JP2000318208A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡の回転ジッタ精度をプリント動作
中には得ることができ、かつ発光時間の増加による半導
体レーザの劣化をまねくことなく、ファーストプリント
アウト時間短縮のためのスキャナモータ予備回転が可能
な画像形成装置を提供する。 【解決手段】 画像信号によって変調されたレーザビー
ムを回転多面鏡により偏向して感光体上を走査させ、画
像を形成する画像形成手段と、回転多面鏡の回転数を検
出するための回転検出手段と、レーザビームの走査面上
に配設されレーザビームが照射されたときにパルス信号
を生成する光電変換手段と、光電変換手段の出力に基づ
いて回転多面鏡の回転制御を行う第１の回転制御手段
と、回転検出手段の出力に基づいて回転多面鏡の回転制
御を行う第２の回転制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号によって
変調されたレーザビームにより感光体上を走査して画像
を形成させる画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、入力した
情報に応じて変調されたレーザ光を用いて感光体を露光
走査することにより静電潜像を形成し、これを現像剤で
現像して記録紙に像転写するいわゆるレーザビームプリ
ンタが知られている。更にこれを、Ｙ（イエロー）、Ｍ
（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の４色
を印字することにより、カラー印字するカラーレーザプ
リンタが提供されている。

【０００３】図５にこのカラーレーザビームプリンタの
一例を示す。図５において、１０１はハウジングＨ内に
回動可能に指示されたセレンもしくは硫化カドミウム等
の半導体層を表面にもつ感光ドラムで、矢印Ａ方向に回
転している。１０２はレーザ光Ｌを射出する半導体レー
ザであり、射出されたレーザ光Ｌはビームエキスパンダ
１０３に入射されて所定のビーム径をもったレーザ光と
なる。このレーザ光は鏡面を複数個有する回転多面鏡１
０４に入射される。回転多面鏡１０４はスキャナモータ
３により所定速度で回転するので、ビームエキスパンダ
１０３より射出されたレーザ光は、この所定回転する回
転多面鏡１０４反射されて実質的に水平に走査される。
そして、ｆ−θ特性を有する結像レンズ１０５を通り、
折り返しミラー１０９を通り、帯電器１１１により所定
の極性に帯電されている感光ドラム１０１上にスポット
光として結像される。

【０００４】４はビーム検出用反射ミラー１０６によっ
て反射されたレーザ光を検知する光電変換手段である。
感光ドラム１０１上に所望の光情報を得るための半導体
レーザ１０２の変調動作の開始タイミングは、前記光電
変換手段１０６の検出信号により決定される。一方、感
光ドラム１０１上には、入力情報に応じて結像走査され
たレーザ光により、静電潜像が形成される。この潜像
は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの各色現像器を収めた回転現像器
１０７において各色現像剤により顕画化され、ドラム上
に取り付けられたトップ位置フラグ１０−１とトップ位
置センサ１０−２により各色の副走査方向の同期をと
り、カセット１０８から取り出され、転写ドラム１１２
に巻き付けられた記録紙１１３上に転写される。また、
ここでは図示して示さないが、中間転写体を持ち一度中
間転写体に各色現像剤を転写してから記録紙１１３に再
転写する装置においても同様に、ドラム上に取り付けら
れたトップ位置センサ１０−１とトップ位置センサ１０
−２により各色の副走査方向の同期をとり、Ｙ、Ｍ、
Ｃ、ＢＫの各色現像剤が転写される。各色現像剤が転写
された記録紙１１３は定着器１１２を通過することによ
り定着され不図示の排出器に排出される。

