JPH1178105A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー走査型光学系を用いた画像形成装置
においてプリント待機中からプリント開始時への移行時
における不要露光をなくし、かつ、レーザーダイオード
の寿命の短縮化を防止する。 【解決手段】 画像形成を行わない待機状態時に、強制
発光制御手段によりレーザー発光手段を周期的に強制発
光させて、当該レーザー発光手段の照射位置に周期的に
回向してくるポリゴンミラーのミラー面に対し、２以上
の面に１回の割合で前記レーザー光を反射させ受光セン
サに当たるようにレーザー発光手段を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に関
し、特にプリンタ光学系としてポリゴンミラーによりレ
ーザー光を偏向し走査させるレーザ走査型光学系を用い
た画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置のプリンタ光学系としてレ
ーザ走査型光学系が広く用いられている。レーザ走査型
光学系の概念図を図６に示す。図に示すように、レーザ
ー走査型光学系ではＣＰＵ７ａ等により構成される制御
部７に入力された画像信号に基づいてレーザーダイオー
ド駆動回路６を制御し、レーザーダイオード３の発光を
変調させる。そして、このレーザー光を一定周期で回転
するポリゴンミラー１に照射することにより、当該レー
ザー光を偏向して帯電した感光体５上に走査させ当該感
光体に静電潜像を形成する。

【０００３】この際、それぞれの走査時点において感光
体上の潜像の書き込み開始位置をそろえる必要がある。
この為に、通常はレーザー光が走査される感光体より上
流の所定位置に設けた受光センサ、即ち、ＳＯＳ（star
t of scan）センサによりレーザー光を捉え、これによ
り発生するＳＯＳ信号を制御部７に入力し、このＳＯＳ
信号に同期させてレーザー光の変調を開始するようレー
ザーダイオード駆動回路６を制御するようにしている。

【０００４】このため、感光体上をレーザー光が走査さ
れる前には、必ずＳＯＳセンサにレーザー光が照射され
る必要がある。そこで、制御部７はＳＯＳセンサにレー
ザー光が当たるようなタイミングでレーザーダイオード
３を所定時間強制発光させるように制御をする。即ち、
ポリゴンミラーは正多角形で一定周期で回転しているの
で、一旦ＳＯＳ信号を捉えることができたならば、後
は、ポリゴンミラーの回転周期を面数で除した周期でレ
ーザーダイオード３を強制発光させれば、ＳＯＳセンサ
にレーザー光を照射することができる。図７にプリント
動作時のレーザーダイオード３の発光と、ＳＯＳ信号出
力のタイムチャートを示しておく。

【０００５】ところで、画像形成を行わない待機中の間
は感光体への露光はもちろんＳＯＳセンサへの照射も必
要無くなるので、従来は、レーザーダイオードの劣化を
なるべく防ぐためにレーザーの発光を完全に止めるよう
にしていた。このように、プリント待機中にレーザーダ
イオードを完全に止めるようにするとプリントを開始す
る際に、ＳＯＳセンサに対する強制発光の最初のタイミ
ングが制御部７で認識することができない。そこで、プ
リント開始時点でＳＯＳセンサにレーザー光が照射され
てＳＯＳ信号が発せられるまでレーザーダイオードを強
制発光させ続け、ＳＯＳ信号が発せられたところから、
前記の所定の周期で強制発光するような制御をしてい
る。このプリント開始時点におけるレーザーダイオード
３の発光とＳＯＳ信号出力のタイムチャートを図８に示
しておく。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように待
機状態後のプリント開始時点においてレーザーダイオー
ドを強制発光させ続けるようにすると、ＳＯＳ信号が最
初に出力されるまでの間に感光体に不必要な露光がなさ
れることになる。このような不要露光は機内汚れを発生
させ、さらにこの機内汚れは記録部材の裏汚れを生じさ
せてしまう。

