JP2005193380A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両面印刷が可能な画像形成装置において、印刷生産性を落とさずに、表裏の画像サイズを高精度に合わせることである。
【解決手段】速度移行時には、ＣＰＵ１０１から出力された制御信号に従って、速度移行用分周データテーブル１１１に格納された分周データが昇順または降順にＰＬＬロックを離脱しない範囲で段階的にＰＬＬ１１２に指示される。ＰＬＬ１１２は水晶発振器１０４から出力される基準クロック信号の周波数を分周データに基づいて変換し、周波数変換されたクロック信号（分周ＣＬＫ）を出力する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に係り、詳細には、両面印刷が可能な画像形成装置に関する。

レーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、その印刷動作は、露光、現像、転写、定着というプロセスを経て行われる。具体的には、まず、画像データに基づいて変調された光ビーム（レーザビーム）の照射により、感光体ドラムの表面に、印刷する画像の静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像装置によってトナー像として現像される。このトナー像は、転写ローラによって転写材（記録紙）に転写され、定着装置において、定着熱により、転写材上のトナー像が定着されることで、転写材に画像が形成される。

転写材にトナー像を定着する際、定着熱によって転写材の水分が吸い取られ、転写材が収縮するという現象が起きる。特に、両面印刷を行う場合、表面と裏面の見当（表裏レジスト）がずれてしまうという問題があった。この問題を解決するため、裏面作像時の用紙の収縮を予測して、変倍処理を施す方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、副走査方向の補正にプロセス速度（感光体線速）を調整して表裏レジストを成し得る画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、ポリゴンミラーの回転数変更、面位相変更にて表裏レジストを実現する方法が提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
特開２００２−３１４８００号公報 特開２００３−２０２７８９号公報 特開２００３−２６２９９１号公報 特開平０９−２２２８３７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の方法では、より高精度の位置合わせには、限界があった。また、特許文献３及び特許文献４の方法では、ポリゴンの回転数変更によって、ポリゴン回転速度がＰＬＬ（Phase Locked Loop）ロック状態から離脱してしまうため、再度ＰＬＬロック状態となる安定回転速度になるまでのタイムラグが発生し、印刷生産性が落ちるという問題がある。また、カラー画像形成装置の一例としてのカラータンデム機においては、表裏レジストのために裏面の副走査倍率を変える場合、各作像間隔のタイミングを補正する設定値が表面と裏面で異なるため、ポリゴンの面位相制御により副走査色ずれ補正をする際には、裏面画像形成時に改めて面位相調節動作を行う必要がある。この場合、図１０のタイミングチャートに示すように、表面作像から裏面作像への移行時にポリゴン回転速度及び面位相の変更を行うことにより、ポリゴンの回転速度が安定回転速度から離脱してしまうためＰＬＬロックの待ち時間が発生している。そのため、再び安定回転速度に到達する迄の待機時間が印刷生産性を低下させる原因となっている。

本発明の課題は、両面印刷が可能な画像形成装置において、印刷生産性を落とさずに、表裏の画像サイズを高精度に合わせることである。

請求項１の発明は、画像形成のための作像ユニットを有し、前記作像ユニットのポリゴンミラーを介して形成された画像を記録紙の両面に印刷可能とし、前記記録紙の一方の面から他方の面への画像形成の移行に際して、前記ポリゴンミラーの回転速度を調節するＰＬＬ方式の回転速度調節手段を備えた画像形成装置において、
前記回転速度調節手段は、前記記録紙の一方の面から他方の面への画像形成の移行に際して、前記ポリゴンミラーの回転速度を前記ＰＬＬの安定速度範囲から外れない範囲で目標回転速度まで微小に変更させつつ調整を行うようにしたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記作像ユニットは、複数の各色毎に対応して設けられた作像ユニットであることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記回転速度調節手段は、前記ポリゴンミラーを駆動するためのポリゴンクロック信号の周波数を前記ＰＬＬの安定速度範囲から外れない範囲で目標回転速度まで段階的に変更することを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の画像形成装置において、
前記各色の作像ユニットのポリゴンミラーにより走査される光ビームを検知して主走査基準信号を出力する検出手段と、
前記検出手段により出力された各色の主走査基準信号の位相差を、前記ポリゴンクロック信号の位相を制御することにより補正して、前記ポリゴンミラーを介して形成される画像の副走査方向の色ずれを補正する位相制御手段と、
をさらに備えたことを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、
前記位相制御手段は、前記ポリゴンクロック信号の位相が目標に達するまでの間、前記ＰＬＬの安定速度範囲から外れない範囲で前記ポリゴンミラーの回転速度を目標回転速度よりも高く又は低くすることにより、前記ポリゴンクロック信号の位相を制御することを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項４又は５に記載の画像形成装置において、
前記位相制御手段は、前記回転速度調節手段によって前記ポリゴンミラーが目標回転速度に達した後に、前記位相制御を行うことを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項４〜６の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記各色の作像ユニットに対応する各ポリゴンクロック信号は、各々異なるクロック信号源から生成され、
前記位相制御手段は、前記ポリゴンクロック信号の位相制御に際して、当該位相制御の基準とする主走査基準信号を、前記画像形成プロセスの最上流位置に対応する作像ユニットの主走査基準信号とすることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、記録紙の一方の面の画像形成から、他方の面の画像形成に移行する際に、ポリゴンミラーの回転速度をＰＬＬループが離脱しない範囲で目標回転速度まで微小に変更させつつ調整を行うようにしたことにより、ＰＬＬロック状態から外れることを回避することが可能であり、目標速度に到達させる時間を短縮できるため、両面印刷時の印刷生産性を向上することができる。

