光走査装置、及びこれを用いた画像形成装置
【課題】光走査装置における画像データの走査される領域幅を補正することができる光走査装置、及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】光センサＢＤ１，ＢＤ２で光線が検出されたタイミングの時間差を検出し、当該時間差に基づき実走査時間を取得する時間差計測部２１１と、実走査時間が目標走査時間ｔｓより長い場合、クロック信号生成部２１５によって画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を減少させ、実走査時間が目標走査時間ｔｓより短い場合、クロック信号生成部２１５によって画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を増大させる周波数調整処理を行うクロック周波数調節部２１７とを備える。
【解決手段】光センサＢＤ１，ＢＤ２で光線が検出されたタイミングの時間差を検出し、当該時間差に基づき実走査時間を取得する時間差計測部２１１と、実走査時間が目標走査時間ｔｓより長い場合、クロック信号生成部２１５によって画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を減少させ、実走査時間が目標走査時間ｔｓより短い場合、クロック信号生成部２１５によって画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を増大させる周波数調整処理を行うクロック周波数調節部２１７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成に用いられる感光体ドラムを露光する光走査装置、及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリンタ、ファクシミリ又は複写機等の画像形成装置において、半導体レーザから出射されたレーザ光を高速で回転するポリゴンミラーに入射させ、ポリゴンミラーで反射させたレーザ光により感光体ドラム上を走査して、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する光走査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、上述のようなポリゴンミラーの代わりに、半導体プロセスにより基板表面に鏡面を形成したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーを用いた光走査装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。ＭＥＭＳミラーは、ポリゴンミラーよりジッタや面倒れ等の性能に優れている。ＭＥＭＳミラーは、機械的振動周波数で振動することで、振り角が変化し、レーザ光の走査を行うようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１６６５９２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ポリゴンミラーを用いた光走査装置では、ポリゴンミラーの回転速度が僅かでも変動すると、有効な画像データが走査される領域幅が変動してしまうという不都合があった。また、ＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置では、ＭＥＭＳミラーの機械的振動周波数はデバイスの温度に大きく依存しているため、ＭＥＭＳミラーの温度が変化することで共振周波数が変化し、それにより振幅（振り角）が大きく変化する結果、画像データが走査される領域幅が変動してしまうという不都合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、光走査装置における画像データの走査される領域幅を補正することができる光走査装置、及びこれを用い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】
【０００６】
本発明に係る光走査装置は、所定の周波数を有するクロック信号を生成するクロック信号生成部と、画像の走査線を表すシリアル信号を、前記クロック信号と同期させて出力するシリアル画像データ出力部と、前記シリアル画像データ出力部から出力されるシリアル信号に基づく光線で、感光体ドラムを走査する露光部と、前記露光部による光線の走査の開始側における所定位置に配設された第１光センサと、前記露光部による光線の走査の終了側における所定位置に配設された第２光センサと、前記第１光センサで前記光線が検出されたタイミングと前記第２光センサで前記光線が検出されたタイミングとの時間差を検出し、当該時間差に基づき実走査時間を取得する実走査時間取得部と、前記実走査時間取得部により取得された実走査時間が予め設定された目標走査時間より長い場合、前記クロック信号生成部によって前記クロック信号の周波数を減少させ、前記実走査時間取得部により取得された実走査時間が前記目標走査時間より短い場合、前記クロック信号生成部によって前記クロック信号の周波数を増大させる周波数調整処理を行うクロック周波数調節部とを備える。
【０００７】
この構成によれば、シリアル画像データ出力部によって、画像の走査線を表すシリアル信号がクロック信号と同期して出力される。また、露光部によって、当該シリアル信号に基づく光線で、感光体ドラムが走査される。そして、実走査時間取得部によって、走査の開始側に配設された第１光センサで光線が検出されたタイミングと走査の終了側に配設された第２光センサで光線が検出されたタイミングとの時間差が検出され、当該時間差に基づき実走査時間が取得される。さらに、クロック周波数調節部によって、実走査時間が目標走査時間より長い場合、クロック信号の周波数が減少され、実走査時間が目標走査時間より短い場合、クロック信号の周波数が増大される。
【０００８】
実走査時間が目標走査時間より長い場合、露光部による光線の走査速度が遅くなり、主走査方向における画像データの走査される領域幅が狭くなっていると考えられる。このとき、クロック周波数調節部によって、クロック信号の周波数が減少されて、クロック信号の周期が伸ばされる。そうすると、このクロック信号と同期するシリアル信号のパルス幅が伸ばされて、主走査方向における画像データの走査される領域幅が補正される。
【０００９】
一方、実走査時間が目標走査時間より短い場合、露光部による光線の走査速度が速くなり、主走査方向における画像データの走査される領域幅が広くなっていると考えられる。このとき、クロック周波数調節部によって、クロック信号の周波数が増大されて、クロック信号の周期が短縮される。そうすると、このクロック信号と同期するシリアル信号のパルス幅が短縮されて、主走査方向における画像データの走査される領域幅が補正される。
【００１０】
また、前記露光部は、前記シリアル信号に応じて光線を出力する光源と、前記光源から出力された光線を反射すると共に、機械的共振周波数で振動することにより前記光線で前記感光体ドラムを走査する走査ミラーと、デジタル値による指示に応じて、前記走査ミラーの振幅を制御するための直流電圧を出力するデジタルアナログ変換器と、前記走査ミラーの機械的共振周波数と一致するように周波数が設定された周期信号を、前記デジタルアナログ変換器から出力された直流電圧に重畳させて、前記走査ミラーへ供給することにより前記走査ミラーを振動させる駆動部とを備えるものであり、前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間が前記目標走査時間より長い場合、前記デジタル値による指示によって前記デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を増大させることにより前記走査ミラーの振幅を増大させ、前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間が前記目標走査時間より短い場合、前記デジタル値による指示によって前記デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を低下させることにより前記走査ミラーの振幅を減少させる振幅調整処理を行う振幅調整部をさらに備えることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、振幅調整部によって、実走査時間取得部によって取得された実走査時間が目標走査時間より長い場合、すなわち走査ミラーの振幅が目標値より小さくなって光線の走査速度が遅くなっていると考えられる場合、走査ミラーの振幅を増大させることで、走査ミラーの振幅が目標値に近づくように補正される。一方、実走査時間が目標走査時間より短い場合、すなわち走査ミラーの振幅が規定値より大きくなって光線の走査速度が速くなっていると考えられる場合、振幅調整部によって、走査ミラーの振幅を減少させることで、走査ミラーの振幅が目標値に近くように補正される。これにより、機械的共振周波数で振動することにより光線で感光体ドラムを走査する走査ミラーの振幅を補正することができる。
【００１２】
また、前記振幅調整部は、前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間と前記目標走査時間との差が、前記デジタルアナログ変換器の出力電圧を当該デジタルアナログ変換器の分解能となる電圧だけ変化させた場合における前記時間差の変化量として予め設定された分解能時間の１／２未満である場合、前記振幅調整処理において、前記デジタルアナログ変換器から出力されている直流電圧を変化させることなく維持させることが好ましい。
【００１３】
デジタルアナログ変換器の出力電圧は、デジタル値によって設定され、その出力電圧値は、デジタルアナログ変換器の分解能の単位で離散的な値しか設定できない。そのため、デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を変化させようとすると、必ずデジタルアナログ変換器の分解能となる電圧以上、変化することになる。そうすると、実走査時間と目標走査時間との差が分解能時間の１／２に満たないときに、デジタルアナログ変換器の出力電圧を変更して走査ミラーの振幅（振り角）を調節しようとすると、調整後の方がかえって実走査時間と目標走査時間との差が増大してしまうことになる。
【００１４】
そこで、実走査時間と目標走査時間との差が分解能時間の１／２未満である場合、デジタルアナログ変換器から出力されている直流電圧を変化させることなく維持させることで、かえって走査ミラーの振幅と、当該振幅の目標値とのずれが増大してしまうことが抑制される。
【００１５】
また、前記クロック周波数調節部は、前記振幅調整部によって前記振幅調整処理が実行された後、前記周波数調整処理を実行することが好ましい。
【００１６】
走査ミラーの振幅が目標値とずれることによって、画像幅のずれが生じている場合、まず振幅調整処理によって、本質的な原因である走査ミラーの振幅の補正を行った後に、周波数調整処理により画像幅の補正を行うことで、画像幅の補正精度を向上することが容易となる。
【００１７】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述の光走査装置と、前記感光体ドラムと、前記感光体ドラムに用紙を供給する用紙搬送部と、前記感光体ドラムが前記露光部により露光されることによって形成された静電潜像に基づいて、前記用紙搬送部によって供給された用紙に画像を形成する像形成部とを備えることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、上述の光走査装置によって、光走査装置において画像データが感光体ドラムに走査される領域幅が補正されて露光され、感光体ドラムに静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に基づいて用紙に画像が形成されるので、用紙に形成される画像の幅を補正することができる。
【００１９】
