JP2006201462A

JP2006201462A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006201462A
Application number: JP2005012804A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sugano; 高士菅野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】回転数信号の周期が安定して出力されない場合で、回転数信号の周期と目標の周期とを比較し回転数信号周期毎に制御信号を出力する場合や、回転数信号を分周して、その周期と目標の周期とを比較し分周した回転数信号周期毎に制御信号を出力する場合において、短周期ジッタ及び長周期ジッタが悪くなる。
【解決手段】回転数信号を分周及び回転数信号毎に制御信号を出力しレーザスキャナモータを制御する構成とすることにより、ポリゴンミラーの精度及びモータの着磁ムラによるモータ１回転中の回転数信号のバラツキに関係なくレーザスキャナモータを精度良く回転させることができるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像信号によって変調されたレーザビームを感光体上に走査させ画像を形成する画像形成装置に関し、レーザビームを偏向させるための回転多面鏡の回転速度を制御する回転多面鏡駆動回路、及びその画像形成装置に関する。

レーザ光により画像形成を行う画像形成装置に用いるレーザスキャナモータは、高速回転でかつ回転精度に高精度が要求されている。そのスキャナモータの制御は、従来、非画像域に位置するレーザビーム検出（ＢｅａｍＤｅｔｅｃｔ：以下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ので、ＢＤ信号の周期を一定とするように、ＢＤ信号の周期と目標の周期とを比較して、ＢＤ信号周期毎に加速及び減速信号を出力することで行われる（例えば特許文献１参照）。

また、ポリゴンミラーの面精度が低い場合は、ＢＤ信号をポリゴンミラーの面数で分周した信号と目標のポリゴンミラー１回転周期とを比較して、ポリゴンミラー１回転周期毎に加速及び減速信号を出力することでレーザスキャナモータの制御が行われる。

ＢＤ信号を用いずにモータの回転数に比例して出力されるＦＧ信号を用いて制御を行う場合も同様で、ＦＧ信号の周期と目標の周期とを比較して、ＦＧ信号周期毎に加速及び減速信号を出力することでレーザスキャナモータの制御が行われる。

また、ＦＧ信号が、モータの着磁ムラの影響で周期が安定して出力されない場合は、ＦＧ信号を、レーザスキャナモータが１回転した際に出力されるＦＧ信号のパルス数で分周した信号と目標のレーザスキャナモータ１回転周期とを比較して、レーザスキャナモータ１回転周期毎に加速及び減速信号を出力することでレーザスキャナモータの制御が行われる。
特開平９−７６５６３号公報

しかしながら、上述した従来例にあっては、ポリゴンミラーの面精度が低い場合で、ＢＤ信号の周期と目標の周期とを比較して、ＢＤ信号周期毎に加速及び減速信号を出力し、レーザスキャナモータの制御を行う場合は、ポリゴンミラーの面精度が低いので、各ミラー面でのＢＤ信号の周期が安定しないため、レーザスキャナモータの短周期ジッタが悪くなる。

また、ＢＤ信号をポリゴンミラーの面数で分周した信号と目標のポリゴンミラー１回転周期とを比較して、ポリゴンミラー１回転周期毎に加速及び減速信号を出力し、レーザスキャナモータの制御を行う場合は、ポリゴンミラーが１回転する毎に１回しか加速及び減速信号を出力しないので、レーザスキャナモータの回転速度が低速の場合、長周期ジッタが悪くなる。

さらに、モータの着磁ムラの影響でＦＧ信号の周期が安定して出力されない場合で、ＦＧ信号の周期と目標の周期とを比較して、ＦＧ信号周期毎に加速及び減速信号を出力し、レーザスキャナモータの制御を行う場合は、ＦＧ信号周期が安定して出力されないため、レーザスキャナモータの短周期ジッタが悪くなる。

また、ＦＧ信号を、レーザスキャナモータが１回転した際に出力されるＦＧ信号のパルス数で分周した信号と目標のレーザスキャナモータ１回転周期とを比較して、レーザスキャナモータ１回転周期毎に加速及び減速信号を出力し、レーザスキャナモータの制御が行う場合は、レーザスキャナモータが１回転する毎に１回しか加速及び減速信号を出力しないので、レーザスキャナモータの回転速度が低速の場合、長周期ジッタが悪くなる。

上記のようにそれぞれ短周期及び長周期ジッタが悪くなる場合、画像に影響を及ぼすことになる。

本発明では、上記課題を解消するためになされたもので、回転数信号を分周及び回転数信号毎に制御信号を出力しレーザスキャナモータを制御する構成とすることにより、ポリゴンミラーの精度及びモータの着磁ムラによるモータ１回転中の回転数信号のバラツキに関係なくレーザスキャナモータを精度良く回転させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、本発明の画像形成装置は次の（１）ないし（３）の構成を備える。