【０００５】このような装置において、従来、スキャナ
モータ３はユニット化され、スキャナモータ３の回転制
御は、スキャナモータユニット内で行われていた。しか
しながら、スキャナモータ回転制御をスキャナモータユ
ニットに全てまかせ、プリンタエンジンからは、モータ
をオン、オフする信号を送り、動作させるシステムで
は、細かな制御ができない、また、コストが増大すると
いう欠点があった。詳しく説明すると、前者の細かな制
御ができないというのは、例えば、カラープリンタの場
合、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの各色を重ね合わせて印字するわ
けであるが、そのために、各色の画像の垂直方向の書き
出し位置を不図示のトップ位置センサで検出し、位置セ
ンサ情報に基づき、各色の印字を行う。この場合、ドラ
ムモータ、スキャナモータが、それぞれ非同期で制御さ
れているため、各色の画像をトップ位置を通過する時の
スキャナモータの位置が異なるため、その結果、各色の
画像をトップ位置が最大副走査方向に１ドットずれる。
本来、ドラムモータ１周ごとに同期をとるという細かな
制御を行いたいところであるが、スキャナモータがユニ
ット化されていると、このような細かい制御をすること
が難しくなる。また、後者のコストが増大するというの
は、スキャナモータユニットには、速度を検出するため
の高精度なＦＧ（Frequency Generator）、或いはスキ
ャナモータ制御ロジックが設けられており、このような
構成は、コストの増大をまねいていた。したがって、こ
のような問題を解決するために、従来、図４に示すよう
な構成をとっていた。図４によると、高精度なＦＧは廃
止され、スキャナモータ制御ロジック部はエンジン側に
移され、不図示の画像形成などを司るエンジン制御ロジ
ック部と一体化されたゲートアレイ等にすることによ
り、コストの低減を図っている。また、高精度なＦＧの
替わりに、ＢＤ（Beam Detect）信号を用いて、速度検
出を行い速度制御を行うとともに、ＢＤ信号により、回
転多面鏡の位置検出が行え、制御ロジック部がエンジン
側に移されているので、ドラムモータ１周ごとに多面体
ミラーの位置の同期をとる制御も比較的容易に行なえう
る。つまり、不図示のドラムモータ、スキャナモータを
制御するための基準クロックを１つの基準信号発生器を
用いて作成し、ドラムモータ１周回転する間に副走査ラ
インが存在するような速度でスキャナモータを回転して
解決するなどの方法がある。

【０００６】図４にこの従来実施形態を示す。図４にお
いて、１はＣＰＵで、画像記録装置全般の制御をすると
ころで、ここでは、画像形成制御回路で印字動作に先立
ちスキャナモータに回転の開始、停止等を指令する。２
は、不図示のドラムモータ及び、スキャナモータ３を駆
動するための基準クロックを発生するための基準クロッ
ク作成回路である。３は多面体ミラー１０４を設置した
スキャナモータ３で、スキャナモータ制御回路（モータ
ドライバ）３−１、スキャナモータ３−２より構成され
る。４はビーム検知信号（ＢＤ）発生回路で、多面体ミ
ラー１０４の回転に伴い、主走査方向の開始基準信号で
あるビーム検出信号（ＢＤ）を作るところである。つま
り、開始基準信号であるビーム検出信号（ＢＤ）は、主
走査方向の同期信号となる。ビーム検知信号（ＢＤ）発
生回路４は、６面の多面体ミラーを用いた場合、スキャ
ナモータ１周につき６個のビーム検知信号（ＢＤ）を発
することになる。速度ディスクリ作成回路５は、ビーム
検知信号の１周期分のカウンタ値と、あらかじめ設定さ
れたカウンタ値を比較し速度を判定するものである。速
度を判定した速度ディスクリ作成回路５からは、例え
ば、規定速度に達していない場合は、速度アップ信号を
出力し、規定速度に超えた場合は、速度ダウン信号を出
力するように構成されている。チャージポンプ回路６
は、速度アップ信号、速度ダウン信号をもとに、速度差
を制御電圧に変換する回路である。例えば、規定速度に
達していない場合は、＋電圧を出力し、規定速度を超え
た場合は、−電圧を出力するように構成されている。チ
ャージポンプ回路６の出力信号を受けて、モータドライ
バ３−１が、スキャナモータ３−２を駆動制御すること
により、スキャナモータ３−２は所定速度で、回転し続
けることが可能となる。７は、速度誤差検出回路で、例
えば、印字動作中に、所定の速度の範囲内を超えた場合
は、速度エラーとして、ＣＰＵ１に知らせ、直ちに、Ｃ
ＰＵ１は、回転停止命令を、速度ディスクリ回路５に指
令し、停止させる。

【０００７】ここでは、ＰＬＬ制御の説明を省いたが、
基準速度信号と、ＢＤ検出信号との位相差を検出し、Ｐ
ＬＬ制御を付加し、ＰＬＬ速度制御としても、もちろん
構わない。

【０００８】ＢＤ信号は、ＦＧ信号と同様に、スキャナ
モータの速度をモニタする手段であるので、ＢＤ信号を
用いても、ＦＧ信号を用いた場合と同様に高精度な速度
制御が可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、ファーストプリントアウト時間（起動してから
１枚目の印字が開始されるまでの時間）を短縮するため
に待機中にスキャナモータを予備回転させ、かつ回転ジ
ッタ精度を向上させるためにＢＤ信号を基に回転制御を
行おうとすると、スキャナモータを予備回転させておく
待機期間中もＢＤ信号を得るために半導体レーザを発光
駆動させておく必要があり、印字動作中のみの発光に対
して発光時間が大幅に増加することから、レーザの寿命
による劣化が問題となる。

