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JP5114178B2 - Method for adjusting optical scanning device - Google Patents

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JP5114178B2
JP5114178B2 JP2007321562A JP2007321562A JP5114178B2 JP 5114178 B2 JP5114178 B2 JP 5114178B2 JP 2007321562 A JP2007321562 A JP 2007321562A JP 2007321562 A JP2007321562 A JP 2007321562A JP 5114178 B2 JP5114178 B2 JP 5114178B2
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Description

本発明は、レーザラスタ書込光学系に用いられる振動ミラーを有する光走査装置及びカラー画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an optical scanning apparatus and a color image forming apparatus having a vibrating mirror used in a laser raster writing optical system.

従来、カラー機の高速プリント化・高画質化を実現するにあたって、ポリゴンスキャナを25000rpm以上の高速で、かつ高精度に回転させる必要が生じている。一方、レーザビームの小径化による高画質化のため、上記ポリゴンスキャナに使用されるポリゴンミラーの内接円半径や主走査方向の長さが比較的大きく、ポリゴンスキャナとして高負荷化の動向にある。   Conventionally, it is necessary to rotate a polygon scanner at a high speed of 25000 rpm or more and with high accuracy in order to realize high-speed printing and high image quality of a color machine. On the other hand, in order to improve the image quality by reducing the diameter of the laser beam, the inscribed circle radius of the polygon mirror used in the polygon scanner and the length in the main scanning direction are relatively large, and the load of the polygon scanner is increasing. .

この高負荷化により、ポリゴンスキャナの消費電力は増加し、その発熱が走査レンズなどの光学素子に悪影響を与える。具体的にはポリゴンスキャナに最も近接する走査レンズの温度上昇である。ポリゴンスキャナからの発熱は光学ハウジングを伝熱し、または輻射により走査レンズの温度が上昇する。実際は走査レンズを均一に温度上昇させるのではなく、発熱源(ポリゴンスキャナ)からの距離または各々材質の熱膨張率差や気流の影響により、特に長手方向となる主走査方向に対して温度分布をもつ。   Due to this high load, the power consumption of the polygon scanner increases, and the heat generation adversely affects the optical elements such as the scanning lens. Specifically, the temperature rise of the scanning lens closest to the polygon scanner. Heat generated from the polygon scanner is transferred to the optical housing, or the temperature of the scanning lens rises due to radiation. Actually, the temperature of the scanning lens is not raised uniformly, but the temperature distribution is increased especially in the main scanning direction, which is the longitudinal direction, due to the distance from the heat source (polygon scanner), the difference in the thermal expansion coefficient of each material, and the influence of airflow. Have.

主走査方向に温度分布をもつと、特に走査レンズの形状精度および屈折率が変化してしまい、レーザビームのスポット位置が変動し、画質が劣化する。この問題は特に熱膨張率の大きいプラスチックの場合が顕著となる。   If there is a temperature distribution in the main scanning direction, particularly the shape accuracy and refractive index of the scanning lens change, the spot position of the laser beam fluctuates, and the image quality deteriorates. This problem is particularly noticeable in the case of plastics having a large coefficient of thermal expansion.

カラー機においては、各色(イエロ、マゼンダ、シアン、ブラック)に応じたレーザビームを各々走査しているので、上記問題以外に各色に対応する光走査装置間の温度偏差が問題となる。上記温度偏差は各色に対応するビームスポットの相対位置関係のずれを発生させ、画像の色ずれとなってしまう。   In a color machine, since laser beams corresponding to each color (yellow, magenta, cyan, black) are scanned, temperature deviation between optical scanning devices corresponding to the respective colors becomes a problem in addition to the above problem. The temperature deviation causes a shift in the relative positional relationship between the beam spots corresponding to each color, resulting in an image color shift.

また、高負荷ポリゴンミラーの発熱による温度上昇が回転体構成部品(特に質量割合の多いポリゴンミラー)の微移動を誘発し、回転体バランスを変化させ、振動を発生させてしまう。回転体を構成している部品(ポリゴンミラー、ロータ磁石が固定されるフランジ、軸)の熱膨張率が異なっていたり、一致していても部品公差や固定方法などを厳密に管理、検査しないと高温高速回転時に微移動(回転体のバランス変化)が発生し、ひいては振動を増大させる結果となっていた。振動が光走査装置内の光学素子(例えば折り返しミラー)へ伝達増幅させバンディングを発生させ画像劣化や騒音を引き起こすことになる。   Further, the temperature rise due to heat generation of the high-load polygon mirror induces a fine movement of the rotating body component (particularly, the polygon mirror having a large mass ratio), changes the rotating body balance, and generates vibration. Even if the parts of the rotating body (polygon mirror, flange to which the rotor magnet is fixed, shaft) have different or coincide with each other, they must be strictly controlled and inspected, such as part tolerance and fixing method. A slight movement (change in balance of the rotating body) occurred during high-temperature and high-speed rotation, which in turn resulted in increased vibration. The vibration is transmitted and amplified to an optical element (for example, a folding mirror) in the optical scanning device to generate banding, which causes image deterioration and noise.

上記課題を解決するため、ポリゴンミラー偏向器の代わりとして、共振現象を用いた振動ミラーが検討されている(例えば、特許文献1〜4参照。)。本方式は消費電力が小さく、光走査装置に使用される走査レンズの温度上昇やカラー機の各光走査装置毎の温度偏差や振動を低減するという効果を奏する。   In order to solve the above problems, a vibrating mirror using a resonance phenomenon has been studied as a substitute for a polygon mirror deflector (see, for example, Patent Documents 1 to 4). This method has low power consumption, and has the effect of reducing the temperature rise of the scanning lens used in the optical scanning device and the temperature deviation and vibration for each optical scanning device of the color machine.

しかしながら、上記振動ミラーはねじり梁の共振現象を用いて振動振幅を実用的な大きさとなる角度まで稼いでいるため、負荷となる可動ミラー部のサイズは非常に小さく、従来のポリゴンミラーと比較して面積で1/10〜1/5程度であるということがビームスポット径の小径化に障害となっている。   However, the vibrating mirror uses the resonance phenomenon of the torsion beam to increase the vibration amplitude to a practical angle, so the size of the movable mirror that becomes the load is very small, compared to the conventional polygon mirror. The area of about 1/10 to 1/5 is an obstacle to the reduction of the beam spot diameter.

さらに、光学ハウジング等の走査結像レンズが搭載される基準面に対して可動ミラー部の取付精度が悪いという問題がある。従来のポリゴンミラーでは機械加工部材と軸受とが一体になっているため、機械加工精度で高精度化が可能であるが、振動ミラーは主に半導体プロセスで作成された可動ミラー部は別体のブラケット等へ固定する必要があり、その際に可動ミラー部の取付姿勢精度が悪化するためである。   Furthermore, there is a problem that the mounting accuracy of the movable mirror portion is poor with respect to a reference surface on which a scanning imaging lens such as an optical housing is mounted. In conventional polygon mirrors, machined members and bearings are integrated, so machining precision can be improved. However, vibrating mirrors are mainly separate from the movable mirror part created by the semiconductor process. This is because it is necessary to fix to the bracket or the like, and the mounting posture accuracy of the movable mirror portion deteriorates at that time.

このような振動ミラーを用いた光走査装置では、ポリゴンミラーと同等の光学特性(被走査面上での所望のレーザビーム径。600dpi以上の高画質化を発揮するために必要な所望のレーザビーム径、主走査/副走査とも80μm以下:ピーク光量の1/e2)を確保することが困難である。なぜなら、振動ミラーの面積が小さく、かつ取付姿勢精度が悪いため光源からのレーザビームが可動ミラー部に対してケラレたり、また走査レンズに対して振動ミラーの振幅中心が一致しなくなり光学設計上要求される精度に達しないためである。 In an optical scanning device using such a vibrating mirror, optical characteristics equivalent to those of a polygon mirror (desired laser beam diameter on the surface to be scanned. Desired laser beam necessary for achieving high image quality of 600 dpi or more. It is difficult to ensure the diameter and the main scanning / sub-scanning of 80 μm or less: 1 / e 2 of the peak light quantity. Because the area of the vibrating mirror is small and the mounting posture accuracy is poor, the laser beam from the light source is vignetted to the movable mirror, and the center of amplitude of the vibrating mirror does not match the scanning lens, which is required in optical design. This is because the accuracy is not reached.

特開2005−202321号公報JP-A-2005-202321 特開2007−058205号公報JP 2007-058205 A 特開2007−171854号公報JP 2007-171854 A 特開2007−233235号公報JP 2007-233235 A

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、消費電力が小さく、光走査装置に使用される走査レンズの温度上昇やカラー機の各光走査装置毎の温度偏差や振動を低減するという振動ミラーの本来の効果を有しながら、小径ビームスポットを達成し高画質化を可能とする光走査装置の調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art. The power consumption is small, the temperature rise of the scanning lens used in the optical scanning device, and the temperature deviation and vibration for each optical scanning device of the color machine. It is an object of the present invention to provide an adjustment method of an optical scanning device that achieves a small-diameter beam spot and enables high image quality while having the original effect of a vibrating mirror that reduces the image quality.