請求項２の発明によれば、複数の各色毎に対応して設けられた作像ユニットを有するカラー画像形成装置において、両面印刷時の印刷生産性を向上することができる。

請求項３の発明によれば、記録紙の一方の面の画像形成から、他方の面の画像形成に移行する際に、ポリゴンミラーを駆動するためのポリゴンクロック信号の周波数をＰＬＬループが離脱しない範囲で目標回転速度まで段階的に変更するようにしたことにより、ＰＬＬロック状態から外れることを回避することが可能であり、目標速度に到達させる時間を短縮できるため、両面印刷時の印刷生産性を向上することができる。

請求項４の発明によれば、ポリゴンクロック信号の位相を制御して、各色の主走査基準信号の位相差を補正するようにしたことにより、ポリゴン回転速度変更時の副走査方向の色ずれを防止することができる。

請求項５の発明によれば、ポリゴンクロック信号の位相が目標に達するまでの間、ＰＬＬの安定速度範囲から外れない範囲で前記ポリゴンミラーの回転速度を目標回転速度よりも高く又は低くすることでポリゴンクロック信号の位相を制御することにより、ポリゴン回転速度変更時の副走査方向の色ずれを防止できるとともにＰＬＬロック状態から外れることを回避できるため、目標位相に到達させる時間を短縮することが可能であり、両面印刷時の印刷生産性を向上することができる。

請求項６の発明によれば、ポリゴンクロック信号の周波数をポリゴンモータのＰＬＬループが離脱しない範囲で段階的に変更した後に、ポリゴンクロック信号の位相を制御するようにしたことにより、ポリゴン回転速度変更時の副走査方向の色ずれを防止できるとともにＰＬＬロック状態から外れることを回避できるため、目標速度に到達させる時間を短縮することが可能であり、両面印刷時の印刷生産性を向上することができる。

請求項７の発明によれば、各色の作像ユニット毎にポリゴンクロック信号の信号源から生成され、画像形成プロセスの最上流位置に対応する作像ユニットの主走査基準信号を位相制御の基準とすることにより、各色の作像完了毎に位相を制御することが可能となるため、両面印刷時の印刷生産性をさらに向上することができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
まず、構成を説明する。
図１は、本発明を適用したカラー画像形成装置等の画像形成装置ＧＨの断面図である。図１に示すように、画像形成装置ＧＨは、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、転写部２０、定着手段としての定着装置３０、再給紙機構（ＡＤＵ機構）を含む給紙搬送部４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）を備えて構成される。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、露光ユニット１Ｙ、像形成体としての感光体ドラム２Ｙ、現像装置３Ｙ、像形成体クリーニング手段４Ｙ等を備える。露光ユニット１Ｙは、本発明を適用した後述の制御（図２〜図９参照）に従って、図示しないポリゴンミラーにより、光ビーム（レーザビーム）を感光体ドラム２Ｙ上に走査する。感光体ドラム２Ｙは、露光ユニット１Ｙから投射されたレーザ光により、感光体ドラム２Ｙの表面上に静電潜像を形成する。現像装置３Ｙは、感光体ドラム２Ｙ上に形成された静電潜像を、Ｙ色のトナーにより現像する。像形成体クリーニング手段４Ｙは、感光体ドラム２Ｙの周面上に残った転写残トナーをクリーニングする。

