JP6164990B2 - 回転多面鏡の駆動装置、および当該駆動装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の反射面を有する回転多面鏡を駆動する回転多面鏡の駆動装置、および当該駆動装置を備える画像形成装置に関する。

複数の反射面を有する回転多面鏡（以下、ポリゴンミラー）によって光源から出射された光ビームを偏向し、偏向された光ビームによって感光体を走査することで感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置が知られている。ポリゴンミラーは、各反射面の反射率や回転軸に対する角度（面倒れ）などの特性に製造時の切削加工精度によるばらつきがある。そのため、光ビームが入射する反射面を特定し、特定した反射面に応じた補正を実行することによって製造精度のばらつきを補正する必要がある。

光ビームが入射する反射面を特定する方法として、特許文献１は、１回転中に複数の反射面によってそれぞれ偏向された光ビームを受光したビームディテクター（以下、ＢＤ）によって生成されるＢＤ信号とポリゴンミラーを回転させる駆動モータに設けられた磁気パターンを検出することによって生成されるＦＧ信号を用いて光ビームが入射する反射面を特定する画像形成装置を開示している。

特開２００７−７８７２３号公報

しかしながら、ＦＧ信号は、磁気パターンを検出することによって生成される信号であるため、駆動モータのコイルに供給される駆動電流の影響を受けてＦＧ信号（図１２中の略正弦曲線１２０１および１２０３）にノイズ１２０３が含まれてしまい、ＦＧ信号の周期を精度よく検出することができない場合がある。

本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の回転多面鏡の駆動装置は、回転多面鏡を回転させる駆動装置であって、前記回転多面鏡が固定されたロータと、前記ロータを回転させるための駆動電流が供給されるコイルを有するステータと、前記ロータに取り付けられ、前記ロータの回転方向に沿って複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に着磁された磁気パターンと、を備える駆動モータと、前記磁気パターンを検出する検出素子と、前記コイルに前記駆動電流を供給する駆動手段と、前記駆動電流を供給することによって前記回転多面鏡が回転した状態から前記駆動手段による前記駆動モータへの前記駆動電流の供給を停止させ、当該駆動電流の供給停止状態において前記検出素子から出力される検出波形の周期を取得する取得手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の回転多面鏡の駆動装置は、回転多面鏡を回転させる駆動装置であって、前記回転多面鏡が固定されたロータと、前記ロータを回転させるための駆動電流が供給されるコイルを有するステータと、前記ロータに取り付けられ、前記ロータの回転方向に沿って複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に着磁された磁気パターンと、を備える駆動モータと、前記磁気パターンを検出する検出素子と、前記コイルに前記駆動電流を供給する駆動手段と、前記駆動電流を供給することによって前記回転多面鏡が回転した状態から前記駆動手段の前記駆動モータへの前記駆動電流の出力を低下させ、当該駆動電流の出力を低下させた状態において前記検出素子から出力される検出波形の周期を取得する取得手段と、を備えることを特徴とする。

本発明は、駆動手段による駆動電流の供給を停止する、あるいは駆動手段からの駆動電流の出力を低下させることによって、駆動モータへの駆動電流の供給によるＦＧ信号の周期検出精度の低下を抑制することができる。

画像形成装置の概略断面図 光走査装置の概略構成図 駆動モータの概略構成図 制御ブロック図 ＦＧ信号のタイミングチャート ＦＧ信号のタイミングチャート 検出周期比データと参照周期比データを示す図 参照周期比データを生成する際に実行される制御フロー 画像形成中の１走査周期中のタイミングチャート 駆動モータを起動してから画像形成が開始されるまでの駆動モータの回転速度の推移と各制御の実行タイミングを表す図 実施例１に係る画像形成装置における制御フロー 実施例１に係る画像形成装置における制御フロー（変形例） 従来技術におけるＦＧ信号

（実施例１）
（画像形成装置）
図１は、複数色のトナーを有するカラー画像形成装置の概略断面図である。実施例をカラー画像形成装置を例に説明するが、実施の形態はカラー画像形成装置に限られるものではなく、単色のトナー（例えば、ブラック）で画像形成する画像形成装置であっても良い。

図１において、画像形成装置１００には各色の画像を形成する４つの画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが備えられている。ここで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像を形成する。

画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは、感光体である感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋを備える。感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周囲には、帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋ、光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋ、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋが設けられている。また、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋも配置されている。

感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架され、画像形成中は図中の矢印Ｂ方向に回転する。また、中間転写ベルト１０７を介して、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに対向する位置には一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが設けられている。

また、本実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体Ｓに転写するための二次転写装置１１２、記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１３を備える。

記録媒体Ｓには、以下のような一連の画像形成工程によって画像がけいせいされる。感光ドラム１０２Ｙの表面は、まず帯電工程において帯電装置１０３Ｙにより所定の電位に均一に帯電される。そして、次の露光工程において光走査装置１０４Ｙから出射されるレーザ光（光ビーム）によって露光される。そして、次の現像工程おいて、静電潜像は現像装置１０５Ｙによって現像され、イエローのトナー画像が形成される。マゼンタ、シアン、ブラックの各色についても以上と同様の工程を経てトナー画像が形成される。

各感光ドラム上に形成された各色のトナー画像は、一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋにより印加されるバイアスによって中間転写ベルト１０７上に転写される。即ち、各感光ドラムから各色のトナー像が中間転写ベルト１０７に転写されることによって、各色のトナー像が重ね合わされる。

