JP2004306448A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【目的】色ずれが多少悪化してもプリントアウトタイムを優先するモードと、プリントアウトタイムよりも画質を優先するモードをユーザの目的に応じて自由に選択することができる画像形成装置を提供すること。
【構成】画像形成手段と、ポリゴンモータと、水平同期信号発生手段と、ポリゴンモータ速度制御手段と、ポリゴンモータ位相制御手段とを有する画像形成装置において、ポリゴンモータの速度制御が所定の速度範囲に達したか否かを判定する速度制御ロック判定手段と、ポリゴンモータ位相制御が所定の位相範囲に達したか否かを判定する位相制御ロック判定手段を備え、画像の書き出しタイミングの決定は、画像形成装置のプリントモードに応じて速度制御ロック判定結果から行うか、或は位相制御ロック判定結果から行うかを選択して決定する。
【選択図】 図1
【構成】画像形成手段と、ポリゴンモータと、水平同期信号発生手段と、ポリゴンモータ速度制御手段と、ポリゴンモータ位相制御手段とを有する画像形成装置において、ポリゴンモータの速度制御が所定の速度範囲に達したか否かを判定する速度制御ロック判定手段と、ポリゴンモータ位相制御が所定の位相範囲に達したか否かを判定する位相制御ロック判定手段を備え、画像の書き出しタイミングの決定は、画像形成装置のプリントモードに応じて速度制御ロック判定結果から行うか、或は位相制御ロック判定結果から行うかを選択して決定する。
【選択図】 図1
Description
【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で感光体上を走査して画像を形成するレーザビームプリンタ等の画像形成装置に関し、特にレーザビームを偏向するための回転多面鏡の回転制御及びプリント開始タイミング制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プリンタの一種であるレーザビームプリンタのレーザ走査部を構成するポリゴンモータは、その回転速度に一定の精度が要求される。
【0003】
従来、これらのレーザビームプリンタのレーザ走査部を構成するモータの制御は、特開平09−183251号「画像形成装置及び画像形成方法」に記載されているように、水平同期信号(以下、BD信号と記す)の間隔を測定し、その間隔が所定時間となるよう加速信号と減速信号のみでモータの回転速度制御を行うといった、ノイズに強く、且つ、低価格なインタフェースを実現する制御方式がある。
【0004】
又、特開平11−291544号「画像形成装置」に記載されているように、BD信号の位相が基準クロックと一致するように、加速信号或は減速信号を制御して位相制御(PLL制御)を行うといった、特に、複数のレーザ走査部を備えたカラーレーザビームプリンタの色ずれ低減に対して有効な制御方式がある。
【0005】
これは、各色のレーザ走査部を構成するポリゴンモータを位相制御することによって、各色ポリゴンミラーの面の位相を一致或は所定位相にて制御して、色ずれを低減すべく制御を行うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記画像形成装置は以下のような問題を有している。
【0007】
1)ポリゴンモータの回転の安定性向上(ジッタ低減)を図るためには、位相制御ゲインを落として位相制御毎のジッタを低減する必要がある。
【0008】
その場合、ポリゴンモータの起動開始から速度制御ロック状態(速度制御レディ状態)に至り、更には位相制御ロック状態(位相制御レディ状態)に至るまでの時間が長くなり、プリンタ休止状態から1枚プリントするまでの時間(以下、ファーストプリントアウトタイムと記す)が長くなるといった問題がある。
【0009】
特に、カラーの色ずれ精度を要求しないテキストプリントジョブや紙質の悪いラフ紙等に関しては、ファーストプリントアウトタイムを重視したモードでプリントした方がユーザにとって好ましい。
【0010】
又、画質を優先するモード、或はファーストプリントアウトタイムを優先するモードをユーザが自由に選択可能とした方がユーザにとって好ましい。
【0011】
2)又、ポリゴンモータの起動開始から位相制御ロック状態に到達するまでの時間を早めるためには、位相制御ゲインを上げる必要がある。その場合、前述したように位相制御毎にポリゴンモータのジッタが悪化して、副走査方向(記録紙搬送方向)に画像ゆらぎが発生し、画質を悪化させるといった問題がある。
【0012】
3)更に、ポリゴンモータの起動時のみ位相制御ゲインを上げる方法も考えられるが、この場合は、制御ゲインを複数備えることによるコストアップ、例えば、制御ゲインアンプの追加、或はソフトウエアによるサーボ制御を実現させるための高速プロセッサが必要になるといった、画像形成装置のコストが大幅にアップする問題がある。
【0013】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、色ずれが多少悪化してもプリントアウトタイムを優先するモードと、プリントアウトタイムよりも画質を優先するモードをユーザの目的に応じて自由に選択することができる画像形成装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ポリゴンモータのレディ状態を待ってプリントを開始する画像形成装置において、ポリゴンモータのレディ状態をポリゴンモータの速度制御ロック信号から判断するか、或はポリゴンモータの位相制御ロック信号から判断するかを選択する手段を設け、ユーザが設定するプリントモードに応じて、前記選択手段を切り換える制御手段を備える。
【0015】
これによって、各色ごとのポリゴンモータの位相制御を必要としないモード、例えば色ずれによる画質劣化よりも、ファーストプリントアウトタイムの短縮を優先するモードにおいては、ポリゴンモータの速度制御ロック信号がアクティブとなることによってポリゴンモータのレディ状態を判断し、画像形成開始タイミングを決定する。
【0016】
