JP2012113233A - 光ビーム走査装置、画像形成装置及び光ビーム走査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ビーム走査装置において、感光体に不要に光ビームが投射されることを無くし、光源や感光体の劣化を防ぐこと
【解決手段】 振動ミラーの駆動開始後、振動ミラーの振動（光ビーム走査の動作状態）が安定するまでの立ち上げ時、走査経路の所定位置に設け、走査光ビームを検知する同期検知センサの検知タイミングでＬＤを強制点灯する期間を振動ミラーの駆動信号の位相（立ち上がり）に基づいて決め、その期間、強制点灯を行う（Ｓ１０２，１０３）。光ビーム走査の動作状態が安定した後、同期検知信号に基づいてＬＤ強制点灯期間を決める動作に切り替えて、この強制点灯を行う（Ｓ１０５，１０６）。
【選択図】 図５

Description

本発明は、光源が射出する光ビームを周期走査する光ビーム走査方法に関し、より詳しくは、光ビームの周期走査により感光体の所定位置を露光する制御に必要な同期信号を走査経路の所定位置に設けた光ビーム検知器により生成する際、不要な光源点灯をなくすようにした光ビーム走査装置、光ビーム走査方法及び当該光ビーム走査装置を有する画像形成装置に関する。

電子写真方式のプリンタや所謂デジタル複写機、複合機といわれる画像形成装置では、今日、点灯制御が可能なレーザ（ＬＤ:Laser Diode）等の光源を用い、光源が射出する光ビームによって、周期的に感光体の露光面（像面）を走査し、感光体の露光面に静電潜像を生成する方法が広く利用されている。
光ビームの走査には、光源からの光ビームを受ける反射面を持つミラーを用い、ミラーの回転により光ビームを偏向させることで、光ビームをライン走査する。
ミラーの回転は、ポリゴンミラーをステッピングモータで１方向に回転する方式（以下、「ポリゴン方式」という）と、ミラー(通常１枚の反射面を持つ)を取り付けたトーションバーを共振する方式（以下、「ガルバノ方式」という)が主に採用されている。いずれの方法においても、回転は作動部（モータ等）が駆動信号の入力を受けて行う。

また、走査光ビームは、走査経路の所定位置に設けた光ビーム検知器によって検知される。光ビーム検知器の検知信号は、一定周期の走査状態に立ち上がり正常な動作状態になると、その感光体の所定位置を露光する制御に必要な同期信号(基準信号)として用いられる。
他方、この光ビーム検知器の検知信号は、光ビーム走査装置の起動時等に光ビームの作動を所定周期の走査状態に調整する際にも利用される。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）で作成されるガルバノ方式の走査光学系では、振動ミラーの振幅を一定に調整するために、この検知信号を用いたフィードバック制御を既に行っている。この調整では、停止状態から振動ミラーを起動してから目標とする走査状態を確保までの間、光源を強制的に点灯して、制御動作を行う方法が採られている。

ただ、光ビーム走査装置の起動時等に、光ビーム検知器の検知信号を利用して所定の走査状態に調整する方法を採用する場合、調整動作を行う間、普通、正常動作におけるより過大な光量で、不要な光ビームが感光体に投射され、光源や感光体の劣化を招く、という問題が生じる。
特許文献１には、こうした光ビーム走査装置の起動時の不要な光ビームにより感光体に生じる劣化を防止するために、光源点灯時点で光ビームが同期信号を出力するセンサを通過するように光源点灯を制御することが記載されている。

しかし、上記従来技術は、光源点灯後、調整動作を行う間、不要な光ビームが感光体に投射されるので、上述の問題は十分に解消されない。
本発明は、上記従来技術の問題を解決すべくなされたもので、その目的は、光源が射出する光ビームを周期走査する光ビーム走査装置の起動時から所定周期の走査状態にする調整動作を行う間を含め、感光体に不要に光ビームが投射されることを無くし、光源や感光体の劣化を防ぐことである。

本発明は、光ビーム走査装置であって、光ビームを射出する点灯制御が可能な光源と、前記光源が射出する光ビームを受ける反射面を持つミラーと駆動信号の入力を受けて動作する作動部を備え、前記作動部によって前記ミラーを回転させることで、所定露光領域を通る経路上で前記反射面により反射される光ビームを周期走査させる光ビーム走査手段と、前記光ビーム走査手段によって周期走査される光ビームの前記所定露光領域外における経路上の所定位置で投射光ビームを検知し同期信号を出力する光ビーム検知手段と、前記光ビーム走査手段の前記作動部の駆動信号の位相にもとづいて、前記光ビーム走査手段によって走査される光ビームが前記光ビーム検知手段へ投射されるタイミングでのみ光源を点灯する点灯制御信号を生成する手段とを有したことを特徴とする。
本発明は、点灯制御が可能な光源が射出する光ビームを受ける反射面を持つミラーを、駆動信号の入力を受ける作動部の動作によって回転させることで、所定露光領域とこの所定露光領域外で投射光ビームを検知し同期信号を出力する光ビーム検知手段を通る経路上で前記反射面により反射される光ビームを周期走査させる光ビーム走査方法であって、前記ミラーを変位させる前記作動部の駆動信号の位相にもとづいて、周期走査される前記光ビームが前記光ビーム検知手段へ投射されるタイミングでのみ光源を点灯する点灯制御信号を生成することを特徴とする。

本発明によれば、光ビーム走査装置の起動時から所定周期の走査状態にする調整動作を行う間を含め、感光体に不要に光ビームが投射されることを無くし、光源や感光体の劣化を防ぐことができる。

