JP2005014414A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリゴンモータの回転制御は、所定の回転速度及び回転位相に合うように制御を行っているが、突如に位相がずれた場合、回転位相が所定の位相に一致するまでの時間が短縮できる装置を提供すること。
【解決手段】ポリゴンモータの回転周期信号が所定の周期及び位相が切り換わった場合に、所定の周期及び位相にすばやく一致させるために、制御ゲインを順次変更して位相または周期が一致するように制御することで、各色の画像形成切換えの時間をほとんど費やさずに画像形成ができるので、単位時間当たりのプリント枚数を減少させないようにすることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置のレーザスキャナモータの制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー複写機は、各色のトナー像を重ね合わせることによりカラー画像を形成する。例えば、１ドラム系の構成の場合には、レーザー光によりドラム上に潜像を描き、そこにトナーを付着させ、そのトナー像を中間転写ベルトに転写することを複数回繰り返す。その際、レーザー光がレーザービーム検出（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ：以後ＢＤとする）センサにより検出されることによって出力されるＢＤ信号が画像データ出力タイミング信号となるが、画像データ出力を開始するタイミングと中間転写ベルトの位置が毎回同じでないと色ずれが発生することになる。
【０００３】
そこで、中間転写ベルトの所定の位置を検出するためにセンサを設け、その検出信号を基準に各色の画像形成時毎の目標位相信号を生成している。中間転写ベルトは、ＢＤ信号周期の定数倍でありその他の機械的なずれが生じなければ位相信号はずれないが、ほとんどの中間転写ベルトがＢＤ信号周期の定数倍でないため、位相信号を中間転写ベルトの所定位置検出のためのセンサの検出信号基準で生成しなければならない。この信号が位相信号である。中間転写ベルトの所定位置を検出することで、新たに生成された位相信号は、ＢＤ信号と位相がずれているはずであるので、再度、ＢＤ信号を位相信号に同期させるために位相制御部から制御信号が出力される。位相制御部からの制御信号によりポリゴンモータの位相を合わせる制御がされるとともに、ＢＤ周期も安定させるために周期制御部からも制御信号が出力され周期を合わせる制御がされる。（特許文献１参照）。しかし、最近の複写機は高速化が求められているため、色の切換え時間が短くなっているため、位相と周期を合わせる制御に時間を費やすことができない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−１５２８３３号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のポリゴンモータの回転制御は、所定の回転速度及び回転位相に合うように制御を行っているが、所定の回転位相となるように制御している際には制御ゲインは一定となっているため、突如に位相がずれた場合、回転位相が所定の位相に一致するまでの時間が短縮できないため、色の切換え時間が長くなってしまうので単位時間当たりのプリント枚数に影響を及ぼすことになる。
【０００６】
本発明は上記従来技術の課題を解決するために成されたものでその目的とするところは、所定の周期及び位相が突如一致しなくなった場合に、周期及び位相をすばやく一致するように制御することによって、単位時間当たりのプリント枚数を減少させないようにするレーザー露光装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、回転多面鏡の回転によって光ビームを偏向させ、感光体上に光ビームを走査露光して画像を記録する画像記録装置であって、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記回転多面鏡の回転を制御する制御手段と、前記光ビームによる走査タイミングを検出する検出手段と、前記駆動手段の回転に同期した信号を出力する回転同期信号出力手段と、目標周期信号出力手段と、