また、前記光走査装置において前記用紙搬送部により搬送された１枚分の用紙への画像形成に関わる前記感光体ドラムの露光が実行される期間、前記クロック周波数調節部による周波数調整処理の実行を禁止するクロック調整禁止部をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、光走査装置において用紙搬送部により搬送された１枚分の用紙への画像形成に関わる前記感光体ドラムの露光が実行される期間、クロック周波数調節部による周波数調整処理の実行が禁止されるので、１枚の用紙に形成される画像の途中でクロック信号の周波数が変化して、画像にずれが生じてしまうおそれが低減される。
【発明の効果】
【００２１】
このような構成の光走査装置は、感光体ドラムにおける画像データの走査される領域幅を補正することができる。
【００２２】
また、このような構成の画像形成装置は、光走査装置によって感光体ドラムにおける画像データの走査される領域幅が補正されるので、用紙に形成される画像の幅を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複写機の内部構成を概略的に示す構造図である。図２は、図１に示す複写機１の電気的構成の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置は、複写機に限られず、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等であってもよい。
【００２４】
この複写機１は、本体部２と、本体部２の左方に配設されたスタックトレイ３と、本体部２の上部に配設された原稿読取部５と、原稿読取部５の上方に配設された原稿給送部６と、本体部２の内部に配設された制御部１００とを有している。
【００２５】
複写機１のフロント部には、略長方形の操作パネル部４７が設けられている。操作パネル部４７は、表示部４７３と、操作キー部４７６とを備えている。表示部４７３は、例えばタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等によって構成されている。操作キー部４７６は、例えばユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキーや、印刷部数等を入力するためのテンキー等の各種キースイッチを備えている。
【００２６】
原稿読取部５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）５１２及び露光ランプ５１１等からなるスキャナ部５１と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台５２及び原稿読取スリット５３とを備える。スキャナ部５１は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台５２に載置された原稿を読み取るときは、原稿台５２に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿画像を走査しつつ取得した画像データを制御部１００へ出力する。また、原稿給送部６により給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット５３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット５３を介して原稿給送部６による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を取得し、その画像データを制御部１００へ出力する。
【００２７】
原稿給送部６は、原稿を載置するための原稿載置部６１と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部６２と、原稿載置部６１に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット５３に対向する位置へ搬送し、原稿排出部６２へ排出する原稿搬送機構６３とを備える。
【００２８】
本体部２は、複数の給紙カセット４６１と、給紙カセット４６１から用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部４０へ搬送する給紙ローラ４６２と、給紙カセット４６１から搬出されてきた用紙に画像を形成する画像形成部４０と、装置全体の動作制御を司る制御部１００とを備える。
【００２９】
画像形成部４０は、用紙搬送部４１１、光走査装置４２、感光体ドラム４３、現像部４４、転写部４１、及び定着部４５を備えている。用紙搬送部４１１は、画像形成部４０内の用紙搬送路中に設けられ、給紙ローラ４６２によって搬送されてきた用紙を感光体ドラム４３に供給する搬送ローラ４１２や、用紙をスタックトレイ３又は排出トレイ４８まで搬送する搬送ローラ４６３，４６４等を備えている。
【００３０】
光走査装置４２は、制御部１００から出力された画像データに基づきレーザ光等を出力して感光体ドラム４３を露光することで、感光体ドラム４３上に静電潜像を形成する。現像部４４は、感光体ドラム４３上の静電潜像をトナー現像してトナー像を形成する。転写部４１は、感光体ドラム４３上のトナー像を用紙に転写する。定着部４５は、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を用紙に定着させる。
【００３１】
この場合、現像部４４、転写部４１、及び定着部４５が、請求項における像形成部の一例に相当している。
【００３２】
制御部１００は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。制御部１００には、原稿読取部５、画像形成部４０、操作パネル部４７、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）１５０が接続されている。そして、制御部１００は、ＲＯＭやＨＤＤ１５０等に記憶された制御プログラムを実行することにより、複写制御部１０１、及び調整制御部１１１（クロック調整禁止部）として機能する。
【００３３】
複写制御部１０１は、装置内の各部の動作を制御して、原稿画像の複写を実行する。具体的には、複写制御部１０１は、原稿読取部５によって原稿から読み取られた画像データを画像形成部４０へ送信し、画像形成部４０によって、当該画像の画像形成を実行させる。
【００３４】
調整制御部１１１は、光走査装置４２において用紙搬送部４１１により搬送された１枚分の用紙への画像形成に関わる感光体ドラム４３の露光が実行される期間、光走査装置４２における振幅調整処理、及び周波数調整処理の実行を禁止する。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態に係る光走査装置４２の構成の一例を説明するための説明図である。図３に示す光走査装置４２は、光センサＢＤ１（第１光センサ）、光センサＢＤ２（第２光センサ）、レーザダイオードＬＤ（光源）、及びＭＥＭＳミラー４２０（走査ミラー）を備えている。光センサＢＤ１は、画像の走査線における開始側の感光体ドラム４３の端部付近に配設されている。光センサＢＤ２は、画像の走査線における終了側の感光体ドラム４３の端部付近に配設されている。
【００３６】
光センサＢＤ１，ＢＤ２は、それぞれ複数の光検出素子を備え、当該複数の光検出素子による検出信号に基づいて温度補償を行うようになっている。光センサＢＤ１，ＢＤ２としては、例えば浜松ホトニクス（株）社製の型式Ｓ−９６８４を用いることができる。このような構成の光センサＢＤ１，ＢＤ２は、レーザ光の検出タイミングが温度補償されて精度よく検出できる。
【００３７】
光走査装置４２は、後述するドライバ回路２２４から出力される駆動信号に応じて機械的共振周波数で振動することにより、レーザダイオードＬＤから出力されたレーザ光を反射させて感光体ドラム４３を走査するようになっている。そして、走査されたレーザ光が光センサＢＤ１，ＢＤ２に照射されたとき、光センサＢＤ１，ＢＤ２から、それぞれ後述する時間差計測部２１１へレーザ光の検出タイミングを示す検出信号が出力される。
【００３８】
図４は、図３に示す光走査装置４２の電気的構成の一例を示すブロック図である。図４に示す光走査装置４２は、光センサＢＤ１，ＢＤ２、レーザダイオードＬＤ、ＭＥＭＳミラー４２０、走査制御部４２１、駆動部４２２、ＤＡコンバータ２２２（デジタルアナログ変換器）、及びスイッチング素子４２３を備えて構成されている。
【００３９】
そして、光センサＢＤ１，ＢＤ２、及びレーザダイオードＬＤは、走査制御部４２１に接続され、ＭＥＭＳミラー４２０は、駆動部４２２に接続されている。また、ＤＡコンバータ２２２は、スイッチング素子４２３を介してバイアス電圧算出部２１３と接続されている。
【００４０】
走査制御部４２１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、時間を計時するタイマ回路、及びこれらの周辺回路等を備えて構成されている。そして、走査制御部４２１は、当該ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムを実行することにより、ＬＤ制御部２１０、時間差計測部２１１、平均処理部２１２、調整処理部２１４、及びバイアス電圧算出部２１３として機能する。バイアス電圧算出部２１３は、スイッチング素子４２３を介してＤＡコンバータ２２２のデジタル入力端子と接続されている。
【００４１】
なお、例えば制御部１００が、所定の制御プログラムを実行することで、走査制御部４２１として機能するようになっていてもよい。また、調整制御部１１１を、光走査装置４２が備えてもよい。
【００４２】
ＬＤ制御部２１０は、画像形成の実行時には、複写制御部１０１から送信された画像データから、走査線を表す信号を生成してレーザダイオードＬＤへ出力する。これにより、ＬＤ制御部２１０は、レーザダイオードＬＤによって、画像データの走査線を表すレーザ光をＭＥＭＳミラー４２０へ照射させる。
【００４３】
図５は、図４に示すＬＤ制御部２１０の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すＬＤ制御部２１０は、クロック信号生成部２１５、シリアル画像データ出力部２１６、及びクロック周波数調節部２１７を備えている。
【００４４】
クロック信号生成部２１５は、例えば発振回路やＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路等を用いて構成されている。そして、クロック信号生成部２１５は、クロック周波数調節部２１７からの制御信号に応じた周波数のクロック信号を、画素クロック信号ＣＬＫ１としてシリアル画像データ出力部２１６へ出力する。
【００４５】
シリアル画像データ出力部２１６は、例えばシフトレジスタを用いて構成されている。そして、シリアル画像データ出力部２１６は、例えば複写制御部１０１から送信された画像データを、画像の走査線を表すシリアル信号ＳＳに変換し、画素クロック信号ＣＬＫ１と同期させてレーザダイオードＬＤへ出力する。これにより、シリアル画像データ出力部２１６は、レーザダイオードＬＤによって、画像データの走査線を表すレーザ光をＭＥＭＳミラー４２０へ照射させる。
【００４６】
クロック周波数調節部２１７は、調整処理部２１４から周波数調整処理の実行指示を受け付けると、平均処理部２１２によって算出された平均時間Δｔａｖｅが、予め設定された目標走査時間ｔｓより長い場合、クロック信号生成部２１５によって画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を減少させ、平均時間Δｔａｖｅが目標走査時間ｔｓより短い場合、クロック信号生成部２１５によって画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を増大させる。
【００４７】
時間差計測部２１１、平均処理部２１２、調整処理部２１４、及びバイアス電圧算出部２１３の動作については後述する。
