JP2001255478A

JP2001255478A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2001255478A
Application number: JP2000070045A
Authority: JP
Inventors: Takami Maeda; 隆己前田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】副走査方向のレジストずれを補正することを
目的とする。【解決手段】基準クロック発生手段と、ビーム検出信
号の位相差を前記基準クロックを用いて測定する手段
と、クロックを所定の比で分周する分周手段と、分周信
号を入力とし前記レーザー走査ユニットに備わる回転多
面鏡を回転させるモーターの回転制御を行うＰＬＬ制御
手段と、全体を制御する制御部と、制御部の設定によ
り、１ショットパルスを発生する１ショットパルス発生
手段とを有し、前記１ショットパルス発生手段からの１
ショットパルス信号を前記分周手段に入力し、１ショッ
トパルス信号の有効期間中は前記分周手段の動作を一時
的に停止することにより、前記ＰＬＬ制御手段に入力さ
れる分周信号の位相を独立に制御し、前記各々のビーム
検出信号の位相関係を各々のビーム検出信号の位相変動
範囲外になるように設定するような構成をとる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のレーザー走
査ユニットを備え、複数の感光体を各々走査するカラー
画像形成装置において、各感光体に形成する画像の副走
査方向レジストレーションを制御するカラー画像形成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置の一例として、４色
分の露光ユニットと現像ユニットを設け、搬送される中
間転写ベルト上に各色トナー像を順次転写後、搬送され
る用紙に一括転写するタンデム方式のカラー画像形成装
置においては、各色毎の画像形成部で別々に形成したト
ナー像を重ね合わせるが、各露光ユニットや現像ユニッ
トの機械的取付け誤差および各レーザービームの光路長
誤差、感光体や中間転写ベルトの駆動むら等により、各
色画像のレジストレーションが合わなくなる。このため
従来より、各現像ユニットから中間転写ベルト上に形成
されたレジストレーション補正用パターン画像をＣＣＤ
センサ等で読取り、各色に対応するレジストレーション
ずれを検出し、画像書き込みタイミング信号等の調整を
行ったりしてレジストレーションずれの補正を行ってい
た。

【０００３】このレジストレーションずれを解消して高
精度のカラー画像形成装置を得るためには、副走査方向
のレジストずれを１画素以下の精度で補正することが要
求される。

【０００４】副走査方向のレジストレーションずれを補
正する方法として回転多面鏡駆動モータの回転位相を制
御する方法等が提案されている。回転多面鏡駆動モータ
は、回転数検出信号ＦＧとモータ用基準クロックとに基
づいてＰＬＬ制御を行うことで回転数が一定になるよう
に制御される。しかしながら、回転数を検出するホール
素子の取り付け誤差や、回転多面鏡の取り付け誤差等に
より、ＰＬＬ制御のみでは各回転多面鏡駆動モータの回
転数を一致させることはできても、回転多面鏡の反射面
方向の同期はとれていない。従って、回転多面鏡により
走査されるレーザービームを受光して得られるビーム検
出信号は、位相がずれた状態であり、その結果、感光体
に対する露光位置がずれ、副走査方向の色ずれとなって
発生する。さらに、回転多面鏡の駆動モータの回転変動
によって、ビーム検出信号の位相の変動が生じ、副走査
書き込みタイミング信号がずれ、副走査方向の色ずれと
なって発生する。

