(57)【要約】【課題】  レーザプリンタのような印刷機器等に用いられ，温度の影響を受けずにレーザダイオードから安定した光出力を得ることができるようにするとともに，センサレス制御方式でモータを制御することにより，ノイズを最小化することができる光走査装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る光走査装置は，ハウジング１５０と，ハウジング１５０の内部に配置され，レーザ光を出射する光源１１１と，レーザ光を走査するミラー１１４と，結像面上にレーザ光を結像させるための複数の光学要素と，を含む光学系と；ハウジング１５０の内部に配置され，ミラー１１４を回転させるモータ１２０と；ハウジング１５０の外部に配置され，モータ１２０の回転速度をセンサレス制御方式により制御する駆動チップ１４０と；を備える。【選択図】    図３
2004326105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと；
前記ハウジングの内部に配置され，レーザ光を出射する光源と，前記レーザ光を走査するミラーと，結像面上に前記レーザ光を結像させるための複数の光学要素と，を含む光学系と；
前記ハウジングの内部に配置され，前記ミラーを回転させるモータと；
前記ハウジングの外部に配置され，前記モータの回転速度をセンサレス制御方式により制御する駆動チップと；を備えることを特徴とする，光走査装置。
【請求項２】
前記駆動チップは，前記光走査装置が設けられる印刷機器のメイン印刷回路基板に設置されることを特徴とする，請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記駆動チップと前記モータとは，ケーブルにより電気的に接続されていることを特徴とする，請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記ケーブルは，フレキシブル印刷回路基板であることを特徴とする，請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記モータは，３相ＢＬＤＣモータであることを特徴とする，請求項１に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記センサレス制御方式は，前記モータから発生する逆起電力を利用することを特徴とする，請求項１に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記駆動チップと前記モータとは，電源供給線と逆起電力信号線とにより接続されていることを特徴とする，請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記駆動チップは，
前記モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と；
前記起動信号に応じて前記モータに電流を印加するインバータと；
前記モータの回転により発生する逆起電力を検出する逆起電力検出部と；
前記逆起電力検出部により検出された逆起電力の波形に基づいて前記モータの回転子の位置及び前記モータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と；
前記速度制御信号に応じて前記インバータを制御する電流制御部と；を含むことを特徴とする，請求項６に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記センサレス制御方式は，前記モータに供給される電流を利用することを特徴とする，請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記駆動チップは，
前記モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と；
前記起動信号に応じて前記モータに電流を印加するインバータと；
前記モータに供給される電流を検出する電流検出部と；
前記電流検出部により検出された電流の波形に基づいて前記モータの回転子の位置及び前記モータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と；
前記速度制御信号に応じて前記インバータを制御する電流制御部と；を含むことを特徴とする，請求項９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記センサレス制御方式は，前記モータのインダクタンスを利用することを特徴とする，請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記駆動チップは，
前記モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と；
前記起動信号に応じて前記モータに電流を印加するインバータと；
前記モータに供給される電流及び電圧を検出して前記モータのインダクタンスを計算するインダクタンス計算部と；
前記インダクタンス計算部により計算されたインダクタンスの波形に基づいて前記モータの回転子の位置及び前記モータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と；
