JP4285558B2 - 光走査装置、印刷装置及び振動ミラーの振幅調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置、印刷装置及び振動ミラーの振幅調整方法に関する。

例えばレーザプリンタに設けられる光走査装置の中には、モータによって回転駆動されるポリゴンミラーを利用するものの他に、特許文献１のように、共振ミラーを利用するものがある。共振ミラーは、例えばミラー振動子が支持軸部（ねじり梁）を介してフレーム部に連結された構成をなし、ミラー振動子には可動電極が設けられ、フレーム部には固定電極が設けられている。また、この共振ミラーを利用した光走査装置には、駆動回路が備えられており、この駆動回路が上記可動電極または固定電極に波状の駆動信号（例えば正弦波形信号）を印加する。これにより、ミラー振動子は、可動電極と固定電極との間に周期的に生じる静電力と、その静電力によって弾性変形した支持軸部の復元力とによって振動する。この振動しているミラー振動子に光源からレーザ光を照射することで、その共振ミラーで反射したレーザ光を感光体上で周期的に走査させるようになっている。

ここで、例えば駆動回路から同一レベルの駆動信号を電極に与えたとしても、例えば周囲温度が異なれば、共振ミラーの振幅（振動角度範囲）が変動する。共振ミラーの振幅が変動すると、感光体上におけるレーザ光の走査幅が変わってしまう。そこで、特許文献１の光走査装置では、共振ミラーで反射したレーザ光を受ける光学センサを設けて、この光学センサでのレーザ光の検出時間差を、予め定めた基準時間と比較するフィードバック制御により、共振ミラーの振幅を一定に維持するように調整している。
特開平５−１２７１０９号公報

ところが、上記特許文献１の光走査装置では、共振ミラーの振幅調整を行う方法として、上記駆動信号を増幅する増幅回路の増幅率を変更する方法を採用している。増幅回路の増幅率を変更するには、帰還抵抗の抵抗値等を変える必要があるが、この抵抗値等を微小レベルで変更することは極めて難しい。このため、上記駆動信号を微調整できず、共振ミラーの振幅を微調整できないという問題があった。また、共振ミラーの振動動作における駆動周波数は、感光体上のレーザ光の走査速度の設定値に応じて定めるわけであるが、共振現象を利用するために、この駆動周波数を、共振ミラーの共振周波数付近に設定した場合には、共振ミラーの電極に印加する駆動信号レベルを少し変えるだけでも共振ミラーの振幅が大きく変わってしまうため、特に駆動信号の微調整が求められる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、振動ミラーの振幅の微調整が可能な光走査装置、印刷装置及び振動ミラーの振幅調整方法を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係る光走査装置は、一対の電極及びミラー振動子を有し、光ビームを偏向する振動ミラーと、前記一対の電極間に波状の駆動信号を印加し、当該駆動信号に応じた静電力によって前記ミラー振動子を振動させる駆動手段と、前記駆動信号のデューティ比及び信号振幅のうち少なくともいずれか一方を変更することで前記振動ミラーの振幅を調整する第１調整動作と、前記駆動信号のバイアス電圧を変更することで前記振動ミラーの振幅を調整する第２調整動作とを行う調整手段と、前記振動ミラーの振幅を検出する検出手段と、を備え、前記調整手段は、前記検出手段の検出結果に基づき、前記振動ミラーの振幅が目標値になるように調整する構成とされ、且つ、前記振動ミラーの振幅と前記目標値との差が所定値以内になるまでは前記第２調整動作を行い、その後は前記第１調整動作を行う。
本発明によれば、振動ミラーの電極に印加する駆動信号のデューティ比及び信号振幅のうち少なくともいずれか一方を変更することで、振動ミラーの振幅を調整する構成である。従って、増幅率を利用して振動ミラーの振幅を調整する場合に比べて振動ミラーの振幅の微調整が可能になる。
また、例えば、振動ミラーの振幅の微調整にはデューティ比及び信号振幅のうち少なくともいずれか一方の変更による第１調整動作を行い、粗調整にはバイアス電圧の変更による第２調整動作を行うことができる。
更に、振動ミラーの振幅と目標値との差が比較的に大きい場合には、バイアス電圧の変更による第２調整動作によって粗調整を行い、上記差が比較的に小さい場合には、デューティ比及び信号振幅のうち少なくともいずれか一方の変更による第１調整動作によって微調整を行うことで、上記差に応じた適切な調整を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明の光走査装置であって、前記駆動信号は、ハイレベル時間がローレベル時間よりも長い波形である。
ハイレベル時間がローレベル時間よりも長い波形（高デューティ）の駆動信号の方が、ハイレベル時間がローレベル時間よりも短い波形（低デューティ）の駆動信号よりも、デューティ比の単位変化量に対する駆動信号の変動量が小さい。従って、高デューティの駆動信号に対して、そのデューティ比を変更する構成とすることで、駆動信号が低デューティである場合によりも、振動ミラーの振幅を更に微小に調整できる。

