JP2006201510A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the deterioration of picture quality due to the variation in rotation speed of a optical scanning means. <P>SOLUTION: In the image forming apparatus 10 of the present invention, the frequency of an oscillator 76 is decided by preliminarily deciding a PWM clock frequency to be an intermediate value between N times (N is integer) and N+1 times a reference clock frequency for realizing a low speed rotation when a picture is formed under a low speed environment, i.e., at the low speed rotation of the polygon mirror 38, thus the variation in the rotation speed of the polygon mirror 38 is suppressed and the generation of jitter is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光走査手段により光ビームを走査して電子写真方式により画像を形成する光走査装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning apparatus and an image forming apparatus that form an image by an electrophotographic method by scanning a light beam with an optical scanning unit.

従来、画像形成装置として、光走査装置によってレーザビームを感光体に走査して、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置が知られている。画像形成プロセスとしては、レーザビームを帯電された感光体に走査露光することによって、感光体上に静電潜像を形成し、トナーにより現像する電子写真方式が一般的に用いられている。光走査装置は、レーザビームを回転する回転多面鏡に照射することによって感光体を走査露光している。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus, an image forming apparatus that scans a photosensitive member with a laser beam by an optical scanning device and forms an image by an electrophotographic method is known. As an image forming process, an electrophotographic method is generally used in which an electrostatic latent image is formed on a photosensitive member by scanning and exposing a charged photosensitive member with a laser beam, and developed with toner. The optical scanning device scans and exposes a photosensitive member by irradiating a rotating polygon mirror with a laser beam.

光走査装置においては、PLL速度制御されたブラシレスDCモータ等により回転多面鏡を回転するための光偏向器が用いられている。PLL速度制御とは、水晶発振器等によって生成された回転基準信号と、ロータの着磁パターンを検知するホール素子の出力信号等の、モータの回転に同期して発生する回転検知信号と、が同一周波数及び位相となるように調整した位相比較信号を低域通過フィルターによって変換した回転制御電圧信号に基づいて、モータのコイルに印加する駆動電流を制御する方法である。このような駆動電流の制御には、電力損失を少なくし且つ発熱を押さえるためにPWM(Pulse Width Modulation)方式が用いられることが多い。PWM方式とは、独立して発振するPWM発振器から出力されるパルス幅変調用クロックとしての三角波と回転制御電圧信号とをPWM比較器へ入力することによって、PWM発振器から出力された三角波の周波数で且つ回転制御電圧信号に比例したDuty比のパルス幅変調信号に応じた駆動電流をモータのコイルに印加する方法である。このようにして、モータを回転基準信号に応じた一定の速度で回転することができる。なお、PWM発振器の発振周波数は、通常、電流駆動トランジスタの駆動能力内で且つ可聴周波数以上の周波数が選択されると共に、回転基準信号やモータの転流周波数より高い周波数が使用される。   In the optical scanning device, an optical deflector for rotating the rotary polygon mirror by a brushless DC motor or the like whose PLL speed is controlled is used. In the PLL speed control, the rotation reference signal generated by a crystal oscillator or the like is the same as the rotation detection signal generated in synchronization with the rotation of the motor, such as the output signal of the Hall element that detects the magnetization pattern of the rotor. This is a method of controlling the drive current applied to the motor coil based on the rotation control voltage signal obtained by converting the phase comparison signal adjusted to have the frequency and phase by a low-pass filter. In such control of the drive current, a PWM (Pulse Width Modulation) method is often used to reduce power loss and suppress heat generation. In the PWM method, a triangular wave as a pulse width modulation clock output from a PWM oscillator that oscillates independently and a rotation control voltage signal are input to a PWM comparator, whereby the frequency of the triangular wave output from the PWM oscillator is obtained. In addition, a drive current corresponding to a pulse width modulation signal having a duty ratio proportional to the rotation control voltage signal is applied to the motor coil. In this way, the motor can be rotated at a constant speed according to the rotation reference signal. As the oscillation frequency of the PWM oscillator, a frequency that is within the drive capability of the current drive transistor and is higher than the audible frequency is usually selected, and a frequency higher than the rotation reference signal and the commutation frequency of the motor is used.

このような画像形成装置では、白黒画像形成とカラー画像形成との切替えや、書込密度の変更、及び用紙の厚みの違い等によって、画像形成速度を変更する必要が生じたときには、像担持体の回転速度や用紙の搬送速度等を変更するとともに、回転多面鏡の回転速度を変更している(例えば、特許文献1参照)。
特開平2―16580号公報
In such an image forming apparatus, when there is a need to change the image forming speed due to switching between black and white image formation or color image formation, changing the writing density, difference in paper thickness, etc., the image carrier The rotation speed of the rotary polygon mirror and the rotation speed of the rotary polygon mirror are changed (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2-16580