【０００５】一方、副走査方向のレジストレーションず
れを補正する技術として、特開平７―１６００８４号公
報等に各回転多面鏡駆動モータの位相制御の状態に応じ
て、各走査ユニット間の同期回路を構成し、副走査方向
の書き込みタイミング信号を１画素以下の精度で生成す
る技術が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
レジストレーション調整方法では、各走査ユニットから
走査されるレーザービームを受光して、主走査方向の画
像信号の書き込みタイミングをとるためのビーム検出信
号のタイミングを調整するため、各回転多面鏡駆動モー
タ単体での初期調整が必要であるうえに、副走査方向の
色ずれ補正の精度が、４分の１画素の単位といったよう
に、１画素を整数分の１で分割した単位、すなわち不連
続的な単位でしか調整できなかった。本発明は、このよ
うな問題に鑑みてなされたものであって、レーザー走査
ユニットの回転多面鏡駆動用モータの回転を高精度で制
御し、各ビーム検出信号の位相関係を所定の位置に容易
に調整することができ、ラインカウントミスによる副走
査方向のレジストレーションずれを補正することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、複数のレーザー走査ユニットを備えるカ
ラー画像形成装置において、基準クロック発生手段と、
前記複数のレーザー走査ユニットに備わる回転多面鏡で
偏向されたレーザービームを受光して発生する各々のビ
ーム検出信号の位相差を前記基準クロックを用いて測定
する手段と、前記基準クロック発生手段から出力される
クロックを所定の比で分周する分周手段と、前記分周手
段から出力される分周信号を入力とし、前記レーザー走
査ユニットに備わる回転多面鏡を回転させるモータの回
転制御を行うＰＬＬ制御手段と、全体を制御する制御部
と、制御部の設定により、１ショットパルスを発生する
１ショットパルス発生手段とを有し、前記１ショットパ
ルス発生手段からの１ショットパルス信号を前記分周手
段に入力し、１ショットパルス信号の有効期間中は前記
分周手段の動作を一時的に停止することにより、前記Ｐ
ＬＬ制御手段に入力される分周信号の位相を独立に制御
し、前記複数のレーザー走査ユニットに備わる回転多面
鏡で偏向されたレーザービームを受光して発生する各々
のビーム検出信号の位相関係をそれぞれのビーム検出信
号の位相変動範囲外になるように設定するような構成を
とる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、１ショットパルス信号を分周手段の分周ディセーブ
ル入力信号とすることで、１ショットパルス信号の有効
期間中は前記分周手段の動作を一時的に停止することに
より、ＰＬＬ制御手段に入力される分周信号の位相を制
御し、複数のレーザー走査ユニットに備わる回転多面鏡
で偏向されたレーザービームを受光して発生する各々の
ビーム検出信号の位相関係をそれぞれのビーム検出信号
の位相変動範囲外になるように設定することにより、ビ
ーム検出信号の位相変動によるラインカウントミスを防
止し、副走査方向書き込みタイミング信号のずれにとも
なう副走査方向のレジストレーションずれを防止すると
いう作用を有する。

【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は、各レジ
スタに設定された値に基づき各々独立に１ショットパル
スを基準クロックの精度で発生させることにより、各Ｐ
ＬＬ制御手段に入力される分周信号の位相を基準クロッ
クの精度で制御することができ、各々のビーム検出信号
の位相関係を基準クロックの精度で、任意の位相関係に
制御できるという作用を有する。

【００１０】（実施の形態１）以下本発明の第一の発明
における実施の形態について、図１から図６までの図面
を参照しながら説明する。

【００１１】図１は本発明の実施の形態１における画像
形成装置のレーザー走査ユニット駆動回路の構成図であ
る。図１において、１１〜１４はそれぞれブラック、シ
アン、マゼンタ、イエローの各画像形成ステーションの
露光装置（図示せず）に対応するレーザー走査ユニット
であり、４１〜４４は、各々のレーザー走査ユニットに
備わる回転多面鏡（図示せず）で偏向されたレーザービ
ームを光センサー３１〜３４で受光して発生するビーム
検出信号である。前記レーザー走査ユニット１１〜１４
内には回転多面鏡駆動モータの回転速度を検出するホー
ル素子が備えられ（図示せず）、そのホール素子からの
周波数信号ＦＧ１〜ＦＧ４がＰＬＬ（フェーズ・ロック
・ループ）制御回路５１〜５４に入力されている。

【００１２】前記ＰＬＬ制御回路５１〜５４には、基準
クロック発生器６１からの基準クロックＤＣＬＫを分周
回路７１〜７４で分周したＰＬＬ制御用クロックＰＣＫ
１〜ＰＣＫ４が入力されている。前記ＰＬＬ制御回路５
１〜５４は、それぞれ入力されるＰＬＬ制御用クロック
ＰＣＫ１〜ＰＣＫ４と周波数信号ＦＧ１〜ＦＧ４に基づ
いて、前記レーザー走査ユニット１１〜１４内に備えら
れた回転多面鏡駆動モータの駆動回路（図示せず）をＰ
ＬＬ制御し、回転多面鏡駆動モータを一定速度で回転さ
せるようになっている。

【００１３】８１〜８４は、ＣＰＵ９からそれぞれ独立
に設定された期間分のワンショットパルスを発生させる
パルス発生回路であり、ワンショットパルスの長さ（有
効期間）は、前記基準クロックＤＣＬＫの周期の整数倍
で設定できる。前記ワンショットパルスは、前記分周回
路７１〜７４の分周動作を禁止するディセーブル（Ｄｉ
ｓａｂｌｅ）信号として前記分周回路７１〜７４に入力
される。１０1は、ビーム検出信号４１〜４４をもとに
主走査方向画像書き込みタイミング信号ＨＳＩＺＥ１〜
ＨＳＩＺＥ４および副走査方向の画像書き込みタイミン
グ信号ＶＳＩＺＥ１〜ＶＳＩＺＥ４を生成するタイミン
グ信号発生回路である。

