JP2001105653A

JP2001105653A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001105653A
Application number: JP28989199A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Asatani; 康正浅谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2001-04-17

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度な色ずれ補正を安定した動作で行うこ
とができると共に、小型化が可能な画像形成装置の提供
を目的とする。【解決手段】基準のＫ色の光走査装置の制御系を１つ
のＰＬＬ周波数発生器３４と位相同期回路３６を備えた
画像クロック発生器３８Ｋとし、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の光走
査装置の制御系をそれぞれ２つのＰＬＬ周波数発生器３
４Ａ、３４Ｂと２つの位相同期回路３６Ａ、３６Ｂとク
ロック選択回路４０を備えた画像クロック発生器３８Ｃ
とする。２つのＰＬＬ周波数発生器３４Ａ、３４Ｂはそ
れぞれの分周比を設定し、周期が同一且つ位相が異なる
クロックを発生する。また、位相同期回路３６Ａで走査
同期信号に同期した第１のクロックを発生し、位相同期
回路３６Ｂにより第１のクロックの所定計数終了に同期
した第２のクロックを発生し、クロック選択回路４０
で、ＰＬＬ周波数発生器３４Ａ、３６Ｂの何れかのクロ
ックを画像クロックとして選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置にか
かり、特に、複数の画像形成部により画像を１つの転写
媒体に順次重ねて転写することにより多色画像を得る画
像形成装置において、画像形成部で形成された各色の主
走査方向の倍率の差による各色の画像のずれを補正する
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の画像形成部で形成された画像を―
つの転写媒体に順次重ねて転写することにより多色画像
を得る画像形成装置において、各色の画像クロックの周
波数を可変にすることにより色合わせを行なう事は特開
昭６２−２４３４６７号公報で提案されている。ここで
は各色の可変周波数画像クロックを発生するＰＬＬ周波
数発生器は同一の回路を各色の画像発生回路に備えるも
のである。従ってＰＬＬ周波数発生器の基準周波数はぞ
れ個別の水晶発振器から供給される。

【０００３】さらに水晶発振器の出力は分周器で分周さ
れた後に位相比較器に入力される。この分周器の分周比
は画像クロック周波数の調整のために設定可変とされる
ため各色の画像クロック発生器の位相比較器に入力され
る基準信号の周波数は相互に異なるものとなると共に、
位相関係は不定となる。

【０００４】従来このような構成を持つ多色画像形成装
置は大型のものが多く、上記の様な複数の画像形成部を
持つ多色画像形成装置においては画像クロック発生器を
実装する回路基板は各色毎に個別に構成されていた。

【０００５】近年複数の画像形成部を持つ多色画像形成
装置にも小型化の要請が高くなり、各色の画像クロック
発生器を一枚の回路基板に実装する必要が出てきた。し
かし動作周波数の近接した複数のＰＬＬ周波数発生器を
隣接して配置すると相互の影響により発振周波数が不安
定になるという問題がある。中でも位相比較器の動作
（出力レベルの反転）に伴うノイズは電源を通して互い
に悪影響を及ぼす。特に各色の位相比較器の動作（出カ
レベルの反転）が同時に起こると互いの位相比較器の出
力信号に誤成分が含まれ、ＰＬＬ周波数発生器の出力ク
ロックの周波数と位相にノイズが含まれることになる。
これは画像クロックのノイズとなり、画像上のドット位
置ずれとなる。また、縦線の揺らぎさらには網点画像の
色むらといった画質欠陥となる。

【０００６】従来の装置のように各色の画像クロック発
生器が異なる基準クロックにより動作する場合、それぞ
れの基準クロックの間でビートが発生し、さらには周波
数設定値の組み合わせによりビート周波数が変わるため
誤動作の発生自体が不安定で予測困難なものであった。

【０００７】特開昭６２−２４３４６７号公報の記載の
技術のように、画像の主走査方向の均一な倍率のずれは
画像クロックの周波数を可変とすることにより補正可能
であるが、画像の主走査方向の倍率のずれには高次の成
分が含まれる。なお、図１２（Ａ）は、均一な倍率のず
れを示す。ずれの発生の要因は光路長誤差が考えられ
る。図１２（Ａ−１）は走査速度、図１２（Ａ−２）は
走査位置ずれ、図１２（Ａ−３）は画像上の様子を示
す。それぞれにおいて横軸は主走査方向の走査位置、縦
軸は主走査方向の走査位置ずれ量を示す。

【０００８】走査速度は均一であるが、誤差があると位
置ずれ量は累積し１次関数で表される。次に図１２
（Ｂ）に示すように、光路と感光体面が直交しない場
合、走査速度は１走査内で徐々に変化する。角度誤差が
微小であることから走査速度は１次関数的に変化すると
考えてもよい（図１２（Ｂ−１））。この速度変化によ
る操作位置ずれは２次関数で近似できる（図１２（Ｂ−
２））。図１２（Ｂ−３）は画像上での様子を示す。

【０００９】更に、ｆθレンズに残留誤差がある場合を
図１２（Ｃ）に示す。ｆθレンズはポリゴンミラーによ
る等角速度のビームの動きを等線速度に変換するもので
あるが、完全な等線速度による走査を行うことはできず
誤差が残る。通常のレンズ設計では像高の高い走査端に
行くに従い走査速度が高くなる。この速度変化は図１２
（Ｃ−１）に示すように２次関数で近似して考えられ
る。従って、この速度変化による走査位置ずれは３次関
数で近似して考えることができる（図１２（Ｃ−
２））。図１２（Ｃ−３）は画像上での様子を示す。

【００１０】また、画像クロックの周波数を下げて画像
両端でのビーム位置を合わせた場合が図１２（Ｄ−
１）、（Ｄ−２）、（Ｄ−３）である。これらの高次の
主走査位置ずれに対しても１走査内で走査速度の変化に
対応させて画像クロックの周波数を変化させれば走査位
置ずれ（倍率ずれ）を補正することが可能である。

