(57)【要約】【課題】走査装置の起動時において、感光体上の全領域に対してレーザを照射する時間をより短くすること。【解決手段】スキャナモータ１０３の起動を開始してからスキャナモータ１０３の回転数が目標回転数に到達するまでに、画像領域１１４及び非画像領域１１５に光ビームが走査されるように半導体レーザ１００を発光させる第１の発光状態と、非画像領域１１５に光ビームが走査されるように半導体レーザ１００を発光させる第２の発光状態とを、主走査同期センサ１０６から出力されたＢＤ信号１０７に基づき制御するＣＰＵ１１０と、を備え、ＣＰＵ１１０は、ＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗに基づいて、第１の発光状態から第２の発光状態に切り替える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された光ビームを偏向して走査する偏向手段と、
前記偏向手段を駆動する駆動手段と、
前記偏向手段により光ビームが走査される領域のうち、画像データに応じた光ビームが走査される第１の領域を除く第２の領域に配置され、受光した光ビームの光量に応じた信号を出力する出力手段と、
前記駆動手段の起動を開始してから前記駆動手段の回転数が目標の回転数に到達するまでに、前記第１の領域及び前記第２の領域に光ビームが走査されるように前記光源を発光させる第１の発光状態と、前記第２の領域に光ビームが走査されるように前記光源を発光させる第２の発光状態とを、前記出力手段から出力された前記信号に基づき制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記信号の幅に基づいて、前記第１の発光状態から前記第２の発光状態に切り替えることを特徴とする走査装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の発光状態において、前記信号の幅が所定幅以上となった場合に、前記第１の発光状態から前記第２の発光状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の走査装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の発光状態において、前記出力手段により最初に出力された信号の幅が前記所定幅以上となっている場合には、前記最初に出力された信号を取得したタイミングで、前記第１の発光状態から前記第２の発光状態に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の走査装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記駆動手段の回転数が前記目標の回転数に到達した後の前記信号の幅と、前記駆動手段の回転数が前記目標の回転数に到達した後に前記信号が出力される周期と、前記最初に出力された信号の幅と、に基づいて、前記最初に出力された信号を取得したタイミングにおける前記信号が出力される周期を予測することを特徴とする請求項３に記載の走査装置。
【請求項５】
前記所定幅は、前記駆動手段の回転数が前記目標の回転数に到達した後の前記信号の幅と、前記駆動手段の回転数が前記目標の回転数に到達した後に前記信号が出力される周期と、前記第１の発光状態において出力された信号に基づく前記信号が出力される周期と、に基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載の走査装置。
【請求項６】
前記所定幅は、前記駆動手段の回転数が前記目標の回転数に到達した後の前記信号の幅と、前記駆動手段の回転数が前記目標の回転数に到達した後に前記信号が出力される周期と、前記駆動手段の起動時の特性に基づき決定された前記第１の発光状態が開始されたときの前記信号が出力されるであろう周期と、に基づいて決定されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の走査装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１の発光状態において、前記信号の幅が所定の範囲内に含まれている場合に、前記第１の発光状態から前記第２の発光状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の走査装置。
【請求項８】
前記所定の範囲は、前記駆動手段の回転数が前記目標の回転数に到達した後の前記信号の幅と、前記駆動手段の回転数が前記目標の回転数に到達した後に前記信号が出力される周期と、前記第１の発光状態において前記出力手段により出力される前記信号に基づく前記信号が出力される周期と、に基づいて決定されることを特徴とする請求項７に記載の走査装置。
【請求項９】
前記出力手段は、光ビームの光量が所定の光量未満のときにはハイレベルの信号を出力し、光ビームの光量が前記所定の光量以上のときにはローレベルの信号を出力し、
前記信号の幅とは、前記信号がローレベルとなっている時間の幅であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の走査装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記駆動手段の回転を開始してから所定の時間が経過したタイミングで、前記光源を発光させ前記第１の発光状態にすることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の走査装置。
【請求項１１】
前記光源から照射された光ビームを受光する受光素子を備え、