第３の発明は、第１または第２の発明の光走査装置と、前記光走査装置によって露光される感光体を有し、その感光体に形成された画像を印刷媒体に転写する印刷部とを備える印刷装置であって、前記光走査装置の調整手段は、前記印刷部が前記印刷媒体への印刷を行っている間は、前記第２調整動作は行わずに前記第１調整動作を行う。
印刷部が印刷を行っている最中は、例えば光走査装置の起動時直後に比べて振動ミラーの振幅が目標値に付近に安定しているものの、印刷品質に影響がないように振動ミラーの振幅を高精度で調整する必要がある。従って、デューティ比及び信号振幅のうち少なくともいずれか一方の変更による第１調整動作によって振動ミラーの振幅を調整することが好ましい。

振動ミラーの電極に印加する駆動信号のデューティ比及び信号振幅のうち少なくともいずれか一方を変更することで、振動ミラーの振幅を調整する構成である。従って、増幅率を利用して振動ミラーの振幅を調整する場合に比べて振動ミラーの振幅の微調整が可能になる。

本発明の一実施形態を図１〜図９を参照しつつ説明する。
（レーザプリンタの全体構成）
図１は、レーザプリンタ（印刷装置の一例）１の要部側断面図である。レーザプリンタ１は、本体フレーム２内に、用紙３（印刷媒体の一例）を給紙するためのフィーダ部４や、そのフィーダ部４により給紙された用紙３に画像を形成するための印刷部５などを備えている。

（１）フィーダ部
フィーダ部４は、給紙トレイ６と、用紙押圧板７と、給紙ローラ８および分離パッド９と、紙粉取りローラ１０，１１と、レジストレーションローラ１２とを備えている。分離パッド９はばね１３によって給紙ローラ８に押圧されている。なお、以下、図１で紙面右側をレーザプリンタ１の前側、図１で紙面左側をレーザプリンタ１の後側として説明する。

用紙押圧板７は、その後端部を中心に回転可能とされるとともに、その前端部側が図示しないばねによって上方向に付勢されている。これにより用紙押圧板７上の最上位にある用紙３が給紙ローラ８に向かって押圧されている。そして、用紙押圧板７上の用紙３は、その給紙ローラ８の回転によって給紙ローラ８と分離パッド９とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。

給紙された用紙３は、紙粉取りローラ１０，１１によって、紙粉が取り除かれた後、レジストレーションローラ１２に送られる。レジストレーションローラ１２は、用紙３をレジスト後に、転写位置に送る。なお、この転写位置は、用紙３に感光ドラム２７上のトナー像を転写する位置であって、感光ドラム２７（感光体の一例）と転写ローラ３０（転写手段の一例）との接触位置とされる。

（２）印刷部
印刷部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７および定着部１８を備えている。

図２は、スキャナ部１６（光走査装置の一例）の構成を示した模式図である。半導体レーザ２０は画像信号に基づきオンオフ動作する。半導体レーザ２０から出射されたレーザ光（光ビームの一例）Ｌは、鎖線で示すように、振動ミラー１９によって偏向される。ここで偏向されたレーザ光Ｌは、光学系２１（例えば走査用レンズやシリンドリカルレンズ）を通過することにより感光ドラム２７の表面に結像し、感光ドラム２７表面上の印刷領域Ｅ内に静電潜像を形成する。また、スキャナ部１６には、上記光学系２１を通過したレーザ光Ｌを所定の位置で検出するＢＤセンサ２２（光学センサの一例）が設けられている。具体的には、上記光学系２１を通過したレーザ光Ｌが、反射ミラー２３を介してＢＤセンサ２２に入光されるように構成されている。

ＢＤセンサ２２でのレーザ光Ｌの検出タイミングは、上記印刷領域Ｅ内にレーザ光Ｌを照射する開始タイミングを計るために利用される。また、上記検出タイミングの時間間隔（以下、「検出時間間隔」という）は、後述するように振動ミラー１９の振幅Ｗの検出のために使用される。振動ミラー１９の詳細は後で説明する。