前記速度制御信号に応じて前記インバータを制御する電流制御部と；を含むことを特徴とする，請求項１１に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記センサレス制御方式は，前記モータの固定子の第３高調波電圧を利用することを特徴とする，請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記駆動チップは，
前記モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と；
前記起動信号に応じて前記モータに電流を印加するインバータと；
前記モータの固定子の第３高調波電圧を検出する第３高調波電圧検出部と；
前記第３高調波電圧検出部により検出された第３高調波電圧の波形に基づいて前記モータの回転子の位置及び前記モータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と；
前記速度制御信号に応じて前記インバータを制御する電流制御部と；を含むことを特徴とする，請求項１３に記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記センサレス制御方式は，前記モータの固定子と回転子との間に発生する電磁気フラックスを利用することを特徴とする，請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１６】
前記駆動チップは，
前記モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と；
前記起動信号に応じて前記モータに電流を印加するインバータと；
前記モータに供給される電流及び電圧を検出して前記モータの固定子と回転子との間に発生した電磁気フラックスを計算する電磁気フラックス計算部と；
前記電磁気フラックス計算部により計算された電磁気フラックスの波形に基づいて前記モータの回転子の位置及び前記モータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と；
前記速度制御信号に応じて前記インバータを制御する電流制御部と；を含むことを特徴とする，請求項１５に記載の光走査装置。
【請求項１７】
エンクロージャの内部に配置され，レーザ光を出射する光源と，前記レーザ光を走査するミラーと，結像面上に前記レーザ光を結像させるための複数の光学要素と，を含む光学系と；
前記エンクロージャの内部に配置され，前記ミラーを回転させるモータと；
前記エンクロージャの外部に配置され，前記モータの回転速度をセンサレス制御方式により制御する駆動チップと；を備えることを特徴とする，光走査装置。
【請求項１８】
レーザ光を出射する光源と，前記レーザ光を走査するミラーと，結像面上に前記レーザ光を結像させるための複数の光学要素と，を取り囲み，内部に前記ミラーを回転させるモータが配置されたエンクロージャと；
前記エンクロージャの外部に配置され，前記モータの回転速度をセンサレス制御方式により制御する駆動チップと；を備えることを特徴とする，光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，画像形成装置等に利用される光走査装置に係り，より詳細には，ポリゴンミラーモータの駆動チップをハウジングの外部に配置した光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタのような印刷機器には，一般に，感光ドラム又は感光ベルトのような感光媒体の表面に光を走査することにより，印刷しようとするイメージに対応する静電潜像（ｌａｔｅｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｉｍａｇｅ）を形成する光走査装置（Ｌａｓｅｒ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ；ＬＳＵ）が具備されている。
【０００３】
図１は，従来の光走査装置の内部構成を示した斜視図である。
【０００４】
図１を見ると，従来の光走査装置には，レーザ光を出射するレーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ；ＬＤ）１１と，出射されたレーザ光を光軸に対して平行光又は収斂光にするコリメータレンズ１２と，コリメータレンズ１２を通過したレーザ光を水平方向に等速度で移動させて走査するポリゴンミラー１４と，レーザ光をポリゴンミラー１４の表面に水平方向の線状に結像させるシリンダーレンズ１３と，光軸に対して一定の屈折率を有し，ポリゴンミラー１４から反射された等速度の光を主走査方向に偏光させ，収差を補正して走査面上に焦点を合わせるＦθレンズ１５と，Ｆθレンズ１５を通過したレーザ光を反射させて結像面である印刷機器の感光ドラム６０の表面に点状に結像させる結像用反射ミラー１６と，レーザ光を受光して水平同期を合わせるための光センサ１８と，同期信号検出用の光センサ１８の方向にレーザ光を反射させる同期信号検出用反射ミラー１７などの光学要素からなる光学系が設けられている。このような光学要素は，埃又は飛散トナーなどの異物により汚染されないように，ハウジング５０の内部に設置され，密封されている。
【０００５】
また，ハウジング５０の内部には，ポリゴンミラー１４を一定の速度で回転させるためのモータ２０が設けられ，このモータ２０は回路基板３０上に設置されている。回路基板３０には，モータ２０を駆動及び制御するための半導体集積回路からなる駆動チップ４０が設けられている。また，ハウジング５０内には，レーザダイオード１１の制御のための回路基板１０が設けられている。
【０００６】
