(57)【要約】【課題】ポリゴン駆動モータの一時停止後の起動時間を短縮することのできるレーザ走査光学装置を得る。【解決手段】レーザビームを放射する光源と、レーザビームの光量を可変する光量可変手段と、光源から放射されたレーザビームを偏向走査するポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーを回転させるモータと、該モータの逆起電力を検出する検出手段と、偏向走査されたレーザビームを受光素子にて検出し、水平同期信号を出力する同期信号出力手段と、水平同期信号に基づいてモータの回転を制御する制御手段と、を備えたレーザ走査光学装置。制御手段は、モータを起動する際に逆起電力を検出し、逆起電力が発生していた場合（ステップＳ１でＮＯ）、該逆起電力に応じて光量可変手段にてレーザビームの光量を調整する（ステップＳ９，Ｓ１０）。【選択図】図５
2012171125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを放射する光源と、
前記レーザビームの光量を可変する光量可変手段と、
前記光源から放射されたレーザビームを偏向走査するポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーを回転させるモータと、
前記モータの逆起電力を検出する検出手段と、
偏向走査されたレーザビームを受光素子にて検出し、水平同期信号を出力する同期信号出力手段と、
前記水平同期信号に基づいて前記モータの回転を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記モータを起動する際に前記逆起電力を検出し、逆起電力が発生していた場合、該逆起電力に応じて前記光量可変手段にて前記レーザビームの光量を調整すること、
を特徴とするレーザ走査光学装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記逆起電力の電圧振幅に応じて前記レーザビームの光量を決定すること、を特徴とする請求項１に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記逆起電力の終期に応じて前記レーザビームの光量を決定すること、を特徴とする請求項１に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項４】
前記受光素子のゲインを調整するゲイン調整手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記逆起電力に応じて前記受光素子のゲイン調整値を決定すること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査光学装置、特に、電子写真方式の複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載されるレーザ走査光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタなどの画像形成装置においては、感光体上に画像（静電潜像）を形成するために、画像データに基づいて変調制御されるレーザ発光素子を搭載したレーザ走査光学装置が用いられている。この種のレーザ走査光学装置では、光源から放射されたレーザビームを所定の速度で回転駆動されるポリゴンミラーにて感光体上に偏向走査するように構成されている。そして、ポリゴンミラー（駆動モータ）を起動する際には、光源を強制発光させて受光素子の出力に基づいて水平同期信号を生成している。特許文献１に記載のレーザ走査光学装置では、ポリゴン駆動モータの起動時において、強制加速運動を一定時間行った後、光源を発光させるようにしている。
【０００３】
ところで、前記のごとく、起動時に強制加速駆動を一定時間行った後、光源を発光させる制御では、画像の描画が終了してもモータのロータ部は惰性で回転を継続するため、その後直ちに次の描画を開始する際、つまり、ポリゴン駆動モータを回転状態から一時停止させて再起動を行う場合、モータは既に回転状態にあるにも拘わらず、光源を発光させるまで一定時間待つ必要があり、無駄な起動時間を要している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２３４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ポリゴン駆動モータの一時停止後の起動時間を短縮することのできるレーザ走査光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態であるレーザ走査光学装置は、
レーザビームを放射する光源と、