しかしながら上記従来技術では、回転多面鏡の回転速度を変更させると、回転多面鏡の回転速度に変動が生じるという問題があった。光走査装置では、一般的に回転多面鏡による像担持体の1回の走査毎に、レーザビームの走査開始位置を検知して、この検知信号を基準に所定時間毎に画像データに基づいたレーザビームを発光させて画像を記録しているが、回転多面鏡の回転速度変動が発生すると、走査開始位置が検知されてから、実際にレーザビームが感光体に到達するまでの時間が変化するため、感光体上の走査位置が変動し、例えば図10に示すような、ジッタと呼ばれる画像の細かい歪みが発生するという問題があった。   However, the conventional technique has a problem that when the rotation speed of the rotating polygon mirror is changed, the rotation speed of the rotating polygon mirror varies. In an optical scanning device, a laser beam scanning start position is generally detected every time an image carrier is scanned by a rotary polygon mirror, and a laser based on image data at predetermined time intervals based on this detection signal. An image is recorded by emitting a beam, but if the rotational speed of the rotary polygon mirror fluctuates, the time from when the scan start position is detected until the laser beam actually reaches the photoconductor changes. However, there is a problem that the scanning position on the photosensitive member fluctuates and a fine distortion of an image called jitter occurs as shown in FIG.

このため、画像形成装置においては、回転多面鏡の非常に高精度な回転安全性が必要となるが、回転基準信号の周波数とPWM発振器の周波数との関係によって、安定した回転制御が困難な場合があった。具体的には、回転基準信号の周波数とPWM発振器の周波数との間に位相関係を持たせない方式、及び回転基準信号に同期してPWM発振器の発振を開始する方式が知られているが、いずれの方式においても、回転基準信号の周波数の整数倍とPWM発振器の発振周波数が近接すると、回転多面鏡の回転速度変動が発生することが見いだされた。   For this reason, in the image forming apparatus, it is necessary to have very high-precision rotational safety of the rotary polygon mirror, but stable rotation control is difficult due to the relationship between the frequency of the rotation reference signal and the frequency of the PWM oscillator. was there. Specifically, a method that does not have a phase relationship between the frequency of the rotation reference signal and the frequency of the PWM oscillator and a method that starts oscillation of the PWM oscillator in synchronization with the rotation reference signal are known. In any of the methods, it has been found that when the integer multiple of the frequency of the rotation reference signal is close to the oscillation frequency of the PWM oscillator, the rotation speed fluctuation of the rotary polygon mirror occurs.

詳細には、回転基準信号の周波数とPWM発振器の周波数との間に位相関係を持たせない方式の場合には、回転基準信号の周波数の整数倍とPWM発振器の発振周波数が近接すると、位相関係の変動(ビート)が発生し、各相のコイルへ印加するパルス幅変調信号に応じた駆動電流のON時間が変動するので、結果的に回転多面鏡の回転速度変動が発生する。   Specifically, in the case of a system that does not have a phase relationship between the frequency of the rotation reference signal and the frequency of the PWM oscillator, if the integer multiple of the frequency of the rotation reference signal is close to the oscillation frequency of the PWM oscillator, the phase relationship Fluctuations (beats) occur, and the ON time of the drive current varies according to the pulse width modulation signal applied to the coil of each phase, resulting in fluctuations in the rotational speed of the rotary polygon mirror.

また、回転基準信号に同期してPWM発振器の発振を開始する方式の場合には、回転基準信号の周期に同期してPWM発振器の発振を開始し、次の周期の発振開始に先立ち一度PWM発振器から出力されるパルス幅変調用クロックをリセットする必要があるが、回転基準信号の周波数の整数倍とPWM発振器の発振周波数が近接すると、先行するリセット動作がパルス幅変調クロックの一周期分後れることがある。この場合には、1回転周期中に1相のコイルへの駆動電流のON時間が変動するので、結果的に回転多面鏡の回転速度変動が発生する。   Also, in the case of the method of starting the oscillation of the PWM oscillator in synchronization with the rotation reference signal, the PWM oscillator starts to oscillate in synchronization with the period of the rotation reference signal, and once before the start of the next period oscillation, the PWM oscillator It is necessary to reset the pulse width modulation clock output from, but if the integer multiple of the frequency of the rotation reference signal is close to the oscillation frequency of the PWM oscillator, the preceding reset operation is delayed by one period of the pulse width modulation clock. Sometimes. In this case, since the ON time of the drive current to the one-phase coil fluctuates during one rotation cycle, the rotation speed fluctuation of the rotary polygon mirror occurs as a result.

更に、低域通過フィルターは、回転検知信号に含まれる誤差を抑制するために、モータの回転周期より短い周期の信号を抑制しているが、この低域通過フィルターの閾値を、ある回転数で最適に誤差を除去するように設定しても、回転数が変更されると、誤差を抑制することが困難となる。特に、モータが低速回転となるほど、ロータと回転多面鏡の慣性による回転安定化の働きが弱くなり、回転速度変動が大きくなり、結果的にジッタが大きくなりやすいという問題があった。   Furthermore, the low-pass filter suppresses a signal having a cycle shorter than the rotation cycle of the motor in order to suppress an error included in the rotation detection signal. Even if the setting is made so as to optimally remove the error, it becomes difficult to suppress the error if the rotational speed is changed. In particular, as the motor rotates at a lower speed, there is a problem in that the rotational stabilization due to the inertia of the rotor and the rotary polygon mirror is weakened, the rotational speed fluctuation increases, and as a result, the jitter tends to increase.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので回転多面鏡としての光走査手段の回転速度変動による画質劣化を抑制することが可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides an optical scanning apparatus and an image forming apparatus capable of suppressing image quality deterioration due to fluctuations in rotational speed of an optical scanning unit as a rotating polygon mirror. Objective.