中間転写ベルト１０７上で重ね合わされたトナー像は、二次転写装置１１２により印加されるバイアスによって記録媒体Ｓ上に転写される。記録媒体Ｓは、手差し給送カセット１１４または給紙カセット１１５から二次転写部Ｔ２に搬送される。記録媒体Ｓに転写されずに中間転写ベルト１０７上に残ったトナーは、二次転写部Ｔ２よりも下流に中間転写ベルト１０７に対向するように配置された中間転写ベルトクリーナ１１７によって回収される。

なお、二次転写装置１１２は、中間転写ベルト１０７の表面のトナーを記録媒体Ｓに転写するための二次転写バイアスとは逆極性の電圧を印加することもでき、これによって二次転写装置１１２に付着したトナーを中間転写ベルト１０７の表面の方へ移動させて、中間転写ベルトクリーナ１１７によって回収することも可能となっている。

記録媒体Ｓ上に転写されたトナー像は定着装置１１３で加熱定着された後に、排紙部１１６に排紙される。以上の工程によって記録媒体Ｓ上にフルカラー画像が形成される。

なお、一次転写が終了したそれぞれの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの表面に残留した残留トナーは、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋによって除去される。

（光走査装置）
図２は、図１に示す画像形成装置に備えられる光ビーム出射装置である光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの詳細な構成を示す図である。各光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。

光走査装置１０４は、光ビームとしてのレーザ光を出射する半導体レーザ２０１と、半導体レーザ２０１から出射されたレーザ光を平行光に整形するコリメータレンズ２０２と、コリメータレンズ２０２を通過したレーザ光を副走査方向（感光ドラムの回転方向に対応する方向）へ集光するシリンドリカルレンズ２０３と、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２０４を備える。

さらに、光走査装置１０４は、ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光（走査光）が入射する第１走査レンズ２０５と、第２走査レンズ２０６とを備える。

ポリゴンミラー２０４は、複数の反射面を有する。本実施例では、ポリゴンミラー２０４は４つの反射面を有するが、これとは異なる数の反射面を有するポリゴンミラーを採用しても良い。画像形成動作時にポリゴンミラー２０４は、後述する駆動モータによって回転駆動され、半導体レーザ２０１から出射したレーザ光は回転するポリゴンミラー２０４の反射面によって偏向される。

そして、ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光は第１走査レンズ２０５、第２走査レンズ２０６を経て感光ドラム１０２を主走査方向（感光ドラムの回転軸方向）に走査する。レーザ光により走査されることによって感光ドラム１０２に静電潜像が形成される。

レーザ光の走査範囲の端部（感光ドラム１０２上の画像形成領域の外側）にはＢＤミラー２０８が配置されており、ＢＤミラー２０８は、レーザ光を反射する。ＢＤミラー２０８によって反射されたレーザ光は、ＢＤレンズ２０９を介して、ビーム・ディテクター２０７（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ ２０７。以下、ＢＤ２０７）に入射する。

ＢＤ２０７は、半導体レーザ２０１から出射されたレーザ光を受光することで同期信号を生成する。画像形成装置１００は、同期信号に基づいて半導体レーザ２０１か画像データに基づくレーザ光を出射することで、走査周期毎の主走査方向における静電潜像（画像）の形成開始位置を揃えている。

（駆動モータ）
次に、ポリゴンミラー２０４を回転させる駆動モータ３０１について説明する。図３（ａ）は、駆動モータ３０１の断面図を示しており、図３（ｂ）は、必要な部分を抜き出した図３（ａ）の上面図である。

回転軸３０２、永久磁石３０６、ヨーク３０５、支持部３０４は、ロータを構成する。ヨーク３０５には、永久磁石３０６、支持部３０４が取り付けられている。支持部３０４には、ポリゴンミラー２０４および回転軸３０２が固定されている。

真鍮等の金属材質からなる軸受部３１１、ステータコア３０７、ステータを構成する。ステータコア３０７は回路基板３０８に固定されている。軸受部３１１は、ステンレス等の金属材質からなる回転軸３０２を受ける部材である。ステータコア３０７は、ロータを回転させるための駆動電流が供給される複数の駆動コイル３０９を有する。

図３（ｂ）に示すように、永久磁石３０６は、ロータ（ヨーク３０５）の回転方向に沿ってＳ極（Ｓａ極、Ｓｂ極、Ｓｃ極、Ｓｄ極、Ｓｅ極、Ｓｆ極）とＮ極（Ｎａ極、Ｎｂ極、Ｎｃ極、Ｎｄ極、Ｎｅ極、Ｎｆ極）とが交互に並ぶ磁気パターンが形成されている。本実施例における駆動モータの永久磁石３０６は、ロータの１回転中に６つのＦＧパルスのＦＧ信号が生成されるように、ロータの回転方向に対応する方向にＳ極とＮ極が交互に並ぶようにそれぞれ６つずつ着磁（磁化）されている。ポリゴンミラー２０４および永久磁石３０６は、どちらもヨーク３０５に対して固定されている。そのため、ポリゴンミラー２０４の各反射面と、Ｓ極（Ｓａ極、Ｓｂ極、Ｓｃ極、Ｓｄ極、Ｓｅ極、Ｓｆ極）およびＮ極（Ｎａ極、Ｎｂ極、Ｎｃ極、Ｎｄ極、Ｎｅ極、Ｎｆ極）と、の相対位置関係は変化しない。