マゼンダ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、露光ユニット１Ｍ、感光体ドラム２Ｍ、現像装置３Ｍ、像形成体クリーニング手段４Ｍ等を備える。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、露光ユニット１Ｃ、感光体ドラム２Ｃ、現像装置３Ｃ、像形成体クリーニング手段４Ｃ等を備える。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、露光ユニット１Ｋ、感光体ドラム２Ｋ、現像装置３Ｋ、像形成体クリーニング手段４Ｋ等を備える。これら画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋも、画像形成部１０Ｙと同様の工程で画像形成を行う。

転写部２０は、中間転写ベルト２０Ｂを回転させ、画像形成部１０で形成された各画像を、一次転写ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにより、回転する中間転写ベルト２０Ｂ上に逐次転写（一次転写）し、各色を合成させたカラー画像（カラートナー画像）を形成する。記録紙Ｐが二次転写ローラ２０Ｓに搬送されると、転写部２０は、二次転写ローラ２０Ｓにより、中間転写ベルト２０Ｂ上に形成されたカラートナー画像を、記録紙Ｐ上の一方の面（表面）に一括して転写（二次転写）する。

定着装置３０は、カラートナー画像が転写された記録紙Ｐに対し、熱定着処理を実行することで、カラートナー画像を記録紙Ｐに定着する。

給紙搬送部４０は、循環通紙路４０Ａ、反転搬送路４０Ｂ、再給紙搬送部４０Ｃにより構成され、裏面画像形成時、定着装置３０から排出された記録紙Ｐを、循環通紙路４０Ａを通過させ、反転搬送路４０Ｂに記録紙Ｐが到達すると、反転搬送路４０Ｂの回転ローラの回転方向を逆にし、記録紙Ｐを再給紙搬送部４０Ｃに搬送する。記録紙Ｐが再給紙搬送部４０Ｃを通過する時点で、定着処理済みの面（表面）は上側になる。再給紙搬送部４０Ｃを通過した記録紙Ｐは、給紙ローラ５０により表裏が反転されて、再度、二次転写ローラ２０Ｓに搬送され、記録紙Ｐの他方の面（裏面）にカラー画像が一括転写されることになる。

次に、図２〜図７を参照して、本発明を適用した露光ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの制御系の構成について説明する。図２においては、説明を簡略にするため、１つの露光ユニット１の制御系を例にして説明するが、ここでの説明は、各色の露光ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの制御系に適用される。

図２は、露光ユニット１の制御回路の構成を示すブロック図である。露光ユニット１の制御回路は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、水晶発振器１０２、１０４、画素ＣＬＫ生成回路１０３、ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５、水平同期回路１０６、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号生成回路１０７により構成され、露光ユニット１は、インデックスセンサ１１、ＬＤ（Laser Diode）駆動部１２、ポリゴンＭ（モータ）１３を備えている。

ＣＰＵ１０１は、図示しないメモリに格納された画像形成装置用の制御プログラムに従って、各種の制御動作を行う。

具体的には、ＣＰＵ１０１は、表面印刷の際の定着処理によって生じる記録紙Ｐの収縮の度合い（収縮率）に基づいて、裏面作像時に紙送り方向（副走査方向）の倍率調整のために、裏面作像時のポリゴン駆動ＣＬＫ信号の周波数（以下、ポリゴン駆動ＣＬＫ周波数という）の値の設定変更を行う。このとき、ＣＰＵ１０１は、各色のポリゴン駆動ＣＬＫ周波数を個別に変更するが、各色のポリゴン駆動ＣＬＫ周波数の変更率は同一である。そして、ＣＰＵ１０１は、回転速度調節手段として、ポリゴン駆動ＣＬＫ周波数を有するポリゴン駆動ＣＬＫ信号の生成を指示する制御信号を出力する。

ポリゴン駆動ＣＬＫ周波数の変更により、ポリゴン駆動ＣＬＫ周波数の値が大きくなると、ポリゴンミラーの回転速度が大きくなるため、ポリゴンミラーによりレーザ光を感光体ドラム上で主走査する際の速度（主走査速度）が大きくなる。即ち、プロセス速度一定のとき、主走査速度が大きくなれば、形成画像は縮まり、主走査速度が小さくなれば、形成画像は伸びることになるため、プロセス速度が変更されたように見える（以下、見かけ上のプロセス速度という）。

上記ポリゴン駆動ＣＬＫ周波数変更によって主走査速度を変更する場合、主走査方向の倍率も変化するため、ＣＰＵ１０１は、更に、主走査方向の倍率調整のために、裏面作像時の画素ＣＬＫ信号の周波数（以下、画素ＣＬＫ周波数という）の値の設定変更を行う。定着による転写材（記録紙）の収縮は、主走査方向にも発生するため、ＣＰＵ１０１は、転写材の主走査方向の収縮による主走査方向の倍率調整を含めて、画素ＣＬＫ周波数の設定変更を行っている。このとき、ＣＰＵ１０１は、各色の画素ＣＬＫ周波数を個別に変更するが、各色の画素ＣＬＫ周波数の変更率は同一である。ＣＰＵ１０１は、画素ＣＬＫ生成回路１０３に対し、変更された画素ＣＬＫ周波数の生成を指示する制御信号を出力する。

