JPH1164749A - 光ビーム走査装置およびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリゴンモータの定速回転速度に立ち上げる
時間を短縮しつつ、省エネルギーの効果を高めた光ビー
ム走査装置を提供する。 【解決手段】 非描画期間になると、モータ制御回路６
００は、定速回転発生回路５０２からローレベルの定速
回転信号を受信すると、直ちにハイレベルのモータ制御
信号をモータ駆動回路５００のドライバー５０１に出力
し、ポリゴンモータ４１０を定速回転速度まで駆動さ
せ、定速回転発生回路５０２から受信する定速回転信号
のＯＮエッジに応答してタイマー６０３を起動し、一定
期間（例えば、２．５秒）経過後までハイレベルのモー
タ制御信号を出力し続け、その後ポリゴンモータ４１０
の駆動を停止させ、以後このような間欠駆動を繰り返
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ビーム走査装置
およびこれを用いた画像形成装置に関し、特に非描画期
間におけるポリゴンモータの駆動制御技術の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタなどに用いられる光走査
ユニットにおいては、画像データで変調された光ビーム
をポリゴンミラーのミラー面で偏向させ、感光体ドラム
表面を走査して画像を形成するようになっている。この
ため、ポリゴンミラーを回転駆動するモータ（以下、
「ポリゴンモータ」という。）は、光ビームの走査時に
ポリゴンミラーを規定の回転速度に維持するように制御
する必要がある（この感光体ドラムに一連の画像を形成
する期間を以下、単に「描画期間」といい、ポリゴンモ
ータの規定の回転速度を以下、単に「定速回転速度」と
いう。）。

【０００３】ところで、作業性の向上の観点から、パー
ソナルコンピュータなどからプリンタにプリントすべき
画像データが送られてきた場合、最初の１枚目のプリン
トができあがるまで（以下、これを「ファーストプリン
ト」という。）の時間の短縮化の要請があり、ポリゴン
モータの定速回転速度（３万〜５万ｒｐｍ）が益々速く
なる傾向にある現状の下では、これに比例して回転停止
状態から定速回転速度に達するまでの時間が長くなるた
め、ファーストプリントまでの時間の短縮化の要請が益
々大きくなっている。この要請に応えるためには、感光
体ドラムへの一連の画像形成が終了してから次の一連の
画像形成が開始されるまでの期間（この期間を以下、
「非描画期間」という。）においても、ポリゴンモータ
を定速回転速度に維持しておくのが望ましい。その一
方、定速回転速度に維持しておくと非描画期間における
ポリゴンモータの電力消費が無駄になるため、省エネの
要請の観点からは、非描画期間においては、ポリゴンモ
ータへの電力供給を停止し、ポリゴンミラーの回転を停
止させるのが望ましいが、こうするとファーストプリン
トまでの時間の短縮化の要請に答えられなくなる。

【０００４】そこで、従来の光ビーム走査装置では、非
描画期間にポリゴンモータの回転速度を例えば描画期間
の定速回転速度の１／２の回転速度（以下、「半速回
転」という。）で回転させておくことにより、ポリゴン
モータの定速回転速度に立ち上げる時間の短縮と、消費
電力の低減とを図るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ビーム走査装置では、省エネ効果をわずかしかえるこ
とができなった。すなわち、ポリゴンモータには一般に
ボールベアリング軸受けを用いたＤＣモータが使用され
ているが、ポリゴンモータを半速回転させるためには、
半速回転を継続するためにはＤＣモータの特性から定速
回転速度時より大きなトルクを必要とし、半速回転時に
はＤＣモータの駆動コイルに流れる電流も定速回転速度
時のほぼ７０％必要となる。このため、半速回転時には
定速回転時の７０％の電力を消費するため、わずか３０
％の省エネ効果しかえることができなかった。

【０００６】また、非描画期間に常時半速回転させてい
るので、ポリゴンモータの軸受けのベアリングなどの無
用な消耗も発生し、ポリゴンモータの寿命が短くなると
いう別の問題も生じた。

【０００７】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、ポリゴンモータの定速回転速度に立ち上げ
る時間の短縮を維持しつつ、省エネルギーの効果を飛躍
的に高めた光ビーム走査装置およびこれを用いた画像形
成装置を提供することを第１の目的とする。

【０００８】また、本発明は、ポリゴンモータの寿命の
短縮を防止した光ビーム走査装置およびこれを用いた画
像形成装置を提供することを第２の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光ビーム走査装置は、モータで定速回
転される多面鏡に、画像データで変調された光ビームを
入射して、感光体上を光走査する光ビーム走査装置であ
って、前記感光体に一連の画像を形成する描画期間中に
は前記モータが所定の定速回転速度になるように制御
し、非描画期間中には間欠的に駆動するように制御する
モータ駆動制御手段を備えることを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る光ビーム走査装置にお
いては、前記モータが、空気軸受け方式のモータである
ことを特徴とする構成とすることもできる。