本発明に係る光ビーム走査装置の概略構成を示す図である。 光ビーム走査装置（図１）の制御系の概略構成を示すブロック図である。 ガルバノ方式の走査をする振動ミラーの駆動信号に基づいて生成するＬＤ強制点灯制御信号を説明する線図である。 ガルバノ方式の走査において、現周期の同期検知信号に基づいて生成する次周期のＬＤ強制点灯制御信号を説明する線図である。 画像形成装置における光ビーム走査装置（ガルバノ方式）の起動から終了までの光源点灯の制御フロー図である。 ポリゴン方式の走査をするミラーの駆動信号に基づいて生成するＬＤ強制点灯制御信号を説明する線図である。 ポリゴン方式の走査において、現周期の同期検知信号に基づいて生成する次周期の光ＬＤ強制点灯制御信号を説明する線図である。 画像形成装置における光ビーム走査装置（ポリゴン方式）の起動から終了までの光源点灯の制御フロー図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
この実施形態の光ビーム走査装置は、光源が射出する光ビームを受ける反射面を持つミラーの回転により光ビームを所定周期でライン走査する方法によるものである。
なお、本実施形態では、電子写真方式の画像形成装置（プリンタ、デジタル複写機、複合機等）に適用する光ビーム走査装置として、光ビーム走査装置によって光ビームで感光体をライン走査することにより、静電潜像を生成する形態を例に説明する。

画像形成装置に適用する光ビーム走査装置は、走査光ビームを走査経路上の所定位置で検知し同期信号を出力する同期検知センサ（光ビーム検知手段）を備える。この同期検知信号（以下、「検知センサ出力」ともいう）は、正常な画像形成を行うための基準信号とし、また、起動時に光ビームを所定の走査状態に立ち上げ、かつ稼動時にこの走査状態を維持するための調整に利用される。
本実施形態は、上記のように利用される同期検知信号を出力する同期検知センサへ走査光ビームを投射する際、投射されるタイミングでのみ光源を点灯する制御を以下に説明する方法で行うことで、感光体に不要に光ビームが投射されず、光源や感光体の劣化を防ぐようにする。
光ビーム走査方式は、ガルバノ方式とポリゴン方式が主として採用されるので、以下の実施形態には、実施形態１及び２として、各々について説明する。

［実施形態１］
この実施形態はガルバノ方式の光ビーム走査装置に係る。
ガルバノ方式は、光源からの光ビームを受ける反射面（通常１枚の平面鏡）を一体化した振動子を本体にトーションバーを介して取り付けた構造を持ち、振動子の共振駆動によるミラーの正逆回転によって、一定の周期で正逆方向のライン走査をする。
ガルバノ方式に用いるミラー（以下、「振動ミラー」という）には、ＭＥＭＳによって製作される振動ミラーが利用できる。この種の振動ミラーの中でも、固定（本体）側に磁石を設け、梁（トーションバー）に支持された反射面を一体化した振動子にコイルを形成した、所謂ムービングコイル形のＭＥＭＳ振動ミラーをここでは用いる。このＭＥＭＳ振動ミラーによれば、ミラー面サイズが小さく小型化できるうえ、共振を利用してねじり（回転）振動させるので高速動作が可能であるにもかかわらず、低騒音で消費電力が低いという利点がある。

“光ビーム走査装置の概略構成”
図１は、本実施形態の光ビーム走査装置の概略構成を示す図である。
図１において、光源としてのＬＤ、ＬＤ駆動部等よりなるＬＤユニット１内のＬＤが射出するレーザ光が不図示のコリメートレンズによって平行光線となり、振動ミラー２の反射面部２１に投射される。振動ミラー２に上記ＭＥＭＳ振動ミラーを採用すると、ミラー駆動制御部２４がミラー駆動部２３としてのムービングコイルの駆動を制御しつつ、ミラー駆動部２３から伝わる駆動力により反射面部２１（振動子）を共振させることで、反射面部２１は回転振動（図１に矢示する正逆方向に回転）する。

振動ミラー２の振動によって、反射面部２１に投射される光ビームが偏向走査された後、結像レンズ３及び反射ミラー４を経てドラム状の感光体５の帯電した表面に光ビーム像を投射、結像する。ＬＤが射出するレーザ光は、画像信号に基づいて変調されて点灯、消灯を繰り返し、図１中に矢印にて示すように、主走査方向を正逆に反復して走査される。この走査と同時に、感光体５を回転し、副走査を行うことで、感光体５面に画像信号に基づく２次元の静電潜像を形成する（以下、この動作を「光書込み」ともいう）。
また、光ビームの走査経路上の感光体５の走査領域外の所定位置に同期検知センサ、即ち、図１に示すように、主走査方向を正逆に反復して走査される光ビームを所定位置で検知する先端同期検知センサＳＰ６及び後端同期検知センサＥＰ７を配置する。これらのセンサにより検知される信号は、周期走査される光ビームの同期信号として、この信号を基準に、正常な光書込みを行うための制御に利用される（後記“光ビーム走査装置の制御系”の説明、参照）。

静電潜像を形成した後、感光体５上に形成された静電潜像は、電子写真方式の画像形成装置の画像形成プロセスに従って処理される。即ち、感光体５上の静電潜像は、帯電した現像剤（トナー）によって現像され、次いで転写部で現像剤とは反対の電荷を与えられた転写紙等の転写材が感光体５に密着させられることで現像剤が転写材（通常、紙媒体）に転写される。また、転写材が感光体５から分離した後、定着部で加熱および加圧されることで現像剤が転写材上に融着して定着が行われ、画像形成プロセスを完了する。