また、図３（ｂ）に示すように、本実施例における駆動モータ３０１は、複数の駆動コイル３０９として、Ｕ相コイル、Ｕ’相コイル、Ｖ相コイル、Ｖ’相コイル、Ｗ相コイル、Ｗ’相コイルを含む。端子Ｕ１、端子Ｕ’２、端子Ｖ１、端子Ｖ’２、端子Ｗ１、端子Ｗ’２はそれぞれ、回路基板３０８を介して後述するモータドライバに接続されている。端子Ｕ２と端子Ｕ’１、端子Ｖ２と端子Ｖ’１、端子Ｗ２と端子Ｗ’１がそれぞれ接続されている。永久磁石３０６の回転位置により、順次Ｕ相コイルとＵ’相コイル、Ｖ相コイルとＶ’相コイル、Ｗ相コイルとＷ’相コイルへの駆動電流の通電が切り替えられる。駆動コイル３０９に駆動電流が通電することによって駆動コイル３０９と永久磁石３０６との間に生じる磁力によって、ロータは回転する。

回路基板３０８は、永久磁石の磁気パターンを検出する検出素子３１０設けられている。検出素子３１０には、ホール素子や磁気センサを用いる。なお、検出素子の配置位置は、ステータに対して固定されていればどの位置に設けても良い。

（駆動モータおよび制御ブロック図）
図４ は、本実施例の画像形成装置の制御ブロック図である。図４に示す制御ブロック図は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色それぞれに対応するものであり、各色それぞれに対して同一の構成である。

本実施例の画像形成装置は、ポリゴンミラー２０４を回転駆動する駆動装置を備え、ＣＰＵ４０１（取得手段、制御手段）と、ＣＰＵ４０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ４０２と、ＣＰＵ４０１に対して作業領域を提供するＲＡＭ４０３を有する。本実施例の画像形成装置は、ＢＤ２０７からのアナログ信号をデジタル信号のＢＤ信号に変換するＢＤ検知部４０４、読取装置や外部情報装置などから入力された画像データに基づいて生成されるビデオ信号に応じて光源２０１を駆動するレーザドライバ４０５（レーザ駆動部）、駆動モータ３０１を駆動するモータドライバ４０６（モータ駆動部）、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ４０７を備える。

モータドライバ４０６には、図３で示した検出素子３１０が接続されている。検出素子３１０は、ロータの回転に伴い回転する永久磁石３０６の回転速度に応じた周期の検出信号（ＦＧアナログ信号）を出力する。例えば、本実施例における検出素子３１０は、ロータの回転中に磁気パターン３０６を検出することによって図５Ａ（ａ）に示す実線の略正弦波形（検出波形）の検出信号を出力する。

本実施例の検出素子３１０は、検出信号５０１、および検出信号５０１に対して位相が１８０度ずれた検出信号５０２を出力する。検出信号５０１および検出信号５０２は差動信号である。本実施例では、図５Ａ（ａ）に示すように、検出信号５０１が極大値（検出信号５０２が極小値）のとき、検出素子３１０の対向位置に複数のＳ極のうちのいずれか１つのＳ極の中心が位置しているものとする。また、本実施例では、図５Ａ（ａ）に示すように、検出信号５０１が極小値（検出信号５０２が極大値）のとき、検出素子３１０の対向位置に複数のＮ極のうちのいずれか１つのＮ極の中心が位置しているものとする。

モータドライバ４０６は、ＦＧアナログ信号である検出信号５０１と検出信号５０２とに基づいてＦＧパルスを生成するパルス信号生成器を内蔵している。パルス信号生成器は、図５Ａ（ａ）および図５Ａ（ｂ）に示すように、検出信号５０１と検出信号５０２との交点を立ち上がりおよび立ち下りとするＦＧパルスを生成する。パルス生成器は、検出信号５０１が単調増加し、検出信号５０２が単調減少した状態で２つの信号が交わった場合、ＦＧ信号を立ち上げ、検出信号５０１が単調増加し、検出信号５０２が単調減少した状態で２つの信号が交わった場合、ＦＧ信号を立ち下げる。これによって、ポリゴンミラー２０４の１回転中に図５Ｂに示すＦＧパルス５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８が生成される。

このように、差動信号である検出信号５０１および検出信号５０２を用いてＦＧ信号を生成することによって、駆動モータ３０１の発熱によって検出素子３１０の出力特性が変動しても、出力特性変動前後の磁気パターン３０６の検出精度の大幅な変動を抑制することができる。

モータドライバ４０６は、ＦＧ信号をＣＰＵ４０１に出力する。ＣＰＵ４０１は、ロータ（ポリゴンミラー２０４）の回転が停止した状態からおよそ所定の回転速度になるまでＦＧ信号に基づいてレーザドライバ４０６に対して加速信号（ＡＣＣ信号）または減速信号（ＤＥＣ信号）を出力する。レーザドライバ４０６は、ＣＰＵ４０１からのＡＣＣ信号またはＤＥＣ信号に基づいて端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に供給する駆動電流の値を制御する。