【００４８】
駆動部４２２は、例えば発振回路を用いて構成された駆動クロック生成部２２１、重畳回路２２３、及びドライバ回路２２４を備える。
【００４９】
駆動部４２２は、ＭＥＭＳミラー４２０を、機械的共振周波数ｆｃで振動させる。また、駆動部４２２は、ＤＡコンバータ２２２から出力される直流のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ、すなわちバイアス電圧算出部２１３によってＤＡコンバータ２２２に設定された電圧値に応じて、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅（振り角）を調節する。
【００５０】
図６は、図４に示す駆動クロック生成部２２１の動作を説明するための説明図である。駆動クロック生成部２２１は、ＭＥＭＳミラー４２０の機械的共振周波数ｆｃと一致するように予め周波数が設定されたクロック信号ＣＬＫ２（周期信号）を生成する発振回路である。クロック信号ＣＬＫ２の周期は、ｔｃｙｃ＝１／ｆｃに設定されている。
【００５１】
図７は、図４に示すＤＡコンバータ２２２の動作を説明するための説明図である。ＤＡコンバータ２２２は、バイアス電圧算出部２１３によって設定された電圧Ｖｂの直流電圧を、バイアス電圧Ｖｂｉａｓとして重畳回路２２３へ出力する。
【００５２】
図８は、図４に示す重畳回路２２３の動作を説明するための説明図である。重畳回路２２３は、駆動クロック生成部２２１において生成されたクロック信号ＣＬＫ２をＤＡコンバータ２２２から出力されたバイアス電圧Ｖｂｉａｓに重畳させて得られた駆動電圧Ｖｍを、ドライバ回路２２４へ出力する。
【００５３】
ドライバ回路２２４は、重畳回路２２３から出力された駆動電圧ＶｍをＭＥＭＳミラー４２０へ出力してＭＥＭＳミラー４２０を振動させる。この場合、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅、すなわち図３に示す振り角Ａは、駆動電圧Ｖｍに含まれる直流電圧成分であるバイアス電圧Ｖｂｉａｓが増大するほど増大し、バイアス電圧Ｖｂｉａｓが減少するほど減少する。これにより、駆動部４２２は、バイアス電圧算出部２１３によって設定されたバイアス電圧Ｖｂｉａｓの設定値に応じて、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａを調節することができる。
【００５４】
次に、このように構成された複写機１の動作の一例について説明する。図９、図１０は、図２に示す複写機１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、例えば複写機１の電源が投入されたときや、複数の用紙に対する連続印字中における、用紙と用紙の間（例えば、用紙１枚分の画像形成実行毎）等、光走査装置４２において感光体ドラム４３の露光が実行されていないとき（ステップＳ１でＮＯ）、調整制御部１１１によって、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整を指示する制御信号が、光走査装置４２へ出力される。
【００５５】
そうすると、調整制御部１１１からの制御信号に応じて、スイッチング素子４２３がオンされる（ステップＳ２）。そして、走査制御部４２１、ＤＡコンバータ２２２、及び駆動部４２２による振幅調整処理が以下のように実行される。
【００５６】
まず、ＬＤ制御部２１０は、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅（振り角）調整を行う際、例えば予め設定された期間、レーザダイオードＬＤの発光を継続させる。
【００５７】
次に、時間差計測部２１１は、光センサＢＤ１，ＢＤ２によるレーザ光の検出信号を受信する。そして、時間差計測部２１１は、例えばタイマ回路を用いて、光センサＢＤ１によってレーザ光が検出されてから光センサＢＤ２によってレーザ光が検出されるまでの時間差△ｔを計測する（ステップＳ３）。
【００５８】
ところで、ＭＥＭＳミラー４２０は、図３に示す振り角Ａで振動することによってレーザ光を走査するから、レーザ光は、感光体ドラム４３上を往復することになる。このとき、光センサＢＤ１，ＢＤ２のように、温度補償用に複数の光検出素子を備えた光センサを用いると、各光センサにおける複数の光検出素子の配置位置の関係で、画像走査方向にレーザ光が走査された場合と、画像走査方向と逆にレーザ光が走査された場合とで、光センサＢＤ１，ＢＤ２によってレーザ光が検出されるタイミングにずれが生じるおそれがある。
【００５９】
そのため、時間差計測部２１１は、画像走査方向にレーザ光が走査された場合と、画像走査方向と逆にレーザ光が走査された場合とのうち、いずれか一方の場合においてのみ、光センサＢＤ１でレーザ光が検出されたタイミングと光センサＢＤ２でレーザ光が検出されたタイミングとの時間差△ｔを検出することが好ましい。これにより、レーザ光の走査方向の違いによる、光センサＢＤ１，ＢＤ２におけるレーザ光検出タイミングのバラツキが低減されるので、時間差△ｔの検出精度を向上させることができる。
【００６０】
また、温度補償用に複数の光検出素子を備えた光センサを光センサＢＤ１，ＢＤ２として用いつつ、時間差△ｔの検出精度を向上させることができるので、温度の影響による時間差△ｔの検出誤差を低減することが容易となる。
【００６１】
なお、光線が走査される方向によって、光線の検出タイミングにずれが生じる現象は、温度補償用に複数の光検出素子を備えた光センサにおいて顕著であるが、他の光センサにおいても同様の現象が生じるおそれがあり、光センサＢＤ１，ＢＤ２は、温度補償用に複数の光検出素子を備えたものに限らない。
【００６２】
また、実際に画像形成が行われるときは、画像走査方向にレーザ光が走査されるから、画像形成が実行されるのと同じ画像走査方向にレーザ光が走査された場合においてのみ、時間差△ｔを計測し、すなわち光センサＢＤ１によってレーザ光が検出されてから光センサＢＤ２によってレーザ光が検出されるまでの時間差を時間差△ｔとして計測することが、さらに好ましい。
【００６３】
この場合、実際に画像形成が行われるときと同じ方向にレーザ光が走査されたときの時間差△ｔを直接計測できるので、画像形成を行うときの時間差△ｔと、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整を行うときの時間差△ｔとの間でのずれが低減される結果、振幅調整の精度を向上させることが可能となる。
【００６４】
次に、平均処理部２１２は、予め設定された時間内、例えば１〜１０秒程度の時間内、あるいは予め設定された走査線数、例えば１００ライン分や１枚の用紙分の走査線について、時間差計測部２１１によって複数回計測された時間差△ｔを、加算平均して平均時間Δｔａｖｅを算出する（ステップＳ４）。これにより、平均時間Δｔａｖｅとして、時間差△ｔのバラツキが吸収され、光センサＢＤ１から光センサＢＤ２までの走査時間の検出精度を向上することができる。
【００６５】
以降、このようにして得られた平均時間Δｔａｖｅを実走査時間として、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整が行われるので、光センサＢＤ１から光センサＢＤ２までの走査時間の検出精度を向上することで、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整の精度を向上することができる。
【００６６】
次に、調整処理部２１４は、平均処理部２１２によって算出された平均時間Δｔａｖｅと目標走査時間ｔｓとの差と、ＤＡコンバータ２２２から出力されるバイアス電圧ＶｂｉａｓをＤＡコンバータ２２２の分解能となる電圧だけ変化させた場合における時間差△ｔの変化量として予め設定された分解能時間ｔｒの１／２とが比較される（ステップＳ５）。
【００６７】
ＤＡコンバータ２２２の出力電圧は、デジタル値によって設定され、その出力電圧値は、ＤＡコンバータ２２２の分解能の単位で離散的な値しか設定できない。そのため、ＤＡコンバータ２２２から出力されるバイアス電圧Ｖｂｉａｓを変化させようとすると、必ずＤＡコンバータ２２２の分解能となる電圧以上、変化することになる。
【００６８】
図１１は、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角と時間差△ｔとの関係を示すグラフである。図１１において、横軸は時間、縦軸はＭＥＭＳミラー４２０の振り角を示している。また、各グラフの振幅が、振り角Ａに相当している。図１１に示すように、時間差△ｔが目標値Ｔより長いＴ１であった場合、振り角は目標振り角より小さくなる。ここで、時間Ｔ１と目標走査時間ｔｓとの差が分解能時間ｔｒに満たないときに、ＤＡコンバータ２２２の分解能の電圧だけバイアス電圧Ｖｂｉａｓを増大させて振り角Ａを増大させると、時間差△ｔが目標値Ｔより短いＴ２になり、振り角Ａは目標振り角より大きくなってしまう。
【００６９】
特に、平均時間Δｔａｖｅと目標走査時間ｔｓとの差が分解能時間ｔｒの１／２に満たないときに、バイアス電圧Ｖｂｉａｓの設定値を変更してＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａを調節しようとすると、調整後の方がかえって平均時間Δｔａｖｅ（時間差△ｔ）と目標走査時間ｔｓとの差が増大してしまうことになる。
【００７０】
そこで、ステップＳ５において、平均時間Δｔａｖｅと目標走査時間ｔｓとの差が分解能時間ｔｒの１／２以下のとき（ステップＳ５でＹＥＳ）、調整処理部２１４は、バイアス電圧算出部２１３による振幅調整処理を実行させることなく、クロック周波数調節部２１７へ周波数調整処理の実行指示を出力し、ステップＳ１１へ移行する。
【００７１】
これにより、バイアス電圧Ｖｂｉａｓを変化させることで、かえってＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａと振り角Ａの目標値とのずれが増大してしまうことが抑制される。
【００７２】
一方、平均時間Δｔａｖｅと目標走査時間ｔｓとの差が分解能時間ｔｒの１／２を超えているとき（ステップＳ５でＮＯ）、バイアス電圧算出部２１３は、平均処理部２１２によって算出された平均時間Δｔａｖｅを実走査時間として、予め設定された目標走査時間ｔｓと比較する（ステップＳ６）。
【００７３】
そして、平均時間Δｔａｖｅが、予め設定された目標走査時間ｔｓより長い場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が目標値より小さくなって、レーザ光の走査速度が遅くなっていると考えられるので、バイアス電圧算出部２１３は、ＤＡコンバータ２２２の設定値を変更してバイアス電圧Ｖｂｉａｓを増大させることで、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅を増大させる（ステップＳ７）。
【００７４】
一方、バイアス電圧算出部２１３は、平均時間Δｔａｖｅが、目標走査時間ｔｓより短い場合（ステップＳ５６でＮＯ）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が目標値より大きくなって、レーザ光の走査速度が速くなっていると考えられるので、バイアス電圧算出部２１３は、ＤＡコンバータ２２２の設定値を変更してバイアス電圧Ｖｂｉａｓを減少させることでＭＥＭＳミラー４２０の振幅を減少させる（ステップＳ８）。
【００７５】
これにより、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａが、振り角Ａの目標値に近づけられる。しかしながら、上述したように、ＤＡコンバータ２２２の分解能のために、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角は、離散的にしか調節できないので、まだ振り角Ａが目標値とずれているおそれがある。そこで、調整処理部２１４は、クロック周波数調節部２１７へ周波数調整処理の実行指示を出力し、ステップＳ９へ移行する。