“光ビーム走査装置の制御系”
上記光ビーム走査装置の制御系について、説明する。
図２は、図１に示した光ビーム走査装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
図２に示す制御系は、図１に示したミラー駆動部２３の駆動制御及びＬＤユニット１内のＬＤの点灯制御に係る構成を含む。ミラー駆動部２３の制御は、光ビーム走査装置の起動後、正常な画像形成動作を可能とする所定の走査状態となるように立ち上げ、かつ稼動時にこの走査状態を維持するように振動ミラー２の作動を調整する。また、ＬＤの点灯制御は、同期検知信号の出力を得るために走査光ビームを同期検知センサに投射するとき、及び光書込みを行うときに作動する。
したがって、図２に示す制御系は、制御対象の振動ミラー２（図１、参照）を駆動するミラー駆動部２３とミラー駆動制御部２４、並びに制御対象のＬＤ１１とＬＤ１１を駆動するＬＤ駆動部１２（図１のＬＤユニット１、参照）を構成要素とする。

図２の光ビーム走査装置の制御系は、画像形成装置の主制御部であるプリンタ制御部３０の制御下に、ミラー駆動制御部２４、ＬＤ駆動部１２、同期検知信号発生部１５、書込クロック発生部１８、位相同期クロック発生部１７及び同期検知用点灯制御部１６をおき、振動ミラー２の駆動制御及びＬＤ１１の点灯制御の動作を制御する。なお、プリンタ制御部３０及びプリンタ制御部３０の制御下におかれた上記各部は、コンピュータと当該コンピュータによって駆動されるソフトウェア（プログラム）によって実施することができる。
同期検知センサ６，７（図１の先端同期検知センサＳＰ６、後端同期検知センサＥＰ７、参照）の出力は、同期検知信号発生部１５を介し同期検知信号ＤＥＴＰとして、位相同期クロック発生部１７及び同期検知用点灯制御部１６でそれぞれ用いられる。
ミラー駆動制御部２４は、指示される制御条件に従い定められた周期パルス（矩形波）よりなるミラー駆動信号ＭＤをミラー駆動部２３としてのムービングコイルに出力し、振動ミラー２を駆動する。また、ミラー駆動制御部２４は、ミラー駆動信号ＭＤの同期信号ＭＤＳを同期検知用点灯制御部１６に出力する。

ＬＤ駆動部１２は、画像信号又はＬＤ強制点灯信号ＢＤに従ってＬＤ１１を流れる電流を制御して点灯制御し、光ビームを発生させる。
同期検知センサ６，７は、振動ミラー２により走査される光ビームの通過時に光センサ部であるＰＤ（フォトダイオード）が光ビームを受光することにより発生する信号を出力する。同期検知信号発生部１５は、同期検知センサ６，７からの信号入力を受け、画像の書き込みの基準となる同期検知信号ＤＥＴＰを位相同期クロック発生部１７及び同期検知用点灯制御部１６へ出力する。

書込クロック発生部１８は、ＬＤ１１の点灯制御を行うためのクロックＷＣＬＫを生成し、位相同期クロック発生部１７へ出力する。位相同期クロック発生部１７は、同期検知信号ＤＥＴＰ及びクロックＷＣＬＫの入力を受け、同期検知信号ＤＥＴＰのタイミングに同期したクロックＣＬＫをＬＤ駆動部１２及び同期検知用点灯制御部１６へ出力する。
同期検知用点灯制御部１６は、同期検知センサ６，７が同期検知信号ＤＥＴＰを検知する際の所定の期間、ＬＤ強制点灯信号ＢＤをＯＮにし、ＬＤ駆動部１２に対してＬＤ１１の点灯を指示する。
このＬＤ強制点灯制御は、プリンタ制御部３０の制御指示に従い、ミラー駆動信号ＭＤの同期信号ＭＤＳ、同期検知信号ＤＥＴＰ及び位相同期クロック発生部１７が発生するクロックＣＬＫに基づいて行われる。なお、このＬＤ強制点灯制御は、本実施形態に特有の動作であり、下記“ＬＤ強制点灯制御”の動作例にて詳細に説明する。

また、ＬＤ１１は、ＬＤ駆動部１２の制御の下、クロックＣＬＫに応じて入力される画像信号に従って点灯制御され、光パルス列の光ビームを射出する。画像信号に従った書込みを開始させるタイミングは、同期検知信号ＤＥＴＰを検知したタイミングを基準に、そのタイミングから、光ビーム走査装置の光学要素の配置等を勘案しクロック数単位で設定された時間経過後とすることができ、紙媒体に対し所定の配置で画像形成を可能とする。
プリンタ制御部３０は、例えば印刷条件等に応じて振動ミラー２の振幅を設定し、ミラー駆動制御部２４は、プリンタ制御部３０の設定に従い、振動ミラー２を所定振幅にて振動する制御を行う。ＬＤ１１から射出される光パルス列の光ビームは、振動ミラー２により偏向され、感光体５上の調整された所定位置から画像の書き込みを開始することとなる。なお、振動ミラー２の振幅の調整は、起動後の立ち上げの際及び光書込み動作の際にも必要なタイミングで行う。