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔1〕 レーザビームを放射する光源手段(光源10)と、該光源手段からのレーザビームを偏向走査する振動ミラー(振動ミラー11)と、偏向走査されるレーザビームを被走査面に向かって集光する走査結像光学系(レンズ14,17、ミラー16)と、前記レーザビームの走査領域内で走査中心を挟んだ両端近傍位置に設けられた該レーザビームを受光する2つの受光素子(受光素子PD1,PD2)と、を備える光走査装置(光走査装置5)の調整方法において、前記2つの受光素子のうちの第一の受光素子の出力パルスの時間間隔と第二の受光素子の出力パルスの時間間隔と(タイムインターバルA,B)が一致するように、及び、前記第一の受光素子の出力パルス幅と前記第二の受光素子の出力パルス幅と(パルス幅PA、PB)が一定となるように、前記振動ミラーの揺動軸を中心とした回転方向の取付姿勢(ブラケット471の姿勢)を調整することを特徴とする光走査装置の調整方法(図1、図4、図6)。
〔2〕 前記2つの受光素子からの出力信号を基に前記振動ミラーの振幅波形の振幅を一定とする制御手段を有し、前記制御手段により前記振動ミラーの振幅波形の振幅が一定に制御されている状態で、該振動ミラー揺動軸を中心とした回転方向の取付姿勢を調整することを特徴とする前記〔1〕に記載の光走査装置の調整方法
〔3〕 前記2つの受光素子の出力信号における各々の出力パルスの時間間隔及び/又は出力パルス幅を複数回計測し、平均化処理する演算手段を有することを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の光走査装置の調整方法
〔4〕 前記受光素子からの出力信号を基に振動ミラーの揺動軸を中心とした回転方向の取付姿勢の調整を行なった後に、前記走査結像光学系(レンズ14)の走査レンズ位置主走査方向に移動し調整することを特徴とする前記〔1〕乃至〔3〕のいずれかに記載の光走査装置の調整方法(図1)。
〔5〕 前記光源手段として複数の光源装置(光源装置10Y,10M,10C,10K)を有し、該複数の光源装置から放射されたそれぞれのレーザビームが単一の前記振動ミラー(振動ミラー11)により複数の被走査面を偏向走査され、前記2つの受光素子(受光素子PD1,PD2)は、前記複数の被走査面のうち一つの被走査面(感光体3K)に対応する走査結像光学系(レンズ14,17K、ミラー16K)内にのみ配置されることを特徴とすることを特徴とする前記〔1〕乃至〔4〕のいずれかに記載の光走査装置の調整方法(図1)。
〔6〕 前記受光素子を走査するレーザビームは、前記走査結像光学系を通ったレーザビームであることを特徴とする前記〔1〕乃至〔5〕のいずれかに記載の光走査装置の調整方法(図1)。
The present invention provided to solve the above problems is as follows.
[1] Light source means (light source 10) that emits a laser beam, a vibrating mirror (vibrating mirror 11) that deflects and scans the laser beam from the light source means, and a laser beam that is deflected and scanned toward the surface to be scanned. A scanning imaging optical system (lenses 14 and 17 and mirror 16) that illuminates, and two light receiving elements (not shown) that receive the laser beam provided at positions near both ends of the scanning region of the laser beam with the scanning center in between. the light receiving element PD1, PD2) and, in the adjustment method of the optical scanning apparatus including the (optical scanning device 5), the two first time intervals of the output pulses of the light receiving element and the second light receiving element of the light receiving element time interval and (time interval a, B) of the output pulse of match so on, and the output pulse width and (pulse width PA of the first output pulse width and the second light receiving element of the light receiving element, PB) The adjustment method of the optical scanning device (FIGS. 1, 4 and 4) is characterized in that the mounting posture (posture of the bracket 471) in the rotational direction about the swing axis of the vibrating mirror is adjusted so that the is constant. FIG. 6).
[2] Control means for making the amplitude of the amplitude waveform of the oscillating mirror constant based on output signals from the two light receiving elements, and the amplitude of the amplitude waveform of the oscillating mirror is controlled to be constant by the control means. The adjustment method of the optical scanning device according to [1], wherein the mounting posture in the rotation direction about the vibrating mirror swinging axis is adjusted in a state where the vibration mirror is pivoted .
[3] The above-mentioned [1] or [1], further comprising arithmetic means for measuring a time interval and / or output pulse width of each output pulse in the output signals of the two light receiving elements a plurality of times and averaging the measured time. The method for adjusting an optical scanning device according to [2] .
[4] After adjusting the mounting posture in the rotational direction around the swing axis of the vibrating mirror based on the output signal from the light receiving element, the scanning lens position of the scanning imaging optical system (lens 14) is adjusted. The method of adjusting an optical scanning device according to any one of [1] to [3], wherein the adjustment is performed by moving in the main scanning direction (FIG. 1).
[5] As the light source means, a plurality of light source devices (light source devices 10Y, 10M, 10C, and 10K) are provided, and each laser beam emitted from the plurality of light source devices is a single oscillating mirror (oscillating mirror 11). ), A plurality of scanned surfaces are deflected and scanned, and the two light receiving elements (light receiving elements PD1 and PD2) are connected to one of the plurality of scanned surfaces (photosensitive member 3K). The method for adjusting an optical scanning device according to any one of [1] to [4], wherein the optical scanning device is disposed only in an image optical system (lenses 14, 17K, mirror 16K) (FIG. 5). 1).
[6] The adjustment of the optical scanning device according to any one of [1] to [5] , wherein the laser beam that scans the light receiving element is a laser beam that has passed through the scanning imaging optical system. Method (Figure 1 ).

発明によれば、振動ミラーの本来の効果(低消費電力、低騒音)を有しながら、600dpi以上の高画質、高精細に対応した小径のビームスポット径を達成する光走査装置の調整方法を提供することができる。
また、本発明によれば、受光素子の出力信号に対してジターの影響を無くすことができるため、調整精度を実質的に向上させ、より安定した小径のビームスポット径確保が可能な光走査装置の調整方法を提供することができる。
また、本発明によれば、突発的に発生するような電気的なノイズに対しても影響を軽減し、調整精度を実質的に向上させ、より安定した小径のビームスポット径確保が可能な光走査装置の調整方法を提供することができる。
また、本発明によれば、調整範囲を実質的に広げることが可能となり、より高精度で安定した小径のビームスポット径確保が可能な光走査装置の調整方法を提供することができる。
また、本発明によれば、装置全体の小型化、消費電力の低減(省エネ)を実現する光走査装置の調整方法を提供することができる。
According to the present invention, inherent effect (low power consumption, low noise) of vibration mirror while having, or high quality 600 dpi, adjustment of the optical scanning device to achieve a beam spot diameter of the small diameter corresponding high definition A method can be provided.
Further, according to the present invention, it is possible to eliminate the influence of jitter on the output signal of the light receiving element, substantially improves the accuracy of adjustment, more stable small-diameter beam spot diameter secured possible optical scanning A method for adjusting the apparatus can be provided.
Further, according to the present invention, also to reduce the effect against electrical noise, such as generated in collision voluntarily, substantially improved the adjustment precision, capable of more stable small-diameter beam spot diameter secured An adjustment method of the optical scanning device can be provided.
Further, according to the present invention, it is possible to widen the adjustment range can substantially provide a stable method for adjusting the diameter of the beam spot diameter ensure capable optical scanning device with higher accuracy.
Further, according to the present invention, miniaturization of instrumentation置全body, adjustment method Ru can provide an optical scanning device which realizes reduction in power consumption (energy saving).

以下に、本発明に係る光走査装置の構成について説明する。
図1は、本発明に係る光走査装置の構成例を示す斜視図である。
この構成例において、光走査装置5は、後述する図11に示した画像形成装置内の4つの感光体3Y、3M、3C、3K(以下、符号に対する添字Y,M,C,Kを適宜付け、Y:イエロー、M:マゼンダ、C:シアン、K:ブラックの色に対応する部分として区別するものとする。)が並設された作像部の上方に配置されるものである。また、光走査装置5は、各色に対応する4つの光源と、各光源からのレーザビームを偏向走査する光偏向手段(振動ミラー11)と、4つの感光体ドラム3Y、3M、3C、3Kの被走査面上に導く走査結像光学系を備えており、これらの構成部材は図示しない光学ハウジング内に収納されている。
The configuration of the optical scanning device according to the present invention will be described below.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of an optical scanning device according to the present invention.
In this configuration example, the optical scanning device 5 appropriately adds four photosensitive members 3Y, 3M, 3C, and 3K (hereinafter, subscripts Y, M, C, and K to the reference numerals) in the image forming apparatus shown in FIG. , Y: yellow, M: magenta, C: cyan, and K: black) are arranged above the image forming units arranged in parallel. The optical scanning device 5 includes four light sources corresponding to each color, light deflecting means (vibrating mirror 11) for deflecting and scanning a laser beam from each light source, and four photosensitive drums 3Y, 3M, 3C, and 3K. A scanning imaging optical system that leads to the surface to be scanned is provided, and these components are housed in an optical housing (not shown).

光源手段である光源10は、半導体レーザとカップリングレンズにより構成される「光源装置」を各色に対応するよう4つ有している(10Y、10M、10C、10K)。光源における4つの半導体レーザは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分画像を書込むための光束を放射する。各半導体レーザから放射される光束は、カップリングレンズにより以後の光学系に適合する光束形態(平行光束あるいは弱い発散性もしくは集束性の光束)に変換され、折り返しミラー13を経てシリンドリカルレンズ12により副走査方向に集束されて偏向走査手段である振動ミラー11の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像される。   The light source 10 which is a light source means has four “light source devices” each composed of a semiconductor laser and a coupling lens so as to correspond to each color (10Y, 10M, 10C, 10K). Each of the four semiconductor lasers in the light source emits a light beam for writing each color component image of yellow, magenta, cyan, and black. The light beam emitted from each semiconductor laser is converted into a light beam form (parallel light beam or weak divergent or converging light beam) suitable for the subsequent optical system by the coupling lens, and the sub-circular lens 12 passes through the folding mirror 13 to obtain a secondary light beam. The beam is focused in the scanning direction and formed as a line image in the vicinity of the deflection reflection surface of the oscillating mirror 11 serving as a deflection scanning means in the main scanning direction.

振動ミラー11に対して入射側には図示しないレーザ透過部材が配置されている、光源10側からの各光束はレーザ透過部材を介して振動ミラー11に入射する。ついで振動ミラー11の揺動により同一方向に偏向された4色分の偏向光束は、走査結像光学系の走査レンズ群を構成する第一のレンズ14を透過する。   A laser transmitting member (not shown) is disposed on the incident side with respect to the oscillating mirror 11, and each light beam from the light source 10 side enters the oscillating mirror 11 through the laser transmitting member. Next, the deflected light beams for the four colors deflected in the same direction by the swing of the vibration mirror 11 are transmitted through the first lens 14 constituting the scanning lens group of the scanning imaging optical system.

