(57)【要約】【課題】高速回転による光偏向装置の過熱を防止する。【解決手段】光偏向装置内の温度を検知する温度センサを設け、該温度センサからの温度情報により、ポリゴンモータ又は冷却手段を制御する、【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石とポリゴンミラーとを有する回転部及び該回転部を回転させる磁界を発生する駆動コイルを有する静止部を備えるモータを有する光偏向装置において、
前記静止部に温度センサを設け、前記光偏向装置内の温度情報を生成することを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
前記温度情報は、電圧変換された温度情報であることを特徴とする請求項１に記載の光偏向装置。
【請求項３】
前記温度センサの出力を閾値を用いて判定する判定手段を有し、前記温度情報は、前記判定手段の出力であることを特徴とする請求項１に記載の光偏向装置。
【請求項４】
前記駆動コイルに駆動電流を供給する駆動回路及び該駆動回路を制御する光偏向装置制御手段を有し、該光偏向装置制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記駆動回路を制御して、前記モータの停止制御又は減速制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の光偏向装置。
【請求項５】
前記温度情報を外部に出力する出力手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光偏向装置。
【請求項６】
前記温度情報を外部に出力するか又は前記光偏向装置制御手段による停止制御もしくは減速制御を行うかを選択する切替手段を有することを特徴とする請求項５に記載の光偏向装置。
【請求項７】
磁石とポリゴンミラーとを有する回転部及び該回転部を回転させる磁界を発生する駆動コイルを有する静止部を備えるモータを有する光偏向装置であって、前記静止部に温度センサを設け、前記光偏向装置内の温度情報を生成する光偏向装置、
該光偏向装置で偏向された光により走査される感光体、
画像形成を行う画像形成手段及び、
前記温度情報に基づいて、前記光偏向装置の停止制御又は減速制御を行う本体制御手段、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項４に記載の光偏向装置、
該光偏向装置で偏向された光により走査される感光体及び、
画像形成を行う画像形成手段、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
磁石とポリゴンミラーとを有する回転部及び該回転部を回転させる磁界を発生する駆動コイルを有する静止部を備えるモータを有する光偏向装置であって、前記静止部に温度センサを設け、前記光偏向装置内の温度情報を生成する光偏向装置、
該光偏向装置で偏向された光により走査される感光体、
画像形成を行う画像形成手段、
前記光偏向装置を冷却する冷却手段及び、
前記温度情報に基づいて、前記冷却手段を制御する制御手段、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームをポリゴンミラーにより偏向させて感光体を走査露光して画像を形成する画像形成装置及び光ビームを偏向させる光偏向装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光偏向装置のポリゴンミラーを回転駆動するモータとしてポリゴンモータが用いられ、該ポリゴンモータは毎分数万回という高速度でポリゴンミラーを回転駆動する。このような高速回転では、ポリゴンモータの軸受け部や駆動コイル部において温度が上昇するために、従来から光偏向装置に冷却手段を設けることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２４２４０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１等において開示されている冷却手段を用いても、光偏向装置の内部温度が上昇して、装置が故障を起こす場合がある。このような装置故障を起こさないようにするには、回転速度を下げるとか冷却手段の出力を上げる等の対策が必要になり、光偏向装置の性能低下やコストを押し上げるという新たな問題を生ずる。