【００１１】また、本発明に係る光ビーム走査装置にお
いては、前記モータ駆動制御手段が、前記非描画期間に
おける駆動時間が非駆動時間の２５％以下となるように
制御することを特徴とする構成とすることもできる。

【００１２】また、本発明に係る光ビーム走査装置にお
いては、前記モータ駆動制御手段が、前記非描画期間に
おいて、前記モータの駆動を周期的に実行し、当該１周
期における駆動時間が非駆動時間を超えないようにする
とともに、当該駆動時においてＰＷＭ制御することを特
徴とする構成とすることもできる。

【００１３】また、本発明に係る光ビーム走査装置にお
いては、前記モータ駆動制御手段が、前記描画期間にお
いてもＰＷＭ制御してモータを駆動制御しており、当該
描画期間におけるＰＷＭ制御の周波数より非描画期間に
おける駆動時のＰＷＭ制御の周波数が低く設定されてい
ることを特徴とする構成とすることもできる。

【００１４】また、本発明に係る光ビーム走査装置にお
いては、前記モータ駆動制御手段が、間欠駆動における
駆動時に前記モータが所定の回転速度になると当該駆動
を停止するように制御することを特徴とする構成とする
こともできる。

【００１５】さらに、本発明に係る画像形成装置は、感
光体を光ビーム走査装置で露光走査して画像を形成する
画像形成装置であって、上記のいずれかの光ビーム走査
装置により、感光体を露光走査して画像を形成すること
を特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
の実施形態を、プリンタを例にして説明する。

【００１７】（実施の形態１）図１は、プリンタの全体
の構成を示す図である。同図に示すように、プリンタＰ
Ｒは、画像を電子写真方式により再現するものであっ
て、パーソナルコンピュータなどから画像データを受信
し、レーザダイオードの駆動信号などを出力する制御部
１００と、転写ベルト１１が張架されてなる記録シート
搬送部１０と、搬送ベルト１１上に配設される画像形成
プロセス部２０と、画像形成プロセス部２０の感光体ド
ラム２１表面を光ビームでシート搬送方向と直交する主
走査方向に走査する光走査ユニット３０と、記録シート
搬送部１０の記録シート搬送方向上流側（以下、単に
「上流側」という。）に配置された給紙部６０と、シー
ト搬送方向下流側（以下、単に「下流側」という。）に
配置された定着部７０などを備えている。

【００１８】記録シート搬送部１０は、無端状の搬送ベ
ルト１１と、この搬送ベルトが巻き掛けられる駆動ロー
ラ１２および従動ローラ１３とからなり、搬送ベルト１
１上の記録シートＳを一定速度で搬送するようになって
いる。

【００１９】画像形成プロセス部２０は、感光体ドラム
２１と、これを中心にしてその周囲に配置された、クリ
ーナ２２、イレーサランプ２３、帯電チャージャ２４、
現像器２５、および搬送ベルト１１を介して感光体ドラ
ム直下に配設される転写チャージャ２６などを備えてい
る。

【００２０】光走査ユニット３０は、制御部１００から
出力された駆動信号を受けて画像データで変調された光
ビームを出射するレーザダイオード３０１や、この光ビ
ームを偏向して感光体ドラム２１を主走査方向に露光走
査させるためのポリゴンミラー４４０を有する光偏向器
４００などを備える。なお、この詳細は、後述する。

【００２１】給紙部６０は、所定サイズの記録シートＳ
を積層収納しておくための給紙カセット６１と、この記
録シートＳを給紙カセット６１から繰り出すための給紙
ローラ６２と、搬送ベルト１１に所定のタイミングで繰
り出すためのレジストローラ６３とからなる。

【００２２】また、レジストローラ６３および排紙ロー
ラ８０の近傍に記録シートＳを光学的に検出するセンサ
ＳＥ１，ＳＥ２がそれぞれ配設されており、センサＳＥ
１で記録シートＳの先端を検出して、レジストローラ６
３による搬送ベルト１１に給紙を実行するタイミング
や、像形成におけるタイミングを取り、センサＳＥ２で
紙詰まりを検出するようになっている。

【００２３】光走査ユニット３０のレーザダイオード３
０１は、上記制御部１００からの駆動信号を受けて光ビ
ームを出射し、このレーザ光が、定速回転駆動されるポ
リゴンミラー４４０のミラー面で反射して偏向され、感
光体ドラム２１の表面を露光走査する。