【００１４】以上のように構成された本発明におけるレ
ーザー走査ユニット駆動回路において、その動作を図２
〜図５のタイミングチャートを用いて説明する。

【００１５】初期状態においては、回転多面鏡駆動モー
タ（図示せず）は、回転数検出信号ＦＧ１〜ＦＧ４と回
転多面鏡駆動モータのＰＬＬ制御用クロックＰＣＫ１〜
ＰＣＫ４とに基づいてＰＬＬ制御を行うことで回転数が
一定になるように制御される。しかしながら、回転数を
検出するホール素子の取り付け誤差や、回転多面鏡の取
り付け誤差等により、ＰＬＬ制御のみでは各回転多面鏡
駆動モータの回転数を一致させることはできても、回転
多面鏡の反射面方向の同期はとれていない。従って、回
転多面鏡駆動モータのＰＬＬ制御用クロックＰＣＫ１〜
ＰＣＫ４を、図２（Ａ）に示すように同一の位相でＰＬ
Ｌ制御回路５１〜５４に供給しても、回転多面鏡により
走査されるレーザービームを受光して得られるビーム検
出信号４１〜４４は、図２（Ｂ）に示すように任意の位
相関係になってしまい、位相関係により、副走査方向の
画像書き込みタイミング信号の出力タイミングが異なっ
てくる。

【００１６】今ここで、説明を簡単にするため、シアン
に対応するビーム検出信号４２と基準ビーム検出信号４
１との関係を例にして説明する。

【００１７】図３において、プリントトリガー信号がア
クティブ（Ｌｏｗ）になり、副走査方向のラインカウン
トイネーブル信号がアクティブ（Ｈｉｇｈ）になると、
ビーム検出信号４１に基づいて、ラインカウントが行わ
れていく。ここで、図３（Ａ）のように、ビーム検出信
号４２が出力される場合、ビーム検出信号４１と同様
に、ラインカウント動作が行われる。一方、図３（Ｂ）
のように、ビーム検出信号４２が変動し−方向に位相が
ずれて出力される場合、ラインカウント動作は、ビーム
検出信号４１のラインカウント動作に比較して、最大１
ライン遅れてしまう。このため、ラインカウント値をも
とに生成される副走査方向の画像タイミング信号ＶＳＩ
ＺＥ２の出力タイミングは、図３（Ａ）の場合と、図３
（Ｂ）の場合で異なってしまい、基準ビーム検出信号４
１に対する副走査方向の画像タイミング信号ＶＳＩＺＥ
１に対して、最大１ライン分ずれが生じることになり、
副走査方向の色ずれの原因となる。すなわち、図４
（Ａ）に示すように、各々のビーム検出信号の位相変動
分が副走査方向のラインカウント動作に影響しない位相
関係にある場合には、副走査方向の画像書き込みタイミ
ング信号は、正常なタイミングで出力されるが、図４
（Ａ）に示すようにある１つのビーム検出信号の位相が
変動し、他のビーム検出信号との位相関係が変化する場
合、副走査方向のラインカウント動作が正常な場合より
最大１ライン分遅れてしまうため、副走査方向の画像書
き込みタイミング信号がずれて、色ずれが生じてしま
う。そこで、本発明においては、各々のビーム検出信号
４１〜４４の位相を所定の位相関係に設定し、ラインカ
ウントミスによる色ずれを防止する。

【００１８】初期状態において、図４（Ｂ）に示すよう
に基準ビーム検出信号４１に対して、シアンに対応する
ビーム検出信号４２の位相が、ある時点において位相差
測定手段による測定の結果、基準クロックのＴカウント
分だけ＋方向にずれていたとする。また、基準ビーム検
出信号４１の＋方向の最大変動幅が、基準クロックのＴ
ａカウント分であり、ビーム検出信号４２の−方向の最
大変動幅が、基準クロックのＴｂカウント分であったと
すると、各々のビーム検出信号の変動の影響を受けない
ようにするためには、Ｔ＞Ｔａ＋Ｔｂ（式１）となるようにＴの値を再設定すればよい。