【０００５】
本発明は従来技術におけるこのような問題を解決し、高速回転性能、すなわち、高い性能を有し、しかも、過熱による故障の発生を防止した光偏向装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記した本発明の目的は下記の発明により達成される。
【０００７】
１．磁石とポリゴンミラーとを有する回転部及び該回転部を回転させる磁界を発生する駆動コイルを有する静止部を備えるモータを有する光偏向装置において、
前記静止部に温度センサを設け、前記光偏向装置内の温度情報を生成することを特徴とする光偏向装置。
【０００８】
２．前記温度情報は、電圧変換された温度情報であることを特徴とする前記１に記載の光偏向装置。
【０００９】
３．前記温度センサの出力を閾値を用いて判定する判定手段を有し、前記温度情報は、前記判定手段の出力であることを特徴とする前記１に記載の光偏向装置。
【００１０】
４．前記駆動コイルに駆動電流を供給する駆動回路及び該駆動回路を制御する光偏向装置制御手段を有し、該光偏向装置制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記駆動回路を制御して、前記モータの停止制御又は減速制御を行うことを特徴とする前記３に記載の光偏向装置。
【００１１】
５．前記温度情報を外部に出力する出力手段を有することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の光偏向装置。
【００１２】
６．前記温度情報を外部に出力するか又は前記光偏向装置制御手段による停止制御もしくは減速制御を行うかを選択する切替手段を有することを特徴とする前記５に記載の光偏向装置。
【００１３】
７．磁石とポリゴンミラーとを有する回転部及び該回転部を回転させる磁界を発生する駆動コイルを有する静止部を備えるモータを有する光偏向装置であって、前記静止部に温度センサを設け、前記光偏向装置内の温度情報を生成する光偏向装置、
該光偏向装置で偏向された光により走査される感光体、
画像形成を行う画像形成手段及び、
前記温度情報に基づいて、前記光偏向装置の停止制御又は減速制御を行う本体制御手段、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
８．前記４に記載の光偏向装置、
該光偏向装置で偏向された光により走査される感光体及び、
画像形成を行う画像形成手段、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
９．磁石とポリゴンミラーとを有する回転部及び該回転部を回転させる磁界を発生する駆動コイルを有する静止部を備えるモータを有する光偏向装置であって、前記静止部に温度センサを設け、前記光偏向装置内の温度情報を生成する光偏向装置、
該光偏向装置で偏向された光により走査される感光体、
画像形成を行う画像形成手段、
前記光偏向装置を冷却する冷却手段及び、
前記温度情報に基づいて、前記冷却手段を制御する制御手段、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置における露光光学系の概略を示す。
【００１７】
半導体レーザ１から出射したレーザ光ＬＢはコリメータレンズ２により平行光とされ、第１シリンドリカルレンズ３を介してポリゴンミラー４に入射する。ポリゴンミラー４で、主走査方向に偏向されたレーザ光ＬＢは、ｆθレンズ５、第２シリンドリカルレンズ６及びミラー７を介して感光体８に入射し、これを露光する。９は同期信号を生成するインデックスセンサである。
【００１８】
ポリゴンミラー４の回転により、レーザ光ＬＢは主走査方向Ｘに走査し、感光体８の回転により、副走査方向Ｙの走査が行われて、感光体８は像様の露光を受ける。
【００１９】
感光体８は電子写真感光体であり、図示の光偏向装置Ａによる露光の他に、帯電、現像、転写及び定着を行う図示しない電子写真画像形成手段により記録材上に画像が形成される。なお、画像形成手段としては、電子写真画像形成手段のほかに、銀塩画像形成手段等任意の画像形成手段を用いることができる。
【００２０】