上記目的を達成するために本発明の光走査装置は、回転することによって光ビームを走査する走査手段と、前記走査手段の回転に応じた回転検知信号を出力する検知信号出力手段と、前記走査手段の目標回転速度に応じた周波数の回転基準信号を出力する回転基準信号出力手段と、前記回転基準信号出力手段から入力された回転基準信号と、前記回転検知信号との位相及び周波数が等しくなるように位相比較信号を出力する位相比較信号出力手段と、前記位相比較信号出力手段から入力された位相比較信号を前記走査手段の回転を制御するための回転制御電圧信号に変換する変換手段と、予め定められた周波数のパルス幅変調用クロックを出力するパルス幅変調用クロック出力手段と、前記回転制御電圧信号を前記パルス幅変調用クロックに応じてパルス幅変調した信号に基づいて、前記走査手段の回転を制御する回転制御手段と、を備えた光走査装置において、前記パルス幅変調用クロックの周波数が、前記回転基準信号の周波数のN倍とN+1倍(Nは整数)の中間となるようにした光走査装置。   In order to achieve the above object, an optical scanning device of the present invention comprises a scanning unit that scans a light beam by rotating, a detection signal output unit that outputs a rotation detection signal according to the rotation of the scanning unit, and the scanning The rotation reference signal output means for outputting a rotation reference signal having a frequency corresponding to the target rotation speed of the means, the rotation reference signal input from the rotation reference signal output means, and the rotation detection signal have the same phase and frequency. Phase comparison signal output means for outputting the phase comparison signal, and conversion means for converting the phase comparison signal input from the phase comparison signal output means into a rotation control voltage signal for controlling the rotation of the scanning means, Pulse width modulation clock output means for outputting a pulse width modulation clock having a predetermined frequency; and the rotation control voltage signal as the pulse width modulation clock. And a rotation control means for controlling the rotation of the scanning means based on the pulse width modulated signal, and the frequency of the pulse width modulation clock is N of the frequency of the rotation reference signal. An optical scanning device that is intermediate between N times and N + 1 times (N is an integer).

光走査手段の回転速度変動の周波数は、パルス幅変調用クロックの周波数と回転基準信号の周波数の整数倍との差によって求められる。なお、このときの整数倍の値は、回転基準信号の周波数の整数倍がパルス幅変調用クロックの周波数と最も近い値の周波数となるように定められる。この差が大きくなるほど、光走査手段の回転速度変動の周波数は高く高周波となるため、実際の変動は画質劣化に影響を及ぼさない。しかし、この差が小さくなるほど、光走査手段の回転速度変動の周波数は低くなり低周波となるため、より画質劣化に影響を及ぼすような光走査手段の回転速度変動となる。本発明の光走査装置では、パルス幅変調用クロック出力手段から出力されるパルス幅変調用クロックの周波数を、目標回転速度に応じた周波数の回転基準信号の周波数のN倍とN+1倍(Nは整数)の中間となるようにしているので、パルス幅変調用クロックの周波数と、回転基準信号の周波数の上記整数倍との差とをより大きくすることができるので、光走査手段の回転速度変動を抑制することができる。従って、光走査手段の回転速度変動による画質劣化を抑制することができる。   The frequency of the rotational speed fluctuation of the optical scanning means is obtained by the difference between the frequency of the pulse width modulation clock and the integral multiple of the frequency of the rotation reference signal. Note that the value of the integer multiple at this time is determined so that the integer multiple of the frequency of the rotation reference signal is the closest value to the frequency of the pulse width modulation clock. As this difference increases, the frequency of the rotational speed fluctuation of the optical scanning means increases and becomes higher, so the actual fluctuation does not affect image quality degradation. However, the smaller this difference is, the lower the rotational speed fluctuation frequency of the optical scanning means becomes, and the lower the frequency, the more the rotational speed fluctuation of the optical scanning means affects the image quality degradation. In the optical scanning device of the present invention, the frequency of the pulse width modulation clock output from the pulse width modulation clock output means is set to N times and N + 1 times the frequency of the rotation reference signal of the frequency corresponding to the target rotation speed (N is N Since the difference between the frequency of the pulse width modulation clock and the integer multiple of the rotation reference signal frequency can be made larger, the rotational speed fluctuation of the optical scanning means can be increased. Can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress image quality deterioration due to fluctuations in the rotation speed of the optical scanning unit.