【００２４】感光体ドラ２１は、上記露光を受ける前に
クリーナ２２で表面の残留トナーを除去され、さらにイ
レーサランプ２３に照射されて除電された後、帯電チャ
ージャ２４により一様に帯電されており、このように一
様に帯電した状態で上記レーザ光による露光を受ける
と、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。
各静電潜像は、現像器２５からトナーの供給を受けて現
像され、これにより感光体ドラム２１表面にトナー像が
それぞれ形成される。

【００２５】一方、記録シートＳが上記感光体ドラム２
１の像形成動作と同期して、給紙部６０における給紙カ
セット６１から記録シートＳが給紙ローラ６２、レジス
トローラ６３および搬送ベルト１１によって感光体ドラ
ム２１直下の転写位置まで給紙される。この転写位置に
おいて、搬送ベルト１１の裏に設置された転写チャージ
ャ２６の静電力により、感光体ドラム２１に形成された
トナー像が記録シートＳ上に転写される。その後、トナ
ー像が転写された記録シートＳは、搬送ベルト１１，８
１により定着装置５０まで搬送され、定着装置７０によ
り記録シート表面のトナー粒子がシート表面に溶融付着
して定着され、排紙ローラ８０により排紙トレイ９０上
に排出される。

【００２６】図２は、図１の光走査ユニット３０および
その付近の詳細を示す上面図である。同図に示すよう
に、光走査ユニット３０は、ケーシング３００の内部
に、レーザダイオード３０１と、制御部１００から出力
された画像データに基づいてレーザダイオード３０１に
駆動信号を出力し、レーザダイオード３０１から画像デ
ータで変調された光ビームを出射させるレーザダイオー
ド駆動回路２００と、この光ビームを平行光線に変える
コリメータレンズ３０２と、平行光線をポリゴンミラー
４４０のミラー面において副走査方向（ポリゴンモータ
４１０の回転軸方向）に集光させるシリンドリカルレン
ズ３０３と、光偏向器４００と、複数のレンズ群からな
り、ポリゴンミラー４４０で所定の角速度で偏向された
光ビームが感光体ドラム表面で一定の主走査速度となる
ように変化させ、感光体ドラム２１上の主走査ラインの
ドットピッチが一定となるように集光するｆθレンズ３
０６と、光ビームの主走査ラインが直線になるように光
ビームを感光体ドラム２１表面の副走査方向にのみ集光
させるシリンドリカルレンズ３０７と、光ビームを反射
する折返しミラー３０８と、光ビームを透過させるウイ
ンドガラス３０９と、ｆθレンズ３０６を介する光ビー
ムを反射するＳＯＳ（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ Ｓｃａｎ）ミ
ラー３１０と、ＳＯＳミラー３１０により反射された光
ビームを受光し、主走査開始位置を検出し、各主走査ラ
インの主走査開始位置を揃えるためのＳＯＳセンサー３
１１等を備える。

【００２７】また、ケーシング３００外部の光偏向器４
００近傍にはモータ駆動回路５００が実装され、モータ
駆動回路５００の近傍にはモータ制御回路６００が実装
され、レーザダイオード駆動回路２００の近傍には制御
部１００が実装されている。

【００２８】図３は、図１，図２の光偏向器４００の詳
細な構成を示す一部切り欠き断面図である。光偏向器４
００は、ポリゴンモータ４１０と、ポリゴンモータ４１
０によって回転駆動される８面のミラー面を有するポリ
ゴンミラー４４０と、ポリゴンモータ４１０およびポリ
ゴンミラー４４０を気密的に外囲する気密キャップ４５
０とを備えている。気密キャップ４５０の前面側にはウ
インドガラス４５１が設けられており、機密性を維持し
ながら光ビームを透過させるようになっている。ポリゴ
ンモータ４１０は、モータ取付板４１１に立設される円
筒状のステータ４２０と、ステータ４２０を中心として
その周りを非接触で回転する２層カップ状のローター４
３０とを備え、動圧空気軸受け方式のアウターローター
型ＤＣモータである。

【００２９】ステータ４２０の周囲外方には、駆動コイ
ル４２１がリング状に配設され、ステータ４２０の外周
面には空気軸受けを形成するための杉綾型の溝４２２が
刻設され、ステータ４２０の円筒内部にはその上下を仕
切る仕切４２３が形成されている。また、ステータ４２
０の外周面と仕切４２３の上部空間との間には挿通孔４
２４が形成され、仕切４２３にはその上部空間と下部空
間とに連通する挿通孔４２５が形成されている。ロータ
ー４３０の内カップ４３１は、ステータ４２０に嵌挿さ
れ、外カップ４３２の内周面にはマグネット４３３が固
着され、ポリゴンミラー４４０が外カップ４３２上部端
部と押さえ部材４３４とで挟まれて内カップ４３１に固
着されている。