【０００７】このような事態を避けるために、プリント
待機時においてもＳＯＳセンサへの強制発光を続けて、
ＳＯＳセンサへの照射タイミングを常に捉えておくよう
にすることが考えられる。図９にプリント待機中にＳＯ
Ｓセンサの強制発光をプリント時と同様に続けた場合の
レーザーダイオード３の発光と、ＳＯＳ信号出力のタイ
ムチャートを示す。このようにすると確かに、プリント
を開始する際にレーザーダイオードを強制発光させるタ
イミングを捉えることができるので、感光体に不要な露
光をすることは無くなる。しかし、プリント待機中も常
にレーザーダイオードをプリント時と同様に強制発光し
続けることになるので、レーザーダイオードの寿命が非
常に短くなってしまうという問題が発生する。

【０００８】本発明は、このような問題点を鑑み、プリ
ント待機中からプリント開始時への移行時における不要
露光をなくし、かつ、レーザーダイオードの寿命の短縮
化を押さえることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、レーザー発光手段から一定周期で回転する
ポリゴンミラーにレーザー光を照射することで当該レー
ザー光を偏向させるように構成され、前記レーザー発光
手段を第１の周期で強制発光させて、ポリゴンミラーの
各ミラー面より反射するレーザー光を所定点に設けた受
光センサに当て、これにより発生する信号によりレーザ
ー光の走査タイミングをとりながら、ポリゴンミラーに
より変調したレーザー光を感光体上に走査させて感光体
に静電潜像を形成する画像形成装置において、画像形成
を行わない待機状態時に、前記レーザー発光手段を第２
の周期で強制発光させて、当該レーザー発光手段の照射
位置に周期的に回向してくるポリゴンミラーのミラー面
に対し、２以上の面に１回の割合で前記レーザー光を反
射させ前記受光センサに当たるように前記レーザー発光
手段を制御する強制発光制御手段を設けたことを特徴と
する。

【００１０】また、前記強制発光制御手段は、ポリゴン
ミラーの回転周期の自然数倍の周期で前記レーザー発光
手段を強制発光させるようにすることが望ましい。そし
て、さらに前記強制発光制御手段は、待機状態における
強制発光を、前記静電潜像形成時の強制発光時間よりも
短い時間で行うようにすると効果的である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。図１に本実施の形態に係るデ
ジタル複写機Ａ（以下単に「複写機Ａ」という）の全体
構成を表す概略断面図を示す。なお、ここではデジタル
複写機を例に挙げるが、プリンタ光学系にレーザー走査
型光学系を用いているものであればプリンタ、ファクシ
ミリ等種々の画像形成装置に適用することが可能であ
る。

【００１２】複写機Ａは主として走査系１０、画像信号
処理部２０、メモリユニット部３０、レーザ光学系５
０、作像系６０、原稿搬送部７０、再給紙／反転部８
０、操作パネル９０から構成されている。走査系１０は
原稿を読み取って画像信号に変換する。画像信号処理部
２０は当該走査系１０から送られる画像信号を処理す
る。メモリユニット部３０は当該画像信号処理部２０か
ら入力される画像データをそのままプリンタ装置ＰＲＴ
に出力するか、又はメモリに記憶するか等の制御を行
う。レーザ光学系５０はメモリユニット部３０から出力
される画像データに基づいてレーザーダイオード３を駆
動し、レーザ光を感光体５上の露光位置に導く。このレ
ーザ光学系５０については後にさらに詳述する。作像系
６０は露光による潜像を現像し、記録紙上に転写し、定
着して画像を形成する。原稿搬送部７０は原稿を搬送し
必要に応じて表裏の反転を行う。

【００１３】レーザ光学系５０は、ハードウエア構成上
は、図６に示す従来と同様の一般的なレーザ走査型光学
系を用いている。上述したように、この光学系は、レー
ザー光を発するレーザーダイオード３、レーザーダイオ
ード３のオンオフ駆動を行うレーザーダイオード駆動回
路６、レーザーダイオード３から発せられるレーザー光
を偏向して感光体５上を走査するポリゴンミラー１、ポ
リゴンミラー１を一定周期で回転させるモータ２、レー
ザー光が走査される感光体より上流の所定位置に設けた
ＳＯＳセンサ４、ＳＯＳセンサより発生するＳＯＳ信号
を受けて、当該ＳＯＳ信号に同期させてレーザー光の変
調を開始させると共に、画像データに応じたレーザー光
の変調を行わせるようにレーザーダイオード駆動回路６
を制御したり、モータ２を制御する制御部７より構成さ
れる。