前記制御手段は、前記駆動手段の起動を開始してから前記駆動手段の回転数が前記目標の回転数に到達するまでに、前記受光素子により受光した光ビームの光量に基づいて前記光源の光量の調整を行うことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の走査装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記出力手段により出力された前記信号に基づいて、前記駆動手段の回転数を制御することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の走査装置。
【請求項１３】
静電潜像が形成される感光体と、
前記感光体に静電潜像を形成する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の走査装置と、
前記感光体に形成された静電潜像をトナーにより現像しトナー画像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成された前記感光体上のトナー画像を記録材に転写する転写手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査装置及び画像形成装置に関し、特に、画像形成装置に搭載される走査光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタに搭載される走査装置の起動方法として以下の方法がある。走査装置の起動時は、レーザ発光領域をレーザの全走査領域のうちの非画像領域に制限する制御（以下、アンブランキング制御という）を行い、感光体上の画像領域にレーザが照射されないようにする（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５８６４３５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては以下のような課題がある。感光体を走査する際の同期タイミングを検出する水平同期センサ、通称ＢＤ（Ｂｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔ）によりＢＤ同期信号を検出するまでは、レーザ走査位置が特定できないためアンブランキング制御ができない。ＢＤ同期信号は、レーザの発光光量がＢＤの閾値以下のときは出力されないため制御部はＢＤ同期信号を検出できない。従来技術では、レーザの発光光量のばらつきを含めて所定光量以上で安定する時間に相当する固定時間、全領域でレーザを発光させた後にアンブランキング制御に切り替えている。よって、レーザの発光光量が所定光量以上で安定する時間に相当する固定時間は、感光体上の画像領域に必要ない走査が行われてしまうという課題がある。
【０００５】
感光体への必要ないレーザの走査を避けるという観点で、走査装置の起動時において、アンブランキング制御に切り替える前の、全域でレーザを発光させる時間をより短くする手段が求められている。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、走査装置の起動時において、感光体上の全領域に対してレーザを照射する時間をより短くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを偏向して走査する偏向手段と、前記偏向手段を駆動する駆動手段と、前記偏向手段により光ビームが走査される領域のうち、画像データに応じた光ビームが走査される第１の領域を除く第２の領域に配置され、受光した光ビームの光量に応じた信号を出力する出力手段と、前記駆動手段の起動を開始してから前記駆動手段の回転数が目標の回転数に到達するまでに、前記第１の領域及び前記第２の領域に光ビームが走査されるように前記光源を発光させる第１の発光状態と、前記第２の領域に光ビームが走査されるように前記光源を発光させる第２の発光状態とを、前記出力手段から出力された前記信号に基づき制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記信号の幅に基づいて、前記第１の発光状態から前記第２の発光状態に切り替えることを特徴とする走査装置。
【０００９】
（２）静電潜像が形成される感光体と、前記感光体に静電潜像を形成する前記（１）に記載の走査装置と、前記感光体に形成された静電潜像をトナーにより現像しトナー画像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成された前記感光体上のトナー画像を記録材に転写する転写手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、走査装置の起動時において、感光体上の全領域に対してレーザを照射する時間をより短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１〜３の画像形成装置、走査装置の概略構成を示す図、レーザ駆動回路の構成図
【図２】実施例１〜３のレーザＡＰＣ回路の構成図、実施例１のスキャナモータの回転数の変化を示す図
【図３】実施例１の走査装置の起動制御を示すフローチャート
【図４】実施例１の走査装置の起動制御を示すタイミングチャート
【図５】実施例２の走査装置の起動制御を示すタイミングチャート
【図６】実施例３の走査装置の起動制御を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、本実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、本発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１３】
［画像形成装置の構成］