なお、ＣＰＵ４０１は、ＦＧ信号の検出周期に基づいてロータの回転速度が目標速度に近づいたか否かを判定し、ロータの回転速度が目標速度に近づいたと判定された場合、ＦＧ信号の検出周期に基づくＡＣＣ信号またはＤＥＣ信号の出力制御からＢＤ信号の検出周期に基づくＡＣＣ信号またはＤＥＣ信号の出力制御に切り換える。これは、ＦＧ信号の生成周期は磁気パターンの着磁精度に依存する。ＢＤ２０７の位置精度は磁気パターンの着磁精度よりも高い。一方、ロータの回転速度が目標速度から大きく乖離した状態では、ＣＰＵ４０１はどのタイミングで光源からレーザ光を出射させるとＢＤ２０７にレーザ光を入射させることができるか判定できない。レーザ光を点灯させた状態で、ロータを加速または減速することによって、ＢＤ２０７にレーザ光を入射させることができるが、光源の短命化や感光ドラムを露光することによるゴースト画像の発生等の課題が生じる。そのため、ＦＧ信号によってある目標値までロータの回転速度を立ち上げた後に、ＢＤ信号によってロータの回転速度を制御することによってポリゴンミラーの回転速度を制御（端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に供給する駆動電流の値の制御）する構成が望ましい。なお、ＦＧ信号の検出周期の精度がＢＤ信号の検出周期と同様に確保できる場合、ＦＧ信号を用いてポリゴンミラー２０４の回転速度を制御しても良い。

ＣＰＵ４０１には、１００ＭＨｚのクロック信号を生成する発振器（不図示）、クロック信号をカウントするカウンタ（第１のカウンタ）、およびＦＧパルスをカウントするカウンタ（第２のカウンタ）が内蔵されている。第１のカウンタは、ＦＧパルスの立ち上がりから次のＦＧパルスの立ち上がりまでクロック信号をカウントし、ＣＰＵ４０１は、カウント値をＲＡＭ４０３に格納する。ＣＰＵ４０１は、各ＦＧ信号の周期毎にこれを実行する。第２のカウンタは、ＦＧパルスが立ち上がる毎にカウント値を１インクリメントし、カウント値が５に到達した後、ＦＧパルスが立ち上がることによってカウント値を「０」にリセットする。

ＲＡＭ４０３は、第２のカウンタのカウント値「０」〜「５」それぞれに対して割り当てられた複数のアドレスを備える。ＣＰＵ４０１は、第２のカウンタのカウント値に応じて第１のカウンタのカウント値を複数のアドレスのうちの一つのアドレスに格納する。

ポリゴンミラー製造時の研磨精度の限界によって、ポリゴンミラー２０４の複数の反射面は、互いに微小に反射率が異なることがある。また、ポリゴンミラー製造時の切削精度、研磨精度の限界によって、ポリゴンミラー２０４の複数の反射面が誤差のない正多角形を構成していないことがある。高画質の画像を出力するためには、画像形成装置がこれらの誤差を補正して画像形成する必要がある。

そこで、本実施例の画像形成装置は、上記誤差を補正するための補正データが格納されたＥＥＰＲＯＭ４０７（格納手段、記憶手段）を備える。即ち、ＥＥＰＲＯＭ４０７には、複数の反射面それぞれに対応させた光量補正データ、書き出し位置補正データ、主走査方向の倍率補正データ等の光走査装置１０４固有の調整値が格納される。ＣＰＵ４０１は、後述するレーザ光が入射する反射面を特定し、特定した結果に対応する補正データをＥＥＰＲＯＭ４０７から読み出し、読み出した補正データに基づいてレーザドライバ４０５を制御する。こられの補正データは、工場における組立工程時に各光走査装置に取り付けられたポリゴンミラーの特性を測定した結果に基づいて光走査装置毎に生成される。

（ＦＧ信号を用いた反射面の特定方法）
図５Ａ（ａ）に示すように、通常、検出素子３１０から出力される検出信号（５０１および５０２）の振幅は一定とならず、かつその周期も一定にならない。これは、永久磁石３０６を生成する際にロータを回転させる方向における着磁強度、着磁位置にばらつきが生じることや、駆動モータ３０１の設計精度によってロータの永久磁石３０６と検出素子３１０との間の距離が一定でないことに起因する。その結果、ロータ１回転中に複数生成されるＦＧ信号の周期が不規則となる。

そこで、本体の動作中にＦＧ信号の周期のばらつきを利用して、永久磁石３０６の各極（Ｓ極およびＮ極）とポリゴンミラー２０４の各反射面との相対的な位置の関連性に基づいて、ポリゴンミラー２０４の複数の反射面の中から光源から出射されたレーザ光が入射する反射面を特定する。

図６（ａ）は、ロータ１回転周期Ｔｄ０に対するＦＧ信号の周期Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６の周期比を示す図である。Ｔｄ０〜Ｔｄ６は、第１のカウンタのカウント値である。ここで、周期Ｔｄ０に対するＴｄ１、Ｔｄ２、・・・、Ｔｄ６の割合（周期比、検出周期比データ）をそれぞれＲｄ１、Ｒｄ２、・・・、Ｒｄ６とする。図６（ａ）における横軸の「０」〜「５」は、第２のカウンタのカウント値を示している。ＣＰＵ４０１は、モータドライバ４０６からのＦＧ信号に基づいて、ロータの１回転周期Ｔｄ０、およびそのロータ１回転周期Ｔｄ０中におけるＦＧ信号の周期Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６を検出する。そして、検出されたＴｄ０、Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６に基づいて周期比データＲｄ１〜Ｒｄ６を算出し、周期Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６の検出された順序が特定できるように、第２のカウンタのカウント値に対応させてＲＡＭ４０３の複数のアドレスに周期比データＲｄ１〜Ｒｄ６を記憶させる。