ブラック成分画像を書込む光束(例えばレンズの上端の位置)はミラー16Kで反射され、走査レンズ群を構成する第二のレンズ17Kを透過し、被走査面の実態を成すドラム状の光導電性の感光体3K上に光スポットとして集光し、感光体3Kの表面を矢印方向に光走査する。走査レンズ群の14、17Kの材質は非球面形状が容易かつ低コストのプラスチック材質からなり、具体的には低吸水性や高透過率、成形性に優れたポリカーボネートやポリカーボネートを主成分とする合成樹脂が好適である。   The light beam for writing the black component image (for example, the position of the upper end of the lens) is reflected by the mirror 16K, passes through the second lens 17K constituting the scanning lens group, and forms a drum-like photoconductive material that forms the actual state of the scanned surface. Is condensed as a light spot on the photoconductor 3K, and the surface of the photoconductor 3K is optically scanned in the direction of the arrow. The materials of the scanning lens groups 14 and 17K are made of a plastic material with an aspherical shape that is easy and low in cost, and specifically, a synthetic material mainly composed of polycarbonate or polycarbonate having low water absorption, high transmittance, and excellent moldability. Resins are preferred.

イエロー、マゼンタ、シアンの各色成分画像を書込む光束もそれぞれ上記と同様に、ミラーで反射され、レンズを透過、感光体上に光スポットとして結像し、各色とも同一の矢印方向に走査される。この光走査により各感光体に対応する色成分画像の静電潜像が形成される。なお、ブラック以外の各色に相当する光学素子等には番号は付記していないが、ブラックの略意である「K」が番号後に付されている部品はイエロー、マゼンタ、シアンとも光学的な同位置に配置されている。   Similarly to the above, the light beams for writing the respective color component images of yellow, magenta, and cyan are reflected by the mirror, transmitted through the lens, formed as a light spot on the photosensitive member, and scanned in the same arrow direction for each color. . By this optical scanning, an electrostatic latent image of a color component image corresponding to each photoconductor is formed. The optical elements corresponding to the colors other than black are not numbered, but the parts with “K”, which is an abbreviation for black, are optically the same for yellow, magenta, and cyan. Placed in position.

これら静電潜像は、現像装置により対応する色のトナーで可視化され、中間転写ベルト2上に転写される。転写の際、各色トナー画像は互いに重ね合わせられカラー画像を構成する。このカラー画像はシート状記録媒体上に転写され、定着される。カラー画像転写後の中間転写ベルト2はクリーニング装置でクリーニングされる。   These electrostatic latent images are visualized with a corresponding color toner by a developing device and transferred onto the intermediate transfer belt 2. At the time of transfer, the color toner images are superimposed on each other to form a color image. This color image is transferred and fixed on a sheet-like recording medium. The intermediate transfer belt 2 after the color image transfer is cleaned by a cleaning device.

以上説明したように、図1の光走査装置5は、カラー画像を構成する2以上の色成分画像に対応する複数の光源装置から放射された各光束を、偏向走査手段の振動ミラー11により同一方向に偏向走査し、各偏向光束を走査結像光学系のうち第一のレンズ14を各色共通に透過するレンズ14と、各々の走査結像手段に設けられたレンズ(ブラック成分画像を書込む走査結像光学系であればレンズ17K)により、各色成分画像に対応する被走査面に向かって個別的に集光させて光走査を行い、各色成分に相当する4つの走査結像手段を有する。   As described above, the optical scanning device 5 in FIG. 1 uses the oscillating mirror 11 of the deflection scanning unit to cause the light beams emitted from a plurality of light source devices corresponding to two or more color component images constituting a color image to be the same. The lens 14 that deflects and scans in the direction and transmits each deflected light beam through the first lens 14 of the scanning and imaging optical system in common for each color, and the lens provided in each scanning and imaging means (writes a black component image) In the case of a scanning imaging optical system, a lens 17K) is used to individually focus light toward the surface to be scanned corresponding to each color component image for optical scanning, and has four scanning imaging means corresponding to each color component. .

ここで、振動ミラー11の反射面に入射する各色のレーザビームは副走査方向に対して、所望の角度を有している(所謂、斜入射光学系)。具体的には最大となる色のレーザビームで5°以下となるように設定されている。入射角度が5°以上の場合、被走査面上での走査線曲がりが大きく発生し、かつレーザビームが太径化し結果として画像の劣化を招く。反面、各色のレーザビームが斜入射せずに水平で入射(斜入射角0°)する場合、反射面の副走査方向の幅が多く必要となるため、振動ミラーの負荷が大きくなり、振動周波数が高くできないといった不具合が有る。   Here, each color laser beam incident on the reflecting surface of the vibrating mirror 11 has a desired angle with respect to the sub-scanning direction (so-called oblique incidence optical system). Specifically, the maximum color laser beam is set to be 5 ° or less. When the incident angle is 5 ° or more, the scanning line is greatly bent on the surface to be scanned, and the diameter of the laser beam is increased, resulting in image deterioration. On the other hand, when the laser beams of each color are not incident obliquely and are incident horizontally (oblique incidence angle 0 °), a large width in the sub-scanning direction of the reflecting surface is required, which increases the load on the vibrating mirror and causes the vibration frequency. There is a problem that can not be high.

次に、振動ミラー11について詳述する。
図2は振動ミラー11の実施例としての詳細図、図3はその分解斜視図である。また、図4は光学ハウジングへ搭載される形態の振動ミラーユニット470を示している。
振動ミラー11は、表面にミラー面を形成し振動子をなす可動部441と、それを支え回転軸をなすねじり梁442と、支持部をなすフレーム446とからなり、Si基板をエッチングにより切り抜いて形成されるものである。
Next, the vibrating mirror 11 will be described in detail.
FIG. 2 is a detailed view of the vibrating mirror 11 as an embodiment, and FIG. 3 is an exploded perspective view thereof. FIG. 4 shows a vibrating mirror unit 470 that is mounted on an optical housing.
The oscillating mirror 11 includes a movable portion 441 that forms a mirror surface on the surface and forms a vibrator, a torsion beam 442 that supports the rotating portion, and a frame 446 that forms a support, and a Si substrate is cut out by etching. Is formed.

実施例としては、SOI基板と呼ばれる60μmと140μmとの2枚の基板が酸化膜を挟んであらかじめ接合されたウエハを用いて作製する。まず、140μm基板(第2の基板)461の表面側からプラズマエッチングによるドライプロセスによって、ねじり梁442、平面コイルが形成される振動板443、可動部の骨格をなす補強梁444と、フレーム447とを残したそれ以外の部分を酸化膜まで貫通し、次に、60μm基板(第1の基板)462の表面側からKOHなどの異方性エッチングによって、可動ミラー部441と、フレーム447とを残したそれ以外の部分を酸化膜まで貫通し、最後に、可動部周囲の酸化膜を除去して分離し振動ミラーの構造体を形成する(図2(a)、図3)。ここで、ねじり梁442、補強梁444の幅は40〜60μmとした。   As an example, the wafer is manufactured using a wafer in which two substrates of 60 μm and 140 μm called SOI substrates are bonded in advance with an oxide film interposed therebetween. First, a torsion beam 442, a vibration plate 443 on which a planar coil is formed, a reinforcing beam 444 forming a skeleton of a movable part, a frame 447, and the like by a dry process using plasma etching from the surface side of a 140 μm substrate (second substrate) 461 The remaining part is left to the oxide film, and then the movable mirror part 441 and the frame 447 are left by anisotropic etching such as KOH from the surface side of the 60 μm substrate (first substrate) 462. The other portion is penetrated to the oxide film, and finally, the oxide film around the movable portion is removed and separated to form the structure of the vibrating mirror (FIGS. 2A and 3). Here, the torsion beam 442 and the reinforcing beam 444 had a width of 40 to 60 μm.

振動子の慣性モーメントIは振れ角を大きくとるには小さい方が望ましく、反面、慣性力によってミラー面が変形してしまうため、実施例では可動部を肉抜きした構造としている。さらに、60μm基板462の表面側にアルミニウム薄膜を蒸着して反射面となし、140μm基板461の表面側には銅薄膜でコイルパターン463とねじり梁を介して配線された端子464、および、トリミング用のパッチ465を形成する(図2(a),(b))。当然、振動板443側に薄膜状の永久磁石を備え、フレーム447側に平面コイルを形成する構成とすることもできる。   The inertia moment I of the vibrator is preferably small in order to increase the deflection angle. On the other hand, since the mirror surface is deformed by the inertial force, the embodiment has a structure in which the movable portion is thinned. Further, an aluminum thin film is vapor-deposited on the surface side of the 60 μm substrate 462 to form a reflection surface. On the surface side of the 140 μm substrate 461, a terminal 464 wired with a coil pattern 463 and a torsion beam with a copper thin film, and for trimming The patch 465 is formed (FIGS. 2A and 2B). Naturally, a configuration may be adopted in which a thin film permanent magnet is provided on the diaphragm 443 side and a planar coil is formed on the frame 447 side.

実装基板448上には、フレーム447を装着する枠状の台座466と、可動ミラー部441を囲うように形成されたヨーク449が配備され、上記ヨークには可動ミラー端に対向して各々S極とN極とを向かい合わせ、回転軸と直交する方向に磁界を発生する一対の永久磁石450が接合されている(図3)。   On the mounting substrate 448, a frame-shaped pedestal 466 for mounting the frame 447 and a yoke 449 formed so as to surround the movable mirror portion 441 are disposed. And a pair of permanent magnets 450 that generate a magnetic field in a direction perpendicular to the rotation axis are joined (FIG. 3).