又、ファーストプリントアウトタイムの短縮よりも、画質を優先するモードにおいては、ポリゴンモータの位相制御ロック信号がアクティブとなるのを待ってポリゴンモータのレディ状態を判断し、画像形成開始タイミングを決定する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0018】
<実施の形態1>
図1は本発明におけるポリゴンモータの制御回路のブロック図である。
【0019】
図中、10は水平同期信号である/BD信号、11は波形成形回路、12は基準となるクロック信号、13は/BD信号の間隔をクロック信号CLK12でカウントし、所定の値と比較するとともに、所定の回転数に相当するカウンタ値に対する差を出力する速度ディスクリ回路、14はPLLの制御周波数を決定するための分周回路で、本実施の形態の場合、1/8とする。これにより、/BDパルスの8パルスに1回の周期にてPLL制御を行う。これにより、速度制御周期よりPLL制御周期を落とすことでモータを安定して駆動制御できる。
【0020】
15は1/8分周した/BD信号に対し、クロック信号12との位相差を比較するとともに、位相差を出力するPLL回路、16はPLL回路のゲイン設定で、例えばこのゲインを1/2に設定すると、PLL回路の出力値(位相差)に対して1/2のパルス幅のPLL制御値として導く。
【0021】
17は加速及び減速信号を生成する回路で、速度ディスクリ回路13及びPLL制御回路15の結果から、加速モード区間及び減速モード区間及び中立区間を決定する。
【0022】
18,19は上記加速、減速、中立を決定する信号であり、それぞれ加速モード区間では/ACC=L,/DEC=H、減速モード区間では/ACC=H,/DEC=H、中立モード区間では/ACC=H,/DEC=Hとなる。
【0023】
例えば、速度ディスクリ回路13の演算の結果、所定値に到達していない場合は、その差に応じて加速モード区間(/ACC=L,/DEC=H)となり、一方、速度ディスクリ回路13の演算の結果、所定値を超えた場合は、その差に応じて減速モード区間(/ACC=H,/DEC=L)となる。又、所定範囲にある場合は、中立(/ACC=H,/DEC=H)区間となり、加速及び減速制御は行わない。
【0024】
又、PLL制御においては、PLL制御回路15で基準であるクロック信号12との位相差を比較した結果を16でゲイン倍して、そのパルス幅に応じて加速モード区間(/ACC=L,/DEC=H)、減速モード区間(/ACC=H,/DEC=L)、中立区間(/ACC=H,/DEC=H)を決定する。
【0025】
例えば、PLL制御回路15において、/BDパルス10のエッジと基準クロック12のエッジとの位相差が10msであるとすると、その位相差はゲイン16で1/2され、5ms幅の位相差信号となり、加速、減速制御回路17において、5ms幅で加速制御区間(/ACC=L,/DEC=H)が設定される。
【0026】
20は速度ディスクリ回路の演算の結果、/BD間隔が所定間隔範囲にあった場合に出力されるD_ready 信号、21はPLL制御回路の演算の結果、位相差が所定範囲にあった場合に出力される PLL_ready信号、22はプリントモードに応じて操作されるMODE信号、23は前記プリントモード信号22によってD_ready 信号20或はPLL_ready 信号21を切り換えるための回路、24はポリゴンモータレディを意味するREADY信号である。
【0027】
次に、図2を用いてポリゴンモータの回路ブロック図について説明する。
【0028】
図中、31は/ACC信号、32は/DEC信号、33はチャージポンプ回路、34はチャージポンプ回路のチャージ電流を決定するための抵抗、35は積分回路、36はPWMコンパレータ、37はドライバ回路、38はホールアンプ、39はホール素子、40はカレントリミット回路、41は電流検出抵抗、42は三相モータである。
【0029】
次に、動作について説明する。
【0030】
図1で説明したポリゴンモータ制御回路によって、/ACC信号31及び/DEC信号32に加速モード指示がなされると、その区間においてチャージプンプ回路33は、抵抗R1(34)で決定した電流を積分回路35に対しチャージする。
【0031】
一方、/ACC信号31及び/DEC信号32により減速モード指示がなされると、その区間において、チャージプンプ回路33は、積分回路35から電流をディスチャージする。その結果、積分回路35によって得られた電圧は、PWMコンパレータ36で比較され、電圧に応じたPWMパルス信号を生成する。
【0032】
ドライバ回路37は、PWMパルスに応じて出力段のトランジスタ(図示せず)をオン/オフさせる。
【0033】
このとき、ドライバ回路37は、予めモータに備えたマグネットの極性をホール素子39及びホールアンプ38を経て検出し、その結果に基づき所望のモータコイルに対して所望の方向にて電流を流すスイッチング制御を行う。
【0034】
一方、モータコイルを流れた電流は、電流検出抵抗41に流れ、カレントリミット回路40によって、所定値以上の電流がモータコイルに流れないよう制御する。
【0035】
次に、図3を用いてレーザビームプリンタのプリントシーケンスタイミングについて説明する。
【0036】
先ず、ホストから画像形成装置に対し、プリント信号50がアクティブとなると、画像形成装置の制御CPUは、給紙、搬送モータをON(=“H”)51、画像形成を司るドラムモータをON55、ポリゴンモータをON56させるとともに、搬送ローラの駆動連結を行うためのクラッチをONさせる54。
【0037】
次に、ポリゴンモータの回転数が所定回転数範囲に達すると速度制御ロック信号であるD_ready 信号がONし57、続いてPLL制御ロック信号であるPLL_ready 信号がONとなる58。
【0038】
このとき、図2で説明したプリントモード指定において、例えば、画質優先モードであると、PLL_ready 信号がONとなるタイミングでポリゴンモータレディ信号がアクティブとなる59。
【0039】
一方、ファーストプリントアウトタイム優先モードである場合には、D_ready 信号がONとなるタイミングでポリゴンモータレディ信号がアクティブとなる。
【0040】
次に、ポリゴンモータがレディとなるタイミングを見計らい、記録紙を給紙すべく給紙ソレノイドをONさせ52、画像形成動作を開始する60。
【0041】