【００７６】
ステップＳ９において、時間差計測部２１１は、ステップＳ３と同様に時間差△ｔを計測する。次に、平均処理部２１２は、ステップＳ４と同様に、平均時間Δｔａｖｅを算出する（ステップＳ１０）。
【００７７】
次に、ステップＳ１１において、クロック周波数調節部２１７は、平均処理部２１２によって算出された平均時間Δｔａｖｅを実走査時間として、目標走査時間ｔｓと比較する（ステップＳ１１）。そして、平均時間Δｔａｖｅと、目標走査時間ｔｓとが等しければ（ステップＳ１１で”＝”）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅は目標値通りであるから、画素クロック信号ＣＬＫ１を変更する必要はないので、クロック周波数調節部２１７は周波数調整処理を終了する。
【００７８】
また、平均時間Δｔａｖｅが、目標走査時間ｔｓより長い場合（ステップＳ１１で”＞”）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が目標値より小さくなって、主走査方向における画像データの走査線が短くなり、画像の幅が狭くなっていると考えられるので、クロック周波数調節部２１７は、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を減少（周期を増大）させるべく、クロック信号生成部２１５へ制御信号を出力する（ステップＳ１２）。
【００７９】
そうすると、画素クロック信号ＣＬＫ１の周期が長くなって、シリアル画像データ出力部２１６から出力されるシリアル信号ＳＳのパルス幅が引き伸ばされるので、主走査方向における画像データの走査線が引き伸ばされることになり、画像の幅が補正される。
【００８０】
一方、平均時間Δｔａｖｅが、目標走査時間ｔｓより短い場合（ステップＳ１１で”＜”）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が目標値より大きくなって、主走査方向における画像データの走査線が長くなり、画像の幅が広くなっていると考えられるので、クロック周波数調節部２１７は、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を増大（周期を短縮）させるべく、クロック信号生成部２１５へ制御信号を出力する（ステップＳ１３）。
【００８１】
そうすると、画素クロック信号ＣＬＫ１の周期が短くなって、シリアル画像データ出力部２１６から出力されるシリアル信号ＳＳのパルス幅が短縮されるので、主走査方向における画像データの走査線が短縮されることになり、画像の幅が補正される。
【００８２】
これにより、まずバイアス電圧算出部２１３によって、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａが調節される。その後、ＤＡコンバータ２２２の分解能による制限で、目標振り角と振り角Ａとの間にずれが残る場合には、さらにクロック周波数調節部２１７によって、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数が調節されることで、目標振り角と振り角Ａとの間のずれにより生じる画像データの走査される領域幅を補正することができる。
【００８３】
なお、振り角Ａの補正を行わずに、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数調節のみによって、画像データの走査される領域幅、すなわち画像幅の補正を行ってもよい。しかしながら、本来振り角Ａが目標値とずれることによって、画像幅のずれが生じているので、まず本質的な原因である振り角Ａの補正を行った後に、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数調節により画像幅の補正を行うことで、画像幅の補正精度を向上することが容易となる。
【００８４】
この場合、時間差計測部２１１及び平均処理部２１２が、実走査時間取得部の一例に相当し、バイアス電圧算出部２１３が、振幅調整部の一例に相当している。
【００８５】
次に、複写制御部１０１による画像形成動作が実行中の期間、より具体的には、光走査装置４２において用紙一枚分の感光体ドラム４３の露光が実行されている期間の間（ステップＳ１でＹＥＳ）、調整制御部１１１によって、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整を禁止する制御信号が光走査装置４２へ出力され、スイッチング素子４２３がオフ（ステップＳ１４）された後、振幅調整処理、及び周波数調整処理を禁止するべく再びステップＳ１へ移行する。
【００８６】
スイッチング素子４２３がオフされると、バイアス電圧算出部２１３からＤＡコンバータ２２２への制御信号の伝達経路が遮断されるので、バイアス電圧算出部２１３は、ＤＡコンバータ２２２から出力されるバイアス電圧Ｖｂｉａｓの電圧Ｖｂを変更することができなくなる結果、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整が禁止される。
【００８７】
一枚の用紙の画像を形成中に、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が調整されて変化すると、画像の主走査方向の幅が途中で変化してしまい、画像がずれてしまう。また、画素クロック信号ＣＬＫ１が変化した場合にも、画像の主走査方向の幅が途中で変化して画像がずれてしまう。
【００８８】
しかしながら、複写機１では、光走査装置４２において用紙一枚分の感光体ドラム４３の露光が実行されている期間の間、調整制御部１１１によって、ステップＳ２以降の振幅調整処理、及び周波数調整処理が禁止されるので、画像がずれることが抑制される。
【００８９】
以上のように、本発明の一実施形態に係る光走査装置４２、及びこれを用いた複写機１によれば、光走査装置における画像データの走査される領域幅を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複写機の内部構成を概略的に示す構造図である。
【図２】図１に示す複写機の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光走査装置の構成の一例を説明するための説明図である。
【図４】図３に示す光走査装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示すＬＤ制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図４に示す駆動クロック生成部の動作を説明するための説明図である。
【図７】図４に示すＤＡコンバータの動作を説明するための説明図である。
【図８】図４に示す重畳回路の動作を説明するための説明図である。
【図９】図２に示す複写機の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図２に示す複写機の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】ＭＥＭＳミラーの振り角と時間差△ｔとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９１】
１ 複写機
４０ 画像形成部
４１ 転写部
４２ 光走査装置
４３ 感光体ドラム
４４ 現像部
４５ 定着部
１００ 制御部
１０１ 複写制御部
１１１ 振幅調整制御部
２１０ ＬＤ制御部
２１１ 時間差計測部
２１２ 平均処理部
２１３ バイアス電圧算出部
２１４ 調整処理部
２１５ クロック信号生成部
２１６ シリアル画像データ出力部
２１７ クロック周波数調節部
２２１ 駆動クロック生成部
２２２ ＤＡコンバータ
２２３ 重畳回路
２２４ ドライバ回路
４１１ 用紙搬送部
４２０ ＭＥＭＳミラー
４２１ 走査制御部
４２２ 駆動部
４２３ スイッチング素子
ＢＤ１，ＢＤ２ 光センサ
ＣＬＫ１ 画素クロック信号
ＣＬＫ２ クロック信号
ＬＤ レーザダイオード
ＳＳ シリアル信号
Ｖｂｉａｓ バイアス電圧
Ｖｍ 駆動電圧
△ｔ 時間差
Δｔａｖｅ 平均時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成に用いられる感光体ドラムを露光する光走査装置、及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリンタ、ファクシミリ又は複写機等の画像形成装置において、半導体レーザから出射されたレーザ光を高速で回転するポリゴンミラーに入射させ、ポリゴンミラーで反射させたレーザ光により感光体ドラム上を走査して、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する光走査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、上述のようなポリゴンミラーの代わりに、半導体プロセスにより基板表面に鏡面を形成したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーを用いた光走査装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。ＭＥＭＳミラーは、ポリゴンミラーよりジッタや面倒れ等の性能に優れている。ＭＥＭＳミラーは、機械的振動周波数で振動することで、振り角が変化し、レーザ光の走査を行うようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１６６５９２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ポリゴンミラーを用いた光走査装置では、ポリゴンミラーの回転速度が僅かでも変動すると、有効な画像データが走査される領域幅が変動してしまうという不都合があった。また、ＭＥＭＳミラーを用いた光走査装置では、ＭＥＭＳミラーの機械的振動周波数はデバイスの温度に大きく依存しているため、ＭＥＭＳミラーの温度が変化することで共振周波数が変化し、それにより振幅（振り角）が大きく変化する結果、画像データが走査される領域幅が変動してしまうという不都合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、光走査装置における画像データの走査される領域幅を補正することができる光走査装置、及びこれを用い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】
【０００６】
本発明に係る光走査装置は、所定の周波数を有するクロック信号を生成するクロック信号生成部と、画像の走査線を表すシリアル信号を、前記クロック信号と同期させて出力するシリアル画像データ出力部と、前記シリアル画像データ出力部から出力されるシリアル信号に基づく光線で、感光体ドラムを走査する露光部と、前記露光部による光線の走査の開始側における所定位置に配設された第１光センサと、前記露光部による光線の走査の終了側における所定位置に配設された第２光センサと、前記第１光センサで前記光線が検出されたタイミングと前記第２光センサで前記光線が検出されたタイミングとの時間差を検出し、当該時間差に基づき実走査時間を取得する実走査時間取得部と、前記実走査時間取得部により取得された実走査時間が予め設定された目標走査時間より長い場合、前記クロック信号生成部によって前記クロック信号の周波数を減少させ、前記実走査時間取得部により取得された実走査時間が前記目標走査時間より短い場合、前記クロック信号生成部によって前記クロック信号の周波数を増大させる周波数調整処理を行うクロック周波数調節部とを備える。
【０００７】
