JP3622168B2

JP3622168B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3622168B2
Application number: JP19558397A
Authority: JP
Inventors: 一道山内; 浩志小林
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH1134390A; US6204868B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル複写機、レーザープリンター等、感光体上をレーザービームで走査して画像記録を実行する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のデジタル複写機等では、レーザービームをポリゴンミラーで偏向しつつ感光体ドラム等の表面に静電潜像を書き込む技術が広く採用されている。複写機の感光体ドラムは、記録紙の搬送速度と合致する線速を維持するように回転駆動され、デジタル複写機では感光体ドラムの回転速度と画素の記録密度に応じて、ポリゴンミラーの時間あたり回転数を固定的に設定してある。
【０００３】
またポリゴンミラーが高速にかつ安定して回転すると、デジタル複写機の記録速度と画質が向上する。そこで、ポリゴンミラーと回転軸を一体化し、さらにこの回転軸に動圧軸受の一種であるエアベアリングを用いて、回転軸と軸受の部材同士直接の接触を避け、ポリゴンミラーを安定して高速に回転させる技術が知られている。
【０００４】
ところで、記録紙への出力の要望は、自動化、多様化が求められているので、多様な画像処理機能を提供可能なデジタル複写機のニーズが高まっている。しかし、デジタル複写機では、ポリゴンミラーの時間あたりの回転数を変更する事が求められる画像形成モードは現状では提供されていない。
【０００５】
たとえばアナログ複写機では、厚紙への複写を実行するときは、良好な画質を得る目的で線速を落として画像形成動作を実行する。しかしデジタル複写機では線速を切り替えるとポリゴンミラーの回転数の変更が必要となるので、厚紙へ良好な画像を出力する画像形成モードを提供する事は至難であった。
【０００６】
ただ単にポリゴンミラーの回転数を変更する電子写真方式の画像形成装置としては、次のような装置が知られている。近年になって、デジタル複写機とレーザープリンターを一台で兼用できる電子写真装置が登場した。この装置は一般に複合機と呼ばれている。複合機のなかにはデジタル複写機として使用する場合と、レーザープリンターとして使用する場合とで線速を切り替え、ひいてはポリゴンミラーの時間あたり回転数を切り替える構成の装置がある。
【０００７】
これらの複合機では、一般的にデジタル複写機としての動作がレーザープリンターとしての動作よりも高速になっている。そして、複合機ではデジタル複写機としての動作からレーザープリンターとしての動作に移行するには、ポリゴンミラー駆動モーターの駆動を停止し、惰性で回転を続けるポリゴンミラーが次第に摩擦力で減速するのを待つ。そしてポリゴンミラーの回転数がレーザープリンターの動作に適した回転数に落ちてから、プリンターとしての動作を開始する構成であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般にポリゴンミラーは非常に軽量であり、軸受に生じる摩擦は非常に小さい。惰性で回転を続けるポリゴンミラーが減速するのを待つ構成の画像形成装置では、ポリゴンミラーが減速するまでの待機時間が長くなる。特に画像出力の生産性の高い高速機ほどにエアベアリングを採用したりして摩擦は小さくなっている。従ってポリゴンミラーの回転数の低下を自然に待つには、待機する時間がたとえば数十秒を要するなど、非常に延びてしまう。厚紙の利用は、たとえば普通紙で複写した複写物に対して厚紙で表紙を複写したり、厚紙に画像を記録した複写物を中仕切りとして挿入してフィニッシャーで纏める場合などが想定できる。この場合は、普通紙と厚紙の切り替えが煩雑に行われる。そして普通紙から厚紙への切り替え時間に数十秒も要していては、連続した複写動作が完了するまでに大変に時間がかかり、画像形成の生産性が低下する。
【０００９】
即ち本発明は、画像の書き込み動作時に感光体の線速を変更する事に伴ってポリゴンミラーの回転数を変更する際に、短時間でポリゴンミラーの回転数を落として、回転数の切り替え時間を短縮し、複数の出力画像を得る一連の画像形成動作での画像出力の生産性を向上する事を第一の目的とする。