給紙された記録紙が所定位置まで到達すると、予め備えられたTOPセンサに記録紙先端が到達する53と同時に、一旦クラッチをOFFして、ドラム上に形成された画像が記録紙上の所定位置より転写されるようタイミングを計って、再びクラッチをONさせて記録紙の搬送を行い記録紙上に画像を形成して一連の画像形成シーケンスが終了する。
【0042】
画像形成タイミングは、ポリゴンモータのレディタイミングによって決定されるために特に1枚目のプリント時間は、ポリゴンモータのレディタイミングによって大きく左右される。
【0043】
又、複数のポリゴンモータを備えたカラーレーザビームプリンタにおいて、各色ごとポリゴンのミラー面の位相を合わせて制御しないと、ポリゴンのミラー面分、つまり最大1ライン分の色ずれが発生する。例えば、600dpiの解像度で画像形成するレーザビームプリンタでは、42.2μmもの色ずれが発生することになる。
【0044】
以上説明したように本実施の形態では、画質優先モードにおいては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待って画像形成を開始し、画質を優先としない、つまり最悪1ライン分の色ずれが発生しても構わず、むしろファーストプリントアウトタイムを優先するモードである場合は、ポリゴンモータの位相制御ロックを待たずして速度制御ロックタイミングより画像形成を開始させる。
【0045】
このことによって、例えば、ユーザがホストコンピュータより設定したプリントモードに応じて動作が選択できるといった利点を有する。
【0046】
<実施の形態2>
図4は本発明の実施の形態2における画像形成装置である。
【0047】
図中、70は画像形成装置、71は操作パネル、72は操作パネルが備えるディスプレイ、73はキースイッチである。
【0048】
操作パネルを備えた画像形成装置においては、ユーザが任意にプリントモードを設定できる。例えば、操作パネルの設定メニュー内に“画質優先モード”と“ファーストプリントアウトタイム優先モード”の切り換えを可能とすることにより、実施の形態1と同様に画質優先モードにおいては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待って画像形成を開始し、画質を優先としない、ファーストプリントアウトタイムを優先するモードである場合は、ポリゴンモータの位相制御ロックを待たずして、速度制御ロックタイミングより画像形成を開始させることを特徴とする。
【0049】
<実施の形態3>
図5は本発明の実施の形態3におけるポリゴンモータ制御ブロック及びポリゴンモータ回路ブロック図である。
【0050】
図中、31〜42は実施の形態1と同じであるので説明は省略する。
【0051】
10は水平同期信号である/BD信号、22はプリントモード信号である。又、100はCPU又はDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)である。
【0052】
本実施の形態では、ポリゴンモータの速度制御並びにPLL制御をCPU又はDSPによるソフトウエア制御手段によって実現したことを特徴とする。
【0053】
速度制御ロック状態或はPLL制御ロック状態は、ソフトウエアによる制御プログラム内で認識するため、特に画像形成装置を1つのCPU或はDSPによって一括して制御する場合において有効である。
【0054】
又、チャージポンプ回路33、チャジ電流設定抵抗34、積分回路35、PWMコンパレータ36を用いず、CPU又はDSPによるソフトウエア制御手段によって制御することも容易に実現可能である。つまり、ソフトウエア制御手段によってサーボ演算を行い、ポリゴンモータの制御信号としてPWM信号を生成させてドライバ回路37を直接PWM駆動させる。
【0055】
これによって、周辺回路が簡略でき、画像形成装置のトータルシステムコストが低減できる効果が期待できる。
【0056】
<実施の形態4>
図6は本発明の実施の形態4における画像形成装置を示した図である。
【0057】
本画像形成装置は、2つの給紙口を図のように備えている。
【0058】
図中、200は1段目の給紙カセット、201は2段目の給紙カセット、202〜205は画像形成手段であり、202はイエロー、203はマゼンタ、204はシアン、205はブラックのステーションを示し、各々感光ドラム及びトナー現像器及び図示しないレーザビームを感光ドラムに照射するポリゴンモータを含むユニットを備える。206は定着器で給紙、搬送された記録紙上に転写されたトナー画像を定着する。
【0059】
本画像形成装置においては、1段目のカセットからイエローのステーションまでの搬送距離よりも、2段目のカセットからイエローのステーションまでの搬送距離が長い。
【0060】
本実施の形態では、1段目のカセットから給紙する場合においては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待って画像形成を開始し、2段目のカセットから給紙する場合においては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待たずして、速度制御ロックタイミングより画像形成を開始させる。
【0061】
このことによって、各給紙口から給紙してもファーストプリントアウトタイムを同じくでき、又、2段目の給紙カセットから給紙した場合において、給紙タイミング或は給紙速度を速める必要がなくなって制御の簡易化が図られる。
【0062】
又、予め給紙口に対応して、画質優先モード、ファーストプリントアウトタイム優先モードが設定されていれば、ユーザにとってマニュアルで設定する煩わしさは解消できる効果がある。
【0063】
<実施の形態5>
図7は本発明の実施の形態5における画像形成装置を示した図である。
【0064】
図中、200は給紙カセット、202〜206は実施の形態4と同じであるので説明を省略する。
【0065】
207は記録紙判別センサで、給紙する前の記録紙の表面平滑性を検出して記録紙判別を行う。
【0066】
記録紙の表面平滑性の判別方法については、例えば、特開平11−271037号において提案されているように記録材の表面画像をCCDセンサによって撮像し、この情報をフラクタル次元情報に変換して記録材の表面平滑度を検出する方式が提案されている。