また、前記パルス幅変調用クロックの周波数fpwmと、前記回転基準信号の周波数fpdとが以下の式によって表すことができる。   Further, the frequency fpwm of the pulse width modulation clock and the frequency fpd of the rotation reference signal can be expressed by the following equations.

fpwm=fpd(N+0.5) (Nは整数)…・(2)
このため、パルス幅変調用クロックの周波数と、回転基準信号の周波数の上記整数倍との差とをより大きくすることができるので、光走査手段の回転速度変動を抑制することができる。従って、光走査手段の回転速度変動による画質劣化を抑制することができる。
fpwm = fpd (N + 0.5) (N is an integer) (2)
For this reason, the difference between the frequency of the pulse width modulation clock and the integer multiple of the frequency of the rotation reference signal can be made larger, so that fluctuations in the rotational speed of the optical scanning means can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress image quality deterioration due to fluctuations in the rotation speed of the optical scanning unit.

前記回転基準信号は、予め定められた速度より低い前記目標回転速度に応じた周波数とすることができる。   The rotation reference signal may have a frequency corresponding to the target rotation speed that is lower than a predetermined speed.

光走査手段の回転速度変動は、慣性によって、より低速になるほど大きくなる。このため、パルス幅変調用クロックの周波数は予め定められた速度より低い前記目標回転速度に応じた周波数の回転基準信号の周波数のN倍とN+1倍(Nは整数)の中間となるようにすれば、光走査手段の回転速度変動を抑制することができる。従って、光走査手段の回転速度変動による画質劣化を抑制することができる。   The fluctuation in the rotational speed of the optical scanning means increases as the speed decreases due to inertia. For this reason, the frequency of the pulse width modulation clock is set to be intermediate between N times and N + 1 times (N is an integer) the frequency of the rotation reference signal having a frequency corresponding to the target rotation speed lower than a predetermined speed. Thus, it is possible to suppress fluctuations in the rotational speed of the optical scanning means. Therefore, it is possible to suppress image quality deterioration due to fluctuations in the rotation speed of the optical scanning unit.

本発明の画像形成装置は、請求項1または請求項2に記載の光走査装置と、前記光走査装置によって像担持体に画像データに応じた光ビームを走査することで画像を形成する画像形成手段と、を備えることによって、光走査手段の回転速度変動による画質劣化を抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。   An image forming apparatus according to the present invention includes: the optical scanning device according to claim 1 or 2; and image formation in which an image is formed by scanning a light beam according to image data on an image carrier by the optical scanning device. And an image forming apparatus capable of suppressing deterioration in image quality due to fluctuations in the rotational speed of the optical scanning unit.

また、前記画像形成装置は、光走査手段の回転速度を変更可能にすることによって、画像形成速度を変更した場合であっても、光走査手段の回転速度変動による画質劣化を抑制することができる。   In addition, the image forming apparatus can suppress deterioration in image quality due to fluctuations in the rotational speed of the optical scanning unit even when the image forming speed is changed by making the rotational speed of the optical scanning unit changeable. .

更に、前記回転基準信号は、予め定められた速度より低い前記目標回転速度に応じた周波数とすることによって、特に予め定められた速度より低い目標回転速度で画像を形成する場合であっても、光走査手段の回転速度変動による画質劣化を抑制することができる。   Furthermore, the rotation reference signal has a frequency corresponding to the target rotation speed lower than a predetermined speed, and particularly when an image is formed at a target rotation speed lower than a predetermined speed. Image quality deterioration due to fluctuations in the rotation speed of the optical scanning means can be suppressed.

以上説明したように、本発明の光走査装置及び画像形成装置によれば、パルス幅変調用クロック出力手段から出力されるパルス幅変調用クロックの周波数を、目標回転速度に応じた回転基準信号の周波数のN倍とN+1倍(Nは整数)の中間となるようにしているので、パルス幅変調用クロックの周波数と、回転基準信号の周波数の上記整数倍との差とをより大きくすることができるので、光走査手段の回転速度変動を抑制することができ、光走査手段の回転速度変動による画質劣化を抑制することができる、という効果を有する。   As described above, according to the optical scanning device and the image forming apparatus of the present invention, the frequency of the pulse width modulation clock output from the pulse width modulation clock output means is set to the rotation reference signal corresponding to the target rotation speed. Since the frequency is between N times and N + 1 times (N is an integer), the difference between the frequency of the pulse width modulation clock and the integer multiple of the frequency of the rotation reference signal can be increased. Therefore, the rotational speed fluctuation of the optical scanning unit can be suppressed, and the image quality deterioration due to the rotational speed fluctuation of the optical scanning unit can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
本第1の実施形態の画像形成装置10は、図1に示すように、加熱定着ローラ52A及び加圧ローラ52Bを備えた定着装置52を含んで構成されており、ケーシング31によって被覆され略箱状に形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 10 according to the first embodiment includes a fixing device 52 including a heat fixing roller 52 </ b> A and a pressure roller 52 </ b> B. It is formed in a shape.