【００１０】
また、ポリゴンミラーは軽量であるが高速に回転する部材であり、付着物としてブレーキシュー、潤滑油、ゴミ等が付着すると回転バランスが崩れて、正常な画像形成が不可能となってしまう可能性がある。
【００１１】
そこで、本発明は、画像形成の切り替え時間を短縮し、出力の生産性を向上した上でポリゴンミラーの回転数を落とすために制動をかけても、ポリゴンミラーや回転軸に付着物が付着する事をなくす事を第二の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の課題は請求項１に記載の画像形成装置によって解決できた。請求項１に記載の画像形成装置は、入力された画像形成モードに応じて感光体とポリゴンミラーの回転数を加減する。そして、回転数指示手段からの指示信号が回転数を減じる指示であれば、ドライバー回路はポリゴンミラー駆動モーターに対する電力供給を停止し、制動手段としての回生ブレーキは電力供給の停止後に作動し、また、前記ドライバー回路は、前記回生ブレーキの作動が解除されてから、前記ポリゴンミラー駆動モーターに対する電力供給を再開することで、ポリゴンミラーの回転数を非常に短時間で所望の回転数にまで減じる事が可能となる。そして再開信号出力手段が前記再開信号を出力してから画像形成を再開するので、短時間で制動をかけても、ポリゴンミラーの回転数が不安定な事に起因する不良な画像を出力する事がない。従って連続した画像形成動作の途中でポリゴンミラーの回転数を変更する場合にも、時間あたりに記録できる出力画像の数、即ち出力の生産性を向上する事が可能となった。
【００１３】
また、前記制動手段として回生ブレーキを採用している。従って、ポリゴンミラーやポリゴンミラーの回転軸と非接触のままポリゴンミラーの回転に電磁気力で制動をかけられるので、制動動作に伴ってポリゴンミラーに付着物が付着する可能性をほとんどなくする事が可能となった。
【００１４】
本発明は、前記ポリゴンミラーの回転軸はエアベアリングで支持された画像形成装置に採用すると良い。エアベアリングでポリゴンミラーを支持すると、軸受が極めて低摩擦であり、ポリゴンミラーを空転させて回転数が減ずるのを待機していると非常に長時間が浪費される。ところが、エアベアリングを採用した画像形成装置であってもポリゴンミラーの回転数を減じる場合に制動手段で制動をかける事で待機時間を短縮できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明はこれらの記載に限定されない。また、以下の実施の形態は、本発明の好ましい例を示すもので、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１６】
図１は、本実施の形態の画像形成装置の一例であるデジタル複写機２００の全体構成を説明する側部断面図である。
【００１７】
本発明の露光手段の一例であるレーザー光学系２０（図２参照）を取り付けた基台１００は様々な光学部品を搭載した上で、デジタル複写機２００の筐体内上部に取り付けられている。
【００１８】
デジタル複写機２００は、自動原稿送り装置１１を有している。自動原稿送り装置１１にセットされた一組の原稿Ｄｏｃは、一枚ずつ分離・搬送され、デジタル複写機２００のプラテンガラス上に載置され、スキャナー１４によって原稿Ｄｏｃの画像が読み取られた後、排紙皿１２へと排紙される。なお、この自動原稿送り装置１１は、本実施の形態のように排紙皿１２へ排紙するのではなく、セットされている一組の原稿へと戻すいわゆる循環型であっても、また、原稿Ｄｏｃの表裏を反転させる両面型であってもよい。
【００１９】
プラテンガラス上に載置された原稿Ｄｏｃの画像は、スキャナー１４の走査光学系を介してＣＣＤ１５によって読み取られ、読み取られた画像は光電変換され、ここに未処理画像データーが得られる。読み取られた未処理画像データーは圧縮されてメモリー１６に記憶される。圧縮された画像データーはメモリー１６から読み出されて画像処理回路１７で処理されて、記録データーを得る。画像形成手段２０は記録データーに従って公知の電子写真プロセスを実行し、記録紙上にトナー像が定着され、画像形成がなされる。即ち、読み取られた原稿の画像は、帯電手段２１によって一様帯電した回転する感光体ドラム１０上に、レーザー光学系２０（図２参照）からなる記録用光学系で露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１０上に形成された静電潜像は、現像手段２４によってトナー像とされる。形成されたトナー像は、トレイ２８ａ，２８ｂ，２８ｃから搬送される記録紙上に、転写手段２５でもって転写される。トナー像が転写された記録紙は、定着手段２６によって定着がなされる。一方、トナー像を転写した感光体ドラム１０は、クリーニング手段によってクリーニングされる。