“ＬＤ強制点灯制御”
次に、ＬＤ強制点灯制御の動作例について説明する。
以下に説明する動作例は、同期検知センサ６，７へ走査光ビームを投射する際、不要な光ビームの射出を無くすことを可能とする走査タイミングでＬＤ１１の強制点灯を行うようにする例である。
このために、走査光ビームが同期検知センサ６，７へ投射される走査タイミングのみにＬＤ１１を強制点灯し、且つ走査に用いる振動ミラー２を作動するための駆動信号ＭＤ（実際は、ミラー駆動信号ＭＤの同期信号ＭＤＳであるが、説明の便宜上、以下、「駆動信号ＭＤ」という）の位相に基づいて、この強制点灯の制御信号を生成する。
上記のようなタイミングでＬＤ強制点灯制御を行うためのＬＤ強制点灯制御信号ＢＤを生成することによって、起動後の立ち上げに不要な光ビームによる感光体５の露光を無くすことが可能になり、しかも当該ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤを、振動ミラー２を作動するための駆動信号ＭＤの位相に基づいて生成することで、意図する点灯タイミングが適正に設定可能になる。

図３は、振動ミラー２の駆動信号ＭＤに基づいて生成するＬＤ強制点灯制御信号ＢＤを説明する線図である。
ガルバノ式のミラーにムービングコイル形のＭＥＭＳ振動ミラーを用いる場合、図３中の「ミラー駆動信号」に示すように、駆動信号ＭＤは矩形波である。この矩形波は、振動ミラー２の動作周期を持つ、通常、波高値が等しく交互にプラス（＋），マイナス（−）電圧の立ち上がりと立ち下がりのタイミングが存在する波形となる。

駆動信号の立ち上がりから立ち下がりまでの間、ムービングコイルにプラス電圧が印加され、正方向の回転力が与えられる振動ミラー２によって反射する光ビームは、感光体５を正方向に主走査する（図１、参照）。
駆動信号ＭＤとしてプラス電圧が印加される期間において、後端同期検知センサＥＰ７により検知が可能なタイミングとなる。即ち、プラスの電圧による駆動信号ＭＤが立ち上がってから「ｔ１」時間後に始まり、「ｔ１」時間後からさらに「ｔ２」時間後に終わる期間が後端同期検知センサＥＰ７により検知が可能なタイミングである。よって、この期間にのみ、後端同期検知を可能とするＬＤ強制点灯信号ＢＤ（この信号を「後端同期点灯信号」という）を出力し、ＬＤ１１を点灯させる。なお、この後端同期点灯信号を出力する期間は、通常、駆動信号ＭＤとしてプラス電圧が印加される期間を過ぎることはない。

他方、駆動信号ＭＤの立ち上がりから立ち下がりまでの間、ムービングコイルにマイナス電圧が印加され、逆方向の回転力が与えられる振動ミラー２によって反射する光ビームは、感光体５を逆方向に主走査する（図１、参照）。
駆動信号ＭＤとしてマイナス電圧が印加される期間において、先端同期検知センサＳＰ６により検知が可能なタイミングとなる。即ち、マイナスの電圧による駆動信号ＭＤが立ち上がってから「ｔ１’」時間後に始まり、「ｔ１’」時間後からさらに「ｔ２’」時間後に終わる期間が先端同期検知センサＳＰ６により検知が可能なタイミングである。よって、この期間にのみ、先端同期検知を可能とするＬＤ強制点灯信号ＢＤ（この信号を「先端同期点灯信号」という）を出力し、ＬＤ１１を点灯させる。なお、この先端同期点灯信号を出力する期間は、通常、駆動信号ＭＤとしてマイナス電圧が印加される期間を過ぎることはない。

図３に示す上記後端同期点灯信号及び先端同期点灯信号は、例えば、起動後の立ち上げ時の動作として、同期検知センサ６，７により検知が可能なタイミングでのみ、出力される例を示している。
起動後の立ち上げ時には、同図中の光ビーム位置に示すように、振動ミラー２の振幅が徐々に大きくなり、２周期目で上記後端同期点灯信号及び先端同期点灯信号により点灯されたＬＤ１１の光ビームが後端同期検知センサＥＰ７、先端同期検知センサＳＰ６でそれぞれ検知される状態になることが示されている。なお、このとき検知される信号は、後端同期検知センサ出力及び先端同期検知センサ出力として示される状態になる。

図３に示す方法によって、ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤとしての後端同期点灯信号及び先端同期点灯信号を出力する動作を終始継続する方法で実施することができる。
ただ、起動後の立ち上げ時には、様々な動作条件が変動することを考慮して、予め「ｔ１」及び「ｔ２」にて定められるＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間は長めに決められているので、一旦立ち上がって、光ビーム走査の動作状態が安定したときには、不要な点灯をなくす本来の目的に適う当該出力期間の設定を最適化する余地がある。つまり、立ち上がって、光ビーム走査の動作状態が安定した時に、これまでＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間を定める基準時間としていたミラー駆動信号ＭＤの立ち上げ時を、同期検知センサ６，７における同期検知信号ＤＥＴＰの出力時に変更するとともに、ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間をより短くする動作の切り替えを行うことで、不要なＬＤ１１の点灯時間を短くでき、しかも検知漏れが生じることがない適切なＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間を定めることができる。

図４は、光ビーム走査の動作安定時に、現周期の同期検知信号に基づいて生成する次周期のＬＤ強制点灯制御信号ＢＤを説明する線図である。
図４において、光ビーム走査の動作状態が安定した時には、同図中の光ビーム位置に示すように、振動ミラー２の振幅や周期がそれほど変化することがなく、各周期のほぼ一定時期に同期検知センサ６，７（後端同期検知センサＥＰ７，先端同期検知センサＳＰ６）にそれぞれ光ビームが検知される状態で光ビームの走査が行われる。
こうした安定した動作状態では、ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤ（同期検知用点灯信号）の出力期間を定める基準時間を同期検知センサ６，７の同期検知信号ＤＥＴＰの出力時とし、即ち、図４の後端同期検知センサ出力の場合に示すように、この同期検知センサ出力から所定時間「ｔ３」後に始まり、「ｔ３」時間後からさらに「ｔ４」時間（図３における「ｔ２」よりも短い）後に終わる期間を後端同期検知センサＥＰ７による検知を可能とする後端同期点灯信号ＯＮ期間を定めることができる。なお、先端同期検知センサＳＰ６についても、同様の方法で先端同期点灯信号ＯＮ期間を定めることができる。