【0067】
このようなセンサについて概略を簡単に説明する。
【0068】
図8において、30は記録紙判別センサであり、光照射手段であるLED33、読取手段であるCMOSセンサ或はCCDセンサ34、結像レンズ35、集光レンズ36等を有している。31は搬送ガイドである。
【0069】
LED33を光源とする光は、レンズ35を介して記録紙32表面に対して照射される。
【0070】
記録紙32からの反射光は、レンズ36を介し集光されてCMOSセンサ或はCCDセンサ34に結像される。これによって、記録紙32の表面映像を読み取る。
【0071】
図9は8×8画素を備えた記録紙判別センサ30によって読み取られる数種類の記録紙の表面映像を示した図である。
【0072】
図中、40の記録材Aは、表面の的紙の繊維が比較的がさついている、所謂ラフ紙、41の記録材Bは、一般に使用される、所謂普通紙、42の記録材Cはグロス紙と言われ、紙の繊維の圧縮が十分になされている記録材の表面拡大画像である。
【0073】
このように、記録紙判別センサ30は、記録紙の表面平滑性を検出して記録紙の種類を判別できる。
【0074】
この記録紙判別センサの結果、例えば、画質を優先しても余り画質向上が期待できないラフ紙等にプリントする場合においては、ファーストプリントアウトタイム優先モードとし、普通紙及びグロス紙等においては、画質優先モードとする。
【0075】
このように、本実施の形態では、記録紙の種類を判別するセンサを備えた画像形成装置において、記録紙の種類に応じてプリントモードを判断し、その結果、実施の形態1と同様に画質優先モードにおいては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待って画像形成を開始し、画質を優先としない、ファーストプリントアウトタイムを優先するモードである場合は、ポリゴンモータの位相制御ロックを待たずして、速度制御ロックタイミングより画像形成を開始させることを特徴とする。
【0076】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、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で感光体上を走査して画像を形成する画像形成手段と、前記レーザビームを走査するためのポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータと、ポリゴンミラーにより走査されるビームの走査線上に配した水平同期信号発生手段と、水平同期信号の間隔が所定時間範囲となるよう制御するポリゴンモータ速度制御手段と、前記速度制御手段による回転速度が所定範囲にある場合に出力される速度ロック信号と、基準クロックを発生させる基準クロック発生手段と、水平同期信号が基準クロックに対し所定位相範囲となるよう制御するポリゴンモータ位相制御手段と、前記位相制御手段による位相が所定範囲にある場合に出力される位相ロック信号とを有する画像形成装置において、ポリゴンモータのレディ状態の判定を、画像形成装置のプリントモードに応じて、ポリゴンモータの速度ロック信号によって判断するか、或はポリゴンモータの位相ロック信号によって判断するかを決定する。
【0077】
又、前記プリントモードの設定は、ユーザによってホストコンピュータ或は画像形成装置が備える操作パネルより設定可能とする。或は、前記プリントモードの設定は、画像形成装置が備える給紙口に応じて決定する。或は、前記プリントモードの設定は、画像形成装置が備える記録紙判別手段の結果から決定する。
【0078】
これにより、色ずれが多少悪化してもプリントアウトタイムを優先するモードと、プリントアウトタイムよりも画質を優先するモードがユーザの目的に応じて自由に選択できる。
【0079】
又、画像形成装置が自動で判断し決定することによって、画像形成装置トータルコストの低減及びユーザフレンドリなる画像形成装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるポリゴンモータ制御ブロック図である。
【図2】ポリゴンモータ回路ブロック図である。
【図3】プリントシーケンス図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る画像形成装置の斜視図である。
【図5】本発明の実施の形態3におけるポリゴンモータ制御ブロック図である。
【図6】本発明の実施の形態4における画像形成装置要部の構成図である。
【図7】本発明の実施の形態5における画像形成装置要部の構成図である。
【図8】記録紙判別手段の構成を示す断面図である。
【図9】記録紙判別結果を示す図である。
【符号の説明】
10 /BD信号
11 波形成形回路
12 クロック信号
13 速度ディスクリ回路
14 分周回路
15 PLL回路
16 PLL回路のゲイン設定
17 加速及び減速信号生成回路
18,19 信号
【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で感光体上を走査して画像を形成するレーザビームプリンタ等の画像形成装置に関し、特にレーザビームを偏向するための回転多面鏡の回転制御及びプリント開始タイミング制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プリンタの一種であるレーザビームプリンタのレーザ走査部を構成するポリゴンモータは、その回転速度に一定の精度が要求される。
【0003】
従来、これらのレーザビームプリンタのレーザ走査部を構成するモータの制御は、特開平09−183251号「画像形成装置及び画像形成方法」に記載されているように、水平同期信号(以下、BD信号と記す)の間隔を測定し、その間隔が所定時間となるよう加速信号と減速信号のみでモータの回転速度制御を行うといった、ノイズに強く、且つ、低価格なインタフェースを実現する制御方式がある。
【0004】
又、特開平11−291544号「画像形成装置」に記載されているように、BD信号の位相が基準クロックと一致するように、加速信号或は減速信号を制御して位相制御(PLL制御)を行うといった、特に、複数のレーザ走査部を備えたカラーレーザビームプリンタの色ずれ低減に対して有効な制御方式がある。