（１）画像信号に基づいて変調されたレーザビームを回転多面鏡により走査する画像形成装置において、
前記回転多面鏡の回転数に比例した信号を出力する回転数信号出力手段と、
前記回転数信号出力手段から出力される信号を分周する複数の分周手段と、
前記分周手段から出力される信号の奇数番目にカウントを開始し、予め設定した値までカウントする第１カウント手段と、
前記分周手段から出力される信号の偶数番目にカウントを開始し、予め設定した値までカウントする第２カウント手段と、
前記第１カウント手段と前記第２カウント手段の両方がカウント停止している期間は回転多面鏡の駆動手段に加速信号を出力し、前記第１カウント手段と前記第２カウント手段の両方がカウント動作をしている期間は回転多面鏡の駆動手段に減速信号を出力し、前記第１カウント手段と前記第２カウント手段の一方がカウント動作をしている期間は回転多面鏡の駆動手段に加速及び減速信号の何れも出力せず、前記回転数信号毎に前記分周手段から出力される信号を基に、前記カウント動作を実施し、前記回転数信号毎に加速及び減速信号を出力する、または出力しない回転多面鏡速度制御手段と、を有することを特徴とする。

（２）前記回転数信号を前記分周手段で分周する分周比は、前記回転多面鏡の面数と同じ分周比であることを特徴とする。

（３）前記回転数信号を前記分周手段で分周する分周比は、前記回転多面鏡が１回転する際に、出力される前記回転数信号の数と同じ分周比であることを特徴とする。

加速または減速信号を出力し回転多面鏡を制御する画像形成装置において、回転多面鏡の回転に同期した回転数信号（ＢＤ信号やＦＧ信号）を毎周期の回転数信号について分周し、複数の分周した回転数信号が出力されるごとに生成され、その回転数信号と所定の周期の基準信号とを比較した結果に基づき、加速または減速信号を出力し回転多面鏡を制御するので、ポリゴンミラーの精度及びモータの着磁ムラによるモータ１回転中の回転数信号のバラツキに関係なくレーザスキャナモータの短周期及び長周期ジッタが改善され精度良く回転させることができる。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

図１は本発明を採用した一例として示した装置全体の断面図である。基本的な動作について図１を用いて説明する。１００の原稿給紙装置上に積載された原稿は、１枚づつ順次原稿台ガラス面２００上に搬送される。原稿が搬送されると、スキャナー部分のランプ３００が点灯し、かつ４のスキャナーユニットが移動して原稿を照射する。原稿の反射光はミラー５００，６００，７００を介してレンズ８００を通過し、その後イメージセンサー部９００に入力される。イメージセンサー部９００に入力された画像信号は、直接、あるいは、一旦図示しない画像メモリに記憶され、再び読み出された後、露光制御部１０００に入力される。露光制御部１０００が発生させる照射光によって感光体１１０上に所望の画像が潜像される。次いで、現像器１３０によって現像される。上記潜像とタイミングを合わせて記録媒体積載部１４０、あるいは１５０より記録媒体が搬送される。搬送されてきた記録媒体の姿勢を安定させるために、レジストローラ３２０と搬送ローラ３１０の間で、記録媒体の先端にループを生成する。その生成方法を説明する。記録媒体の先端がレジストローラ３２０に到達する前にレジストローラ３２０を停止させ、記録媒体の先端がレジストローラ３２０に到達し記録媒体の先端に所定量のループが生成されるまで搬送ローラ３１０を駆動させる。所定量のループが生成されるタイミングで搬送ローラ３１０を一旦停止させ、その後レジストローラ３２０を駆動させることにより、記録媒体先端のループが徐々に減少し、所定量のループとなった時点で再度搬送ローラ３１０を駆動させ、転写部１６０に記録媒体を搬送する。転写部１６０に於いて、上記現像されたトナー像が記録媒体上に転写される。転写されたトナー像は定着部１７０にて記録媒体に定着された後、排紙部１８０より装置外部に排出される。転写後の感光体１１０の表面をクリーナ２５０で清掃し、クリーナ２５０で清掃された感光体１１０の表面を補助帯電器２６０で除電して１次帯電器２８０において良好な帯電を得られるようにした上で、感光体１１０上の残留電荷を前露光ランプ２７０で消去し、１次帯電器２８０で感光体１１０の表面を帯電し、この工程を繰り返すことで複数枚の画像形成を行う。