【００１１】従来、主としてｆθレンズの機能代替とし
て１走査内で走査画像クロックの周波数を変化させるこ
とが提案されている。特開昭６２−２８１６６４号公報
に記載の技術では、関数発生器によりＶＣＯ（電圧制御
発振器）の発振周波数を変化させるものが提案されてい
るが、発振周波数にフィードバック制御がかからないた
め安定した動作を望むことができない。

【００１２】また、特開昭６３−１３６８７５号公報に
記載の技術では、走査エリアを分割し、それぞれの分割
エリア毎にＰＬＬ周波数発生器の基準周波数を切り替え
て画像クロックの周波数を変化させているが、１走査内
でＰＬＬ周波数発生器の出力周波数を変化させるため、
ＰＬＬ周波数発生器のフィードバックゲインを高くする
必要があり、分割エリア毎に画像クロックの位相連続性
が不完全となると共に、画像上にも不連続な継ぎ目が発
生する恐れがある。

【００１３】また、特開昭６３−３００６５号公報に記
載の技術では、１走査毎にＰＬＬで位相を合わせると共
に、関数発生器による補正信号を重畳するものである
が、位相比較周期を走査周期より高くすることができな
いため、画像クロック間のビート・電源リップル等低周
期のノイズの影響を排除することが困難である。更に、
これらの補正手段においては詳細な補正データを必要と
し、ｆθレンズの機能代替のように狙いの周波数変化が
設計上で決定されるものでは、予め補正データを用意す
ればよいが、カラーレジストレーション合わせのよう
に、部品や組み立てのばらつき、更には経時的な変化を
補正使用とする場合には、誤差発生の状態に応じて補正
データを算出しなければならないため、個々の条件に対
応することが困難である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の画
像形成装置では、各色の画像クロックの周波数を可変に
することにより色あわせを行うに際して安定した画像ク
ロックを発生させるために、各色の画像クロック発生回
路を分離すると共に、安定した電源を供給する必要があ
り大型で高価な装置となっていた。

【００１５】また、１走査内の走査速度変化に起因する
画像位置ずれを補正するためには安定した画像クロック
の発生が更に困難になるばかりではなく大量のデータを
保持する必要があった。

【００１６】本発明は、上記問題を解決すべく成された
もので、高精度な色ずれ補正を安定した動作で行うこと
ができると共に、小型化が可能な画像形成装置の提供を
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、入力される画像クロックに
基づいて変調された複数のレーザ光によって、複数色の
画像を形成する画像形成装置であって、所定のクロック
に基づいて、周波数の異なるクロックを発生する複数の
ＰＬＬ周波数発生器によって画像書き込み用クロックを
発生する画像クロック発生器を各色毎に備え、各色毎
に、前記ＰＬＬ周波数発生器の位相比較の周期が同一且
つ位相が異なるように画像クロックを発生させることを
特徴としている。

【００１８】請求項１に記載の発明は、各色毎の画像ク
ロックを周期が同一且つ位相が異なるようにすることに
よって、画像書き込み用クロックを発生させるための複
数のＰＬＬ周波数発生器を近接（例えば同一基板上）に
配置しても安定した動作を得ることができ、装置を小型
化することができる。

【００１９】また、複数のＰＬＬ周波数発生器により発
生される周波数の信号に基づいて画像クロックを発生す
ることにより、画像書き込み用クロック（画像クロッ
ク）の周波数を切り替えて使用することにより、主走査
倍率の不均一を補正することが可能となり、高精度な色
ずれ補正を行うことができる。

【００２０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記各色の画像クロック発生器のう
ち、基準となる画像クロック発生器により発生される画
像クロックの周期が、他の画像クロック発生器により発
生される画像クロックの整数分の１であり、且つ、全画
像クロック発生器により発生される画像クロックの位相
がそれぞれ異なることを特徴としている。

【００２１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、基準となる画像クロック発生器
により発生される画像クロックの周期を他の画像クロッ
ク発生器により発生される画像クロックの整数分の１と
することによって、周波数を安定させることができる。
また、全画像クロック発生器により発生される画像クロ
ックの位相をそれぞれ異なる位相とすることによって、
各色の画像クロック発生器を近接（例えば同一基板上）
に配置しても安定した動作を得ることができ、装置を小
型化することができる。

【００２２】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項に記載の発明において、前記ＰＬＬ周波数発生器の
位相比較の周期が前記レーザ光の走査の周期の整数分の
１であることを特徴としている。

【００２３】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２に記載の発明において、ＰＬＬ周波数発生
器の位相比較の周期をレーザ光の走査周期の整数分の
１、すなわち、ＰＬＬ周波数発生器の位相比較周期を走
査周期の整数倍にすることによって、複数のＰＬＬ周波
数発生器により発生されるクロックの接続で、同期バラ
ツキが発生するのを防止することができる。すなわち、
ジッタ等の画像欠陥を防止することができる。

【００２４】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れか１項に記載の発明において、少なくとも
基準となる前記画像クロック発生器を除く画像クロック
発生器が、第１のＰＬＬ周波数発生器と、前記第１のＰ
ＬＬ周波数発生器の出力クロックから前記レーザ光の走
査に同期した第１のクロックを発生する第１の位相同期
回路を有する第１の可変クロック発生器と、第２のＰＬ
Ｌ周波数発生器と、第２のＰＬＬ周波数発生器の出力ク
ロックから前記第１のクロックの所定計数終了に同期し
た第２のクロックを発生する第２の可変クロック発生器
と、前記レーザ光の走査に同期した同期信号が発生され
てから前記第１のクロックの所定計数終了までは第１の
クロックを選択し、第１のクロックの所定計数終了から
次の前記同期信号の発生までは第２のクロックを選択す
る選択回路と、からなることを特徴としている。