【００１４】制御部７は演算処理を行うＣＰＵ７ａ、制
御プログラムを格納したＲＯＭ７ｂ、ＣＰＵ７ａの作業
領域となるＲＡＭ７ｃ、クロック信号を用いてを計数す
るタイムカウンタ７ｄより構成される。ＲＯＭ７ｂに格
納されたプログラムにより制御部７は通常のプリント動
作時においては、レーザーダイオード３を強制発光しＳ
ＯＳ信号を受光した後にＳＯＳ信号がオフになると発光
を停止し、ＳＯＳ信号のオフ時点から第１の設定時間Ｔ
１をタイムカウンタ７ｄにより計数し、これを経過する
と強制発光するように制御する（図７参照）。第１の設
定時間はポリゴンミラーのミラー面がレーザー光の照射
位置に開口してくる周期Ｔm（＝（ポリゴンミラーの回
転周期Ｔp）／（ミラー面数））よりもある程度短くな
るように設定してある。

【００１５】この結果、レーザーダイオード３はＳＯＳ
センサの手前から発光を開始し、ＳＯＳセンサを照射し
てからＳＯＳ信号がオフになると発光を中止する。図２
にこの状態を示すタイムチャートを、レーザー光のＳＯ
Ｓセンサへの走査状態と合わせて示す。なお、第１の設
定時間Ｔ１とレーザーダイオード３が強制発光する時間
Ｔf1との和はポリゴンミラーのミラー面が回向する周期
Ｔmに等しくなり、結果としてレーザーダイオード３は
周期Ｔmで強制発光することになる。

【００１６】ところで、プリント動作時には上記第１の
設定時間Ｔ１を短めにして強制発光する時間Ｔf1をやや
長くするように設定している。この理由を簡単に述べる
と、ポリゴンミラーは製造上、隣合うミラー面の接合部
分の交差角（ミラー分割精度）を一定にすることが難し
い。誇張して表現するならば図３（ａ）のような各ミラ
ー面（ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４）の接合部分の交差角
（＝９０゜）がすべて等しいポリゴンミラーを理想状態
として製造した結果、図３（ｂ）のように各ミラー面
（ｍr1、ｍr2、ｍr3、ｍr4）の接合部分の交差角（ｘ、
ｙ、ｚ、ｗ）がそれぞれ異なってしまうことがある。こ
の結果、ポリゴンミラー１が一定周期で回転しても、各
ミラー面が現れる周期が一定でなくなるため、レーザー
ダイオード３を一定周期で発光させても、発光時のレー
ザー光の照射位置がずれることになり、場合によっては
ＳＯＳセンサを通過した位置でレーザー光の発光が行わ
れる事態も発生し得る。そこで、ミラー分割精度の誤差
を見込んで発光時間Ｔf1をやや長くしている。

【００１７】一方、プリント待機状態においては、制御
部７はレーザーダイオード３を強制発光しＳＯＳ信号を
受光した後にＳＯＳ信号がオフになると発光を停止し、
ＳＯＳ信号のオフ時点から第２の設定時間Ｔ２をタイム
カウンタ７ｄにより計数し、これを経過すると強制発光
するように制御する。図４にプリント待機状態における
レーザーダイオード３の発光とＳＯＳ信号出力のタイム
チャートを示す。

【００１８】第２の設定時間Ｔ２はポリゴンミラーの回
転周期Ｔp（＝（ミラー面数）×（ミラー面が現れる周
期Ｔm））よりもやや短くなるように設定してある。こ
れは、上述したように、レーザーダイオード３をＳＯＳ
センサ４の手前から発光を開始させるためである。ま
た、強制発光を開始してからＳＯＳセンサを照射してか
らＳＯＳ信号がオフになって発光を停止するまでの強制
発光時間Ｔf2と第２の設定時間Ｔ２との和はポリゴンミ
ラーの回転周期Ｔpと等しくなり、結果としてレーザー
ダイオード３はポリゴンミラーの回転周期Ｔpで強制発
光することになる。

