JP2003295097A - 画像形成装置、その制御方法 - Google Patents
画像形成装置、その制御方法Info
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Abstract
する際に、回転速度変動を可及的に抑制しつつ、かつ安
定した回転を容易に得られるようにする。 【解決手段】 ポリゴンミラー105の各鏡面の長さを
吸収する形でレーザ照射面となった際の各鏡面の回転速
度を個別に設定する。例えば、各鏡面の長さがL1、L
2,L3,L4,L5,L6であり、各鏡面の長さの合
計がLAであり、ポリゴンモータの1周の目標速度がV
Tであるとすると、ポリゴンモータの各鏡面に対する目
標速度は、夫々、(L1/LA)×VT,(L2/L
A)×VT,(L3/LA)×VT,(L4/LA)×
VT,(L5/LA)×VT,(L6/LA)×VTの
ように設定する。
Description
駆動させるモータ(ポリゴンモータ)の速度制御技術に
関するものである。
用したレーザビームプリンタ等において、回転多面鏡を
回転させるモータ(以下、ポリゴンモータという)の回
転速度を制御する方式として、回転多面鏡の各鏡面の基
準位置(例えば、先頭位置)からのレーザ光の反射光に
基づいて生成される主走査同期信号(以下、BD信号と
いう)の周期を目標の周期に合わせるように、ポリゴン
モータの回転速度を制御する方式が知られている。
図4に示したように構成されている。図4において、レ
ーザユニット102は、入力された画像信号(VIDE
O信号)101に基づいてレーザビームをドット単位で
ON/OFFする。レーザユニット102から発振され
たレーザビーム103は、回転多面鏡(ポリゴンミラ
ー)105に照射される。このポリゴンミラー105
は、ポリゴンモータ104により回転駆動されて、レー
ザビームを偏向させる。
ーム107の焦点が感光ドラム108上に結ばれるよう
に作用する。このレーザビーム107の照射により、感
光ドラム108には画像信号101に対応する静電潜像
が形成される。この静電潜像は、図示省略した現像器に
よりトナー像として現像されて、記録紙に転写される。
ラー105を毎分1万〜2万回転位の高速で回転させて
いるが、このポリゴンミラー105の1つの鏡面でレー
ザビーム107が図4の左右方向に1回振られる間に、
すなわち感光ドラム108が主走査方向にレーザビーム
107で1ライン露光走査される間に、この感光ドラム
108は、縦方向(副走査方向)に1ドット分だけ回転
される。
る露光走査位置が主走査方向の先頭位置になったとき
に、当該反射鏡120にレーザビーム107が照射され
る位置に配備されており、この反射鏡120で反射され
たレーザビーム107は、光電変換素子109に入射さ
れる。光電変換素子109は、入射されたレーザビーム
107を光電変換し、電気的な主走査同期信号(以下、
BD信号という)として出力する。
て、ポリゴンモータ104の回転制御等の各種の制御を
行う制御回路111に伝送される。なお、上記の説明か
ら推測できるように、BD信号は、ポリゴンミラー10
5の鏡面毎に1パルスづつ生成されることになる。本従
来例では、6面のポリゴンミラー105を使用している
ので、1回転当たり6回のBD信号が生成されることに
なる。
制御方法について説明する。図5は、図4に示した制御
回路111の回路ブロック図であり、ポリゴンモータ1
04等を模式的に書き加えている。また、BD信号検出
用の反射鏡120等は省略している。
るBD信号は、分周回路11に入力される。分周回路1
1では、BD信号をポリゴンミラー105の鏡面数に等
しい値で分周する。ここでは、6面のポリゴンミラー1
05を使用しているので、BD信号を6分周することに
なる。そして、分周回路11で分周されたBD信号(B
D/6信号)の周期をもとにして、ポリゴンモータ10
4の速度制御を行うことになる。
明する。ポリゴンミラー105の各鏡面は、全て等しく
できてはおらず、鏡面の長さのバラツキ等、面精度等に
バラツキがある。従って、ポリゴンモータ104の回転
が安定している場合でも、実際のBD信号の周期はばら
ついている。
05の鏡面が6面であるとすると、図6に示したよう
に、これら鏡面で生成される各BD信号の周期はT1,
T2,T3,T4,T5,T6となり、以降、これら周
期の各BD信号がサイクリックに生成されることにな
る。
目標速度で回転していても、図6のように各BD信号の
周期T1〜T6がばらついていれば、これらBD信号に
基づいてポリゴンモータ104を制御した場合に適正に
制御できなくなってしまう。
を生成すると、図4の下の波形のように、ポリゴンモー