画像形成装置10の下部には、複数の用紙トレイ37(本実施の形態においては3つの用紙トレイ37A、37B、及び37Cを図示)が配設されている。それぞれの用紙トレイ37A、37B、及び37Cには、例えば、B5サイズ、B4サイズ、A4サイズ、及びA3サイズ等のサイズの異なる用紙48が備えられている。用紙トレイ37における用紙排出部近傍には半月ローラ39が配設されており、指定された用紙トレイ37から用紙48が一枚ずつ送り出され、複数の搬送ローラ対41によって所定方向に搬送される。また、画像形成装置10によって用紙12の両面(表面と裏面)への画像形成が指示された場合に、表面への画像形成が終了した用紙48の表裏を反転させる用紙反転部17が設けられている。   A plurality of paper trays 37 (in the present embodiment, three paper trays 37A, 37B, and 37C are shown) are disposed at the lower portion of the image forming apparatus 10. Each of the paper trays 37A, 37B, and 37C is provided with paper 48 having different sizes such as B5 size, B4 size, A4 size, and A3 size. A half-moon roller 39 is disposed in the vicinity of the paper discharge portion in the paper tray 37, and the paper 48 is sent out one by one from the designated paper tray 37 and conveyed in a predetermined direction by a plurality of conveyance roller pairs 41. In addition, when the image forming apparatus 10 instructs to form images on both surfaces (front and back) of the paper 12, a paper reversing unit 17 is provided to reverse the front and back of the paper 48 on which image formation on the front surface has been completed. Yes.

画像形成装置10の一方の側面には、必要に応じて用紙48を手差しで挿入する手差しトレイ25が配設されている。手差しトレイ25における用紙排出部近傍には、前述した用紙トレイ37と同様に半月ローラ39が配設されており、用紙48を一枚ずつ送り出すことができるようになっている。   On one side surface of the image forming apparatus 10, a manual feed tray 25 for manually inserting the paper 48 is disposed as necessary. Similar to the paper tray 37 described above, a half-moon roller 39 is disposed in the vicinity of the paper discharge portion in the manual feed tray 25 so that the paper 48 can be fed one by one.

画像形成装置10の上部には、定着装置52によって所望の画像が定着された用紙48が排出される排出トレイ27が設けられている。   On the upper part of the image forming apparatus 10, a discharge tray 27 for discharging the paper 48 on which a desired image is fixed by the fixing device 52 is provided.

画像形成装置10における用紙トレイ37の上部には、スキャナで原稿を読み取りかつ各種画像処理を施した画像データ(本実施の形態における画像形成装置10はカラー画像を対象としているため、画像処理を施すことによってイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の4色の画像データに変換される)に基づいて感光体33にビーム光を照射する光走査装置13、及び用紙48に所望の画像を定着する定着装置52等を含んで構成される画像形成部12が設けられている。   Image data obtained by reading a document with a scanner and performing various image processes is placed above the paper tray 37 in the image forming apparatus 10 (since the image forming apparatus 10 in this embodiment targets color images, image processing is performed. Is converted into image data of four colors of yellow, magenta, cyan, and black), and a fixing device that fixes a desired image on the paper 48 and a light scanning device 13 that irradiates the photosensitive member 33 with light beams. An image forming unit 12 including 52 and the like is provided.

光走査装置13は、光源、回転多面鏡38、fθレンズ、シリンドリカルミラー、及び反射ミラー36等によって構成されている。図示しない光源から射出されたレーザ光は、回転多面鏡38によって偏向されかつfθレンズ、シリンドリカルミラー、及び反射ミラー等を介して感光体33に照射される。   The optical scanning device 13 includes a light source, a rotary polygon mirror 38, an fθ lens, a cylindrical mirror, a reflection mirror 36, and the like. Laser light emitted from a light source (not shown) is deflected by the rotary polygon mirror 38 and irradiated to the photosensitive member 33 through an fθ lens, a cylindrical mirror, a reflection mirror, and the like.

また、感光体33の周囲には、帯電器39、ロータリー現像器49、IBTベルトにより構成された中間転写体43、感光体用クリーナー44及び図示しない除電ランプが配設されている。   Further, around the photosensitive member 33, a charger 39, a rotary developing device 49, an intermediate transfer member 43 constituted by an IBT belt, a photosensitive member cleaner 44, and a neutralizing lamp (not shown) are disposed.

感光体33は、図1に示される矢印A方向に定速回転する。帯電体39は、感光体33を一様にマイナス帯電する。また、ロータリー現像器49には、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の4色のトナー46Y、46M、46C、及び46Bが供給されている。中間転写体43は、複数のローラ47に巻き掛けられており、ローラ47が回転することによって図1に示される矢印B方向に一定速度で移動する。感光体用クリーナー44は、中間転写体43に転写されずに感光体33上に残留したトナーを除去する。さらに、除電ランプは、感光体用クリーナー44によって残留したトナーが除去された後に感光体33を除電する。   The photoconductor 33 rotates at a constant speed in the direction of arrow A shown in FIG. The charging member 39 uniformly charges the photosensitive member 33 negatively. The rotary developer 49 is supplied with toners 46Y, 46M, 46C, and 46B of four colors of yellow, magenta, cyan, and black. The intermediate transfer member 43 is wound around a plurality of rollers 47, and moves at a constant speed in the direction of arrow B shown in FIG. The photoreceptor cleaner 44 removes toner remaining on the photoreceptor 33 without being transferred to the intermediate transfer body 43. Further, the static elimination lamp neutralizes the photosensitive member 33 after the residual toner is removed by the photosensitive member cleaner 44.