【００１９】ところで、プリント待機中の強制発光時間
Ｔf2はプリント動作中の強制発光時間Ｔf1よりも短く設
定してある。これは、レーザーダイオードはプリント待
機中においてはポリゴンミラーの回転周期Ｔpで強制発
光するのでミラー分割精度が悪くても、レーザーダイオ
ード３が強制発光する時のポリゴンミラー１のミラー面
は常に同一になり、ポリゴンミラーが一定周期で回転す
る限り、発光時のレーザー光の照射位置はずれることが
ないので、Ｔf2を短く設定することができるからであ
る。これによって、プリント待機中のレーザーダイオー
ドの発光時間をさらに短くすることができる。また、こ
こではレーザーダイオード３の発光周期をポリゴンミラ
ーの発光周期Ｔpと一致させているが、レーザーダイオ
ード３の発光周期はポリゴンミラーの発光周期Ｔpの自
然数倍であれば同様の効果を得ることができる。

【００２０】続いて、上記のような構成の制御部７のレ
ーザーダイオード３の強制発光に関する動作を以下に説
明する。図５にかかる動作を表すフローチャートを示
す。なお、本発明ではレーザーダイオード３の強制発光
はループ処理として電源がオフされない限りなされ続け
るので、このフローチャートは強制発光時の制御の任意
のループ処理を示すものとする。

【００２１】まず、前回のループ処理以前にカウントが
なされている周期タイマがタイムアップしたか否かが判
断される（Ｓ１０１）。なお、ここで周期タイマとは、
ＣＰＵ７ａが所定時刻からタイムカウンタ７ｄにより計
数される時間が設定された設定時間Ｔ１もしくはＴ２に
達したことを検知することにより実現されるタイマを意
味する。ここで、周期タイマがタイムアップしていれば
周期タイマをリセット、即ち、ＣＰＵ７によるカウント
の判断を中止し（Ｓ１０２）、レーザーダイオード駆動
回路６を駆動させてレーザーダイオード３を強制発光さ
せる（Ｓ１０３）。また、Ｓ１０１で周期タイマがカウ
ントアップしていなければ周期タイマのカウントを継続
して、最初のステップに戻る（Ｓ１１０）。

【００２２】次に、現在がプリント動作時か否かを判断
し（Ｓ１０４）、プリント動作時であるならば周期タイ
マの設定値を前記第１のＴ１に設定する（Ｓ１０５）。
一方、プリント動作時でなければ周期タイマの設定値を
前記第２のＴ２に設定する（Ｓ１０６）。それから、Ｓ
ＯＳ信号がオフされるのを待って（Ｓ１０７）、レーザ
ーダイオード３の発光を停止し（Ｓ１０８）、これと同
時に周期タイマをスタートする（Ｓ１０９）。それから
周期タイマを計時していく（Ｓ１１０）。

【００２３】このような動作により、レーザーダイオー
ド３はプリント動作中は従来通り、図７に示すような周
期で強制発光する一方、プリント待機中は図４に示すよ
うな周期で強制発光することになる。なお、実施の形態
においては、プリント待機中の強制発光の周期をポリゴ
ンミラーの回転周期に一致するようにした。しかし、こ
のようにポリゴンミラーの回転周期に一致させなくて
も、例えば、レーザー光の照射位置に回向してくるミラ
ー面の３面に対して１回の割合で照射するようにすると
レーザーダイオードは、各ミラー面に対して照射する場
合に比べて３分の１の発光回数で済み、寿命の短縮化を
押さえることは可能となる。即ち、レーザー光の照射位
置に回向してくるミラー面の複数面に対して１回の割合
で照射するようにすれは、レーザーダイオードの寿命の
向上に資することが可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明により本発明は、以下のよう
な効果を奏する。まず、本発明では、レーザー走査型光
学系を有する画像形成装置において、強制発光制御手段
により画像形成を行わない待機状態時に、レーザー発光
手段を周期的に強制発光させて、レーザー光の照射位置
に周期的に回向してくるポリゴンミラーのミラー面に対
し、２以上の面に１回の割合でレーザー光を照射し前記
ＳＯＳセンサに当たるようにレーザーダイオード駆動回
路を制御する。