【0005】
これは、各色のレーザ走査部を構成するポリゴンモータを位相制御することによって、各色ポリゴンミラーの面の位相を一致或は所定位相にて制御して、色ずれを低減すべく制御を行うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記画像形成装置は以下のような問題を有している。
【0007】
1)ポリゴンモータの回転の安定性向上(ジッタ低減)を図るためには、位相制御ゲインを落として位相制御毎のジッタを低減する必要がある。
【0008】
その場合、ポリゴンモータの起動開始から速度制御ロック状態(速度制御レディ状態)に至り、更には位相制御ロック状態(位相制御レディ状態)に至るまでの時間が長くなり、プリンタ休止状態から1枚プリントするまでの時間(以下、ファーストプリントアウトタイムと記す)が長くなるといった問題がある。
【0009】
特に、カラーの色ずれ精度を要求しないテキストプリントジョブや紙質の悪いラフ紙等に関しては、ファーストプリントアウトタイムを重視したモードでプリントした方がユーザにとって好ましい。
【0010】
又、画質を優先するモード、或はファーストプリントアウトタイムを優先するモードをユーザが自由に選択可能とした方がユーザにとって好ましい。
【0011】
2)又、ポリゴンモータの起動開始から位相制御ロック状態に到達するまでの時間を早めるためには、位相制御ゲインを上げる必要がある。その場合、前述したように位相制御毎にポリゴンモータのジッタが悪化して、副走査方向(記録紙搬送方向)に画像ゆらぎが発生し、画質を悪化させるといった問題がある。
【0012】
3)更に、ポリゴンモータの起動時のみ位相制御ゲインを上げる方法も考えられるが、この場合は、制御ゲインを複数備えることによるコストアップ、例えば、制御ゲインアンプの追加、或はソフトウエアによるサーボ制御を実現させるための高速プロセッサが必要になるといった、画像形成装置のコストが大幅にアップする問題がある。
【0013】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、色ずれが多少悪化してもプリントアウトタイムを優先するモードと、プリントアウトタイムよりも画質を優先するモードをユーザの目的に応じて自由に選択することができる画像形成装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ポリゴンモータのレディ状態を待ってプリントを開始する画像形成装置において、ポリゴンモータのレディ状態をポリゴンモータの速度制御ロック信号から判断するか、或はポリゴンモータの位相制御ロック信号から判断するかを選択する手段を設け、ユーザが設定するプリントモードに応じて、前記選択手段を切り換える制御手段を備える。
【0015】
これによって、各色ごとのポリゴンモータの位相制御を必要としないモード、例えば色ずれによる画質劣化よりも、ファーストプリントアウトタイムの短縮を優先するモードにおいては、ポリゴンモータの速度制御ロック信号がアクティブとなることによってポリゴンモータのレディ状態を判断し、画像形成開始タイミングを決定する。
【0016】
又、ファーストプリントアウトタイムの短縮よりも、画質を優先するモードにおいては、ポリゴンモータの位相制御ロック信号がアクティブとなるのを待ってポリゴンモータのレディ状態を判断し、画像形成開始タイミングを決定する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0018】
<実施の形態1>
図1は本発明におけるポリゴンモータの制御回路のブロック図である。
【0019】
図中、10は水平同期信号である/BD信号、11は波形成形回路、12は基準となるクロック信号、13は/BD信号の間隔をクロック信号CLK12でカウントし、所定の値と比較するとともに、所定の回転数に相当するカウンタ値に対する差を出力する速度ディスクリ回路、14はPLLの制御周波数を決定するための分周回路で、本実施の形態の場合、1/8とする。これにより、/BDパルスの8パルスに1回の周期にてPLL制御を行う。これにより、速度制御周期よりPLL制御周期を落とすことでモータを安定して駆動制御できる。
【0020】
15は1/8分周した/BD信号に対し、クロック信号12との位相差を比較するとともに、位相差を出力するPLL回路、16はPLL回路のゲイン設定で、例えばこのゲインを1/2に設定すると、PLL回路の出力値(位相差)に対して1/2のパルス幅のPLL制御値として導く。
【0021】
17は加速及び減速信号を生成する回路で、速度ディスクリ回路13及びPLL制御回路15の結果から、加速モード区間及び減速モード区間及び中立区間を決定する。
【0022】
18,19は上記加速、減速、中立を決定する信号であり、それぞれ加速モード区間では/ACC=L,/DEC=H、減速モード区間では/ACC=H,/DEC=H、中立モード区間では/ACC=H,/DEC=Hとなる。
【0023】
例えば、速度ディスクリ回路13の演算の結果、所定値に到達していない場合は、その差に応じて加速モード区間(/ACC=L,/DEC=H)となり、一方、速度ディスクリ回路13の演算の結果、所定値を超えた場合は、その差に応じて減速モード区間(/ACC=H,/DEC=L)となる。又、所定範囲にある場合は、中立(/ACC=H,/DEC=H)区間となり、加速及び減速制御は行わない。
【0024】
又、PLL制御においては、PLL制御回路15で基準であるクロック信号12との位相差を比較した結果を16でゲイン倍して、そのパルス幅に応じて加速モード区間(/ACC=L,/DEC=H)、減速モード区間(/ACC=H,/DEC=L)、中立区間(/ACC=H,/DEC=H)を決定する。
【0025】
例えば、PLL制御回路15において、/BDパルス10のエッジと基準クロック12のエッジとの位相差が10msであるとすると、その位相差はゲイン16で1/2され、5ms幅の位相差信号となり、加速、減速制御回路17において、5ms幅で加速制御区間(/ACC=L,/DEC=H)が設定される。
【0026】