さらに、中間転写体43の周囲には、画像検出センサ51及び中間転写体用クリーナー50が配設されている。画像検出センサ51は転写部53よりも中間転写体43の回転方向上流側に設けられており、中間転写体43に形成されたトナー像の有無を検出するようになっている。中間転写体用クリーナー50は、転写部53よりも中間転写体43の回転方向下流側に設けられており、中間転写体43から用紙48へのトナー像の転写が終了した後に中間転写体43の表面に残留したトナーを除去するようになっている。   Further, an image detection sensor 51 and an intermediate transfer body cleaner 50 are disposed around the intermediate transfer body 43. The image detection sensor 51 is provided upstream of the transfer unit 53 in the rotation direction of the intermediate transfer body 43 and detects the presence or absence of a toner image formed on the intermediate transfer body 43. The intermediate transfer body cleaner 50 is provided on the downstream side of the transfer portion 53 in the rotation direction of the intermediate transfer body 43, and after the transfer of the toner image from the intermediate transfer body 43 to the paper 48 is completed, The toner remaining on the surface is removed.

矢印A方向に回転する感光体33は、帯電器39によって一様にマイナス帯電され、光走査装置13から射出されるレーザ光によってまず第1色目の黒色の潜像が感光体33上に形成される。この潜像は、ロータリー現像器49の黒色の現像器によって黒色トナーで現像される。現像された黒色トナー像は中間転写体43に転写される。感光体33上に転写されずに残ったトナーは、図示しないクリーナーによって除去され、感光体33は除電ランプにより除電される。   The photosensitive member 33 that rotates in the direction of arrow A is uniformly negatively charged by the charger 39, and first a black latent image of the first color is formed on the photosensitive member 33 by the laser light emitted from the optical scanning device 13. The This latent image is developed with black toner by the black developer of the rotary developer 49. The developed black toner image is transferred to the intermediate transfer member 43. The toner remaining without being transferred onto the photosensitive member 33 is removed by a cleaner (not shown), and the photosensitive member 33 is discharged by a discharging lamp.

そして、感光体33は再び帯電器39によって一様にマイナス帯電され、第2色目のイエローの画像形成が行われる。このようにして、第3色目のマゼンタ、第4色目のシアンまで計4色のトナー像が中間転写体26に順次転写される。4色のトナー像の中間転写体43への転写が完了した時点で、中間転写体43の表面に最終トナー像が形成される。   Then, the photosensitive member 33 is uniformly negatively charged again by the charger 39, and the second color yellow image is formed. In this way, a total of four color toner images are sequentially transferred to the intermediate transfer body 26 from the third color magenta to the fourth color cyan. When the transfer of the four color toner images to the intermediate transfer member 43 is completed, a final toner image is formed on the surface of the intermediate transfer member 43.

中間転写体43の下方には、中間転写体43に形成された最終トナー像を用紙48に転写する転写部53が設けられている。用紙48は、前述したように指定されたサイズの用紙48が備えられている用紙トレイ37から搬送ローラ対41によって転写部53まで搬送される。   Below the intermediate transfer member 43, a transfer unit 53 for transferring the final toner image formed on the intermediate transfer member 43 to the paper 48 is provided. The paper 48 is transported from the paper tray 37 provided with the paper 48 of the designated size as described above to the transfer unit 53 by the transport roller pair 41.

転写部53の配設位置よりも用紙48の搬送方向下流側には、定着装置52が配設されている。定着装置52では、最終トナー像が転写された用紙38に加熱加圧処理を施すことによって所定の画像が用紙48上に形成される。   A fixing device 52 is disposed on the downstream side in the transport direction of the paper 48 from the position where the transfer unit 53 is disposed. In the fixing device 52, a predetermined image is formed on the paper 48 by subjecting the paper 38 to which the final toner image has been transferred to heat and pressure.

図2に示すように、光走査装置13は、レーザビームを射出するための半導体レーザ16、コリメータレンズ22、長方形の制限開口32が形成された光ビームを整形するためのスリット部材24を内蔵したレーザ出射ユニット14、及び光偏向器62を含んで構成されている。また、光走査装置13には、半導体レーザ16から出射されるレーザビームの光路に沿って、エキスパンダレンズ26、シリンドリカルレンズ28、及び折り曲げミラー30がマルチビームレーザ出射ユニット14側から順に配置されている。光偏向器62は、このベースとなる制御基板61を貫通して設けられた詳細を後述する回転体(ロータ)63、ロータ63に連結されロータ63により軸心38Cを中心として一方向へ回転するポリゴンミラー38、このポリゴンミラー38を回転するためのモータ70、及びモータ70の駆動制御を行うための駆動制御回路64を含んで構成されている。本実施の形態では、ポリゴンミラー38は、12面で構成されるものとして説明するが、12面に限られるものではない。   As shown in FIG. 2, the optical scanning device 13 includes a semiconductor laser 16 for emitting a laser beam, a collimator lens 22, and a slit member 24 for shaping a light beam in which a rectangular restriction opening 32 is formed. The laser output unit 14 and the optical deflector 62 are included. In the optical scanning device 13, an expander lens 26, a cylindrical lens 28, and a bending mirror 30 are sequentially arranged from the multi-beam laser emission unit 14 side along the optical path of the laser beam emitted from the semiconductor laser 16. Yes. The optical deflector 62 is connected to a rotating body (rotor) 63 and a rotor 63, which will be described later in detail, through the control board 61 serving as the base, and is rotated in one direction around the axis 38C by the rotor 63. A polygon mirror 38, a motor 70 for rotating the polygon mirror 38, and a drive control circuit 64 for performing drive control of the motor 70 are configured. In the present embodiment, the polygon mirror 38 is described as having 12 surfaces, but is not limited to 12 surfaces.

