(57)【要約】    【課題】  様々な部品の取り付け誤差に起因して同期信号自身にバラツキが生じて検出精度が低下するのを防ぐことができ、ひいてはレーザ光源から出射されるレーザビームの出射タイミングを的確に制御するための信号を検出しうるポリゴンミラー駆動モータ及びそのポリゴンミラー駆動モータを備えるレーザミラー照射装置を提供することにある。    【解決手段】  周波数発電着磁部（ＦＧマグネット７）と、周波数発電パターン（ＦＧパターン６）と、分周回路２４と、を設け、分周回路２４によって、周波数発電着磁部（ＦＧマグネット７）の回転時に周波数発電パターン（ＦＧパターン６）において検出される信号を、ポリゴンミラー１４のミラー面数に分周して出力することを特徴とする。【選択図】          図４
2006162795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極とＳ極とが交互に着磁され、ロータと一体に回転する周波数発電着磁部と、
前記周波数発電着磁部に対向配置された周波数発電パターンと、入力信号を分周して出力する分周回路と、を有し、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンミラー駆動モータであって、
前記分周回路は、前記周波数発電パターンにおいて検出される信号を前記ポリゴンミラーのミラー面数に分周して出力することを特徴とするポリゴンミラー駆動モータ。
【請求項２】
前記分周回路は、Ｄ型フリップフロップを複数段縦続接続した論理回路を有しており、
前記論理回路において、前記周波数発電パターンにおいて検出される信号に基づくデータを循環的にシフトさせて、当該信号を分周して出力することを特徴とする請求項１記載のポリゴンミラー駆動モータ。
【請求項３】
前記ポリゴンミラー駆動モータは、さらに、前記ロータに配置された位置検出着磁部と、前記位置検出着磁部に対向配置された位置検出装置と、前記位置検出装置において検出される信号に基づき、前記分周回路における分周開始タイミングを制御するタイミング回路と、を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のポリゴンミラー駆動モータ。
【請求項４】
前記タイミング回路は、抵抗とコンデンサの微分回路よりなることを特徴とする請求項３記載のポリゴンミラー駆動モータ。
【請求項５】
請求項１から４に記載のポリゴンミラー駆動モータを備えるレーザミラー照射装置。
【請求項６】
Ｎ極とＳ極とが交互に着磁され、ロータと一体に回転する周波数発電着磁部と、
前記周波数発電着磁部に対向配置された周波数発電パターンと、を有し、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンミラー駆動モータであって、
前記周波数発電パターンにおいて検出される信号の周波数は、前記ポリゴンミラーのミラー面数に等しいことを特徴とするポリゴンミラー駆動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源から出射されるレーザビームを周期的に偏向させるポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンミラー駆動モータ及びそのポリゴンミラー駆動モータを備えるレーザミラー照射装置に関するものであって、特に、レーザ光源から出射されるレーザビームの出射タイミングの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザプリンタ，複写機，車間測定装置など、ポリゴンミラー（回転多面鏡）を有するレーザミラー照射装置は様々なところで用いられている。例えば、図１０の模式図に示すレーザプリンタでは、半導体レーザ１０１からの出射ビームが結像レンズ１０２により平行光化された後、ポリゴンミラー駆動モータ１０３によって回転するポリゴンミラー１０４に入射される。そして、そのポリゴンミラー１０４からの反射光が、ｆθレンズ１０５を通過し、感光ドラム１０６上に結像された光スポットが、被走査面上を等速かつ的確に反復走査する。これにより、感光ドラム１０６上に所望の静電潜像が形成される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、光スポットが被走査面上を等速かつ的確に反復走査しうる仕組みについて、図１１の模式図を用いて説明する。ポリゴンミラー１０４は、例えば３相パルスが入力される３相ステッピングモータの回転軸など、ポリゴンミラー駆動モータ１０３の回転軸１０５に固定されている。そして、例えば周囲に６面の反射面を有しているポリゴンミラー１０４であれば、被走査面上を等速で反復走査するために、この６面に同期して、半導体レーザ１０１からレーザビームを出射する必要がある。そのため、ポリゴンミラー１０４の面数に同期してレーザビームの出射制御するための同期信号が、ポリゴンミラー駆動モータ１０３に並べて固設されたモータ駆動マグネット（図示せず）の磁極付近に配置されたセンサ１０７（ホールＩＣ）で検出されるようになっている（図１１参照）。例えば、磁極が１２極のモータ駆動マグネットであれば、６パルス／回転（６Ｐ／Ｒ）の同期信号がセンサ１０７で検出される。
【０００４】