プロセスカートリッジ１７は、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３、トナーホッパ３４を備えている。トナーホッパ３４内のトナーは、アジテータ３６により攪拌されて、トナー供給口３７から放出される。なお、現像ローラ３１には、現像時に図示しない印加回路により現像バイアス電圧が印加される。

トナー供給口３７から放出されるトナーは、供給ローラ３３の回転により、現像ローラ３１に供給され、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。さらに、現像ローラ３１上に供給されたトナーは、層厚規制ブレード３２により、薄層として現像ローラ３１上に担持される。

また、プロセスカートリッジ１７は、更に、感光ドラム２７、スコロトロン型の帯電器２９、転写ローラ３０およびクリーニングブラシ５３を備えている。感光ドラム２７の表面は、帯電器２９により正帯電された後、スキャナ部１６からのレーザ光Ｌにより露光され、静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ３１の表面上に担持されるトナーが、感光ドラム２７上に形成された静電潜像に供給され現像される。転写ローラ３０には、転写動作時には、図示しない印加回路により転写用バイアス電圧が印加される。クリーニングブラシ５３は、クリーニングバイアス電圧が印加され、感光ドラム２７に付着する紙粉を電気的に吸引して除去する。

定着部１８は、用紙３が加熱ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に、その用紙３上のトナーを熱定着させ、その後、搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送するようにしている。排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。

（振動ミラー）
図３は、振動ミラー１９の全体図である。振動ミラー１９は、ミラー振動子６０と、１対の電極（以下、「可動電極６１，固定電極６２」という。）とを備えて構成されている。ミラー振動子６０は、フレーム部６４内に、円形状のミラー部６３が配置され、このミラー部６３から突出した１対の支持軸部６５がフレーム部６４に連結された構造になっている。なお、ミラー振動子６０は例えば１枚の半導体基板（例えばシリコンウエハ）に、エッチングや成膜などのマイクロマシニング技術による加工を施して形成される。

上記各支持軸部６５には、櫛状に突出した可動電極６１が設けられている。この可動電極６１は、支持軸部６５に導電材料を蒸着して形成されたものである。一方、フレーム部６４側にも、櫛状に突出した固定電極６２が設けられている。この固定電極６２は、フレーム部６４に導電材料を蒸着して形成されたものである。可動電極６１と固定電極６２との櫛先同士は所定の間隔を隔てて噛合うように互い違いに配置されている。

駆動回路７０（駆動手段の一例）は、可動電極６１と固定電極６２との間にパルス状の駆動信号Ｓ１（電圧信号）を与える。具体的には、可動電極６１に上記駆動信号Ｓ１を与える一方で、固定電極６２が接地されている。これにより、振動ミラー１９のミラー部６３は、可動電極６１と固定電極６２との間に周期的に生じる静電力（引力または斥力）と、その静電力によってねじれ変形した支持軸部６５の復元力とによって振動する。

以下の説明では、ミラー部６３がフレーム部６４と面一になる位置（支持軸部６５が自然状態のときのミラー部６３の位置）を自然位置とし、ミラー部６３がこの自然位置から一方の回転方向に回転しているときの振動角度を正の角度とし、このときのミラー部６３の振幅Ｗを正とする。また、自然位置から他方の回転方向（一方の回転方向とは逆方向）に回転しているときの振動角度を負の角度とする。このときのミラー部６３の振幅Ｗを負とする。

図４は、ミラー部６３の振幅Ｗと、駆動信号Ｓ１の波形との関係を示した説明図である。例えばミラー部６３の振動角度がある正の角度（正の振幅）になると、ねじれ変形した支持軸部６５の復元力によって、ミラー部６３が自然位置に向かって内向きに移動する。このときに、ハイレベルの駆動信号Ｓ１が可動電極６１に与えられると、静電力（引力）によってミラー部６３の内向きの移動にエネルギーが加えられて、ミラー部６３が自然位置を越えて振動角度が負の角度になって外向きに移動する。

そして、ミラー部６３の振動角度がある負の角度（負の振幅）になると、ねじれ変形した支持軸部６５の復元力によって、ミラー部６３が自然位置に向かって内向きに移動し、このときに、ハイレベルの駆動信号Ｓ１が可動電極６１に与えられることで、静電力（引力）によってミラー部６３の内向きの移動にエネルギーが加えられる。このようにして、ミラー部６３は駆動信号Ｓ１の周波数（以下、「駆動周波数ｆ」という。）、デューティ比Ｄ、信号振幅Ａ、バイアス電圧Ｂｉに応じた振動を続ける。