目標位相信号出力手段とを備え、前記制御手段は、前記回転同期信号出力手段から出力される該同期信号と前記目標周期信号出力手段から出力される目標周期信号とを比較し前記駆動手段が所定の回転数となるように制御する周期制御手段と、該同期信号と前記目標位相信号とを比較し前記駆動手段が所定の回転位相となるように制御する位相制御手段とを有し、前記目標位相信号を、前記検出手段の検出信号に応じて所定量位相シフトさせるとともに、前記位相制御手段または前記周期制御手段の制御ゲインを順次変更して位相または周期が一致するよう制御する手段であること。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【０００９】
図１にて、本発明の画像形成装置の構成を簡単に説明する。ポリゴンモータ６と、レーザーを発光させるレーザー発光部５と、ＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ：以後ＢＤとする）センサ７と、ポリゴンモータ制御部１から構成される。ポリゴンミラーにレーザー光を照射させ、反射されたレーザー光は所定位置のＢＤセンサ７へ入力され、ＢＤセンサ７はＢＤ信号をポリゴンモータ制御部１へ出力する。また、ポリゴンモータ６からポリゴンモータ制御部１へはＦＧ信号も出力する。また、ポリゴンモータ制御部１の位相制御部３には、位相信号も入力される。それらの信号を基準にポリゴンモータ６を安定回転させるように制御信号を出力するのである。
【００１０】
次に、図２は、ＢＤセンサ７から出力される本発明のポリゴンモータ６の回転と同期した。
（１）回転同期信号（ＢＤ信号ｏｒＦＧ信号）とポリゴンモータを目標回転及び位相で制御させるための基準となる（２）目標周期信号と（３）目標位相信号とポリゴンモータの回転を加速または減速を行うためにポリゴンモータ制御部１から出力する（４），（５）周期制御信号（Ａｃｃｖ，Ｄｅｃｖ信号）、（６），（７）位相制御信号（Ａｃｃｐ，Ｄｅｃｐ信号）、（８），（９）制御信号（Ａｃｃ，Ｄｅｃ信号）である。
【００１１】
図１の周期制御部２から出力される周期制御信号である（４）加速信号Ａｃｃｖと（５）減速信号Ｄｅｃｖの出力方法について説明する。（１）ＢＤ信号と（２）回転目標周期信号との周期の比較をし（１）ＢＤ信号の周期が図１の▲１▼の区間のように（２）目標周期信号よりも短い場合、（１）ＢＤ信号の立下りエッジから（２）目標周期信号の立下りエッジまで（５）減速信号Ｄｅｃｖを出力する。また、図１の▲２▼の区間のように、（１）ＢＤ信号が（２）目標周期信号よりも長い場合、（２）目標周期信号の立下りエッジから（１）ＢＤ信号の立下りエッジまで（４）加速信号Ａｃｃｖを出力する。
【００１２】
次に、図１の位相制御部３から出力される位相制御信号である（６）加速信号Ａｃｃｐと（７）減速信号Ｄｅｃｐの出力方法について説明する。（６）加速信号Ａｃｃｐと（７）減速信号Ｄｅｃｐの出力方法は、周期制御部から出力される（４）加速信号Ａｃｃｖと（５）減速信号Ｄｅｃｖの出力方法と同様に、（１）ＢＤ信号と（３）目標位相信号の位相差を検出しその位相差分だけ（６）加速信号Ａｃｃｐと（７）減速信号Ｄｅｃｐを出力する。
【００１３】
詳細に説明すると、図２の▲３▼の区間のように（１）ＢＤ信号の位相が（３）目標位相信号の位相から遅れていれば（６）加速信号Ａｃｃｐを出力し、▲４▼の区間のように（１）ＢＤ信号の位相が（３）目標位相信号よりも進んでいれば（７）減速信号Ｄｅｃｐを出力する。
【００１４】
ポリゴンモータに入力する（８）加速信号Ａｃｃと（９）減速信号Ｄｅｃは、それぞれ（４）加速信号Ａｃｃｖと（６）加速信号Ａｃｃｖを加算した信号と、（５）減速信号Ｄｅｃｖと（７）減速信号Ｄｅｃｐを加算した信号となり、回転周期、回転位相の両方を安定化させるような制御を行う。
【００１５】
ここで、目標位相信号について説明する。カラーの複写機は、多色のトナー像を重ね合わせることにより画像を形成する。１ドラム系の構成の場合には、レーザー光によりドラム上に潜像を描き、そこにトナーを付着させ、そのトナー像を中間転写ベルトに転写することを複数回繰り返す。ＢＤ信号は、画像データ出力タイミング信号となるが、画像データ出力を開始する中間転写ベルトの位置が毎回同じでないと色ずれが発生することになる。そこで、中間転写ベルトの所定の位置を検出するためにセンサを設けその検出信号を基準に各色の画像形成時毎に目標位相信号を生成している。中間転写ベルトは、ＢＤ信号周期の定数倍でありその他の機械的なずれが生じなければ位相信号はずれないが、ほとんどの中間転写ベルトがＢＤ信号周期の定数倍でないため、位相信号を中間転写ベルトの所定位置検出のためのセンサの検出信号基準で生成しなければならない。この信号が位相信号である。新たに、生成された位相信号は、ＢＤ信号と位相がずれているはずであるので、再度、ＢＤ信号を位相信号に同期させるために位相制御部から制御信号が出力される。位相制御部からの制御信号によりポリゴンモータの位相を合わせる制御がされるとともに、ＢＤ周期も安定させるために周期制御部からも制御信号が出力され周期を合わせる制御がされる。しかし、最近の複写機は高速化が求められているため、色の切換え時間が短くなっているため、位相と周期を合わせる制御に時間を費やすことができない。このとき、位相制御部からの制御信号のゲインを変更しながらポリゴンモータの制御を行うことにより、ＢＤ信号と位相信号をすばやく同期させることができる。