【００２５】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至請求項３の何れか１項に記載の発明において、少な
くとも基準となる画像クロック発生器を除く画像クロッ
ク発生器により出力される画像クロックが、第１の可変
クロック発生器と第２の可変クロック発生器により発生
されたクロックを選択回路によって選択することにより
画像クロックが発生される。選択回路は、レーザ光の走
査に同期した同期信号が発生されてから第１のクロック
の所定計数終了までは第１のクロックを選択し、第１の
クロックの所定計数終了から次のレーザ光の走査に同期
した同期信号が発生されるまでは第２のクロックを選択
する。すなわち、画像クロックの周波数を切り替えるこ
とが可能となる。従って、主走査倍率がずれた時などで
は、画像クロックの周波数を切り替えることによって、
走査位置ずれ（走査倍率ずれなど）を補正することがで
きる。

【００２６】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、前記第１のクロックの計数値を設定す
る設定手段を更に備えることを特徴としている。

【００２７】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明において、第１のクロックの計数値を設定
手段により変えることにより、画像上の（走査倍率ずれ
等によって発生する）色ずれを最小に抑える微調整を行
うことが可能となる。

【００２８】請求項６に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、画像領域中央から何れかの端に全画像
領域幅の５〜１０％ずらした位置及び画像両端から中央
へ全画像幅の５〜１０％入った位置における各色の色ず
れ量に基づいて、第１及び第２のＰＬＬ周波数発生器の
発生周波数を決定することを特徴としている。

【００２９】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明において、画像領域中央から何れかの端に
全画像領域幅の５〜１０％ずらした位置及び画像両端か
ら中央へ全画像幅の５〜１０％入った位置における各色
の色ずれ量を検出し、該色ずれ量に基づいて第１及び第
２のＰＬＬ周波数発生器の周波数を決定することにより
色ずれ補正を行った場合の残留誤差を最小に抑えること
が可能となる。

【００３０】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れか１項に記載の発明において、少なくとも
基準となる前記画像クロック発生器を除く画像クロック
発生器が、第１のＰＬＬ周波数発生器と、前記第１のＰ
ＬＬ周波数発生器の出力クロックから前記レーザ光の走
査に同期した第１のクロックを発生する第１の位相同期
回路を有する第１の可変クロック発生器と、第２のＰＬ
Ｌ周波数発生器と、第２のＰＬＬ周波数発生器の出力ク
ロックから前記第１のクロックの所定計数終了に同期し
た第２のクロックを発生する第２の可変クロック発生器
と、第Ｎ（Ｎ≧３の整数）のＰＬＬ周波数発生器と、第
ＮのＰＬＬ周波数発生器の出力クロックから前記第Ｎ−
１のクロックの所定計数終了に同期した第Ｎのクロック
を発生する第Ｎの可変クロック発生器と、前記レーザ光
の走査に同期した同期信号が発生されてから前記第１の
クロックの所定計数終了までは第１のクロックを選択
し、第１のクロックの所定計数終了から次の前記同期信
号の発生までは第２のクロックを選択し、以降、第Ｎ−
１のクロックの所定計数終了から次の前記同期信号の発
生までは第Ｎのクロックを選択する選択回路と、からな
ることを特徴としている。

【００３１】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
乃至請求項３の何れか１項に記載の発明において、少な
くとも基準となる画像クロック発生器を除く画像クロッ
ク発生器により出力される画像クロックが、第１から第
Ｎの可変クロック発生器により発生された画像クロック
を選択回路によって選択することにより画像クロックが
発生される。選択回路は、レーザ光の走査に同期した同
期信号が発生されてから第１のクロックの所定計数終了
までは第１のクロックを選択し、第１のクロックの所定
計数終了から次のレーザ光の走査に同期した同期信号が
発生されるまでは第２のクロックを選択し、以降、第Ｎ
−１のクロックの所定計数終了から次のレーザ光の走査
に同期した同期信号が発生されるまでは第Ｎのクロック
を選択する。すなわち、画像クロックの周波数を多段階
に切り替えることが可能となる。従って、主走査倍率が
ずれた時などでは、画像クロックの周波数を多段階に切
り替えることによって、走査位置ずれ（走査倍率ずれな
ど）に伴う色ずれの補正を高精度に行うことが可能とな
る。

【００３２】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の発明において、前記第１のクロックから第Ｎ−１のク
ロックの計数値を設定する設定手段を更に備えることを
特徴としている。

【００３３】請求項８に記載の発明によれば、請求項７
に記載の発明において、第Ｎ−１のクロックの計数値を
設定手段により変えることにより、画像上の色ずれを最
小に抑える微調整を行うことが可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態はＫ
（ブラック）、Ｃ（サイアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ
（イエロー）の４色の画像を形成するための光走査装置
を各色に対応して４つ備えた画像形成装置に本発明を適
用したものである。

【００３５】図１（Ａ）に示すように本発明の実施の形
態に係る画像形成装置１０は、光を走査する４つの光走
査装置１２（図１（Ａ）では各色に対応して１２Ｋ、１
２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙで示す）と走査された光が照射さ
れる４つの感光体ドラム１４（図１（Ａ）では各色に対
応して１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙで示す）を備え
ており、感光体ドラム１４に対向する位置には、中間転
写ベルト１６が配置されている。また、光走査装置１２
の近傍には、中間転写ベルト１６上の画像位置を検出す
る書き込み位置検出器１８が設けられている。

【００３６】それぞれの光走査装置１２は、図１（Ｂ）
に示すように、Ｋ、Ｃ、Ｙ、Ｍのそれぞれの色の画像を
形成するための光ビームを照射するレーザ光源２０を備
えている。レーザ光源２０の光射出側には、コリメータ
レンズ２２、回転多面体（ポリゴンミラー）２４が配置
され、レーザ光源２０より射出されたレーザ光がポリゴ
ンミラー２４によって走査される。ポリゴンミラー２４
の光反射側にはｆθレンズ２６が配置され、ポリゴンミ
ラー２４によって反射されたレーザ光は、ｆθレンズ２
６を介して感光体ドラム１４に照射される。