【００２０】
定着された記録紙は、デジタル複写機２００の本体に接続された製本装置５０へと排出され、製本装置５０内の搬送手段（図番なし）によって、製本装置５０外の排紙トレイ５１上へと排紙される。
【００２１】
また、本実施の形態のデジタル複写機２００は、自動原稿送り装置１１によって、プラテンガラス上に送られた原稿Ｄｏｃを、スキャナー１４によって読み取り、ＲＡＭ１６に記憶するように構成している。このＲＡＭ１６には、自動原稿送り装置１１にセットされた一組の原稿Ｄｏｃ全ての画像情報を記憶するようになっている。
【００２２】
操作パネル部１８は、デジタル複写機２００の利用者が望みの複写条件を入力するコピースタートボタン、テンキー等の操作キーと液晶表示部を備えている。操作パネル１８は本発明の回転数指示手段の一例である。デジタル複写機２００は厚紙モードというメニュー名の画像形成モードをサポートしている。この厚紙モードでは厚紙への画像形成に適した線速で画像形成を実行する。デジタル複写機２００には、連続した画像形成動作のうちで厚紙モードと普通紙への画像形成が様々な順序で実行される種々のメニューが準備されている。コピースタートボタンを押し下げるとジョブスタート信号が出力され、一連のコピー動作が開始される。なおコピースタートボタンは複写動作開始指令手段の一例で、ジョブスタート信号は複写動作開始指令信号の一例である。また、本実施の形態で一連の画像形成動作または一連の複写動作とは、複写動作開始指令信号が発信され、操作キーでセットされた画像形成モードの最終の出力画像が出力されるまでを言う。
【００２３】
以下にメニューの例をいくつか挙げる。たとえば、第１のメニューでは利用者は原稿を自動原稿送り装置１１に載せて、複写部数を操作パネル１８から入力する。利用者がコピースタートボタンを押すと、デジタル複写機２００は自動原稿送り装置１１とスキャナー１４を動作させて表紙の画像データーと本文の画像データーをメモリー１６に記憶する。そして厚紙を用いて表紙を一枚複写し、線速の切り替えを実行してから引き続き普通紙を用いて本文の複写を実行し、製本装置５０で一部を綴じる。再度線速を切り替えてから、引き続きメモリー１６の画像データーを用いて二部目、三部目と、ユーザーが指定した部数に至るまで複写動作を連続して実行する。
【００２４】
また、第２のメニューでは、複数（ページ数ｎ）からなる一部の原稿を複写するのに、（５ｎ−４）ページ目は厚紙モードで、他のページは普通紙で画像形成する場合もある。またこのような動作を複数回繰り返して、複数部の複写物を得る事もできる。
【００２５】
また、第３のメニューはインターシートモードと呼ぶ例である。複数（ページ数ｎ）からなる一部の原稿を複写するのに、原稿の１ページ毎に厚紙モードと普通紙への画像形成とを切り替える場合もある。たとえば厚紙に限らず、オーバーヘッド用フィルムシート（以下ＯＨＰシートと呼ぶ）も普通紙よりも線速を減じて画像形成する事が望ましい。そしてこのメニューの例では、原稿の１ページ目を普通紙に画像形成し、線速を減じてから１ページ目をＯＨＰシートに画像形成し、２ページ目以降も普通紙への画像形成、線速の減、ＯＨＰシートへの画像形成の順で１部の原稿を複写する。この例は画像形成回数に対して線速の切り替え回数が最も多い例である。もし仮にポリゴンミラーを空転させて回転数が減ずるのを待機すると、原稿を１部複写するのにも膨大な時間が必要となり、画像出力の生産性が最も低下し、非現実的なメニューとなってしまう。本発明によれば、このようなメニューの例でも生産性の低下が防止できるので、現実的なメニューとして採用できる。
【００２６】
デジタル複写機２００は上記以外にも様々なメニューをサポートしている。
【００２７】
デジタル複写機２００ではａ４サイズの普通紙は３７０ｍｍ／ｓｅｃ、同じサイズの厚紙は１８５ｍｍ／ｓｅｃの線速を採用した。従って感光体ドラム１０、ポリゴンミラー１１６の回転数はこれらの線速に対応して切り替え制御される。
【００２８】