【００１６】
図３は、ＢＤ信号と目標位相信号との位相差を示したものである。位相制御部３からの制御信号のゲインを一定にした場合のグラフは、それぞれ図３▲１▼，図３▲２▼，図３▲３▼である。位相制御部からの制御信号のゲインを変更させた場合のグラフは、図４である。図４のａ、ｂが制御信号のゲイン変更のタイミングである。ａがゲインを例えば１／４から１／８に変更するタイミングであり、ｂがゲインを１／８から１／１６に変更するタイミングである。位相制御開始直後に位相を合わせるための制御ゲインを大きくすることでＢＤ信号と位相信号をすばやく近づけさせて、次に位相差が図３▲１▼または、図３▲２▼のように発振しないように回転位相の制御ゲインを下げ、最後に回転位相と回転周期の制御ゲインが同等となるように制御することで回転位相と回転周期をすばやく合わせることができる。
【００１７】
次に、図５によって回転位相制御の制御ゲインのパルス幅について説明する。図５の▲１▼は制御クロックであり、▲２▼，▲３▼，▲４▼，▲５▼，▲６▼はＢＤ周期毎に出力される制御信号のパルス幅である。通常、ゲインが１であると例えば▲２▼のように１６クロック分の制御信号を出力する。制御ゲインを１／２，１／４，１／８，１／１６とするとそれぞれ制御ゲインが１のときの１／２，１／４，１／８，１／１６となるように▲３▼，▲４▼，▲５▼，▲６▼となる。ポリゴンモータの制御は、パルス幅の分だけ制御がかかるので、制御ゲインを高くするとその分だけポリゴンモータに制御がかかることになる。よって、パルス幅を変更することによって位相制御と周期制御をすばやく合わせることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポリゴンモータの回転周期信号が所定の周期及び位相が切り換わった場合に、所定の周期及び位相にすばやく一致させるために、制御ゲインを順次変更して位相または周期が一致するように制御することで、各色の画像形成切換えの時間をほとんど費やさずに画像形成ができるので、単位時間当たりのプリント枚数を減少させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像形成装置の構成図である。
【図２】本実施形態のそれぞれの信号のタイムチャートである。
【図３】本実施形態の制御ゲインと位相収束時間（位相がずれたときに制御をかけたときのＢＤ信号または、ＦＧ信号と位相信号との位相差の関係）である。
【図４】本実施形態の制御ゲインを切り換えたときの位相収束状態である。
【図５】本実施形態のそれぞれの制御ゲインによる制御信号のパルス幅である。

Claims (1)

1. 回転多面鏡の回転によって光ビームを偏向させ、感光体上に光ビームを走査露光して画像を記録する画像形成装置であって、
   前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御して前記回転多面鏡の回転を制御する制御手段と、
   前記光ビームによる走査タイミングを検出する検出手段と、
   前記駆動手段の回転に同期した信号を出力する回転同期信号出力手段と、
   目標周期信号出力手段と、
   目標位相信号出力手段とを備え、
   前記制御手段は、前記回転同期信号出力手段から出力される該同期信号と前記目標周期信号出力手段から出力される目標周期信号とを比較し前記駆動手段が所定の回転数となるように制御する周期制御手段と、
   該同期信号と前記目標位相信号とを比較し前記駆動手段が所定の回転位相となるように制御する位相制御手段とを有し、
   前記目標位相信号を、前記検出手段の検出信号に応じて所定量位相シフトさせるとともに、前記位相制御手段または前記周期制御手段の制御ゲインを順次変更して位相または周期が一致するよう制御する手段
   であることを特徴とする画像形成装置。

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