【００３７】また、それぞれの光走査装置１２は、書き
込み制御部２８が接続されており、書き込み制御部２８
に入力される画像データに基づいて、感光体ドラム１４
にトナー像が形成される。そして、感光体ドラム１４に
形成された各色のトナー像は、順次中間転写ベルト１６
に画像が重ねられ、更に紙等の記録媒体Ｐ上に再度転写
され、カラー画像が形成される。

【００３８】更に、ｆθレンズ２６の光走査開始位置側
には、画像記録領域外となる位置に反射ミラー３０が設
けられ、該反射ミラー３０により反射された光を検出す
る走査ビーム検知センサ３２が設けられている。走査ビ
ーム検知センサ３２はポリゴンミラー２４によって走査
される光を検出して走査同期信号を出力するようになっ
ている。

【００３９】続いて、上述の光走査装置１２の画像記録
を制御する制御系について、図２のブロック図を参書し
て説明する。

【００４０】光走査装置１２の制御系は、それぞれＰＬ
Ｌ周波数発生器を備えている。ここでは、Ｋ色を基準色
とし他の色はＫ色の像に合わせるようビーム位置を調整
するものとする。このためＫ色に対しては細かいビーム
位置の調整は無くとも色ずれに関する画像上の問題はな
い。

【００４１】Ｋ色の光走査装置１２の制御系は、１つの
ＰＬＬ周波数発生器３４と位相同期回路３６を備えた画
像クロック発生器３８Ｋとされている。

【００４２】Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の３つの光走査装置１２の
制御系は同一構成であり、それぞれの光走査装置１２の
制御系は２つのＰＬＬ周波数発生器３４と２つの位相同
期回路３６とクロック選択回路４０を備えた画像クロッ
ク発生器３８Ｃ（３８Ｍ、３８Ｙ）とされている。２つ
のＰＬＬ周波数発生器３４は第１のＰＬＬ周波数発生器
３４Ａと第２のＰＬＬ周波数発生器３４Ｂからなり、そ
れぞれ個別の分周比を設定し、個別の発振周波数を得る
ことが可能となっており、第１のＰＬＬ周波数発生器３
４Ａの出力クロックは第１の位相同期回路３６Ａにより
走査同期信号に同期した第１のクロックを発生する。第
２のＰＬＬ周波数発生器３４Ｂの出力クロックは第２の
位相同期回路３６Ｂにより第１のクロックの所定計数終
了に同期した第２のクロックを発生する。なお、ＰＬＬ
周波数発生器３４と位相同期回路３６が本発明の可変ク
ロック発生器に相当する。

【００４３】また、第１の位相同期回路３６Ａ及び第２
の位相同期回路３６Ｂはクロック選択回路４０に接続さ
れており、第１のＰＬＬ周波数発生器３４Ａ又は第２の
ＰＬＬ周波数発生器３４Ｂの何れかによって発生された
クロックを選択するように構成されている。クロック選
択回路４０は、走査同期信号の発生から第１のクロック
の所定計数終了までは第１のクロックを画像クロックと
して出力し、第１のクロックの所定計数終了から次の走
査同期信号の発生までは第２のクロックを画像クロック
として出力する。

【００４４】４色それぞれの光走査装置１２の制御系に
は、１つの水晶発振器４４の出力を基準にタイミング制
御回路４６によって生成された基準クロックが入力され
るように構成されている。なお、Ｋ色の画像クロック発
生器３８Ｋに入力される基準クロックの周期は、図５に
示すように他の各色の基準クロックにおける周期の１／
６とされている。基準クロックの周期を短くすることに
よってＰＬＬ周波数発生器３４の出力クロックの可変ス
テップは荒くなるが、周波数安定性は高まる。なお、図
５のＲＥＦＣＬＫ−ＫがＫ色の画像クロック発生器３８
ＫのＰＬＬ周波数発生器３４に入力されるクロックを示
し、ＲＥＦＣＬＫ−Ｃ１（Ｍ１、Ｙ２）がＣ色（Ｍ色、
Ｙ色）の画像クロック発生器３８Ｃ（３８Ｍ、３８Ｙ）
のＰＬＬ周波数発生器３４Ａに入力されるクロックを示
し、ＲＥＦＣＬＫ−Ｃ２（Ｍ２、Ｙ２）がＣ色（Ｍ色、
Ｙ色）の画像クロック発生器３８Ｃ（３８Ｍ、３８Ｙ）
のＰＬＬ周波数発生器３４Ｂに入力されるクロックを示
す。

【００４５】また、タイミング制御回路４６はポリゴン
ミラー２４を駆動するポリゴンモータ４８の駆動回路５
０への回転基準信号も発生させるようになっている。な
お、ポリゴンモータ４８の駆動回路５０はポリゴンモー
タ２４が１回転するにつき所定数発生する回転検知パル
ス信号と回転基準信号を比較し周波数・位相が等しくな
るように制御する。この時ポリゴンモータ２４が１回転
に発生する回転検知パルス信号のパルス数は、ポリゴン
ミラー２４の反射面数と同一とする。すなわち、ポリゴ
ンミラー２４による走査周期とＰＬＬ周波数発生器３４
の位相比較周期を一定とすることができる。

【００４６】次に、図３を参照して上述のＰＬＬ周波数
発生器３４の構成を詳細に説明する。図３４は本発明の
実施の形態に係るＰＬＬ周波数発生器３４の構成を示す
ブロック図が示されている。

【００４７】ＰＬＬ周波数発生器３４は、位相比較器５
２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５４、ＶＣＯ（電圧制
御発振器）５６、プリスケーラー（ＤｕａｌＭｏｄｕ
ｌｕｓＰｒｅｓｃａｌｅｒ）５８、スワローカウンタ
（ＳｗａｌｌｏｗＣｏｕｎｔｅｒ）６０及びループカ
ウンタ（ＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅＬｏｏｐＣｏｕｎ
ｔｅｒ）６２によって構成されている。