振動ミラー11は、ミラー面を表に向けて台座466に装着され、端子464間に電流を流すことによりコイルパターン463の回転軸に平行な各辺にローレンツ力が生じ、ねじり梁442をねじって可動ミラー部441を回転する回転トルクTを発生し、電流を切るとねじり梁442の戻り力により水平に戻る。   The oscillating mirror 11 is mounted on the base 466 with the mirror surface facing up, and a Lorentz force is generated on each side parallel to the rotation axis of the coil pattern 463 by passing an electric current between the terminals 464, and the torsion beam 442 is twisted. When a rotational torque T for rotating the movable mirror unit 441 is generated and the current is cut off, the movable mirror unit 441 returns to the horizontal state by the return force of the torsion beam 442.

従って、コイルパターン463に流れる電流の方向を交互に切り換えることによって、可動ミラー部441を往復振動させることができる。そして、この電流の切り換える周期を、振動ミラー11を構成する構造体の、ねじり梁442を回転軸とした1次振動モードの固有振動数、いわゆる共振振動数f0に近づけると振幅が励起され大きな振れ角を得ることができる。   Therefore, by alternately switching the direction of the current flowing through the coil pattern 463, the movable mirror unit 441 can be reciprocally oscillated. When the current switching period is made close to the natural frequency of the primary vibration mode of the structure constituting the oscillating mirror 11 with the torsion beam 442 as the rotation axis, the so-called resonance frequency f0, the amplitude is excited and a large fluctuation occurs. You can get a corner.

図4に示した振動ミラーユニット470は、振動ミラー11と、振動ミラー11の姿勢を固定するとともに、振動ミラー11の電極部455と電気接続するための電極部473を有するブラケット471と、ブラケット471を固定し、光学ハウジング(図示しない)に載置される基板472と、で構成される。なお、基板472は電気コネクタ474を有する。したがって、振動ミラー11の取付姿勢の調整は、ブラケット471の姿勢(向き、傾きなど)を調整することにより行なわれる。   The vibration mirror unit 470 shown in FIG. 4 includes a vibration mirror 11, a bracket 471 having an electrode portion 473 for fixing the posture of the vibration mirror 11 and electrically connecting to the electrode portion 455 of the vibration mirror 11, and the bracket 471. And a substrate 472 mounted on an optical housing (not shown). Note that the substrate 472 includes an electrical connector 474. Therefore, the mounting posture of the vibrating mirror 11 is adjusted by adjusting the posture (direction, inclination, etc.) of the bracket 471.

振動ミラー11は可動部(可動ミラー部441)の質量、イナーシャが従来のポリゴンミラーに比べて非常に小さいため駆動部も小型化され、磁気回路の高効率化もあいまって消費電力が低く抑えることができる(ポリゴンミラーの消費電力比1/10以下)。その結果、発熱が少なくなり書込光学系の光学素子やハウジングの温度上昇も実質的になくすことが可能となることから、特に樹脂製の走査レンズが局部的な温度分布をもつことなく、カラー画像形成時のレーザビームの走査位置を変動することなく色ずれの発生を抑制することができる。   The vibration mirror 11 has a movable part (movable mirror part 441) whose mass and inertia are very small compared to a conventional polygon mirror, so the drive part is also miniaturized, and the efficiency of the magnetic circuit is increased, and the power consumption is kept low. (The power consumption ratio of the polygon mirror is 1/10 or less). As a result, heat generation is reduced, and the temperature rise of the optical element and housing of the writing optical system can be substantially eliminated. In particular, the resin scanning lens has no local temperature distribution, and color The occurrence of color misregistration can be suppressed without changing the scanning position of the laser beam during image formation.

さらに、可動部の質量、イナーシャが小さいことにより、揺動時にも外部へ伝達する振動(質量アンバランスによる振動)が少ない(ポリゴンミラーの振動加速度比1/100以下)ことから、書込光学系の光学素子へ伝達する振動が実質的になくなり、折返しミラーの振動による画像形成時のバンディング(副走査方向の粗密変動)の発生も解消することができる。   Furthermore, because the mass and inertia of the movable part are small, there is little vibration (vibration due to mass imbalance) that is transmitted to the outside even when swinging (the vibration acceleration ratio of the polygon mirror is 1/100 or less). The vibration transmitted to the optical element is substantially eliminated, and the occurrence of banding (roughness variation in the sub-scanning direction) during image formation due to the vibration of the folding mirror can be eliminated.

ところで、振動ミラー11では、可動ミラー部441のサイズは非常に小さく、さらに可動ミラー部441の取付精度(副走査方向の軸と可動ミラーの揺動(回転)軸)が悪いという問題があり、本発明では取付姿勢の調整を行なうことによって問題を解消している。   By the way, in the oscillating mirror 11, there is a problem that the size of the movable mirror unit 441 is very small, and the mounting accuracy of the movable mirror unit 441 (the axis in the sub-scanning direction and the oscillation (rotation) axis of the movable mirror) is poor. In the present invention, the problem is solved by adjusting the mounting posture.

まず、図5に示すように、図1に示したカラー画像形成用光走査装置のうち、ひとつの感光体に相当する要部を考える。振動ミラー11によって偏向走査されるレーザビーム60を走査位置により、振動ミラー11の最大振れ角の走査位置を60a、最大振れ角以内に配置される受光素子PD1,PD2へ入射して出力信号がでるタイミングにレーザビームが走査される位置を60b、感光体3への画像領域の端部を走査する位置を60cとした。   First, as shown in FIG. 5, the main part corresponding to one photoconductor of the color image forming optical scanning device shown in FIG. 1 is considered. The laser beam 60 deflected and scanned by the oscillating mirror 11 is incident on the light receiving elements PD1 and PD2 disposed within the maximum swaying angle by the scanning position of the oscillating mirror 11 at the maximum swaying angle 60a, and an output signal is generated. The position where the laser beam is scanned at the timing is 60b, and the position where the edge of the image area on the photosensitive member 3 is scanned is 60c.

図6(a)は、図5の構成において時間に対する振動ミラー振幅(振動ミラーの振れ角変動の大きさ)を示したものである。振動ミラーは共振現象を利用して大きな振幅を発生させるため、振動ミラーの振幅は時間に対して正弦波状の軌跡を描き、偏向走査されるレーザビームの走査速度が一定ではなく走査位置によって異なることになる(走査レンズがない場合)。このような走査速度でも一定となるように走査レンズ14、17はf・arcsin特性を有している。   FIG. 6A shows the vibration mirror amplitude (the magnitude of the fluctuation angle of the vibration mirror) with respect to time in the configuration of FIG. Since the oscillating mirror uses a resonance phenomenon to generate a large amplitude, the amplitude of the oscillating mirror draws a sinusoidal locus with respect to time, and the scanning speed of the laser beam deflected and scanned is not constant but varies depending on the scanning position. (When there is no scanning lens). The scanning lenses 14 and 17 have f · arcsin characteristics so as to be constant even at such a scanning speed.

ここで振動ミラーユニットの姿勢調整は具体的には以下の方法により行なわれる。
まず、光源10Kからレーザビームを出射(マルチビーム光源のうち1つの光源のみ点灯)し、振動ミラー11を駆動し受光素子PD1およびPD2内を走査させる。走査されたレーザビームにより、図6(b)、(c)の受光素子PD1、PD2出力に示すような出力信号が得られる。この受光素子PD1の出力信号における2つの出力パルスのタイムインターバル(時間間隔)A(図中、A,A,・・・A)と受光素子PD2の出力信号における2つの出力パルスのタイムインターバル(時間間隔)B(図中、B,・・・B)が一致するように、図4における振動ミラーユニット470のブラケット471を可動ミラー441の揺動軸を中心とした回転方向の姿勢調整を行う。なお、受光素子PD1,PD2を走査するレーザビームは、走査結像光学系を成す走査レンズ14,17Kを通って結像されたものである。
Here, the posture adjustment of the vibrating mirror unit is specifically performed by the following method.
First, a laser beam is emitted from the light source 10K (only one light source among the multi-beam light sources is turned on), and the vibrating mirror 11 is driven to scan the light receiving elements PD1 and PD2. Output signals as shown in the outputs of the light receiving elements PD1 and PD2 in FIGS. 6B and 6C are obtained by the scanned laser beam. The time interval (time interval) A (A 1 , A 2 ,... A n in the figure) of two output pulses in the output signal of the light receiving element PD1 and the time of two output pulses in the output signal of the light receiving element PD2 The bracket 471 of the oscillating mirror unit 470 in FIG. 4 is rotated in the rotational direction around the oscillation axis of the movable mirror 441 so that the interval B (B 1 ,... B n in the figure) coincides. Adjust posture. The laser beams that scan the light receiving elements PD1 and PD2 are imaged through the scanning lenses 14 and 17K constituting the scanning imaging optical system.

また、上記姿勢調整された状態において、走査レンズの主走査方向中央と振動ミラーの振幅中心が一致していないと、受光素子PD1、PD2でのレーザビーム径が太径化するとともに、太径化の大きさが異なる。このとき、図6(b)、(c)の受光素子PD1の出力信号における1つ目の第1のパルスのパルス幅PA11(あるいは第2のパルスのパルス幅PA12)と受光素子PD2の出力信号における1つ目の第1のパルスのパルス幅PB11(あるいは第2のパルスのパルス幅PB12)が異なることになる。そこで、このパルス幅PA11とパルス幅PB11が一定となるように振動ミラーユニット470のブラケット471の前記姿勢調整を行う。 In the state in which the posture is adjusted, if the center of the scanning lens in the main scanning direction and the amplitude center of the vibrating mirror do not coincide with each other, the laser beam diameter at the light receiving elements PD1 and PD2 is increased and the diameter is increased. The size of is different. At this time, the pulse width PA 11 of the first pulse (or the pulse width PA 12 of the second pulse) in the output signal of the light receiving element PD1 in FIGS. 6B and 6C and the light receiving element PD2 The pulse width PB 11 of the first pulse in the output signal (or the pulse width PB 12 of the second pulse) is different. Therefore, the posture adjustment of the bracket 471 of the vibrating mirror unit 470 is performed so that the pulse width PA 11 and the pulse width PB 11 are constant.