図２は，図１に示した従来の駆動チップの回路構成を示すブロック図である。
【０００７】
図２を見ると，ポリゴンミラー１４を定速回転させるためのモータ２０には，３つの位置センサ２１，２２，２３及び１つの速度センサ２４が配置される。位置センサ２１，２２，２３及び速度センサ２４としては，通常，ホールセンサが使われている。また，駆動チップ４０には，位置信号増幅部４１と，速度信号増幅及びフィルター部４２と，速度制御部４３と，転流（Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ）制御部４４と，３相インバータ４５とが設けられている。位置センサ２１，２２，２３は，それぞれ２本ずつの信号線によって駆動チップ４０の位置信号増幅部４１と接続されており，速度センサ２４は，２本の信号線により駆動チップ４０の速度信号増幅及びフィルター部４２と接続されている。３相インバータ４５は，３本の電源供給線によりモータ２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子と接続されている。
【０００８】
位置信号増幅部４１は，位置センサ２１，２２，２３から受信したモータ２０の回転子の位置信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃを増幅し，増幅された信号値を転流制御部４４に伝送する。速度信号増幅及びフィルター部４２は，速度センサ２４から受信した速度信号Ｓｄを増幅及びフィルタリングし，その信号値を速度制御部４３に伝送する。速度制御部４３においては，受信した速度信号値によってモータ２０の回転速度を制御する制御値を算出し，その制御値を転流制御部４４に伝送する。転流制御部４４は，受信した位置信号値及び速度制御値に応じて３相インバータ４５を制御し，これにより，インバータ４５は，モータ２０が定速で回転するように，適切なスイッチングの順序で，モータ２０のｕ端子，ｖ端子およびｗ端子に電流を供給する。
【０００９】
ところが，上記のような構成を有する従来の光走査装置においては，熱源として作用する駆動チップ４０がハウジング５０の内部に設置されているために，駆動チップ４０から発生する熱により光走査装置内部の温度が上昇することになる。このような光走査装置の内部温度上昇は，レーザダイオード１１やＦθレンズ１５などの特性に影響を及ぼす。
【００１０】
下記の表１及び表２は，従来の光走査装置における内部温度変化及び各部位別温度変化を測定した結果を表したものである。表１は，低温／低湿度環境においてモータを２２，０００ｒｐｍで連続駆動させた場合の，時間による光走査装置の各部位別の温度変化を表したものであり，表２は，高温／高湿度環境においてモータを２２，０００ｒｐｍで連続駆動させた場合の，時間による光走査装置の各部位別の温度変化を表したものである。
【００１１】
【表１】
2004326105.tif 000003
【００１２】
【表２】
2004326105.tif 000004
【００１３】
表１及び表２に示したように，光走査装置の内部温度上昇は光走査装置の使用環境やモータの使用条件等によって多少差があるが，外部温度が高いほど光走査装置の各部位の温度も高くなり，駆動時間が長くなるほど各部位の温度上昇も大きくなることがわかる。特に，駆動チップの表面の温度上昇が最も大きく，ポリゴンミラーモータの底部の温度上昇が次に大きい。このことから，光走査装置の内部温度上昇を誘発する最も大きい熱源は駆動チップであるということがわかる。
【００１４】
このように，駆動チップの発熱による光走査装置の内部温度上昇により，レーザダイオードの温度が上昇する。このため，レーザダイオードの温度特性が変化し，レーザダイオードの光出力が正確に制御できないという問題点が発生する。
【００１５】
また，光走査装置の内部温度上昇により，射出成形によってプラスチック材質で成形されたＦθレンズの温度も上昇する。このため，Ｆθレンズの各部位別の屈折率及び曲率に影響を与え，感光媒体の表面に結像される光スポット直径の偏差が大きくなるという問題点も発生する。
【００１６】
次の表３は，従来の光走査装置における光走査装置の内部温度変化による光スポットの直径を測定した結果を表したものである。表３において，光スポットの位置，０ｍｍ，−１００ｍｍ，１００ｍｍは，各々走査ラインの中心と，この中心から走査ラインの両端部までの距離を示し，−２ｍｍ〜＋２ｍｍは，温度の変化によるＦθレンズの長さの変化を示している。また，ｍａｉｎ及びｓｕｂは，各々光スポットの主走査方向及び副走査方向の直径を示している。
【００１７】
【表３】
2004326105.tif 000005
【００１８】
表３に示したように，Ｆθレンズの温度上昇により，感光媒体の表面に結像される光スポットの主走査方向の直径及び副走査方向の直径が約３０〜４０mｍ以上増加することが分かる。このように，感光媒体の表面に結像される光スポットの直径及びその偏差が大きくなると，画像の解像度と均一度とが低くなるという問題点が発生する。
【００１９】
上記問題点を防止するためには，駆動チップ４０をハウジングの外部に配置してレーザダイオード及びＦθレンズと隔離することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかし，この場合には，図２に示したように，駆動チップ４０とモータ２０に設けられた位置センサ２１，２２，２３及び速度センサ２４と接続する多くの信号線及びモータ２０に電源を供給するための電源供給線が，ハウジング５０の外部に露出されなければならない。このため，ハウジング５０の外部の電磁波により，ノイズが多く発生する問題点がある。特に，位置センサ２１，２２，２３及び速度センサ２４としては，上述したようにホールセンサが使われるが，このホールセンサの出力信号は正弦波をなしており，その出力電圧は約±０．１〜０．２Ｖ程度で非常に弱いため，ノイズに非常に敏感である。したがって，従来は，駆動チップ４０を位置センサ２１，２２，２３及び速度センサ２４に可能な限り近く配置する必要があった。