【００３０】駆動コイル４２１に電流が流されてロータ
４３０が回転されると、気密キャップ４５０内の空気
は、ステータ４２０とロータ４３０の内カップ４３１と
の間を通り、挿通孔４２４を介して仕切４２３の上部空
間に送り込まれるポンピング作用が発生する。また、仕
切４２３の上部空間の空気は、ステータ４２０とロータ
４３０の内カップ４３１との間を通り、挿通孔４２４を
介して再び仕切４２３の上部空間に送り込まれるポンピ
ング作用が発生する。この際、仕切４２３の上部空間の
空気が加圧され、加圧空気によりロータ４３０がステー
タ４２０の上端部から少し浮き上げられる。仕切４２３
の上部空間の空気の圧力が所定値より高くなると、仕切
４２３上部空間の空気の一部は挿通孔４２５を介して外
部に放出される。このようなロータ４３０が回転するこ
とによって発生するポンピング作用によって、ポリゴン
モータ４１０には、ステータ４２０とロータ４３０とが
非接触状態になる動圧軸受けが形成される。この動圧軸
受けでの摩擦力はほぼ０であり、アウターロータの構造
上大きな慣性を伴うので、描画期間において定速性を要
求されるポリゴンミラー４４０の駆動に適しており、非
描画期間における慣性回転時間の延長にも適している。
さらに、ポンピング作用によって気密キャップ４５０内
の空気が減圧されるので、ポリゴンミラー４４０に加わ
る空気抵抗が非常に弱くなり、慣性回転の時間をさらに
長くすることができる。

【００３１】図４は、ポリゴンモータを定速回転速度か
ら慣性回転に移行した後の回転速度の時間的な変化、す
なわち減速特性を表す図である。図中に示す曲線のグラ
フＬａは、本実施の形態のポリゴンモータ４１０を使用
し、気密キャップ４５０を取り外した場合の減速特性を
示しており、定速回転速度からモータの回転が停止する
までに要する時間、すなわち慣性回転時間は、ほぼ２分
であった。この場合、慣性回転の初期に回転速度の減速
が大きく、その後は、なだらかに減速していく。これ
は、ポリゴンミラー４４０に加わる空気抵抗が高速回転
時には大きく、低速になるほど小さくなるためである。
ちなみに、一般に使用されているボールベアリング軸受
け方式のモータの場合には、ボールベアリングの摩擦力
がさらに加わるため、慣性回転時間は、せいぜい１分で
あった。したがって、ポリゴンモータの軸受けを空気軸
受けにすることで、慣性回転時間が２倍以上に伸びるこ
とがわかる。

【００３２】図中に示すグラフＬｂは、本実施の形態の
ポリゴンモータ４１０に気密キャップ４５０を取り付け
た場合の減速特性を示しており、空気軸受けと、気密キ
ャップ４５０の減圧とにより、慣性回転時間が４分程度
にまで伸びた。この場合、気密キャップ４５０内の減圧
により慣性期間初期の高速回転時にポリゴンミラー４４
０に加わる空気抵抗が小さくなるため、直線的に減速し
ていく。したがって、ポリゴンミラー４４０の部分を気
密減圧することで、減速が緩和され、定速回転速度近傍
に維持できる期間が長くなり、慣性回転時間がさらにほ
ぼ２倍に伸びることがわかる。

【００３３】図中に示す曲線のグラフＬｃは、本実施の
形態のポリゴンモータ４１０に気密キャップ４５０を取
り付け、さらに、ミリ秒オーダの短期間ずつ間欠駆動し
た場合の減速特性を示しており、慣性回転時間が１０分
程度にまで伸びた。この場合、間欠駆動によって減速が
さらに緩和され、定速回転速度近傍に維持できる期間が
さらに長くなり、慣性回転時間をさらに延長させること
ができる。

【００３４】本願発明者は、慣性回転の減速がこの間欠
駆動により緩和できる点に着目し、非描画期間において
省エネルギーでＬｃの減速特性の緩和をさらに拡大する
ようにモータを間欠的に駆動する技術を案出した。

【００３５】図５は、制御部１００およびこれに関連す
る制御系のブロック図である。制御部１００は、ＣＰＵ
１０１と、パーソナルコンピュータなどから画像データ
を受信するためのインタフェース部１０２と、文字コー
ドに対応したフォントや、レーザダイオード駆動回路２
００における画像形成動作に関するプログラムなどを格
納するＲＯＭ１０３と、パーソナルコンピュータなどか
ら画像データを一時的に記憶するとともに、種々のワー
クエリアを提供するＲＡＭ１０４とを備えている。