（駆動回路）
図５は、振動ミラー制御に関する部分のブロック図である。駆動回路７０には、主として、クロック発生器７１、電圧増幅器７３及びバイアス増幅器７５が設けられている。クロック発生器７１は、例えばデジタル回路によって構成されており、ここから出力されるクロック信号Ｓ２（例えば０〜５Ｖ）のデューティ比Ｄがデューティ制御回路７２によって変更できるように構成されている。

電圧増幅器７３は、上記クロック信号Ｓ２を電圧増幅する。電圧増幅器７３の増幅率はＤ／Ａ変換器８１を介して振幅制御回路７４によって変更できるように構成されている。バイアス増幅器７５の増幅率はＤ／Ａ変換器８２を介してバイアス制御回路７６によって変更できるように構成されている。そして、上記駆動信号Ｓ１（例えば１００〜２００Ｖ）は、電圧増幅器７３からの出力信号Ｓ３と、バイアス増幅器７５からの出力信号Ｓ４とを加算した信号である。

レーザプリンタ１内の制御基板（図示せず）には、上記デューティ制御回路７２、振幅制御回路７４及びバイアス制御回路７６と、これらの制御するＣＰＵ７７、メモリ７８が設けられている。更に、上記制御基板には、上記半導体レーザ２０をオンオフ制御するＬＤ駆動回路７９と、上記ＢＤセンサ２２からの受光信号Ｓ５を受けるＢＤ検出回路８０とが設けられており、これらもＣＰＵ７７によって制御されたり、検出状態が入力される。

（振動ミラー制御）
例えば駆動回路７０から同一レベルの駆動信号Ｓ１を可動電極６１に与えたとしても、振動ミラー１９の振幅Ｗ（振動角度範囲）が変動することがある。この理由は、レーザプリンタ１の目標性能からレーザ光の走査速度が決められ、それに伴い振動ミラー１９の駆動周波数が決定される。そして、その駆動周波数と振動ミラーの共振周波数が一致するようにミラー振動子６０が製造されるが、その製造ばらつきによって振動ミラー１９ごとに共振周波数が異なることがある。また、周囲温度が変われば共振周波数は変動する。このために、振動ミラー１９の振幅Ｗが変動してしまうことがある。振動ミラー１９の振幅Ｗが変動すると、感光ドラム２７上におけるレーザ光Ｌの走査幅（走査範囲）が変わってしまう。そこで、ＣＰＵ７７は、上記ＢＤセンサ２２でのレーザ光Ｌの検出時間間隔を、予め定めた基準時間（振動ミラー１９の振幅Ｗが目標値に一致しているときの検出時間間隔）と比較するフィードバック制御により、振動ミラー１９の振幅Ｗを一定に維持するように調整する。このとき、ＣＰＵ７７及びＢＤセンサ２２は検出手段として機能する。

ここで、振動ミラー１９の振幅Ｗを調整するための要素としては次のものがある。
ａ．駆動信号Ｓ１のデューティ比Ｄ（クロック信号Ｓ２のデューティ比）
ｂ．駆動信号Ｓ１のバイアス電圧Ｂｉ（バイアス増幅器７５の出力信号Ｓ４の電圧レベル）
ｃ．駆動信号Ｓ１の信号振幅Ａ（電圧増幅器７３の出力信号Ｓ３の振幅）
ｄ．駆動信号Ｓ１の駆動周波数ｆ（クロック信号Ｓ２の周波数）
このうち、駆動信号Ｓ１の駆動周波数ｆを変更することは好ましくない。なぜならば、この駆動周波数ｆを変更すると、感光ドラム２７上におけるレーザ光Ｌの走査速度が変わるため、これに合わせて用紙３の搬送速度を調整する必要があるからである。

ここで、振動ミラーの振幅Ｗは、駆動信号Ｓ１によって供給されるエネルギーに左右され、この供給エネルギーが大きいほど振幅Ｗは大きくなり、供給エネルギーが小さいほど振幅Ｗは小さくなる。供給エネルギーは、図４に示す駆動信号Ｓ１の波形の面積（電圧値の積分値）と相関関係にある。例えば振動ミラーの振幅Ｗが１０Ｖ、バイアス電圧Ｂｉが１５Ｖ、デューティ比Ｄが５０％である駆動信号Ｓ１について、バイアス電圧Ｂｉを特定割合、例えば１０％だけ変更した場合、供給エネルギー（駆動信号Ｓ１の波形の面積）は１０％変化する。これに対して、デューティ比Ｄを特定割合、例えば１０％だけ変更した場合、供給エネルギーは６．７％変化する。つまり、バイアス電圧Ｂｉを変更するよりも、デューティ比Ｄを変更する方が、振動ミラー１９の振幅Ｗを細かく調整することができる。