ポリゴンミラー４は光偏向装置Ａの回転部に設けられ、毎分数万回の高速回転を行うものであり、特開２０００−２０６４３８等で開示された高速回転モータの回転軸に固定され、回転駆動される。
【００２１】
図２は図１におけるポリゴンミラー４を駆動するモータの駆動コイルが配線された基板及びポリゴンミラー４が設けられた可動部２０を構成する磁石を示す。
【００２２】
固定の基板１０には、６個の駆動コイル１０ａ〜１０ｆが等角度間隔で配置され、駆動コイル１０ａ〜１０ｆに対向して、回転部２０には４個の磁石２１ａ〜２１ｄが配置される。駆動コイル１０ａ〜１０ｆに流れる駆動電流により磁界が発生し、磁石２１ａ〜２１ｄを回転駆動する。１１ａ〜１１ｃは磁石２１ａ〜２１ｄの回転を検知し、制御信号を生成するホール素子、１２は基板１０上に設けられ、モータの温度を検知する温度センサであり、サーミスタ、サーモカップル等で構成される。
【００２３】
図１における光偏向装置Ａは、ポリゴンミラー４及び図２における磁石２１ａ〜２１ｄが一体に形成された回転部２０と、図２における駆動コイル１０ａ〜１０ｆが設けられた基板１０により形成された静止部とを備えるモータを有する。
【００２４】
図３は本発明の実施の形態に係る光偏向装置に用いられる制御系のブロック図である。
【００２５】
温度センサ１２の出力は、判定手段３０により、例えば、オン／オフ信号に変換される。ＣＰＵ又は制御回路からなる制御手段３１は判定手段３０の出力に基づいて駆動回路３２を制御する。駆動回路３２はモータ駆動信号を出力し、モータ３３を駆動する。
【００２６】
図４は制御手段３１の制御を示す。図４において、横軸は時間を表し、縦軸は光偏向装置Ａ内の温度（℃）及び温度センサ１２の出力（電圧Ｖ）を表す。
【００２７】
曲線Ｌは、モータ温度であり、上限ＴＵと下限ＴＬが設定される。モータ温度としては、モータ３３における発熱源である、駆動コイル１０ａ〜１０ｆ及び回転軸の近傍における温度が計測される。図２においては、駆動コイル１０ａ〜１０ｆが設けられた基板１０の回転軸近傍の温度を温度センサ１２により検知している。
【００２８】
上限ＴＵはモータ３３を停止又は減速する閾値であり、過熱によるモータ故障を防止できる値に設定される。また、下限ＴＬはモータ３３が正常に作動し、且つ、停止時間を最小限度にするような値である。上限ＴＵは、例えば、７２℃に、下限ＴＬは、例えば、６７℃にそれぞれ設定される。
【００２９】
曲線Ｍはモータ３３をオン／オフ制御する停止制御のための制御信号であり、図示のようにモータ温度が上限ＴＵに達してときにローとなりモータ３３を停止させ、下限ＴＬに達したときにハイとなってモータ３３を駆動する。このような制御は曲線Ｎで示す温度センサ１２の出力に基づいて行われる。
【００３０】
図４に示す制御により、過熱が効果的に防止される。なお、図４ではモータ３３を停止制御しているが、モータ温度が上限ＴＬに達したときに、モータ３３を減速させ、下限ＴＬに達したときに回転速度を上げて正常回転に復帰させる減速制御を行ってもよい。このような減速制御は、駆動回路３２の出力パルスの周波数を制御することにより行われる。
【００３１】
図５〜７は、図３に示す制御系を有する光偏向装置及び画像形成装置の装置構成のブロック図である。
【００３２】
図５（ａ）において、光偏向装置Ａは温度センサ１２を有し、温度センサ１２の出力、即ち、図４の曲線Ｎで示す温度センサ１２の出力電圧ＯＵＴ１は、出力手段としての端子Ａｔから温度情報として光偏向装置Ａ外に出力される。出力ＯＵＴ１は、前記したモータ３３の停止制御、減速制御、表示等に用いられる。
【００３３】
図５（ｂ）において、光偏向装置Ａは温度センサ１２及び判定手段３０を有する。判定手段３０は閾値を用いて、例えば、図４の曲線Ｍで示すハイ／ロー信号である出力ＯＵＴ２を端子Ａｔから温度情報として出力し、出力ＯＵＴ２は前記したモータ３３の停止制御、減速制御、表示等に用いられる。
【００３４】
図５（ｃ）において、光偏向装置Ａは温度センサ１２、判定手段３０及び光偏向装置制御手段としての制御手段３１を有する。制御手段３１は判定手段３０の出力に基づいて、駆動回路３２を制御してモータ３３の停止制御又は減速制御を行う。
【００３５】
図６（ａ）は光偏向装置Ａが、温度センサ１２の出力を外部に出力する機能とモータ３３を制御する機能とを有する実施の形態の例を示し、図６の例によれば、温度ゼンサ１２の出力を外部に出力するか又は光偏向装置Ａ内で処理してモータ３３の制御を行うように設定することが可能になり、このような設定は装置の組立工程や、装置のユーザにおける設置において行われる。