【００２１】
そこで，本発明は，上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり，本発明の目的は，ポリゴンミラーモータの駆動チップをハウジングの外部に配置することにより，温度の影響を受けずにレーザダイオードから安定した光出力を得ることができるようにするとともに，センサレス制御方式でモータを制御することにより，ノイズを最小化することができる光走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を達成するために，本発明のある観点によれば，ハウジングと；ハウジングの内部に配置され，レーザ光を出射する光源と，レーザ光を走査するミラーと，結像面上にレーザ光を結像させるための複数の光学要素と，を含む光学系と；ハウジングの内部に配置され，ミラーを回転させるモータと；ハウジングの外部に配置され，モータの回転速度をセンサレス制御方式により制御する駆動チップと；を備える光走査装置が提供される。
【００２３】
ここで，駆動チップは，光走査装置が設けられる印刷機器のメイン印刷回路基板に設置されてもよい。
【００２４】
また，駆動チップとモータとは，ケーブルにより電気的に接続されており，ケーブルは，フレキシブル印刷回路基板であることが望ましい。
【００２５】
駆動チップは，モータから発生する逆起電力を利用して，モータをセンサレス制御方式により制御可能であり，この場合，駆動チップとモータとは，電源供給線と逆起電力信号線とにより接続されている。
【００２６】
この場合，駆動チップは，モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と，起動信号に応じてモータに電流を印加するインバータと，モータの回転により発生する逆起電力を検出する逆起電力検出部と，逆起電力検出部により検出された逆起電力の波形に基づいてモータの回転子の位置及びモータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と，速度制御信号に応じてインバータを制御する電流制御部と，を含むことが望ましい。
【００２７】
また，駆動チップは，モータに供給される電流を利用して，モータをセンサレス制御方式によって制御してもよい。
【００２８】
この場合，駆動チップは，モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と，起動信号に応じてモータに電流を印加するインバータと，モータに供給される電流を検出する電流検出部と，電流検出部により検出された電流の波形に基づいてモータの回転子の位置及びモータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と，速度制御信号に応じてインバータを制御する電流制御部と，を含むことが望ましい。
【００２９】
また，駆動チップは，モータのインダクタンスを利用して，モータをセンサレス制御方式によって制御してもよい。
【００３０】
この場合，駆動チップは，モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と，起動信号に応じてモータに電流を印加するインバータと，モータに供給される電流及び電圧を検出してモータのインダクタンスを計算するインダクタンス計算部と，インダクタンス計算部により計算されたインダクタンスの波形に基づいてモータの回転子の位置及びモータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と，速度制御信号に応じてインバータを制御する電流制御部と，を含むことが望ましい。
【００３１】
また，駆動チップは，モータの固定子の第３高調波電圧を利用して，モータをセンサレス制御方式によって制御してもよい。
【００３２】
この場合，駆動チップは，モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と，起動信号に応じてモータに電流を印加するインバータと，モータの固定子の第３高調波電圧を検出する第３高調波電圧検出部と，第３高調波電圧検出部により検出された第３高調波電圧の波形に基づいてモータの回転子の位置及びモータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と，速度制御信号に応じてインバータを制御する電流制御部と，を含むことが望ましい。
【００３３】
また，駆動チップは，モータの固定子と回転子との間に発生する電磁気フラックスを利用して，モータをセンサレス制御方式によって制御してもよい。
【００３４】
この場合，駆動チップは，モータを起動させる起動信号を発生させるモータ起動部と，起動信号に応じてモータに電流を印加するインバータと，モータに供給される電流及び電圧を検出してモータの固定子と回転子との間に発生した電磁気フラックスを計算する電磁気フラックス計算部と，電磁気フラックス計算部により計算された電磁気フラックスの波形に基づいてモータの回転子の位置及びモータの速度を認識して速度制御信号を発生させる速度制御部と，速度制御信号に応じてインバータを制御する電流制御部と，を含むことが望ましい。