更に、デューティ比が例えば６０％の駆動信号Ｓ１について、デューティ比Ｄを特定割合、例えば１０％だけ変更した場合、供給エネルギーは６．３％変化する。これに対して、デューティ比が例えば４０％の駆動信号Ｓ１について、デューティ比Ｄを特定割合、例えば１０％だけ変更した場合、供給エネルギーは７．１％変化する。つまり、ハイレベル（振動ミラー１９にエネルギー（静電力）を与えるときの電圧レベル）時間がローレベル時間よりも長い波形（高デューティ）の駆動信号Ｓ１の方が、ハイレベル時間がローレベル時間よりも短い波形（低デューティ）の駆動信号よりも、デューティ比Ｄの単位変化量に対する駆動信号Ｓ１の変動量が小さい。従って、高デューティの駆動信号Ｓ１に対して、そのデューティ比Ｄを変更する構成にすれば、駆動信号Ｓ１が低デューティである場合によりも、振動ミラー１９の振幅Ｗを更に微小に調整できる。以上のことは実際に行った実験結果と一致する。

そこで、本実施形態では、ＣＰＵ７７は、振動ミラー制御において、「第１調整動作」と「第２調整動作」とを使い分ける。第１調整動作は、デューティ比Ｄを変更する動作であり、振動ミラー１９の振幅Ｗと目標値との差が比較的に小さい場合に微調整を行うときに実行される。第２調整動作は、バイアス電圧Ｂｉを変更する動作であり、上記差が比較的に大きい場合に粗調整を行うときに実行される。また、上記第１調整動作において、駆動信号Ｓ１は高デューティに設定され、この高デューティ下でデューティ比Ｄが変更される。

具体的には、ＣＰＵ７７は、図６から図８に示す処理を実行して、デューティ制御回路７２、振幅制御回路７４、バイアス制御回路７６、ＬＤ駆動回路７９及びＢＤ検出回路８０を制御する。このとき、ＣＰＵ７７、デューティ制御回路７２及びバイアス制御回路７６は調整手段として機能する。

レーザプリンタ１の電源が投入されると、ＣＰＵ７７は、Ｓ１でメモリ７８からバイアス電圧Ｂｉ、信号振幅Ａ及びデューティ比Ｄの各初期値（Ｂｉｏ，Ａｏ，Ｄｏ）をメモリ７８が読み出して各制御回路７２，７４，７６に設定する。そして、例えばユーザによる印刷命令があると（Ｓ２：Ｙ）、Ｓ３で駆動回路７０を起動させ、Ｓ４で頁数カウンタＰを１に初期化する。

（１）第２調整動作
ここで、スキャナ部１６（駆動回路７０）の起動直後は、振動ミラー１９が未だ十分に振動しておらず、その振幅Ｗと目標値との差が比較的に大きい。そこで、ＣＰＵ７７は、Ｓ５で図７に示すバイアス調整処理により第２調整動作を実行する。Ｓ２１で調整値ｍ（１以上の整数）に所定の初期値ｍ'（本実施形態では例えば２）を設定し、Ｓ２２，２３でバイアス制御回路７６を介してバイアス電圧Ｂｉを増加させる。ここでの増加分は、Ｄ／Ａ変換器８２の最小変更量Ｘｏ（分解能）に応じた値（２ｍ・Ｘｏ）である。

