JP2007086677A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 振動ミラーを潜像形成に十分な振幅で振動させるとともに潜像の書込位置のずれを防止して、高品質な画像を形成する。
【解決手段】 駆動信号Ｓdがビデオクロック信号ＶＣに同期されて偏向器６５の振動動作はビデオクロック信号ＶＣに同期したものとなり、その結果、光センサ６０から出力される検出信号Ｈsyncもビデオクロック信号ＶＣに同期することとなる。そして、その検出信号Ｈsyncに基づき共振周波数制御処理を行うことで偏向器６５の共振周波数が駆動周波数とほぼ一致し、偏向器６５が潜像形成に十分な振幅で駆動される。さらに、こうして共振周波数制御が行われた後に光センサ６０からの検出信号Ｈsyncに基づき書込タイミング調整部１０３からビデオリクエスト信号を画像出力部１１２に与えて感光体２への潜像の書込位置を調整している。
【選択図】 図４

Description

この発明は、画像形成指令に対応する画像信号を作成するとともに、該画像信号に応じて光ビームを変調して得られる変調光ビームを振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体に潜像を形成する画像形成方法および装置に関するものである。

プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がコントローラに与えられる。すると、該コントローラは画像形成指令をエンジン部の動作指示に適した形式のデータに変換する。そして、それらのデータに基づきエンジン部は制御され、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート（記録材）に画像形成指令に対応する画像を形成する。すなわち、画像形成指令に対応する画像信号をビデオクロック信号を基準として作成し、エンジン部の露光ユニットに出力している。そして、この画像信号に基づき露光ユニットの光源がＯＮ／ＯＦＦ制御されて画像信号に対応して変調された光ビームを射出する。この光ビームは露光ユニットの偏向器により主走査方向に走査されて画像信号に対応するライン潜像が感光体などの潜像担持体上に形成される。そして、それらのライン潜像がトナーで現像されてトナー像が形成される。

ところで、偏向器の小型化および高速化を図るべく、共振型の振動ミラーを偏向器として用いることが従来より提案されている（例えば特許文献１参照）。すなわち、この装置では、振動ミラーに与える駆動信号の周波数（以下「駆動周波数」という）と振動ミラーの固有共振振動数（共振周波数）とを一致させることによって、振動ミラーを共振振動させて比較的大きな振幅を得ている。そして、共振振動している振動ミラーに光源からの光ビームを照射して光ビームを走査させている。

しかしながら、振動ミラーを製造する場合の加工の仕方や振動ミラーの周辺温度などにより振動ミラーの共振周波数にバラツキが生じることがある。このようなバラツキが発生すると、潜像担持体上での光ビームの走査速度が変化して潜像担持体上に形成される潜像が主走査方向に伸縮して画像品質の低下を招く。そこで、振動ミラーの共振数波数を制御して駆動周波数に一致させる技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。すなわち、この特許文献２に記載の発明では、振動ミラーに発熱素子として薄膜ヒータが設けられている。そして、振動ミラーにより走査される光ビームを光検出素子などの検出部により検出することで振動ミラーの振れ角を検出しながら振れ角が最大となるように薄膜ヒータへの通電電流を制御して共振周波数を駆動周波数にほぼ一致させている（共振周波数制御）。