【００３５】
また，本発明の別の観点によれば，エンクロージャの内部に配置され，レーザ光を出射する光源と，レーザ光を走査するミラーと，結像面上にレーザ光を結像させるための複数の光学要素を含む光学系と；エンクロージャの内部に配置され，ミラーを回転させるモータと；エンクロージャの外部に配置され，モータの回転速度をセンサレス制御方式により制御する駆動チップと；を備える光走査装置が提供される。
【００３６】
また，本発明のさらに別の観点によれば，レーザ光を出射する光源と，レーザ光を走査するミラーと，結像面上にレーザ光を結像させるための複数の光学要素と，を取り囲み，内部にミラーを回転させるモータが配置されたエンクロージャと；エンクロージャの外部に配置され，モータの回転速度をセンサレス制御方式により制御する駆動チップと；を備える光走査装置が提供される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によると，ポリゴンミラーモータの駆動チップがハウジングの外部に配置されることにより，駆動チップの発熱によるハウジングの内部の温度上昇を防止することができる。これにより，レーザダイオードから安定した光出力を得ることができ，結像面上に結像される光スポットの直径及びその偏差が減少し，画像の解像度及び均一度を向上させることができる。
【００３８】
また，上記モータをセンサレス制御方式で制御するので，駆動チップとモータとを接続する信号線の本数が減り，ノイズを最小化することができる。
【００３９】
また，従来の光走査装置に使われた複数のセンサが本発明に係る光走査装置では用いられないので，その製造コストを節減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４１】
図３は，本実施形態に係る光走査装置の全体構成を示した斜視図である。
【００４２】
図３を参照すると，本実施形態に係る光走査装置は，所定の内部空間を有するハウジング１５０と，ハウジング１５０の内部に配置される複数の光学要素からなる光学系を具備する。
【００４３】
ハウジング１５０は，上記光学系の光学要素を支持すると共に，光学要素を取り囲んで外部の埃又は飛散トナーのような異物により，光学要素が汚染されることを防止する役割を有する。このため，ハウジング１５０は密封され得る。
【００４４】
上記光学系は，レーザ光を出射する光源と，レーザ光を走査するミラーと，結像面上にレーザ光を結像させるためのレンズ及びミラーのような複数の光学要素とを含む。本実施形態では，レーザ光を走査するミラーとしてポリゴンミラー１１４の例を挙げているが，他の形状も可能である。上記光源としては，例えば，レーザダイオード１１１を用いることができ，レーザダイオード１１１は，回路基板１１０に設けられた光源制御回路（図示せず）により制御される。レーザダイオード１１１の前方（レーザ光の進行方向）には，レーザダイオード１１１から出射したレーザ光を光軸に対して平行光又は収斂光にするコリメータレンズ１１２と，レーザ光をポリゴンミラー１１４の表面に水平方向の線状に結像させるシリンダーレンズ１１３が配置される。ポリゴンミラー１１４は，コリメータレンズ１１２とシリンダーレンズ１１３とを通過したレーザ光を水平方向に等速度で移動させて走査する。ポリゴンミラー１１４の前方（レーザ光の進行方向）には，光軸に対して一定の屈折率を有し，ポリゴンミラー１１４から反射された等速度の光を主走査方向に偏光させ，収差を補正して走査面上に焦点を合わせるＦθレンズ１１５が配置される。Ｆθレンズ１１５を通過したレーザ光は，その前方（レーザ光の進行方向）に設けられた結像用反射ミラー１１６により反射して，結像面である印刷機器の感光媒体，例えば，感光ドラム１６０の表面に点状に結像する。Ｆθレンズ１１５と結像用反射ミラー１１６との間には，レーザ光を受光して水平同期を合わせるための同期信号検出用反射ミラー１１７及び光センサ１１８が配置される。
【００４５】
本実施形態に係る光走査装置は，ポリゴンミラー１１４を回転させるモータ１２０と，モータ１２０を定速回転するように制御する駆動チップ１４０とを備える。
【００４６】
モータ１２０としては，３相ＢＬＤＣ（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ  ＤＣ）モータを使用することが望ましいが，他の種類のモータを使用してもよい。また，モータ１２０はハウジング１５０の内部に配置されるが，後述するように，本実施形態ではモータ１２０のための別個の回路基板が不要なので，ハウジング１５０に直接設置することができる。
【００４７】
駆動チップ１４０は，モータ１２０を駆動かつ制御するための複数の回路で構成された半導体集積回路からなる。特に，本実施形態において，モータ１２０は，上記のようにハウジング１５０の内部に設置される一方，駆動チップ１４０は，ハウジング１５０の外部に配置される。例えば，駆動チップ１４０は，本実施形態に係る光走査装置が設置される印刷機器のメイン印刷回路基板１７０に配置することができる。この場合，駆動チップ１４０とモータ１２０との間の電気的な接続は，通常のケーブルによりなされてもよい。望ましくは，図３に示したように，フレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣＢ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）１３０により，駆動チップ１４０とモータ１２０とを電気的に接続することができる。