【００４８】タイミング制御回路４６は位相比較器５２
に接続され、位相比較器５２はＬＰＦ５４を介してＶＣ
Ｏ５６に接続されている。ＶＣＯ５６は位相同期回路と
してのバイナリカウンタ（４ＢｉｔＢｉｎａｒｙＣ
ｏｕｎｔｅｒ）３６に接続されていると共に、プリスケ
ーラー５８に接続されている。プリスケーラー５８はス
ワローカウンタ６０に接続されると共にループカウンタ
６２に接続され、ループカウンタ６２は位相比較器５２
に接続されている。すなわち、プリスケーラー５８、ス
ワローカウンタ６０及びループカウンタ６２（図２にお
ける分周器６４に相当する）により負帰還ループが形成
される構成となっている。

【００４９】次に、図４を参照して上述のクロック選択
回路４０の構成を詳細に説明する。図４は本発明の実施
の形態に係るクロック選択回路４０の構成を示すブロッ
ク図が示されている。

【００５０】クロック選択回路４０は、ディレイフリッ
プフロップ（Ｄ−ＦｌｉｐＦｌｏｐ）６６、カウンタ
６８、遅延回路７０、及びＯＲ回路７２によって構成さ
れている。

【００５１】位相同期回路３６Ａ、３６Ｂの非同期クリ
ア端子にはそれぞれＤ―ＦｌｉｐＦｌｏｐ６６の出力端
子Ｑ、Ｑ＿（Ｑの反転信号出力端子）が接続されてい
る。また、第１のＰＬＬ周波数発生器３４Ａは、位相同
期回路３６Ａ及び遅延回路７０を介してＯＲ回路７２の
入力端子に接続され、第２のＰＬＬ周波数発生器３４Ｂ
は位相同期回路３６Ｂを介してＯＲ回路７２の入力端子
に接続されている。

【００５２】また、Ｄ−ＦｌｉｐＦｌｏｐ６６のクロ
ック端子には、位相同期回路３６Ａが接続され、Ｄ−Ｆ
ｌｉｐＦｌｏｐ６６のデータ（Ｄａｔａ）端子には、
カウンタ６８が接続されている。なお、カウンタ６８に
は、走査ビーム検知センサ３２が接続されている。

【００５３】続いて、上述のように構成された画像形成
装置１０の作用について説明する。まず、ＰＬＬ周波数
発生器３４の作用について説明する。

【００５４】ＶＣＯ５６は入力電圧に比例した周波数の
クロックを出力し、プリスケーラー５８によって一度比
較的低い周波数に分周される。この時の分周比はスワロ
ーカウンタ６０の設定による所定カウントでＮ分周から
Ｎ＋１分周に切り替わる。

【００５５】また、プリスケーラー５８の出力はスワロ
ーカウンタ６０に出力されると共に、ループカウンタ６
２にも出力され、所定のカウントで分周されて位相比較
器５２に出力される。そして、位相比較器５２により基
準クロックと比較される。位相比較結果はＬＰＦ５４に
よりＤＣ電圧としてＶＣＯ５６に入力される。ここで、
構成される負帰還ループにより位相比較器に入力される
基準クロックとループカウンタ６２の出力の位相と周波
数が等しくなるようにＶＣＯ５６の発振周波数が制御さ
れる。

【００５６】ＶＣＯ５６の発振周波数ｆ_VCO、基準クロ
ックの周波数ｆ_C、スワローカウンタ６０の分周比Ｎ／
Ｎ＋１、スワローカウンタ６０のカウント値Ｓ、ループ
カウンタ６２のカウント値Ｍとすると、ＶＣＯ５６の発
振周波数ｆ_VCOは、ｆ_VCO＝ｆ_C×（（Ｎ×Ｍ）＋Ｓ）で表される。

【００５７】本実施の形態では、位相比較器５２に入力
される基準クロック周波数２４ＫＨｚ、スワローカウン
タ６０の分周比１６／１７、ループカウンタ６２の標準
カウント値８３３、スワローカウンタ６０の標準カウン
ト値０としてＶＣＯ５６の標準発振周波数ｆ_VCO＝３２
０ＭＨｚを得ることができる。

【００５８】上述のようにして発生されたＶＣＯ５６の
出力は、位相同期回路３６としての４ＢｉｔＢｉｎａ
ｒｙＣｏｕｎｔｅｒに入力される。位相同期回路３６
のクリア端子には走査ビーム検知センサ３２より出力さ
れる信号（同期パルス）が入力され、この同期パルスに
同期した２０ＭＨｚの画像クロックを得ることができ
る。画像クロックの可変ステップは１／（Ｎ×Ｍ）とな
り約７５ｐｐｍとなる。この値はＡ４用紙長辺２９７ｍ
ｍに対し、約２２μｍの設定精度を持っている。

【００５９】次に、クロック選択回路４０の作用につい
て説明する。なお、図６にクロック選択回路４０の動作
のタイミングチャートを示す。なお、図６において、Ｓ
ＯＳは走査ビーム検知センサ３２より出力される同期信
号、ＣＬＫＳＥＬはＤ−ＦｌｉｐＦｌｏｐ６６のＱ端
子から出力される信号、ＶＣＯＣＬＫ１はＰＬＬ周波数
発生器３４Ａから出力される信号、ＳＹＮＣ１は位相同
期回路３６Ａの内部信号、ＶＣＬＫ１は位相同期回路３
６Ａより出力される信号、ＲＣＯはカウンタ６８より出
力される信号、ＶＣＯＣＬＫ２はＰＬＬ周波数発生器３
４Ｂから出力される信号、ＳＹＮＣ２は位相同期回路３
６Ｂの内部信号、ＶＣＬＫ２は位相同期回路３６Ｂより
出力される信号、ＶＣＬＫＯＵＴはＯＲ回路７２より出
力される信号をそれぞれ示す。