以降図２〜７を用いて本発明の特徴となるレーザスキャナモータ制御に関して説明する。

図２はレーザスキャナモータ制御回路とレーザスキャナユニットのブロック図であり、図３はレーザスキャナモータ制御部の内部構成図である。ここでは、ポリゴンミラーが６面及びＦＧ信号が１回転に６パルス出力されるレーザスキャナモータを例に挙げて、レーザスキャナモータの制御を説明する。ビーム検出器６でレーザ発光部５から射出されるレーザビームを検出し出力するビーム検出信号１０または、スキャナモータユニット４から出力されるＦＧ信号１１は、波形形成回路１５にて波形形成信号１６に形成される。その後、エッジ検出回路１７において最初に入力された立ち下がりエッジを１番目の立ち下がりエッジとし、その１番目の立ち下がりエッジから分周設定値１４の値Ｎ＝６の数までカウントし、順次加減速信号生成部（１〜（６（２ａ〜２ｆ）に、何番目のエッジであるかを検出したエッジ順番検出信号１８を入力する。１番目の立ち下がりエッジであることを検出した際には、加減速信号生成部（１２ａのＮ分周回路１９（Ｎ＝６）に入力される波形形成信号１６を、１番目の立ち下がりエッジからクロック信号ＣＬＫ１２を用い、分周設定値１４の分周比で分周を開始する。２番目の立ち下がりエッジであることを検出した際には、加減速信号生成部（２２ｂ（内部は加減速信号生成部（１２ａと同様の回路構成である）のＮ分周回路に入力される波形形成信号１６を、２番目の立ち下がりエッジからクロック信号ＣＬＫ１２を用い、分周設定値１４の分周比（Ｎ＝６）で分周を開始する。以降、３〜６番目の立ち下がりエッジも１，２番目の立ち下がりエッジと同様の処理をされ、波形形成信号１６を分周する。ここから、加減速信号生成部（１２ａ内部の２分周回路以降の動作について説明する。Ｎ分周回路１９で分周された６分周信号２０を２分周回路２１に入力し、クロック信号ＣＬＫ１２を用い２分周する。その後、立ち上がりエッジ検出回路（２２３及び立ち下がり検出回路（３２８に各々入力する。カウンタ（１２５は立ち上がりエッジ２４を起点に入力されるクロック信号ＣＬＫ１２によってカウントする。ディスクリ値１３は図示しない画像形成制御回路から入力される所定回転速度を時間換算した値で、カウンタ（１２５が、立ち上がりエッジ２４からカウントを開始しディスクリ値１３までカウントを続行する。例えば、カウンタ（１出力信号２６は立ち上がりエッジ２４に同期して立ち上がり、ディスクリ値１３と一致した点で立ち下がるパルスとなるように設定してある。同様にカウンタ（２３０は立ち下がりエッジ２９を起点にクロック信号ＣＬＫ１２によってカウントする。カウンタ（２３０が立ち下がりエッジ２９からカウントを開始しディスクリ値１３までカウントを続行する。カウンタ（２出力信号３１は立ち下がりエッジ２９に同期して立ち上がり、ディスクリ値１３と一致した点で立ち下がるパルスとなるように設定する。ＯＲゲート２７及びＮＡＮＤゲート３２はカウンタ（１出力信号２６とカウンタ（２出力信号３１から加速信号３３ａ及び減速信号３４ａを生成する。ここまでの動作を、加減速信号生成部（２〜（６（２ｂ〜２ｆ）で行なわれ、それぞれ加速信号／ＡＣＣ３３ｂ〜３３ｆ及び減速信号／ＤＥＣ３４ｂ〜３４ｆを出力する。以上の加減速信号生成部（１〜（６（２ａ〜２ｆ）から出力された加速信号／ＡＣＣ３３ａ〜３３ｆ及び減速信号／ＤＥＣ３４ａ〜３４ｆをそれぞれ制御信号出力部３の内部のＡＮＤゲート３５及び３６に入力し加速信号／ＡＣＣ３７と減速信号／ＤＥＣ３８をスキャナモータユニット４内部のスキャナモータ駆動制御部７に入力しモータ８を制御する。