各実施例に共通な画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図１（ａ）に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ（以下、プリンタという）３００は、静電潜像が形成される感光体としての感光ドラム１０５、感光ドラム１０５を一様に帯電する帯電部３１７（帯電手段）を備えている。また、プリンタ３００は、感光ドラム１０５に静電潜像を形成する走査装置１１１を備えている。走査装置１１１は、回転多面鏡１０２、回転多面鏡１０２を駆動するスキャナモータ１０３、感光ドラム１０５に静電潜像を形成するために照射されるレーザ光を出射する半導体レーザ１００を有している。これらについては後述する。更に、プリンタ３００は、感光ドラム１０５に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部３１２（現像手段）を備えている。そして、感光ドラム１０５に現像されたトナー画像をカセット３１６から供給された記録材としてのシート（不図示）に転写部３１８（転写手段）によって転写して、シートに転写したトナー画像を定着器３１４で定着してトレイ３１５に排出する。この感光ドラム１０５、帯電部３１７、現像部３１２、転写部３１８が画像形成部である。また、プリンタ３００は、電源装置４００を備えている。なお、画像形成装置は、図１（ａ）に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム１０５上のトナー画像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー画像をシートに転写する二次転写部を備える画像形成装置であってもよい。
【００１４】
プリンタ３００は、画像形成部による画像形成動作や、シートの搬送動作、走査装置１１１のスキャナモータ１０３の駆動や半導体レーザ１００の光量を制御するコントローラ３２０を備えている。電源装置４００は、例えばコントローラ３２０に電力を供給する。また、電源装置４００は、感光ドラム１０５を回転するため又はシートを搬送する各種ローラ等を駆動するためのモータや、走査装置１１１のスキャナモータ１０３等の駆動部に電力を供給する。
【００１５】
［走査装置］
次に、実施例１の走査装置１１１について説明する。図１（ｂ）は、各実施例に共通な露光手段である走査装置１１１と、その主要部であるレーザスキャナユニット１１２の概略構成を示す斜視図である。半導体レーザ１００は、感光ドラム１０５の表面に潜像を形成するための光源、すなわち画像露光用の光源である。半導体レーザ１００は、発光素子である１つのレーザダイオード１０１と、受光素子である１つのフォトダイオード１２０から構成されており、レーザ駆動回路１１３により制御される。レーザ駆動回路１１３による半導体レーザ１００の制御動作の詳細な説明は後述する。駆動手段であるスキャナモータ１０３は、回転多面鏡１０２を回転させる回転駆動手段の一例であり、回転多面鏡１０２を図示の回転方向に回転させる。
【００１６】
半導体レーザ１００から出射されたレーザ光（光ビーム）は、偏向手段である回転多面鏡１０２の回転動作により偏向され、偏向されたレーザ光は、所定の範囲内を周期的に走査される。なお、回転多面鏡１０２の回転動作により走査されるレーザ光の所定の範囲を、全走査領域１１６とする。回転多面鏡１０２によりレーザ光が走査される全走査領域１１６のうち、画像データに応じたレーザ光が走査される領域を第１の領域である画像領域１１４とする。感光ドラム１０５上に形成される静電潜像は、画像領域１１４に対応する感光ドラム１０５上の領域に形成される。また、回転多面鏡１０２によりレーザ光が走査される全走査領域１１６のうち、第１の領域を除く領域を第２の領域である非画像領域１１５とする。全走査領域１１６は、画像領域１１４と非画像領域１１５に区別されている。画像領域１１４は、回転多面鏡１０２により反射されたレーザ光のうち、反射ミラー１０４を経て像担持体である感光ドラム１０５の表面に照射される領域を指す。一方、非画像領域１１５は、全走査領域１１６のうち、画像領域１１４を除いた領域を指す。
【００１７】
出力手段である主走査同期センサ１０６は、非画像領域１１５内の所定領域に配置された信号生成手段の一例であり、レーザ光が主走査同期センサ１０６の位置に照射された際に、すなわちレーザ光を受光したことに応じて主走査同期信号１０７を生成する。主走査同期センサ１０６により生成された主走査同期信号１０７を、以下、ＢＤ（Ｂｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔ）信号１０７と記し、ＢＤ信号１０７が発生する周期をＢＤ周期と記す。ＢＤ信号１０７は、主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、主走査方向の書き出し開始位置として使用される。なお、主走査方向とは、レーザ光が回転多面鏡１０２の回転に伴い走査される方向である。制御手段であるＣＰＵ１１０は、ＢＤ信号１０７が生成される毎にＢＤ周期を順次記憶する機能を有しており、記憶している現在のＢＤ周期の値に基づいて、スキャナモータ１０３、半導体レーザ１００を制御する。すなわち、ＣＰＵ１１０は、スキャナモータ１０３にスキャナモータ駆動信号１０８を出力する。ＣＰＵ１１０は、設定されているスキャナモータ１０３の目標の回転数（以下、目標回転数という）に対して現在のＢＤ周期に相当する回転数が低い場合にはスキャナモータ１０３を加速させ、回転数が高い場合にはスキャナモータ１０３を減速させる。ＣＰＵ１１０は、ＢＤ信号１０７に基づいて、スキャナモータ１０３の回転数を制御する。これにより、ＣＰＵ１１０は、スキャナモータ１０３を目標回転数に収束させる速度制御を行う。また、ＣＰＵ１１０は、レーザ駆動回路１１３にレーザ駆動信号１０９を出力し、半導体レーザ１００を全走査領域１１６内の所定のタイミングで発光させるように制御する。なお、ＣＰＵ１１０は、上述したコントローラ３２０に含まれてもよいし、コントローラ３２０とは独立して設けられてもよい。また、ＣＰＵ１１０はタイマ１１０ａを有し、時間経過の判断を行うためにタイマ１１０ａにより時間計測を行う。また、ＣＰＵ１１０は、記憶部１１０ｂに記憶された種々の情報を読み込み、読み込んだ情報を用いて種々の制御を行う。