この構成によれば、シリアル画像データ出力部によって、画像の走査線を表すシリアル信号がクロック信号と同期して出力される。また、露光部によって、当該シリアル信号に基づく光線で、感光体ドラムが走査される。そして、実走査時間取得部によって、走査の開始側に配設された第１光センサで光線が検出されたタイミングと走査の終了側に配設された第２光センサで光線が検出されたタイミングとの時間差が検出され、当該時間差に基づき実走査時間が取得される。さらに、クロック周波数調節部によって、実走査時間が目標走査時間より長い場合、クロック信号の周波数が減少され、実走査時間が目標走査時間より短い場合、クロック信号の周波数が増大される。
【０００８】
実走査時間が目標走査時間より長い場合、露光部による光線の走査速度が遅くなり、主走査方向における画像データの走査される領域幅が狭くなっていると考えられる。このとき、クロック周波数調節部によって、クロック信号の周波数が減少されて、クロック信号の周期が伸ばされる。そうすると、このクロック信号と同期するシリアル信号のパルス幅が伸ばされて、主走査方向における画像データの走査される領域幅が補正される。
【０００９】
一方、実走査時間が目標走査時間より短い場合、露光部による光線の走査速度が速くなり、主走査方向における画像データの走査される領域幅が広くなっていると考えられる。このとき、クロック周波数調節部によって、クロック信号の周波数が増大されて、クロック信号の周期が短縮される。そうすると、このクロック信号と同期するシリアル信号のパルス幅が短縮されて、主走査方向における画像データの走査される領域幅が補正される。
【００１０】
また、前記露光部は、前記シリアル信号に応じて光線を出力する光源と、前記光源から出力された光線を反射すると共に、機械的共振周波数で振動することにより前記光線で前記感光体ドラムを走査する走査ミラーと、デジタル値による指示に応じて、前記走査ミラーの振幅を制御するための直流電圧を出力するデジタルアナログ変換器と、前記走査ミラーの機械的共振周波数と一致するように周波数が設定された周期信号を、前記デジタルアナログ変換器から出力された直流電圧に重畳させて、前記走査ミラーへ供給することにより前記走査ミラーを振動させる駆動部とを備えるものであり、前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間が前記目標走査時間より長い場合、前記デジタル値による指示によって前記デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を増大させることにより前記走査ミラーの振幅を増大させ、前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間が前記目標走査時間より短い場合、前記デジタル値による指示によって前記デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を低下させることにより前記走査ミラーの振幅を減少させる振幅調整処理を行う振幅調整部をさらに備えることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、振幅調整部によって、実走査時間取得部によって取得された実走査時間が目標走査時間より長い場合、すなわち走査ミラーの振幅が目標値より小さくなって光線の走査速度が遅くなっていると考えられる場合、走査ミラーの振幅を増大させることで、走査ミラーの振幅が目標値に近づくように補正される。一方、実走査時間が目標走査時間より短い場合、すなわち走査ミラーの振幅が規定値より大きくなって光線の走査速度が速くなっていると考えられる場合、振幅調整部によって、走査ミラーの振幅を減少させることで、走査ミラーの振幅が目標値に近くように補正される。これにより、機械的共振周波数で振動することにより光線で感光体ドラムを走査する走査ミラーの振幅を補正することができる。
【００１２】
また、前記振幅調整部は、前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間と前記目標走査時間との差が、前記デジタルアナログ変換器の出力電圧を当該デジタルアナログ変換器の分解能となる電圧だけ変化させた場合における前記時間差の変化量として予め設定された分解能時間の１／２未満である場合、前記振幅調整処理において、前記デジタルアナログ変換器から出力されている直流電圧を変化させることなく維持させることが好ましい。
【００１３】
デジタルアナログ変換器の出力電圧は、デジタル値によって設定され、その出力電圧値は、デジタルアナログ変換器の分解能の単位で離散的な値しか設定できない。そのため、デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を変化させようとすると、必ずデジタルアナログ変換器の分解能となる電圧以上、変化することになる。そうすると、実走査時間と目標走査時間との差が分解能時間の１／２に満たないときに、デジタルアナログ変換器の出力電圧を変更して走査ミラーの振幅（振り角）を調節しようとすると、調整後の方がかえって実走査時間と目標走査時間との差が増大してしまうことになる。
【００１４】
そこで、実走査時間と目標走査時間との差が分解能時間の１／２未満である場合、デジタルアナログ変換器から出力されている直流電圧を変化させることなく維持させることで、かえって走査ミラーの振幅と、当該振幅の目標値とのずれが増大してしまうことが抑制される。
【００１５】
また、前記クロック周波数調節部は、前記振幅調整部によって前記振幅調整処理が実行された後、前記周波数調整処理を実行することが好ましい。
【００１６】
走査ミラーの振幅が目標値とずれることによって、画像幅のずれが生じている場合、まず振幅調整処理によって、本質的な原因である走査ミラーの振幅の補正を行った後に、周波数調整処理により画像幅の補正を行うことで、画像幅の補正精度を向上することが容易となる。
【００１７】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述の光走査装置と、前記感光体ドラムと、前記感光体ドラムに用紙を供給する用紙搬送部と、前記感光体ドラムが前記露光部により露光されることによって形成された静電潜像に基づいて、前記用紙搬送部によって供給された用紙に画像を形成する像形成部とを備えることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、上述の光走査装置によって、光走査装置において画像データが感光体ドラムに走査される領域幅が補正されて露光され、感光体ドラムに静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に基づいて用紙に画像が形成されるので、用紙に形成される画像の幅を補正することができる。
【００１９】
また、前記光走査装置において前記用紙搬送部により搬送された１枚分の用紙への画像形成に関わる前記感光体ドラムの露光が実行される期間、前記クロック周波数調節部による周波数調整処理の実行を禁止するクロック調整禁止部をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、光走査装置において用紙搬送部により搬送された１枚分の用紙への画像形成に関わる前記感光体ドラムの露光が実行される期間、クロック周波数調節部による周波数調整処理の実行が禁止されるので、１枚の用紙に形成される画像の途中でクロック信号の周波数が変化して、画像にずれが生じてしまうおそれが低減される。
【発明の効果】
【００２１】
このような構成の光走査装置は、感光体ドラムにおける画像データの走査される領域幅を補正することができる。
【００２２】
また、このような構成の画像形成装置は、光走査装置によって感光体ドラムにおける画像データの走査される領域幅が補正されるので、用紙に形成される画像の幅を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複写機の内部構成を概略的に示す構造図である。図２は、図１に示す複写機１の電気的構成の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置は、複写機に限られず、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等であってもよい。
【００２４】
この複写機１は、本体部２と、本体部２の左方に配設されたスタックトレイ３と、本体部２の上部に配設された原稿読取部５と、原稿読取部５の上方に配設された原稿給送部６と、本体部２の内部に配設された制御部１００とを有している。
【００２５】
複写機１のフロント部には、略長方形の操作パネル部４７が設けられている。操作パネル部４７は、表示部４７３と、操作キー部４７６とを備えている。表示部４７３は、例えばタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等によって構成されている。操作キー部４７６は、例えばユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキーや、印刷部数等を入力するためのテンキー等の各種キースイッチを備えている。
【００２６】
原稿読取部５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）５１２及び露光ランプ５１１等からなるスキャナ部５１と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台５２及び原稿読取スリット５３とを備える。スキャナ部５１は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台５２に載置された原稿を読み取るときは、原稿台５２に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿画像を走査しつつ取得した画像データを制御部１００へ出力する。また、原稿給送部６により給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット５３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット５３を介して原稿給送部６による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を取得し、その画像データを制御部１００へ出力する。
【００２７】
原稿給送部６は、原稿を載置するための原稿載置部６１と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部６２と、原稿載置部６１に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット５３に対向する位置へ搬送し、原稿排出部６２へ排出する原稿搬送機構６３とを備える。
【００２８】
本体部２は、複数の給紙カセット４６１と、給紙カセット４６１から用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部４０へ搬送する給紙ローラ４６２と、給紙カセット４６１から搬出されてきた用紙に画像を形成する画像形成部４０と、装置全体の動作制御を司る制御部１００とを備える。
【００２９】
画像形成部４０は、用紙搬送部４１１、光走査装置４２、感光体ドラム４３、現像部４４、転写部４１、及び定着部４５を備えている。用紙搬送部４１１は、画像形成部４０内の用紙搬送路中に設けられ、給紙ローラ４６２によって搬送されてきた用紙を感光体ドラム４３に供給する搬送ローラ４１２や、用紙をスタックトレイ３又は排出トレイ４８まで搬送する搬送ローラ４６３，４６４等を備えている。
【００３０】
光走査装置４２は、制御部１００から出力された画像データに基づきレーザ光等を出力して感光体ドラム４３を露光することで、感光体ドラム４３上に静電潜像を形成する。現像部４４は、感光体ドラム４３上の静電潜像をトナー現像してトナー像を形成する。転写部４１は、感光体ドラム４３上のトナー像を用紙に転写する。定着部４５は、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を用紙に定着させる。
【００３１】
この場合、現像部４４、転写部４１、及び定着部４５が、請求項における像形成部の一例に相当している。