例えば、回転速度が遅い場合、ビーム検出信号１０または、ＦＧ信号１１を６分周した６分周信号２０の周期はディスクリ値１３より長く、カウンタ（１出力信号２６とカウンタ（２出力信号３１の差分が加速信号／ＡＣＣ３３ａになる。モータ８の回転速度が上昇するに従いビーム検出信号１０またはＦＧ信号１１を６分周した６分周信号２０の周期が短くなり、ディスクリ値１３との差分が縮まる。モータ８の回転速度に応じて加速信号／ＡＣＣ３３ａの出力信号周期が短くなる。モータ８の回転速度が所定回転速度を超えるとカウンタ（１出力信号２６とカウンタ（２出力信号３１が重複する。この重複部が、モータ８の回転速度の超過分であり、減速信号／ＤＥＣ３４ａである。加減速信号生成部（２〜（６（２ｂ〜２ｆ）からそれぞれ加速信号／ＡＣＣ３３ｂ〜３３ｆ及び減速信号／ＤＥＣ３４ｂ〜３４ｆが同様に出力される。モータ回転指示信号９は、図示しない画像形成制御回路から出力される信号で、この場合、“Ｌｏｗ”レベルでアクティブとなりモータ８の回転が開始される。それ以外の区間では、カウンタ（１２５及びカウンタ（２３０をプリセット状態とし、各々の出力を“Ｈｉｇｈ”状態とする。これにより減速信号３８のみを有効とし、モータ８を停止状態に保持する。

図４，５，６は、上記で説明した信号のタイミングチャートを図示したものである。図４，５，６は、ビーム検出信号１０を基準に図示したが、ＦＧ信号１１を基準としても良い。ビーム検出信号１０の上部の（１〜（６の番号は、ビーム検出信号１０のエッジ検出回路（１１７に入力された順番を示している。

図７は、図４，５，６の加速信号／ＡＣＣ３３ａ〜３３ｆ及び減速信号／ＤＥＣ３４ａ〜３４ｆと、ＡＮＤゲート３５及び３６から出力される加速信号／ＡＣＣ３７及び減速信号／ＤＥＣ３８を示している。図７のビーム検出信号１０の周期が短い部分を見ると、ビーム検出信号１０の周期がばらついているにもかかわらず、減速信号／ＤＥＣ３８が同じ幅で出力されていることが分かる。

画像形成装置の断面図レーザスキャナモータ制御回路とレーザスキャナユニットのブロック図レーザスキャナモータ制御部の内部構成図レーザスキャナモータ制御時の各信号タイミングチャートレーザスキャナモータ制御時の各信号タイミングチャートレーザスキャナモータ制御時の各信号タイミングチャートレーザスキャナモータ制御時の各信号タイミングチャート

符号の説明

１スキャナモータ制御部
２加減速信号出力部
２ａ〜２ｆ加減速信号生成部（１〜（６
３制御信号出力部
４スキャナモータユニット
５レーザ発光部
６ビーム検出器
７スキャナモータ駆動制御部
８モータ
９モータ回転指示信号
１０ビーム検出信号
１１ＦＧ信号
１２クロック信号ＣＬＫ
１３ディスクリ値
１４分周設定値
１５波形形成回路
１６波形形成信号
１７エッジ検出回路
１８エッジ順番検出信号
１９Ｎ分周回路
２０６分周信号
２１２分周回路
２３立ち上がりエッジ検出回路（２
２４立ち上がりエッジ
２５カウンタ（１
２６カウンタ（１出力信号
２７ＯＲゲート
２８立ち下がり検出回路（３
２９立ち下がりエッジ
３０カウンタ（２
３１カウンタ（２出力信号
３２ＮＡＮＤゲート
３３ａ〜３３ｆ加速信号／ＡＣＣ
３４ａ〜３４ｆ減速信号／ＤＥＣ
３５，３６ＡＮＤゲート
３７加速信号／ＡＣＣ
３８減速信号／ＤＥＣ

Claims

画像信号に基づいて変調されたレーザビームを回転多面鏡により走査する画像形成装置において、
前記回転多面鏡の回転数に比例した信号を出力する回転数信号出力手段と、
前記回転数信号出力手段から出力される信号を分周する複数の分周手段と、
前記分周手段から出力される信号の奇数番目にカウントを開始し、予め設定した値までカウントする第１カウント手段と、
前記分周手段から出力される信号の偶数番目にカウントを開始し、予め設定した値までカウントする第２カウント手段と、
前記第１カウント手段と前記第２カウント手段の両方がカウント停止している期間は回転多面鏡の駆動手段に加速信号を出力し、前記第１カウント手段と前記第２カウント手段の両方がカウント動作をしている期間は回転多面鏡の駆動手段に減速信号を出力し、前記第１カウント手段と前記第２カウント手段の一方がカウント動作をしている期間は回転多面鏡の駆動手段に加速及び減速信号の何れも出力せず、前記回転数信号毎に前記分周手段から出力される信号を基に、前記カウント動作を実施し、前記回転数信号毎に加速及び減速信号を出力する、または出力しない回転多面鏡速度制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記回転数信号を前記分周手段で分周する分周比は、前記回転多面鏡の面数と同じ分周比であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記回転数信号を前記分周手段で分周する分周比は、前記回転多面鏡が１回転する際に、出力される前記回転数信号の数と同じ分周比であることを特徴とする画像形成装置。