【００３６】そして、ＣＰＵ１０１は、各種センサの入
力を受ける一方、ＲＯＭ１０３から必要なプログラムを
読み出して、パーソナルコンピュータなどから画像デー
タの受信、感光体ドラム２１の駆動、記録シートＳの給
紙などの動作のタイミングをとりながら統一的に制御し
て円滑なプリント動作を実行させる。すなわち、ＣＰＵ
１０１は、画像データを受信すると、ＲＡＭ１０４にお
いて画像データを１頁分ずつプリントデータに頁展開
し、頁展開が終わると、モータ制御回路６００に出力す
る描画制御信号をハイレベルにし、描画期間になったこ
とを通知するとともに、ＳＯＳセンサー３１１からＳＯ
Ｓ信号を受信するごとに、１頁分のプリントデータを１
走査ラインずつレーザダイオード駆動回路２００に出力
し、全ての頁のプリントデータをレーザダイオード駆動
回路２００に出力し終わると、モータ制御回路６００に
出力する描画制御信号をローレベルにし、描画期間が終
了したこと、すなわち非描画期間になったことを通知す
る。

【００３７】ＣＰＵ１０１から描画制御信号を受けるモ
ータ制御回路６００は、例えば１チップマイコンで構成
されており、その内部にモータ制御に関するプログラム
などを格納するＲＯＭ６０１と、種々のワークエリアを
提供するＲＡＭ６０２と、タイマー６０３とを備えてい
る。

【００３８】モータ駆動回路５００は、ポリゴンモータ
４１０の駆動コイル４２１を駆動するトランジスタ（不
図示）などを備え、モータ制御回路６００から受信する
モータ制御信号に応じてポリゴンモータ４１０を駆動す
るドライバー５０１と、マグネット４３３を検出するホ
ール素子４３５からの回転速度検出信号を受け、所定の
基準値と比較することによりポリゴンモータ４１０が定
速回転速度であるか否かを表す定速回転信号をモータ制
御回路６００に出力する定速回転発生回路５０２とから
なる。

【００３９】このモータ駆動回路５００と、モータ制御
回路６００とで、一種のＰＬＬ回路が構成されており、
モータ制御回路６００は、ＣＰＵ１０１から描画制御信
号を受信するともにモータ駆動回路５００の定速回転発
生回路５０２から定速回転信号を受信する一方、ＲＯＭ
６０１から必要なプログラムを読み出して、描画制御信
号が描画期間を表しているか否か、定速回転信号が定速
回転を表しているか否かに基づいて、モータ駆動回路５
００のドライバー５０１に出力するモータ制御信号のＯ
Ｎ、ＯＦＦのタイミングをとりながら統一的に制御して
円滑なポリゴンモータ４１０の回転駆動を実行させる。

【００４０】（モータの制御例１）図６は、モータ制御
回路６００が実行するモータ制御の制御例１のタイミン
グチャートを示す波形図である。描画期間においては、
このモータ駆動回路５００と、モータ制御回路６００と
で、一種のＰＬＬ回路が構成されており、モータ制御回
路６００は、ＣＰＵ１０１からハイレベルの描画制御信
号を受信すると（図６（ａ）参照）、ハイレベルのモー
タ制御信号をモータ駆動回路５００のドライバー５０１
に出力する（図６（ｂ）参照）。これにより、ドライバ
ー５０１のトランジスタが導通し、ポリゴンモータ４１
０が回転される。ポリゴンモータ４１０が定速回転速度
に達すると、モータ駆動回路５００の定速回転発生回路
５０２からモータ制御回路６００にハイレベルの定速回
転信号が返される（図６（ｃ）参照）。モータ制御回路
６００は、描画期間中、常時、定速回転信号がハイレベ
ル、すなわちポリゴンモータ４１０が定速回転をするよ
うに（図６（ｃ）参照）、モータ制御信号をドライバー
５０１に出力する。

【００４１】非描画期間になると、ＣＰＵ１０１から受
信した描画制御信号がハイレベルからローレベルに立ち
下がるが（以下、この立ち下がりを「ＯＦＦエッジ」と
いう。）、モータ制御回路６００は、このＯＦＦエッジ
に応答してタイマー６０３を起動し、一定期間Δｔ１
（例えば、２．５秒）経過後までハイレベルのモータ制
御信号を出力するようになっている（図６（ｂ）参
照）。また、定速回転発生回路５０２からローレベルの
定速回転信号を受信すると、モータ制御回路６００は、
直ちにハイレベルのモータ制御信号を出力し（図６
（ｂ）参照）、ポリゴンモータ４１０を定速回転速度ま
で駆動させ、約２秒後に定速回転発生回路５０２から受
信する定速回転信号がローレベルからハイレベルに立ち
上がるが（以下、この立ち上がりを「ＯＮエッジ」とい
う。）、このＯＮエッジに応答してタイマー６０３を起
動し、一定期間Δｔ２（例えば、２．５秒）経過後まで
ハイレベルのモータ制御信号を出力するようになってい
る（図６（ｂ）参照）。これは、ポリゴンモータ４１０
の駆動を２．５秒引き延ばすと、ほぼ３０秒間程度、定
速回転速度で慣性回転し続けるためである。