【００３２】
制御部１００は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。制御部１００には、原稿読取部５、画像形成部４０、操作パネル部４７、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）１５０が接続されている。そして、制御部１００は、ＲＯＭやＨＤＤ１５０等に記憶された制御プログラムを実行することにより、複写制御部１０１、及び調整制御部１１１（クロック調整禁止部）として機能する。
【００３３】
複写制御部１０１は、装置内の各部の動作を制御して、原稿画像の複写を実行する。具体的には、複写制御部１０１は、原稿読取部５によって原稿から読み取られた画像データを画像形成部４０へ送信し、画像形成部４０によって、当該画像の画像形成を実行させる。
【００３４】
調整制御部１１１は、光走査装置４２において用紙搬送部４１１により搬送された１枚分の用紙への画像形成に関わる感光体ドラム４３の露光が実行される期間、光走査装置４２における振幅調整処理、及び周波数調整処理の実行を禁止する。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態に係る光走査装置４２の構成の一例を説明するための説明図である。図３に示す光走査装置４２は、光センサＢＤ１（第１光センサ）、光センサＢＤ２（第２光センサ）、レーザダイオードＬＤ（光源）、及びＭＥＭＳミラー４２０（走査ミラー）を備えている。光センサＢＤ１は、画像の走査線における開始側の感光体ドラム４３の端部付近に配設されている。光センサＢＤ２は、画像の走査線における終了側の感光体ドラム４３の端部付近に配設されている。
【００３６】
光センサＢＤ１，ＢＤ２は、それぞれ複数の光検出素子を備え、当該複数の光検出素子による検出信号に基づいて温度補償を行うようになっている。光センサＢＤ１，ＢＤ２としては、例えば浜松ホトニクス（株）社製の型式Ｓ−９６８４を用いることができる。このような構成の光センサＢＤ１，ＢＤ２は、レーザ光の検出タイミングが温度補償されて精度よく検出できる。
【００３７】
光走査装置４２は、後述するドライバ回路２２４から出力される駆動信号に応じて機械的共振周波数で振動することにより、レーザダイオードＬＤから出力されたレーザ光を反射させて感光体ドラム４３を走査するようになっている。そして、走査されたレーザ光が光センサＢＤ１，ＢＤ２に照射されたとき、光センサＢＤ１，ＢＤ２から、それぞれ後述する時間差計測部２１１へレーザ光の検出タイミングを示す検出信号が出力される。
【００３８】
図４は、図３に示す光走査装置４２の電気的構成の一例を示すブロック図である。図４に示す光走査装置４２は、光センサＢＤ１，ＢＤ２、レーザダイオードＬＤ、ＭＥＭＳミラー４２０、走査制御部４２１、駆動部４２２、ＤＡコンバータ２２２（デジタルアナログ変換器）、及びスイッチング素子４２３を備えて構成されている。
【００３９】
そして、光センサＢＤ１，ＢＤ２、及びレーザダイオードＬＤは、走査制御部４２１に接続され、ＭＥＭＳミラー４２０は、駆動部４２２に接続されている。また、ＤＡコンバータ２２２は、スイッチング素子４２３を介してバイアス電圧算出部２１３と接続されている。
【００４０】
走査制御部４２１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、時間を計時するタイマ回路、及びこれらの周辺回路等を備えて構成されている。そして、走査制御部４２１は、当該ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムを実行することにより、ＬＤ制御部２１０、時間差計測部２１１、平均処理部２１２、調整処理部２１４、及びバイアス電圧算出部２１３として機能する。バイアス電圧算出部２１３は、スイッチング素子４２３を介してＤＡコンバータ２２２のデジタル入力端子と接続されている。
【００４１】
なお、例えば制御部１００が、所定の制御プログラムを実行することで、走査制御部４２１として機能するようになっていてもよい。また、調整制御部１１１を、光走査装置４２が備えてもよい。
【００４２】
ＬＤ制御部２１０は、画像形成の実行時には、複写制御部１０１から送信された画像データから、走査線を表す信号を生成してレーザダイオードＬＤへ出力する。これにより、ＬＤ制御部２１０は、レーザダイオードＬＤによって、画像データの走査線を表すレーザ光をＭＥＭＳミラー４２０へ照射させる。
【００４３】
図５は、図４に示すＬＤ制御部２１０の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すＬＤ制御部２１０は、クロック信号生成部２１５、シリアル画像データ出力部２１６、及びクロック周波数調節部２１７を備えている。
【００４４】
クロック信号生成部２１５は、例えば発振回路やＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路等を用いて構成されている。そして、クロック信号生成部２１５は、クロック周波数調節部２１７からの制御信号に応じた周波数のクロック信号を、画素クロック信号ＣＬＫ１としてシリアル画像データ出力部２１６へ出力する。
【００４５】
シリアル画像データ出力部２１６は、例えばシフトレジスタを用いて構成されている。そして、シリアル画像データ出力部２１６は、例えば複写制御部１０１から送信された画像データを、画像の走査線を表すシリアル信号ＳＳに変換し、画素クロック信号ＣＬＫ１と同期させてレーザダイオードＬＤへ出力する。これにより、シリアル画像データ出力部２１６は、レーザダイオードＬＤによって、画像データの走査線を表すレーザ光をＭＥＭＳミラー４２０へ照射させる。
【００４６】
クロック周波数調節部２１７は、調整処理部２１４から周波数調整処理の実行指示を受け付けると、平均処理部２１２によって算出された平均時間Δｔａｖｅが、予め設定された目標走査時間ｔｓより長い場合、クロック信号生成部２１５によって画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を減少させ、平均時間Δｔａｖｅが目標走査時間ｔｓより短い場合、クロック信号生成部２１５によって画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を増大させる。
【００４７】
時間差計測部２１１、平均処理部２１２、調整処理部２１４、及びバイアス電圧算出部２１３の動作については後述する。
【００４８】
駆動部４２２は、例えば発振回路を用いて構成された駆動クロック生成部２２１、重畳回路２２３、及びドライバ回路２２４を備える。
【００４９】
駆動部４２２は、ＭＥＭＳミラー４２０を、機械的共振周波数ｆｃで振動させる。また、駆動部４２２は、ＤＡコンバータ２２２から出力される直流のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ、すなわちバイアス電圧算出部２１３によってＤＡコンバータ２２２に設定された電圧値に応じて、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅（振り角）を調節する。
【００５０】
図６は、図４に示す駆動クロック生成部２２１の動作を説明するための説明図である。駆動クロック生成部２２１は、ＭＥＭＳミラー４２０の機械的共振周波数ｆｃと一致するように予め周波数が設定されたクロック信号ＣＬＫ２（周期信号）を生成する発振回路である。クロック信号ＣＬＫ２の周期は、ｔｃｙｃ＝１／ｆｃに設定されている。
【００５１】
図７は、図４に示すＤＡコンバータ２２２の動作を説明するための説明図である。ＤＡコンバータ２２２は、バイアス電圧算出部２１３によって設定された電圧Ｖｂの直流電圧を、バイアス電圧Ｖｂｉａｓとして重畳回路２２３へ出力する。
【００５２】
図８は、図４に示す重畳回路２２３の動作を説明するための説明図である。重畳回路２２３は、駆動クロック生成部２２１において生成されたクロック信号ＣＬＫ２をＤＡコンバータ２２２から出力されたバイアス電圧Ｖｂｉａｓに重畳させて得られた駆動電圧Ｖｍを、ドライバ回路２２４へ出力する。
【００５３】
ドライバ回路２２４は、重畳回路２２３から出力された駆動電圧ＶｍをＭＥＭＳミラー４２０へ出力してＭＥＭＳミラー４２０を振動させる。この場合、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅、すなわち図３に示す振り角Ａは、駆動電圧Ｖｍに含まれる直流電圧成分であるバイアス電圧Ｖｂｉａｓが増大するほど増大し、バイアス電圧Ｖｂｉａｓが減少するほど減少する。これにより、駆動部４２２は、バイアス電圧算出部２１３によって設定されたバイアス電圧Ｖｂｉａｓの設定値に応じて、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａを調節することができる。
【００５４】
次に、このように構成された複写機１の動作の一例について説明する。図９、図１０は、図２に示す複写機１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、例えば複写機１の電源が投入されたときや、複数の用紙に対する連続印字中における、用紙と用紙の間（例えば、用紙１枚分の画像形成実行毎）等、光走査装置４２において感光体ドラム４３の露光が実行されていないとき（ステップＳ１でＮＯ）、調整制御部１１１によって、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整を指示する制御信号が、光走査装置４２へ出力される。
【００５５】
そうすると、調整制御部１１１からの制御信号に応じて、スイッチング素子４２３がオンされる（ステップＳ２）。そして、走査制御部４２１、ＤＡコンバータ２２２、及び駆動部４２２による振幅調整処理が以下のように実行される。
【００５６】
まず、ＬＤ制御部２１０は、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅（振り角）調整を行う際、例えば予め設定された期間、レーザダイオードＬＤの発光を継続させる。
【００５７】
次に、時間差計測部２１１は、光センサＢＤ１，ＢＤ２によるレーザ光の検出信号を受信する。そして、時間差計測部２１１は、例えばタイマ回路を用いて、光センサＢＤ１によってレーザ光が検出されてから光センサＢＤ２によってレーザ光が検出されるまでの時間差△ｔを計測する（ステップＳ３）。
【００５８】
ところで、ＭＥＭＳミラー４２０は、図３に示す振り角Ａで振動することによってレーザ光を走査するから、レーザ光は、感光体ドラム４３上を往復することになる。このとき、光センサＢＤ１，ＢＤ２のように、温度補償用に複数の光検出素子を備えた光センサを用いると、各光センサにおける複数の光検出素子の配置位置の関係で、画像走査方向にレーザ光が走査された場合と、画像走査方向と逆にレーザ光が走査された場合とで、光センサＢＤ１，ＢＤ２によってレーザ光が検出されるタイミングにずれが生じるおそれがある。
【００５９】
そのため、時間差計測部２１１は、画像走査方向にレーザ光が走査された場合と、画像走査方向と逆にレーザ光が走査された場合とのうち、いずれか一方の場合においてのみ、光センサＢＤ１でレーザ光が検出されたタイミングと光センサＢＤ２でレーザ光が検出されたタイミングとの時間差△ｔを検出することが好ましい。これにより、レーザ光の走査方向の違いによる、光センサＢＤ１，ＢＤ２におけるレーザ光検出タイミングのバラツキが低減されるので、時間差△ｔの検出精度を向上させることができる。
【００６０】
また、温度補償用に複数の光検出素子を備えた光センサを光センサＢＤ１，ＢＤ２として用いつつ、時間差△ｔの検出精度を向上させることができるので、温度の影響による時間差△ｔの検出誤差を低減することが容易となる。
【００６１】
なお、光線が走査される方向によって、光線の検出タイミングにずれが生じる現象は、温度補償用に複数の光検出素子を備えた光センサにおいて顕著であるが、他の光センサにおいても同様の現象が生じるおそれがあり、光センサＢＤ１，ＢＤ２は、温度補償用に複数の光検出素子を備えたものに限らない。