【００６０】Ｄ−ＦｌｉｐＦｌｏｐ６６のＱ端子がロ
ーの時、位相同期回路３６Ａの出力は停止される。Ｄ−
ＦｌｉｐＦｌｏｐ６６のＱ端子がローからハイに変わ
ると、位相同期回路３６Ａからクロックが出力される。
一方、Ｄ−ＦｌｉｐＦｌｏｐ６６のＱ端子がローの
時、Ｑ＿端子はハイであるから位相同期回路３６Ｂから
クロックが出力され、Ｑ＿端子がハイからローに変わる
と位相同期回路３６Ｂからのクロックが停止される。す
なわち、常に２つの位相同期回路３６Ａ、３６Ｂのうち
何れか１方からのみクロックが出力される。

【００６１】位相同期回路３６Ａの出力信号は、遅延回
路７０を介してＯＲ回路７２に入力される。また位相同
期回路３６Ｂの出力信号は、直接ＯＲ回路７２に入力さ
れる。

【００６２】従って、ＰＬＬ周波数発生器３４Ａ又はＰ
ＬＬ周波数発生器３４Ｂの何れかのＰＬＬ周波数発生器
３４によって発生されたクロックを切り替えることによ
って、周波数を可変することができる。

【００６３】Ｄ−ＦｌｉｐＦｌｏｐ６６のリセット
（図４ではＲで示す）端子には走査ビーム検知センサ３
２からのパルスが入力される。また、Ｄ−ＦｌｉｐＦ
ｌｏｐ６６のクロック（図４では＞で示す）端子には位
相同期回路３６Ａの出力信号が直接入力され、Ｄ−Ｆｌ
ｉｐＦｌｏｐ６６のデータ端子には、走査ビーム検知
センサ３２からの信号によりカウンタ６８の所定カウン
トの終了に伴うカウント終了信号が入力される。

【００６４】このようにして、ＯＲ回路７２から出力さ
れる画像クロックは走査ビーム検知センサ３２からの走
査同期信号にＶＣＯ５６出力１周期以内の精度で同期し
て第１のクロック（ＰＬＬ周波数発生器３４Ａによって
発生されたクロック）を出力し、第１のクロックの所定
カウント終了と同時に第１のクロックにＶＣＯ５６出力
１周期以内の精度で同期して第２のクロック（ＰＬＬ周
波数発生器３４Ｂによって発生されたクロック）に切り
替わる。そして、次の走査ビーム検知センサ３２からの
信号が入力されると同時に第２のクロックは停止し、走
査ビーム検知センサ３２からの信号に、ＶＣＯ５６出力
１周期以内の精度で同期して第１のクロックを出力す
る。以下上述の動作が繰り返されることによって、第１
のクロック又は第２のクロックの切換を行うことができ
る。

【００６５】ここで、第１のクロックと第２のクロック
の切換時の接続においては、ＶＣＯ５６の出力クロック
の１周期以内の同期ばらつき、すなわち、ジッタが発生
するが、ＰＬＬ周波数発生器３４の位相比較周期をビー
ム走査周期（走査ビーム検知センサ３２からの信号の周
期）の整数倍にすることによって同期ばらつきを軽減す
ることができ、ジッタ等の画像欠陥を防止することがで
きる。ＰＬＬ周波数発生器３４の位相比較周期をビーム
走査周期の整数倍にすると、第１のクロックと第２のク
ロックの接続は、ＰＬＬ周波数発生器３４の位相比較周
期１周期の中で一定のタイミングで発生される。位相比
較周期に対して各ＶＣＯ５６の出力のクロックの位相は
固定されているため、各ＶＣＯ５６の出力クロックに対
する第１のクロックと第２のクロックの接続も走査毎に
一定のタイミングで発生される。従って、元々のＶＣＯ
５６の出力クロックが持つジッタのみが残るだけとな
る。

【００６６】続いて、上述の第１のクロック及び第２の
クロックの周波数の決定方法について説明する。

【００６７】本実施の形態では、画像の色ずれを用紙左
端から右に約２２ｍｍの位置、用紙中央から左に約２２
ｍｍの位置、用紙右端から左へ約２２ｍｍの位置の３箇
所で検知するものである。なお、用紙全幅はＡ４サイズ
の長辺２９７ｍｍとする。色ずれの検知は画像形成装置
１０に画像位置検知センサを設けることによって検知す
ることができるが、オペレータが目視することによって
行うようにしてもよい。いずれの場合も該当する位置に
検知するのための基準画像を書き込むことによって色ず
れを検知することができる。基準画像は従来十文字、山
形等が一般的であるが何れの基準画像を用いてもよい。

【００６８】例えば、図７に示すように、ＰＬＬ周波数
発生器３４Ａの周波数及びＰＬＬ周波数発生器３４Ｂの
周波数と左マージン（ビーム走査検知から画像書出し介
しまでの遅延カウント）の値を初期値とした時の３箇所
に設けられた画像位置検知センサ７４によって検出され
た色ずれ量がそれぞれ、ｌ、ｍ、ｎであったとき、ＰＬ
Ｌ周波数発生器３４Ａの周波数の補正量は傾きａに対応
する値となり、ＰＬＬ周波数発生器３４Ｂの周波数の補
正量を傾きａ´に対応する値となり、左マージンの補正
量はｂに対応する値となる。初期値にそれぞれこれらの
補正量を加える。ＰＬＬ周波数発生器３４ＡとＰＬＬ周
波数発生器３４Ｂのクロックは用紙中央に対応するタイ
ミングで切り替えられる。それぞれの色ずれ検知位置は
予め定められているので、ａ、ａ´、ｂはｌ、ｍ、ｎよ
り算出することができる。

【００６９】上述してきた２次関数で近似できるビーム
走査位置誤差は左右対称な特性を有しているので画像ク
ロックの切換は画像領域中央で行うことにより最適な結
果を得ることができる。