検出素子３１０の出力波形が理想的な正弦波であれば、周期比Ｒｄ１〜Ｒｄ６は、全て１．６６７（＝１／６）となる。しかしながら、上述した理由によりＦＧ信号の周期にはばらつきが生じるため、図６に示すように周期比Ｒｄ１〜Ｒｄ６にばらつきが生じる。

ＥＥＰＲＯＭ４０７は、周期比データＲｄ１〜Ｒｄ６の並びとパターンマッチングするための参照周期比データ（周期データ）を記憶している。参照周期比データは、磁気パターンに含まれる複数のＳ極および複数のＮ極に対応づけられている。例えば、図６（ｂ）に示すように、参照周期比データのＴｒ１はＳａ極およびＮａ極に対応し、Ｔｒ２はＳｂ極およびＮｂ極に対応し、Ｔｒ３はＳｃ極およびＮｃ極に対応し、Ｔｒ４はＳｄ極およびＮｄ極に対応し、Ｔｒ５はＳｅ極およびＮｅ極に対応し、Ｔｒ６はＳｆ極およびＮｆ極に対応する。

（工場での面毎補正データ格納）
ここで、参照周期比データの生成方法について説明する。参照周期比データは、工場における光走査装置の組立時に生成され、ＥＥＰＲＯＭ４０７に格納される。図７は、参照周期比データを生成する際に、ＣＰＵ４０１が実行する制御フローである。

まず、ＣＰＵ４０１は、モータドライバ４０６にＡＣＣ信号を出力して駆動モータ３０１を起動させる（ステップＳ７０１）。次に、ＣＰＵ４０１は、ロータの回転速度が目標速度で安定したか否かを判定する（ステップＳ７０２）。ステップＳ７０２における目標速度はどのような回転速度であっても良いが、本実施例では、上記目標速度を画像形成中におけるロータの回転速度とする。

ステップＳ７０２においてロータの回転速度が安定していないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、制御をステップＳ７０２に戻す。一方、ステップＳ７０２においてロータの回転速度が安定したと判定された場合、ロータ１回転周期Ｔｒ０、周期Ｔｒ０中のＦＧ信号の周期Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６を測定する。そして、Ｔｒ０に対する周期Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６の割合を演算し、演算結果である参照周期比データＲｒ１、Ｒｒ２、Ｒｒ３、Ｒｒ４、Ｒｒ５、Ｒｒ６としてＥＥＰＲＯＭ４０７に格納する（ステップＳ７０３）。ＣＰＵ４０１は、ステップＳ７０３における測定をｎ回実行する。

続いて、ＣＰＵ４０１は、１回転周期Ｔｒに対する各周期Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６の割合を演算することによって、参照周期比データＲｒ１、Ｒｒ２、Ｒｒ３、Ｒｒ４、Ｒｒ５、Ｒｒ６を求める（ステップＳ７０４）。そして、ＣＰＵ４０１は、参照周期比データＲｒ１、Ｒｒ２、Ｒｒ３、Ｒｒ４、Ｒｒ５、Ｒｒ６をＥＥＰＲＯＭ４０７に格納する（ステップＳ７０５）。

ステップＳ７０５ののち、ＣＰＵ４０１は、ＩＤパルス立ち上がりタイミングを設定する（ステップＳ７０６）。例えば、ＣＰＵ４０１は、参照周期比データが最も大きいＦＧパルスの立ち上がりに同期してＩＤパルスが立ち上がるようにＩＤパルスの生成タイミングを設定する（図８のＩＤ信号参照）。続いて、ＣＰＵ４０１は、ＩＤパルスの立ち上がりに同期して第２のカウンタのカウント値が「０」にリセットされるように、第２のカウンタの設定を行うことによって、図８に示すように各ＦＧパルスに第２のカウンタのカウント値を割り当てる（ステップ７０７）。

ＣＰＵ４０１は、ステップＳ７０７で割り当てられたカウント値に対してＥＥＰＲＯＭ４０７から補正データを読み出すタイミングを設定する（ステップＳ７０８）。例えば、ＣＰＵ４０１は、画像形成時に次のような補正動作が実行されるようにＥＥＰＲＯＭ４０７からの補正データの読み出しタイミングを設定する。ＣＰＵ４０１は、ＦＧパルス５０３が立ち上がることにより図８に示すカウント値が「０」になったことに応じて、ポリゴンミラー２０４の反射面Ｂに対応する補正データＢをＥＥＰＲＯＭ４０７から読み出す。そして、ＣＰＵ４０１は、反射面Ｂに入射させる光ビームを出射させるための入力画像データを補正データＢによって補正する。

また、ＣＰＵ４０１は、ＦＧパルス５０４が立ち上がることによりカウント値が「１」になったことに応じて、ポリゴンミラー２０４の反射面Ｃに対応する補正データＣをＥＥＰＲＯＭ４０７から読み出す。そして、ＣＰＵ４０１は、反射面Ｃに入射させる光ビームを出射させるための入力画像データを補正データＣによって補正する。