そして、Ｓ２４でＢＤセンサ２２を介してレーザ光Ｌを検出する。なお、振動ミラー１９の振幅Ｗが小さいときには、ＢＤセンサ２２でレーザ光Ｌは検出されない（Ｓ２４：Ｎ）。その後、バイアス電圧Ｂｉが増加され（Ｓ２２，Ｓ２３）振動ミラー１９の振幅Ｗがある程度大きくなると、まず、ＢＤセンサ２２は、振動ミラー１９の１周期の振動においてレーザ光Ｌを１回検出するようになる。このとき、互いに隣り合う第１検出時間間隔Ｔ１と第２検出時間間隔Ｔ２とはほぼ同じになる（Ｓ２６：Ｎ）からＳ２２に戻る。その後、バイアス電圧Ｂｉが更に増加され（Ｓ２２，Ｓ２３）振動ミラー１９の振幅Ｗが更に大きくなると、図９に示すように、ＢＤセンサ２２は、振動ミラー１９の１周期の振動においてレーザ光Ｌを２回検出するようになる（Ｓ２４：Ｙ）。このとき、レーザ光Ｌの検出時間間隔は、第１検出時間間隔Ｔ１と第２検出時間間隔Ｔ２とが交互に繰り返される。本実施形態では、Ｓ２６で短い方の検出時間間隔を第１検出時間間隔Ｔ１として特定し、Ｓ２７でこの第１検出時間間隔Ｔ１と上記基準時間Ｔ０とを大小比較する。

第１検出時間間隔Ｔ１が上記基準時間Ｔ０以上になると（Ｓ２７：Ｎ）、Ｓ２８で調整値ｍがゼロかどうかを判断する。当初はｍが２に設定されているから（Ｓ２８：Ｎ）、Ｓ２９で調整値ｍを減少させる。つまり、バイアス電圧Ｂｉの増減量（２ｍ・Ｘｏ）をＳ２２に比べて小さくする。次に、第１検出時間間隔Ｔ１が基準時間Ｔ０以上のときは（Ｓ３０：Ｎ）、バイアス電圧Ｂｉを減少させ、第１検出時間間隔Ｔ１が基準時間Ｔ０よりも小さいときは（Ｓ３０：Ｙ）、バイアス電圧Ｂｉを増加させる（Ｓ３１〜Ｓ３３）。そして、Ｓ３４で再びレーザ光Ｌの検出時間間隔Ｔ１、Ｔ２を検出する。

上記Ｓ２９からＳ３４までの処理を、調整値ｍがゼロになるまで行ったときに（Ｓ２８：Ｙ）、第１検出時間間隔Ｔ１が基準時間Ｔ０以上の場合は（Ｓ３５：Ｎ）、Ｓ３６、Ｓ３７でバイアス電圧Ｂｉを減少させる。これにより、第１検出時間間隔Ｔ１を基準時間Ｔ０と同じ値或いはそれよりもやや小さい値にしてバイアス調整処理を終了する。なお、このときの振動ミラー１９の振幅Ｗと目標値との差が所定値の一例である。

（２）第１調整動作
バイアス調整処理（第２調整動作）が終了すると、振動ミラー１９は十分に振動しており、その振幅Ｗと目標値との差は比較的に小さくなっている。しかし、この後に実行される印刷部５による印刷の最中では、印刷品質に影響がないように振動ミラー１９の振幅Ｗを高精度で調整する必要がある。そこで、ＣＰＵ７７は、Ｓ６で図８に示すデューティ調整処理により第１調整動作を実行する。

まずＳ４１で調整値ｎ（１以上の整数）に所定の初期値ｎ'（本実施形態では例えば２）を設定し、Ｓ４２，４３でデューティ制御回路７２を介して駆動信号Ｓ１のデューティ比Ｄを増加させる。ここでの増加分は、デューティ制御回路７２のデューティ比Ｄに対する最小変更量Ｙｏ（分解能）に応じた値（２ｎ・Ｙｏ）である。

ここで、上記クロック発生器７１は、本来、プリンタの制御システムで使用するクロック信号を利用して上記駆動信号Ｓ１を生成する。この制御システムで要求されるクロックの周波数は数十Ｍ［Hz］であるのに対して、例えば印刷密度が６００ｄｐｉ、印刷速度が
２０ｐｐｍのプリンタの場合、振動ミラー１９に要求される振動周波数は約３ｋ［Hz］程度である。一方、上記Ｄ／Ａ変換器８２の分解能は例えば１０［bit］として１０２４である。従って、デューティ比Ｄは、バイアス電圧Ｂｉに比べて高い分解能で変更することができる。