【００３６】
即ち、判定手段３０の出力ＯＵＴが出力手段としての端子Ａｔから外部出力されるか又は制御手段３１に出力され、制御手段３１は駆動回路３２を介してモータ３３を制御する。
【００３７】
図６（ｂ）においては、切替手段３４が設けられ、切替手段３４は判定手段３０の出力ＯＵＴを外部に出力するか又は制御手段３１に出力するかを切り換える。
【００３８】
図７は画像形成装置の構成例を示す。図７（ａ）においては、光偏向装置Ａからの出力ＯＵＴが画像形成装置本体Ｂに設けられた本体制御手段としての制御手段３１に入力され、制御手段３１からの停止制御信号ＳＴＰにより、光偏向装置Ａのモータ３３を停止制御する。光偏向装置Ａの出力は、図５（ａ）に示す出力ＯＵＴ１、即ち、温度センサ１２の出力でもよいし、また、図５（ｂ）に示す出力ＯＵＴ２、即ち、判定手段３０の出力でもよい。図７（ｂ）においては、光偏向装置Ａの出力ＯＵＴが本体制御手段としての制御手段３１に入力され、画像制御手段３１からの減速制御信号ＶＲにより、光偏向装置Ａのモータ３３が減速制御される。図７（ｂ）においても、図７（ａ）の場合と同様に、出力ＯＵＴ１は温度センサ１２の出力でもよいし、判定手段３０の出力でもよい。
【００３９】
図７（ｃ）においては、画像形成装置本体Ｂに設けられた制御手段３１が出力する制御信号ＣＲＳにより、冷却手段Ｃを制御して、光偏向装置Ａを冷却している。冷却手段Ｃを制御する制御手段３１は、図示のように画像形成装置本体Ｂに設けるのではなく、光偏向装置Ａに設けてもよい。
【００４０】
図８は光偏向装置Ａを冷却する冷却機構を示す。
光偏向装置Ａには、冷却フィン３５が設けられ、冷却フィン３５に近接して吸引ファンを有する冷却手段Ｃが設けられ、冷却手段Ｃにより矢印ＡＩＲで示す冷却風を発生させて光偏向装置Ａを冷却する。冷却手段Ｃは、例えば、図４における曲線Ｍで示す制御信号ＣＲＳにより制御され、該制御信号ＣＲＳのローで作動し、ハイで停止して光偏向装置Ａを冷却する。
【００４１】
なお、図７（ａ）の停止制御又は図７（ｂ）の減速制御と、図７（ｃ）の冷却制御とを組み合わせて使用することもできる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１〜９のいずれかの発明により、光偏向装置内の異常な温度上昇が有効に防止され、過熱による光偏向装置の故障を防止することができる。
【００４３】
請求項５又は６の発明により、光偏向装置の過熱防止制御を光偏向装置内で行うか又は外部からの制御により過熱防止制御を行うことができるので、光偏向装置の画像形成装置への組込の自由度が増す。
【００４４】
請求項７の発明により、本体制御手段を用いて光偏向装置の過熱防止制御を種々の方法で行うことができるので、適切な制御方法とするために、容易に制御方法を変えることができる。例えば、画像形成装置本体に関連した過熱防止制御方法とすることもできる。
【００４５】
請求項８の発明により、画像形成装置本体の変更を行うことなく、過熱防止手段を有する光偏向装置を組み込むことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における露光光学系の概略を示す図である。
【図２】駆動コイルが配線された基板及び磁石を示す図である。
【図３】制御系のブロック図である。
【図４】制御を示すグラフである。
【図５】光偏向装置及び画像形成装置本体の構成の例を示すブロック図である。
【図６】光偏向装置及び画像形成装置本体の構成の他の例を示すブロック図である。
【図７】光偏向装置及び画像形成装置本体の構成の他の例を示すブロック図である。
【図８】冷却機構を示す図である。
【符号の説明】
４  ポリゴンミラー
１２  温度センサ
３０  判定手段
３１  制御手段
３２  駆動回路
３３  モータ
Ａ  光偏向装置
Ｂ  画像形成装置本体
Ｃ  冷却手段
【図１】
2004212705.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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