前記レーザビームの光量を可変する光量可変手段と、
前記光源から放射されたレーザビームを偏向走査するポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーを回転させるモータと、
前記モータの逆起電力を検出する検出手段と、
偏向走査されたレーザビームを受光素子にて検出し、水平同期信号を出力する同期信号出力手段と、
前記水平同期信号に基づいて前記モータの回転を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記モータを起動する際に前記逆起電力を検出し、逆起電力が発生していた場合、該逆起電力に応じて前記光量可変手段にて前記レーザビームの光量を調整すること、
を特徴とする。
【０００７】
前記レーザ走査光学装置においては、ポリゴンミラーの駆動モータを起動する際に、該モータの逆起電力の状態を検出し、逆起電力の状態に応じてレーザビームの光量を調整するため、一時停止後の再起動時（つまり、前回の描画終了直後でロータ部が惰性で回転している場合）において起動時間が短縮される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、逆起電力の状態に応じてレーザビームの光量を調整するため、一時停止後の再起動時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るレーザ走査光学装置を備えた画像形成装置例を示す概略構成図である。
【図２】レーザ走査光学装置の一実施例を示す平面図である。
【図３】ポリゴンミラーの各反射面と駆動モータの永久磁石及びコイルの配置例を示す説明図であり、（Ａ）は基準時、（Ｂ）は４５°回転時、（Ｃ）は９０°回転時を示す。
【図４】制御機構を示すブロック図である。
【図５】制御手順を示すフローチャート図である。
【図６】起動時におけるポリゴンミラーの各反射面の配置例を示し、（Ａ）は完全停止時、（Ｂ）は位置合わせ時、（Ｃ）は初回起動時、（Ｄ）は初回水平同期信号検出時を示す。
【図７】モータ起動時に逆起電力が発生していない場合のタイミングチャート図である。
【図８】逆起電力を示す電圧波形図である。
【図９】モータ起動時に逆起電力が発生している場合のタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
（画像形成装置の概略構成、図１参照）
本発明に係るレーザ走査光学装置を搭載した画像形成装置の一例を図１に示す。この画像形成装置は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を形成するように構成したものである。画像は、各画像形成ステーション１０１で形成され、中間転写ベルト１１２上で合成される。なお、各図面において、参照数字に付されているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの文字はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを意味している。
【００１２】
各画像形成ステーション１０１（１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋ）は、その概略を説明すると、感光体ドラム１０２（１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ）、レーザ走査光学装置１０３、帯電チャージャ１０７（１０７Ｙ，１０７Ｍ，１０７Ｃ，１０７Ｋ）、現像器１０４（１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ）、転写チャージャ１０５（１０５Ｙ，１０５Ｍ．１０５Ｃ，１０５Ｋ）などを含む。レーザ走査光学装置１０３は画像形成ステーション１０１の上方に配置されている。
【００１３】
レーザ走査光学装置１０３から放射されたビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫがそれぞれ各感光体ドラム１０２を照射し、各色の画像を形成する。一方、画像形成ステーション１０１の直下には中間転写ベルト１１２がローラ１１３，１１４，１１５に無端状に張り渡され、矢印Ｚ方向に回転駆動され、駆動ローラ１１３を設置した部分であって中間転写ベルト１１２に対向する部分（２次転写部）には２次転写ローラ１１６が配置されている。また、画像形成装置の下段には、積載されている転写材を１枚ずつ給紙する自動給紙部１３０が設置されている。
【００１４】