また、被走査面上を的確に反復走査するためには、ポリゴンミラー１０４の面数に同期してレーザビームを出射制御するだけでは足りず、所定のタイミングでレーザビームを出射制御する必要がある。そのため、所定のタイミングでレーザビームを出射制御するための原点位置信号（ＰＧ信号）が、ＰＧマグネット（図示せず）の磁極に対向配置されたセンサ１０８（ホールＩＣ）で検出されるようになっている（図１１参照）。なお、この原点位置信号は、一般的に１パルス／回転（１Ｐ／Ｒ）の信号である。また、ＰＧマグネットは、モータ駆動マグネットと別個に固設される場合もあれば、モータ駆動マグネットと一体的に固設される場合もある。
【０００５】
このように、従来のレーザプリンタは、ポリゴンミラー１０４の面数に同期してレーザビームの出射制御するための同期信号と、所定のタイミングでレーザビームを出射制御するための原点位置信号と、をセンサ１０７及びセンサ１０８で検出することによって、被走査面上を等速かつ的確に反復走査できるようになっている。
【０００６】
これら同期信号及び原点位置信号の実際の信号波形について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、ポリゴンミラー駆動モータ１０３を駆動する駆動回路の電気的構成の概要を示すブロック図である。また、図１３は、図１２に示すブロック図の各箇所における電圧信号波形を示す波形図である。
【０００７】
図１２において、例えばマイコンなどの上位装置から、図１３（ａ）に示すような１２０°位相がずれた３相パルス（Ｕ，Ｖ，Ｗ）が入力部１１０に入力されると、その３相パルス（Ｕ，Ｖ，Ｗ）は、抵抗，コンデンサ，ＩＣなどの電気素子から構成される主制御回路１１１に送られる。そして、主制御回路１１１は、その３相パルスを、ステータコアに巻回されたステータコアコイル群からなる駆動モータ部１１２に送る。すると、駆動モータ部１１２において、図１３（ｂ）に示すような１２０°位相がずれた電圧信号（Ｕ'，Ｖ'，Ｗ'）が発生する。これにより、ポリゴンミラー駆動モータ１０３はパルス駆動され、高速回転することになる。
【０００８】
このとき、駆動回路中のセンサ部１０７，１０８において、同期信号及び原点位置信号が検出される。すなわち、センサ１０７において、図１３（ｃ）上段に示すようなＦＧ信号が検出される（図１３（ｃ）では６パルス／回転）。一方で、センサ１０８において、図１３（ｃ）下段に示すようなＰＧ信号が検出される（図１３（ｃ）では１パルス／回転）。
【０００９】
以上説明したように、従来は、半導体レーザ１０１からのレーザビームを適切に出射制御するために、それぞれセンサ１０７及びセンサ１０８から検出され、図１３（ｃ）上段及び下段に示すような信号波形をもった同期信号及び原点位置信号を利用していた。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３１２０５６号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した同期信号は、センサ１０７を設置する際の取り付け誤差による悪影響を受けやすいといった問題がある。
【００１２】
すなわち、上述した同期信号は、センサ１０７によって検出されるものであるが、このセンサ１０７をケースに取り付ける際に、ポリゴンミラー駆動モータ１０３の周面に並べて固設されたモータ駆動マグネットとの相対的位置関係において、予め定められた位置からずれた場合には、例えばパルス幅の異なる同期信号が検出されるなど、同期信号自身にバラツキが生じて検出精度が低下する、といった問題がある。
【００１３】
また、かかる検出精度の低下は、センサ１０７を設置する際の取り付け誤差のみならず、例えばセンサ１０７が設置されたケースの取り付け誤差、モータ駆動マグネットを固設する際の取り付け誤差、各部品の取り付け誤差、ミラーとマグネットの相対位置の誤差など、様々な誤差に起因して生ずる。
【００１４】
このように、センサ１０７単体によって同期信号が検出される従来のポリゴンミラー駆動モータでは、上述したような誤差が検出精度の低下を招来し、その結果、ポリゴンミラーの各反射面のレーザ照射間隔がばらつくことがあった。そして、レーザ照射間隔がばらつくと、例えばレーザミラー照射装置がレーザプリンタである場合には、乱れのない正確な印字が困難になり、また、レーザミラー照射装置が車間測定装置である場合には、正確な測定が困難になることがあった。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、様々な部品の取り付け誤差に起因して同期信号自身にバラツキが生じて検出精度が低下するのを防ぐことができ、ひいてはレーザ光源から出射されるレーザビームの出射タイミングを的確に制御するための信号を検出しうるポリゴンミラー駆動モータ及びそのポリゴンミラー駆動モータを備えるレーザミラー照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以上のような課題を解決するために、本発明は、周波数発電着磁部と、周波数発電パターンと、分周回路と、を設け、分周回路によって、周波数発電着磁部の回転時に周波数発電パターンにおいて検出される信号を、ポリゴンミラーのミラー面数に分周して出力することを特徴とする。
【００１７】
より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１８】