【００７０】通常は各色間のビーム走査位置の差によっ
て１走査の中で不均一な成分は２次関数で近似できるも
のが主であるが、３次関数で近似される成分が含まれる
ことがある。この場合は、図８（Ａ）に示すように、位
置誤差の特性は左右対称性が崩れる。従って、画像クロ
ックの切換も図８（Ｂ）に示すように、画像領域中央か
らずらした位置で行うことにより残留誤差を最小とする
ことができる。なお、画像クロックの切換の画像領域中
央からずらす量は色ずれの検知位置の中央からのずらし
量より小さい量でよく、画像領域中央から左右に画像領
域全幅の１０％づつずらすことが可能であればよい。色
ずれの検知位置より内側にすることにより上述した補正
量計算方式にも影響を与えない。

【００７１】なお、画像クロックの切換の変更は切換タ
イミングが設定されたカウンタ６８の計数値を変更する
ことにより可能である。

【００７２】ここで、問題となるのが画像の色ずれは画
像全域にわたり比較的微小量発生するため、画像形成装
置１０に設けられた画像位置検知センサ７４により検知
することが困難である。すなわち、実際に出力した網点
画像の色むらを目視で確認するのが確実に色ずれを検知
することが可能である。従って、画像形成装置１０に入
力手段を設け、入力手段に設定カウンタの設定値の計数
値を変更する情報を入力することによって設定カウンタ
の設定値の計数値を変更できるようにするのが好まし
い。

【００７３】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。本実施例は上述の画像形成装置１０にお
いて、光軸の傾きを主要因とする２次関数的誤差を２段
階の画像クロック周波数を切り替えて画像を記録した時
の結果を示したものである。

【００７４】図９（Ａ）に示すように、通常は走査開始
位置から主走査方向中心位置までの距離Ｌ１と主走査方
向中心位置から走査終了位置までの距離Ｌ２は等距離
（Ｌ１＝Ｌ２）となる。しかし、光軸が何らかの要因に
よって傾いた場合には、例えば、図９（Ｂ）に示すよう
に、Ｌ１＞Ｌ２となる。この場合には、走査速度は徐々
に速くなり主走査方向の倍率誤差が発生し色ずれとな
る。そこで、本実施例では画像クロックの周波数を主走
査中心位置で切り替えることによって色ずれを補正して
いる。

【００７５】図１０において、実線はビームの走査速度
を示し、一点鎖線は画像クロックの周波数の変化が示さ
れている。ビームの走査速度は画像の左から右に向かっ
て徐々に速くなる。そこで、画像クロックはビームの走
査速度の変化に合わせ、一点鎖線で示すように画像の左
半分では低い周波数に設定されたものに右半分では高い
周波数に設定されたも切り替える（図１０（Ａ−
１））。図１０（Ａ−２）には、図１０（Ａ−１）の走
査速度で走査したときのビームの走査位置を示す。な
お、図１０（Ａ−２）の実線は、画像クロックの一定の
周波数で書き込みを行った時の画像位置を示し、一点鎖
線は、図１０（Ａ−１）に示す画像クロック切換を行う
ことにより書き込みを行った時の画像位置を示す。

【００７６】図１０（Ａ−３）は、図１０（Ａ−２）に
おいて、実線と一点鎖線の差を示したものである。図１
０（Ａ−３）は、すなわち本発明のビーム書き込み位置
補正を行った時の残留誤差を示したものである。ここ
で、図１１（Ａ）に示すように画像端部と中央部で色ず
れがなくなるように倍率を合わせた時には残留誤差は初
期誤差の約１／４となる。しかし、図１１（Ｂ）のよう
に色ずれを合わせる場所を画像端部と中央からそれぞれ
ずらすと残留誤差は正負に振り分けられ初期誤差の約１
／８とすることができる。この時、均等に誤差を振り分
けるためには、色ずれを合わせる場所をそれぞれもとの
間隔の約１５％づつ近寄せるとよい。この係数をｋとす
ると、ｄ×ｘ²＝ｄ×ｘ−ｄ²／８ｘ＝ｋ×ｄが成り立てばよいので（ｄは色合わせをする２点間の距
離）、ｋ²−ｋ＋０．１２５＝０となる。従って、ｋ＝０．１４６５、０．８５３５これはすなわち画像領域の約７．５％と表すことができ
る。残留誤差をちょうど均等に振り分けるために最適な
値は画像領域の約７．５％であるが、その前後の値でも
効果があり、５％から１０％以内であれば振り分けの比
率は２：１以下である。クロック周波数の切換の段数を
増やせば、残留誤差を更に軽減することができる。例え
ば画像領域を３等分割すれば残留誤差は、約１／９とす
るこことができる。

【００７７】以上光軸の傾きを主要因とする２次関数的
誤差を２段の画像クロック周波数切換で補正する例を示
したが、ｆθレンズの残留誤差による３次関数的誤差も
３段の画像クロック周波数切換で効果的に補正すること
ができる。なお、図１０（Ｂ−１）、（Ｂ−２）、（Ｂ
−３）に３次関数的誤差を３段の画像クロック周波数切
換で補正を行った結果を示す。

【００７８】なお、上記では、２段又は３段の画像クロ
ック周波数切換によって残留誤差を補正する例を示した
が、画像クロック周波数の切換段数を増加させることに
よって、更に残留誤差を軽減することができる。

【００７９】なお、上記では、クロック選択回路として
図４に示す構成によって、ＰＬＬ周波数発生器３４Ａと
ＰＬＬ周波数発生器３４Ｂより出力されるクロックを切
り替える構成としたが、図１３に示すように、ＯＲ回路
７２の代りに選択切換回路７６を設け、ＰＬＬ周波数発
生器３４Ａの出力をカウンタ６８を介してＤ−Ｆｌｉｐ
Ｆｌｏｐ６６のデータ端子に入力し、Ｄ−Ｆｌｉｐ
Ｆｌｏｐ６６のＱ端子を選択切換回路７６に接続する構
成としてもよい。このようにすることによっても、同様
にＰＬＬ周波数発生器３４ＡとＰＬＬ周波数発生器３４
Ｂより出力されるクロックを選択切換回路７６によって
切り替えることができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、所
定のクロックに基づいて、周波数の異なるクロックを発
生する複数のＰＬＬ周波数発生器によって画像クロック
を発生する画像クロック発生器を各色ごとに備え、各色
毎に、ＰＬＬ周波数発生器の位相比較の周期を同一且つ
位相が異なるようにすることによって、複数のＰＬＬ周
波数発生器を近接して配置しても安定した動作を得るこ
とができる。また、複数のＰＬＬ周波数発生器により発
生される周波数の信号に基づいて画像クロックを発生す
ることにより、主走査倍率の不均一を補正することが可
能となる。すなわち、高精度な色ずれ補正を安定した動
作で行うことができると共に、小型化が可能な画像形成
装置を提供することができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態に係る画像形成
装置の概略構成を示す図であり、（Ｂ）は画像形成装置
における光走査装置の概略構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制
御系を示すブロック図である。