図２は、本発明の露光手段の一例であるレーザー光学系２０を説明する斜視図である。
【００２９】
図２で、レーザー発光体１Ａは半導体レーザーを発するユニットである。レーザー発光体１Ａはレーザー発光制御を行うレーザー制御基板Ａと接続してある。コリメータレンズ２、第１シリンドリカルレンズ５、ポリゴンミラー１１６、ｆθレンズ７、第２シリンドリカルレンズ８、反射ミラー９はビーム整形用、及び光路設定用の光学素子群である。レーザー発光体１Ａを発したビームは、図中細線Ｌで示した光路を経由して感光体ドラム１０に結像する。回転中のポリゴンミラー１１の鏡面で反射したレーザービームは光路Ｌ１〜Ｌ２の範囲を走査中に書き込みを実行する。
【００３０】
ミラー１１は感光体ドラム１０への書き込み開始タイミングを検出する同期検知器１２にレーザービームを導く反射鏡である。同期検知器１２は書き込み開始タイミングを制御するインデックス制御基板Ｃと接続してある。
【００３１】
半導体レーザー発光体１Ａから出射したレーザービームは、コリメータレンズ２により平行光となる。平行光となったレーザービームは第１シリンドリカルレンズ５を経てポリゴンミラー１１６に入射する。ポリゴンミラー１１６は所定の回転数で回転していて、入射するレーザービームを偏向する。偏向されたレーザービームは、ｆθレンズ７、第２シリンドリカルレンズ８を透過し、反射ミラー９を介して感光体ドラム１０の面上を、所定のスポット径で主走査方向に走査する。
【００３２】
同期検知器１２はポリゴンミラー１１６で偏向されたレーザービームがミラー１１を介して入射するタイミングを検知してインデックス制御基板Ｃにタイミングパルスを送信する。インデックス制御基板Ｃではタイミングパルスの受信から所定のクロックをカウントし、カウントアップしたタイミングを各ライン毎の画像形成の書き込み開始タイミングとして同期をとる。
【００３３】
三相ブラシレスモーター１３は、上記ポリゴンミラー１１６に回転力を与える駆動源である。三相ブラシレスモーター１３は本発明のポリゴンミラー駆動モーターの一例である。
【００３４】
モーター制御基板Ｂにおける制動制御回路２７は回生ブレーキ回路である。制動制御回路２７は本発明の制動手段の一例で、後に図４を用い詳しい説明を行う。
【００３５】
モーター制御基板Ｂで、ＰＬＬ制御回路２８は、フェーズロックドループ方式で三相ブラシレスモーター１３の回転数制御を実行する回路である。三相ブラシレスモーター１３の回転数は回転数制御信号ＲＣ（図５参照）の周波数によって与えられる。ＰＬＬ制御回路２８は与えられた回転数に対する三相ブラシレスモーター１３の実際の回転数が設定した誤差範囲内にあるときは、制御ロック信号ＣＬ（図５参照）を発信する。
【００３６】
感光体ドラム１０はドラム駆動機構（図示せず）に駆動されて図中矢印ａの向きに周回する。感光体ドラム１０の周回する向きは副走査方向と一致している。
【００３７】
ドラム駆動制御基板Ｄはドラム駆動モーターＭの回転数を制御して感光体ドラム１０の回転数をコントロールする。感光体ドラム１０の表面の周速は記録紙の搬送速度と一致させる。ドラム駆動制御基板Ｄは厚紙や普通紙を混在して連続複写する際に、感光体ドラム１０の回転数を厚紙への画像形成に適した回転数、または普通紙への画像形成に適した回転数へと切り替えて制御する。
【００３８】
図３はポリゴンミラーにエアベアリングを利用した装置の全体構成を示す断面図である。
【００３９】
基台１００上には、エアベアリング１０１を支持固定するための芯軸１０２の一端を垂直に固定してある。この芯軸１０２には板状の下スラスト軸受１０３を固定して設けてある。芯軸１０２にはラジアル軸受１０５を貫通して固定してある。なお、下スラスト軸受１０３とラジアル軸受１０５を一体に形成してもよい。回転体１０７はラジアル軸受１０５の円筒外周の案内面１０６と回転体１０７の内周に形成した対向面１０８との間に若干の間隙（１〜７μｍ）を有していて、回転自在に設けてある。上スラスト軸受１０９は芯軸１０２に貫通されて固定してある。回転体１０７の上部と下部に形成した対向面１１０，１１１と、下スラスト軸受１０３の案内面１１２、及び上スラスト軸受１０９の案内面１１３とのそれぞれの間にも間隙を有する様に設ける。回転体１０７の外周には、別体で形成された支持部１１４を固定し、さらに、多数の反射面１１５が形成されたポリゴンミラー１１６を固定部材１１７で支持部１１４に固定してある（回転体と支持部１１４は一体でもよい）。芯軸１０２の他端は保持座板１１８とネジ１１９で固定してある。