（１）  Ｎ極とＳ極とが交互に着磁され、ロータと一体に回転する周波数発電着磁部と、前記周波数発電着磁部に対向配置された周波数発電パターンと、入力信号を分周して出力する分周回路と、を有し、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンミラー駆動モータであって、前記分周回路は、前記周波数発電パターンにおいて検出される信号を前記ポリゴンミラーのミラー面数に分周して出力することを特徴とするポリゴンミラー駆動モータ。
【００１９】
本発明によれば、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁され、ロータと一体に回転する周波数発電着磁部と、その周波数発電着磁部に対向配置された周波数発電パターンと、入力信号を分周して出力する分周回路と、を有し、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンミラー駆動モータであって、分周回路により、周波数発電パターンにおいて検出される信号（例えば３６Ｐ／Ｒ）をポリゴンミラーのミラー面数に分周して出力する（例えば３６Ｐ／Ｒを１／６に分周して、６ＰＰＲとして出力する）こととしたから、周波数発電着磁部における着磁精度さえ確保されていれば、バラツキの少ない正確なＦＧ信号を得ることができ、その結果、その正確なＦＧ信号を分周して出力されるバラツキの少ない同期信号を得ることができる。
【００２０】
すなわち、従来は、ホールＩＣ等のセンサ単体によって同期信号が検出されるため、ケース，モータ駆動マグネット，各部品等の取り付け誤差に起因して、同期信号自身にバラツキが生じ、検出精度が低下する場合があったが、本発明によれば、例えばエッチング加工により基板上に形成された周波数発電パターンを利用して同期信号が検出されるので、バラツキの少ない同期信号を得ることができ、ひいては検出精度の低下を防ぐことができる。
【００２１】
そして、検出精度の低下を防ぐことで、ポリゴンミラーの各反射面のレーザ照射間隔がばらつくのを防ぐことができる。例えば、レーザプリンタにおいては乱れのない正確な印字が可能となり、車間測定装置においては正確な測定が可能となる。
【００２２】
また、本発明は、ホールＩＣ等のセンサ単体ではなく、複数の発電線素を有する周波数発電パターンを利用するものなので、パルス状のノイズが生じた場合であっても、周波数発電着磁部の回転時に周波数発電パターンにおいて検出される信号では、そのノイズがある程度キャンセルされ、結果的に検出精度の向上を図ることができる。
【００２３】
さらに、ホールＩＣ等の半導体素子を用いて同期信号を検出する場合には、その半導体素子の故障によって同期信号が検出できなくなるが、本発明によれば、エッチング等によって基板に形成される周波数発電パターンは、故障する可能性が低く、同期信号の検出ができなくなる確率を下げることができるので、結果として、ポリゴンミラー駆動モータの信頼性向上を図ることができる。
【００２４】
なお、本発明は、一般的にはモータ回転数を一定に保つためのＦＧ信号をそのまま同期信号として利用するのではなく、分周回路を介して同期信号を検出する構成としているので、ポリゴンミラー駆動モータの回転安定性を確保しつつ、かつ、特性面でＷ／Ｆやジッターに影響が出てくるのを防ぎつつ、レーザ光源から出射されるレーザビームの出射タイミングを的確に制御するための同期信号を検出することができる。
【００２５】
ここで、本発明でいう「分周回路」は、入力信号を分周して出力しうる回路であれば如何なるものであってもよく、例えば、マスタースレーブＴ−ＦＦ（トグルフリップフロップ）を用いたスタティック分周回路や、マスターゲートのみで構成されるダイナミック分周回路，アップカウンタ回路，ダウンカウンタ回路，ＢＣＤ（Binary code decimal）カウンタ回路などを含む、様々なものが挙げられる。
【００２６】
（２）  前記分周回路は、Ｄ型フリップフロップを複数段縦続接続した論理回路を有しており、前記論理回路において、前記周波数発電パターンにおいて検出される信号に基づくデータを循環的にシフトさせて、当該信号を分周して出力することを特徴とする（１）記載のポリゴンミラー駆動モータ。
【００２７】
本発明によれば、上述した分周回路は、Ｄ型フリップフロップを複数段縦続接続した論理回路を有しており、その論理回路において、周波数発電パターンにおいて検出される信号に基づくデータを循環的にシフトさせて、当該信号を分周して出力することとしたから、周波数発電パターンにおいて検出されたＦＧ信号を、簡易かつ安価な論理回路で分周することができ、ひいてはバラツキの少ない同期信号を得ることができる。
【００２８】
（３）  前記ポリゴンミラー駆動モータは、さらに、前記ロータに配置された位置検出着磁部と、前記位置検出着磁部に対向配置された位置検出装置と、前記位置検出装置において検出される信号に基づき、前記分周回路における分周開始タイミングを制御するタイミング回路と、を備えることを特徴とする（１）又は（２）記載のポリゴンミラー駆動モータ。
【００２９】
本発明によれば、上述したポリゴンミラー駆動モータは、さらに、ロータに配置された位置検出着磁部と、その位置検出着磁部に対向配置された位置検出装置と、その位置検出装置において検出される信号に基づき、上述した分周回路における分周開始タイミングを制御するタイミング回路と、を備えることとしたから、上述したＦＧ信号を所望のタイミングで正規化することができる。
【００３０】
すなわち、位置検出装置において検出される信号、すなわち原点位置信号（ＰＧ信号）を入力として、分周回路における分周開始タイミングを制御するクロック信号を出力とするタイミング回路と備えることとしたので、分周回路では最適なタイミングで分周が開始され、その結果、最適なタイミングでレーザビームを出射制御することができ、ひいては被走査面上を的確に反復走査することができる。
