JP2005144854A

JP2005144854A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2005144854A
Application number: JP2003385385A
Authority: JP
Inventors: Juichi Ogawara; 寿一大河原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】ポリゴンモータの回転速度変化に伴うリップルを小さくし、ポリゴンモータが安定するまでの時間を短縮することができるカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】外部クロックにより回転制御されるポリゴンミラー２により偏光されたレーザビーム走査により、ビーム走査と垂直方向に回転する感光体上に静電潜像を形成すると共に、外部クロックを変更することによってポリゴンモータ１３の駆動速度を変更するクロック生成ブロック１２を有し、各色の副走査方向の書き出し位置を合わせ、出力画像の色ずれを防止する色ずれ防止機能を備えたカラー画像形成装置であって、クロック生成ブロック１２は、設定または測定によって導き出された変位量を前半部、後半部の２つに分割制御する機能を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、外部クロックにより回転制御されるポリゴンミラーにより偏光されたレーザビーム走査により、ビーム走査と垂直方向に回転する感光体上に静電潜像を形成するカラー画像形成装置に関する。

外部クロックにより回転制御されるポリゴンミラーにより偏光されたレーザビーム走査により、ビーム走査と垂直方向に回転する感光体上に静電潜像を形成すると共に、外部クロックを変更することによってポリゴンモータの駆動速度を変更するクロック生成ブロックを有し、各色の副走査方向の書き出し位置を合わせ、出力画像の色ずれを防止する色ずれ防止機能を備えたカラー画像形成装置が普及している。
このような画像形成装置に関連して、例えば、特許文献１記載の技術においては、ポリゴンモータを早く定常回転に戻すために、リップル時に周波数の変更を行っている。
特開平１１−２３７５６７号公報

上述したように、ポリゴンモータを早く定常回転に戻すために、リップル時に周波数の変更を行っている技術は存在するが、周波数変動の際に、リップルを小さくするものではないため、ポリゴンモータが安定するまでの時間短縮に限界があった。
本発明は、ポリゴンモータの回転速度変化に伴うリップルを小さくし、ポリゴンモータが安定するまでの時間を短縮することができるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、外部クロックにより回転制御されるポリゴンミラーにより偏光されたレーザビーム走査により、ビーム走査と垂直方向に回転する感光体上に静電潜像を形成すると共に、外部クロックを変更することによってポリゴンモータの駆動速度を変更するクロック生成ブロックを有し、各色の副走査方向の書き出し位置を合わせ、出力画像の色ずれを防止する色ずれ防止機能を備えたカラー画像形成装置であって、クロック生成ブロックは、設定または測定によって導き出された変位量を前半部、後半部の２つに分割制御する機能を有するカラー画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、主となるクロック変更後、同一増減方向にクロック変更を保持したのち、定常回転時の設定に戻す請求項１のカラー画像形成装置を主要な特徴とする。

本発明によれば、外部クロックにより回転制御されるポリゴンミラーにより偏光されたレーザビーム走査により、ビーム走査と垂直方向に回転する感光体上に静電潜像を形成すると共に、外部クロックを変更することによってポリゴンモータの駆動速度を変更するクロック生成ブロックを有し、各色の副走査方向の書き出し位置を合わせ、出力画像の色ずれを防止する色ずれ防止機能を備えたカラー画像形成装置であって、クロック生成ブロックは、設定または測定によって導き出された変位量を前半部、後半部の２つに分割制御する機能を有することで、所期の目的を達成することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明のカラー画像形成装置の構成図である。書込ユニット１、感光体（図ではベルトだが、ドラム等もある）２、各色の現像ユニット３(３Ｋ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ)、中間転写体（図ではベルトだが、ドラム等もある）４、２次転写ローラ５、中間転写マークセンサ（図では、反射型センサを示しているが、透過型等もある）６が示される。Ｐは転写材を示す。
中間転写マークセンサ６のマーク検知信号より、副走査基準信号が生成され、この副走査基準信号からタイミングを計り、書込ユニット１よりレーザビームが感光体２上に照射され、静電潜像を形成する。この静電潜像は、４つある現像ユニット３の１つにより顕像化され中間転写体４へ転写される。
この動作を４色繰り返し、中間転写体４上にカラー画像を形成する。中間転写体４上に形成されたカラー画像は、２次転写ローラ５により転写材Ｐ上に転写される。その後転写材Ｐは、図には示していない定着ユニットにより、カラー画像が転写材Ｐ上に固着され、転写材Ｐは機械外へ排紙される。