【００１９】例えば、初期状態でＴ＝７、Ｔａ＝３、Ｔ
ｂ＝８の場合、式１を満足していないので、シアンに対
応するビーム検出信号４２の位相を基準クロックの５カ
ウント分遅らせることにより、Ｔ＝１２となり、式１を
満足するようになる。すなわち、初期状態での、２つの
ビーム検出信号の位相差がＴｉとすると（図２
（Ｂ））、シアンに対応するビーム検出信号４２の位相
をずらす量を、基準クロックのカウント値でＴｄとする
と、Ｔｄ＞Ｔａ＋Ｔｂ−Ｔｉ（式２）となるようにＴｄの値を設定すれば良い。

【００２０】ここでビーム検出信号４２の位相を、基準
とするビーム検出信号４１の位相に対して、ある時間だ
け遅らせるためには、ＰＬＬ制御用クロックＰＣＫ２の
位相を、ＰＬＬ制御用クロックＰＣＫ１に対して、対応
する期間だけ遅れさせればよい。例えば、ビーム検出信
号４２の位相を、基準とするビーム検出信号４１の位相
に対して基準クロックの５カウント分の時間だけ遅らせ
る場合を例に説明すれば、パルス発生回路８２が、基準
クロックのカウント値“５”に相当する期間、１ショッ
トパルスを発生し、分周回路７２の動作を一時的に停止
することにより、ＰＬＬ制御回路への基準クロックＰＣ
Ｋ２の位相を基準クロックＤＣＬＫの“５”カウント分
だけ遅らせることが出来る。上記では、１ショットパル
スを発生する期間（パルスの有効期間）は、基準クロッ
クのカウント値“５”に相当する期間としたが、基準ク
ロックの周期の長さのパルスを基準クロックのカウント
値“５”に相当する回数分、出力しても良い。ここで、
基準クロックの周期の長さのパルスを基準クロックのカ
ウント値“５”に相当する回数分、出力する場合の動作
を図１及び図５を用いてさらに詳しく説明する。

【００２１】図１において、シアンに対応するパルス発
生回路８２が、基準クロックの周期Ｔｃに相当する１シ
ョットパルスを所定の間隔で５回出力するように、ＣＰ
Ｕ９は、パルス発生回路８２に設定する。このとき、分
周回路７２は、１ショットパルス（基準クロックの周期
Ｔｃ）が出力されている期間は分周動作が禁止されるの
で、一回目の１ショットパルス出力後においては、図５
（Ａ）に示すようにＰＬＬ制御回路５２に入力されるＰ
ＬＬ制御用クロックＰＣＫ２は、位相がＴｃだけずれた
状態になる。この動作を５回繰返すことにより、図５
（Ｂ）に示すようにトータルで５Ｔｃに相当する期間分
（図６（Ａ）のＴｄの期間）、ＰＬＬ制御用クロックＰ
ＣＫ２の位相がずれる。

【００２２】ＰＬＬ制御回路５２は、ＰＬＬ制御用クロ
ックＰＣＫ２に周波数信号ＦＧ２を同期させるため、回
転多面鏡駆動モータの回転速度を一時的に低下させ、周
波数信号ＦＧ２の周波数が一時的に低下するが、ＰＬＬ
制御の結果、図６（Ｂ）に示すようにビーム検出信号４
２の位相がずれる。

【００２３】従って、ＰＬＬ制御用クロックＰＣＫ２が
５Ｔｃに相当する期間分（図６（Ａ）のＴｄの期間）位
相がずれるので、ビーム検出信号４２の位相も５Ｔｃに
相当する期間分（図６（Ｂ）のＴｄの期間）だけ位相が
ずれ、結果として基準としたビーム検出信号４１に対し
て５カウント分だけ位相がずれるため、ビーム検出信号
４２が−方向に最大変動しても、ラインカウントミスを
生じることはない。

【００２４】上記においては、説明を簡単にするため、
２つのビーム検出信号を例に説明したが、マゼンタ、イ
エローのビーム検出信号についても同様の方法で、位相
を調整することができ、ラインカウントミスを防止でき
る。また、各々のパルス発生回路８１，８２，８３，８
４が出力する１ショットパルスのパルス長を設定するた
めのレジスタをそれぞれ設けておけば、任意のパルス長
で、各色に対応するビーム検出信号の位相を独立に設定
できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の第一の発明によれば、回転多面
鏡を回転させるモータの回転制御を行うＰＬＬ制御手段
に入力される分周信号の位相を独立に制御し、前記複数
のレーザー走査ユニットに備わる回転多面鏡で偏向され
たレーザービームを受光して発生する各々のビーム検出
信号の位相関係をそれぞれのビーム検出信号の位相変動
範囲外になるように設定することにより、ビーム検出信
号の位相変動によるラインカウントミスを防止し、副走
査方向書き込みタイミング信号のずれにともなう副走査
方向のレジストレーションずれを防止することが出来る
という効果を有する。