【００１０】本発明は、回転多面鏡の回転ジッタをプリ
ント動作中には改善でき、かつ発光時間の増加による半
導体レーザの劣化をまねくことなく、ファーストプリン
トアウト時間短縮のためのスキャナモータ予備回転が可
能な画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、画像信
号によって変調されたレーザビームを回転多面鏡により
変更して感光体上を走査させ、画像を形成する画像形成
手段と、前記回転多面鏡の回転数を検出するための回転
検出手段と、前記レーザビームの走査面上に配設され前
記レーザビームが照射されたときにパルス信号を生成す
る光電変換手段と、前記光電変換手段の出力に基づいて
前記回転多面鏡の回転制御を行う第１の回転制御手段
と、前記回転検出手段の出力に基づいて前記回転多面鏡
の回転制御を行う第２の回転制御手段とを有し、待機時
に回転多面体を予備回転させる予備回転中は前記第２回
転制御手段により前記回転多面体の回転制御を行い、印
字動作中は前記第１回転制御手段により前記回転多面体
の回転制御を行うことにより、回転多面鏡の回転ジッタ
精度をプリント動作中には得ることができ、かつ発光時
間の増加による半導体レーザの劣化をまねくことなく、
ファーストプリントアウト時間短縮のためのスキャナモ
ータ予備回転が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（実施形態１）以下、本発明の一
実施形態を図面に基づいて説明する。図１に本発明の実
施形態のブロック図を示す。図１に示す本実施形態の構
成は、スキャナモータ３以外に関しては、１から７まで
は図４に示す従来例と同様の構成である。３−３は、ス
キャナモータ３−２の回転に伴い発生する磁束の変化
を、コイルまたは、ホール素子などで回転速度を検出す
るＦＧである。８，９は、本発明の実施形態で新たに設
けられた、速度検出元切り替えスイッチおよび、目標速
度設定レジスタである。制御対象元切り替えスイッチ８
は、スキャナモータ３の速度検出用として、印字用に用
いる精度の高い制御対象元であるＢＤ信号と、予備回転
時に用い、あまり精度の必要とされない速度検出元であ
るＦＧ信号を、装置の状況に応じて、随時切り替えるた
めのものである。目標速度設定レジスタは、プリント時
と予備回転時でスキャナモータの回転数を切り替えるた
めのものである。速度検出元切り替えスイッチ８を切り
替えると同時に、目標速度設定レジスタ９の値も、ＣＰ
Ｕ１が設定し直せる構成になっている。

【００１３】予備回転時はＦＧを使ってスキャナモータ
３を回すためにまず、ＣＰＵ１は、速度検出元切り替え
スイッチ８をＦＧ側にセットし、目標速度設定レジスタ
９を、ＦＧの場合の所定値にセットして、スキャナモー
タ３を立ち上げる。また、プリント時ＢＤを使ってスキ
ャナモータ３を回すには速度検出元切り替えスイッチ８
をＢＤ側にセットし、目標速度設定レジスタ９を、ＢＤ
の場合の所定値にセットし、スキャナモータ３を立ち上
げる。

【００１４】以上説明したように本実施形態によれば、
画像信号によって変調されたレーザビームを回転多面鏡
により偏向して感光体上を走査させ、画像を形成する画
像形成手段と、前記回転多面鏡の回転数を検出するため
の回転検出手段と、前記レーザビームの走査面上に配設
され前記レーザビームが照射されたときにパルス信号を
生成する光電変換手段と、前記光電変換手段の出力に基
づいて前記回転多面鏡の回転制御を行う第１の回転制御
手段と、前記回転検出手段の出力に基づいて前記回転多
面鏡の回転制御を行う第２の回転制御手段とを有し、待
機時に回転多面体を予備回転させる予備回転中は前記第
２回転制御手段により前記回転多面体の回転制御を行
い、印字動作中は前記第１回転制御手段により前記回転
多面体の回転制御を行うことにより、回転多面鏡の回転
ジッタ精度をプリント動作中には得ることができ、かつ
発光時間の増加による半導体レーザの劣化をまねくこと
なく、ファーストプリントアウト時間短縮のためのスキ
ャナモータ予備回転を可能とする。