【００４８】
このように，本発明によれば，駆動チップ１４０がハウジング１５０の外部に配置されるので，駆動チップ１４０から発生する熱によるハウジング１５０の内部の温度上昇が防止される。これにより，レーザダイオード１１１の温度上昇が抑制されてレーザダイオード１１１から安定した光出力を得ることができ，また，Ｆθレンズ１１５の温度上昇も抑制されるので，感光ドラム１６０の表面に結像される光スポットの直径及びその偏差が減少し，画像の解像度及び均一度を向上させることができる。
【００４９】
さらに，本発明では，駆動チップ１４０をハウジング１５０の外部に配置しても外部の電磁波によるノイズを減少させることができるように，駆動チップ１４０とモータ１２０とを接続する信号線の数を最小限に抑える必要がある。このために，駆動チップ１４０は，モータ１２０をセンサレス制御方式によって定速回転するように制御する。このようなセンサレス制御方式によると，モータ１２０に従来の位置センサ及び速度センサを設ける必要がないので，これらのセンサと駆動チップ１４０とを接続する信号線も不要になる。
【００５０】
したがって，本発明によれば，ハウジング１５０の内部に設置されたモータ１２０とハウジング１５０の外部に配置された駆動チップ１４０とを接続する信号線が減少し，ノイズの影響を最小化することができる。また，本発明に係る光走査装置には位置センサ及び速度センサが配置されず，モータ１２０のための別個の回路基板が不要となるので，製造コストを節減することができる。
【００５１】
上記センサレス制御方式としては，多様な方式が開示されており，様々な方式を本発明に適用することができる。
【００５２】
以下に，図４〜図９を参照して，本発明に適用できる様々なセンサレス制御方式を説明する。
【００５３】
図４は，本実施形態に係るセンサレス制御方式の一例として，モータから発生する逆起電力を利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示すブロック図である。図５は，図４に示した逆起電力検出部から検出された逆起電力の波形を示したグラフ図である。
【００５４】
図４を参照すると，印刷機器のメイン印刷回路基板１７０に配置された駆動チップ１４０には，モータ起動部１４１と，３相インバータ１４２と，逆起電力検出部１４３と，速度制御部１４４と，転流制御部１４５とが設けられている。３相インバータ１４２は，３本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によりモータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子と接続され，逆起電力検出部１４３は，１本の逆起電力信号線Ｌ４によりモータ１２０と接続される。
【００５５】
モータ起動部１４１は，モータ１２０を起動させる起動信号を発生させ，インバータ１４２は，起動信号によってモータ１２０に電流を印加してモータ１２０を起動させる。モータ１２０が回転することによって逆起電力が発生し，この逆起電力は逆起電力検出部１４３により検出される。この時，図５に示したように，逆起電力検出部１４３により検出されるｕ相，ｖ相及びｗ相の逆起電力Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの波形は，１２０゜の位相差を有する。速度制御部１４４においては，この逆起電力Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの波形がゼロ（０）レベルを通過する地点を感知してモータ１２０の回転子の位置を認識し，各位相間の時間間隔と振幅によりモータ１２０の回転速度を認識して適正な速度制御信号を出力する。出力された速度制御信号は，転流制御部１４５に伝送される。転流制御部１４５は，受信した速度制御信号によりインバータ１４２を制御し，これにより，インバータ１４２は，モータ１２０が定速で回転するように，モータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子に，適切なスイッチングの順序で電流を供給する。
【００５６】
上記のように，本発明によれば，印刷機器のメイン印刷回路基板１７０に配置された駆動チップ１４０は，ハウジング１５０の内部に設置されたモータ１２０と３本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３及び１本の逆起電力信号線Ｌ４で接続される。したがって，従来に比べて信号線の数が減少するため，外部の電磁波によるノイズの影響を最小化することができる。
【００５７】
図６は，本実施形態に係るセンサレス制御方式の別の例として，モータに供給される電流を利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示したブロック図である。
【００５８】
図６を参照すると，印刷機器のメイン印刷回路基板１７０に配置された駆動チップ２４０には，モータ起動部２４１と，３相インバータ２４２と，電流（ｃｕｒｒｅｎｔ）検出部２４３と，速度制御部２４４と，転流（Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ）制御部２４５とが設けられている。
【００５９】