図２は本発明のカラー画像形成装置における書込ユニットの構成図である。
レーザダイオードユニット３１、ポリゴンミラー３２、同期検知センサ３３、同期検知用反射ミラー３４、レーザビームが透過／反射するレンズ／ミラー群３５を示す。
レーザダイオードユニット３１より出力されるレーザビーム（図には示されていないが、コリメートレンズやアパーチャーやシリンドリカルレンズ等により平行光化や整形が行われる）は、後述する図２に示すポリゴンモータにより回転しているポリゴンミラー２上へ照射され、その反射ビームがポリゴンミラー２の回転により、水平方向にスキャンされる。
このスキャンされたレーザビームは、レンズ／ミラー群３５により感光体ベルト３６上で等速スキャンおよび結像するよう整形され、感光体ベルト３６上に照射される。また同時に、レーザビームの一部は、同期検知用反射ミラー３４を介して、同期検知センサ３３へ照射され、同期検知信号が生成される。この同期検知信号より、水平方向の書込タイミングを計り、主走査方向の画像位置合わせが行われる。

図３は本発明のカラー画像形成装置における書込ユニットの制御ブロック図である。上記同期検知センサ３から出力される同期検知信号と、同期検知信号と非同期であり副走査側の色重ねの基準となる副走査基準信号との時間差を時間差計測ブロック１１で算出し、位相差に応じてポリゴンモータ１３の加速／減速と変動量を、後段のクロック生成ブロック１２へ出力し、クロック生成ブロック１２にてクロック２の分周数を変更してポリゴンクロックの周波数を変更し、ポリゴンモータの回転速度を制御する。
なお加速・減速や変動量などの情報が、ＣＰＵおよびメモリなどに設定・記憶されている場合は、時間差計測ブロック１１をなくし、ＣＰＵなどより直接クロック生成ブロック１２へ指示することもある。また本構成では、加速／減速を行っているが、ポリゴンモータ１３の構成や時間差計測ブロック１１の構成によっては、加速のみまたは減速のみに制御される場合もある。

図４は図３に示すクロック生成ブロックの一例を示す構成図である。コンパレータ２１は、カウンタ２２の出力と加算・減算器ブロック２３からの出力ｎ−１と比較し、結果をカウンタ２２のリセットに出力することにより、カウンタ２２とペアでｎ進カウンタを形成する。
また加算・減算器ブロック２３は、入力される３設定（クロック設定、加速・減速、変動クロック設定）から分周比を計算し、出力する（この出力が、図に示されているｎ−１である）。
図で示すクロック設定は、定常回転時のクロック設定を示していて、変動クロック設定はクロック設定からの変動量を示しているが、ＣＰＵなどより制御される場合、この３種類の設定があらかじめ計算されていて、後述の波形形成ブロック２４およびこの加算・減算器ブロック２３を省略して直接ｎ−１の信号を入力する場合もある。
波形形成ブロック２４は、入力された変動量からクロックを変動させる波形を算出し、ポリゴンクロックのタイミングに応じて、またポリゴンモータ１３の回転速度に応じて変動クロック設定を変更する機能を有する。
なお波形形成ブロック２４には、加速・減速信号を入力する場合もあり、加速または減速により、変動させる波形を変更する。また、図で示している同期検知信号は、ポリゴンモータ１３の回転速度を監視するためのものであり、監視可能な信号としては、他にポリゴンモータ１３のＦＧ信号なども可能である。
ポリゴンモータクロックＮ（Ｈｚ）とポリゴンモータ回転速度Ｒ（ｒｐｍ）の関係が
Ｒ＝１０Ｎ
かつ図１に示すように、ポリゴンミラー面数が６面の場合、同期検知信号の周波数もＮ（Ｈｚ）となる。
またポリゴンモータ１３のように一定速度で回転させる制御の場合、ポリゴンモータ１３の制御基板上に固定されたホール素子などのフィードバック信号とポリゴンモータクロックが同一周波数で、一定の位相差を有するように回転制御される（ＰＬＬ制御など）。このような制御の場合、モータクロックの位相を変更すると、それに応じて同期検知信号の位相も変更される。