【００３１】
ここで、本発明でいう「タイミング回路」は、原点位置信号を入力として、分周回路における分周開始タイミングを制御するクロック信号を出力とするものであれば如何なるものであってもよく、受動素子，能動素子，遅延素子，ＩＣなど、様々なものを用いることができる。
【００３２】
（４）  前記タイミング回路は、抵抗とコンデンサの微分回路よりなることを特徴とする（３）記載のポリゴンミラー駆動モータ。
【００３３】
本発明によれば、上述したタイミング回路は、抵抗とコンデンサの微分回路よりなることとしたから、簡易かつ安価にタイミング回路を製作することができ、その結果、簡易かつ安価にＦＧ信号を所望のタイミングで正規化することができる。
【００３４】
（５）  （１）から（４）に記載のポリゴンミラー駆動モータを備えるレーザミラー照射装置。
【００３５】
本発明によれば、上述したポリゴンミラー駆動モータを備えるレーザミラー照射装置を提供しうるので、レーザ光源から出射されるレーザビームの出射タイミングを的確に制御するための信号を検出することが可能になる。
【００３６】
（６）  Ｎ極とＳ極とが交互に着磁され、ロータと一体に回転する周波数発電着磁部と、前記周波数発電着磁部に対向配置された周波数発電パターンと、を有し、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンミラー駆動モータであって、前記周波数発電パターンにおいて検出される信号の周波数は、前記ポリゴンミラーのミラー面数に等しいことを特徴とするポリゴンミラー駆動モータ。
【００３７】
本発明によれば、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁され、ロータと一体に回転する周波数発電着磁部と、その周波数発電着磁部に対向配置された周波数発電パターンと、を有し、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンミラー駆動モータであって、その周波数発電パターンにおいて検出される信号の周波数は、ポリゴンミラーのミラー面数に等しいこととしたから、周波数発電着磁部における着磁精度さえ確保されていれば、バラツキの少なく、かつ、ポリゴンミラーのミラー面数に等しいＦＧ信号を得ることができ、その結果、検出精度の低下を防ぐことができ、ひいてはポリゴンミラーの各反射面のレーザ照射間隔がばらつくのを防ぐことができる。
【００３８】
なお、周波数発電パターンにおいて検出される信号の周波数が「ポリゴンミラーのミラー面数に等しい」とは、例えばポリゴンミラーのミラー面数が６面である場合には、周波数発電パターンにおいて、６Ｐ／Ｒの周波数をもつ信号が検出されることを意味する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に係るポリゴンミラー駆動モータ及びそのポリゴンミラー駆動モータを備えるレーザミラー照射装置は、以上説明したように、周波数発電パターンにおいて検出される信号（ＦＧ信号）を利用して、そのＦＧ信号を分周して出力されるバラツキの少ない同期信号を得るものなので、ケース，モータ駆動マグネット，各部品等の取り付け誤差に起因した検出精度の低下を防ぐことができ、ひいてはポリゴンミラーの各反射面のレーザ照射間隔がばらつくのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
［機械的構成］
図１は、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータの断面図である。なお、図１では、便宜的に、回転軸８の右半分のみを図示している。
【００４２】
図１において、基板１上には、略円筒状をしたフランジ付きの軸受ハウジング２が取り付けられている。軸受ハウジング２の外周側には、複数の突極を有するステータコア３が嵌められたおり、ステータコア３と軸受ハウジング２とが基板１上に固定されている。ステータコア３の突極には、駆動コイル４が巻回されており、通電制御されるようになっている。
【００４３】
軸受ハウジング２の内周側には、２個の軸受１６が嵌められ、これらの軸受１６が回転自在に支持されている。軸受ハウジング２から突出した回転軸８の上端部には、ハブ台１３を介してカップ状のロータケース１２が固着され、回転軸８と共にロータケース１２が回転可能となっている。ハブ台１３には、ポリゴンミラー１４が載置され、このポリゴンミラー１４は、回転軸８の上端部にネジなどで固着された押さえバネ１５によってハブ台１３に押し付け固定されている。
【００４４】
ロータケース１２の周壁の内側には、モータ駆動マグネット９が取り付けられており、このモータ駆動マグネット９は、ステータコア３の突極の外周面と所定間隔をおいて対向している。そのため、駆動コイル４を通電制御することによってモータ駆動マグネット９が付勢されロータケース１２が回転する。
【００４５】
ロータケース１２の周壁の外側には、原点位置を検出するための（インデックス用の）ＰＧマグネット１０が取り付けられており、ホールＩＣ５と所定間隔をおいて対向している。ホールＩＣ５では、レーザビームを所定のタイミングで出射制御するための原点位置信号（ＰＧ信号）が検出されるようになっている。
【００４６】