モータ起動部２４１は，モータ１２０を起動させる起動信号を発生させ，インバータ２４２は，起動信号に応じてモータ１２０に電流を印加してモータ１２０を起動させる。電流検出部２４３は，電流センサ又は分流器（ｓｈｕｎｔ）抵抗を用いて，３相インバータ２４２とモータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子との間にそれぞれ接続された３本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を通じて，モータに供給される電流を検出する。この時，２つの電流信号によってもモータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子に供給される電流の波形を得ることができるので，電流検出部２４３は，２本の電流信号線Ｉ１，Ｉ２により３本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のうちの２本だけ，例えば，Ｌ１とＬ２に各々接続され得る。
【００６０】
電流検出部２４３から検出される電流信号は正弦波からなる。したがって，速度制御部２４４においては，上述した実施の形態における逆起電力の場合と同じ方法でモータ１２０の回転子の位置を求めることができ，これにより，適正な速度制御信号を出力できる。電流制御部２４５は，受信した速度制御信号によりインバータ２４２を制御し，これにより，インバータ２４２は，モータ１２０が定速で回転するように，モータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子に，適切なスイッチングの順序で電流を供給する。
【００６１】
図７は，本実施形態に係るセンサレス制御方式のさらに別の例として，モータのインダクタンスを利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示すブロック図である。
【００６２】
図７を参照すると，印刷機器のメイン印刷回路基板１７０に配置された駆動チップ３４０には，モータ起動部３４１と，３相インバータ３４２と，インダクタンス計算部３４３と，速度制御部３４４と，転流制御部３４５とが設けられている。
【００６３】
モータ起動部３４１，３相インバータ３４２及び転流制御部３４５の機能は上述の実施の形態と同様なので，その説明は省略する。
【００６４】
インダクタンス計算部３４３は，インバータ３４２とモータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子との間にそれぞれ接続された３本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を通じて，モータに供給される電流及び電圧を検出する。この時，上述したように，２つの電流及び電圧信号によってもモータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子に供給される電流の波形を得ることができるので，インダクタンス計算部３４３は，２本の電流及び電圧信号線Ｐ１，Ｐ２により，２本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ接続される。
【００６５】
モータ１２０のインダクタンスと電圧及び電流に関する方程式は，Ｖ＝Ｌ（θ）ｘｄＩ／ｄｔで表すことができる。ここで，Ｖは電圧，Ｌ（θ）はインダクタンス，Ｉは電流である。したがって，インダクタンス計算部３４３から検出される電流及び電圧から，磁気フラックスの位置θの関数であるインダクタンスＬ（θ）を求めることができる。速度制御部３４４は，このようにして求めたインダクタンスの波形からモータ１２０の回転子の位置を求めることができ，これにより適正な速度制御信号を出力することができる。
【００６６】
図８は，本実施形態に係るセンサレス制御方式のさらに別の例として，モータの固定子の第３高調波電圧を利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示すブロック図である。
【００６７】
図８を参照すると，印刷機器のメイン印刷回路基板１７０に配置された駆動チップ４４０には，モータ起動部４４１と，３相インバータ４４２と，第３高調波電圧検出部４４３と，速度制御部４４４と，転流制御部４４５とが設けられる。
【００６８】
モータ起動部４４１，３相インバータ４４２及び転流制御部４４５の機能は，上述の実施の形態と同様なので，その説明は省略する。
【００６９】
第３高調波電圧検出部４４３は，インバータ４４２とモータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子との間に接続された３本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に印加された電圧を検出する。このため，第３高調波電圧検出部４４３は，３本の電圧信号線Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３により３本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３にそれぞれ接続される。
【００７０】
モータ１２０の回転時，モータ１２０の固定子の第３高調波電圧は位置成分を有している。第３高調波電圧検出部４４３で，Ｙ接続線のモータ１２０における固定子の電圧を検出してこれを合算すれば，この合算電圧は第３高調波電圧成分を有するようになる。したがって，速度制御部４４４において位置成分を有した第３高調波電圧の波形を用いてモータ１２０の回転子の位置を求めることができ，これにより適正な速度制御信号を出力することができる。