図５はポリゴンクロック波形とポリゴンモータ回転周期の第１例を示す図である。λは、ポリゴンクロックおよびポリゴンモータ回転の１周期の時間を示し、λ_０およびｆ_０は、定常回転周期および周波数を示す。またｔは、時間経過によるポリゴンクロックおよびポリゴンモータ１３の回転の変化を示す。
図４に示した波形整形ブロック２４により、図５に示すようにポリゴンクロックの変動を前半部ａと後半部ｂに分割する。前半部ａの変動により、ポリゴンモータ回転も変動するが、クロック変動に対して遅延が発生するため、図に示すようなより大きな変化となるが、ある時点より定常回転に戻る。同期検知信号などを監視し、この戻り始めてからしばらく経過した段階で、後半部ｂの変動を与える。
上記の構成とすることで、前半後半それぞれ変動量が、およそａ＝Ａ、ｂ＝Ｂとなり、ポリゴンモータ１３のリップルを小さくさせる。図では、ほぼａ＝ｂとなっているが、ポリゴンモータ１３の特性などにより、割合は変化する。

図６はポリゴンクロック波形とポリゴンモータ回転周期の第２例を示す図である。ポリゴンクロックの変動制御に際し、メインのクロック変動を行った後、メインの変動方向と同一方向で、定常回転のクロック設定からわずかにずれた値に一旦保持する。
同期検知信号を監視し、ポリゴンモータ１３の回転速度がクロック設定よりも定常回転に近づいてからしばらく経過した時点で、ポリゴンクロックをポリゴンモータ１３の定常回転に設定する。
上記の構成とすることにより、ポリゴンモータ回転が一旦保持された周波数を中心にリップルを行おうとするが、ポリゴンモータ１３の回転速度が定常回転に近づいた時点で、ポリゴンクロックを定常回転に戻すので、モータのリップルを小さくすることができる。
本発明では、ポリゴンクロック変動時のリップルを小さくすることができるので、ポリゴンモータ１３が安定回転するまでの時間を短くすることができる。また、ポリゴンクロック変動時のリップルを小さくすることができるので、ポリゴンモータ１３が安定回転するまでの時間を短くすることができる。

本発明のカラー画像形成装置の構成図である。本発明のカラー画像形成装置における書込ユニットの構成図である。本発明のカラー画像形成装置における書込ユニットの制御ブロック図である。図２に示すクロック生成ブロックの一例を示す構成図である。ポリゴンクロック波形とポリゴンモータ回転周期の第１例を示す図である。ポリゴンクロック波形とポリゴンモータ回転周期の第２例を示す図である。

符号の説明

２ポリゴンミラー
１２クロック生成ブロック
１３ポリゴンモータ

Claims

外部クロックにより回転制御されるポリゴンミラーにより偏光されたレーザビーム走査により、ビーム走査と垂直方向に回転する感光体上に静電潜像を形成すると共に、外部クロックを変更することによってポリゴンモータの駆動速度を変更するクロック生成ブロックを有し、各色の副走査方向の書き出し位置を合わせ、出力画像の色ずれを防止する色ずれ防止機能を備えたカラー画像形成装置であって、前記クロック生成ブロックは、設定または測定によって導き出された変位量を前半部、後半部の２つに分割制御する機能を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
主となるクロック変更後、同一増減方向にクロック変更を保持したのち、定常回転時の設定に戻すことを特徴とする請求項１のカラー画像形成装置。