【００４０】
また、下スラスト軸受１０３の案内面１１２に動圧発生用溝１２１を形成する。
【００４１】
そして基台１００上には図２に示す三相ブラシレスモーター１３の構成として、絶縁部材１２３を介して巻き線２９を設け、回転体１０７の支持部１１４の下部には回転方向に対して巻き線２９に対向したマグネット１２５が設けられ、巻き線２９に通電する事で、回転体１０７を高速度で誘導回転させる上記ポリゴンミラー１１６の駆動モーターとして構成される。該三相ブラシレスモーター１３の回転により、動圧発生用溝１２１による動圧作用により、回転体の対向面１１０間に空気間隙が形成され円滑な高速度回転を可能にしている。エアベアリング１０１は以上の様に構成され、回転駆動する。
【００４２】
デジタル複写機２００では、回転体１０７が停止しているときは、該回転体１０７の対向面１１０と下スラスト軸受１０３の案内面１１２が接触しており、回転体１０７がラジアル軸受１０５を中心に回転を開始すると共に、案内面１１２に形成した動圧発生用溝１２１により、案内面１１２と、対向面１１０間に空気間隙が形成され、高速回転を可能とする。即ち、停止時に於いては通常回転体１０７の対向面１１０と、下スラスト軸受１０３の案内面１１２は回転体１０７の自重で接触しており、回転開始すると回転体１０７、マグネット１２５等と共にポリゴンミラー１１６に浮力が作用して空気間隙が形成される。
【００４３】
図４は、本発明の制動手段の一例である制動制御回路２７の主要部を示す回路図である。また制動制御回路２７の主要部として回生ブレーキを採用した。なお、バイアス設定などの細かい回路定数は、採用するモーター、素子、ブレーキの性能等により適宜選択すればよいので省略した。
【００４４】
回生ブレーキは、モーターの駆動軸が回転する際にモーターに電力供給する駆動回路に生じる逆起電流を流して、モーターの駆動軸に直接制動をかける方式として知られている。
【００４５】
トランジスターＴｒ１、２、３は三相ブラシレスモーター１３の巻き線２９ｘ、２９ｙ、２９ｚから駆動電源側に設けてあり、スイッチング動作を行う。トランジスターＴｒ４、５、６は三相ブラシレスモーター１３の巻き線２９ｘ、２９ｙ、２９ｚから接地側に設けてあり、スイッチング動差を行う。トランジスターＴｒ１からＴｒ６は、それぞれベースに印加される電圧に応じてスイッチング動作をする。
【００４６】
ここで三相ブラシレスモーター１３を回転駆動するときは、良く知られているように、各トランジスターＴｒ１〜６を適宜オンオフして、３本の巻き線２９ｘ、２９ｙ、２９ｚのなかから、最初は巻き線２９ｘ、２９ｙの２本、次は巻き線２９ｙ、２９ｚの２本、次は巻き線２９ｚ、２９ｘの２本に電圧印加し、再度巻き線２９ｘ、２９ｙの２本に電圧印加するという順番で循環式に電圧を与える。
【００４７】
一方、三相ブラシレスモーター１３の回転を停止するときは、駆動停止、制動の順で制御する。駆動停止は、各トランジスターを全てオフにする。そして、制動をかけるときは、電源側の全てのトランジスターＴｒ１〜３のスイッチをオンとして、一方接地側のトランジスターＴｒ４〜６のスイッチはオフとする。すると逆起電流が流れ、回転体１０７等に制動がかかる。
【００４８】
図５は、本実施の形態の画像形成装置でのポリゴンミラー制動動作を説明するタイミングチャートである。図５の縦軸には三相ブラシレスモーター１３の回転速度、制御ロック信号ＣＬ、モーターＯｎ／Ｏｆｆ制御信号Ｃｏｎｔ、ブレーキ信号ＢＲ、画像形成可否信号ＧＲ、回転数制御信号ＲＣをとってある。各信号は負論理で動作する構成を採用している。
【００４９】
三相ブラシレスモーター１３は回転数を回転数制御信号ＲＣによって与えられた上でＰＬＬ制御回路２８に制御されて、普通紙に好適な回転数Ｌｅｖ１、または厚紙に好適な回転数Ｌｅｖ２の範囲で安定して回転する。
【００５０】
制動開始されると、タイミングｔ１で、モーターＯｎ／Ｏｆｆ制御信号ＣｏｎｔがＨｉレベルに遷移して、同時に画像形成可否信号ＧＲがＬｏｗレベルに遷移する。モーターＯｎ／Ｏｆｆ制御信号ＣｏｎｔがＨｉレベルに遷移すると、制動制御回路２７のトランジスターＴｒ１〜６は全てオフになる。従って、三相ブラシレスモーター１３は空転を開始する。また、デジタル複写機２００の中央処理部は画像形成可否信号ＧＲがＬｏｗレベルの期間はポリゴンミラー１１６が使用不可能な状態として取り扱う。従って、画像形成可否信号ＧＲがＬｏｗレベルの期間は潜像書き込みの開始要求は拒否される。