Ｓ４４でＢＤセンサ２２を介してレーザ光Ｌを検出し、Ｓ４５で短い方の第１検出時間間隔Ｔ１と上記基準時間Ｔ０とを大小比較する。第１検出時間間隔Ｔ１が上記基準時間Ｔ０以上になると（Ｓ４５：Ｎ）、Ｓ４６で調整値ｎがゼロかどうかを判断する。当初はｎが２に設定されているから（Ｓ４６：Ｎ）、Ｓ４７で調整値ｎを減少させる。つまり、デューティ比Ｄの増減量（２ｎ・Ｙｏ）をＳ４２に比べて小さくする。次に、第１検出時間間隔Ｔ１が基準時間Ｔ０以上のときは（Ｓ４８：Ｎ）、デューティ比Ｄを減少させ、第１検出時間間隔Ｔ１が基準時間Ｔ０よりも小さいときは（Ｓ４８：Ｙ）、デューティ比Ｄを増加させる（Ｓ４９〜Ｓ５１）。そして、Ｓ５２で再びレーザ光Ｌの検出時間間隔Ｔ１、Ｔ２を検出する。

上記Ｓ４７からＳ５２までの処理を、調整値ｎがゼロになるまで行ったときに（Ｓ４６：Ｙ）、第１検出時間間隔Ｔ１が基準時間Ｔ０以上の場合は（Ｓ５３：Ｎ）、Ｓ５４、Ｓ５５でデューティ比Ｄを減少させる。これにより、第１検出時間間隔Ｔ１を基準時間Ｔ０と同じ値或いはそれよりもやや小さい値にしてデューティ調整処理を終了する。

続いて、ＣＰＵ７７は、図６のＳ７で印刷部５にｐ頁目の印刷を開始させる。これにより、印刷部５は、用紙３をレジストレーションローラ１２によって転写位置へ送り出す。それと共に、スキャナ部１６が感光ドラム２７上への露光を開始する。そして、ｐ頁目の画像の印刷が終了するまでの間、上記デューティ調整処理によって振動ミラー１９の振幅Ｗが微調整される。

ｐ頁目の印刷が終了すると（Ｓ９：Ｙ）、このｐ頁が現在の印刷ジョブの最終頁でなければ（Ｓ１０：Ｎ）、Ｓ１１で頁数カウンタに１加えてＳ５に戻る。一方、ｐ頁が最終頁であれば（Ｓ１０：Ｙ）、つまり、１印刷ジョブに対する印刷処理が終了すると、Ｓ１２で振動ミラー１９を停止させ、再び印刷命令の待機状態になる。なお、印刷ジョブの頁数情報は、印刷データに含まれるヘッダ情報から得ることができる。

（本実施形態の作用効果）
感光ドラム２７上において印刷領域Ｅを所定範囲だけ確保したい場合、振動ミラー１９の振幅Ｗが狭いと、その分だけ振動ミラー１９と感光ドラム２７との間の光路長を長くする必要があり、これに伴ってレーザプリンタ１が大型化してしまうおそれがある。従って、振動ミラー１９の振幅Ｗをなるべく広くする必要がある。このため、駆動信号Ｓ１による振動ミラー１９の駆動周波数（駆動信号Ｓ１の駆動周波数ｆに応じた周波数）を、振動ミラー１９の共振周波数（振動ミラー１９の構造や材料等によって定める固有の周波数）付近に設定して、共振現象を利用するようにしている。

しかし、このように振動ミラー１９の駆動周波数を共振周波数付近に設定すると、駆動信号Ｓ１の電圧レベルが少し変わっただけでも振動ミラー１９の振幅Ｗが大きく変動してしまう。このため、特に印刷部５による印刷処理中は、駆動信号Ｓ１を細かく調整する必要がある。そこで、本実施形態では、上記印刷処理中は、デューティＤの変更によって駆動信号Ｓ１の電圧レベルを微調整するようにしている（第１調整動作）。これにより、振動ミラー１９の振幅Ｗの変動を抑えて高い印刷品質が維持できる。

但し、仮に、スキャナ部１６の起動当初から上記第１調整動作を行う構成とすると、調整可能範囲が狭く調整しきれなかったり、調整できたとしても、振動ミラー１９の振幅Ｗが目標値に近付くまでに時間がかかってしまう。そこで、本実施形態では、スキャナ部１６の起動当初は、バイアス電圧Ｂｉの変更によって駆動信号Ｓ１の電圧レベルを粗調整するようにしている（第２調整動作）。第２調整動作は第１調整動作に比べて単位増減量が大きいため、振動ミラー１９の振幅Ｗを目標値に早期に近づけることができる。