【００１８】
［レーザ駆動回路］
次に、実施例１のレーザ駆動回路１１３の制御動作について、図１（ｃ）、図２（ａ）を用いて説明する。図１（ｃ）は、レーザ駆動回路１１３の構成図であり、レーザ駆動回路１１３は、半導体レーザ１００の光量を安定化させるＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）動作を実現するためのレーザＡＰＣ回路２００を有している。レーザＡＰＣ回路２００には、半導体レーザ１００を構成するレーザダイオード１０１、フォトダイオード１２０、及び、ＣＰＵ１１０から出力されるレーザ駆動信号１０９が接続されている。
【００１９】
［ＡＰＣ動作］
次に、半導体レーザ１００のＡＰＣ動作について説明する。図２（ａ）は、レーザＡＰＣ回路２００の構成図である。フォトダイオード１２０は、レーザダイオード１０１の光量をモニタする素子であり、レーザダイオード１０１の光量に略比例した電流を出力する。フォトダイオード１２０から出力された電流は抵抗２０１に流れ、抵抗２０１はその電流を電圧に変換する。抵抗２０１が変換した電圧２０２はコンパレータ２０４に入力される。すなわち、コンパレータ２０４の一方の入力端子には、レーザダイオード１０１の光量に比例した電圧２０２が入力される。コンパレータ２０４のもう一方の入力端子には、リファレンス電圧発生部２０３が出力する基準電圧２０５が入力される。コンパレータ２０４は、電圧２０２と基準電圧２０５とを比較し、比較した結果をサンプルホールド部（Ｓ／Ｈ部）２０６に出力する。サンプルホールド部２０６は、デコード部２０７から出力されるサンプルホールドタイミング信号２０８（以下、単にタイミング信号２０８とする）と、コンパレータ２０４の出力とに応じて、トランジスタ２０９、トランジスタ２１０をオン、オフする。ここで、デコード部２０７は、レーザ駆動信号１０９をデコードしてタイミング信号２０８及び発光制御信号２１５を出力する。
【００２０】
レーザダイオード１０１の光量のサンプリングを行うときには、デコード部２０７は、レーザダイオード１０１を発光させ、タイミング信号２０８によりサンプルホールド部２０６にサンプリングのタイミングであることを通知する。サンプルホールド部２０６は、レーザダイオード１０１の光量に比例する電圧２０２が基準電圧２０５より低ければトランジスタ２０９をオン、トランジスタ２１０をオフにする。これにより、ホールドコンデンサ２１１が充電され、ホールドコンデンサ２１１にかかる電圧２１２が上昇する。逆に、サンプルホールド部２０６は、レーザダイオード１０１の光量に比例する電圧２０２が基準電圧２０５以上であればトランジスタ２０９をオフ、トランジスタ２１０をオンにする。これにより、ホールドコンデンサ２１１が放電され、ホールドコンデンサ２１１にかかる電圧２１２が低下する。ホールドコンデンサ２１１にかかる電圧２１２は、バッファ２１３でバッファされ、定電流源２１４の電流を制御する。そして、レーザダイオード１０１に流れる電流は、ホールドコンデンサ２１１にかかる電圧２１２に比例し、ホールドコンデンサ２１１にかかる電圧２１２が大きいほどレーザダイオード１０１に流れる電流が大きくなる。また、定電流源２１４はデコード部２０７から出力される発光制御信号２１５により、レーザダイオード１０１に流れる電流をオン、オフする。
【００２１】
以上の動作により、レーザダイオード１０１の光量は、サンプリングを行うときに、レーザダイオード１０１の光量に比例した電圧２０２を生じさせる抵抗２０１の抵抗値と、基準電圧２０５とによって決まる光量に調整される。また、ホールド状態のときには、サンプルホールド部２０６は、トランジスタ２０９とトランジスタ２１０の両方をオフすることでホールドコンデンサ２１１にかかる電圧２１２を保持し、レーザダイオード１０１の光量を一定に保つ。この意味で、電圧２１２をホールドコンデンサ電圧２１２ともいう。
【００２２】
［走査装置の起動時の制御］
次に、実施例１の走査装置１１１の起動時の制御について、図２（ｂ）から図４を用いて説明する。図２（ｂ）（ｉ）は、スキャナモータ１０３の起動を開始してからの回転数の変化を示す特性図であり、横軸は時間、縦軸はスキャナモータ１０３の回転数を示し、スキャナモータ１０３の目標の回転数（目標回転数）を破線で示している。また、図２（ｂ）（ｉｉ）はＣＰＵ１１０により制御されるスキャナモータ１０３の制御状態（停止、速度制御等）、図２（ｂ）（ｉｉｉ）は半導体レーザ１００の制御状態（消灯、第１の発光、第２の発光等）も示している。第１の発光状態とは、スキャナモータ１０３の起動を開始してからスキャナモータ１０３の回転数が目標回転数に到達するまでに、全走査領域１１６（画像領域１１４及び非画像領域１１５）にレーザ光を照射させる状態である。第２の発光状態とは、スキャナモータ１０３の起動を開始してからスキャナモータ１０３の回転数が目標回転数に到達するまでに、非画像領域１１５でレーザ光を照射させる状態である。なお、図中、Ｓで始まる符号は、後述する図３のフローチャートのステップ番号を示す。図２（ｂ）（ｉｖ）は半導体レーザ１００の光量を示しており、横軸は時間、縦軸は半導体レーザ１００の光量を示している。ここで、主走査同期センサ１０６がレーザ光を受光してＢＤ信号１０７を出力することが可能な半導体レーザ１００の光量と、目標光量とを、それぞれ破線で示している。