【００５１】
次にタイミングｔ２でブレーキ信号ＢＲがＬｏｗレベルに遷移する。ブレーキ信号ＢＲがＬｏｗレベルに遷移すると、トランジスターＴｒ１〜３がオンし、トランジスターＴｒ４〜６はタイミングｔ１でオフしたままとなる。図４を用いて説明したとおり、トランジスターＴｒ１〜３がオンし、トランジスターＴｒ４〜６がオフした状態で回生ブレーキが作動するので、三相ブラシレスモーター１３には制動がかかる。制動がかかると、三相ブラシレスモーター１３の回転速度は低下する。ところで、一旦三相ブラシレスモーター１３への電力供給をカットせずに、いきなり回生ブレーキを作動させると、モーター制御基板Ｂが破壊される可能性がある。従ってデジタル複写機２００では、タイミングｔ１に対して、基準クロック（図示せず）で数クロック遅延させてブレーキ信号ＢＲをＬｏｗレベルに遷移させる構成を採用した。
【００５２】
またタイミングｔ１で、回転数制御信号ＲＣの周波数が切り替わる。回転数制御信号ＲＣは所定周期の方形波の信号である。三相ブラシレスモーター１３は回転数制御信号ＲＣの周波数の高低に応じて回転数が上下する。即ちタイミングｔ１以前では比較的高い周波数の回転数制御信号ＲＣが出力されていて、三相ブラシレスモーター１３の回転数が約２２０００ｒｐｍとなっている。一方で、タイミングｔ１以後では比較的低い周波数の回転数制御信号ＲＣが出力されていて、三相ブラシレスモーター１３の回転数が約１１０００ｒｐｍとなっている。
【００５３】
制御ロック信号ＣＬは三相ブラシレスモーター１３が回転数Ｌｅｖ１または回転数Ｌｅｖ２の範囲内にあるときはＬｏｗレベルとなる。そして三相ブラシレスモーター１３が回転数Ｌｅｖ１または回転数Ｌｅｖ２の範囲をはずれると、Ｈｉレベルとなる。
【００５４】
引き続きタイミングｔ３で制御ロック信号ＣＬがＨｉレベルに遷移し、タイミングｔ４で制御ロック信号ＣＬがＬｏｗレベルに遷移し、さらにタイミングｔ５で制御ロック信号ＣＬがＨｉレベルに遷移する。タイミングｔ５で制御ロック信号ＣＬがＨｉレベルに遷移すると、回生ブレーキの作用で三相ブラシレスモーター１３の回転数が回転数Ｌｅｖ２の下限よりも下回った事がわかる。即ち、制動を開始してから制御ロック信号ＣＬが２回立ち上がると、三相ブラシレスモーター１３の回転数が十分に低下した事がわかる。
【００５５】
タイミングｔ６でブレーキ信号ＢＲがＨｉレベルに遷移する。ブレーキ信号ＢＲがＨｉレベルに遷移すると、トランジスターＴｒ１〜３がオフし、回生ブレーキでの制動が解除され、三相ブラシレスモーター１３は再度空転する。タイミングｔ６は、タイミングｔ１からの基準クロックをカウンターで計数して、概カウンターのカウント終了と共に出力される構成とした。カウンターによる係数の開始のタイミングは、タイミングｔ１に限らず、タイミングｔ２〜ｔ５のいずれでもよい。
【００５６】
タイミングｔ７でモーターＯｎ／Ｏｆｆ制御信号ＣｏｎｔがＬｏｗレベルに遷移する。モーターＯｎ／Ｏｆｆ制御信号ＣｏｎｔがＬｏｗレベルに遷移すると、各トランジスターＴｒ１〜６は、三相ブラシレスモーター１３の巻き線２９ｘ、２９ｙ、２９ｚを順次導通させるスイッチング動作を再開する。これにより三相ブラシレスモーター１３は駆動力を得るし、またＰＬＬ制御回路２８は三相ブラシレスモーター１３の回転数の安定化制御を回転数制御信号ＲＣに応じて開始する。
【００５７】
タイミングｔ８で制御ロック信号ＣＬがＬｏｗレベルに遷移すると、カウンターは基準クロックのカウントを開始する。また、タイミングｔ８では、一旦、十分回転数が低下した三相ブラシレスモーター１３が再び回転数Ｌｅｖ２の範囲に復帰した事がわかる。しかしタイミングｔ８の後も三相ブラシレスモーター１３の回転数はしばらく不安定な状態が続く。この不安定な状態はＰＬＬ制御回路２８の作用で次第に安定する。
【００５８】
タイミングｔ９で、画像形成可否信号ＧＲがＨｉレベルに遷移する。タイミングｔ９はタイミングｔ８でカウントを開始したカウンターがカウント終了すると出力させる。本実施の形態ではタイミングｔ８からカウントを開始する構成を採用したが、タイミングｔ１〜ｔ７のいずれでカウントを開始してもよい。
【００５９】
カウンターはモーター制御基板Ｂに備え、画像形成可否信号ＧＲはモーター制御基板Ｂが発信する構成とした。モーター制御基板Ｂは本発明の再開信号出力手段の一例である。
【００６０】