タ104の1回転で1パルスのBD信号(BD/6信
号)に整形される。この場合、ポリゴンモータ104の
回転速度が目標速度で安定していれば、BD/6信号
は、ポリゴンミラー105の各鏡面間の面精度のばらつ
きの影響を受けずに、その周期が常に一定(Troun
d)になる。
ポリゴンミラー105の各鏡面間の面精度のばらつきの
影響を受けずに、ポリゴンモータ104の回転周期を正
確に測定することが可能になる。以上説明した理由によ
り、BD信号をポリゴンミラーの鏡面数に等しい値で分
周し、その分周に係るBD信号をポリゴンモータ104
の速度検出用の基準信号として使用している。
/6信号)は、カウンタ12に入力される。カウンタ1
2は、図示しないクロックを計数するアップカウンタで
あり、BD/6信号が入力される毎にそのカウント値を
クリアすることにより、BD/6信号の周期、すなわち
ポリゴンモータ104の回転周期を計測するように構成
されている。
(BDprd信号)と目標速度(Vtgt)とを比較
し、その比較結果に応じてポリゴンモータ104の加速
/減速を指示する制御信号を生成する。なお、目標速度
Vtgtとしては、BD/6信号に対応する目標速度が
設定されている。
指示信号(ACC信号)、減速指示信号(DEC信号)
の機能を示している。
イアクティブの信号であり、図7に示したように、AC
C信号だけが「High」のときは加速指示、DEC信
号だけが「High」のときは減速指示、ACC信号と
DEC信号が共に同レベルのときは速度保持を指示する
ことを意味している。
イミングチャートに基づいて説明する。なお、図8,9
の例では、目標速度(Vtgt)を「80」としてお
り、図8,9は、ポリゴンモータ104の速度が目標速
度よりも遅い場合、速い場合を示している。
速度よりも遅い場合について説明する。図8に示したよ
うに、BD/6信号の立下りエッジが入力されると、カ
ウンタ12のカウント値(BDprd)が「0」にクリ
アされる。その後、カウンタ12は、図示しないクロッ
クに同期して1,2,3,…とカウントアップしていく
が、カウント値がVtgtとして設定されている値「8
0」を超えると、比較器13は、BD/6信号の次の立
下りエッジが入力されるまで、「High」レベルのA
CC信号を出力する。
目標速度に対して遅くなるほどBD/6信号の周期は長
くなるので、ACC信号は、ポリゴンモータ104の速
度が遅くなるほど「High」レベルの幅が長くなるこ
とになる。
速度よりも速い場合について説明する。図9に示したよ
うに、2個目のBD/6信号の立下りエッジが入力され
た時のカウント値が「77」であったとすると、比較器
13は、目標速度である「80」に対して足りない分の
幅だけ「High」レベルのDEC信号を出力する。
速くなるほどBD/6信号の周期は短くなるので、DE
C信号は、ポリゴンモータ104の速度が目標速度に対
して速くなるほど「High」レベルの幅が長くなるこ
とになる。
等しい場合、すなわち、BD/6信号の周期=Vtgt
の場合は、ACC信号、DEC信号ともに「Low」レ
ベルのままとなる。
C信号は、モータ駆動部14に入力される。モータ駆動
部14は、定電流源19,20、スイッチング素子1
6,17、チャージポンプコンデンサ15、増幅器16
により構成されている。
6,17は、コンデンサ15の充放電回路を形成してい
る。DEC信号が「High」になるとスイッチング素
子16がオンし、電流源19を介してチャージポンプコ
ンデンサ15が充電される。また、ACC信号が「Hi
gh」になると、スイッチング素子17がオンし、電流
源20を介してチャージポンプコンデンサ15が放電さ
れる。
電圧は、ACC信号、DEC信号の「High」レベル
の幅に比例して増減する。この電圧を次段の増幅器18
を介してモータドライバ21に伝送する。モータドライ
バ21では、この電圧に比例した電流をポリゴンモータ
104に供給して回転させる。
度よりも遅い場合、ACC信号が「High」になるの
でチャージポンプコンデンサ15の電圧が高くなり、ポ
リゴンモータ104は加速される。逆に、ポリゴンモー
タ104の回転速度が目標速度よりも速い場合は、DE
C信号が「High」になるのでチャージポンプコンデ
ンサ15の電圧が低下し、ポリゴンモータ104は減速
される。
ow」の場合は、スイッチング素子16,17が共にオ
フとなっているので、チャージポンプコンデンサ15の
電圧は変化せず、速度を保持するモードとして動作す
る。このようにして、ポリゴンモータ104の回転速度
は、最終的には目標速度で安定する。
では、ポリゴンモータ104の回転速度変動を検出する