例えば、図３に示すように、定着前の記録紙Ｐが、縦（副走査方向）の長さがＬmm、横（主走査方向）の長さがＷmm（図３（ａ））であり、記録紙Ｐの表面定着によって、縦がＬ’mm、横がＷ’mmに収縮（図３（ｂ））したとする。このとき、表面作成時のポリゴン駆動ＣＬＫ周波数をＦ０、裏面作像時のポリゴン駆動ＣＬＫ周波数をＦとすると、Ｆ＝（Ｌ／Ｌ’）Ｆ０となる。また、裏面作像時の画素ＣＬＫ周波数をｆ０、裏面作像時の画素ＣＬＫ周波数をｆとすると、ｆ＝（Ｌ／Ｌ’）・（Ｗ／Ｗ’）ｆ０となる。

ＣＰＵ１０１は、各色のポリゴン駆動ＣＬＫ周波数の値を個別に設定変更するが、各色のポリゴン駆動ＣＬＫ周波数の変更率（Ｌ／Ｌ’）は同一である。同様に、ＣＰＵ１０１は、各色の画素ＣＬＫ周波数の値を個別に設定変更するが、各色の画素ＣＬＫ周波数の変更率（Ｌ／Ｌ’）・（Ｗ／Ｗ’）は同一である。

また、ポリゴン駆動ＣＬＫ周波数の値がＦ０からＦに変更される場合、表面作像時の実際のプロセス速度をＶ０、ポリゴン駆動ＣＬＫ周波数変更時の見かけ上のプロセス速度をＶとすると、Ｖ＝（Ｆ０／Ｆ）Ｖ０＝（Ｌ’／Ｌ）Ｖ０となる。また、表面作像時のプロセス間ギャップをＧ０、裏面作像時のプロセス間ギャップをＧとすると、Ｇ＝（Ｖ０／Ｖ）Ｇ０＝（Ｌ／Ｌ’）Ｇ０となる。

これは、プロセス速度一定のまま、紙送り方向（副走査方向）の倍率調整を行うことにより、見かけ上プロセス速度が変化することとなり、プロセス間ギャップに相当するライン数が変化する。そのため、ＣＰＵ１０１は、ポリゴン駆動ＣＬＫ周波数の変更に応じて、プロセス間ギャップの調整値に相当する色ずれ調整値を変更することで、各色の画像形成のタイミング関係を変更する。プロセス間ギャップの調整値に相当する色ずれ調整値を変更しなければ、色ずれが発生してしまうため、表裏切り換え時には、各色の画像形成のタイミング関係を変更する面位相制御を行う。

図２において、水晶発振器１０２は、所定の周波数の基準クロック信号を生成し、画素ＣＬＫ生成回路１０３に出力する。

画素ＣＬＫ生成回路１０３は、ＣＰＵ１０１から出力された制御信号に従って、水晶発振器１０２から出力された基準クロック信号から、露光ユニット１内のレーザ光を駆動させるための画素ＣＬＫ信号を生成する。

水晶発振器１０４は、所定の周波数の基準クロック信号を生成し、ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５に出力する。

ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５は、ＣＰＵ１０１から入力される制御信号に従って、水晶発振器１０４から出力された基準クロック信号から、感光体ドラムにレーザ光を照射するポリゴンミラーを駆動するためのポリゴン駆動ＣＬＫ信号を生成する。ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５の詳細については、図４〜図９で後述する。

水平同期回路１０６は、画素ＣＬＫ生成回路１０３で生成された画素ＣＬＫ信号を、インデックスセンサ１１で出力されたインデックス信号（後述）に同期させてＰＷＭ信号生成回路１０７に出力する。

ＰＷＭ信号生成回路１０７は、水平同期回路１０６から出力された画素ＣＬＫ信号に基づいて、画素データに対応したＰＷＭ信号を生成し、ＬＤを制御するための駆動信号を生成する。

露光ユニット１内のインデックスセンサ１１は、検出手段として、図示しないインデックスミラーによって、ポリゴンミラーにより照射されるレーザ光を検知し、主走査基準信号（インデックス信号）を水平同期回路１０６に出力する。