特開平１−３０２３１７号公報（第２頁、第３図） 特開２００４−６９７３１号公報（段落００３５、図１１）

このように従来装置では、露光ユニットが設けられたエンジン部、つまり閉じられた系において振動ミラーを駆動制御している。つまり、コントローラと振動ミラーの制御との同期は取られておらず、コントローラとは非同期で共振周波数制御が行われている。このため、共振周波数制御が完了して振動ミラーが十分な振幅で駆動されたとしても、振動ミラーの動作はコントローラと非同期であるため、後述するように、１ライン潜像ごとに最大１画素分だけ潜像の書込位置がずれてしまうという問題が生じてしまう。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、振動ミラーを潜像形成に十分な振幅で振動させるとともに潜像の書込位置のずれを防止して、高品質な画像を形成することができる画像形成方法および画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明は、ビデオクロック信号を基準として画像形成指令に対応する画像信号を作成するとともに、該画像信号に応じて光ビームを変調して得られる変調光ビームを駆動信号に基づき共振振動する振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体の有効画像領域に潜像を形成する画像形成方法および装置に関するものである。そして、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するため、駆動信号をビデオクロック信号に同期させることによって、振動ミラーにより主走査方向に走査される光ビームを有効画像領域に対応する有効走査領域から外れた領域で検出する検出部から出力される、検出信号をビデオクロック信号に同期させる同期工程と、検出信号に基づき振動ミラーの共振周波数が駆動信号の周波数とほぼ一致するように振動ミラーの共振周波数を制御する共振周波数制御工程と、共振周波数制御工程後に検出部からの検出信号に基づき画像信号の出力タイミングを調整して潜像担持体への潜像の書込位置を調整する書込タイミング調整工程とを備えたことを特徴としている。また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、振動ミラーを駆動するミラー駆動部と、ビデオクロック信号に同期した駆動信号をミラー駆動部に与えて振動ミラーの振動動作を制御するミラー駆動制御部と、振動ミラーにより主走査方向に走査される光ビームを有効画像領域に対応する有効走査領域から外れた領域で検出して信号を出力する検出部と、検出部から出力される検出信号に基づき画像信号の出力タイミングを調整して潜像担持体への潜像の書込位置を調整する書込タイミング調整部と、振動ミラーの共振周波数を調整する共振周波数調整部と、駆動信号により振動ミラーを駆動しながら検出部から出力される検出信号に基づき振動ミラーの共振周波数が駆動信号の周波数とほぼ一致するように共振周波数調整部を制御する周波数制御部とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明（画像形成方法および装置）では、検出部が振動ミラーにより主走査方向に走査される光ビームを有効画像領域に対応する有効走査領域から外れた領域で検出し、検出信号を出力するように構成されている。この振動ミラーは駆動信号により振動するが、この発明では駆動信号をビデオクロック信号に同期させている。このため、振動ミラーの振動動作はビデオクロック信号に同期したものとなり、その結果、検出部から出力される検出信号もビデオクロック信号に同期することとなる。そして、その検出信号に基づき振動ミラーの共振周波数が駆動信号の周波数とほぼ一致するように制御されて振動ミラーが潜像形成に十分な振幅で駆動されることとなる。さらに、こうして共振周波数制御が行われた後に検出部からの検出信号に基づき画像信号の出力タイミングが調整されて潜像の書込位置が調整される。このように検出信号とビデオクロック信号とが互いに同期しているため、主走査方向における潜像の書込開始位置がライン潜像ごとにずれるのを効果的に防止することができる。その結果、高品質な画像を形成することができる。

なお、本発明に適用可能な光ビームの変調方式は特に限定されるものではなく、例えば１画素に相当する光ビームの点灯時間を一定にするために、画像信号における１画素に相当するパルス幅を固定した変調方式、いわゆる強度変調方式を採用する場合には、いわゆるパルス幅変調方式に比べて原理的に高い解像度が得られるが、その反面、パルス幅変調方式に比べて画質低下に及ぼす書込位置のずれが重大な問題となってくる。この点に関して、本発明では、検出信号とビデオクロック信号との同期がとられているため、ライン潜像ごとに書込位置のずれが防止される。したがって、画像信号として潜像の１画素に相当するパルス幅を固定した信号を用いることで、高解像度で、かつ高品質な画像を形成することが可能となる。

また、この発明では、共振周波数制御工程が完了した時点で既に検出信号とビデオクロック信号とが同期しているため、共振周波数制御工程直後に検出部から出力される検出信号に基づき潜像形成を開始したとしても、書込位置のずれを発生させることなく良好に画像を安定して形成することができる。また、このように共振周波数制御工程後に直ちに潜像形成を開始しているため、処理時間を短縮して装置の高速化を図ることができる。

図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、いわゆるタンデム方式のカラープリンタであり、潜像担持体としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを装置本体５内に並設している。そして、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。すなわち、この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラ１１に与えられると、この画像形成指令に対応する画像信号や制御信号などがメインコントローラ１１からエンジンコントローラ１０に与えられる。そして、エンジンコントローラ１０のＣＰＵがエンジン部ＥＧの各部を制御して複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートＳに画像形成指令に対応する画像を形成する。