“光源点灯制御フロー”
次に、上記“ＬＤ強制点灯制御”を伴う画像形成装置における光ビーム走査装置の制御動作について説明する。
図５は、画像形成装置における光ビーム走査装置の起動から終了までの光源点灯の制御フロー図である。この制御フローは、プリンタ制御部３０が、例えば、プリント出力を要求するジョブの入力を受付けたときに実行される。
プリンタ制御部３０は、プリント出力を要求するジョブの入力を受付けると、図５に示す制御フローを起動し、先ず、振動ミラー２の駆動を開始する（ステップＳ１０１）。

振動ミラー２の駆動開始後、振動ミラー２の振動が安定、即ち光ビーム走査の動作状態が安定するまでの立ち上げ時の動作として、上記“ＬＤ強制点灯制御”において図３を参照して説明したＬＤ強制点灯制御動作（即ち、振動ミラー２の駆動信号ＭＤに基づいて、同期点灯信号の「ｔ２」、「ｔ２’」のＯＮ期間を定めて行う点灯動作）を行う。
図５の制御フローとしては、振動ミラー２の駆動信号ＭＤが立ち上がってから「ｔ１」後にＬＤ１１を点灯し（ステップＳ１０２）、このＬＤ１１の点灯から「ｔ２」時間として定められた同期点灯信号ＯＮ期間の経過後にＬＤ１１を消灯する（ステップＳ１０３）。

次いで、光ビーム走査の動作が立ち上がり、安定した状態であるか否かを、所定の同期検知信号ＤＥＴＰが得られたか否かを調べることで確認する（ステップＳ１０４）。
なお、この確認には、光ビーム走査の動作が安定した状態において、同期検知センサ６，７の検知信号ＤＥＴＰが出力される位置に当該センサを予め設けてこの検知信号ＤＥＴＰの有無を調べる方法、或いは、光ビーム走査の動作が安定した状態における同期検知信号ＤＥＴＰの出力タイミングとして予め定められたタイミングで同期検知センサ６，７の検知信号ＤＥＴＰが出力されるか否かを調べる方法を用いる。
ステップＳ１０４で所定の同期検知信号ＤＥＴＰが得られない場合（ステップＳ１０４-NO）、光ビーム走査の動作が安定した状態に達していないので、ステップＳ１０２及びＳ１０３のＬＤ強制点灯制御動作を光ビーム走査の動作状態が安定するまで繰り返す。

他方、ステップＳ１０４で所定の同期検知信号ＤＥＴＰが得られた場合（ステップＳ１０４-YES）、光ビーム走査の動作が安定した状態となっているとの判断のもとに、光ビーム走査の動作状態が安定した以後に行う動作として、上記“ＬＤ強制点灯制御”において図４を参照して説明したＬＤ強制点灯制御動作（即ち、同期検知信号に基づいて、同期点灯信号の「ｔ４」ＯＮ期間を定めて行う点灯動作）を行う。
図５の制御フローとしては、同期検知信号ＤＥＴＰが出力されてから「ｔ３」時間経過後にＬＤ１１を点灯し（ステップＳ１０５）、このＬＤ１１の点灯から「ｔ４」時間として定められた同期点灯信号ＯＮ期間の経過後にＬＤ１１を消灯する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６までの動作により、光ビーム走査装置が画像形成動作を正常に行える動作状態になっているので、光書込みを行うための制御に移行し、光ビーム走査装置によって感光体５に静電潜像を形成した後、感光体５上に形成された静電潜像は、電子写真方式の画像形成プロセスに従って、画像形成処理を行う（ステップＳ１０７）。
画像形成処理を経てプリント出力を行うと、要求されたジョブの処理が完了するので、ＬＤ１１を消灯し、この制御フローを終了する。

この実施形態によれば、図３を参照して説明したＬＤ強制点灯制御動作（即ち、振動ミラー２の駆動信号ＭＤに基づいて、「ｔ１」、「ｔ１’」後から始まる同期点灯信号のＯＮ期間を定めて行う点灯動作）を行うことで、起動後の立ち上げ時に不要な光ビームによって感光体５が露光されることがなくなるので、感光体５やＬＤ１１の劣化を防ぐことができ、しかも振動ミラー２を作動するための駆動信号ＭＤの位相に基づいて当該ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤを生成することで、意図する点灯タイミングを適正に設定できることにより、ＬＤ１１の劣化をより低減できる。
また、立ち上げ後に光ビーム走査が安定した状態になった時に、図４を参照して説明したＬＤ強制点灯制御動作（即ち、同期検知信号に基づいて、同期点灯信号の「ｔ４」ＯＮ期間を定めて行う点灯動作）を行うことで、ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間をより短くでき、しかも検知漏れが生じることがない適切なＬＤ強制点灯ができる。