また、レーザビームの走査速度及び光量一定のとき、前記パルス幅はレーザビーム径の変化により変動する(図7)。図7は、受光素子PD1(あるいはPD2)をレーザビームが走査した場合の受光部(後述)の出力波形(受光素子出力波形)及びコンパレータ出力波形を示している。図7の受光部の出力波形の実線70は所望のレーザビーム径のときを示しており、パルス幅80を出力する。一方ビーム径が太いと受光部を走査するときの時間当りの光量変化が緩やかになるため、点線71のような緩やかな立ち上がりを示し、出力パルス幅81も拡大することになる。従って、あらかじめレーザビーム径と受光素子の出力信号のパルス幅の関係を掴んでおけば、パルス幅を計測することによりレーザビーム径を特定することができる。このとき前提となる走査速度と光量は光走査装置の実使用での条件に統一しておくことが好適である。   Further, when the laser beam scanning speed and the light amount are constant, the pulse width fluctuates due to a change in the laser beam diameter (FIG. 7). FIG. 7 shows an output waveform (light receiving element output waveform) and a comparator output waveform of a light receiving unit (described later) when the laser beam is scanned on the light receiving element PD1 (or PD2). A solid line 70 of the output waveform of the light receiving unit in FIG. 7 indicates a desired laser beam diameter, and a pulse width 80 is output. On the other hand, when the beam diameter is thick, the change in the amount of light per time when scanning the light receiving portion becomes gentle, so that a gentle rise like the dotted line 71 is shown and the output pulse width 81 is also enlarged. Therefore, if the relationship between the laser beam diameter and the pulse width of the output signal of the light receiving element is grasped in advance, the laser beam diameter can be specified by measuring the pulse width. In this case, it is preferable that the scanning speed and the amount of light that are premised on the conditions for actual use of the optical scanning device are unified.

このように受光素子PD1の出力であるパルス幅PA11,PA12はレーザビーム径に対して相関関係を有しているが、その相関関係を保つために、少なくとも振動ミラー11はその振幅波形の振幅を一定にする駆動制御(及び光量を一定とする光量制御)を行ない、受光素子PD1を走査するときの走査速度が一定となるようにしている(走査ジターで0.02%以下)。振動ミラー11を制御していない状態では受光素子PD1を走査する走査速度が一定にならず(あるいは光量を一定でない状態では)、受光素子PD1の出力信号が影響を受け、その結果、パルス幅PA11,PA12が変動してしまい、レーザビーム径に対する相関関係が崩れるためである。このことは受光素子PD2においても同様である。ここで、振動ミラー11の振幅波形の振幅を一定にする駆動制御(後述)を行なった後に、振動ミラーユニット470のブラケット471の前記姿勢調整を行うとよい。 As described above, the pulse widths PA 11 and PA 12 that are the outputs of the light receiving element PD1 have a correlation with the laser beam diameter. In order to maintain the correlation, at least the vibrating mirror 11 has an amplitude waveform. Drive control for making the amplitude constant (and light amount control for making the light amount constant) is performed so that the scanning speed when scanning the light receiving element PD1 is made constant (0.02% or less in scanning jitter). When the vibrating mirror 11 is not controlled, the scanning speed for scanning the light receiving element PD1 is not constant (or when the amount of light is not constant), and the output signal of the light receiving element PD1 is affected. As a result, the pulse width PA 11 and PA 12 fluctuate, and the correlation with the laser beam diameter collapses. The same applies to the light receiving element PD2. Here, after performing drive control (described later) that makes the amplitude waveform of the oscillating mirror 11 constant, the posture adjustment of the bracket 471 of the oscillating mirror unit 470 may be performed.

振動ミラーユニット471の姿勢調整で2つの受光素子PD1、PD2の出力パルス幅の一致が所望のレベル内とならない場合や一致精度を高精度にしてビーム径を設計上の限界まで小径化したい場合(すなわち、振動ミラー11のみの調整よりも調整範囲を実質的に広げたい場合)、走査レンズ14を主走査方向(図1に示した走査レンズ14上に示した矢印方向)に移動し調整を行なうことが好適である。f・arcsin特性を支配しているのが走査レンズ14であるためである。   When the matching of the output pulse widths of the two light receiving elements PD1 and PD2 does not fall within a desired level by adjusting the posture of the vibrating mirror unit 471, or when it is desired to reduce the beam diameter to the design limit with high accuracy of matching ( That is, when it is desired to substantially widen the adjustment range rather than adjusting only the vibrating mirror 11, the scanning lens 14 is moved in the main scanning direction (the arrow direction shown on the scanning lens 14 shown in FIG. 1) for adjustment. Is preferred. This is because the scanning lens 14 dominates the f · arcsin characteristic.

なお、振動ミラー11の走査速度が正弦波的に変化するため、走査速度が一定となるように走査レンズにf・arcsin特性をもたせているが、走査レンズ14と振動ミラー11の振幅状態が設計通りの位置に配置されていないと、f・arcsin特性の効きが劣化し、走査速度及びレーザビーム径が設計所望値と異なることになる。   Since the scanning speed of the oscillating mirror 11 changes sinusoidally, the scanning lens has f · arcsin characteristics so that the scanning speed is constant, but the amplitude states of the scanning lens 14 and the oscillating mirror 11 are designed. If it is not arranged at the street position, the effectiveness of the f · arcsin characteristic is deteriorated, and the scanning speed and the laser beam diameter are different from the design desired values.

一方、光源10Kから出射したレーザビームが光学素子を経て振動ミラー11の可動ミラー部441に入射する際に、光源10Kの姿勢位置により、レーザビームのケラレが発生することがある。可動ミラー部441の面積が小さいこと(この場合は主走査方向)に起因する問題であり、この場合、既に振動ミラー11の姿勢調整は終えた後に光源10Kを副走査方向を軸とした回転の姿勢調整(図1における光源10Kに関する矢印参照)を行なうことにより、ケラレを無くすことができる。ケラレが発生するとレーザビーム径に変化が現れる(レーザビーム径が太径化する)ので、上記同様にパルス幅を計測することで確認チェックできる。   On the other hand, when the laser beam emitted from the light source 10K enters the movable mirror portion 441 of the vibrating mirror 11 through the optical element, vignetting of the laser beam may occur depending on the position of the light source 10K. This is a problem caused by the small area of the movable mirror portion 441 (in this case, the main scanning direction). In this case, after the posture adjustment of the vibrating mirror 11 has already been completed, the light source 10K is rotated around the sub scanning direction. Vignetting can be eliminated by adjusting the posture (see the arrow for the light source 10K in FIG. 1). When vignetting occurs, a change appears in the laser beam diameter (the laser beam diameter becomes thicker), so that it can be checked by measuring the pulse width as described above.

なお、上記で説明した受光素子PD1,PD2の出力信号の時間間隔(図6(b)、(c)のA、B)及び出力パルス幅(図6(b)、(c)のPA、PB)について各々複数回計測し、平均化処理する演算手段により平均化処理を行い、この平均化処理後のデータ(時間間隔A,B、出力パルス幅PA,PB)に基づいて振動ミラー11の姿勢調整を行なうとよい。これにより、受光素子PD1、PD2からの出力信号にはジターによる走査速度のばらつきや電気的なノイズが突発的に生ずることがあるので、その影響を軽減し、調整精度を実質的に向上させることが可能となる。   The time intervals (A and B in FIGS. 6B and 6C) and the output pulse widths (PA and PB in FIGS. 6B and 6C) of the output signals of the light receiving elements PD1 and PD2 described above. ), And an averaging process is performed by an arithmetic means that performs an averaging process. Based on the data (time intervals A and B, output pulse widths PA and PB) after the averaging process, the attitude of the vibrating mirror 11 is determined. Adjustments should be made. As a result, the output signals from the light receiving elements PD1 and PD2 may suddenly cause variations in scanning speed due to jitter and electrical noise, so that the influence is reduced and adjustment accuracy is substantially improved. Is possible.

つぎに、上記に述べた振動ミラーのメリットを活かすためには以下の制御が必須であり、好適な例を示す。すなわち、上述したような特性(f・arcsin特性)の走査レンズ14,17を使用したとしても、図8に示すような振動ミラー11の揺動ばらつき変動が発生する。そのため、その変動を抑制するように各々制御を行っている。例えば、振動ミラー11の周波数(駆動信号)が一定の場合、その振動ミラー11の振幅波形は理想振幅波形(正弦波形)となるはずであるが、実際には図8(a),(b),(c)のような理想振幅波形からずれた実際の振幅波形となる現象が発生し、いずれもレーザビームの走査位置変動となって、画像劣化を発生させることになる。   Next, in order to make use of the merits of the vibrating mirror described above, the following control is essential, and a suitable example will be shown. In other words, even if the scanning lenses 14 and 17 having the characteristics as described above (f · arcsin characteristics) are used, fluctuation fluctuations of the oscillation mirror 11 as shown in FIG. 8 occur. Therefore, each control is performed so as to suppress the fluctuation. For example, when the frequency (drive signal) of the oscillating mirror 11 is constant, the amplitude waveform of the oscillating mirror 11 should be an ideal amplitude waveform (sine waveform). , (C), the phenomenon of an actual amplitude waveform deviating from the ideal amplitude waveform occurs, both of which cause the laser beam scanning position fluctuations and cause image degradation.

図8(a)は、振幅変動について示したものであり、振幅が目標よりも大きい場合(小さい場合も同じ)、矢印方向に示す方向に修正して理想振幅波形の振幅とするために、図6(b),(c)で示したような受光素子PD1の2つの出力信号で求まるタイムインターバルA(図中、A,A,・・・A)と受光素子PD2の2つの出力信号で求まるタイムインターバルB(図中、B,・・・B)の演算値が一定となるように制御を行う。具体的には、(A1+B1)/2、(A2+B2)/2、・・・(A+B)/2の平均値を算出し、複数回の平均化(n回分の平均値の平均化)を行い、共振周波数から一義的に決まる制御目標値となるように制御を行う。 FIG. 8A shows amplitude fluctuation. When the amplitude is larger than the target (the same is true when the amplitude is smaller), the amplitude is corrected to the direction indicated by the arrow to obtain the amplitude of the ideal amplitude waveform. 6 (b) and (c), the time interval A (A 1 , A 2 ,... A n in the figure) obtained from the two output signals of the light receiving element PD1 and the two outputs of the light receiving element PD2 Control is performed so that the calculated value of the time interval B (B 1 ,... B n in the figure) obtained from the signal is constant. Specifically, an average value of (A 1 + B 1 ) / 2, (A 2 + B 2 ) / 2,... (A n + B n ) / 2 is calculated and averaged a plurality of times (n times The average value is averaged), and control is performed so that the control target value is uniquely determined from the resonance frequency.