20は速度ディスクリ回路の演算の結果、/BD間隔が所定間隔範囲にあった場合に出力されるD_ready 信号、21はPLL制御回路の演算の結果、位相差が所定範囲にあった場合に出力される PLL_ready信号、22はプリントモードに応じて操作されるMODE信号、23は前記プリントモード信号22によってD_ready 信号20或はPLL_ready 信号21を切り換えるための回路、24はポリゴンモータレディを意味するREADY信号である。
【0027】
次に、図2を用いてポリゴンモータの回路ブロック図について説明する。
【0028】
図中、31は/ACC信号、32は/DEC信号、33はチャージポンプ回路、34はチャージポンプ回路のチャージ電流を決定するための抵抗、35は積分回路、36はPWMコンパレータ、37はドライバ回路、38はホールアンプ、39はホール素子、40はカレントリミット回路、41は電流検出抵抗、42は三相モータである。
【0029】
次に、動作について説明する。
【0030】
図1で説明したポリゴンモータ制御回路によって、/ACC信号31及び/DEC信号32に加速モード指示がなされると、その区間においてチャージプンプ回路33は、抵抗R1(34)で決定した電流を積分回路35に対しチャージする。
【0031】
一方、/ACC信号31及び/DEC信号32により減速モード指示がなされると、その区間において、チャージプンプ回路33は、積分回路35から電流をディスチャージする。その結果、積分回路35によって得られた電圧は、PWMコンパレータ36で比較され、電圧に応じたPWMパルス信号を生成する。
【0032】
ドライバ回路37は、PWMパルスに応じて出力段のトランジスタ(図示せず)をオン/オフさせる。
【0033】
このとき、ドライバ回路37は、予めモータに備えたマグネットの極性をホール素子39及びホールアンプ38を経て検出し、その結果に基づき所望のモータコイルに対して所望の方向にて電流を流すスイッチング制御を行う。
【0034】
一方、モータコイルを流れた電流は、電流検出抵抗41に流れ、カレントリミット回路40によって、所定値以上の電流がモータコイルに流れないよう制御する。
【0035】
次に、図3を用いてレーザビームプリンタのプリントシーケンスタイミングについて説明する。
【0036】
先ず、ホストから画像形成装置に対し、プリント信号50がアクティブとなると、画像形成装置の制御CPUは、給紙、搬送モータをON(=“H”)51、画像形成を司るドラムモータをON55、ポリゴンモータをON56させるとともに、搬送ローラの駆動連結を行うためのクラッチをONさせる54。
【0037】
次に、ポリゴンモータの回転数が所定回転数範囲に達すると速度制御ロック信号であるD_ready 信号がONし57、続いてPLL制御ロック信号であるPLL_ready 信号がONとなる58。
【0038】
このとき、図2で説明したプリントモード指定において、例えば、画質優先モードであると、PLL_ready 信号がONとなるタイミングでポリゴンモータレディ信号がアクティブとなる59。
【0039】
一方、ファーストプリントアウトタイム優先モードである場合には、D_ready 信号がONとなるタイミングでポリゴンモータレディ信号がアクティブとなる。
【0040】
次に、ポリゴンモータがレディとなるタイミングを見計らい、記録紙を給紙すべく給紙ソレノイドをONさせ52、画像形成動作を開始する60。
【0041】
給紙された記録紙が所定位置まで到達すると、予め備えられたTOPセンサに記録紙先端が到達する53と同時に、一旦クラッチをOFFして、ドラム上に形成された画像が記録紙上の所定位置より転写されるようタイミングを計って、再びクラッチをONさせて記録紙の搬送を行い記録紙上に画像を形成して一連の画像形成シーケンスが終了する。
【0042】
画像形成タイミングは、ポリゴンモータのレディタイミングによって決定されるために特に1枚目のプリント時間は、ポリゴンモータのレディタイミングによって大きく左右される。
【0043】
又、複数のポリゴンモータを備えたカラーレーザビームプリンタにおいて、各色ごとポリゴンのミラー面の位相を合わせて制御しないと、ポリゴンのミラー面分、つまり最大1ライン分の色ずれが発生する。例えば、600dpiの解像度で画像形成するレーザビームプリンタでは、42.2μmもの色ずれが発生することになる。
【0044】
以上説明したように本実施の形態では、画質優先モードにおいては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待って画像形成を開始し、画質を優先としない、つまり最悪1ライン分の色ずれが発生しても構わず、むしろファーストプリントアウトタイムを優先するモードである場合は、ポリゴンモータの位相制御ロックを待たずして速度制御ロックタイミングより画像形成を開始させる。
【0045】
このことによって、例えば、ユーザがホストコンピュータより設定したプリントモードに応じて動作が選択できるといった利点を有する。
【0046】
<実施の形態2>
図4は本発明の実施の形態2における画像形成装置である。
【0047】
図中、70は画像形成装置、71は操作パネル、72は操作パネルが備えるディスプレイ、73はキースイッチである。
【0048】
操作パネルを備えた画像形成装置においては、ユーザが任意にプリントモードを設定できる。例えば、操作パネルの設定メニュー内に“画質優先モード”と“ファーストプリントアウトタイム優先モード”の切り換えを可能とすることにより、実施の形態1と同様に画質優先モードにおいては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待って画像形成を開始し、画質を優先としない、ファーストプリントアウトタイムを優先するモードである場合は、ポリゴンモータの位相制御ロックを待たずして、速度制御ロックタイミングより画像形成を開始させることを特徴とする。
【0049】
<実施の形態3>
図5は本発明の実施の形態3におけるポリゴンモータ制御ブロック及びポリゴンモータ回路ブロック図である。
【0050】
図中、31〜42は実施の形態1と同じであるので説明は省略する。
【0051】
10は水平同期信号である/BD信号、22はプリントモード信号である。又、100はCPU又はDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)である。