図６は、本実施の形態のデジタル複写機２００でのポリゴンミラー制動動作の手順を説明するフローチャートである。
【００６１】
ステップ１（Ｓｔｅｐ１）で利用者が操作パネル１８に入力した情報を元に厚紙モードが選択された事を検出する。
【００６２】
ステップ２（Ｓｔｅｐ２）で普通紙でのコピーを実行する。
【００６３】
ステップ３（Ｓｔｅｐ３）で一部あたりの普通紙コピーの設定枚数が終了したかどうかを検証する。
【００６４】
ステップ４（Ｓｔｅｐ４）でモーターＯｎ／Ｏｆｆ制御信号ＣｏｎｔをＨｉレベルとし、三相ブラシレスモーター１３への駆動供給を停止する。
【００６５】
ステップ５（Ｓｔｅｐ５）で回転数制御信号ＲＣの周波数を厚紙への記録に適した線速に対応した周波数に切り替える。
【００６６】
ステップ６（Ｓｔｅｐ６）でブレーキ信号ＢＲをＬｏｗレベルとして回生ブレーキを作動させる。
【００６７】
ステップ７（Ｓｔｅｐ７）でモーター制御基板Ｂからの制御ロック信号ＣＬを確認する。すでに説明したように本実施の形態では、図５のタイミングｔ８で制御ロック信号ＣＬを確認し、カウントを開始する。
【００６８】
ステップ８（Ｓｔｅｐ８）で、画像形成可否信号ＧＲをＨｉレベルとし、画像記録要求の受付を再開する。
【００６９】
ステップ９（Ｓｔｅｐ９）で厚紙でのコピーを実行する。
【００７０】
ステップ１０（Ｓｔｅｐ１０）で一部あたりの厚紙コピーの設定枚数が終了したかどうかを検証する。
【００７１】
ステップ１１（Ｓｔｅｐ１１）で、利用者が設定した部数のコピーが終了したかどうかを検証する。設定部数の複写が終了していれば厚紙モードを終了する。設定部数のコピーが終了していなければ、ステップ１２へ進む。
【００７２】
ステップ１２（Ｓｔｅｐ１２）で、普通紙に好適な線速へ切り替えを実行する。
【００７３】
図７は、本実施の形態のデジタル複写機２００でインターシートモードを実行する際のポリゴンミラー制動動作の手順を説明するフローチャートである。
【００７４】
ステップ１０１（Ｓｔｅｐ１０１）で利用者が操作パネル１８に入力した情報を元にインターシートモードが選択された事を検出する。
【００７５】
ステップ１０２（Ｓｔｅｐ１０２）で一連の複写動作のうちの今回１回の複写動作が普通紙への複写動作であるかどうか判断する。本実施の形態では普通紙に好適な線速と、厚紙に好適な線速とに切り替え可能な例を説明している。従ってステップ１０２でＮｏと判断されれば、厚紙への複写動作を実行すべき事がわかる。
【００７６】
ステップ１０３（Ｓｔｅｐ１０３）でポリゴンミラー１１６の回転数を検出する。
【００７７】
ステップ１０４（Ｓｔｅｐ１０４）で検出したポリゴンミラー１１６の回転数が厚紙への画像形成に好適な回転数に合致しているかどうかを検証する。合致していれば現在の回転数で複写動作を実行すれば良い。一方合致していない場合は、本例では普通紙に好適な回転数で回転しているのであるから、回転数を減ずれば良い。
【００７８】
ステップ１０４（Ｓｔｅｐ１０４）でＮｏと判断されると、ステップ１０５（Ｓｔｅｐ１０５）で制動が実行される。本ステップの制動とは、図６のステップ４〜８の一連の制御を１つのタスクとして示したものである。
【００７９】
ステップ１０６（Ｓｔｅｐ１０６）ではデジタル複写機２００はすでに厚紙への画像形成に好適な低線速で動作しているので、複写動作を実行する。
【００８０】
ステップ１０２（Ｓｔｅｐ１０２）でＹｅｓと判断されれば、普通紙への複写動作を実行すべき事がわかる。
【００８１】
ステップ１０７（Ｓｔｅｐ１０７）でポリゴンミラー１１６の回転数を検出する。
【００８２】
ステップ１０８（Ｓｔｅｐ１０８）で、検出したポリゴンミラー１１６の回転数が普通紙への画像形成に好適な回転数に合致しているかどうかを検証する。合致していれば現在の回転数で複写動作を実行すれば良いし、本例では合致していない場合は、厚紙紙に好適な回転数で回転しているのであるから、回転数を増せば良い。
【００８３】
ステップ１０８（Ｓｔｅｐ１０８）でＮｏと判断されると、ステップ１０９（Ｓｔｅｐ１０９）でポリゴンミラー１１６の回転の加速が実行される。
【００８４】
ステップ１１０（Ｓｔｅｐ１１０）ではデジタル複写機２００はすでに普通紙への画像形成に好適な通常線速で動作しているので、複写動作を実行する。
【００８５】
ステップ１１１（Ｓｔｅｐ１１１）で、メモリー１６に記憶した画像データーの最終原稿が出力されたかどうかを検証する。最終原稿の出力が終了していればインターシートモードを終了する。終了していなければ、ステップ１０２へ進む。