【００２３】
図３は、走査装置１１１の起動時の制御を示すフローチャートである。まず、プリンタ３００が外部装置（不図示）や操作部（不図示）等からプリント開始を指示されると、ＣＰＵ１１０はプリント指示が発生してから所定のタイミングで、ステップ（以下、Ｓとする）３０１以降の処理を開始する。すなわち、ＣＰＵ１１０は、スキャナモータ駆動信号１０８によるスキャナモータ１０３の起動制御及び半導体レーザ１００の起動制御を開始する。なお、スキャナモータ１０３の起動を開始する前には、スキャナモータ１０３は停止しており（図２（ｂ）（ｉｉ））、半導体レーザ１００は消灯している（図２（ｂ）（ｉｉｉ））。
【００２４】
Ｓ３０１でＣＰＵ１１０は、スキャナモータ駆動信号１０８を出力し、スキャナモータ１０３を起動する。ここで、スキャナモータ１０３は、設定された目標回転数と、ＣＰＵ１１０による速度制御指示により動作し、スキャナモータ１０３の回転とともに、回転多面鏡１０２も回転を開始する。この際、ＣＰＵ１１０は、半導体レーザ１００を消灯状態に制御しており（図２（ｂ）（ｉｉｉ））、主走査同期センサ１０６によりＢＤ信号１０７は生成されていない（後述する図４（ｉ））。このため、ＣＰＵ１１０は、スキャナモータ１０３を加速するようにスキャナモータ１０３に指示している。また、ＣＰＵ１１０は、タイマ１１０ａをリセットしてスタートさせる。
【００２５】
Ｓ３０２でＣＰＵ１１０は、タイマ１１０ａを参照することにより、所定時間が経過したか否かを判断する。Ｓ３０２でＣＰＵ１１０は、所定時間が経過していないと判断した場合、処理をＳ３０２に戻す。Ｓ３０２でＣＰＵ１１０は、所定時間が経過した、すなわち第１のタイミングになったと判断した場合、処理をＳ３０３に進める。Ｓ３０３でＣＰＵ１１０は、第１のタイミングで、半導体レーザ１００を走査装置１１１の全走査領域１１６にわたり発光させる。以降、第１のタイミングで半導体レーザ１００を走査装置１１１の全走査領域１１６にわたり発光させる動作を、第１の発光という（図２（ｉｉｉ））。
【００２６】
第１の発光によるＡＰＣ動作において、主走査同期センサ１０６がＢＤ信号１０７を出力することが可能となる光量以上に半導体レーザ１００の光量が達すると、主走査同期センサ１０６によってＢＤ信号１０７が生成され始める。半導体レーザ１００の点灯が開始されたとき、レーザＡＰＣ回路２００のホールドコンデンサ２１１に印加されるホールドコンデンサ電圧２１２は０Ｖからスタートする。このため、ホールドコンデンサ２１１が所定電圧にチャージされるまでに時間を要する。レーザダイオード１０１に流れる電流は、ホールドコンデンサ電圧２１２に比例するため、半導体レーザ１００の光量の上昇速度は、ホールドコンデンサ２１１の容量と、サンプルホールド部２０６からの電荷供給速度とによる時定数で決定される。
【００２７】
ＣＰＵ１１０は、主走査同期センサ１０６から出力されたＢＤ信号１０７を検出すると、ＢＤ信号１０７に基づき決定されるＢＤ信号１０７の周期の値（以下、ＢＤ周期値という）とＢＤ信号１０７のロー幅を、順次、記憶部１１０ｂに記憶する。ここで、ＢＤ周期値とは、例えば、ＢＤ信号１０７の立ち下がりから次のＢＤ信号１０７の立ち下がりまでの時間をいう。ＢＤ周期値を求めるためには、連続する２つのＢＤ信号１０７が必要である。例えば、ＣＰＵ１１０は、最初に入力されたＢＤ信号１０７（１つめの信号）と次に入力されたＢＤ信号１０７（２つめの信号）とから求めたＢＤ周期値をＰ１とする。以降、ＢＤ周期値を、Ｐ２、Ｐ３…、Ｐｎ、…等とする（ｎは正の整数）。ＣＰＵ１１０は、ＢＤ周期値Ｐ１、Ｐ２…、Ｐｎ、…を記憶部１１０ｂに記憶する。
【００２８】
また、ＢＤ信号１０７のロー幅（信号の幅）とは、あるＢＤ信号１０７の立ち下がりから立ち上がりまでの時間であり、ＢＤ信号１０７がローレベルである間の幅（時間幅）である。以下、ＢＤ信号１０７のロー幅をＴ＿ｂｄｗとし、ＣＰＵ１１０が主走査同期センサ１０６から最初のＢＤ信号１０７を受信してから記憶したロー幅を、順に、Ｔ＿ｂｄｗ１、Ｔ＿ｂｄｗ２、…、Ｔ＿ｂｄｗｎ、…とする（ｎは正の整数）。ＣＰＵ１１０は、記憶部１１０ｂに、ＢＤ周期値Ｐｎとロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎとを記憶する。なお、ＢＤ信号１０７を特定しない場合には、添え字ｎを省略する場合もある。
【００２９】
Ｓ３０４でＣＰＵ１１０は、ＢＤ信号１０７のＢＤ周期値Ｐｎとロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎが、半導体レーザ１００の制御を第１の発光から第２の発光に遷移するための条件（以下、遷移条件という）に合致するか否かを判断する。Ｓ３０４でＣＰＵ１１０は、遷移条件に合致していないと判断した場合は、処理をＳ３０４に戻し、遷移条件に合致したと判断した場合は、処理をＳ３０５に進める。Ｓ３０５でＣＰＵ１１０は、半導体レーザ１００の制御を、第２の発光へ遷移させる。すなわち、ＣＰＵ１１０は、半導体レーザ１００を非画像領域１１５で発光させる。ＣＰＵ１１０が遷移条件に合致したと判断し、半導体レーザ１００の制御を第２の発光へ遷移させたタイミングを第２のタイミングとする。なお、遷移条件については後述する。
【００３０】
ＣＰＵ１１０は、第２の発光では、非画像領域１１５でのみ発光するアンブランキング制御を行う。ＣＰＵ１１０は、直近のＢＤ信号１０７を取得したタイミングから、直近に更新されたＢＤ周期値Ｐに対して、予め設定されている設定値Ｄ［％］を乗じた時間（Ｐ×Ｄ）を算出する。ＣＰＵ１１０は、算出した時間（Ｐ×Ｄ）が経過したタイミングで、次回のＢＤ信号１０７を取得すべく半導体レーザ１００を発光させる。ＣＰＵ１１０は、半導体レーザ１００を発光させて主走査同期センサ１０６からＢＤ信号１０７を取得した後は、半導体レーザ１００を消灯し、次のＢＤ信号を取得するために更新されたＢＤ周期値Ｐから次の発光タイミングを算出する。ＣＰＵ１１０はこのような動作によって非画像領域１１５でのみ発光するアンブランキング制御を行う。