【0052】
本実施の形態では、ポリゴンモータの速度制御並びにPLL制御をCPU又はDSPによるソフトウエア制御手段によって実現したことを特徴とする。
【0053】
速度制御ロック状態或はPLL制御ロック状態は、ソフトウエアによる制御プログラム内で認識するため、特に画像形成装置を1つのCPU或はDSPによって一括して制御する場合において有効である。
【0054】
又、チャージポンプ回路33、チャジ電流設定抵抗34、積分回路35、PWMコンパレータ36を用いず、CPU又はDSPによるソフトウエア制御手段によって制御することも容易に実現可能である。つまり、ソフトウエア制御手段によってサーボ演算を行い、ポリゴンモータの制御信号としてPWM信号を生成させてドライバ回路37を直接PWM駆動させる。
【0055】
これによって、周辺回路が簡略でき、画像形成装置のトータルシステムコストが低減できる効果が期待できる。
【0056】
<実施の形態4>
図6は本発明の実施の形態4における画像形成装置を示した図である。
【0057】
本画像形成装置は、2つの給紙口を図のように備えている。
【0058】
図中、200は1段目の給紙カセット、201は2段目の給紙カセット、202〜205は画像形成手段であり、202はイエロー、203はマゼンタ、204はシアン、205はブラックのステーションを示し、各々感光ドラム及びトナー現像器及び図示しないレーザビームを感光ドラムに照射するポリゴンモータを含むユニットを備える。206は定着器で給紙、搬送された記録紙上に転写されたトナー画像を定着する。
【0059】
本画像形成装置においては、1段目のカセットからイエローのステーションまでの搬送距離よりも、2段目のカセットからイエローのステーションまでの搬送距離が長い。
【0060】
本実施の形態では、1段目のカセットから給紙する場合においては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待って画像形成を開始し、2段目のカセットから給紙する場合においては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待たずして、速度制御ロックタイミングより画像形成を開始させる。
【0061】
このことによって、各給紙口から給紙してもファーストプリントアウトタイムを同じくでき、又、2段目の給紙カセットから給紙した場合において、給紙タイミング或は給紙速度を速める必要がなくなって制御の簡易化が図られる。
【0062】
又、予め給紙口に対応して、画質優先モード、ファーストプリントアウトタイム優先モードが設定されていれば、ユーザにとってマニュアルで設定する煩わしさは解消できる効果がある。
【0063】
<実施の形態5>
図7は本発明の実施の形態5における画像形成装置を示した図である。
【0064】
図中、200は給紙カセット、202〜206は実施の形態4と同じであるので説明を省略する。
【0065】
207は記録紙判別センサで、給紙する前の記録紙の表面平滑性を検出して記録紙判別を行う。
【0066】
記録紙の表面平滑性の判別方法については、例えば、特開平11−271037号において提案されているように記録材の表面画像をCCDセンサによって撮像し、この情報をフラクタル次元情報に変換して記録材の表面平滑度を検出する方式が提案されている。
【0067】
このようなセンサについて概略を簡単に説明する。
【0068】
図8において、30は記録紙判別センサであり、光照射手段であるLED33、読取手段であるCMOSセンサ或はCCDセンサ34、結像レンズ35、集光レンズ36等を有している。31は搬送ガイドである。
【0069】
LED33を光源とする光は、レンズ35を介して記録紙32表面に対して照射される。
【0070】
記録紙32からの反射光は、レンズ36を介し集光されてCMOSセンサ或はCCDセンサ34に結像される。これによって、記録紙32の表面映像を読み取る。
【0071】
図9は8×8画素を備えた記録紙判別センサ30によって読み取られる数種類の記録紙の表面映像を示した図である。
【0072】
図中、40の記録材Aは、表面の的紙の繊維が比較的がさついている、所謂ラフ紙、41の記録材Bは、一般に使用される、所謂普通紙、42の記録材Cはグロス紙と言われ、紙の繊維の圧縮が十分になされている記録材の表面拡大画像である。
【0073】
このように、記録紙判別センサ30は、記録紙の表面平滑性を検出して記録紙の種類を判別できる。
【0074】
この記録紙判別センサの結果、例えば、画質を優先しても余り画質向上が期待できないラフ紙等にプリントする場合においては、ファーストプリントアウトタイム優先モードとし、普通紙及びグロス紙等においては、画質優先モードとする。
【0075】
このように、本実施の形態では、記録紙の種類を判別するセンサを備えた画像形成装置において、記録紙の種類に応じてプリントモードを判断し、その結果、実施の形態1と同様に画質優先モードにおいては、ポリゴンモータの位相制御ロックを待って画像形成を開始し、画質を優先としない、ファーストプリントアウトタイムを優先するモードである場合は、ポリゴンモータの位相制御ロックを待たずして、速度制御ロックタイミングより画像形成を開始させることを特徴とする。
【0076】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、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で感光体上を走査して画像を形成する画像形成手段と、前記レーザビームを走査するためのポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータと、ポリゴンミラーにより走査されるビームの走査線上に配した水平同期信号発生手段と、水平同期信号の間隔が所定時間範囲となるよう制御するポリゴンモータ速度制御手段と、前記速度制御手段による回転速度が所定範囲にある場合に出力される速度ロック信号と、基準クロックを発生させる基準クロック発生手段と、水平同期信号が基準クロックに対し所定位相範囲となるよう制御するポリゴンモータ位相制御手段と、前記位相制御手段による位相が所定範囲にある場合に出力される位相ロック信号とを有する画像形成装置において、ポリゴンモータのレディ状態の判定を、画像形成装置のプリントモードに応じて、ポリゴンモータの速度ロック信号によって判断するか、或はポリゴンモータの位相ロック信号によって判断するかを決定する。
