。
【０１２５】
このように、実際の走査速度Ｖをフィードバック制御することで、実際の走査時間Ｔを所望の走査時間Ｔobj と一致するように制御することができる。このため、反射鏡４５の偏向周波数が設計値通りでない場合でも、出力画像の位置ズレを生じることがないという効果が得られる。また、この第３実施例では、第１実施例と同様、書き込み信号のスタートタイミングを制御するための前記ビーム検出器１４を用いて、走査時間を制御できるため、あらたに走査時間測定用の光電変換素子を備える必要がない。
【０１２６】
尚、制御ユニット５０が本発明の走査時間記憶手段、偏向周波数測定手段、全偏向角調整手段に相当する。また、Ｓ５３が偏向周波数測定手段の処理に、Ｓ５７及びＳ５８が全偏向角調整手段の処理に相当する。
［上記実施例の変形例］
上記各実施例にて示したような光偏向素子９とバイアス磁界を与えるための駆動部１１としての永久磁石とからなる正弦揺動共振型偏向器のみでなく、たとえば、永久磁石の代わりの駆動部として積層圧電素子と機械的変倍てこ機構を用いた正弦揺動共振型偏向器や、電磁駆動型のガルバノミラーのうち、レーザビームを偏向する偏向手段の機械共振点にて偏向に作用する素子が正弦的に揺動するような型のものであれば、いずれのものでもその偏向周波数が個体間でばらついたり、または、環境変動による偏向周波数の変化という共通の問題点を持ち得るため、上述した本実施例の主旨に添う構成をとることが可能となり、それにより得られる効果は本実施例と同様に大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１参考例の光走査装置の概略説明図である。
【図２】第１参考例の光偏向素子の斜視図である。
【図３】第１参考例の全偏向角調整処理のフローチャートである。
【図４】第２参考例の光走査装置の概略説明図である。
【図５】第１実施例のタイムチャートである。
【図６】第１実施例の全偏向角調整処理のフローチャートである。
【図７】第２実施例の全偏向角調整処理のフローチャートである。
【図８】第３実施例の全偏向角調整処理のフローチャートである。
【図９】全偏向角Ａと走査時間Ｔの関係を表すグラフである。
【図１０】出力画像の位置ズレを表す説明図である。
【図１１】従来の光走査装置の概略説明図である。
【図１２】従来の光偏向素子の斜視図である。
【符号の説明】
１・・・光走査装置、  ２・・・筐体、３・・・感光ドラム、  ４・・・半導体レーザ、５・・・コリメータレンズ、  ９・・・光偏向素子、１０・・・偏向器、  １１・・・駆動部、１２・・・結像レンズ、  １３・・・導光ミラー、１４・・・ビーム検出器、  １７・・・基板、１９・・・オリカエシミラー群、  ２５・・・レーザユニット、４１・・・フレーム、  ４２、４３・・・バネ部、４４・・・可動部、  ４５・・・反射鏡、４６・・・コイルパターン、  ５０・・・制御ユニット、
【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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【図１１】
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【図１２】
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