【００３１】
ここで、スキャナモータ１０３の速度制御は、依然として目標回転数に向けて加速中であるため、ＢＤ周期は徐々に短くなる傾向にあるが、第１の発光状態時に比べて、第２の発光状態時では隣り合うＢＤ周期値の変化率は更に小さくなっている。このため、前回記憶したＢＤ周期値から次回の走査時の発光タイミングを決定して、非画像領域１１５で半導体レーザ１００を発光させ、かつ次回のＢＤ信号１０７を取得する発光制御が継続される。すなわち、設定値Ｄ［％］は、非画像領域１１５、かつ次回のＢＤ信号１０７を取得するタイミングに基づいて設定されているものとする。
【００３２】
Ｓ３０６でＣＰＵ１１０は、スキャナモータ１０３が目標回転数に到達したか否かを判断する。ここで、ＣＰＵ１１０は、例えば、現在のＢＤ周期に相当する回転数が目標回転数の１％以内に到達したか否かによって、スキャナモータ１０３が目標回転数に到達したか否かを判断する。Ｓ３０６でＣＰＵ１１０は、スキャナモータ１０３が目標回転数に到達していないと判断した場合、処理をＳ３０６に戻し、目標回転数に到達したと判断した場合、処理をＳ３０７に進める。Ｓ３０７でＣＰＵ１１０は、スキャナモータ１０３の立ち上がり完了と判断し、処理を終了する。このように、実施例１では、スキャナモータ１０３の立ち上がりが完了するまでに、半導体レーザ１００は、ＢＤ信号１０７を取得するための発光によるＡＰＣ動作により、画像形成を行うために必要な光量に安定化される。
【００３３】
［第１の発光から第２の発光に遷移するための条件］
図３のフローチャートのＳ３０４の処理である第１の発光から第２の発光に遷移する際の判断方法及び、制御について図４を用いて説明する。図４は、走査装置１１１の起動制御を説明するタイミングチャートを示す。図４（Ａ）、（Ｂ）において、（ｉ）は主走査同期センサ１０６からＣＰＵ１１０に出力されるべき理想的なＢＤ信号１０７を示す。（ｉｉ）は主走査同期センサ１０６からＣＰＵ１１０に出力される実際のＢＤ信号１０７を示す。すなわち、ＣＰＵ１１０が主走査同期センサ１０６から入力されることによって認識するＢＤ信号１０７を示す。（ｉｉｉ）は半導体レーザ１００の発光状態（第１の発光、第２の発光等）を示している。（ｉｖ）は半導体レーザ１００の光量を示し、図２（ｂ）（ｉｖ）と同様に、主走査同期センサ１０６がＢＤ信号１０７を出力可能な半導体レーザ１００の光量と、目標光量とを、それぞれ破線で示している。
【００３４】
なお、主走査同期センサ１０６は、レーザ光の光量が所定の光量未満のときはハイレベルのＢＤ信号１０７を出力する。主走査同期センサ１０６は、所定の光量以上のレーザ光を受光しているときはローレベルのＢＤ信号１０７を出力する。ＣＰＵ１１０は、ＢＤ信号１０７の立ち下がりから次のＢＤ信号１０７の立ち下がりまでをＢＤ周期値（Ｐ１等）として記憶部１１０ｂに記憶する。実施例１の特徴を分かりやすく説明するため、図４（Ａ）に従来例における制御を示し、図４（Ｂ）に実施例１における制御を示す。図４（Ａ）、（Ｂ）において、スキャナモータ１０３の起動開始と第１の発光を開始する第１のタイミング（以下、第１の発光開始タイミングともいう）は図２（ｂ）と同様である。
【００３５】
従来例においては、図４（Ａ）に示すように、半導体レーザ１００を第１の発光で発光させた後、ＣＰＵ１１０は、所定のタイミングで第２の発光に遷移する。具体的には、半導体レーザ１００の光量が目標光量に立上ってから所定の時間が経過するまでの時間（以下、立ち上がり待ち時間Ｔｗａｉｔとする）が経過した後に、ＢＤ信号１０７を少なくとも２回取得したタイミングで、第１の発光から第２の発光に遷移する。なお、第２の発光を開始する第２のタイミングを、以下、第２の発光開始タイミングともいう。ＣＰＵ１１０は、ＢＤ信号１０７を少なくとも連続して２回取得していれば、ＢＤ周期値Ｐを求めることができる。従来の制御方式の場合は、実施例１のようにＢＤ信号１０７のロー幅は確認しない。
【００３６】
立ち上がり待ち時間Ｔｗａｉｔは、半導体レーザ１００の光量が、主走査同期センサ１０６からＢＤ信号１０７を安定して出力することが可能な光量に立上るまでの待ち時間を示し、固定値として設定される。立ち上がり待ち時間Ｔｗａｉｔは、レーザＡＰＣ回路２００のホールドコンデンサ２１１の容量のばらつき、サンプルホールド部２０６からの電荷供給速度のばらつき等を考慮して設定される。例えば、立ち上がり待ち時間Ｔｗａｉｔは、半導体レーザ１００の光量が目標光量に到達するまでの実際の時間よりも長めに（上述した所定の時間分長めに）設定される。
【００３７】
実施例１においては、図４（Ｂ）に示すように、半導体レーザ１００を第１の発光で発光させた後、ＣＰＵ１１０は、ＢＤ信号１０７を検出するとＢＤ周期値ＰｎとＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎとを順次、記憶部１１０ｂに記憶する。そして、ＣＰＵ１１０は、少なくとも１回以上、所定の時間幅（以下、所定時間幅という）Ａ以上（所定の時間幅以上）のロー幅を持つＢＤ信号１０７を取得したタイミングで、第１の発光から第２の発光に遷移する。すなわち、上述した遷移条件とは、少なくとも１回以上、ＢＤ信号１０７のロー幅が所定時間幅Ａ以上となることである。
【００３８】