ＬＤ駆動部１２は、ＰＷＭ信号生成回路１０７から出力されたＰＷＭ信号に基づいて、ＬＤを制御するための駆動信号を生成する。

ポリゴンＭ（モータ）１３は、ＤＣブラシレスモータであり、ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５から出力されたポリゴンＣＬＫ信号に応じてポリゴンミラーを回転駆動させる。

次に、図２のポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５について詳細に説明する。
図４に、本発明が適用されたポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５の内部構造を示す。

図４に示すように、ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５は、水晶発振器１０４、分周回路１１０、位相制御回路１２０により構成される。

図４において、ＣＰＵ１０１は、両面印刷の裏面作像に際して、裏面作像時の紙送り方向の倍率調整のために、各色のポリゴン駆動ＣＬＫ周波数を変更するために、分周回路１１０での分周比の設定変更を行い、これらの分周回路に対し、設定された分周比での分周を指示する制御信号を出力する。また、ＣＰＵ１０１は、位相制御回路に対して、分周回路１１０で分周されたクロック信号の位相制御を指示する制御信号を出力する。

分周回路１１０は、ＣＰＵ１０１から出力された制御信号に従って、水晶発振器１０４から出力された基準クロック信号を、所定の分周比で分周して、位相制御回路１１５に出力する。分周回路１１０の詳細については、図５〜図６で後述する。

位相制御回路１２０は、位相制御手段としてインデックスセンサ１１で出力されたインデックス信号の立ち上がりエッジと、色ずれ補正の基準色ユニットのインデックス信号であるマスタインデックス（図４のBlack Index）の立ち上がりエッジとの位相差を検出し、この位相差に基づいて当該分周ＣＬＫ信号の位相制御を行い、位相制御された分周ＣＬＫ信号を、対応する色のポリゴンＣＬＫ信号（YellowポリゴンＣＬＫ等）として出力する。ここでは、インデックス信号Black Index（マスタ）に対して、Yellow Index（スレーブ）の位相制御が行われ、YellowポリゴンＣＬＫが出力される例を示している。なお、各色（Ｍ、Ｃ）に対しても同様に位相制御が行われるものとする。位相制御回路１２０の詳細については図７〜図９で後述する。

なお、本実施の形態では、水晶発振器を１つ備える構成としたが、これに限定されず、表面用と裏面用に二つの水晶発振器を備える構成としてもよいし、周波数を任意に可変できるＰＬＬ回路を備える構成としてもよい。

次に、図４の分周回路１１０について詳細に説明する。
図５に、本発明が適用された分周回路１１０の内部構造を示す。

図５に示すように、分周回路１１０は、水晶発振器１０４、速度移行用分周データテーブル１１１、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１１２により構成される。

速度移行用分周データテーブル１１１には、速度移行時における分周比と、その分周比での保持時間を指示する分周データＴＢＬ０〜ＴＢＬＮ（Ｎは自然数）が格納されており、図示しない記憶部に記憶されたＬＵＴ（Look Up Table）に格納されている。速度移行時には、ＣＰＵ１０１から出力された制御信号に従って、当該分周データが昇順または降順にＰＬＬ１１２に指示されて段階的に分周ＣＬＫが変更されるものとする。なお、分周データに格納された分周比及びその分周比での保持時間は、ＰＬＬロックを離脱しない範囲で段階的に設定されているものとする。

ＰＬＬ１１２は、ＣＰＵ１０１から出力された制御信号に従って、速度移行用分周データテーブル１１１に格納された分周データに基づいて、水晶発振器１０４から出力される基準クロック信号の周波数を分周データに基づいて変換し、周波数変換されたクロック信号（分周ＣＬＫ）を出力する。

。
図６は、速度移行用分周データテーブル１１１に格納された速度移行用の分周データに基づいてポリゴンミラーの回転速度を変更させた際の速度変化を示すグラフである。縦軸はポリゴンミラーの回転速度を示し、横軸は時間を示している。表面時回転速度から裏面時回転速度に移行する際には、ＣＰＵ１０１により速度移行用分周データテーブルに格納された分周データが昇順にＰＬＬ１１２に指示されてポリゴンミラーの回転速度が段階的に変更されるため、右上がりの速度増加を示す。同様に、裏面時回転速度から表面時回転速度に移行する際には、分周データが降順にＰＬＬ１１２に指示されて、ポリゴンミラーの回転速度は右下がりの速度減少を示す。