【００４２】この場合、ポリゴンモータ４１０の慣性回
転による回転低下を防止するため、約３４．５秒間隔で
４．５秒間ポリゴンモータ４１０が間欠的に駆動される
が、この間２秒間だけ定速回転速度より低くなるだけで
あるので、非描画期間の全期間にわたってポリゴンモー
タ４１０がほぼ定速回転速度を維持している。このた
め、迅速にファーストプリントを実行することが可能に
なる。また、ポリゴンモータ４１０の駆動時間４．５秒
で非駆動時間３０秒で、駆動時間が非駆動時間の１５％
となり、この駆動時間中にはＤＣモータの特性から定速
回転速度時と同じ小さなトルクですみ、駆動コイル４２
１に流れる電流も定速回転速度と同じわずかな電流です
む。したがって、非描画期間における駆動時間がほぼ１
５％となり、しかも駆動時間における消費電力も少ない
ので、飛躍的な省エネルギーの効果を得ることができ
る。さらに、空気軸受け方式のモータを使用しているの
で、従来生じていた軸受けのベアリングなどの無用な消
耗も防止でき、ポリゴンモータの寿命が短くなるという
問題も解消することができる。

【００４３】（モータの制御例２）図７は、モータ制御
回路６００が実行するモータ制御の制御例２のタイミン
グチャートを示す波形図である。図６の制御例１では、
定速回転発生回路５０２から受信する定速回転信号のＯ
ＦＦエッジに応答してタイマー６０３を起動し、一定期
間Δｔ２経過後までは定速回転信号のレベルの如何にか
かわらずハイレベルのモータ制御信号を出力するように
していたが、本制御例２では、モータ制御回路６００
は、定速回転信号がＯＮエッジになると、直ちにローレ
ベルとするモータ制御信号を出力するようになっている
（図７（ｂ）参照）。その他の制御については、制御例
１と同様である。

【００４４】これにより、ポリゴンモータ４１０が定速
回転速度で慣性回転する時間も１０秒程度に短縮され、
約１２秒間隔でポリゴンモータ４１０が間欠的に駆動さ
れることになり、ポリゴンモータ４１０の駆動時間２秒
で非駆動時間１０秒で、駆動時間が非駆動時間の２０％
となり、非描画期間における駆動時間も必要最小限に削
減させて消費電力を低減することができ、しかも、タイ
マーを起動する必要がなくなり、モータ制御回路６００
の機能が簡略化することができる。

【００４５】（実施の形態２）図８は、モータ制御系の
ブロック図である。同図に示すようにモータ制御回路６
００には、プリンタＰＲ全体の制御タイミングを取るた
めのクロックカウンタ６１０からのカウンタ信号が入力
される。実施の形態１においては、モータ制御回路６０
０は、定速制御信号のＯＦＦエッジに応答してモータ制
御信号をハイレベルにしていたが、本実施の形態では、
モータ制御回路６００は、ＲＡＭ６０２内に設けたカウ
ンタでクロックカウンタ６１０からのカウンタ信号のパ
ルス数をカウントし、所定のパルス数（例えば、４パル
ス、３０秒間隔）ごとに強制回転信号を作成し、この強
制回転信号に基づいてモータ制御信号を出力するように
なっている。他の構成については、実施の形態１と同様
である。

【００４６】（モータの制御例３）図９は、図８のモー
タ制御回路６００が実行するモータ制御の制御例３のタ
イミングチャートを示す波形図である。実施の形態１で
は、定速回転信号が任意のタイミングで出力されるので
任意のタイミングで間欠駆動されるが、本実施の形態で
は、強制回転信号が３０秒間隔で出力され（図９（ｃ）
参照）、ハイレベルの強制回転信号によって２．５秒間
ポリゴンモータ４１０を駆動するようになっている。

【００４７】このため、ポリゴンモータ４１０を定速回
転速度から２〜３割減速の範囲で定期的に駆動し、消費
電力を低減することができ、しかも、装置全体の制御タ
イミングと同期できるので、装置全体の個々の電力消費
を時間的に分散させることにより、突発的に消費電力が
大きくなることを防ぐことができる。