画像データは図示しない画像読取り装置（スキャナ）あるいはコンピュータなどからＹＭＣＫごとの画像データとして画像メモリ１１０に送信され、これらの画像データに基づいてレーザ走査光学装置１０３が駆動され、それぞれの感光体ドラム１０２上にトナー画像を形成する。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。
【００１５】
各感光体ドラム１０２上に形成されたトナー画像は矢印Ｚ方向に回転駆動される中間転写ベルト１１２上に順次１次転写され、４色の画像が合成される。一方、転写材は１枚ずつ給紙部１３０から上方に給紙され、２次転写部で転写ローラ１１６から付与される電界にて中間転写ベルト１１２から合成画像が２次転写される。その後、転写材は図示しない定着装置に搬送されてトナーの加熱定着が施され、画像形成装置の上面部に排出される。
【００１６】
２次転写部の直前には給紙された転写材を検出するためのＴＯＤセンサ１０６が設置され、転写材と中間転写ベルト１１２上の画像との同期をとっている。また、中間転写ベルト１１２上に形成されたレジスト補正用画像を検出するためのレジストセンサ１０８が設置されている。ベルト１１２上に各画像形成ステーション１０１ごとにレジスト補正用画像を形成し、該補正用画像をセンサ１０８で検出することで、各レーザビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫの発光タイミングを調整し、ＹＭＣＫの画像がベルト１１２上で正確に合成されるようにしている。
【００１７】
（レーザ走査光学装置、図２参照）
図２に示すように、レーザ走査光学装置１０３は、概略、光源部３とポリゴンミラー８と走査光学系１０とで構成され、これらの部材はハウジング２に収容されている。光源部３は、レーザダイオード４とコリメータレンズ５とスリット板６とで構成されている。走査光学系１０は、走査レンズ１１，１２と光路折返しミラー１３とで構成されている。レーザダイオード４から放射されたレーザビームは、コリメータレンズ５及びスリット板６を透過し、ポリゴンミラー８に導かれる。レーザビームは、ポリゴンミラー８の回転に基づいて主走査方向Ｙに等角速度で偏向され、走査レンズ１１，１２を透過することでｆθ特性を与えられ、かつ、必要な収差を補正され、感光体ドラム１０２上に結像、走査される。この主走査と感光体ドラム１０２の回転による副走査とで感光体ドラム１０２上に２次元の静電潜像が形成される。
【００１８】
さらに、走査光学系１０には、それぞれの感光体ドラム１０２に画像を書き込む際の水平同期信号を生成するためのＳＯＳセンサ３１（受光素子、具体的にはフォトダイオード）が画像形成領域外に配置されている。このＳＯＳセンサ３１には画像データによる変調駆動前の強制発光ビームが走査レンズ１１，１２を透過した後に照射される。なお、ＳＯＳセンサ３１の受光信号にて水平同期信号を生成し、画像書出しタイミングを制御する処理については従来周知であり、詳細な説明は省略する。
【００１９】
本レーザ走査光学装置１０３は４本のレーザビームを同時に走査するタンデム対応タイプである。但し、図２では簡略化のために一のレーザビームのみを図示している。ポリゴンミラー８、ＳＯＳセンサ３１、走査レンズ１１，１２は４本のレーザビームに共通に配置されており、レーサダイオード４、コリメータレンズ５、スリット板６、ミラー１３は４本のレーザビームごとに配置されている。
【００２０】
（ポリゴンミラーと駆動モータとの関係、図３参照）
ポリゴンミラー８とその駆動モータ（永久磁石３２及びコイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２）との関係を図３を参照して説明する。図３（Ａ）に示すように、ポリゴンミラー８の面数、永久磁石３２の極数、コイルの数はそれぞれ４で等しく、それぞれが略同角度となるように配置されている。コイルＬ１−１，Ｌ１−２はオフセットして（外周に対して角度をずらせて）配置されている。ポリゴンミラー８の回転開始方向を規定するためである。詳細は図６を参照して後述する。この配置であれば、ＳＯＳセンサ３１からの水平同期信号が入力されたタイミングとそれぞれのコイルの極性を切り替えるタイミングが略等しくなる。
【００２１】
図３（Ａ）に示した配置を回転の基準とし、この角度で反射面８ａからの反射ビームにてＳＯＳセンサ３１がビームを検出したとすると、図３（Ｂ）に示すように、ポリゴンミラー８を基準位置よりも４５°回転させた場合には、それぞれのコイルの極性は保持したままである。図３（Ｃ）に示すように、ポリゴンミラー８を基準位置よりも９０°回転させた場合には、反射面８ｂからの反射ビームにてＳＯＳセンサ３１がビームを検出する。また、この反射面８ｂからの反射ビームをＳＯＳセンサ３１が検出した略同じタイミングでそれぞれのコイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２の極性を切り替え、この動作を反射面８ｃ，８ｄ，８ａと繰り返すことで、ポリゴンミラー８を回転させることができる。