また、第１調整動作において、駆動信号Ｓ１は高デューティに設定され、この高デューティ下でデューティ比Ｄが変更される。従って、駆動信号Ｓ１が低デューティに設定された場合に比べて、駆動信号Ｓ１の電圧レベルをより微小に調整することが可能になる。
ここで、デューティ比を下げる調整は、デューティ比を上げる調整に比べて、調整量が粗くなる傾向がある。そこで、本実施形態では、ＣＰＵ７７は、Ｓ２７において第１検出時間間隔Ｔ１を基準時間Ｔ０よりも小さい値に調整した上で第２調整動作を終了し、第１調整動作に移行する。つまり、第１調整動作では、デューティ比を上げることになる。従って、より細かいデューティ調整が可能となる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）「光走査装置」には、上記実施形態のようにレーザプリンタ１に備えられるスキャナ部１６以外に、例えばレーザ走査型のディスプレイ装置、プロジェクタ及びスキャナ（画像読取装置）などに備えられるものであってもよい。

（２）「駆動信号」は、矩形波形でなくても、台形波形などであってもよい。

（３）上記実施形態とは異なり、可動電極６１を接地し、固定電極６２にパルス状の駆動信号Ｓ１を与えるようにしてもよい。また、可動電極６１及び固定電極６２の両方にパルス状の駆動信号を与える構成であってもよい。

（４）微調整（第１調整動作）で、駆動信号Ｓ１の信号振幅Ａを変更するようにしてもよい。バイアス電圧Ｂｉを変更するよりも、信号振幅Ａを変更する方が、振動ミラーの振幅Ｗを細かく調整することができることが実験結果から認められる。

（５）第１調整動作において、例えばＳ４５、Ｓ４８、Ｓ５３において複数回分の第１検出時間間隔Ｔ１の平均値を、基準時間Ｔ０と比較する構成としてもよい。また、ディーティ比Ｄを変更後、所定時間待って第１検出時間間隔Ｔ１を検出し、これを基準時間Ｔ０と比較する構成としてもよい。ディーティ比Ｄを変更後、振動ミラー１９の振幅Ｗが安定するまでに時間がかかるため、このように構成することが好ましい。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの要部側断面図 スキャナ部の構成を示した模式図 振動ミラーの全体図 ミラー部の振幅と駆動信号の波形との関係を示した説明図 振動ミラー制御に関する部分のブロック図 振動ミラー制御のメイン処理のフローチャート バイアス調整処理のフローチャート デューティ調整処理のフローチャート ＢＤセンサにおけるレーザ光の検出時間間隔を説明するための模式図

１...レーザプリンタ（印刷装置）
３...用紙（印刷媒体）
５...印刷部
１６...スキャナ部（光走査装置）
１９...振動ミラー
２２...ＢＤセンサ（検出手段）
２７...感光ドラム（感光体）
６０...ミラー振動子
６１，６２...電極
７０...駆動回路（駆動手段）
７２...デューティ制御回路（調整手段）
７６...バイアス制御回路（調整手段）
７７...ＣＰＵ（調整手段、検出手段）
Ａ...信号振幅
Ｂｉ...バイアス電圧
Ｄ...デューティ比
Ｌ...レーザ光（光ビーム）
Ｓ１...駆動信号
Ｗ...振幅（振動ミラーの振幅）

Claims (3)

1. 一対の電極及びミラー振動子を有し、光ビームを偏向する振動ミラーと、
   前記一対の電極間に波状の駆動信号を印加し、当該駆動信号に応じた静電力によって前記ミラー振動子を振動させる駆動手段と、
   前記駆動信号のデューティ比及び信号振幅のうち少なくともいずれか一方を変更することで前記振動ミラーの振幅を調整する第１調整動作と、前記駆動信号のバイアス電圧を変更することで前記振動ミラーの振幅を調整する第２調整動作とを行う調整手段と、
   前記振動ミラーの振幅を検出する検出手段と、を備え、
   前記調整手段は、前記検出手段の検出結果に基づき、前記振動ミラーの振幅が目標値になるように調整する構成とされ、且つ、前記振動ミラーの振幅と前記目標値との差が所定値以内になるまでは前記第２調整動作を行い、その後は前記第１調整動作を行う、光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置であって、
   前記駆動信号は、ハイレベル時間がローレベル時間よりも長い波形である。
3. 請求項１または請求項２に記載の光走査装置と、前記光走査装置によって露光される感光体を有し、その感光体に形成された画像を印刷媒体に転写する印刷部とを備える印刷装置であって、
   前記光走査装置の調整手段は、前記印刷部が前記印刷媒体への印刷を行っている間は、前記第２調整動作は行わずに前記第１調整動作を行う。

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