また、ＣＰＵ４０１は、ＦＧパルス５０６が立ち上がることによりカウント値が「３」になったことに応じて、ポリゴンミラー２０４の反射面Ｄに対応する補正データＤをＥＥＰＲＯＭ４０７から読み出す。そして、ＣＰＵ４０１は、反射面Ｄに入射させる光ビームを出射させるための入力画像データを補正データＤによって補正する。

さらに、ＣＰＵ４０１は、ＦＧパルス５０７が立ち上がることによってカウント値が「４」になったことに応じて、ポリゴンミラー２０４の反射面Ａに対応する補正データＡをＥＥＰＲＯＭ４０７から読み出す。そして、反射面Ａに入射させる光ビームを出射させるための入力画像データを補正データＡによって補正する。

上記ステップＳ７０１〜ステップＳ７０８が終了したことに応じて、ＣＰＵ４０１は、図７に示す制御フローを終了させる。

（ＦＧ信号の周期特定方法）
ＣＰＵ４０１によるＦＧ信号の周期特定方法について説明する。図１２に示すように、駆動モータ３０１に駆動電流が供給されている状態では、検出素子３１０の出力にノイズが発生する。

そこで、本実施例のＣＰＵ４０１は、ＦＧ信号の周期を測定するために、モータドライバ４０６から駆動モータ３０１への駆動電流の供給を停止する。そして、ＣＰＵ４０１、駆動電流の供給が停止した状態における検出素子３１０からの出力に基づいてＦＧ信号の周期Ｔｄ０、Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６を測定する。

図９（ａ）（ｂ）はそれぞれ、駆動モータ３０１への駆動電流の供給を開始してから画像形成が開始されるまでの駆動モータ３０１の回転速度の推移と各制御の実行タイミングを表す図である。

例えば、ＦＧ信号の周期を測定するために、ＣＰＵ４０１は、図９（ａ）に示すポリゴンミラー２０４の回転速度の加速期間中に「測定タイミング」において、モータドライバ４０６から駆動モータ３０１への駆動電流の供給を停止させる。図９（ａ）に示す「測定タイミング」は、ポリゴンミラー２０４の回転速度を目標回転速度に加速させるべくモータドライバ４０６から駆動モータ３０１へ駆動電流を供給している期間（駆動電流の供給停止状態）である。そして、ＣＰＵ４０１は、このタイミングで検出素子３１０からモータドライバ４０６に出力され、パルス信号に変換されたＦＧ信号の周期Ｔｄ０、Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６をＲＡＭ４０３に格納する。

また、ＦＧ信号の周期を測定するために、ＣＰＵ４０１は、図９（ｂ）に示す「測定タイミング」において、モータドライバ４０６から駆動モータ３０１への駆動電流の供給を停止させても良い。図９（ｂ）に示す「測定タイミング」は、ポリゴンミラー２０４の回転速度を目標回転速度に維持させるべくモータドライバ４０６から駆動モータ３０１へ駆動電流を供給している期間である。そして、ＣＰＵ４０１は、このタイミングで検出素子３１０からモータドライバ４０６に出力され、パルス信号に変換されたＦＧ信号の周期Ｔｄ０、Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６をＲＡＭ４０３に格納する。

なお、駆動電流の停止期間は、少なくともロータが５０回転する期間とし、複数のＦＧ信号の周期群が測定されるようにすることが望ましい。

また、ＦＧ信号の周期を測定するために、モータドライバ４０６から駆動モータ３０１への駆動電流の供給を停止させる以外の実施形態として、モータドライバ４０６から駆動モータ３０１への駆動電流の出力を低下させる構成としても良い。

即ち、図９（ａ）においてポリゴンミラー２０４の回転速度を目標回転速度に加速させるためにＸｍＡの駆動電流が供給される場合、「測定タイミング」において駆動電流の値をＺｍＡ（Ｚ＜Ｘ）に低下させる。そして、ポリゴンミラー２０４を加速させるための駆動電流が供給された状態において、相対的に駆動電流の出力を低下させ、当該駆動電流の出力が低下した状態においてＦＧ信号の周期Ｔｄ０、Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６を測定する。また、図９（ａ）においてポリゴンミラー２０４の回転速度を目標回転速度に維持させるためにＹｍＡの駆動電流が供給される場合、「測定タイミング」において駆動電流の値をＺｍＡ（Ｚ＜Ｙ）に低下させる。そして、ポリゴンミラー２０４を目標回転速度に維持するための駆動電流が供給された状態において、相対的に駆動電流の出力を低下させ、当該駆動電流の出力が低下した状態においてＦＧ信号の周期Ｔｄ０、Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６を測定する。このように、駆動モータ３０１への駆動電流の出力を一時的に低下させることによってＦＧ信号に発生するノイズの大きさを抑制することができる。

（画像形成動作開始後の補正データ読み出し方法）
次に、図１０および図１１のフローチャートを用いて、ＣＰＵ４０１による画像形成動作開始後の光ビームが入射する反射面の特定方法および補正データの読み出し方法を説明する。ＣＰＵ４０１は、駆動モータ３０１を起動（駆動電流の供給を開始）した後にＦＧ信号の周期比を測定することによって、永久磁石に着磁された極を特定し、ＩＤパルスを生成する。その後、ＣＰＵ４０１は、ＦＧ信号の周期が目標値になったか否かの判定を行い、安定していれば、光ビームを出射させることによってＢＤ信号を生成し、その後、画像形成を開始する。ＩＤパルスの生成がＢＤ信号生成前に完了するため、ポリゴンミラーの１回転周分のＢＤ信号を取得すれば反射面を特定することが可能である。