【００２２】
補足的に言えば、切り替えタイミングを略同タイミングとしているのは、コイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２の角度がずれているためであり、厳密には、コイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２の極性を切り替えるタイミングが異なる。ＳＯＳセンサ３１から出力される水平同期信号の周期などにより算出したポリゴンミラー８の回転速度と、コイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２のずれ量に基づいてこのタイミングの差異を算出できるので、タイミングをずらせて駆動してもよい。また、図３では永久磁石３２の外周の接線に対して垂直時にコイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２の極性を切り替えている。しかし、実際には、コイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２、永久磁石３２、ポリゴンミラー８の配置が多少ずれていることもあり、このような場合、回転方向とは逆方向に力が発生する可能性もある。それゆえ、前述のように水平同期信号に基づいて逆方向に力が発生しない永久磁石３２の外周の接線に対して垂直時に近いタイミングを算出し、算出したタイミングにてコイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２の極性を中性にし、ある程度惰性回転させた後、前述のように算出したタイミングでコイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２の極性を回転方向へ切り替えてもよい。
【００２３】
（制御機構、図４参照）
次に、レーザ走査光学装置１０３の制御機構を図４を参照して説明する。この制御機構は、制御部４１とモータ駆動部４２と逆起電力検出部４３とレーザ駆動部４４とで構成されている。モータ駆動部はコイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２に供給する電流をトランジスタＴｒ１−１，２，Ｔｒ２−１，２，Ｔｒ３−１，２のオン、オフによって切り替えるようにしたものである。逆起電力検出部４３は駆動モータのコイルＬ１−1（他のコイルであってもよい）の逆起電力を検出するようにした周知の構成からなり、逆起電力の検出信号を制御部４１に出力する。制御部は４１はこの信号に基づいて、起動方法の選択、感光体を劣化させない適正なレーザビームの発光光量、低光量でもＳＯＳセンサ３１がビームを検出可能なゲイン調整値を選択する。
【００２４】
制御部４１からレーザ駆動部４４にレーザ発光信号、光量調整信号を出力することにより、任意の光量に調整したレーザビームを発光させる。また、ＳＯＳセンサ３１がレーザビームを検出したとき、水平同期信号が制御部４１に入力される。制御部４１は、逆起電力検出部４３からの前記信号と同様に、水平同期信号に基づいて適正なレーザビームの発光光量、ＳＯＳセンサ３１のゲイン調整値を選択するとともに、駆動モータのトランジスタＴｒ１−１，２，Ｔｒ２−１，２，Ｔｒ３−１，２への信号を任意のタイミングで出力し、コイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２の極性を切り替えて回転制御を行う。
【００２５】
また、本実施例において、コイルＬ１−１，Ｌ１−２は、図４の下方向に電流を流すときはＳ極、左方向に電流を流すときはＮ極となる。
【００２６】
（制御例、図５〜図９参照）
ポリゴンミラー８の駆動モータを起動するとき、制御部４１は、まず、逆起電力検出部４３からの信号に基づいて逆起電力の有無を判別する（図５のステップＳ１）。逆起電力が検出されなかった場合、制御部４１は以下のステップＳ２〜Ｓ８を実行する。そのシーケンスは図７に示すとおりである。
【００２７】
逆起電力が無い場合（図５のステップＳ１でＹＥＳ）、ポリゴンミラー８が完全に停止している状態である。そこで、初回起動時に感光体を劣化させないレーザの発光光量とＳＯＳセンサ（受光素子）３１が低光量でも検出可能なゲインに設定する（図５、図７のステップＳ２）。このとき、ポリゴンミラー８の回転位置が不明であるため（図６（Ａ）参照）、トランジスタＴｒ２−２，Ｔｒ３−１をオン、他はオフにして、コイルＬ２−１，２をＮ極とし、コイルＬ１−１，２を中性とする（図６（Ｂ）参照）。一定時間この状態を保持することにより、ポリゴンミラー８の回転位置を合わせる（図５、図７のステップＳ３）。