このように、面移行時に際し、ＰＬＬロックを離脱しない範囲で段階的にポリゴンミラーの回転速度を変更することにより、ＰＬＬロックの待機時間が発生しないため、印刷生産性を落とさずに両面印刷を行うことが可能となる。なお、本実施の形態では面移行時のポリゴンミラーの速度変化率が等比になるよう分周データが設定されていることとしたが、これに限定されず、シグモイド型の速度変化を行うよう分周データを設定することとしてもよい。また、本実施の形態では速度移行用分周データテーブル１１１に格納された分周データに基づいてポリゴンミラーの回転速度を変更させることとしたが、これに限定されず、ＰＬＬロックを離脱しない範囲での分周ＣＬＫを演算により算出して、段階的に変更させることとしてもよい。

次に、図７を参照して、図４の位相制御回路１２０について詳細に説明する。
位相制御回路１２０は、図示しない駆動ＣＬＫ生成部と分周部から構成される。
分周部は、インデックスセンサ１１で出力されたインデックス信号の立ち上がりエッジと、色ずれ補正の基準色ユニットのインデックス信号であるマスタインデックス（図４のBlack Index）との位相差を検出し、前記位相差を色ずれ補正量に応じた位相差に移行させるため、本来の速度を得るための分周比Ｎよりもαだけ増加した分周比の状態を位相移行量に応じた期間維持するように制御される。このように位相制御された分周ＣＬＫ信号が、対応する色のポリゴンＣＬＫ信号として出力される。

図８のタイムチャートを参照して、位相制御について説明する。
ＣＰＵ１０１から位相変更指示があると、分周部により、通常分周比Ｎに対して位相補正量αを加えた位相移行時分周比Ｎ＋αに分周が行われる。次いで、位相が一致する迄、位相移行時分周比Ｎ＋αで制御が行われ、位相変更完了時に達すると、分周部により再び通常分周比Ｎに分周が行われる。なお、図８では、位相反転状態へ移行する例を示している。上記位相制御に基づいて、各色のインデックス信号の立ち上がりエッジと、色ずれ補正の基準色ユニットのインデックス信号であるマスタインデックスの立ち上がりエッジとの位相差が検出され位相が制御される。

図４で示したYellowポリゴンＣＬＫが出力する際の位相制御を、図９を参照して説明する。ここでは、出力制御を基準となるインデックス信号（マスタＫＩＮＤＥＸ）の立ち上がりエッジに対して、制御されるインデックス信号（スレーブＹＩＮＤＥＸ）が同期するようにスレーブ回転体用駆動ＣＬＫの位相を制御する例を示している。なお、図４のBlack Index（マスタ）がマスタＫＩＮＤＥＸに、Yellow Index（スレーブ）がスレーブＹＩＮＤＥＸに対応している。

まず、ＣＰＵ１０１により、位相制御の基準となるＣＬＫに基づいて、マスタＫＩＮＤＥＸの立ち上がりエッジとスレーブＹＩＮＤＥＸの立ち上がりエッジとが比較され、その差分が導出される。図９では２ＣＬＫ分遅延が発生している例を示している。

次いで、差分値に基づいてスレーブＹＩＮＤＥＸの立ち上がりエッジが、基準となるマスタＫＩＮＤＥＸの立ち上がりエッジと同期するようにスレーブ回転体用駆動ＣＬＫに対して上記した位相制御が行われる。ここでは、２ＣＬＫ分駆動ＣＬＫの位相を進めて、同図下部に示すようにマスタＫＩＮＤＥＸとスレーブＹＩＮＤＥＸとの同期が行われた例を示している。なお、図９ではＩＮＤＥＸ信号と回転体駆動ＣＬＫの周期を１：１の関係で示しているが、これに限定されずＮ：１（Ｎは整数）の関係であればＩＮＤＥＸ信号と回転体駆動ＣＬＫの位相関係は一義的に決まるので同様の制御が可能である。

なお、上記した位相制御は、分周回路１１０で分周ＣＬＫが変更され速度移行が完了した後に行われる。

次に、本実施の形態の動作を説明する。
以下の動作説明では、表面定着によって、図３に示したように記録紙Ｐが収縮される場合について説明する。

画像形成装置ＧＨ上でのキー操作やタッチパネル操作により、自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｇの両面プリントが指定されると、原稿ｇは、搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により、原稿ｇの両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。

この読み込まれた画像は、ＣＣＤにより光電変換される。ＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部（図示せず）により、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色成分に分解され、画像データとして画像メモリ（図示せず）に蓄えられる。

まず、ＰＷＭ信号生成回路１０７では、水平同期回路から出力された画素ＣＬＫ信号に基づいて、画像メモリに蓄えられたＹ色の画像データに応じて、ＬＤを駆動するためのＰＷＭ信号が生成される。