図１０は、ＦＧ信号周期測定のために、ＣＰＵ４０１がモータドライバ４０６から駆動モータ３０１への駆動電流の供給を停止させる制御に関する制御フローである。

まず、ＣＰＵ４０１は、画像形成装置の不図示の読取装置あるいはＰＣなどの外部情報装置から画像データが入力されたことに応じて、駆動モータ３０１を起動する（ステップＳ１００１）。即ち、モータドライバ４０６に駆動モータ３０１への駆動電流の供給を開始させる。このとき、ＣＰＵ４０１は、第２のカウンタにＦＧパルスのカウントを開始させる。次に、ＣＰＵ４０１は、ポリゴンミラー２０４が回転し、かつ駆動モータ３０１に駆動電流が供給された状態において、モータドライバ４０６から駆動モータ３０１への駆動電流の供給を停止させる（ステップＳ１００２）。

次に、ＣＰＵ４０１は、ＦＧ信号の周期Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６を測定し、各測定値にＦＧパルスのカウント値に関連づけてＲＡＭに格納する（ステップＳ１００３）。ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１００３における各周期の測定をｎ回実行する。そして、ＦＧパルスのカウント値に関連づけた検出周期比データＲｄ１、Ｒｄ２、Ｒｄ３、Ｒｄ４、Ｒｄ５、Ｒｄ６を演算する（ステップＳ１００４）。

次に、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１００４で演算した検出周期比データとＥＥＰＲＯＭ４０７に記憶された参照周期比データとのパターンマッチングを実行する（ステップＳ１００５）。ステップＳ１００５において、ＣＰＵ４０１は、パターンマッチングの結果に基づいて、第２のカウンタによるＦＧパルスのカウント値と永久磁石３０６の各極に対応するＦＧパルスとの対応関係を特定する。図６（ａ）および（ｂ）に示す例におけるＦＧパルスのカウント値と永久磁石３０６の各極に対応するＦＧパルスとの対応関係は以下のようになる。

次に、ＣＰＵ４０１は、表１に示す対応関係に基づいて、検出周期比データが最も大きいＦＧパルスカウント値が２になったことに応じてＩＤパルスを生成し、かつ画像形成中にＩＤパルスが生成されたことに応じて第２のカウンタのカウント値が「０」にリセットされるように第２のカウンタのカウント値の再設定を行う（ステップＳ１００６）。

その後、ＣＰＵ４０１は、ロータの回転速度が目標回転速度になるようにモータドライバ４０６から駆動モータ３０１への駆動電流の供給を再開させる（ステップＳ１００７）。

ステップＳ１００７の後、ＣＰＵ４０１は、ロータの回転速度が目標回転速度で安定したか否かを判定する（ステップＳ１００８）。ステップＳ１００８における目標回転速度は、画像形成速度に対応する回転速度（本実施例では、４００００ｒｐｍ）である。

ステップＳ１００８においてロータの回転速度が４００００ｒｐｍで安定していないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、制御をステップＳ１００８に戻す。一方、ステップＳ００８においてロータの回転速度が４００００ｒｐｍに安定したと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、画像形成を実行し（ステップＳ１００９）、その後、画像形成が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０１０）。ステップＳ１０１０において、画像形成が終了していないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、制御をステップＳ１００９に戻し、画像形成が終了したと判定された場合、ＣＰＵ４０１は、画像形成を終了させる。なお、画像形成中の補正データの読み出しタイミングは上述したため、説明を省略する。

図１１は、ＦＧ信号周期測定のために、ＣＰＵ４０１がモータドライバ４０６から駆動モータ３０１への駆動電流の出力を一時的に低下させる制御に関する制御フローである。

図１０と異なる点はステップＳ１１０２およびステップＳ１１０７のみであるので、その他のステップに関する説明を省略する。ステップＳ１１０２において、ＣＰＵ４０１は、モータドライバ４０６に駆動モータ３０１への駆動電流の出力をダウン（低下）させるよう指示する。一方、ＦＧ信号の周期Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、Ｔｄ４、Ｔｄ５、Ｔｄ６を測定した後のステップＳ１１０７において、ＣＰＵ４０１はロータの回転速度を目標回転速度に近づけるべく、モータドライバ４０６に駆動モータ３０１への駆動電流の出力をアップ（増大）させるよう指示する。

以上、説明したように、本実施例の画像形成装置によれば、生成されるＦＧ信号に発生するノイズの大きさあるいはノイズの量が抑制されるため、ＦＧ信号の周期を精度よく測定することができる

２０４ ポリゴンミラー
３０１ 駆動モータ
３０６ 永久磁石
３１０ 検出素子
４０１ ＣＰＵ
４０６ モータドライバ

Claims (12)