ロータケース１２の周壁の下部には、フランジ部が形成されており、このフランジ部の下面には、周波数発電用のＦＧマグネット７が取り付けられている。このＦＧマグネット７は、基板１上に形成されたＦＧパターン６と所定間隔を空けて対向している。
【００４７】
基板１上には、ホール素子１１が所定数（例えば３個）取り付けられており、このホール素子１１がモータ駆動マグネット９の磁束を感知し、基板１上の回路を通じてモータへの電流のスイッチングを行うようになっている。
【００４８】
ここで、従来のポリゴンミラー駆動モータでは、ポリゴンミラー１４の面数に同期してレーザビームの出射制御するための同期信号は、上述したホール素子１１等のセンサにおいて検出されるようになっていた。しかし、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータでは、かかる同期信号は、基板１に形成されたＦＧパターン６を通じて検出されるようになっている。
【００４９】
より具体的には、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータにおけるＦＧパターン６を上から見た平面図である。
【００５０】
図２において、エッチング加工により基板１上に形成されている。ＦＧパターン６には、ロータケース１２が回転することにより、モータの回転数に比例した交流電圧が発生する。一般的には、この交流電圧の周波数を利用してモータの速度制御が行われるのであるが、本実施形態では、この交流電圧の周波数を利用して同期信号の検出までも行う。
【００５１】
ＦＧパターン６は、径方向に放射状となるように形成された複数の発電線素６ａのパターンと、各発電線素６ａの端部同士を接続する複数の連結線素６ｂのパターンと、から構成されている。発電線素６ａの内周側の端部は、隣接する別の発電線素６ａの内周側の端部或いは２本の発電線素６ａを隔てた別の発電線素６ａの内周側の端部と連結線素６ｂによって接続されている。また、発電線素６ａの外周側の端部は、隣接する別の発電線素６ａの外周側の端部或いは２本の発電線素６ａを隔てた別の発電線素６ａの外周側の端部と連結線素６ｂによって接続されている。このため、ＦＧパターン６は、全体的に矩形波状になっており、これを円形状に配置した外観となっている。
【００５２】
ＦＧパターン６の一端は、第１の引出線６ｃとして、外径方向に延びて形成されており、ＦＧパターン６の他端も、第２の引出線６ｄとして、外径方向に延びて形成されている。ロータケース１２のフランジ部の下面に取り付けられたＦＧマグネット７が回転したとき、これら引出線６ｃ及び６ｄの両端よりＦＧ信号が検出されることになる。
【００５３】
図３は、ＦＧ信号が検出される様子を説明するための説明図である。なお、図３（ａ）では、説明の便宜上、ＦＧマグネット７とＦＧパターン６以外の要素は省略している。また、ＦＧマグネット７は、図３では左方向に回転する。また、ＦＧマグネット７の磁極は、全部で７２極あり、それぞれ強磁化方向をその厚さ方向（図３では上下方向）としている。さらに、ＦＧパターン６の発電線素６ａは、全部で７２本あり、互いに隣り合うＦＧパターンの発電線素６ａの幅と、ＦＧマグネット７の各磁極の幅とを、一周に亘ってほぼ一致させることで、ＦＧパターン６において周波数発電が行われる。
【００５４】
図３において、ＦＧマグネット７が、基板１に形成されたＦＧパターン６の上方で回転すると、両者の電磁的相互作用によって、ＦＧパターン６の各発電要素６ａにおいて誘導起電力が誘起され、引出線６ｃ及び６ｄの両端より、ＦＧ信号が検出される（図３（ｂ））。ＦＧ信号は、ＦＧマグネット７が一回転する間に３６回発電するため、発電数３６回／回転の正弦波（歪みは省略）となっている。そして、このＦＧ信号は、後述する分周回路２４（図５）における信号処理によって、３６パルス／回転の電圧パルスに（図３（ｃ））、更には６パルス／回転の電圧パルスに変換される（図３（ｄ））。
【００５５】
本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータでは、以上説明したように、図３（ｃ）に示す同期信号を得るために、ＦＧパターン６において検出されたＦＧ信号を利用するものとなっている。次に、図３（ｂ）から図３（ｃ）への変換を含め、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成について説明する。
【００５６】
［電気的構成］
図４は、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成の概要を示すブロック図である。なお、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータは、全波ソフトスイッチング電流駆動方式によって、その回転速度が適宜制御される。全波ソフトスイッチング電流駆動方式とは、スイッチング通電信号として、変曲点をなまらせた矩形波パルス様の波形を備えた通電信号を用いる方式である。
【００５７】
図４において、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成は、ステータコアに巻回されたコイル群からなる駆動モータ部２６と、この駆動モータ部２６に対して通電制御を行う駆動回路２０と、３個のホール素子等から構成され、モータ駆動マグネット９の磁束を感知する磁束感知部２１と、ＦＧ信号を検出するＦＧセンサ部２２と、ＰＧ信号を検出するＰＧセンサ部２３と、入力パルスの周波数を１／ｎに分周する分周回路２４と、ＰＧセンサ部２３からのＰＧ信号に基づき、分周回路２４に対して分周タイミングを制御する制御信号を送信するタイミング回路２５と、から構成される。