半導体レーザ16から出射したレーザビーム20は、円錐状に広がった後、コリメータレンズ22により略平行光となり、その後、光軸周辺のビームの一部のみが制限開口32を通過する。制限開口32を通過したレーザビームは、球面凹レンズであるエキスパンダレンズ26により拡散光とされた後、シリンドリカルレンズ28により主走査方向に直行する方向には集束光となる。その後、折り曲げミラー30により光路を曲げてfθレンズ34及びfθレンズ36を通過した後、ポリゴンミラー38に入射する。   The laser beam 20 emitted from the semiconductor laser 16 spreads in a conical shape and then becomes substantially parallel light by the collimator lens 22, and then only a part of the beam around the optical axis passes through the limiting aperture 32. The laser beam that has passed through the limiting aperture 32 is converted into diffused light by the expander lens 26 that is a spherical concave lens, and then becomes focused light in the direction orthogonal to the main scanning direction by the cylindrical lens 28. Thereafter, the optical path is bent by the bending mirror 30, passes through the fθ lens 34 and the fθ lens 36, and then enters the polygon mirror 38.

ポリゴンミラー38は、周方向に複数の反射面38Aを備えて構成されており、ポリゴンミラー38の回転により反射偏向されたレーザビーム20は、fθレンズ34、fθレンズ36、及びシリンドリカルミラー40を介して、感光体33の走査開始位置(例えば、位置57)から主走査方向へと感光体33を走査する。なお、走査開始位置の近傍には、レーザ光の走査開始タイミングの同期をとるための光ビーム位置検出部58が配置されている。光ビーム位置検出部58は、レーザ光を反射する反射ミラー56と、レーザ光による主走査開始(Start Of Scan:SOS)のタイミングの同期をとるためにレーザ光を感知するセンサ部60が設けられており、レーザ光を感知しないときは高レベルの信号(以下、H信号という)を出力し、レーザ光を感知したときには低レベルの信号(以下、L信号という)を出力するようになっている。   The polygon mirror 38 includes a plurality of reflecting surfaces 38A in the circumferential direction, and the laser beam 20 reflected and deflected by the rotation of the polygon mirror 38 passes through the fθ lens 34, the fθ lens 36, and the cylindrical mirror 40. Thus, the photosensitive member 33 is scanned in the main scanning direction from the scanning start position (for example, the position 57) of the photosensitive member 33. A light beam position detector 58 for synchronizing the scanning start timing of the laser light is disposed in the vicinity of the scanning start position. The light beam position detection unit 58 is provided with a reflection mirror 56 that reflects the laser beam and a sensor unit 60 that senses the laser beam in order to synchronize the timing of the main scanning start (Start Of Scan: SOS) with the laser beam. When a laser beam is not sensed, a high level signal (hereinafter referred to as H signal) is output, and when a laser beam is sensed, a low level signal (hereinafter referred to as L signal) is output. .

感光体33は円柱状に形成され、その外周面がレーザビームに感応する感光面とされている。感光体33は、その軸方向(矢印A方向)がレーザビームの主走査方向と一致するように支持されている。すなわち、画像形成装置10では、レーザ出射ユニット14から出射されたレーザビーム20が感光体33上に各々光スポットとして収束し、この光スポットが主走査方向に沿って感光体33上を移動して主走査線上に沿って潜像が記録される。また、感光体33には副走査駆動手段(図示省略)が連結されており、この副走査駆動手段は、感光体33に対する1回の光走査装置13による主走査完了に同期し、感光体33を所定量だけ回転させる。これにより、感光体33が主走査方向及び副走査方向に走査されて、感光体33に静電潜像が形成される。   The photosensitive member 33 is formed in a cylindrical shape, and its outer peripheral surface is a photosensitive surface sensitive to a laser beam. The photosensitive member 33 is supported so that its axial direction (arrow A direction) coincides with the main scanning direction of the laser beam. That is, in the image forming apparatus 10, the laser beam 20 emitted from the laser emitting unit 14 converges as a light spot on the photosensitive member 33, and the light spot moves on the photosensitive member 33 along the main scanning direction. A latent image is recorded along the main scan line. Further, sub-scanning drive means (not shown) is connected to the photoconductor 33. The sub-scanning drive means is synchronized with the completion of the main scanning by the optical scanning device 13 for the photoconductor 33 once. Is rotated by a predetermined amount. As a result, the photosensitive member 33 is scanned in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive member 33.