【図３】ＰＬＬ周波数発生器の構成を示すブロック図
である。

【図４】クロック選択回路を説明するためのブロック
図である。

【図５】各色画像クロック発生器のＰＬＬ周波数発生
器に入力されるクロックを示すタイミングチャートであ
る。

【図６】クロック選択回路の動作のタイミングチャー
トを示す。

【図７】第１のクロックと第２のクロックの周波数の
決定方法を説明するための図である。

【図８】本発明の実施の形態に係る主走査方向倍率補
正を説明するための図である。

【図９】主走査方向倍率誤差を説明するための図であ
る。

【図１０】本実施の形態に係る主走査方向倍率の補正
を説明するための図である。

【図１１】本実施の形態に係る主走査方向倍率の補正
を説明するための図である。

【図１２】主走査方向倍率誤差を説明するための図で
ある。

【図１３】クロック選択回路の変形例を説明するため
のブロック図である。

【符号の説明】

１０画像形成装置１２光走査装置１４感光体ドラム２０レーザ光源３４ＰＬＬ周波数発生器３８画像クロック発生器４０クロック選択回路６８カウンタ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４ＡＦターム(参考） 2C262 AA05 AA17 AB15 AB20 FA03 GA04 GA22 GA36 GA40 2C362 BA52 BA66 BA68 BA70 CA22 CA39 DA08 2H045 AA01 BA22 BA34 CA99 CB65 DA11 5C072 AA03 BA19 CA06 HA02 HA13 HB13 QA14 XA01 XA05 5C074 AA10 AA11 BB02 BB03 CC22 CC26 DD11 DD15 DD24 DD28 EE02 EE06 FF15 GG12 HH02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力される画像クロックに基づいて変調
された複数のレーザ光によって、複数色の画像を形成す
る画像形成装置であって、所定のクロックに基づいて、周波数の異なるクロックを
発生する複数のＰＬＬ周波数発生器によって画像書き込
み用クロックを発生する画像クロック発生器を各色毎に
備え、各色毎に、前記ＰＬＬ周波数発生器の位相比較の周期が
同一且つ位相が異なるように画像クロックを発生させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記各色の画像クロック発生器のうち、
基準となる画像クロック発生器により発生される画像ク
ロックの周期が、他の画像クロック発生器により発生さ
れる画像クロックの整数分の１であり、且つ、全画像ク
ロック発生器により発生される画像クロックの位相がそ
れぞれ異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項３】前記ＰＬＬ周波数発生器の位相比較の周
期が前記レーザ光の走査の周期の整数分の１であること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】少なくとも基準となる前記画像クロック
発生器を除く画像クロック発生器が、第１のＰＬＬ周波数発生器と、前記第１のＰＬＬ周波数
発生器の出力クロックから前記レーザ光の走査に同期し
た第１のクロックを発生する第１の位相同期回路を有す
る第１の可変クロック発生器と、第２のＰＬＬ周波数発生器と、第２のＰＬＬ周波数発生
器の出力クロックから前記第１のクロックの所定計数終
了に同期した第２のクロックを発生する第２の可変クロ
ック発生器と、前記レーザ光の走査に同期した同期信号が発生されてか
ら前記第１のクロックの所定計数終了までは第１のクロ
ックを選択し、第１のクロックの所定計数終了から次の
前記同期信号の発生までは第２のクロックを選択する選
択回路と、からなることを特徴とする請求項１乃至請求
項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記第１のクロックの計数値を設定する
設定手段を更に備えることを特徴とする請求項４に画像
形成装置。
【請求項６】画像領域中央から何れかの端に全画像領
域幅の５〜１０％ずらした位置及び画像両端から中央へ
全画像幅の５〜１０％入った位置における各色の色ずれ
量に基づいて、第１及び第２のＰＬＬ周波数発生器の発
生周波数を決定することを特徴とする請求項４に記載の
画像形成装置。
【請求項７】少なくとも基準となる前記画像クロック
発生器を除く画像クロック発生器が、第１のＰＬＬ周波数発生器と、前記第１のＰＬＬ周波数
発生器の出力クロックから前記レーザ光の走査に同期し
た第１のクロックを発生する第１の位相同期回路を有す
る第１の可変クロック発生器と、第２のＰＬＬ周波数発生器と、第２のＰＬＬ周波数発生
器の出力クロックから前記第１のクロックの所定計数終
了に同期した第２のクロックを発生する第２の可変クロ
ック発生器と、第Ｎ（Ｎ≧３の整数）のＰＬＬ周波数発生器と、第Ｎの
ＰＬＬ周波数発生器の出力クロックから前記第Ｎ−１の
クロックの所定計数終了に同期した第Ｎのクロックを発
生する第Ｎの可変クロック発生器と、前記レーザ光の走査に同期した同期信号が発生されてか
ら前記第１のクロックの所定計数終了までは第１のクロ
ックを選択し、第１のクロックの所定計数終了から次の
前記同期信号の発生までは第２のクロックを選択し、以
降、第Ｎ−１のクロックの所定計数終了から次の前記同
期信号の発生までは第Ｎのクロックを選択する選択回路
と、からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記第１のクロックから第Ｎ−１のクロ
ックの計数値を設定する設定手段を更に備えることを特
徴とする請求項７に記載の画像形成装置。