間隔が、6回のBD信号に相当する長い間隔になるた
め、回転速度変動が大きくなってしまう可能性があっ
た。
間隔が長くなってしまうので、ポリゴンモータ104を
安定して回転制御するためのモータ駆動部14のチュー
ニングが難しい、具体的には、チャージポンプコンデン
サ15の電圧安定性の確保や、1回の加速/減速指示に
対する加速量/減速量の調整等が難しいという問題があ
った。
鑑みてなされたもので、その課題は、ポリゴンモータの
回転速度を目標速度に制御する際に、回転速度変動を可
及的に抑制しつつ、かつ安定した回転を容易に得られる
ようにすることにある。
め、本発明は、露光用の光の進行方向を回転多面鏡によ
り偏向させながら感光体を露光走査する露光走査部を有
する画像形成装置において、前記露光走査部は、前記回
転多面鏡を回転駆動するポリゴンモータの目標回転速度
を該回転多面鏡の鏡面毎に設定する設定手段と、前記ポ
リゴンモータの回転速度が前記設定手段により設定され
た目標回転速度となるように該ポリゴンモータの回転速
度を制御する制御手段とを有している。
回転多面鏡により偏向させながら感光体を露光走査する
露光走査部を有する画像形成装置の制御方法において、
前記露光走査部は、前記回転多面鏡を回転駆動するポリ
ゴンモータの目標回転速度を該回転多面鏡の鏡面毎に設
定する設定工程と、前記ポリゴンモータの回転速度が前
記設定工程により設定された目標回転速度となるように
該ポリゴンモータの回転速度を制御する制御工程とを有
している。
に基づいて説明する。
ータの駆動制御等、各種の制御を行う制御回路の回路ブ
ロック図であり、本制御回路111は、電子写真方式の
プリンタに搭載されたものである。
タ等を模式的に書き加え、BD信号検出用の反射鏡12
0(図5参照)等は省略している。また、電子写真方式
の露光走査系の構成は、図4に示した従来例と全く同様
なので、ここでは、その説明を省略する。
ンミラー105の特定の鏡面がレーザ光の照射面になっ
ている期間中に「High」レベルのパルスとなる信号
であり、本実施形態では、6面ある鏡面の中から特定の
1つの鏡面を基準面として検出するのに使用している。
カウンタ1は、図示しないクロックを計数するアップカ
ウンタであり、BD信号が入力される毎にそのカウント
値をクリアすることにより、BD信号の周期、すなわち
ポリゴンモータ104の回転周期を計測するように構成
されている。
ー105の鏡面数分だけ設定されている目標速度の中か
ら、BD信号が入力される毎に1つを選択し、Vtgt
信号として出力する。このVtgt信号は、後段でBD
信号の目標値として使用される。
6)の決め方について説明する。
標速度Vtgt1〜6は、以下の様にして計算される。
すなわち、予め測定されているポリゴンモータ104の
各鏡面の長さは、基準面の長さがL1、2〜6面目の長
さがそれぞれL2,L3,L4,L5,L6であり、各
鏡面の長さの合計がLAであり、ポリゴンモータ104
の1周の目標速度をPolyPrdとすると、ポリゴン
モータ104の各鏡面に対する目標速度Vtgt1〜6
は、 ○ Vtgt1=(L1/LA)×PolyPrd (基準面がレーザ照射面となっているときの目標値) ○ Vtgt2=(L2/LA)×PolyPrd (2面目がレーザ照射面となっているときの目標値) ○ Vtgt3=(L3/LA)×PolyPrd (3面目がレーザ照射面となっているときの目標値) ○ Vtgt4=(L4/LA)×PolyPrd (4面目がレーザ照射面となっているときの目標値) ○ Vtgt5=(L5/LA)×PolyPrd (5面目がレーザ照射面となっているときの目標値) ○ Vtgt6=(L6/LA)×PolyPrd (6面目がレーザ照射面となっているときの目標値) として算出される。
フローチャート、及び図3のタイミングチャートを参照
しながら説明する。
ー105の基準面の検出信号が入力されると(ステップ
S1)、その次のBD信号の立下りエッジでVtgt出
力としてVtgt1を選択して、比較器3に出力する
(ステップS2)。次のBD信号の立下りエッジが入力
されると(ステップS3)、Vtgt出力としてVtg
t2を選択して出力する(ステップS4)。
号の立下りエッジが入力される毎に(ステップS5,S
7,S9,S11)、Vtgt3,Vtgt4,Vtg
t5,Vtgt6とVtgt出力を切替えていく(ステ
ップS6,S8,S10,S12)。
るときに、再度、ポリゴンミラー105の基準面の検出
信号が入力されるので、ステップS1に戻って、この基
準面の検出信号が入力されるのを待ち、次のBD信号の
立下りエッジでVtgt出力をVtgt1に切替える
(ステップS2)。