［実施形態２］
この実施形態はポリゴン方式の光ビーム走査装置に係る。
“光ビーム走査装置の概略構成”
ポリゴン方式の光ビーム走査装置は、上記［実施形態１］のガルバノ方式において図１に示した構成（図１）とミラー以外についての構成は基本的に共通する。即ち、ポリゴン方式の光ビーム走査装置は、図１の構成における振動ミラー２とミラー駆動部２３をポリゴン方式で採用されるポリゴンミラーとステッピングモータに置き換えた構成によって実施し得る。よって、ミラー以外の構成については、図１に関する上記説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。

ポリゴン方式では、光源からの光ビームを回転するポリゴンミラー（多面体反射鏡）で受け、光ビームを偏向する走査方式であり、ステッピングモータでポリゴンミラーを一定速度で回転し、作動する反射面の切り替わりの周期でライン走査をする。
光ビームの走査周期は、ステッピングモータの回転速度を制御することで変えることができる。
また、一定速度で回転するポリゴンミラーによる光ビーム走査では、ポリゴンミラーの各反射面に投射される光ビームが偏向走査された後、ドラム状の感光体５の帯電した表面に投射され、振動ミラー２の場合のように走査方向が正逆することなく、１主走査方向に周期的に走査される。この走査と同時に、感光体５を回転し、副走査を行うことで、感光体面に画像信号に基づく２次元の静電潜像を形成する（以下、この動作を「光書込み」ともいう）。
また、光ビームの走査経路上、感光体５の先端外側における所定位置に同期検知センサを基本的には１個配置する（以下、同期検知センサを図１の「先端同期検知センサＳＰ６」とする）。このセンサにより検知される信号は、周期走査される光ビームの同期信号として、この信号を基準に、正常な光書込みを行うための制御に利用される。

静電潜像を形成した後、感光体５上に形成された静電潜像は、電子写真方式の画像形成装置の画像形成プロセスに従って処理される。即ち、感光体５上の静電潜像は、帯電した現像剤（トナー）によって現像され、次いで転写部で現像剤とは反対の電荷を与えられた転写紙等の転写材が感光体に密着させられることで現像剤が転写材（通常、紙媒体）に転写される。また、転写材が感光体５から分離した後、定着部で加熱および加圧されることで現像剤が転写材上に融着して定着が行われ、画像形成プロセスを完了する。

“光ビーム走査装置の制御系”
この実施形態の光ビーム走査装置の制御系について、説明する。
この実施形態の光ビーム走査装置の制御系は、上記［実施形態１］のガルバノ方式において図２に示した制御系とは、次に示す部分を除き、基本的に共通する構成を有する。即ち、異なる部分は、ポリゴン方式の光ビーム走査装置は、ポリゴンミラーとステッピングモータを採用するので、ミラー駆動部２３及びミラー駆動制御部２４がステッピングモータとステッピングモータの駆動制御に適応する構成を備えたものとなる。なお、ミラー駆動制御部２４は、ミラーの駆動信号（ミラーを作動するステッピングモータの駆動信号）ＭＤ及び前記駆動信号の同期信号ＭＤＳを上記実施形態と同様に出力する。また、使用する同期検知センサは、基本的には１個である（以下、同期検知センサを図２の「同期検知センサ６」とする）。
なお、上記以外の共通部分の構成については、図２に関する上記説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。

“ＬＤ強制点灯制御”
次に、ＬＤ強制点灯制御の動作例について説明する。
以下には、同期検知センサ６へ走査光ビームを投射する際、不要な光ビームの射出を無くすことを可能とする走査タイミングでＬＤ１１の強制点灯を行うようにする動作例を説明する。
この例では、走査光ビームが同期検知センサ６へ投射される走査タイミングのみにＬＤ１１を強制点灯し、且つ走査に用いるポリゴンミラーを作動させる駆動信号ＭＤ（実際は、ミラー駆動信号ＭＤの同期信号ＭＤＳであるが、説明の便宜上、以下、「駆動信号ＭＤ」という）の位相に基づいて、この強制点灯の制御信号を生成する。

駆動信号ＭＤの位相と光ビームの位置の関係は、稼動中に変わることがなく、固定であるから、ポリゴンミラーの駆動信号ＭＤの特定の位相における光ビームの走査経路上の位置も特定される。また、同期検知センサ６は、光ビームの走査経路上の所定の位置に設ける。したがって、ポリゴンミラーが一定の回転速度であれば、駆動信号ＭＤの特定の位相に対応する走査経路上の同期検知センサ６の位置、つまりＬＤ強制点灯制御信号ＢＤのタイミングは、駆動信号ＭＤの特定の位相からの時間により定めることができる。
なお、駆動信号ＭＤの位相と同期検知信号の発生タイミングの関係は、ステッピングモータによって回転される回転軸とポリゴンミラーの反射面の取り付け角度によって異なるので、稼動状態における駆動信号ＭＤと同期検知信号が発生する角度を予め求めて、そのデータを保持しておき、動作開始時にステッピングモータの回転数（回転速度）に応じて光源を点灯するタイミングを算出する。
上記のように定められるタイミングで、ＬＤ強制点灯制御を行うためのＬＤ強制点灯制御信号ＢＤを生成することによって、起動後の立ち上げに不要な光ビームによる感光体５の露光を無くすことが可能になり、しかも、意図する点灯タイミングが適正に設定可能になる。

図６は、ポリゴンミラーの駆動信号ＭＤに基づいて生成するＬＤ強制点灯制御信号ＢＤを説明する線図である。
ポリゴンミラーを用いる場合、図６中の「駆動信号」に示すように、駆動信号ＭＤは矩形波である。図６の例では、駆動信号ＭＤの矩形波は、ポリゴンミラーの反射面の切り替わりの周期と同じ周期を持つ、波高値が等しく交互にプラス（＋），マイナス（−）電圧の立ち上がりと立ち下がりのタイミングが存在する波形である。