1. 回転多面鏡を回転させる駆動装置であって、
   前記回転多面鏡が固定されたロータと、前記ロータを回転させるための駆動電流が供給されるコイルを有するステータと、前記ロータに取り付けられ、前記ロータの回転方向に沿って複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に着磁された磁気パターンと、を備える駆動モータと、
   前記磁気パターンを検出する検出素子と、
   前記コイルに前記駆動電流を供給する駆動手段と、
   前記駆動電流を供給することによって前記回転多面鏡が回転した状態から前記駆動手段による前記駆動モータへの前記駆動電流の供給を停止させ、当該駆動電流の供給停止状態において前記検出素子から出力される検出波形の周期を取得する取得手段と、を備えることを特徴とする回転多面鏡の駆動装置。
2. 前記取得手段は、前記回転多面鏡を目標回転速度に向けて加速させるために前記駆動手段が前記駆動モータに前記駆動電流を供給している加速期間中に前記駆動手段による前記駆動電流の供給を停止させることによって前記検出波形の周期を取得することを特徴とする請求項１に記載の回転多面鏡の駆動装置。
3. 前記駆動手段は、前記回転多面鏡が目標回転速度に向けて加速させるために前記駆動手段が前記駆動モータに前記駆動電流を供給している加速期間中に前記駆動電流の供給を停止した後、前記目標回転速度に向けて加速させるために前記駆動モータに再び前記駆動電流を供給することを特徴とする請求項２に記載の回転多面鏡の駆動装置。
4. 前記取得手段は、前記検出素子が出力する前記検出波形を前記検出波形の周期に対応するパルスを含むパルス信号に変換し、前記検出波形の複数の周期を前記パルス信号の周期から取得することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の回転多面鏡の駆動装置。
5. 感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、
   前記光ビームが前記感光体上を走査するように、前記光ビームを複数の反射面によって前記光ビームを偏向する前記回転多面鏡と、
   請求項１乃至４いずれか１項に記載の回転多面鏡の駆動装置と、
   前記取得手段が取得した前記検出波形の周期とパターンマッチングを行うための周期データであって、前記複数の反射面に関連づけた周期データが格納された格納手段と、
   前記駆動電流を供給することによって前記回転多面鏡が回転した状態から前記駆動モータへの前記駆動電流の供給を停止することによって得られた前記検出素子が出力する前記検出波形の周期と前記周期データとのパターンマッチングの結果に基づいて、前記駆動モータの回転中に前記複数の反射面の中から前記光ビームが入射する反射面を特定する特定手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記複数の反射面それぞれに対応する補正データを記憶する記憶手段と、
   前記特定手段の特定結果に基づいて前記光ビームが入射する反射面に対応する補正データを前記記憶手段から読み出し、読み出した補正データによって入力画像データを補正し、補正した入力画像データに基づいて前記光源を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 回転多面鏡を回転させる駆動装置であって、
   前記回転多面鏡が固定されたロータと、前記ロータを回転させるための駆動電流が供給されるコイルを有するステータと、前記ロータに取り付けられ、前記ロータの回転方向に沿って複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に着磁された磁気パターンと、を備える駆動モータと、
   前記磁気パターンを検出する検出素子と、
   前記コイルに前記駆動電流を供給する駆動手段と、
   前記駆動電流を供給することによって前記回転多面鏡が回転した状態から前記駆動手段の前記駆動モータへの前記駆動電流の出力を低下させ、当該駆動電流の出力を低下させた状態において前記検出素子から出力される検出波形の周期を取得する取得手段と、を備えることを特徴とする回転多面鏡の駆動装置。
8. 前記取得手段は、前記回転多面鏡を目標回転速度に向けて加速させるために前記駆動手段が前記駆動モータに前記駆動電流を供給している加速期間中に前記駆動手段の前記駆動電流の出力を低下させることによって前記検出波形の周期を取得することを特徴とする請求項７に記載の回転多面鏡の駆動装置。
9. 前記駆動手段は、前記回転多面鏡が目標回転速度に向けて加速させるために前記駆動手段が前記駆動モータに前記駆動電流を供給している加速期間中に前記駆動手段の前記駆動電流の前記駆動電流の出力を低下させた後、前記目標回転速度に向けて加速させるために前記駆動電流の出力を低下させた状態から前記駆動モータへの前記駆動電流の出力を増加させることを特徴とする請求項８に記載の回転多面鏡の駆動装置。
10. 前記取得手段は、前記検出素子が出力する前記検出波形を前記検出波形の周期に対応するパルスを含むパルス信号に変換し、前記検出波形の複数の周期を前記パルス信号の周期から取得することを特徴とする請求項７乃至９いずれか１項に記載の回転多面鏡の駆動装置。
11. 感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、
    前記光ビームが前記感光体上を走査するように、前記光ビームを複数の反射面によって前記光ビームを偏向する前記回転多面鏡と、
    請求項７乃至１０いずれか１項に記載の回転多面鏡の駆動装置と、
    前記取得手段が取得した前記検出波形の周期とパターンマッチングを行うための周期データであって、前記複数の反射面に関連づけた周期データが格納された格納手段と、
    前記駆動電流を供給することによって前記回転多面鏡が回転した状態から前記駆動モータへの前記駆動電流の供給を停止することによって得られた前記検出素子が出力する前記検出波形の周期と前記周期データとのパターンマッチングの結果に基づいて、前記駆動モータの回転中に前記複数の反射面の中から前記光ビームが入射する反射面を特定する特定手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
12. 前記複数の反射面それぞれに対応する補正データを記憶する記憶手段と、
    前記特定手段の特定結果に基づいて前記光ビームが入射する反射面に対応する補正データを前記記憶手段から読み出し、読み出した補正データによって入力画像データを補正し、補正した入力画像データに基づいて前記光源を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

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