このエンジン部ＥＧでは、４つの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのそれぞれに対応して帯電ユニット、現像ユニット、露光ユニットおよびクリーニング部が設けられている。このように、各トナー色ごとに、感光体、帯電ユニット、現像ユニット、露光ユニットおよびクリーニング部を備えて該トナー色のトナー像を形成する画像形成手段が設けられている。なお、これらの画像形成手段（感光体、帯電ユニット、現像ユニット、露光ユニットおよびクリーニング部）の構成はいずれの色成分についても同一であるため、ここではイエローに関する構成について説明し、その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。

感光体２Ｙは図１の矢印方向（副走査方向）に回転自在に設けられている。また、感光体２Ｙの周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット３Ｙ、現像ユニット４Ｙおよびクリーニング部（図示省略）がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３Ｙは例えばスコロトロン帯電器で構成されており、帯電バイアス印加によって感光体２Ｙの外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。そして、この帯電ユニット３Ｙによって帯電された感光体２Ｙの外周面に向けて露光ユニット６Ｙから走査光ビームＬyが照射される。これによって画像形成指令に含まれるイエロー画像データに対応する静電潜像が感光体２Ｙ上に形成される。なお、露光ユニット６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）の構成および動作については後で詳述する。

こうして形成された静電潜像は現像ユニット４Ｙによってトナー現像される。この現像ユニット４Ｙはイエロートナーを内蔵している。そして、現像バイアスが現像ローラ４１Ｙに印加されると、現像ローラ４１Ｙ上に担持されたトナーが感光体２Ｙの表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着する。その結果、感光体２Ｙ上の静電潜像がイエローのトナー像として顕像化される。

現像ユニット４Ｙで現像されたイエロートナー像は、一次転写領域ＴＲy1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。また、イエロー以外の色成分についても、イエローと全く同様に構成されており、感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上にマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像がそれぞれ形成されるとともに、一次転写領域ＴＲm1、ＴＲc1、ＴＲk1でそれぞれ中間転写ベルト７１上に一次転写される。

この転写ユニット７は、２つのローラ７２、７３に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７２を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｒ2に回転させるベルト駆動部（図示省略）とを備えている。また、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して不図示の電磁クラッチにより当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７４が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、一次転写タイミングを制御することで各トナー像を重ね合わせてカラー画像を中間転写ベルト７１上に形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７４との間の二次転写領域ＴＲ2に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。一方、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、ブラックトナー像のみを感光体２Ｋに形成するとともに、二次転写領域ＴＲ2に搬送されてくるシートＳ上にモノクロ画像を二次転写する。また、こうして画像の２次転写を受けたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に向けて搬送される。

なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、不図示の除電手段によりその表面電位がリセットされ、さらに、その表面に残留したトナーがクリーニング部により除去された後、帯電ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにより次の帯電を受ける。

また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ７５および濃度センサが配置されている。これらのうち、クリーナ７５は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７２に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７２側に移動した状態でクリーナ７５のブレードがローラ７２に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。

図３は図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図であり、図４は図１の画像形成装置の露光ユニットおよび露光ユニットを制御するための露光制御ユニットを示す図である。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニット６、露光制御ユニット１２の構成および動作について詳述する。なお、露光ユニット６および露光制御ユニット１２の構成はいずれの色成分についても同一であるため、ここではイエローに関する構成について説明し、その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。

図３に示すように、露光ユニット６Ｙは露光筐体６１を有している。そして、露光筐体６１に単一のレーザー光源６２が固着されており、レーザー光源６２から光ビームを射出可能となっている。このレーザー光源６２はメインコントローラ１１からの画像信号に基づきＯＮ／ＯＦＦ制御されて該画像信号に対応して変調された光ビームがレーザー光源６２から前方に射出される。すなわち、この実施形態では、メインコントローラ１１にビデオクロック発生部１１１が設けられており、基準周波数、例えば６８ＭＨｚのビデオクロック信号ＶＣを出力している。そして、このビデオクロック信号ＶＣを基準として画像出力部１１２がメインコントローラ１１に与えられた画像形成指令に含まれるイエロー画像データに対応する画像信号Ｓvを作成する。この画像信号Ｓvは露光ユニット６Ｙのレーザー光源６２に出力され、該画像信号Ｓvに応じて光ビームは変調され、該変調された光ビームがレーザー光源６２から前方に射出される。なお、この実施形態では、１画素に相当するパルス幅を固定した変調方式、いわゆる強度変調方式を採用しており、画像信号Ｓvでは、潜像の１画素に相当するパルス幅は一定値に固定されている。