【００７１】
図９は，本実施形態に係るセンサレス制御方式のさらに別の例として，電磁気フラックスを利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示すブロック図である。
【００７２】
図９を参照すると，印刷機器のメイン印刷回路基板１７０に配置された駆動チップ５４０には，モータ起動部５４１と，３相インバータ５４２と，電磁気フラックス計算部５４３と，速度制御部５４４と，転流制御部５４５とが設けられている。
【００７３】
モータ起動部５４１，３相インバータ５４２及び転流制御部５４５の機能は，上述の実施の形態と同様なので，その説明は省略する。
【００７４】
電磁気フラックス計算部５４３は，インバータ５４２とモータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子との間にそれぞれ接続された３本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を通じて，モータに供給される電流及び電圧を検出する。この時，上述したように，２つの電流及び電圧信号によってもモータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子に供給される電流の波形を得ることができるので，電磁気フラックス計算部５４３は，２本の電流及び電圧信号線Ｐ１，Ｐ２により，２本の電源供給線Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ接続される。
【００７５】
モータ１２０を回転させるために，モータ１２０のｕ端子，ｖ端子及びｗ端子に電源を印加すると，固定子のコイルと回転子の磁石との間に電磁気フラックスが発生する。この電磁気フラックスは，電磁気フラックス計算部５４３から検出される電流及び電圧を用いて間接的な方法，すなわち計算によって求めることができる。速度制御部５４４では，このようにして求めた電磁気フラックスの波形からモータ１２０の回転子の位置を求め，これにより適正な速度制御信号を出力することができる。
【００７６】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は，画像形成装置等に利用される光走査装置に適用可能であり，特に，ポリゴンミラーモータの駆動チップをハウジングの外部に配置した光走査装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】従来の光走査装置の内部構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した従来の駆動チップ４０の回路構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る光走査装置の全体構成を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係るセンサレス制御方式の一例として，モータから発生する逆起電力を利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示した逆起電力検出部から検出された逆起電力の波形を示すグラフ図である。
【図６】本実施形態に係るセンサレス制御方式の別の例として，モータに供給される電流を利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態に係るセンサレス制御方式のさらに別の例として，モータのインダクタンスを利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示すブロック図である。
【図８】本実施形態に係るセンサレス制御方式のさらに別の例として，モータの固定子の第３高調波電圧を利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示すブロック図である。
【図９】本実施形態に係るセンサレス制御方式のさらに別の例として，電磁気フラックスを利用するセンサレス制御方式が採用された駆動チップの回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１０      回路基板
１２０      モータ
１４０      駆動チップ
１５０      ハウジング
１６０      感光ドラム
１７０      メイン印刷回路基板
１１１      レーザダイオード
１１２      コリメータレンズ
１１３      シリンダーレンズ
１１４      ポリゴンミラー
１１５      Ｆθレンズ
１１６      結像用反射ミラー
１１７      同期信号検出用反射ミラー
１１８      光センサ
【図１】
2004326105.tif 000006
【図２】
2004326105.tif 000007
【図３】
2004326105.tif 000008
【図４】
2004326105.tif 000009
【図５】
2004326105.tif 000010
【図６】
2004326105.tif 000011
【図７】
2004326105.tif 000012
【図８】
2004326105.tif 000013
【図９】
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