【００１５】（実施形態２）以下、本発明の第二実施形
態を図面に基づいて説明する。図２に本発明の実施形態
のブロック図を示す。図２において、図１に示す実施形
態１の構成が、図１に示す実施形態１の構成と異なる点
は、スキャナモータの回転検知を行うために、ＦＧ信号
をＣＰＵに直接入力している点である。

【００１６】ＢＤ信号に基づいて、スキャナモータ３の
回転制御を行っているプリント動作中に、速度誤差検出
回路７より速度エラー信号が出力された場合、スキャナ
モータ自体が原因である故障なのか、半導体レーザ１０
２やＢＤ信号検出回路４が原因である故障なのかを判断
するために、速度エラーが発生した場合にＦＧ信号の出
力をＣＰＵ１によってモニタし、ＦＧ信号も出力されて
いない場合には、モータ自体が回転不能となるモータ故
障と判断し、またＦＧ信号は出力されている場合には、
ＢＤ信号が発生されない、レーザ・ＢＤ故障と判断す
る。

【００１７】図３に本実施形態のフローチャートを示
す。

【００１８】図３を参照すると、ステップＳ１０１で、
速度エラーが発生していることが検出されたならば、ス
テップＳ１０２に進み、そうでなければ、終了する。

【００１９】ステップＳ１０２では、プリント動作中で
あるか、予備回転中であるかを判定し、プリント動作中
であればステップＳ１０３に進み、予備回転中であれば
ステップＳ１０６に進み、スキャナモータが故障してい
ると判定する。予備回転中は、ＢＤ信号による制御を行
わずに、ＦＧによる制御を行っているからである。

【００２０】ステップＳ１０３では、ＦＧ信号が検出さ
れたか否かを判定し、検出されたならば、ステップＳ１
０４に進み、レーザ又はビーム検知信号（ＢＤ）発生回
路が故障していると判定し、そうでなければ、ステップ
Ｓ１０６に進み、スキャナモータが故障していると判定
する。

【００２１】ステップＳ１０４及びＳ１０６からは、ス
テップＳ１０５に進み、スキャナモータを停止する。

【００２２】以上説明したように、本実施形態によれば
ＢＤ信号によるスキャナモータ速度制御中に、速度エラ
ーが発生した場合、ＦＧの出力信号をモニタすることに
より、より詳細な故障判断を行うことを可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転多面鏡の回転ジッタ精度をプリント動作中には得るこ
とができ、かつ発光時間の増加による半導体レーザの劣
化をまねくことなく、ファーストブリントアウト時間短
縮のためのスキャナモータ予備回転を可能となる。

【００２４】さらに、光電変換手段によるスキャナモー
タ速度制御中に、速度エラーが発生した場合、回転検出
手段の出力信号をモニタすることにより、より詳細な故
障判断を行うことを可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１によるスキャナモータ駆動
回路のブロック図である。

【図２】本発明の実施形態２によるスキャナモータ駆動
回路のブロック図である。

【図３】本発明の実施形態２によるスキャナモータ駆動
回路の故障診断のフローチャートである。

【図４】従来例によるスキャナモータ駆動回路のブロッ
ク図である。

【図５】本発明を適用するレーザプリンタの構成図であ
る。

【符号の説明】 １ ＣＰＵ ２ 基準クロック作成回路 ３ スキャナモータ ４ ＢＤ信号検出回路 ５ 速度ディスクリ作成回路 ６ チャージポンプ回路 ７ 速度誤差検出回路 ８ 制御対象元切り替えスイッチ １０２ 半導体レーザ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号によって変調されたレーザビー
   ムを回転多面鏡により偏向して感光体上を走査させ、画
   像を形成する画像形成手段と、前記回転多面鏡の回転数
   を検出するための回転検出手段と、前記レーザビームの
   走査面上に配設され前記レーザビームが照射されたとき
   にパルス信号を生成する光電変換手段と、前記光電変換
   手段の出力に基づいて前記回転多面鏡の回転制御を行う
   第１の回転制御手段と、前記回転検出手段の出力に基づ
   いて前記回転多面鏡の回転制御を行う第２の回転制御手
   段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記回転多面体を予備回転させる待機時
   には前記第２回転制御手段により前記回転多面体の回転
   制御を行い、印字動作中は前記第１回転制御手段により
   前記回転多面体の回転制御を行うための切り替え手段を
   更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記回転検出手段の出力信号と、光電変
   換手段の出力信号に基づいて故障判断を行う手段を更に
   備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形
   成装置。