【0077】
又、前記プリントモードの設定は、ユーザによってホストコンピュータ或は画像形成装置が備える操作パネルより設定可能とする。或は、前記プリントモードの設定は、画像形成装置が備える給紙口に応じて決定する。或は、前記プリントモードの設定は、画像形成装置が備える記録紙判別手段の結果から決定する。
【0078】
これにより、色ずれが多少悪化してもプリントアウトタイムを優先するモードと、プリントアウトタイムよりも画質を優先するモードがユーザの目的に応じて自由に選択できる。
【0079】
又、画像形成装置が自動で判断し決定することによって、画像形成装置トータルコストの低減及びユーザフレンドリなる画像形成装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるポリゴンモータ制御ブロック図である。
【図2】ポリゴンモータ回路ブロック図である。
【図3】プリントシーケンス図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る画像形成装置の斜視図である。
【図5】本発明の実施の形態3におけるポリゴンモータ制御ブロック図である。
【図6】本発明の実施の形態4における画像形成装置要部の構成図である。
【図7】本発明の実施の形態5における画像形成装置要部の構成図である。
【図8】記録紙判別手段の構成を示す断面図である。
【図9】記録紙判別結果を示す図である。
【符号の説明】
10 /BD信号
11 波形成形回路
12 クロック信号
13 速度ディスクリ回路
14 分周回路
15 PLL回路
16 PLL回路のゲイン設定
17 加速及び減速信号生成回路
18,19 信号
Claims (7)
- 画像信号によって変調されたレーザビームで感光体上を走査して画像を形成する画像形成手段と、前記レーザビームを走査するためのポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータと、ポリゴンミラーにより走査されるビームの走査線上に配した水平同期信号発生手段と、水平同期信号の間隔が所定範囲となるよう制御するポリゴンモータ速度制御手段と、水平同期信号が基準クロックに対し所定位相範囲となるよう制御するポリゴンモータ位相制御手段とを有する画像形成装置において、
ポリゴンモータの速度制御が所定の速度範囲に達したか否かを判定する速度制御ロック判定手段と、ポリゴンモータ位相制御が所定の位相範囲に達したか否かを判定する位相制御ロック判定手段を備え、画像の書き出しタイミングの決定は、画像形成装置のプリントモードに応じて速度制御ロック判定結果から行うか、或は位相制御ロック判定結果から行うかを選択して決定することを特徴とする画像形成装置。 - ポリゴンモータのレディ状態は、ポリゴンモータの速度ロック信号がアクティブとなった時、或はポリゴンモータの位相ロック信号がアクティブとなった時の何れかを画像形成装置のプリントモードに応じて選択することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 画像形成装置の画像形成開始タイミングは、ポリゴンモータのレディ状態によって決定することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 画像形成装置のプリントモードの指定は、画像形成装置に接続されるホストコンピュータからモード設定することができる請求項1記載の画像形成装置。
- 画像形成装置のプリントモードの指定は、画像形成装置が備える操作パネルからモード設定することができる請求項1記載の画像形成装置。
- 画像形成装置のプリントモードは、画像形成装置が備える少なくとも2つ以上の給紙口からの給紙口指定によって決定される請求項1記載の画像形成装置。
- 画像信号によって変調されたレーザビームで感光体上を走査して画像を形成する画像形成手段と、前記レーザビームを走査するためのポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータと、ポリゴンミラーにより走査されるビームの走査線上に配した水平同期信号発生手段と、水平同期信号の間隔が所定範囲となるよう制御するポリゴンモータ速度制御手段と、水平同期信号が基準クロックに対し所定位相範囲となるよう制御するポリゴンモータ位相制御手段と、画像形成する以前に記録紙の種類を判別する手段を有する画像形成装置において、
ポリゴンモータの速度制御が所定の速度範囲に達したか否かを判定する速度制御ロック判定手段と、ポリゴンモータ位相制御が所定の位相範囲に達したか否かを判定する位相制御ロック判定手段を備え、画像の書き出しタイミングの決定は、記録紙の種類の判別結果に応じて、速度制御ロック判定結果から行うか、或は位相制御ロック判定結果から行うかを選択し決定することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
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JP2003103667A JP2004306448A (ja) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | 画像形成装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007288962A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Sanyo Electric Co Ltd | モータの速度制御回路 |
-
2003
- 2003-04-08 JP JP2003103667A patent/JP2004306448A/ja not_active Withdrawn
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