【００２６】本発明の第二の発明によれば、各レジスタ
に設定された値に基づき各々独立に１ショットパルスを
基準クロックの精度で発生させることにより、各ＰＬＬ
制御手段に入力される分周信号の位相を基準クロックの
精度で制御することができ、各々のビーム検出信号の位
相関係を基準クロックの精度で、任意の位相関係に制御
でき、レーザー走査ユニットの装置間において、ビーム
検出信号のばらつきがあっても、常に基準とするビーム
検出信号に対して、一定の位相関係を設定でき、装置間
の色ずれのばらつきを抑えることができるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における画像形成装置の
レーザー走査ユニット駆動回路の構成図

【図２】（Ａ）本発明の実施の形態１における初期状態
におけるＰＬＬ制御回路用クロックの一例を示すタイミ
ングチャート（Ｂ）本発明の実施の形態１における初期状態における
ビーム検出信号の一例を示すタイミングチャート

【図３】本発明の実施の形態１におけるラインカウント
の説明図

【図４】（Ａ）本発明の実施の形態１におけるビーム検
出信号の位相関係を示すタイミングチャート（Ｂ）本発明の実施の形態１におけるビーム検出信号の
位相関係を示すタイミングチャート

【図５】（Ａ）本発明の実施の形態１における位相補正
動作を示すタイミングチャート（Ｂ）本発明の実施の形態１における位相補正動作を示
すタイミングチャート

【図６】（Ａ）本発明の実施の形態１における補正後の
ＰＬＬ制御回路用クロックの一例を示すタイミングチャ
ート（Ｂ）本発明の実施の形態１における補正後のビーム検
出信号の一例を示すタイミングチャート

【符号の説明】

９ＣＰＵ１０位相差測定回路１１〜１４レーザー走査ユニット２１〜２４レーザービーム３１〜３４光センサー４１〜４４ビーム検出信号５１〜５４ＰＬＬ制御回路６１基準クロック発生器７１〜７４分周回路８１〜８４パルス発生回路１０１画像書き込みタイミング信号生成手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/04 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ５Ｃ０７２ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｄ５Ｃ０７４ 1/23 １０３１０４Ａ９Ａ００１Ｆターム(参考） 2C362 BA08 BA33 BA52 BA69 BA71 BB32 BB34 BB46 CA22 CA39 2H027 EB06 ED04 EE01 EE04 2H030 AA01 BB02 BB16 2H045 AA52 BA02 BA22 BA34 CA88 CA97 2H076 AB06 AB16 AB68 DA04 EA01 5C072 AA03 BA17 BA19 HA02 HA06 HA13 HB08 HB11 HB15 QA14 UA14 5C074 BB03 CC22 CC26 DD13 DD30 EE02 EE04 EE20 FF15 HH04 9A001 BB06 HH23 HH31 KK16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のレーザー走査ユニットを備えるカラ
ー画像形成装置において、基準クロック発生手段と、前
記複数のレーザー走査ユニットに備わる回転多面鏡で偏
向されたレーザービームを受光して発生する各々のビー
ム検出信号の位相差を前記基準クロックを用いて測定す
る手段と、前記基準クロック発生手段から出力されるク
ロックを所定の比で分周する分周手段と、前記分周手段
から出力される分周信号を入力とし、前記レーザー走査
ユニットに備わる回転多面鏡を回転させるモータの回転
制御を行うＰＬＬ制御手段と、全体を制御する制御部
と、制御部の設定により、所定のパルス長の１ショット
パルスを発生する１ショットパルス発生手段とを有し、
前記１ショットパルス発生手段からの１ショットパルス
信号を前記分周手段に入力し、１ショットパルス信号の
有効期間中は前記分周手段の動作を一時的に停止するこ
とにより、前記ＰＬＬ制御手段に入力される分周信号の
位相を独立に制御し、前記複数のレーザー走査ユニット
に備わる回転多面鏡で偏向されたレーザービームを受光
して発生する各々のビーム検出信号の位相関係をそれぞ
れのビーム検出信号の位相変動範囲外になるように設定
することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】前記制御部は、複数のレジスタを有し、該
レジスタに設定されたカウント値に従って、独立に１シ
ョットパルスを基準クロックの精度で発生させることを
特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。