露光ユニット１Ｙ内のＬＤ駆動部１２では、ＰＷＭ信号生成回路１０７で生成されたＰＷＭ信号に基づいてレーザ光を発光させるための駆動信号が生成される。ポリゴンＭ１３では、ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５で生成されたＹ色のポリゴンＣＬＫ信号に基づいてポリゴンミラーが回転され、上記駆動信号により駆動されたレーザ光が感光体ドラム２Ｙに向けて走査される。

感光体ドラム２Ｙ上には、ポリゴンミラーによるレーザ光の走査により、Ｙ色用の静電潜像が形成される。感光体ドラム２Ｙ上の静電潜像は、現像装置３Ｙから供給されるＹ色のトナーにより現像される。

露光ユニット１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにおいても同様の処理が行われ、感光体ドラム２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上には、それぞれ、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色用の静電潜像が形成される。これら感光体ドラム２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上の静電潜像は、それぞれ、現像装置３Ｍ、３Ｃ、３Ｋから供給されるＭ色、Ｃ色、Ｋ色のトナーにより現像される。

画像形成部１０Ｙで形成されたＹ色のトナー画像は、回動する中間転写ベルト２０Ｂに転写（一次転写）される。感光体ドラム２Ｙの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段４Ｙによりクリーニングされ、次の画像形成サイクル（裏面の画像形成サイクル）が開始される。

次いで、回動する中間転写ベルト２０Ｂ上に、画像形成部１０Ｍで形成されたＭ色のトナー画像が、転写済みのＹ色のトナー像に重ねて転写される。Ｍ色の転写が終了すると、感光体ドラム２Ｍの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段４Ｍによりクリーニングされ、次の画像形成サイクル（裏面に画像形成サイクル）が開始される。

次いで、回動する中間転写ベルト２０Ｂ上に、画像形成部１０Ｃで形成されたＣ色のトナー画像が、転写済みのＹ色およびＭ色のトナー像に重ねて転写される。Ｃ色の転写が終了すると、感光体ドラム２Ｃの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段４Ｃによりクリーニングされる。次の画像形成サイクル（裏面の画像形成サイクル）が開始される。

次いで、回動する中間転写ベルト２０Ｂ上に、画像形成部１０Ｋで形成されたＫ色のトナー画像が、転写済みのＹ色、Ｍ色、Ｃ色のトナー像に重ねて転写される。Ｋ色の一次転写が終了すると、感光体ドラム２Ｋの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段４Ｋによりクリーニングされる。次の画像形成サイクル（裏面の画像形成サイクル）が開始される。また、画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋも同様に表面作業が行われる。

ＣＰＵ１０１により、各画像形成部（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ，１０Ｋ）による表面作業が終了したと判断されると、表面作像時のポリゴン駆動ＣＬＫ周波数にＬ／Ｌ’を乗じた値が、裏面作像時のポリゴン駆動ＣＬＫとして各色毎に設定され、ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５に周波数制御信号が出力される。ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５では、ＣＰＵ１０１から出力された周波数制御信号に従って、裏面作像用のポリゴンＣＬＫ信号が生成され、露光ユニット１内のポリゴンＭ１３に出力される。

また、ポリゴン駆動ＣＬＫ周波数の設定変更に加えて、表面作像時の各色画素ＣＬＫ周波数に（Ｌ／Ｌ’）・（Ｗ／Ｗ’）を乗じた値が裏面作像時の画素ＣＬＫ周波数として設定され、画素ＣＬＫ生成回路１０３に周波数制御信号が出力される。

ＰＷＭ信号生成回路１０７では、周波数が変更された画素ＣＬＫ信号に基づいて、画像メモリに蓄えられた裏面用の画像データに応じたＰＷＭ信号が生成される。露光ユニット１内のＬＤ駆動部１２では、ＰＷＭ信号生成回路１０７で生成されたＰＷＭ信号に基づいてレーザ光が発光される。ポリゴンＭ１３では、裏面作像用のポリゴンＣＬＫ信号に基づいてポリゴンミラーが回転され、上記レーザ光が各色の感光体ドラム２に向けて走査されて、裏面作像が開始される。

このように、両画像生成に上記画像形成装置が適用された場合のタイミングは、図１０のタイミングチャートに示したように、全色（Ｙ、Ｍ，Ｃ、Ｋ）の表面作像終了後にポリゴンＣＬＫ信号の周波数と位相、及び画素ＣＬＫ周波数の変更が行われ、且つＰＬＬロック待ち時間を伴うことなく裏面作像が開始されることになる。したがって、表裏レジストを高精度に実現するとともに、面移行時の印刷時間の短縮化を図ることができる。