また、この露光筐体６１の内部には、レーザー光源６２からの光ビームを感光体２の表面（図示省略）に走査露光するために、コリメータレンズ６３１、シリンドリカルレンズ６３２、ミラー６４、偏向器６５、走査レンズ６６およびミラー６８が設けられている。すなわち、レーザー光源６２からの光ビームは、コリメータレンズ６３１により適当な大きさのコリメート光にビーム整形された後、副走査方向Ｙにのみパワーを有するシリンドリカルレンズ６３２に入射される。そして、シリンドリカルレンズ６３２を調整することでコリメート光は副走査方向Ｙにおいて偏向器６５の偏向ミラー面６５１付近で結像される。このように、この実施形態では、コリメータレンズ６３１およびシリンドリカルレンズ６３２がレーザー光源６２からの光ビームを整形するビーム整形系６３として機能している。なお、この実施形態では、ビーム整形系６３と偏向器６５の偏向ミラー面６５１との間にミラー６４を設け、いわゆる斜め入射構造を構成している。すなわち、レーザー光源６２からの光ビームは、ビーム整形系６３によりビーム整形された後、ミラー６４により折り返されて偏向器６５の偏向ミラー面６５１の揺動軸（同図紙面に対して垂直な軸）と直交する基準面（紙面と平行な面）に対して鋭角をなすように偏向ミラー面６５１に入射される。

この偏向器６５は半導体製造技術を応用して微小機械を半導体基板上に一体形成するマイクロマシニング技術を用いて形成されるものであり、共振振動する振動ミラーで構成されている。すなわち、偏向器６５では、共振振動する偏向ミラー面６５１により光ビームを主走査方向Ｘに偏向可能となっている。より具体的には、偏向ミラー面６５１は主走査方向Ｘとほぼ直交する揺動軸（ねじりバネ）周りに揺動自在に軸支されるとともに、作動部６５２から与えられる外力に応じて揺動軸周りに揺動する。この作動部６５２はイエロー用の露光制御ユニット１２Ｙのミラー駆動部１２１からのミラー駆動信号に基づき偏向ミラー面６５１に対して静電気的、電磁気的あるいは機械的な外力を作用させて偏向ミラー面６５１をミラー駆動信号の周波数で揺動させる。なお、作動部６５２による駆動方式は静電吸着、電磁気力あるいは機械力などのいずれの方式を採用してもよく、それらの駆動方式は周知であるため、ここでは説明を省略する。

この実施形態では、偏向器６５の振動動作をＯＮ／ＯＦＦ制御するために、エンジンコントローラ１０にミラー駆動制御部１０１が設けられており、エンジンコントローラ１０のＣＰＵがミラー駆動制御部１０１の機能を担っている。このミラー駆動制御部１０１には、ビデオクロック発生部１１１からのビデオクロック信号ＶＣが与えられるとともに、駆動クロック発生部１０２から偏向器６５の動作周波数と一致する駆動周波数（例えば５ＫＨｚ）を有する駆動クロックＤＣが与えられている。そして、偏向ミラー面６５１を共振振動させる際には、ミラー駆動制御部１０１は、図５に示すように、駆動クロックＤＣとビデオクロック信号ＶＣとの同期をとって駆動信号Ｓdを作成し、ミラー駆動部１２１に与える。これによって、偏向器６５の振動動作はビデオクロック信号ＶＣに同期したものとなる。

また、このようにして駆動される偏向器６５には、例えば特許文献２や特開平９−１９７３３４号公報に記載されたような共振周波数調整部６５３が設けられており、偏向器６５の共振周波数を変化させることが可能となっている。すなわち、この共振周波数調整部６５３では偏向器６５のねじりバネ（図示省略）に電気抵抗素子が形成されるとともに、該電気抵抗素子が露光制御ユニット１２Ｙの周波数制御部１２２と電気的に接続されている。そして、周波数制御部１２２による電気抵抗素子への通電制御によりねじりバネの温度が変化する。これによって、ねじりバネのバネ定数が変化し、偏向器６５の共振周波数を変更させることができる。そこで、この実施形態では、後述するように共振周波数がミラー駆動信号（駆動信号Ｓd）の周波数、つまり駆動周波数と不一致である場合には、共振周波数調整部６５３により偏向器６５の共振周波数を変動させて駆動周波数とほぼ一致させている（共振周波数制御工程）。なお、偏向器６５の共振周波数を変化させる具体的な構成はこれに限定されるものではなく、従来より周知の構成を採用することができる。