強制点灯タイミングを定めるための駆動信号ＭＤの位相は、基本的に矩形波の立ち上がり、立ち下がりのいずれでもよい。この実施形態では、図６に示すように、ＬＤ強制点灯制御期間（先端同期点灯信号ＯＮ期間）からより離れた駆動信号ＭＤの位相、即ち、プラスの電圧による駆動信号ＭＤが立ち下がってから「ｔ５」時間後に始まり、「ｔ５」時間後からさらに「ｔ６」時間後に終わる期間が先端同期検知センサＳＰ６により検知が可能なタイミングである。よって、この期間にのみ、先端同期検知を可能とするＬＤ強制点灯信号ＢＤ（先端同期点灯信号）を出力し、ＬＤ１１を点灯させる。
このＬＤ強制点灯信号ＢＤは、駆動信号ＭＤの同一位相に基づいて、繰り返し出力する。

図６に示す先端同期点灯信号は、例えば、起動後の立ち上げ時の動作として、同期検知センサ６により検知が可能なタイミングでのみ、出力される例を示している。
起動後の立ち上げ時には、ポリゴンミラーが安定した所望の回転速度に達するまでの時期であり、回転速度が徐々に一定値に近づくので、この間において駆動信号ＭＤが立ち下がってから「ｔ５」時間後に始まり、「ｔ５」時間後からさらに「ｔ６」時間後に終わるＬＤ強制点灯信号ＢＤ、という時間によって点灯時期を定め、点灯される光ビームの走査位置は、同位相で一定せず、変動する。この結果、図６に示すように、先端同期検知センサＳＰ６における先端同期検知センサ出力（同期検知信号ＤＥＴＰ）は、一定の周期にならない。
このため、走査位置が変動しても先端同期検知センサＳＰ６により検知が可能とするマージンをＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間に付けている。

図６に示す方法によって、ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤとしての先端同期点灯信号を出力する動作を終始継続する方法で実施することができる。
ただ、起動後の立ち上げ時には、回転速度の変動等の様々な動作条件が変動することを考慮して、予めＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間はマージンを付け、長めに決められているので、一旦立ち上がり、回転速度が所望の値になる等、光ビーム走査の動作状態が安定したときには、不要な点灯をなくす本来の目的に適う当該出力期間の設定を最適化する余地がある。つまり、立ち上がって、光ビーム走査の動作状態が安定した時に、これまでＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間を定める基準時間としていた駆動信号ＭＤの立ち下げ（立ち上げ）時を、同期検知センサ６における同期検知信号ＤＥＴＰの出力時に変更するとともに、ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間をより短くする動作の切り替えを行うことで、不要なＬＤ１１の点灯時間を短くでき、しかも検知漏れが生じることがない適切なＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間を定めることができる。

図７は、光ビーム走査の動作安定時に、現周期の同期検知信号に基づいて生成する次周期のＬＤ強制点灯制御信号ＢＤを説明する線図である。
図７において、光ビーム走査の動作状態が安定した時には、同図中の光ビーム位置に示すように、回転速度がそれほど変化することがなく、各周期のほぼ一定時期に先端同期検知センサＳＰ６に光ビームが検知される状態で光ビームの走査が行われる。
こうした安定した動作状態では、ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤ（同期検知用点灯信号）の出力期間を定める基準時間を同期検知センサ６の同期検知信号ＤＥＴＰの出力時とし、即ち、図７の先端同期検知センサ出力に示すように、この同期検知センサ出力から所定時間「ｔ７」後に始まり、「ｔ７」時間後からさらに「ｔ８」時間（図６における「ｔ６」よりも短い）後に終わる期間を先端同期検知センサＳＰ６による検知を可能とする先端同期点灯信号ＯＮ期間を定めることができる。

“光源点灯制御フロー”
次に、本実施形態の上記“ＬＤ強制点灯制御”を伴う画像形成装置における光ビーム走査装置の制御動作について説明する。
図８は、本実施形態の画像形成装置における光ビーム走査装置の起動から終了までの光源点灯の制御フロー図である。この制御フローは、プリンタ制御部３０が、例えば、プリント出力を要求するジョブの入力を受付けたときに行われる。
プリンタ制御部３０は、プリント出力を要求するジョブの入力を受付けると、図８に示す制御フローを起動し、先ず、ポリゴンミラーの駆動を開始する（ステップＳ２０１）。

ポリゴンミラーの駆動開始後、ポリゴンミラーの回転速度が安定、即ち、光ビーム走査の動作状態が安定するまでの立ち上げ時の動作として、上記“ＬＤ強制点灯制御”において図６を参照して説明したＬＤ強制点灯制御動作（即ち、ポリゴンミラーの駆動信号ＭＤに基づいて、同期点灯信号の「ｔ６」のＯＮ期間を定めて行う点灯動作）を行う。
図８の制御フローとしては、ポリゴンミラーの駆動信号ＭＤが立ち下がってから「ｔ５」後にＬＤ１１を点灯し（ステップＳ２０２）、このＬＤ１１の点灯から「ｔ６」時間として定められた同期点灯信号（ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤ）ＯＮ期間の経過後にＬＤ１１を消灯する（ステップＳ２０３）。