【００４８】（モータの制御例４）図１０は、モータ制
御回路６００が実行するモータ制御の制御例４のタイミ
ングチャートを示す波形図である。制御例３では、ハイ
レベルの強制回転信号によって２．５秒間ポリゴンモー
タ４１０を駆動したが、本制御例では、定速回転信号の
ＯＮエッジで（図１０（ｂ）参照）に応答して、モータ
制御信号をローレベルにするようになっている。

【００４９】このため、非描画期間における駆動時間も
必要最小限に削減させて消費電力を低減することができ
る。

【００５０】（モータの制御例５）図１１は、モータ制
御回路６００が実行するモータ制御の制御例５のタイミ
ングチャートを示す波形図である。制御例３，４におい
ては、非描画期間になると一定期間ハイレベルのモータ
制御信号を出力し、強制回転信号のＯＮエッジに応答し
てハイレベルのモータ制御信号を出力したが、本制御例
では、モータ制御回路６００は、このモータ制御信号に
代えてモータ駆動クロックを出力するようになってい
る。このモータ駆動クロックは、例えば、数Ｈｚオーダ
でｄｕｔｙ５０％の信号であり、モータ制御回路６００
は、ポリゴンモータ４１０をＰＷＭ制御するようになっ
ている。なお、モータ制御回路６００は、描画期間にお
いてもポリゴンモータ４１０をモータ駆動クロックでＰ
ＷＭ制御するようになっていおり、この描画期間のモー
タ駆動クロックは、数ＭＨｚオーダでｄｕｔｙ５０％の
信号である。

【００５１】本制御例では、強制回転信号が３０秒間隔
で出力され（図１１（ｃ）参照）、強制回転信号のＯＮ
エッジによって５秒間、モータ駆動クロックでポリゴン
モータ４１０を駆動するようになっている（図１１
（ｂ）参照）。

【００５２】この場合、駆動時間が５秒間に延長される
が、ｄｕｔｙ５０％であるので、実質的な駆動時間が
２．５秒で制御例３と同じになる。また、描画期間より
非描画期間のモータ駆動クロックの周波数が低いので、
非描画期間の方がドライバー５０１のトランジスタの消
費電力を描画期間より低下させることができ、しかもド
ライバー５０１の構成を簡単にすることができる。

【００５３】（モータの制御例６）図１２は、モータ制
御回路６００が実行するモータ制御の制御例６のタイミ
ングチャートを示す波形図である。制御例５では、強制
回転信号のＯＮエッジによって５秒間、ポリゴンモータ
４１０をＰＷＭ駆動したが、本制御例では、定速回転信
号のＯＮエッジで（図１２（ｂ）参照）に応答して、モ
ータ駆動クロックの出力を停止するようになっている。
このため、非描画期間における駆動時間も必要最小限に
削減させて消費電力を低減することができる。

【００５４】（変形例）以上、本発明に係る光ビーム走
査装置および画像形成装置を実施の形態に基づいて説明
してきたが、本発明の内容が、上述の実施の形態に限定
されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えら
れる。

【００５５】上述の実施の形態においては、気密キャッ
プ４５０により気密減圧するようにしたが、間欠駆動だ
けで慣性回転を補助するようにしてもよく、ポリゴンミ
ラー４４０の面数を増やすことにより、これに加わる空
気抵抗を減らすようにしてもよい。

【００５６】また、上記実施の形態では、ポリゴンモー
タが定速回転速度に達すると駆動を停止するようにした
が、定速回転速度より低い速度（例えば、定速回転速度
の９０％）になっときに駆動を停止するようにしてもよ
い。

【００５７】さらに、上記実施の形態では、プリンタに
ついて説明したが、複写機など他の画像形成装置にも適
用できる。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る光ビーム走
査装置によれば、モータ駆動制御手段が前記感光体に一
連の画像を形成する描画期間中には前記モータが所定の
定速回転速度になるように制御し、非描画期間には間欠
的に駆動するように制御するので、ポリゴンモータの定
速回転速度に立ち上げる時間の短縮を維持しつつ、省エ
ネルギーの効果を飛躍的に高めることができる。

【００５９】また、本発明に係る光ビーム走査装置によ
れば、前記モータが、空気軸受け方式のモータであるの
で、当該軸受けに係る抵抗を大幅に低減して慣性回転を
維持することができ、従来生じていた軸受けのベアリン
グなどの無用な消耗も防止でき、ポリゴンモータの寿命
が短くなるという問題も解消することができる。

【００６０】また、本発明に係る光ビーム走査装置によ
れば、前記モータ駆動制御手段が、前記非描画期間にお
ける駆動時間が非駆動時間の２５％以下となるように制
御するので、非描画期間における消費電力の低減を確実
に実行することができる。