図４（Ｂ）の例では、ＣＰＵ１１０は、半導体レーザ１００の光量が上昇してきて最初に取得したＢＤ信号のロー幅Ｔ＿ｂｄｗ１は所定時間幅Ａ未満であると判断する（Ｔ＿ｂｄｗ１＜Ａ）。ＣＰＵ１１０は、続いて取得されるＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗ２、Ｔ＿ｂｄｗ３はいずれも所定時間幅Ａ以上であると判断する（Ｔ＿ｂｄｗ２≧Ａ、Ｔ＿ｂｄｗ３≧Ａ）。ＣＰＵ１１０は、ＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗ３を取得した後に第２の発光を開始する。なお、所定時間幅Ａは式（１）によって決定される。
所定時間幅Ａ＝Ｔ＿ｂｄｗｓ×（Ｐｓ０／Ｐｓ１）×Ｅ１  式（１）
Ｔ＿ｂｄｗｓ：定常回転時のＢＤ信号１０７のロー幅
Ｐｓ０      ：第１の発光開始タイミングでのスキャナモータ１０３の回転数から予測したＢＤ周期値
Ｐｓ１      ：定常回転時のスキャナモータ１０３の回転数から求めたＢＤ周期値
Ｅ１        ：係数
Ｐｓ０、Ｐｓ１、Ｅ１は、いずれも実験データに基づき任意の固定値に設定される。Ｐｓ０は、スキャナモータ１０３の起動特性によって決定され、起動制御が開始されてから所定時間が経過した後に想定される最も早い回転速度のときのＢＤ周期値に設定される。係数Ｅ１は１よりも小さい値に設定される（Ｅ１＜１）。Ｔ＿ｂｄｗｓは固定値、又は、実際にスキャナモータ１０３が目標回転数となった後、定常回転で回転しているときに取得したＢＤ信号１０７のロー幅により随時更新される値に設定される。また、所定時間幅Ａは、スキャナモータ１０３の定常回転時にＢＤ周期を取得するために取得される最小幅のＢＤ信号１０７のロー幅よりも長い時間であることを特徴とする。図４（Ｂ）に示すように、第２の発光開始タイミングが、図４（Ａ）の第２の発光開始タイミングに比べて早くなっていることがわかる。なお、固定値については、予め記憶部１１０ｂ等に記憶されているものとする。
【００３９】
上述した構成、及び、制御方法を用いることで、ＣＰＵ１１０は、走査装置１１１の起動時において、ＢＤ信号１０７のロー幅が所定幅以上であることを判断する。これにより、半導体レーザ１００の光量が主走査同期センサ１０６からＢＤ信号１０７を出力することが可能な光量以上になった後に、非画像領域１１５でのみ発光させる第２の発光に切り替わる。半導体レーザ１００の光量が主走査同期センサ１０６によりＢＤ信号１０７を出力可能な光量以上になってから第２の発光に切り替わるため、ＢＤ周期の誤認識が発生することがない。また、感光ドラム１０５への必要ないレーザ光の照射が行われる第１の発光の期間を短い時間に抑えることが可能となり、感光ドラム１０５の摩耗を防止することができる。
以上、実施例１によれば、走査装置の起動時において、感光体上の全領域に対してレーザを照射する時間をより短くすることができる。
【実施例２】
【００４０】
実施例２の画像形成装置について説明する。実施例１と同様の構成のものに関しては同じ符号を付し、説明を省略する。実施例２は、図３のフローチャートのＳ３０４の判断に用いられる遷移条件が実施例１とは異なる。図５は実施例２の走査装置１１１の起動制御を示すタイミングチャートである。図５（ｉ）〜（ｉｖ）は図４（Ｂ）と同様であり説明を省略する。実施例２では、図５に示すように、半導体レーザ１００を第１の発光で発光させた後、ＣＰＵ１１０はＢＤ信号１０７を検出するとＢＤ周期値ＰｎとＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎを順次、記憶部１１０ｂに記憶する。そして、ＣＰＵ１１０は、最低２回以上のＢＤ信号１０７を取得したタイミングで、言い換えれば、最低１つ以上のＢＤ周期値Ｐを取得したタイミングで、直近に取得したＢＤ周期値Ｐｎとロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎとに基づき遷移条件に合致しているか否かを判断する。ＣＰＵ１１０による遷移条件の判断に関しては、ＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎが所定の範囲内に含まれているか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ１１０は、以下の式（２）の関係が成り立っているか否かを判断する。
Ｔ＿ｂｄｗｓ×（Ｐｎ／Ｐｓ１）×Ｅ２≦Ｔ＿ｂｄｗｎ≦Ｔ＿ｂｄｗｓ×（Ｐｎ／Ｐｓ１）×Ｅ３  式（２）
Ｔ＿ｂｄｗｓ    ：定常回転時のＢＤ信号１０７のロー幅
Ｔ＿ｂｄｗｎ    ：起動制御開始からｎ番目に取得したＢＤ信号１０７のロー幅
Ｐｎ            ：制御開始後ｎ番目に取得したＢＤ信号と、１回前（ｎ−１番目）のＢＤ信号１０７の間隔（ＢＤ周期値）
Ｐｓ１          ：定常回転時のスキャナモータ１０３の回転数から求めたＢＤ周期値
Ｅ２            ：係数
Ｅ３            ：係数
Ｐｓ１、Ｅ２、Ｅ３はいずれも、実験データに基づき任意の固定値に設定される。係数Ｅ２は１よりも小さい値に設定され（Ｅ２＜１）、係数Ｅ３は１より大きい値に設定される（Ｅ３＞１）。Ｔ＿ｂｄｗｓは固定値、又は、実際にスキャナモータ１０３が目標回転数となった後、定常回転しているときに取得したＢＤ信号１０７のロー幅により随時更新される値に設定される。なお、固定値については、予め記憶部１１０ｂ等に記憶されているものとする。
【００４１】
直近に取得したＢＤ周期値Ｐｎとロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎに式（２）の関係が成り立つ場合は、ＣＰＵ１１０はＢＤ信号１０７を取得した後に第２の発光を開始する。直近に取得したＢＤ周期値Ｐｎとロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎに式（２）の関係が成り立たない場合は、ＣＰＵ１１０は第１の発光を継続し、次のＢＤ周期値Ｐｎとロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎとを取得し、式（２）の関係が成り立つか否かを判断する。図５では、最初に取得したロー幅Ｔ＿ｂｄｗ１については式（２）が成り立たず、２番目に取得したロー幅Ｔ＿ｂｄｗ２については式（２）が成り立ち、ＣＰＵ１１０は半導体レーザ１００の制御を第１の発光状態から第２の発光状態に遷移させる。