【００６２】
また、実際に画像形成が行われるときは、画像走査方向にレーザ光が走査されるから、画像形成が実行されるのと同じ画像走査方向にレーザ光が走査された場合においてのみ、時間差△ｔを計測し、すなわち光センサＢＤ１によってレーザ光が検出されてから光センサＢＤ２によってレーザ光が検出されるまでの時間差を時間差△ｔとして計測することが、さらに好ましい。
【００６３】
この場合、実際に画像形成が行われるときと同じ方向にレーザ光が走査されたときの時間差△ｔを直接計測できるので、画像形成を行うときの時間差△ｔと、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整を行うときの時間差△ｔとの間でのずれが低減される結果、振幅調整の精度を向上させることが可能となる。
【００６４】
次に、平均処理部２１２は、予め設定された時間内、例えば１〜１０秒程度の時間内、あるいは予め設定された走査線数、例えば１００ライン分や１枚の用紙分の走査線について、時間差計測部２１１によって複数回計測された時間差△ｔを、加算平均して平均時間Δｔａｖｅを算出する（ステップＳ４）。これにより、平均時間Δｔａｖｅとして、時間差△ｔのバラツキが吸収され、光センサＢＤ１から光センサＢＤ２までの走査時間の検出精度を向上することができる。
【００６５】
以降、このようにして得られた平均時間Δｔａｖｅを実走査時間として、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整が行われるので、光センサＢＤ１から光センサＢＤ２までの走査時間の検出精度を向上することで、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整の精度を向上することができる。
【００６６】
次に、調整処理部２１４は、平均処理部２１２によって算出された平均時間Δｔａｖｅと目標走査時間ｔｓとの差と、ＤＡコンバータ２２２から出力されるバイアス電圧ＶｂｉａｓをＤＡコンバータ２２２の分解能となる電圧だけ変化させた場合における時間差△ｔの変化量として予め設定された分解能時間ｔｒの１／２とが比較される（ステップＳ５）。
【００６７】
ＤＡコンバータ２２２の出力電圧は、デジタル値によって設定され、その出力電圧値は、ＤＡコンバータ２２２の分解能の単位で離散的な値しか設定できない。そのため、ＤＡコンバータ２２２から出力されるバイアス電圧Ｖｂｉａｓを変化させようとすると、必ずＤＡコンバータ２２２の分解能となる電圧以上、変化することになる。
【００６８】
図１１は、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角と時間差△ｔとの関係を示すグラフである。図１１において、横軸は時間、縦軸はＭＥＭＳミラー４２０の振り角を示している。また、各グラフの振幅が、振り角Ａに相当している。図１１に示すように、時間差△ｔが目標値Ｔより長いＴ１であった場合、振り角は目標振り角より小さくなる。ここで、時間Ｔ１と目標走査時間ｔｓとの差が分解能時間ｔｒに満たないときに、ＤＡコンバータ２２２の分解能の電圧だけバイアス電圧Ｖｂｉａｓを増大させて振り角Ａを増大させると、時間差△ｔが目標値Ｔより短いＴ２になり、振り角Ａは目標振り角より大きくなってしまう。
【００６９】
特に、平均時間Δｔａｖｅと目標走査時間ｔｓとの差が分解能時間ｔｒの１／２に満たないときに、バイアス電圧Ｖｂｉａｓの設定値を変更してＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａを調節しようとすると、調整後の方がかえって平均時間Δｔａｖｅ（時間差△ｔ）と目標走査時間ｔｓとの差が増大してしまうことになる。
【００７０】
そこで、ステップＳ５において、平均時間Δｔａｖｅと目標走査時間ｔｓとの差が分解能時間ｔｒの１／２以下のとき（ステップＳ５でＹＥＳ）、調整処理部２１４は、バイアス電圧算出部２１３による振幅調整処理を実行させることなく、クロック周波数調節部２１７へ周波数調整処理の実行指示を出力し、ステップＳ１１へ移行する。
【００７１】
これにより、バイアス電圧Ｖｂｉａｓを変化させることで、かえってＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａと振り角Ａの目標値とのずれが増大してしまうことが抑制される。
【００７２】
一方、平均時間Δｔａｖｅと目標走査時間ｔｓとの差が分解能時間ｔｒの１／２を超えているとき（ステップＳ５でＮＯ）、バイアス電圧算出部２１３は、平均処理部２１２によって算出された平均時間Δｔａｖｅを実走査時間として、予め設定された目標走査時間ｔｓと比較する（ステップＳ６）。
【００７３】
そして、平均時間Δｔａｖｅが、予め設定された目標走査時間ｔｓより長い場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が目標値より小さくなって、レーザ光の走査速度が遅くなっていると考えられるので、バイアス電圧算出部２１３は、ＤＡコンバータ２２２の設定値を変更してバイアス電圧Ｖｂｉａｓを増大させることで、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅を増大させる（ステップＳ７）。
【００７４】
一方、バイアス電圧算出部２１３は、平均時間Δｔａｖｅが、目標走査時間ｔｓより短い場合（ステップＳ５６でＮＯ）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が目標値より大きくなって、レーザ光の走査速度が速くなっていると考えられるので、バイアス電圧算出部２１３は、ＤＡコンバータ２２２の設定値を変更してバイアス電圧Ｖｂｉａｓを減少させることでＭＥＭＳミラー４２０の振幅を減少させる（ステップＳ８）。
【００７５】
これにより、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａが、振り角Ａの目標値に近づけられる。しかしながら、上述したように、ＤＡコンバータ２２２の分解能のために、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角は、離散的にしか調節できないので、まだ振り角Ａが目標値とずれているおそれがある。そこで、調整処理部２１４は、クロック周波数調節部２１７へ周波数調整処理の実行指示を出力し、ステップＳ９へ移行する。
【００７６】
ステップＳ９において、時間差計測部２１１は、ステップＳ３と同様に時間差△ｔを計測する。次に、平均処理部２１２は、ステップＳ４と同様に、平均時間Δｔａｖｅを算出する（ステップＳ１０）。
【００７７】
次に、ステップＳ１１において、クロック周波数調節部２１７は、平均処理部２１２によって算出された平均時間Δｔａｖｅを実走査時間として、目標走査時間ｔｓと比較する（ステップＳ１１）。そして、平均時間Δｔａｖｅと、目標走査時間ｔｓとが等しければ（ステップＳ１１で”＝”）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅は目標値通りであるから、画素クロック信号ＣＬＫ１を変更する必要はないので、クロック周波数調節部２１７は周波数調整処理を終了する。
【００７８】
また、平均時間Δｔａｖｅが、目標走査時間ｔｓより長い場合（ステップＳ１１で”＞”）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が目標値より小さくなって、主走査方向における画像データの走査線が短くなり、画像の幅が狭くなっていると考えられるので、クロック周波数調節部２１７は、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を減少（周期を増大）させるべく、クロック信号生成部２１５へ制御信号を出力する（ステップＳ１２）。
【００７９】
そうすると、画素クロック信号ＣＬＫ１の周期が長くなって、シリアル画像データ出力部２１６から出力されるシリアル信号ＳＳのパルス幅が引き伸ばされるので、主走査方向における画像データの走査線が引き伸ばされることになり、画像の幅が補正される。
【００８０】
一方、平均時間Δｔａｖｅが、目標走査時間ｔｓより短い場合（ステップＳ１１で”＜”）、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が目標値より大きくなって、主走査方向における画像データの走査線が長くなり、画像の幅が広くなっていると考えられるので、クロック周波数調節部２１７は、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数を増大（周期を短縮）させるべく、クロック信号生成部２１５へ制御信号を出力する（ステップＳ１３）。
【００８１】
そうすると、画素クロック信号ＣＬＫ１の周期が短くなって、シリアル画像データ出力部２１６から出力されるシリアル信号ＳＳのパルス幅が短縮されるので、主走査方向における画像データの走査線が短縮されることになり、画像の幅が補正される。
【００８２】
これにより、まずバイアス電圧算出部２１３によって、ＭＥＭＳミラー４２０の振り角Ａが調節される。その後、ＤＡコンバータ２２２の分解能による制限で、目標振り角と振り角Ａとの間にずれが残る場合には、さらにクロック周波数調節部２１７によって、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数が調節されることで、目標振り角と振り角Ａとの間のずれにより生じる画像データの走査される領域幅を補正することができる。
【００８３】
なお、振り角Ａの補正を行わずに、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数調節のみによって、画像データの走査される領域幅、すなわち画像幅の補正を行ってもよい。しかしながら、本来振り角Ａが目標値とずれることによって、画像幅のずれが生じているので、まず本質的な原因である振り角Ａの補正を行った後に、画素クロック信号ＣＬＫ１の周波数調節により画像幅の補正を行うことで、画像幅の補正精度を向上することが容易となる。
【００８４】
この場合、時間差計測部２１１及び平均処理部２１２が、実走査時間取得部の一例に相当し、バイアス電圧算出部２１３が、振幅調整部の一例に相当している。
【００８５】
次に、複写制御部１０１による画像形成動作が実行中の期間、より具体的には、光走査装置４２において用紙一枚分の感光体ドラム４３の露光が実行されている期間の間（ステップＳ１でＹＥＳ）、調整制御部１１１によって、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整を禁止する制御信号が光走査装置４２へ出力され、スイッチング素子４２３がオフ（ステップＳ１４）された後、振幅調整処理、及び周波数調整処理を禁止するべく再びステップＳ１へ移行する。
【００８６】
スイッチング素子４２３がオフされると、バイアス電圧算出部２１３からＤＡコンバータ２２２への制御信号の伝達経路が遮断されるので、バイアス電圧算出部２１３は、ＤＡコンバータ２２２から出力されるバイアス電圧Ｖｂｉａｓの電圧Ｖｂを変更することができなくなる結果、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅調整が禁止される。
【００８７】
一枚の用紙の画像を形成中に、ＭＥＭＳミラー４２０の振幅が調整されて変化すると、画像の主走査方向の幅が途中で変化してしまい、画像がずれてしまう。また、画素クロック信号ＣＬＫ１が変化した場合にも、画像の主走査方向の幅が途中で変化して画像がずれてしまう。
【００８８】
しかしながら、複写機１では、光走査装置４２において用紙一枚分の感光体ドラム４３の露光が実行されている期間の間、調整制御部１１１によって、ステップＳ２以降の振幅調整処理、及び周波数調整処理が禁止されるので、画像がずれることが抑制される。
【００８９】