図8(b)は、振動ミラー11の振幅波形の振幅中心と走査領域中央の位置関係について示したものであり、走査領域中央(理想振幅波形)に対して、実際の振幅波形にオフセットがある状態を示した例である。オフセットを無くすように(矢印方向に示す方向に修正して)、図6(b),(c)で示したような受光素子PD1出力のタイムインターバルA(図中、A,A,・・・A)と受光素子PD2出力のタイムインターバルB(図中、B,・・・B)の演算値が一定となるように制御を行う。具体的にはA−B、A−B、・・・A−Bの差分を算出し、数回の平均化(n回分の差分の平均化)を行い、目標値である零となるように制御を行う。 FIG. 8B shows the positional relationship between the amplitude center of the amplitude waveform of the oscillating mirror 11 and the center of the scanning region, and the actual amplitude waveform has an offset with respect to the center of the scanning region (ideal amplitude waveform). It is an example showing a state. In order to eliminate the offset (corrected in the direction shown by the arrow), the time interval A of the light receiving element PD1 output as shown in FIGS. 6B and 6C (A 1 , A 2 ,. .. Control is performed so that the calculated values of A n ) and the time interval B (B 1 ,... B n in the figure) of the light receiving element PD2 output are constant. Specifically, the difference of A 1 -B 1 , A 2 -B 2 ,... A n -B n is calculated, averaged several times (n times of differences are averaged), and the target value is calculated. Control is performed so that it becomes zero.

図8(c)は、振動ミラー11の振幅波形の位相変動について示したものであり、図に示す実際の振幅波形のような位相変動(時間軸方向の位相のずれ)が生じても矢印方向に示す方向に修正して理想振幅波形の位相とするために、図6(b),(d)で示したような振動ミラー11を駆動するための信号を生成する基準位相クロックと受光素子PD1出力のタイムインターバルC(位相偏差)が一定となるように制御を行う。具体的には、タイムインターバルC1、C2・・・で複数回の平均化を行い、目標値である零となるように制御を行う。このとき、タイムインターバルをカウントする受光素子PD1の出力は、2つの出力のうち画像形成領域に入る直前のタイミングである出力(Aの後端側)が好適である。位相を合わせることについては、画像の書き始め側直前(Aの後端側)の出力の方が精度が高いためである(タイムインターバルAの前端側の出力を利用した場合、Aの時間内の位相変動により画像形成時の位相精度が低下する)。   FIG. 8C shows the phase fluctuation of the amplitude waveform of the oscillating mirror 11, and even if phase fluctuation (phase shift in the time axis direction) like the actual amplitude waveform shown in FIG. The reference phase clock for generating a signal for driving the vibrating mirror 11 as shown in FIGS. 6B and 6D and the light receiving element PD1 Control is performed so that the output time interval C (phase deviation) is constant. Specifically, averaging is performed a plurality of times at time intervals C1, C2,..., And control is performed so that the target value becomes zero. At this time, the output of the light receiving element PD1 that counts the time interval is preferably the output (the rear end side of A) that is the timing immediately before entering the image forming area of the two outputs. The reason for matching the phase is that the output immediately before the image writing start side (the rear end side of A) has higher accuracy (when the output at the front end side of the time interval A is used, the output within the time of A is used. Phase accuracy at the time of image formation decreases due to phase fluctuation).

ここで、図8(a),(b)の振幅またはオフセットは、理想となる走査速度と異なる現象であるため、主走査方向の走査位置ずれとなる。例えば、主走査方向のジター(縦線ゆらぎ)、主走査倍率誤差という画像劣化を引き起こし、これはカラー画像に限らずモノクロ画像でも共通の課題である。一方、図8(c)の位相変動は、カラー画像形成時には特有の問題となる。図1に示したように、単一の振動ミラー11が画像信号に応じて各色の光源から出射されるレーザビームを各色毎の感光体へ走査するわけであるが、位相変動が発生すると各色のレーザビームの偏向走査位置が変ってしまうため画像上(中間転写ベルト上)は副走査位置の変動となり色ずれ、色むらの発生となる。   Here, since the amplitude or offset in FIGS. 8A and 8B is a phenomenon different from the ideal scanning speed, it is a scanning position shift in the main scanning direction. For example, image deterioration such as jitter in the main scanning direction (vertical line fluctuation) and main scanning magnification error is caused, which is a common problem not only for color images but also for monochrome images. On the other hand, the phase fluctuation of FIG. 8C is a particular problem when forming a color image. As shown in FIG. 1, a single oscillating mirror 11 scans a laser beam emitted from a light source of each color on a photoconductor for each color according to an image signal. Since the deflection scanning position of the laser beam changes, the sub-scanning position changes on the image (on the intermediate transfer belt), and color misregistration and color unevenness occur.

図9は、本発明の光走査装置5において振幅、オフセット、位相制御を実現する制御系(制御手段)のブロック図である。
偏向走査されて受光素子PD1、PD2を走査するレーザビームにより出力される信号を各々カウンタ111,112で前記タイムインターバルA、Bを計測する。ついで、演算器113で、(A+B)/2の平均を目標の振幅と比較し、同様にA−Bの差分の平均を目標のオフセット(本実施例では零)と比較し、その結果をコントローラ114へ出力する。各々平均をとる理由(平均化処理を行う理由)は突発的な電気ノイズが混入した場合など誤った情報により制御を行うことを防止するためである。なお、平均化の回数は2〜10回の範囲で行われる。10回以上だと補正タイミングが遅くなり、制御偏差が大きくなるためである。
FIG. 9 is a block diagram of a control system (control means) for realizing amplitude, offset, and phase control in the optical scanning device 5 of the present invention.
The time intervals A and B are measured by counters 111 and 112, respectively, for signals output by laser beams that are deflected and scanned and scan the light receiving elements PD1 and PD2. Next, the arithmetic unit 113 compares the average of (A + B) / 2 with the target amplitude, and similarly compares the average of the difference of AB with the target offset (zero in this embodiment), and the result is the controller. To 114. The reason why each average is taken (the reason why the averaging process is performed) is to prevent the control from being performed by erroneous information such as when sudden electrical noise is mixed. In addition, the frequency | count of averaging is performed in the range of 2-10 times. This is because if it is 10 times or more, the correction timing is delayed and the control deviation is increased.

コントローラ114は、前記比較結果に応じて振幅およびオフセットの補正量を演算し、補正された正弦波の駆動信号を振動ミラー11の駆動回路(アンプ)110にて増幅して振動ミラー11を駆動制御する。上記制御系ループが振幅およびオフセット制御ループである。   The controller 114 calculates the correction amount of the amplitude and offset according to the comparison result, and amplifies the corrected sine wave drive signal by the drive circuit (amplifier) 110 of the oscillating mirror 11 to drive control the oscillating mirror 11 To do. The control system loop is an amplitude and offset control loop.

ついで、位相制御ループは、上記振幅、オフセット制御が正常にはたらき各々目標値に対して所望の範囲に入った制御状態において、基準位相クロック(基準クロック)から生成される振動ミラー11の駆動信号に基づく振動ミラー11の振れ角の理想振幅波形に対する、実際の振動ミラーの振幅波形の位相変動を打ち消すように位相制御ループを実行する。すなわち、位相制御は振幅およびオフセット制御に対して、高精度な制御であるためすべての制御を同時に実行すると、互いに干渉し駆動信号の変動量が大きくなり全てが制御目標値範囲内に収束するまでに時間を要する。そこで、粗調整として振動、オフセット制御を優先して制御し、そののち微調整として位相制御を行うことで制御範囲内へ収束するまでの時間を短縮することが可能となる。   Next, the phase control loop outputs the drive signal of the oscillating mirror 11 generated from the reference phase clock (reference clock) in the control state in which the amplitude and offset control work normally and each falls within a desired range with respect to the target value. The phase control loop is executed so as to cancel the phase fluctuation of the amplitude waveform of the actual oscillating mirror with respect to the ideal amplitude waveform of the deflection angle of the oscillating mirror 11 based thereon. In other words, phase control is highly accurate control over amplitude and offset control, so if all controls are executed at the same time, they will interfere with each other and drive signal fluctuations will increase and all will converge within the control target value range. Takes time. Therefore, it is possible to shorten the time until convergence within the control range by giving priority to vibration and offset control as coarse adjustment and then performing phase control as fine adjustment.

位相制御としては、受光素子PD1からの出力信号と基準位相クロックの位相偏差(図6(d)におけるタイムインターバルC)を位相比較器115で検出し、カウンタ116にて計測する。計測結果をLPF(Low Pass Filter)117、積分器118で位相偏差に応じた電圧に直流化し、その電圧量に応じて(基準位相クロック(基準クロック)と受光素子PD1の出力信号との位相偏差(タイムインターバルC)が一定となるように)位相変化させる制御(所謂PLL(Phase Locked Loop)制御)を行なう。ついで、位相変化に対する正弦波信号の生成は予め用意された位相変化量(分解能)の刻みに応じて最適な位相となる正弦波信号が生成される。これにより、振動ミラー11の駆動信号は補正され、振動ミラー11の振れ角の理想振幅波形に対する、実際の振動ミラー11の振幅波形の位相変動を打ち消すような制御が行われることになる。   As phase control, the phase deviation between the output signal from the light receiving element PD1 and the reference phase clock (time interval C in FIG. 6D) is detected by the phase comparator 115 and measured by the counter 116. The measurement result is converted to a DC voltage corresponding to the phase deviation by an LPF (Low Pass Filter) 117 and an integrator 118, and the phase deviation between the reference phase clock (reference clock) and the output signal of the light receiving element PD1 is determined according to the voltage amount. Control to change the phase (so-called PLL (Phase Locked Loop) control) is performed (so that the time interval C) is constant). Next, the generation of the sine wave signal with respect to the phase change generates a sine wave signal having an optimum phase according to the increment of the phase change amount (resolution) prepared in advance. As a result, the drive signal of the oscillating mirror 11 is corrected, and control is performed to cancel the phase fluctuation of the actual amplitude waveform of the oscillating mirror 11 with respect to the ideal amplitude waveform of the oscillating angle of the oscillating mirror 11.