さらに、ポリゴン駆動クロック生成回路を独立に設けた構成として、マスタインデックスを最上流の色ユニット（図１０ではYellowユニット）にすることにより、各色の作像完了毎に速度変更、位相変更することが可能となり、印刷時間の短縮化をさらに図ることができる。

図１１は、ポリゴン駆動クロック生成回路を独立に設けた場合のタイミングチャートを示している。ここでマスタインデックスを最上流のＹｅｌｌｏｗユニット（図１１のYellow V-Valid）にすることにより、各色のポリゴンＣＬＫ信号の周波数と位相、及び画素ＣＬＫ周波数の変更は、それぞれ、各色の作像完了後のタイミングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで行われる。したがって、表裏レジストを高精度に実現するとともに、面移行時の印刷時間の短縮化をさらに図ることができる。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る画像形成装置の一例を示すものであり、モノクロ及びカラー画像形成装置に適用でき、特にカラー画像形成装置に好適に適用できる。本実施の形態における画像形成装置ＧＨの細部構成および詳細動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明を適用した画像形成装置ＧＨの断面図である。 露光ユニット１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の制御回路の構成を示すブロック図である。 定着による転写材（記録紙）の収縮を示す図である。 ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路１０５を示すブロック図である。 分周回路１１０を示すブロック図である。 速度移行時におけるポリゴンモータ回転速度の変化を示す図。 位相制御回路１２０を示すブロック図である。 位相制御回路１２０による位相制御を示す図である。 位相制御回路１２０による位相制御を示す図である。 表面作像と裏面作像のタイミングを色毎に示すタイミングチャートである。 表面作像と裏面作像のタイミングを色毎に示すタイミングチャートである。

符号の説明

１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 露光ユニット
１１ インデックスセンサ
１２ ＬＤ駆動部
１３ ポリゴンＭ
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 感光体ドラム
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 現像装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 像形成体クリーニング手段
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成部
２０ 転写部
３０ 定着装置
４０ 給紙搬送部
１０１ ＣＰＵ
１０２ （画素ＣＬＫ用）水晶発振器
１０３ 画素ＣＬＫ生成回路
１０４ （ポリゴンＣＬＫ用）水晶発振器
１０５ ポリゴン駆動ＣＬＫ生成回路
１０６ 水平同期回路
１０７ ＰＷＭ信号生成回路
１１０ 分周回路
１１１ 速度移行用分周データテーブル
１１２ ＰＬＬ
１２０ 位相制御回路
２０１ 自動原稿送り装置
２０２ 原稿画像走査露光装置
Ｐ 記録紙
ｇ 原稿
ＧＨ 画像形成装置

Claims (7)

1. 画像形成のための作像ユニットを有し、前記作像ユニットのポリゴンミラーを介して形成された画像を記録紙の両面に印刷可能とし、前記記録紙の一方の面から他方の面への画像形成の移行に際して、前記ポリゴンミラーの回転速度を調節するＰＬＬ方式の回転速度調節手段を備えた画像形成装置において、
   前記回転速度調節手段は、前記記録紙の一方の面から他方の面への画像形成の移行に際して、前記ポリゴンミラーの回転速度を前記ＰＬＬの安定速度範囲から外れない範囲で目標回転速度まで微小に変更させつつ調整を行うようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記作像ユニットは、複数の各色毎に対応して設けられた作像ユニットであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回転速度調節手段は、前記ポリゴンミラーを駆動するためのポリゴンクロック信号の周波数を前記ＰＬＬの安定速度範囲から外れない範囲で目標回転速度まで段階的に変更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。
4. 前記各色の作像ユニットのポリゴンミラーにより走査される光ビームを検知して主走査基準信号を出力する検出手段と、
   前記検出手段により出力された各色の主走査基準信号の位相差を、前記ポリゴンクロック信号の位相を制御することにより補正して、前記ポリゴンミラーを介して形成される画像の副走査方向の色ずれを補正する位相制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記位相制御手段は、前記ポリゴンクロック信号の位相が目標に達するまでの間、前記ＰＬＬの安定速度範囲から外れない範囲で前記ポリゴンミラーの回転速度を目標回転速度よりも高く又は低くすることにより、前記ポリゴンクロック信号の位相を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記位相制御手段は、前記回転速度調節手段によって前記ポリゴンミラーが目標回転速度に達した後に、前記位相制御を行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記各色の作像ユニットに対応する各ポリゴンクロック信号は、各々異なるクロック信号源から生成され、
   前記位相制御手段は、前記ポリゴンクロック信号の位相制御に際して、当該位相制御の基準とする主走査基準信号を、前記画像形成プロセスの最上流位置に対応する作像ユニットの主走査基準信号とすることを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の画像形成装置。

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