以上のように、本発明の一実施形態に係る光走査装置４２、及びこれを用いた複写機１によれば、光走査装置における画像データの走査される領域幅を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複写機の内部構成を概略的に示す構造図である。
【図２】図１に示す複写機の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光走査装置の構成の一例を説明するための説明図である。
【図４】図３に示す光走査装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示すＬＤ制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図４に示す駆動クロック生成部の動作を説明するための説明図である。
【図７】図４に示すＤＡコンバータの動作を説明するための説明図である。
【図８】図４に示す重畳回路の動作を説明するための説明図である。
【図９】図２に示す複写機の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図２に示す複写機の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】ＭＥＭＳミラーの振り角と時間差△ｔとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９１】
１ 複写機
４０ 画像形成部
４１ 転写部
４２ 光走査装置
４３ 感光体ドラム
４４ 現像部
４５ 定着部
１００ 制御部
１０１ 複写制御部
１１１ 振幅調整制御部
２１０ ＬＤ制御部
２１１ 時間差計測部
２１２ 平均処理部
２１３ バイアス電圧算出部
２１４ 調整処理部
２１５ クロック信号生成部
２１６ シリアル画像データ出力部
２１７ クロック周波数調節部
２２１ 駆動クロック生成部
２２２ ＤＡコンバータ
２２３ 重畳回路
２２４ ドライバ回路
４１１ 用紙搬送部
４２０ ＭＥＭＳミラー
４２１ 走査制御部
４２２ 駆動部
４２３ スイッチング素子
ＢＤ１，ＢＤ２ 光センサ
ＣＬＫ１ 画素クロック信号
ＣＬＫ２ クロック信号
ＬＤ レーザダイオード
ＳＳ シリアル信号
Ｖｂｉａｓ バイアス電圧
Ｖｍ 駆動電圧
△ｔ 時間差
Δｔａｖｅ 平均時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数を有するクロック信号を生成するクロック信号生成部と、
画像の走査線を表すシリアル信号を、前記クロック信号と同期させて出力するシリアル画像データ出力部と、
前記シリアル画像データ出力部から出力されるシリアル信号に基づく光線で、感光体ドラムを走査する露光部と、
前記露光部による光線の走査の開始側における所定位置に配設された第１光センサと、
前記露光部による光線の走査の終了側における所定位置に配設された第２光センサと、
前記第１光センサで前記光線が検出されたタイミングと前記第２光センサで前記光線が検出されたタイミングとの時間差を検出し、当該時間差に基づき実走査時間を取得する実走査時間取得部と、
前記実走査時間取得部により取得された実走査時間が予め設定された目標走査時間より長い場合、前記クロック信号生成部によって前記クロック信号の周波数を減少させ、前記実走査時間取得部により取得された実走査時間が前記目標走査時間より短い場合、前記クロック信号生成部によって前記クロック信号の周波数を増大させる周波数調整処理を行うクロック周波数調節部と
を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記露光部は、
前記シリアル信号に応じて光線を出力する光源と、
前記光源から出力された光線を反射すると共に、機械的共振周波数で振動することにより前記光線で前記感光体ドラムを走査する走査ミラーと、
デジタル値による指示に応じて、前記走査ミラーの振幅を制御するための直流電圧を出力するデジタルアナログ変換器と、
前記走査ミラーの機械的共振周波数と一致するように周波数が設定された周期信号を、前記デジタルアナログ変換器から出力された直流電圧に重畳させて、前記走査ミラーへ供給することにより前記走査ミラーを振動させる駆動部とを備えるものであり、
前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間が前記目標走査時間より長い場合、前記デジタル値による指示によって前記デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を増大させることにより前記走査ミラーの振幅を増大させ、前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間が前記目標走査時間より短い場合、前記デジタル値による指示によって前記デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を低下させることにより前記走査ミラーの振幅を減少させる振幅調整処理を行う振幅調整部をさらに備えること
を特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記振幅調整部は、
前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間と前記目標走査時間との差が、前記デジタルアナログ変換器の出力電圧を当該デジタルアナログ変換器の分解能となる電圧だけ変化させた場合における前記時間差の変化量として予め設定された分解能時間の１／２未満である場合、前記振幅調整処理において、前記デジタルアナログ変換器から出力されている直流電圧を変化させることなく維持させること
を特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記クロック周波数調節部は、
前記振幅調整部によって前記振幅調整処理が実行された後、前記周波数調整処理を実行すること
を特徴とする請求項２又は３記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光走査装置と、
前記感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに用紙を供給する用紙搬送部と、
前記感光体ドラムが前記露光部により露光されることによって形成された静電潜像に基づいて、前記用紙搬送部によって供給された用紙に画像を形成する像形成部とを備えること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記光走査装置において前記用紙搬送部により搬送された１枚分の用紙への画像形成に関わる前記感光体ドラムの露光が実行される期間、前記クロック周波数調節部による周波数調整処理の実行を禁止するクロック調整禁止部をさらに備えること
を特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項１】
所定の周波数を有するクロック信号を生成するクロック信号生成部と、
画像の走査線を表すシリアル信号を、前記クロック信号と同期させて出力するシリアル画像データ出力部と、
前記シリアル画像データ出力部から出力されるシリアル信号に基づく光線で、感光体ドラムを走査する露光部と、
前記露光部による光線の走査の開始側における所定位置に配設された第１光センサと、
前記露光部による光線の走査の終了側における所定位置に配設された第２光センサと、
前記第１光センサで前記光線が検出されたタイミングと前記第２光センサで前記光線が検出されたタイミングとの時間差を検出し、当該時間差に基づき実走査時間を取得する実走査時間取得部と、
前記実走査時間取得部により取得された実走査時間が予め設定された目標走査時間より長い場合、前記クロック信号生成部によって前記クロック信号の周波数を減少させ、前記実走査時間取得部により取得された実走査時間が前記目標走査時間より短い場合、前記クロック信号生成部によって前記クロック信号の周波数を増大させる周波数調整処理を行うクロック周波数調節部と
を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記露光部は、
前記シリアル信号に応じて光線を出力する光源と、
前記光源から出力された光線を反射すると共に、機械的共振周波数で振動することにより前記光線で前記感光体ドラムを走査する走査ミラーと、
デジタル値による指示に応じて、前記走査ミラーの振幅を制御するための直流電圧を出力するデジタルアナログ変換器と、
前記走査ミラーの機械的共振周波数と一致するように周波数が設定された周期信号を、前記デジタルアナログ変換器から出力された直流電圧に重畳させて、前記走査ミラーへ供給することにより前記走査ミラーを振動させる駆動部とを備えるものであり、
前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間が前記目標走査時間より長い場合、前記デジタル値による指示によって前記デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を増大させることにより前記走査ミラーの振幅を増大させ、前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間が前記目標走査時間より短い場合、前記デジタル値による指示によって前記デジタルアナログ変換器から出力される直流電圧を低下させることにより前記走査ミラーの振幅を減少させる振幅調整処理を行う振幅調整部をさらに備えること
を特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記振幅調整部は、
前記実走査時間取得部によって取得された実走査時間と前記目標走査時間との差が、前記デジタルアナログ変換器の出力電圧を当該デジタルアナログ変換器の分解能となる電圧だけ変化させた場合における前記時間差の変化量として予め設定された分解能時間の１／２未満である場合、前記振幅調整処理において、前記デジタルアナログ変換器から出力されている直流電圧を変化させることなく維持させること
を特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記クロック周波数調節部は、
前記振幅調整部によって前記振幅調整処理が実行された後、前記周波数調整処理を実行すること
を特徴とする請求項２又は３記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光走査装置と、
前記感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに用紙を供給する用紙搬送部と、
前記感光体ドラムが前記露光部により露光されることによって形成された静電潜像に基づいて、前記用紙搬送部によって供給された用紙に画像を形成する像形成部とを備えること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記光走査装置において前記用紙搬送部により搬送された１枚分の用紙への画像形成に関わる前記感光体ドラムの露光が実行される期間、前記クロック周波数調節部による周波数調整処理の実行を禁止するクロック調整禁止部をさらに備えること
を特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１８６７７９（Ｐ２００９−１８６７７９Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６８５１（Ｐ２００８−２６８５１）
【出願日】平成２０年２月６日（２００８．２．６）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月６日（２００８．２．６）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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