向のレーザによる全ラインの露光走査が完了するまで
(ステップS13)、同様の処理を繰返する。
が照射されている鏡面の長さに応じた目標速度を選択し
て比較器3に出力するように動作する。その際、BD信
号の立下りエッジでVtgtを選択・出力するので、現
在、レーザが照射されている鏡面と目標速度(Vtgt
1〜6)とが正確に対応付けられる。
(BDprd信号)と目標速度切替部2からの目標速度
(Vtgt)とを比較し、その比較結果に応じてポリゴ
ンモータ104の加速/減速を指示する制御信号を生成
する。
の指示信号に基づくモータ駆動部4の動作については、
従来例で説明したのと同様なので、ここでは、その説明
を省略する。
制御による効果を、図3のタイムチャートに基づいて説
明する。
達した場合でも、ポリゴンミラー105の各鏡面間で面
精度にばらつきがあるため、図3に示したように、BD
信号の周期T1〜T6はばらつく。
ポリゴンミラー105の各鏡面に対応するポリゴンモー
タ104の目標速度(Vtgt1〜6)を、各鏡面の長
さに対応した値(L1/LA×PolyPrd〜L6/
LA×PolyPrd)に切替えている。換言すれば、
BD信号を分周することなく上記各鏡面の長さのばらつ
きを吸収する形で、各鏡面にレーザが照射されている際
のポリゴンモータ104の目標速度(Vtgt1〜6)
を設定している。
器3、モータ駆動部14等は、CPU111aにより統
御されるものであり、CPU111aは、ROM111
bにプリセットされた制御プログラムに基づいて、各種
の処理を統御する。この際、CPU111aは、RAM
111cをワークエリア等として利用する。
をポリゴンミラー105の面数で分周せずに各BD信号
毎に速度検知を行い、加速/減速信号を生成すると共
に、ポリゴンミラー105の各鏡面の長さを吸収する形
でレーザ照射面となった際の各鏡面の回転速度を設定し
ているので、不必要に加速/減速指示信号(ACC信
号、DEC信号)が生成されることはない。
タ104の速度制御を行っているので、速度検知の間隔
を短くすることができ、また、加速/減速指示信号の間
隔も短くすることができるので、ポリゴンモータ104
の速度変動が小さく、安定した回転が得られるモータ駆
動制御を、簡単な制御回路で行うことが可能となる。
ることなく、例えば、鏡面毎に設定するポリゴンモータ
の目標回転速度(すなわち、各鏡面の目標回転速度)の
数は、各鏡面について2つずつ設定するなど、鏡面の数
より多くすることにより、ポリゴンモータの速度変動を
より一層低減し、安定した回転が得られるようにするこ
とも可能である。
120の他に、レーザの走査位置が主走査方向の中央の
位置になったときにレーザが照射される反射鏡を装備す
ることで対応することができる。
光走査する機能を備えた画像形成装置であれば、プリン
タ単体以外の複写機、ファクシミリ装置等にも適用可能
である。また、本発明に係るモータ速度制御処理機能
は、ハードウェアの電子回路だけでなく、センサ系を除
いて純粋にソフトウェアだけで実現したり、ハードウェ
アとソフトウェアで処理を分担して実現したりすること
も可能である。
分周していない主走査同期信号を用いて、回転多面鏡を
回転駆動するポリゴンモータの目標回転速度を、当該回
転多面鏡の鏡面毎に設定しているので、速度変動が小さ
く、安定した回転が得られるポリゴンモータの制御回路
を容易に実現することが可能になる。
を行う制御回路の回路ブロック図である。
標速度の選択処理を示すフローチャートタイムチャート
である。
動作を示すタイムチャートである。
走査系の構成を示す構成図である。
ック図である。
チャートである。
ンモータに対する回転速度制御信号を示す図である。
場合の回転速度制御を説明するためのタイムチャートで
ある。
場合の回転速度制御を説明するためのタイムチャートで
ある。
Claims (12)
- 【請求項1】 露光用の光の進行方向を回転多面鏡によ
り偏向させながら感光体を露光走査する露光走査部を有
する画像形成装置において、 前記露光走査部は、前記回転多面鏡を回転駆動するポリ
ゴンモータの目標回転速度を該回転多面鏡の鏡面毎に設
定する設定手段と、 前記ポリゴンモータの回転速度が前記設定手段により設
定された目標回転速度となるように該ポリゴンモータの
回転速度を制御する制御手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記設定手段は、前記回転多面鏡の各鏡
面の長さに応じて前記ポリゴンモータの目標回転速度を
該回転多面鏡の鏡面毎に設定す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】 前記設定手段は、前記回転多面鏡の各鏡