なお、位相制御に対応する正弦波信号の生成分解能は制御の許容範囲内以上の高精度が必要となるが、高精度にするほどメモリが必要となるため高コストとなる。したがって、副走査方向の色ずれとして視覚認知される50μm以下となるように正弦波信号の生成分解能を設定している。   Note that the generation resolution of the sine wave signal corresponding to the phase control needs to have a high accuracy exceeding the allowable range of control, but the higher the accuracy, the higher the cost because a memory is required. Therefore, the generation resolution of the sine wave signal is set to be 50 μm or less which is visually recognized as a color shift in the sub-scanning direction.

図10に、受光素子PD1を例に走査されるレーザビームとの関係を示す。なお、受光素子PD1は、図1に示したように感光体面上を走査されるレーザビームと光学的に等価(ビーム径および走査速度)となる位置に配置されている。感光体面の走査延長上が好適であるが、レイアウトの都合上、折り返しミラーを経由して受光素子PD1内をレーザビームが走査する構成としてもよい。   FIG. 10 shows a relationship with a laser beam scanned using the light receiving element PD1 as an example. The light receiving element PD1 is disposed at a position that is optically equivalent (a beam diameter and a scanning speed) to a laser beam scanned on the surface of the photosensitive member as shown in FIG. Although it is preferable to extend the scanning of the photoconductor surface, for the sake of layout, a configuration in which the laser beam scans inside the light receiving element PD1 via a folding mirror may be adopted.

受光素子PD1は、PINフォトダイオードからなる受光部からの出力信号を増幅する増幅回路と、波形整形するコンパレータ回路からなり、ICとして樹脂からなるレーザビーム透過部材にて1パッケージ化されている。図中、符号402aは受光部、402bは回路部、402cはICリードである(図10(a))。受光部402aを走査ビームが通過することにより、図10(c)に示すコンパレータ出力信号を発生させる。   The light receiving element PD1 is composed of an amplifier circuit that amplifies an output signal from a light receiving unit made of a PIN photodiode and a comparator circuit that shapes a waveform, and is packaged as one IC with a laser beam transmitting member made of resin. In the figure, reference numeral 402a denotes a light receiving portion, 402b denotes a circuit portion, and 402c denotes an IC lead (FIG. 10A). When the scanning beam passes through the light receiving portion 402a, a comparator output signal shown in FIG. 10C is generated.

図10(a)の受光部402aより左側の点線の領域は、光源装置が消灯(またはフレア光が受光素子内、感光体面上の潜像を形成するレベルの光量とならない程度に減光)されている様を描画している。振動ミラー11の最大振れ角と受光素子PD1近傍の間の領域内で光源が発光していると光走査装置5内に配置された光学部品の乱反射に起因するゴースト光を発生させ、受光素子PD1,PD2への信号にノイズとなるため前記A,B,Cの時間間隔(タイムインターバル)やパルス幅に影響を及ぼし、振動ミラー11の姿勢調整の精度が劣化したり、制御上の誤動作、不安定となったりしてしまう。この問題が起きないように、予め前記タイミングにて消灯(またはゴースト光が受光素子内、感光体面上の潜像を形成するレベルの光量とならない程度に減光)するように設定されている。消灯または減光は半導体レーザからなる光源を長寿命化すること、光源装置の温度上昇を低減する効果も合わせて奏することができる。ここで、「受光素子近傍」とは前記コンパレータ出力に影響を与えずに、前記タイムインターバルA,B,Cが各々正常に計測できる発光タイミングとなる走査位置のことである。   In the dotted line area on the left side of the light receiving portion 402a in FIG. 10A, the light source device is turned off (or the flare light is dimmed to such an extent that it does not form a light amount that forms a latent image on the photoreceptor surface in the light receiving element). It is drawn like that. When the light source emits light in a region between the maximum deflection angle of the oscillating mirror 11 and the vicinity of the light receiving element PD1, ghost light due to irregular reflection of the optical components arranged in the optical scanning device 5 is generated, and the light receiving element PD1. , The noise to the signal to PD2 affects the time interval (time interval) of A, B, C, and the pulse width, and the accuracy of posture adjustment of the vibrating mirror 11 is deteriorated, malfunctioning in control and non-operation. It becomes stable. In order not to cause this problem, it is set in advance so as to be extinguished at the above timing (or dimmed to such an extent that the ghost light does not become a light amount at a level for forming a latent image on the surface of the photoreceptor in the light receiving element). Turning off or dimming can also have the effect of extending the life of a light source made of a semiconductor laser and reducing the temperature rise of the light source device. Here, “in the vicinity of the light receiving element” is a scanning position at which the time intervals A, B, and C can be normally measured without affecting the output of the comparator.

なお、光学素子の反射率や透過率の低下(経時劣化)の際に光量が低下するとコンパレータ出力を決定するスレッシュ電圧への立上時間が長くなる(傾きが緩くなる)ため、誤った検出を行ってしまう。そこで、受光素子PD1(あるいはPD2)を走査する際に常に一定の光量となるように光源を制御することにより上記問題を解決している。   Note that if the amount of light is reduced when the reflectance or transmittance of the optical element is reduced (deterioration with time), the rise time to the threshold voltage that determines the comparator output becomes longer (the inclination becomes slower). will have to go. Therefore, the above problem is solved by controlling the light source so that the light amount is always constant when scanning the light receiving element PD1 (or PD2).

ところで、前記駆動信号の実施例として、正弦波の場合を示してきたが正弦波を生成するにはDA変換のビット数や大容量のメモリが必要となるため、水晶発振子から安価に生成される矩形波を使用することも可能である。また、振動ミラー11の揺動については往復走査の実施例で説明したが、最大振れ角端に向かって副走査方向の走査位置が近づくように走査される(いわゆるジグザグ状)ため、往復走査では画像の両端側の文字の潰れや濃度むらが問題となる場合には、片側(一方向)走査を行うことにより解決される。   By the way, although the case of the sine wave has been shown as an example of the drive signal, since the number of DA conversion bits and a large-capacity memory are required to generate the sine wave, the drive signal is generated at a low cost. It is also possible to use a rectangular wave. Further, the oscillation of the oscillating mirror 11 has been described in the embodiment of the reciprocating scanning. However, since the scanning is performed so that the scanning position in the sub scanning direction approaches the maximum deflection angle end (so-called zigzag shape), When crushing of characters on both ends of the image or uneven density is a problem, it can be solved by scanning on one side (one direction).

次に、本発明に係るカラー画像形成装置について説明する。
図11は、本発明の光走査装置5を用いたカラー画像形成装置であり、複数の感光体3Y,3M,3C,3Kを並列に配置したタンデム型のカラー画像形成装置の構成図である。装置上部から順に光走査装置5、現像装置6(6Y,6M,6C,6K)、感光体3(3Y,3M,3C,3K)、中間転写ベルト2、定着装置7、給紙カセット1がレイアウトされている。
Next, a color image forming apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 11 is a color image forming apparatus using the optical scanning device 5 of the present invention, and is a configuration diagram of a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of photoconductors 3Y, 3M, 3C, 3K are arranged in parallel. An optical scanning device 5, a developing device 6 (6Y, 6M, 6C, 6K), a photoreceptor 3 (3Y, 3M, 3C, 3K), an intermediate transfer belt 2, a fixing device 7, and a paper feed cassette 1 are laid out in order from the top of the apparatus. Has been.

中間転写ベルト2には各色に対応した感光体3Y、3M、3C、3Kが並列順に等間隔で配設されている。感光体3Y,3M,3C,3Kは同一径に形成されたもので、その周囲には電子写真プロセスに従い部材が順に配設されている。感光体3Yを例に説明すると、帯電チャージャ(図示しない)、光走査装置5から出射された画像信号に基づくレーザビームL1、現像装置6Y、転写チャージャ(図示しない)、クリーニング装置(図示しない)等が順に配設されている。他の感光体3M,3C,3Kに対しても同様である。即ち、本実施の形態では、感光体3Y,3M,3C,3Kを各色毎に設定された被走査面とするものであり、各々に対して光走査装置5からレーザビームL1、L2,L3、L4が各々に対応するように設けられている。   On the intermediate transfer belt 2, photosensitive members 3Y, 3M, 3C, and 3K corresponding to the respective colors are arranged at equal intervals in the parallel order. The photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3K are formed to have the same diameter, and members are sequentially disposed around the photoreceptors according to an electrophotographic process. The photoconductor 3Y will be described as an example. A charging charger (not shown), a laser beam L1 based on an image signal emitted from the optical scanning device 5, a developing device 6Y, a transfer charger (not shown), a cleaning device (not shown), and the like. Are arranged in order. The same applies to the other photoconductors 3M, 3C, 3K. That is, in the present embodiment, the photoconductors 3Y, 3M, 3C, 3K are to be scanned surfaces set for each color, and the laser beams L1, L2, L3,. L4 is provided to correspond to each.