また、ミラー駆動部１２１はミラー駆動信号の電圧や電流などの駆動条件を変更設定することができるように構成されている。したがって、必要に応じてミラー駆動信号の電圧を変更設定することが可能となっており、電圧変更によって偏向器６５の振幅値を調整することも可能となっている。

偏向器６５の偏向ミラー面６５１で偏向された光ビームは走査レンズ６６に向けて偏向される。そして、走査レンズ６６に向けて偏向された光ビームは、走査レンズ６６およびミラー６８を介して感光体２の表面の有効画像領域に結像される。これにより、光ビームが主走査方向Ｘと平行に走査して主走査方向Ｘに伸びるライン状の潜像が感光体２の有効画像領域上に形成される。なお、この実施形態では、偏向器６５により走査可能な最大走査領域は、有効画像領域上で光ビームを走査させるための走査領域（本発明の「有効走査領域」）ＳＲよりも広く設定されている。また、有効走査領域ＳＲが最大走査領域の略中央部に位置しており、光軸Ｌ0に対してほぼ対称となっている。

また、この実施形態では、図３に示すように、走査光ビームの走査経路の片側を折り返しミラー６９により光センサ６０に導いている。この折り返しミラー６９は最大走査領域の一方端部に配置され、最大走査領域内で、かつ有効走査領域ＳＲを外れた位置を移動する走査光ビームを光センサ６０に導光する。そして、光センサ６０により該走査光ビームが受光されてセンサ位置を通過するタイミングで検出信号Ｈsyncが光センサ６０から出力される。このように、この実施形態では、光センサ６０によって主走査方向Ｘに走査される光ビームを有効走査領域ＳＲから外れた領域で検出することが可能となっており、この光センサ６０が本発明の「検出部」に相当している。

ここで、検出信号Ｈsyncとビデオクロック信号ＶＣとの関係について見てみると、本実施形態では次のような特徴を有している。すなわち、上記したように駆動クロックＤＣとビデオクロック信号ＶＣとの同期処理により得られた駆動信号Ｓdを用いて偏向器６５を駆動することによって偏向器６５の振動動作をビデオクロック信号ＶＣに同期させているため、図６に示すように検出信号Ｈsyncもビデオクロック信号ＶＣと同期している。また、この実施形態では、検出信号Ｈsyncはエンジンコントローラ１０の書込タイミング調整部１０３に与えられ、検出信号Ｈsyncから所定時間経過した後に画像出力部１１２にビデオリクエスト信号を出力し、この信号を受けた画像出力部１１２がビデオクロック信号ＶＣを基準として画像信号Ｓvを出力する。このように書込タイミング調整部１０３がビデオリクエスト信号の出力タイミングを調整することによって感光体２への潜像の書込位置が調整される（書込タイミング調整工程）。

また、光センサ６０による走査光ビームの検出信号Ｈsyncは露光制御ユニット１２Ｙの計測部１２３にも伝達され、該計測部１２３において有効走査領域ＳＲを光ビームが走査する走査時間や駆動周期などに関連する駆動情報が算出される。そして、この計測部１２３において算出された実測情報が周波数制御部１２２に伝達され、周波数制御部１２２は偏向器６５の共振周波数の調整を行う。

ところで、上記のように構成された装置では、偏向器６５が振動停止している状態で画像形成指令が与えられると、画像形成開始前に起動処理を実行して偏向器６５の振動動作をビデオクロック信号ＶＣに同期させながら偏向器６５によって光ビームを良好に走査できるように調整している。より具体的には、起動処理として同期処理および共振周波数制御処理が実行される。以下、画像形成指令としてカラー画像形成指令が与えられた場合について説明するが、モノクロ画像形成指令が与えれた場合には、ブラック色についてのみ以下の動作が実行される。