【００２８】
一定時間経過後、図６（Ｃ）に示すように、角度をずらしたコイルＬ１−１，２に相対する永久磁石３２は双方がＮ極であるので、トランジスタＴｒ１−２，Ｔｒ３−１をオン、他はオフにして、コイルＬ１−１，２をＮ極にすることにより、ポリゴンミラー８が回転を開始する（図５、図７のステップＳ４）。
【００２９】
ポリゴンミラー８が回転を開始した後、レーザダイオード４を発光させ（図５、図７のステップＳ５）、ＳＯＳセンサ３１がそのレーザビームを検出し、水平同期信号が制御部４１に入力されると、トランジスタＴｒ１−１，Ｔｒ２−２をオン、他はオフにして、コイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２を図６（Ｄ）に示す極性に切り替える（図５、図７のステップＳ６）。また、水平同期信号を検出した時間に基づいて適正なレーザビームの発光光量、ＳＯＳセンサ（受光素子）３１のゲインに調整する（図５のステップＳ７）。
【００３０】
次回に水平同期信号を検出したとき、各コイルの極性が反転するように、トランジスタＴｒ１−１，２，Ｔｒ２−１，２を切り替え（図５、図７のステップＳ６）、前述のように、水平同期信号を検出した時間に基づいて適正なレーザビームの発光光量、ＳＯＳセンサ３１のゲインに調整し（図５のステップＳ７）、この制御を目標とする回転速度でポリゴンミラー８が定常回転となるまで繰り返す。定常回転になれば（図５のステップＳ８でＹＥＳ）、駆動モータの起動処理を終了する。なお、ステップＳ６〜Ｓ８を実行する際には、図３を参照して補足的に説明したように、コイルＬ１−１，２，Ｌ２−１，２の極性を切り替えるタイミングをずらしてもよい。
【００３１】
次に、モータの起動時に逆起電力が検出された場合（前回の画像描画処理での回転駆動によってポリゴンミラー８が惰性で回転している場合）の制御を示す。逆起電力の電圧波形は惰性回転の速度によって図８に示すように変化する。この電圧波形を検出し（図５、図９のステップＳ９）、検出した電圧波形に基づいて、レーザビームの発光光量、ＳＯＳセンサ３１のゲイン調整値を算出し、それらの制御信号をレーザ駆動部４４、ＳＯＳセンサ３１にそれぞれ出力し、調整する（図５、図９のステップＳ１０）。
【００３２】
また、逆起電力の電圧波形は、図８に示すように、惰性回転の回転速度が高い場合は振幅及び周波数が大きく、回転速度が低い場合は振幅及び周波数が小さくなる。よって、振幅の大きさ又は基準となる電圧値の立ち上り時の周期を検出すれば惰性回転の回転速度を想定することができる。
【００３３】
そして、レーザビームの発光光量やＳＯＳセンサ３１のゲインを調整後、レーザダイオード４を発光させ（図５のステップＳ５）、以後は前記ステップＳ６〜Ｓ８と同様の処理を実行する。
【００３４】
以上のごとく、本実施例においては、ポリゴンミラー８の駆動モータを起動する際に、該モータの逆起電力の状態を検出し、逆起電力の状態に応じて駆動方法を選択するとともに、レーザビームの光量を調整するため、ポリゴンミラー８の一時停止後の再起動時（つまり、前回の描画終了直後でロータ部が惰性で回転している場合）において起動時間が短縮される。
【００３５】
（他の実施例）
なお、本発明に係るレーザ走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００３６】
例えば、それぞれの光源は一つの発光源を有するものであっても、複数の発光源を有するマルチビーム方式であってもよい。また、走査レンズなどの光学系の構成は任意である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明は、レーザ走査光学装置に有用であり、特に、ポリゴンミラーの一時停止後の再起動時間を短縮できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３８】
３…光源部
４…レーザダイオード
８…ポリゴンミラー
１０…走査光学系
３１…ＳＯＳセンサ
３２…永久磁石
１０２…感光体ドラム
１０３…レーザ走査光学装置
Ｌ１−１，２，Ｌ２−１，２…コイル
【図１】
2012171125.tif 000003
【図２】
2012171125.tif 000004
【図３】
2012171125.tif 000005
【図４】
2012171125.tif 000006
【図５】
2012171125.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012171125.tif 000009
【図８】
2012171125.tif 000010
【図９】
2012171125.tif 000011