【００６１】また、本発明に係る光ビーム走査装置によ
れば、前記モータ駆動制御手段が、前記非描画期間にお
いて、前記モータの駆動を周期的に実行し、当該１周期
における駆動時間が非駆動時間を超えないようにすると
ともに、当該駆動時においてＰＷＭ制御するので、非描
画期間における消費電力の低減を確実かつ簡単に実行す
ることができる。

【００６２】また、本発明に係る光ビーム走査装置によ
れば、前記モータ駆動制御手段が、前記描画期間におい
てもＰＷＭ制御してモータを駆動制御しており、当該描
画期間におけるＰＷＭ制御の周波数より非描画期間にお
ける駆動時のＰＷＭ制御の周波数が低く設定されている
ので、描画期間におけるモータの定速回転駆動を簡単に
実行することができ、しかも非描画期間におけるモータ
の駆動を描画期間よりも低い電力で実行することができ
る。

【００６３】また、本発明に係る光ビーム走査装置によ
れば、前記モータ駆動制御手段が、間欠駆動における駆
動時に前記モータが所定の回転速度になると当該駆動を
停止するように制御するので、非描画期間における駆動
時間も必要最小限に削減させて消費電力を低減すること
ができる。

【００６４】さらに、本発明に係る画像形成装置によれ
ば、上記いずれかの光ビーム走査装置により、感光体を
露光走査して画像を形成するので、ポリゴンモータの定
速回転速度に立ち上げる時間の短縮を維持しつつ、省エ
ネルギーの効果を飛躍的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリンタの全体の構成を示す図である。

【図２】図１の光走査ユニット３０およびその付近の詳
細を示す上面図である。

【図３】図１，図２の光偏向器４００の詳細な構成を示
す一部切り欠き断面図である。

【図４】ポリゴンモータ４１０の減速特性を表す図であ
る。

【図５】制御部１００およびこれに関連する制御系のブ
ロック図である。

【図６】モータ制御の制御例１のタイミングチャートを
示す波形図である。

【図７】モータ制御の制御例２のタイミングチャートを
示す波形図である。

【図８】実施の形態２のモータ制御系のブロック図であ
る。

【図９】モータ制御の制御例３のタイミングチャートを
示す波形図である。

【図１０】モータ制御の制御例４のタイミングチャート
を示す波形図である。

【図１１】モータ制御の制御例５のタイミングチャート
を示す波形図である。

【図１２】モータ制御の制御例６のタイミングチャート
を示す波形図である。

【符号の説明】

１０ 記録シート搬送部 ２０ 画像形成プロセス部 ３０ 光走査ユニット ４００ 光偏向器 ４１０ ポリゴンモータ ４４０ ポリゴンミラー ４５０ 気密キャップ ５００ モータ駆動回路 ５０１ ドライバー ５０２ 定速回転発生回路 ６００ モータ制御回路 ＰＲ プリンタ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータで定速回転される多面鏡に、画像
   データで変調された光ビームを入射して、感光体上を光
   走査する光ビーム走査装置であって、 前記感光体に一連の画像を形成する描画期間中には前記
   モータが所定の定速回転速度になるように制御し、非描
   画期間中には間欠的に駆動するように制御するモータ駆
   動制御手段を備えることを特徴とする光ビーム走査装
   置。
2. 【請求項２】 前記モータは、空気軸受け方式のモータ
   であることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査
   装置。
3. 【請求項３】 前記モータ駆動制御手段は、前記非描画
   期間における駆動時間が非駆動時間の２５％以下となる
   ように制御することを特徴とする請求項２に記載の光ビ
   ーム走査装置。
4. 【請求項４】 前記モータ駆動制御手段は、前記非描画
   期間において前記モータの駆動を周期的に実行し、当該
   １周期における駆動時間が非駆動時間を超えないように
   するとともに、当該駆動時においてＰＷＭ制御すること
   を特徴とする請求項２に記載の光ビーム走査装置。
5. 【請求項５】 前記モータ駆動制御手段は、前記描画期
   間においてもＰＷＭ制御してモータを駆動制御してお
   り、当該描画期間におけるＰＷＭ制御の周波数より非描
   画期間における駆動時のＰＷＭ制御の周波数が低く設定
   されていることを特徴とする請求項４に記載の光ビーム
   走査装置。
6. 【請求項６】 前記モータ駆動制御手段は、間欠駆動に
   おける駆動時に前記モータが所定の回転速度になると当
   該駆動を停止するように制御することを特徴とする請求
   項１ないし５のいずれかに記載の光ビーム走査装置。
7. 【請求項７】 感光体を光ビーム走査装置で露光走査し
   て画像を形成する画像形成装置であって、 請求項１ないし６のいずれかの光ビーム走査装置によ
   り、感光体を露光走査して画像を形成することを特徴と
   する画像形成装置。