【００８６】
以上の実施の形態では、厚紙モードでの動作を説明したが、連続コピー中に線速を切り替える事が必要な複写条件をサポートするデジタル複写機であれば本発明を採用できる。
【００８７】
また回転数指示手段は、回転数を直接モーター制御基板Ｂとドラム駆動制御基板Ｄに与える構成でも良いし、画像形成モードを宣言するのみで、モーター制御基板Ｂとドラム駆動制御基板Ｄが前記宣言に従ってそれぞれ回転数を制御する構成としても良い。また、指示信号は直接モーター制御基板Ｂとドラム駆動制御基板Ｄに与えるのでなく、モーター制御基板Ｂ経由でドラム駆動制御基板Ｄに与えたり、ドラム駆動制御基板Ｄ経由でモーター制御基板Ｂに与える構成でも良い。
【００８８】
また、切り替える線速は、高速、中速、低速と３段階を備えても良い。この場合、線速を高速から低速に切り替える制動制御、高速から中速に切り替える制動制御、中速から低速に切り替える制動制御をそれぞれ選択的に実行する事が好ましい。たとえば制御ロック信号ＣＬの状態遷移の回数をカウントすれば、それぞれの制動制御を実行できる。さらに３段階以上に細かく線速を変更する場合にも本発明は適用できる。
【００８９】
【発明の効果】
本発明によれば、画像の書き込み動作時に感光体の線速を変更する事に伴ってポリゴンミラーの回転数を変更する際に、短時間でポリゴンミラーの回転数を落として、画像形成の切り替え時間を短縮し、出力の生産性を向上する事ができた。
【００９０】
また、ポリゴンミラーの回転数を落とすために制動をかけても、ポリゴンミラーや回転軸に付着物が付着する事をなくす事ができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタル複写機の全体構成を説明する側部断面図である。
【図２】レーザー光学系を説明する斜視図である。
【図３】ポリゴンミラーにエアベアリングを利用した装置の全体構成を示す断面図である。
【図４】本発明の制動手段の一例である制動制御回路の主要部を示す回路図である。
【図５】ポリゴンミラー制動動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】ポリゴンミラー制動動作の手順を説明するフローチャートである。
【図７】インターシートモードでのポリゴンミラー制動動作の手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０感光体ドラム
１３三相ブラシレスモーター
２７制動制御回路
２８ＰＬＬ制御回路
２９巻き線
１１６ポリゴンミラー
２００デジタル複写機
Ｂモーター制御基板
Ｄドラム駆動制御基板
ＣＬ制御ロック信号
ＣｏｎｔモーターＯｎ／Ｏｆｆ制御信号
ＢＲブレーキ信号
ＧＲ画像形成可否信号
ＲＣ回転数制御信号

Claims

回転するポリゴンミラーでレーザービームを偏向させて走査露光する露光手段と、
回転しながら前記露光手段で走査露光されて静電潜像を形成する感光体と、
入力された画像形成モードに応じて前記ポリゴンミラーの回転数と前記感光体の回転数の加減を一連の画像形成動作の途中で指示する指示信号を出力する回転数指示手段と、
前記ポリゴンミラーの回転数を減ずる制動手段としての回生ブレーキと、
前記ポリゴンミラーを回動させるポリゴンミラー駆動モーターと、
前記ポリゴンミラー駆動モーターに電力供給するドライバー回路と、
前記回生ブレーキにより回転数を減じたポリゴンミラーの回転が安定すると画像形成を再開可能とする再開信号を出力する再開信号出力手段とを備え、
前記回転数指示手段からの指示信号が回転数を減じる指示であれば、前記ドライバー回路は前記ポリゴンミラー駆動モーターに対する電力供給を停止し、
前記回生ブレーキは、前記ポリゴンミラー駆動モーターに対する電力供給が停止された後に作動し、
前記ドライバー回路は、前記回生ブレーキの作動が解除されてから、前記ポリゴンミラー駆動モーターに対する電力供給を再開する事を特徴とする画像形成装置。
前記ポリゴンミラーの回転軸はエアベアリングで支持される事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記画像形成モードは連続して画像形成される任意の２枚の記録紙のうちで、１枚目の画像形成と２枚目の画像形成の間で前記指示信号が出力される事を特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。