【００５８】
図４に示す回路の概略動作について説明すると、駆動モータ部２６において、駆動回路２０によりステータコアに巻回されたコイル群が通電制御されると、電磁的相互作用によってロータ（ロータケース１２）に取り付けられたモータ駆動マグネット９が付勢され、ロータが回転する。そして、ロータが回転しているとき、ＦＧセンサ部２２では、上述したようにＦＧパターン６からＦＧ信号が検出される（図３（ｂ）参照）。ＦＧセンサ部２２で検出されたＦＧ信号は、分周回路２４に入力される。そして、分周回路２４において、周波数が１／ｎに分周されたＦＧ信号が出力される（図３（ｄ）参照）。
【００５９】
そして、周波数が１／ｎに分周されたＦＧ信号を、ＦＧ出力端子において同期信号として検出することによって、レーザ光源から出射されるレーザビームをポリゴンミラーの面数に同期させて出射制御することが可能になる。
【００６０】
また、分周回路２４には、タイミング回路２５を介してＰＧセンサ部２３（ホールＩＣ５）で検出されたＰＧ信号が入力される。そして、分周回路２４に入力されたＰＧ信号を利用することによって、レーザ光源から出射されるレーザビームを所望のタイミングで出射制御することが可能になる。
【００６１】
以上、図４のブロック図を用いて概説した電気的構成について、図５の回路図を用いて詳述する。図５は、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成を示す回路図である。なお、図４のブロック図における各ブロック対応する回路は、同符号で示すものとする。
【００６２】
図５の回路図は、図４のブロック図を用いて概説したとおり、駆動モータ部２６と、駆動回路２０と、磁束感知部２１と、ＦＧセンサ部２２と、ＰＧセンサ部２３と、分周回路２４と、タイミング回路２５と、から構成される。
【００６３】
駆動モータ部２６は、ステータコアに巻回され、スター結線されたコイル群Ｕ，Ｖ，Ｗからなる。なお、これらのコイル群Ｕ，Ｖ，Ｗは、それぞれＩＣ３０の所定ピンに接続されている。
【００６４】
ＦＧセンサ部２２は、発電線素６ａと連結線素６ｂとから構成されるＦＧパターン６（図２参照）と、コンデンサＣ５及びＣ６と、から構成されている。例えば、図２に示すＦＧパターン６を採用した場合、磁極が７２極のＦＧマグネット７が一回転すると、発電数３６回／回転の正弦波（歪みは省略する）が検出され、その正弦波がＩＣ３０の所定ピンに入力されるようになっている。
【００６５】
ＰＧセンサ部２３は、ＰＧ信号を検出するためのホールＩＣ５と、抵抗Ｒ１１と、から構成されている。また、ＰＧセンサ部２３には、ホールＩＣ５で検出されたＰＧ信号がそのままＰＧ出力として取り出せるように、ＰＧ出力端子が設けられている。
【００６６】
分周回路２４は、コンパレータ２４１と，ＮＯＴゲート２４２と，Ｄタイプフリップフロップ（ＤＦＦ）２４３と，Ｄタイプフリップフロップ（ＤＦＦ）２４４と，Ｄタイプフリップフロップ（ＤＦＦ）２４５と、ＡＮＤゲート２４６と，ＯＲゲート２４７と、抵抗Ｒ１２及びコンデンサ１４と、からなる。なお、ここではＤタイプフリップフロップを用いることとしたが、例えばＪＫタイプフリップフロップ等の他のＦＦで代用することも可能である。
【００６７】
分周回路２４の節点Ｘでは、ＦＧパターン６において発電数３６回／回転の正弦波（図３（ｂ）参照）が検出された場合には、３６パルス／回転の電圧パルス（図３（ｃ）参照）が生じる。すなわち、ＦＧセンサ部２２において検出された発電数３６回／回転の正弦波（図３（ｂ））は、コンパレータ２４１において、３６パルス／回転の電圧パルス（図３（ｃ）参照）に変換され、節点Ｘに到達する。そして、この節点Ｘにおける電圧パルスは、ＮＯＴゲート２４２においてＨレベル及びＬレベルが反転された後、ＤＤＦ２４３のＣＬ端子に入力される。
【００６８】
ＤＤＦ２４３〜ＤＤＦ２４５は、Ｄ端子，Ｑ端子，ＣＬ端子を有しており、ＣＬ端子に入力されたクロックパルスが立ち上がった時点（ＮＯＴゲート２４２を介在させているため、節点Ｘにおける電圧パルスの立ち下がった時点）におけるＤ端子の状態（Ｈレベル又はＬレベル）を出力としてＱ端子に伝達する機能（エッジトリガ機能）をもつ。なお、その他の時間は、以前のデータ出力が保持される。また、ＤＤＦ２４３のＣＬＲ−端子がＨレベルからＬレベルになるとクリア機能が働き、ＣＬＲ−端子がＬレベルからＨレベルに戻って分周動作がスタートする。
【００６９】
図５に示す分周回路２４では、ＤＤＦ２４３のＱ端子は、２段目のＤＤＦ２４４のＤ端子に接続されており、また、ＯＲゲート２４７を介してＡＮＤゲート２４６に接続されている。ＤＤＦ２４４のＱ端子は、ＡＮＤゲート２４６を介して３段目のＤＤＦ２４５のＤ端子に接続されている。ＤＤＦ２４５のＱ端子は、ＯＲゲート２４７に接続される一方で、ＤＤＦ２４５のＱ−端子は、ＤＤＦ２４３のＤ端子にフィードバックされるとともに、ＦＧ出力としてＦＧ信号を取り出せるように、ＦＧ出力端子に接続されている。
【００７０】
このような分周回路２４を用いることで、ＦＧ出力端子において、レーザ光源から出射されるレーザビームの出射タイミングを制御するための同期信号として、節点Ｘにおける電圧パルスの周波数が１／６に分周されたＦＧ信号が検出されることになる。より具体的には、図６を用いて説明する。図６は、レーザ光源から出射されるレーザビームの出射タイミングを制御するための同期信号が検出される様子を説明するための説明図である。なお、図６（ｂ）は、図６（ａ）の点線部を拡大した説明図である。