面の長さ、各鏡面の長さの合計値、及び該回転多面鏡の
1周回の目標回転速度に基づいて、前記鏡面毎の目標回
転速度を設定す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。 - 【請求項4】 前記設定手段は、前記鏡面毎に複数の目
標回転速度を設定することを特徴とする請求項1〜3の
何れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記設定手段は、前記回転多面鏡の各鏡
面の所定の位置に入射されるべき光に基づいて生成され
た主走査同期信号に基づいて、前記鏡面毎の目標回転速
度を順次設定していくことを特徴とする請求項1〜4の
何れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記設定手段は、前記回転多面鏡の基準
面の検知信号に基づいて、前記鏡面毎の目標回転速度を
サイクリックに設定していくことを特徴とする請求項1
〜5の何れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項7】 露光用の光の進行方向を回転多面鏡によ
り偏向させながら感光体を露光走査する露光走査部を有
する画像形成装置の制御方法において、 前記露光走査部は、前記回転多面鏡を回転駆動するポリ
ゴンモータの目標回転速度を該回転多面鏡の鏡面毎に設
定する設定工程と、 前記ポリゴンモータの回転速度が前記設定工程により設
定された目標回転速度となるように該ポリゴンモータの
回転速度を制御する制御工程と、 を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 【請求項8】 前記設定工程は、前記回転多面鏡の各鏡
面の長さに応じて前記ポリゴンモータの目標回転速度を
該回転多面鏡の鏡面毎に設定することを特徴とする請求
項7に記載の画像形成装置の制御方法。 - 【請求項9】 前記設定工程は、前記回転多面鏡の各鏡
面の長さ、各鏡面の長さの合計値、及び該回転多面鏡の
1周回の目標回転速度に基づいて、前記鏡面毎の目標回
転速度を設定することを特徴とする請求項7又は8に記
載の画像形成装置の制御方法。 - 【請求項10】 前記設定工程は、前記鏡面毎に複数の
目標回転速度を設定することを特徴とする請求項7〜9
の何れかに記載の画像形成装置の制御方法。 - 【請求項11】 前記設定工程は、前記回転多面鏡の各
鏡面の所定の位置に入射されるべき光に基づいて生成さ
れた主走査同期信号に基づいて、前記鏡面毎の目標回転
速度を順次設定していくことを特徴とする請求項7〜1
0の何れかに記載の画像形成装置の制御方法。 - 【請求項12】 前記設定工程は、前記回転多面鏡の基
準面の検知信号に基づいて、前記鏡面毎の目標回転速度
をサイクリックに設定していくことを特徴とする請求項
7〜11の何れかに記載の画像形成装置の制御方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002098835A JP4371628B2 (ja) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | 画像形成装置、その制御方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2003295097A true JP2003295097A (ja) | 2003-10-15 |
JP2003295097A5 JP2003295097A5 (ja) | 2005-09-15 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007236031A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Canon Inc | モータ制御装置及び方法とそれを用いた画像形成装置、回転多面鏡制御装置 |
JP2009294542A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Canon Inc | 光走査装置及び画像形成装置 |
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2002
- 2002-04-01 JP JP2002098835A patent/JP4371628B2/ja not_active Expired - Fee Related
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