帯電チャージャにより一様に帯電された感光体3Yは、図中矢印A方向に回転することによってレーザビームL1を副走査し、感光体3Y上に静電潜像が形成される。また、光走査装置5によるレーザビームL1の照射位置よりも感光体3の回転方向下流側には、感光体3Yにトナーを供給する現像器6Yが配設され、イエローのトナーが供給される。現像器6Yから供給されたトナーは、静電潜像が形成された部分に付着し、トナー像が形成される。同様に感光体3M,3C,3Kには、それぞれM、Y、Kの単色トナー像が形成される。各感光体3Yの現像器6Yの配設位置よりもさらに回転方向下流側には、中間転写ベルト2が配置されている。   The photoconductor 3Y uniformly charged by the charging charger rotates in the direction of arrow A in the drawing to sub-scan the laser beam L1, and an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 3Y. Further, a developing device 6Y that supplies toner to the photoconductor 3Y is disposed downstream of the irradiation position of the laser beam L1 by the optical scanning device 5 in the rotation direction of the photoconductor 3, and yellow toner is supplied. The toner supplied from the developing device 6Y adheres to the portion where the electrostatic latent image is formed, and a toner image is formed. Similarly, M, Y, and K monochromatic toner images are formed on the photoreceptors 3M, 3C, and 3K, respectively. The intermediate transfer belt 2 is disposed further downstream in the rotational direction than the position where the developing unit 6Y of each photoconductor 3Y is disposed.

中間転写ベルト2は、複数のローラ2a、2b、2cに巻付けられ、図示しないモータの駆動により矢印B方向に移動搬送されるようになっている。この搬送により、中間転写ベルト2は順に感光体3Y、3M、3C、3Kに移動されるようになっている。中間転写ベルト2は各感光体3Y,3M,3C,3Kで現像された各々単色画像を順次重ねあわせて転写し、中間転写ベルト2上にカラー画像を形成するようになっている。その後、給紙トレイ1から転写紙が矢印C方向に搬送されカラー画像が転写される。カラー画像が形成された転写紙は、定着器7により定着処理後、カラー画像として排紙される。   The intermediate transfer belt 2 is wound around a plurality of rollers 2a, 2b, and 2c, and is moved and conveyed in the direction of arrow B by driving a motor (not shown). By this conveyance, the intermediate transfer belt 2 is sequentially moved to the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3K. The intermediate transfer belt 2 sequentially superimposes and transfers the single color images developed by the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3K, thereby forming a color image on the intermediate transfer belt 2. Thereafter, the transfer paper is conveyed from the paper feed tray 1 in the direction of arrow C, and the color image is transferred. The transfer paper on which the color image is formed is discharged as a color image after being fixed by the fixing device 7.

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Although the present invention has been described with the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. Can be changed within the range that can be conceived, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.

本発明に係る光走査装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the optical scanning device based on this invention. 振動ミラーの構成を示す詳細図である。It is detail drawing which shows the structure of a vibration mirror. 振動ミラーの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a vibration mirror. 振動ミラーユニットの搭載状態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the mounting state of a vibration mirror unit. 本発明の光走査装置における振動ミラーから感光体までの要部を示す概略図である。It is the schematic which shows the principal part from the vibration mirror in the optical scanning apparatus of this invention to a photoreceptor. 本発明の光走査装置における振動ミラーの振幅波形、受光素子の出力信号、基準位相クロックの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the amplitude waveform of the vibration mirror in the optical scanning device of this invention, the output signal of a light receiving element, and a reference | standard phase clock. 受光素子の出力波形とコンパレータ出力波形の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the output waveform of a light receiving element, and a comparator output waveform. 振動ミラーの振幅波形の振幅、オフセット、位相の変動の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the fluctuation | variation of the amplitude of an amplitude waveform of an oscillation mirror, an offset, and a phase. 振動ミラーの駆動に関する制御手段のブロック図である。It is a block diagram of the control means regarding the drive of a vibration mirror. 受光素子と走査されるレーザビームとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a light receiving element and the laser beam scanned. 本発明に係るカラー画像形成装置の構成を示す断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a color image forming apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 給紙トレイ
2 中間転写ベルト
2a,2b,2c,2d ローラ
3,3Y,3M,3C,3K 感光体
5 光走査装置
6Y,6M,6C,6K 現像装置
7 定着装置
10 光源
10Y,10M,10C,10K 光源手段
11 振動ミラー
12 シリンドリカルレンズ
13 折り返しミラー
14 第1のレンズ
16K ミラー
17K 第2のレンズ
60,L1,L2,L3,L4 レーザビーム
70,71 受光素子出力波形
80,81 パルス幅
110 駆動回路
111,112,116 カウンタ
113 演算器
114 コントローラ
115 位相比較器
117 LPF
118 積分器
402a 受光部
402b 回路部
402c ICリード
441 可動ミラー部
442 ねじり梁
443 振動板
444 補強梁
446,447 フレーム
449 ヨーク
450 永久磁石
455,473 電極部
461,462 基板
463 コイルパターン
464 端子
465 パッチ
466 台座
470 振動ミラーユニット
471 ブラケット
472 基板
474 電気コネクタ
PD1、PD2 受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Paper feed tray 2 Intermediate transfer belt 2a, 2b, 2c, 2d Roller 3, 3Y, 3M, 3C, 3K Photoreceptor 5 Optical scanning device 6Y, 6M, 6C, 6K Developing device 7 Fixing device 10 Light source 10Y, 10M, 10C , 10K light source means 11 vibrating mirror 12 cylindrical lens 13 folding mirror 14 first lens 16K mirror 17K second lens 60, L1, L2, L3, L4 laser beam 70, 71 light receiving element output waveform 80, 81 pulse width 110 driving Circuit 111, 112, 116 Counter 113 Operation unit 114 Controller 115 Phase comparator 117 LPF
118 integrator 402a light receiving unit 402b circuit unit 402c IC lead 441 movable mirror unit 442 torsion beam 443 diaphragm 444 reinforcing beam 446, 447 frame 449 yoke 450 permanent magnet 455, 473 electrode unit 461, 462 substrate 463 coil pattern 464 terminal 465 patch 466 Base 470 Vibration mirror unit 471 Bracket 472 Substrate 474 Electrical connector PD1, PD2 Light receiving element

Claims (6)

レーザビームを放射する光源手段と、該光源手段からのレーザビームを偏向走査する振動ミラーと、偏向走査されるレーザビームを被走査面に向かって集光する走査結像光学系と、前記レーザビームの走査領域内で走査中心を挟んだ両端近傍位置に設けられた該レーザビームを受光する2つの受光素子と、を備える光走査装置の調整方法において、
前記2つの受光素子のうちの第一の受光素子の出力パルスの時間間隔と第二の受光素子の出力パルスの時間間隔とが一致するように、及び、前記第一の受光素子の出力パルス幅と前記第二の受光素子の出力パルス幅とが一定となるように、前記振動ミラーの揺動軸を中心とした回転方向の取付姿勢を調整することを特徴とする光走査装置の調整方法
Light source means that emits a laser beam, a vibrating mirror that deflects and scans the laser beam from the light source means, a scanning imaging optical system that condenses the laser beam that is deflected and scanned toward the surface to be scanned, and the laser beam In an adjustment method of an optical scanning device comprising: two light receiving elements that receive the laser beams provided at positions near both ends of the scanning region with the scanning center interposed therebetween ,
Of the two light receiving elements , the time interval of the output pulses of the first light receiving element and the time interval of the output pulses of the second light receiving element coincide with each other, and the output pulse of the first light receiving element An adjusting method for an optical scanning device , wherein the mounting posture in the rotational direction about the swing axis of the vibrating mirror is adjusted so that the width and the output pulse width of the second light receiving element are constant .
前記2つの受光素子からの出力信号を基に前記振動ミラーの振幅波形の振幅を一定とする制御手段を有し、
前記制御手段により前記振動ミラーの振幅波形の振幅が一定に制御されている状態で、該振動ミラーの揺動軸を中心とした回転方向の取付姿勢を調整することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置の調整方法
Control means for making the amplitude of the amplitude waveform of the oscillating mirror constant based on output signals from the two light receiving elements;
2. The mounting posture in the rotational direction about the swing axis of the vibrating mirror is adjusted in a state where the amplitude of the amplitude waveform of the vibrating mirror is controlled to be constant by the control means. The adjustment method of the optical scanning device as described .
前記2つの受光素子の出力信号における各々の出力パルスの時間間隔及び/又は出力パルス幅を複数回計測し、平均化処理する演算手段を有することを特徴とする請求項1または2に記載の光走査装置の調整方法The two time intervals and / or the output pulse width of each output pulse is measured a plurality of times in the output signal of the light receiving element, characterized by having a calculating means for processing averages of claim 1 or 2 Method for adjusting optical scanning device. 前記受光素子からの出力信号を基に振動ミラーの揺動軸を中心とした回転方向の取付姿勢の調整を行なった後に、前記走査結像光学系の走査レンズ位置主走査方向に移動し調整することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光走査装置の調整方法Based on the output signal from the light receiving element, after adjusting the mounting posture in the rotational direction around the swing axis of the vibrating mirror, the scanning lens position of the scanning imaging optical system is moved and adjusted in the main scanning direction. The method of adjusting an optical scanning device according to claim 1, wherein: 前記光源手段として複数の光源装置を有し、
該複数の光源装置から放射されたそれぞれのレーザビームが単一の前記振動ミラーにより複数の被走査面を偏向走査され、
前記2つ受光素子は、前記複数の被走査面のうち一つの被走査面に対応する走査結像光学系内にのみ配置されることを特徴とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光走査装置の調整方法
A plurality of light source devices as the light source means;
Respective laser beams emitted from the plurality of light source devices are deflected and scanned on a plurality of scanned surfaces by the single vibrating mirror,
5. The two light receiving elements are arranged only in a scanning imaging optical system corresponding to one of the plurality of scanned surfaces . An adjustment method for an optical scanning device according to any one of the above.
前記受光素子を走査するレーザビームは、前記走査結像光学系を通ったレーザビームであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の光走査装置の調整方法The laser beam, a method of adjusting an optical scanning device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the a laser beam passing through the scanning image forming optical system for scanning the light receiving element.
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