カラー画像形成指令が与えられると、イエロー色について偏向器６５の起動処理が実行される。まず、図５に示すように、ミラー駆動制御部１０１において、駆動クロックＤＣとビデオクロック信号ＶＣとの同期がとられて駆動クロックＤＣに同期した駆動信号Ｓdが作成され、ミラー駆動部１２１に出力されて偏向器６５が駆動される。したがって、偏向器６５はビデオクロック信号ＶＣに同期しながら振動する。また、このように駆動された偏向器６５により走査される光ビームを光センサ６０が検出すると、検出信号Ｈsyncを出力するが、その検出信号Ｈsyncは図６に示すようにビデオクロック信号ＶＣに同期することとなる（同期処理）。

このように同期処理が実行されるが、ここで偏向器６５の共振周波数が駆動信号Ｓdの周波数、つまり駆動周波数からずれている場合には、偏向ミラー面６５１の最大振幅値は共振振動時の最大振幅から大幅に低下したものとなる。そこで、所定時間が経過するのを待って偏向器６５について共振周波数制御処理を実行する。

この共振周波数制御処理では、画像信号Ｓvをレーザー光源６２に出力してレーザー光源６２を点灯する。ここで、画像出力部１１２から共振周波数制御処理に適した画像信号をレーザー光源６２に与えて次に説明するようにして共振周波数制御処理を行うようにしてもよい。このようにしてレーザー光源６２を点灯した時点においては、すでに偏向器６５は共振振動しているので、感光体２Ｙの表面を光ビームが走査することとなり、感光体２Ｙの一部に光ビームが集中的に照射されるのを防止することができる。また、光ビームの走査と同時に光センサ６０から検出信号Ｈsyncが出力される。そして、センサ出力に基づき周波数制御部１２２による電気抵抗素子への通電制御により偏向器６５のねじりバネの温度を変化させて偏向器６５の共振特性を駆動周波数側にシフトさせる。これにより、偏向器６５の共振周波数が駆動周波数とほぼ一致して振幅値が最大振幅を示すこととなる。

こうして共振周波数制御処理が完了すると、起動処理を完了させて光センサ６０からの検出信号Ｈsyncに基づき書込タイミング調整部１０３からのビデオリクエスト信号に応じて画像出力部１１２から画像形成指令に対応する画像信号Ｓvが出力されて感光体２への潜像の書込が開始される。

以上のように、この実施形態によれば、駆動信号Ｓdをビデオクロック信号ＶＣに同期させているため、偏向器６５の振動動作はビデオクロック信号ＶＣに同期したものとなり、その結果、光センサ６０から出力される検出信号Ｈsyncもビデオクロック信号ＶＣに同期することとなる。そして、その検出信号Ｈsyncに基づき共振周波数制御処理を行うことで偏向器６５の共振周波数を駆動周波数とほぼ一致させ、偏向器６５が潜像形成に十分な振幅で駆動されることとなる。さらに、こうして共振周波数制御が行われた後に光センサ６０からの検出信号Ｈsyncに基づき書込タイミング調整部１０３からビデオリクエスト信号を画像出力部１１２に与えて感光体２への潜像の書込位置を調整している。これによって、次のような作用効果も得られる。

従来装置のように偏向器６５の動作が画像信号Ｓvの基準信号となるビデオクロック信号ＶＣと非同期である場合には、光センサ６０から出力される検出信号Ｈsyncもビデオクロック信号ＶＣと非同期となり、図７に示すように、検出信号Ｈsyncとビデオクロック信号ＶＣとの関係は１ライン潜像ごとに変化し、ライン潜像間でのずれ量も最大１画素分となる。したがって、検出信号Ｈsyncに基づき画像信号Ｓvの出力タイミングを調整したとしても、感光体２上での潜像の書込位置は１ライン潜像ごとに主走査方向Ｘに変動し、ライン潜像間でのずれ量は最大１画素分になってしまい、これが画質低下の主要因のひとつとなる。これに対し、この実施形態では、図６に示すように検出信号Ｈsyncとビデオクロック信号ＶＣとが互いに同期しているため、いずれのライン潜像を形成するタイミングにおいても検出信号Ｈsyncとビデオクロック信号ＶＣとの関係は変動しないため、主走査方向Ｘにおける潜像の書込開始位置がずれるのを効果的に防止することができる。その結果、高品質な画像を形成することができる。