【００２５】このような動作により、レーザー発光手段
を強制発光させるタイミングを捉え続けることになるの
で、プリント待機中からプリント開始時への移行時にお
ける不要露光をなくして、機内汚れや記録部材の汚れを
防止することができる。そして、それと同時にレーザー
ダイオードの強制発光回数を少なくすることができるの
で、レーザーダイオードの寿命の短縮化を押さえること
も可能となる。

【００２６】また、前記強制発光制御手段により、ポリ
ゴンミラーの回転周期の自然数倍の周期で前記レーザー
発光手段を強制発光させるようにすると、強制発光時に
はポリゴンミラーの同一のミラー面に対してレーザー光
を照射することになり、ポリゴンミラーの分割精度に関
わらず、常に安定した反射状態を得ることができる。こ
の結果、例えば、分割精度の誤差を見込んで強制発光時
間を長く設定する必要が無くなり、強制発光時間を短縮
することができるようになる。

【００２７】そして、前記強制発光制御手段により、待
機状態における強制発光を、前記静電潜像形成時の強制
発光時間よりも短い時間で行うようにすると、レーザー
ダイオードの発光時間が短くなるのでレーザーダイオー
ドの寿命の向上に資することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る画像形成装置である。

【図２】（ａ）はレーザーダイオードの強制発光から発
光終了までのレーザーダイオードの発光とＳＯＳ信号出
力のタイムチャートであり、（ｂ）は当該タイムチャー
トに合わせたレーザー光のＳＯＳセンサへの走査状態を
表す図である。

【図３】（ａ）は理想的なポリゴンミラーを示す平面図
であり、（ｂ）はミラー分割精度の悪いポリゴンミラー
を示す平面図である。

【図４】プリント待機状態におけるレーザーダイオード
の発光とＳＯＳ信号出力のタイムチャートである。

【図５】制御部の動作を示すフローチャートである。

【図６】レーザー走査型光学系の概念図である。

【図７】プリント動作時のレーザーダイオードの発光
と、ＳＯＳ信号出力のタイムチャートである。

【図８】従来のプリント開始時点におけるレーザーダイ
オードの発光とＳＯＳ信号出力のタイムチャートであ
る。

【図９】プリント待機中にＳＯＳセンサの強制発光をプ
リント時と同様に続けた場合のレーザーダイオードの発
光と、ＳＯＳ信号出力のタイムチャートである。

【符号の説明】

１ ポリゴンミラー ２ モータ ３ レーザーダイオード ４ ＳＯＳセンサ ５ 感光体 ６ レーザーダイオード駆動回路 ７ 制御部 ７ａ ＣＰＵ ７ｂ ＲＯＭ ７ｃ ＲＡＭ ７ｄ タイムカウンタ ５０ レーザ光学系

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー発光手段から一定周期で回転す
   るポリゴンミラーにレーザー光を照射することで当該レ
   ーザー光を偏向させるように構成され、前記レーザー発
   光手段を第１の周期で強制発光させて、ポリゴンミラー
   の各ミラー面より反射するレーザー光を所定点に設けた
   受光センサに当て、これにより発生する信号によりレー
   ザー光の走査タイミングをとりながら、ポリゴンミラー
   により変調したレーザー光を感光体上に走査させて感光
   体に静電潜像を形成する画像形成装置において、 画像形成を行わない待機状態時に、前記レーザー発光手
   段を第２の周期で強制発光させて、レーザー光の照射位
   置に周期的に回向してくるポリゴンミラーのミラー面に
   対し、２以上の面に１回の割合で前記レーザー光を照射
   し前記受光センサに当たるように前記レーザー発光手段
   を制御する強制発光制御手段を有することを特徴とする
   画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記強制発光制御手段が、ポリゴンミラ
   ーの回転周期の自然数倍の周期で前記レーザー発光手段
   を強制発光させる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記強制発光制御手段が、待機状態にお
   ける強制発光を、前記静電潜像形成時の強制発光時間よ
   りも短い時間で行わせる請求項２に記載の画像形成装
   置。