【００７１】
図６（ａ）において、最上段はＰＧ信号の電圧波形を示しており、上から２段目はＣＬＲ−端子における電圧波形を示しており、上から３段目は節点ＸにおけるＦＧ信号の電圧波形を示しており、最下段はＦＧ出力端子における電圧波形（すなわち同期信号の電圧波形）を示している。
【００７２】
図６（ａ）によれば、ＦＧ信号（図６（ａ）の上から３段目）が３６Ｐ／Ｒであるとき、同期信号（図６（ａ）の最下段）は６ＰＰＲとなっていることが分かる。すなわち、節点Ｘにおける電圧パルスの周波数が１／６に分周されて、同期信号が生成されていることが分かる。従って、ポリゴンミラーの反射面が６面である場合、この同期信号を用いることで、レーザ光源から出射されるレーザビームをポリゴンミラーの回転に同期させて出射制御しうることが分かる。
【００７３】
このように、本発明によれば、従来のようにホールＩＣ等で最初から６Ｐ／Ｒの同期信号を検出するものと異なり、まず、例えば３６Ｐ／ＲのＦＧ信号を検出し、その後、そのＦＧ信号から６Ｐ／Ｒの同期信号を生成するものであるため、同期信号自身にバラツキが生じて検出精度が低下するのを防ぐことができる。
【００７４】
一方で、図６（ａ）の点線部を拡大した図６（ｂ）において、ＰＧ信号がＨレベルからＬレベルになった瞬間（ＣＬＲ−端子における電圧波形もＨレベルからＬレベルになった瞬間）、ＤＤＦ２４３ではクリア機能が働く。そして、タイミング回路２５の機能に基づき数μ秒後（例えば１０μ秒後）にＣＬＲ−端子が再びＬレベルからＨレベルに戻って、分周動作がスタートしている。
【００７５】
このように、本発明によれば、ＰＧセンサ部２３（図５参照）で検出されたＰＧ信号が、タイミング回路２５を介してＤＤＦ２４３のＣＬＲ−端子に入力されることで、分周動作がスタートするタイミングを制御することができ、ひいてはレーザ光源から出射されるレーザビームを所望のタイミングで出射制御することができる。なお、タイミング回路２５において、Ｃ１５とＲ１３との関係は、例えばＴ（時定数）＝０．７×Ｃ１５×Ｒ１３の関係式が成立するようにする。また、タイミング回路２５の出力として、パルス信号が出力されるようにしてもよい。
【００７６】
［変形例］
図７は、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成の変形例を示す回路図である。なお、図５の回路図における各破線部に対応する回路は、同符号で示すものとする。
【００７７】
図７に示す電気的構成の変形例は、図５に示す電気的構成と比較して、ＰＧセンサ部２３の構成要素及び回路配置が異なっている。すなわち、図７において、ＰＧセンサ部２３'は、ホール素子Ｈ４と、バイアス抵抗Ｒ１４及びＲ１５と、から構成され、ホール素子Ｈ４の両端は、駆動回路２０のＩＣ３０の所定ピンに接続されている。ホール素子Ｈ４において検出されたＰＧ信号（図８（ａ））は、ＩＣ３０内のシュミットトリガ回路を経て図８（ｂ）に示す信号に変換され、さらに、ＩＣ３０内の時定数回路を経て図８（ｃ）に示すパルス状のＰＧ信号に変換される。そして、この図８（ｃ）に示すパルス状のＰＧ信号は、ＩＣ３０からタイミング回路２５'を経て、分周回路２４のＤＤＦ２４３のＣＬＲ−端子に入力される。なお、図８（ａ）において、ＩＣ３０のＩ＋ピンにおける信号波形は、Ｉ＋で示しており、ＩＣ３０のＩ−ピンにおける信号波形は、Ｉ−で示している。
【００７８】
このようにして、ＰＧセンサ部２３'に、ホールＩＣではなくホール素子を採用した場合であっても、分周動作がスタートするタイミングを制御することが可能になり、ひいてはレーザ光源から出射されるレーザビームを所望のタイミングで出射制御することができる。
【００７９】
図９は、本発明の実施の形態にポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成の変形例を示す回路図である。本実施形態では、ＦＤＤ用ブラシレスモータに本発明を適用しているが、例えば、図９に示すステッピングモータなどの他のモータに本発明を適用することもできる。なお、図５の回路図における各破線部に相当する回路は、同符号で示すものとする。
【００８０】
図９の回路図は、駆動モータ部２６''と、駆動回路２０''と、ＦＧセンサ部２２''と、ＰＧセンサ部２３''と、バイアス部２７''と、から構成され、ＦＧセンサ部２２''（ＦＧ検出部２２ａ）において、ポリゴンミラーのミラー面数（ここでは６面とする）に等しい６Ｐ／ＲのＦＧ信号が検出されるようになっている。より具体的には、磁極が全部で１２極のＦＧマグネット７と、発電線素６ａが１２本のＦＧパターン６とを採用すると、６Ｐ／ＲのＦＧ信号が検出される。
【００８１】
そして、このＦＧ信号を同期信号としてＦＧ出力端子から取り出すことで、レーザ光源から出射されるレーザビームをポリゴンミラーの回転に同期させて出射制御することができる。また、ＰＧセンサ部２３''において検出されたＰＧ信号をＰＧ出力端子から取り出すことで、レーザ光源から出射されるレーザビームを所望のタイミングで出射制御することができる。
【００８２】
このように、ステッピングモータに本発明を適用した場合には、部品点数の削減を図ることでコスト削減に寄与しつつ、レーザビームの適切な出射制御が可能になる。
【００８３】