また、この実施形態では、共振周波数制御工程が完了した時点で既に検出信号Ｈsyncとビデオクロック信号ＶＣとが同期しているため、共振周波数制御工程直後に光センサ６０から出力される検出信号Ｈsyncに基づき潜像形成を開始することができる。さらに、このように共振周波数制御工程後に直ちに潜像形成を開始しているため、処理時間を短縮して装置の高速化を図ることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、温度変化に基づくバネ定数の変化を利用した共振周波数調整部６５３を採用しているが、共振周波数調整部６５３の構成はこれに限定されるものではなく、従来より周知の方法により共振周波数を調整することができる。

また、上記実施形態では、カラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。

さらに、上記実施形態では、振動ミラーとしてマイクロマシニング技術を用いて形成された偏向器６５を採用しているが、共振振動する振動ミラーを用いて光ビームを偏向して潜像担持体上に光ビームを走査させる画像形成装置全般に本発明を適用することができる。

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 図１の画像形成装置の露光ユニットの構成を示す主走査断面図。 図１の画像形成装置の露光ユニットおよび露光制御ユニットを示す図。 駆動クロック、ビデオクロック信号および駆動信号の関係を示す図。 図１の実施形態における検出信号とビデオクロック信号の関係を示す図。 従来装置における検出信号とビデオクロック信号の関係を示す図。

符号の説明

２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体（潜像担持体）、 ６０…光センサ（検出部）、 ６５…偏向器（振動ミラー）、 １０１…ミラー駆動制御部、 １０３…書込タイミング調整部、 １２１…ミラー駆動部、 １２２…周波数制御部、 ６５１…偏向ミラー面、 ６５３…共振周波数調整部、 Ｈsync…検出信号、 Ｌy，Ｌm，Ｌc，Ｌk…（走査）光ビーム、 ＳＲ…有効走査領域、 Ｓd…駆動信号、 Ｓv…画像信号、 ＶＣ…ビデオクロック信号

Claims (4)

1. ビデオクロック信号を基準として画像形成指令に対応する画像信号を作成するとともに、該画像信号に応じて光ビームを変調して得られる変調光ビームを駆動信号に基づき共振振動する振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体の有効画像領域に潜像を形成する画像形成方法において、
   前記駆動信号を前記ビデオクロック信号に同期させることによって、前記振動ミラーにより前記主走査方向に走査される光ビームを前記有効画像領域に対応する有効走査領域から外れた領域で検出する検出部から出力される、検出信号を前記ビデオクロック信号に同期させる同期工程と、
   前記検出信号に基づき前記振動ミラーの共振周波数が前記駆動信号の周波数とほぼ一致するように前記振動ミラーの共振周波数を制御する共振周波数制御工程と、
   前記共振周波数制御工程後に前記検出部からの検出信号に基づき前記画像信号の出力タイミングを調整して前記潜像担持体への潜像の書込位置を調整する書込タイミング調整工程と
   を備えたことを特徴とする画像形成方法。
2. 前記画像信号は前記潜像の１画素に相当するパルス幅を固定した信号である請求項１記載の画像形成方法。
3. 前記共振周波数制御工程が完了した直後に前記検出部から出力される検出信号に基づき潜像形成を開始する請求項１または２記載の画像形成方法。
4. ビデオクロック信号を基準として画像形成指令に対応する画像信号を作成するとともに、該画像信号に応じて光ビームを変調して得られる変調光ビームを共振振動する振動ミラーにより主走査方向に走査させて潜像担持体の有効画像領域に潜像を形成する画像形成装置において、
   前記振動ミラーを駆動するミラー駆動部と、
   前記ビデオクロック信号に同期した駆動信号を前記ミラー駆動部に与えて前記振動ミラーの振動動作を制御するミラー駆動制御部と、
   前記振動ミラーにより前記主走査方向に走査される光ビームを前記有効画像領域に対応する有効走査領域から外れた領域で検出して信号を出力する検出部と、
   前記検出部から出力される検出信号に基づき前記画像信号の出力タイミングを調整して前記潜像担持体への潜像の書込位置を調整する書込タイミング調整部と、
   前記振動ミラーの共振周波数を調整する共振周波数調整部と、
   前記駆動信号により前記振動ミラーを駆動しながら前記検出部から出力される前記検出信号に基づき前記振動ミラーの共振周波数が前記駆動信号の周波数とほぼ一致するように前記共振周波数調整部を制御する周波数制御部と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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