【００４２】
半導体レーザ１００の光量が、主走査同期センサ１０６からＢＤ信号１０７を出力可能な光量近傍の値となっている場合は、ＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗが本来よりも短い幅のＢＤ信号１０７として取得される。このため、ＢＤ信号１０７とノイズ成分との切り分けが困難である。ロー幅が所定幅より短いＢＤ信号１０７は制御には用いられないことが一般的である。しかし、実施例２では、次回以降に取得したＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗとＢＤ周期値Ｐとの関係から、ノイズとＢＤ信号１０７との切り分けを行い、所定幅より短いＢＤ信号１０７でも遷移条件に合致する場合には制御に用いることを特徴としている。このような制御にすることにより、所定幅より短いＢＤ信号１０７を制御に用いない場合に比べて、走査装置１１１の起動時に第１の発光を行う時間を短縮することが可能となる。上述した構成、及び、制御方法を用いることで、走査装置１１１の起動時において、感光ドラム１０５への必要ないレーザの照射が行われる第１の発光をより短い時間に抑えることが可能となる。
以上、実施例２によれば、走査装置の起動時において、感光体上の全領域に対してレーザを照射する時間をより短くすることができる。
【実施例３】
【００４３】
実施例３の画像形成装置について説明する。実施例１、２と同様の構成のものに関しては同じ符号を用い、説明を省略する。図６は実施例３の走査装置１１１の起動制御を示すタイミングチャートである。図６（ｉ）〜（ｉｖ）は図４（Ｂ）と同様であり説明を省略する。図６に示すように、半導体レーザ１００を第１の発光で発光させた後、ＣＰＵ１１０はＢＤ信号１０７を検出するとＢＤ周期値ＰｎとＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗｎとを順次、記憶部１１０ｂに記憶する。そして、ＣＰＵ１１０は、最初に取得したＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗ１が実施例１で説明した遷移条件である所定時間幅Ａ以上か否かを判断する。最初に取得したＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗ１が所定時間幅Ａ未満の場合は、ＣＰＵ１１０は第１の発光を継続したまま次のＢＤ信号１０７の取得を行い、実施例１、実施例２で説明した起動制御を行う。
【００４４】
ＣＰＵ１１０は、最初に取得したＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗ１が所定時間幅Ａ以上であると判断した場合は、最初のＢＤ信号１０７を取得した直後から第２の発光へ遷移する。ただし、第２の発光に遷移した直後は、ＢＤ周期値Ｐｎの情報がないため、ＣＰＵ１１０は、以下の式（３）に基づきＢＤ周期値Ｐ０を算出し、制御を行う。なお、ＢＤ周期値Ｐの情報がない状態で式（３）から算出したＢＤ周期値Ｐ０を、以下、予測ＢＤ周期値Ｐ０という。
予測ＢＤ周期値Ｐ０＝Ｔ＿ｂｄｗｓ／Ｔ＿ｂｄｗｎ×Ｐｓ１×Ｅ４      式（３）
Ｔ＿ｂｄｗｓ    ：定常回転時のＢＤ信号１０７のロー幅
Ｔ＿ｂｄｗｎ    ：起動制御開始ｎ番目に取得したＢＤ信号１０７のロー幅（ｎ＝１）
Ｐｓ１          ：定常回転時のスキャナモータ１０３の回転数から求めたＢＤ周期値
Ｅ４            ：係数
Ｐｓ１、Ｅ４は実験データに基づき任意の固定値に設定される。係数Ｅ４は１よりも小さい値に設定される（Ｅ４＜１）。Ｔｂｄｗｓは固定値、又は、実際にスキャナモータ１０３が目標回転数となった後、定常回転しているときに取得したＢＤ信号１０７のロー幅により随時更新される値に設定される。なお、固定値については、予め記憶部１１０ｂ等に記憶されているものとする。
【００４５】
実施例１、２においては最低２回以上のＢＤ信号１０７を取得した後に、ＣＰＵ１１０は第２の発光に遷移していた。実施例３では、最初に取得したＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｂｄｗ１が所定時間幅Ａ以上である場合は、ＣＰＵ１１０は取得したＢＤ信号１０７のロー幅Ｔ＿ｎｄｗ１からＢＤ周期値（Ｐ０）を予測する。これにより、実施例３では、最初のＢＤ信号１０７を取得した直後から第２の発光に遷移することを特徴としている。上述した構成、及び、制御方法を用いることで、走査装置１１１の起動時において、感光ドラム１０５への必要ないレーザ光の照射が行われる第１の発光をより短い時間に抑えることが可能となる。
以上、実施例３によれば、走査装置の起動時において、感光体上の全領域に対してレーザを照射する時間をより短くすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００      半導体レーザ
１０２      回転多面鏡
１０３      スキャナモータ
１０６      主走査同期センサ
１１０      ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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