なお、本発明の実施の形態に係るレーザミラー照射装置としては、上述したポリゴンミラー駆動モータを備えるレーザプリンタ（図１０参照）であってもよいし、その他、複写機や車間測定装置など、如何なる装置・器具であっても構わない。また、本実施形態では、主としてＦＧパルス数を３６としたが、６の整数倍なら同じ効果がある。例えば、ＦＧパルス数を１２とすれば２分周、ＦＧパルス数を２４とすれば４分周、ＦＧパルス数を３０とすれば５分周、ＦＧパルス数を４８とすれば８分周、ＦＧパルス数を６０とすれば１２分周になる。さらに、本実施形態では、ミラー面数を主として６面としたが、多面の場合であっても同じ考え方ができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明に係るポリゴンミラー駆動モータ及びそのポリゴンミラー駆動モータを備えるレーザミラー照射装置は、ケース，モータ駆動マグネット，各部品等の取り付け誤差に起因した検出精度の低下を防ぎ、ひいてはポリゴンミラーの各反射面のレーザ照射間隔がばらつくのを防ぐことできるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータにおけるＦＧパターンを上から見た平面図である。
【図３】ＦＧ信号が検出される様子を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成の概要を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成を示す回路図である。
【図６】レーザ光源から出射されるレーザビームの出射タイミングを制御するための同期信号が検出される様子を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成の変形例を示す回路図である。
【図８】ホール素子において検出されたＰＧ信号の波形を示す波形図である。
【図９】本発明の実施の形態にポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及びその周辺の電気的構成の変形例を示す回路図である。
【図１０】従来のレーザプリンタの概要を示す模式図である。
【図１１】従来のポリゴンミラー駆動モータの概要を示す模式図である。
【図１２】ポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路の電気的構成の概要を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示すブロック図の各箇所における電圧信号波形を示す波形図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  基板
２  軸受ハウジング
３  ステータコア
４  駆動コイル
５  ホールＩＣ
６  ＦＧパターン
６ａ  発電線素
６ｂ  連結線素
６ｃ，６ｄ  引出線
７  ＦＧマグネット
８  回転軸
９  モータ駆動マグネット
１０  ＰＧマグネット
１１  ホール素子
１２  ロータケース
１３  ハブ台
１４  ポリゴンミラー
１５  押さえバネ
１６  メタル軸受
２０  駆動回路
２１  磁束感知部
２２  ＦＧセンサ部
２３  ＰＧセンサ部
２４  分周回路
２５  タイミング回路
２６  駆動モータ部
【図１】
2006162795.tif 000003
【図２】
2006162795.tif 000004
【図３】
2006162795.tif 000005
【図４】
2006162795.tif 000006
【図５】
2006162795.tif 000007
【図６】
2006162795.tif 000008
【図７】
2006162795.tif 000009
【図８】
2006162795.tif 000010
【図９】
2006162795.tif 000011
【図１０】
2006162795.tif 000012
【図１１】
2006162795.tif 000013
【図１２】
2006162795.tif 000014
【図１３】
2006162795.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月4日(2005.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
［電気的構成］
図４は、本発明の実施の形態に係るポリゴンミラー駆動モータを駆動する駆動回路及び
その周辺の電気的構成の概要を示すブロック図である。なお、本発明の実施の形態に係る
ポリゴンミラー駆動モータは、全波ソフトスイッチング電流駆動方式によって、その回転
速度が適宜制御される。全波ソフトスイッチング電流駆動方式とは、スイッチング通電信
号として、変曲点をなまらせた波形を備えた通電信号を用いる方式である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
図６（ａ）によれば、ＦＧ信号（図６（ａ）の上から３段目）が３６Ｐ／Ｒであるとき
、同期信号（図６（ａ）の最下段）は６ＰＰ／Ｒとなっていることが分かる。すなわち、節点Ｘにおける電圧パルスの周波数が１／６に分周されて、同期信号が生成されていることが分かる。従って、ポリゴンミラーの反射面が６面である場合、この同期信号を用いることで、レーザ光源から出射されるレーザビームをポリゴンミラーの回転に同期させて出射制御しうることが分かる。