次いで、光ビーム走査の動作が立ち上がり、安定した動作状態になっているか否かを、所定の同期検知信号ＤＥＴＰが得られるか否かを調べることで確認する（ステップＳ２０４）。
なお、この確認には、光ビーム走査の動作が安定した状態において、同期検知センサ６の検知信号ＤＥＴＰの出力タイミングとして予め定められたタイミング（安定時の回転速度に対応する時間間隔）で同期検知センサ６の検知信号ＤＥＴＰが出力されるか否かを調べる方法を用いる。
ステップＳ２０４で所定の同期検知信号ＤＥＴＰが得られない場合（ステップＳ２０４−ＮＯ）、光ビーム走査が安定した動作状態に達していないので、ステップＳ２０２及びＳ２０３のＬＤ強制点灯制御動作を光ビーム走査の動作状態が安定するまで繰り返す。

他方、ステップＳ２０４で所定の同期検知信号ＤＥＴＰが得られた場合（ステップＳ２０４−ＹＥＳ）、光ビーム走査が安定した動作状態となっている、との判断のもとに、光ビーム走査の動作状態が安定した以後に行う動作として、本実施形態の上記“ＬＤ強制点灯制御”において図７を参照して説明したＬＤ強制点灯制御動作（即ち、同期検知信号に基づいて、同期点灯信号の「ｔ８」ＯＮ期間を定めて行う点灯動作）を行う。
図８の制御フローとしては、同期検知信号ＤＥＴＰが出力されてから「ｔ７」時間経過後にＬＤ１１を点灯し（ステップＳ２０５）、このＬＤ１１の点灯から「ｔ８」時間として定められた同期点灯信号ＯＮ期間の経過後にＬＤ１１を消灯する（ステップＳ２０６）。

ステップＳ２０６までの動作により、光ビーム走査装置が画像形成動作を正常に行える動作状態になっているので、光書込みを行うための制御に移行し、光ビーム走査装置によって感光体５に静電潜像を形成した後、感光体５上に形成された静電潜像は、電子写真方式の画像形成プロセスに従って、画像形成処理を行う（ステップＳ２０７）。
画像形成処理を経てプリント出力を行うと、要求されたジョブの処理が完了するので、ＬＤ１１を消灯し、この制御フローを終了する（ステップＳ２０８）。

本実施形態によれば、図６を参照して説明したＬＤ強制点灯制御動作（即ち、ポリゴンミラーの駆動信号ＭＤに基づいて、同期点灯信号の「ｔ６」のＯＮ期間を定めて行う点灯動作）を行うことで、起動後の立ち上げ時に不要な光ビームによって感光体５が露光されることがなくなるので、感光体５やＬＤ１１の劣化を防ぐことができ、しかもポリゴンミラーを作動するための駆動信号ＭＤの位相に基づいて当該ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤを生成することで、意図する点灯タイミングを適正に設定できることになり、ＬＤ１１の劣化をより低減できる。
また、立ち上げ後に光ビーム走査が安定した動作状態になった時に、図７を参照して説明したＬＤ強制点灯制御動作（即ち、同期検知信号に基づいて、「ｔ７」後から始まる同期点灯信号のＯＮ期間を定めて行う点灯動作）を行うことで、ＬＤ強制点灯制御信号ＢＤの出力期間をより短くでき、しかも検知漏れが生じることがない適切なＬＤ強制点灯ができる。

２・・振動ミラー、５・・感光体、６・・先端同期検知センサＳＰ、７・・後端同期検知センサＥＰ、１１・・ＬＤ、１２・・ＬＤ駆動部、１６・・同期検知用点灯制御部、２３・・ミラー駆動部、３０・・プリンタ制御部。

特開２００５−３０５７７２号公報

Claims (5)

1. 光ビームを射出する点灯制御が可能な光源と、
   前記光源が射出する光ビームを受ける反射面を持つミラーと駆動信号の入力を受けて動作する作動部を備え、前記作動部によって前記ミラーを回転させることで、所定露光領域を通る経路上で前記反射面により反射される光ビームを周期走査させる光ビーム走査手段と、
   前記光ビーム走査手段によって周期走査される光ビームの前記所定露光領域外における経路上の所定位置で投射光ビームを検知し同期信号を出力する光ビーム検知手段と、
   前記光ビーム走査手段の前記作動部の駆動信号の位相にもとづいて、前記光ビーム走査手段によって走査される光ビームが前記光ビーム検知手段へ投射されるタイミングでのみ光源を点灯する点灯制御信号を生成する手段と
   を有したことを特徴とする光ビーム走査装置。
2. 請求項１に記載された光ビーム走査装置において、
   前記光ビーム走査手段は、前記作動部としての回転振動子とミラーを一体化した構成要素を有することを特徴とする光ビーム走査装置。
3. 請求項１に記載された光ビーム走査装置において、
   前記光ビーム走査手段は、前記作動部としてのモーターと該モーターによって回転するポリゴンミラーを構成要素として有することを特徴とする光ビーム走査装置。
4. 前記所定露光領域の被走査対象を光ビームの露光により画像を生成する感光体とした前記請求項１〜３のいずれかに記載された光ビーム走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 点灯制御が可能な光源が射出する光ビームを受ける反射面を持つミラーを、駆動信号の入力を受ける作動部の動作によって回転させることで、所定露光領域とこの所定露光領域外で投射光ビームを検知し同期信号を出力する光ビーム検知手段を通る経路上で前記反射面により反射される光ビームを周期走査させる光ビーム走査方法であって、
   前記ミラーを変位させる前記作動部の駆動信号の位相にもとづいて、周期走査される前記光ビームが前記光ビーム検知手段へ投射されるタイミングでのみ光源を点灯する点灯制御信号を生成することを特徴とする光ビーム走査方法。

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