光偏向器62のロータ63は、図3及び図4に示すように、底面部が開口されかつその周縁部にフランジを有する円柱形状のカバー部材63Aを備えており、当該カバー部材63Aの中空部に面する内側面上には、N極及びS極が交互に連結されたリング状の駆動マグネット63Bが内接して設けられている。また、ロータ63のカバー部材63Aには、反射面を12面有する上記ポリゴンミラー38が、連結部材63Cによって回転軸66を共有するように連結されている。これにより、ポリゴンミラー38とロータ63とは回転軸66を中心に一体に回動可能とされている。なお、回転軸66は、制御基板61が設置されている光走査装置13の樹脂製のハウジング67に設けられた軸受68によって鉛直方向に支持されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the rotor 63 of the optical deflector 62 includes a cylindrical cover member 63 </ b> A having an open bottom surface and a flange at the periphery thereof, and the hollow portion of the cover member 63 </ b> A. A ring-shaped drive magnet 63B in which N poles and S poles are alternately connected is inscribed on the inner side surface facing the side. Further, the polygon mirror 38 having 12 reflecting surfaces is connected to the cover member 63A of the rotor 63 so as to share the rotating shaft 66 by the connecting member 63C. As a result, the polygon mirror 38 and the rotor 63 can be rotated integrally around the rotation shaft 66. The rotating shaft 66 is supported in the vertical direction by a bearing 68 provided in a resin housing 67 of the optical scanning device 13 on which the control board 61 is installed.

さらに、制御基板61上において、駆動マグネット63Bの内周部の円周方向に対向する位置にはステータコイル69が固設されており、駆動マグネット63Bの鉛直方向下方に対向する位置にはロータ63の回転位置検出器としてのホール素子56が3つ(ホール素子56A、56B、及び56C)設けられている。なお、本実施の形態では、駆動マグネット63Bは、12分割で着磁され、各ホール素子56A、56B、及び56Cは、80°の位相角で配置されている。   Further, on the control board 61, a stator coil 69 is fixed at a position facing the circumferential direction of the inner peripheral portion of the drive magnet 63B, and the rotor 63 is positioned at a position facing the lower side in the vertical direction of the drive magnet 63B. Three Hall elements 56 (Hall elements 56A, 56B, and 56C) are provided as rotational position detectors. In the present embodiment, the drive magnet 63B is magnetized in 12 divisions, and the Hall elements 56A, 56B, and 56C are arranged at a phase angle of 80 °.

すなわち、光偏向器62では、上記回転軸66を含むロータ63、ステータコイル69、及びホール素子56によってブラシレスモータ(以下、モータという。)70が構成されている。なお、この場合ステータコイル69は3相(U相、V相、及びW相)であることが好ましい。   That is, in the optical deflector 62, a brushless motor (hereinafter referred to as a motor) 70 is configured by the rotor 63 including the rotating shaft 66, the stator coil 69, and the Hall element 56. In this case, the stator coil 69 preferably has three phases (U phase, V phase, and W phase).

図5に示すように、モータ70の駆動制御を行うための駆動制御回路64は、PLL制御部71、ローパスフィルタ(以下LPFという)72、パルス幅変調器73、発振器76、ドライブ回路74、及びアンプ75を含んで構成されている。駆動制御回路64は、画像形成装置10全体を制御するための制御回路基板80に接続されている。   As shown in FIG. 5, the drive control circuit 64 for controlling the drive of the motor 70 includes a PLL control unit 71, a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) 72, a pulse width modulator 73, an oscillator 76, a drive circuit 74, and An amplifier 75 is included. The drive control circuit 64 is connected to a control circuit board 80 for controlling the entire image forming apparatus 10.

制御回路基板80は、画像形成装置10に設けられている各デバイス各々を制御するための制御部77、予め定められた周波数のクロックを発振するための水晶発振器78、及び設定されたモータ70の回転速度に応じた周波数となるように、水晶発振器78から出力された予め定められたクロックの周波数を分周するための、分周器79を含んで構成されている。制御部77には、画像形成装置10における画像形成速度を示す画像形成速度情報及び各種情報を入力するための入力部81がデータ授受可能に接続されている。   The control circuit board 80 includes a control unit 77 for controlling each device provided in the image forming apparatus 10, a crystal oscillator 78 for oscillating a clock having a predetermined frequency, and a set motor 70. A frequency divider 79 is included to divide the frequency of a predetermined clock output from the crystal oscillator 78 so as to have a frequency corresponding to the rotation speed. An input unit 81 for inputting image forming speed information indicating the image forming speed in the image forming apparatus 10 and various information is connected to the control unit 77 so as to be able to exchange data.

画像形成速度情報は、白黒画像形成、カラー画像形成、書込密度、及び画像形成速度等の入力された情報に基づいて用紙48に画像を形成するためには画像形成速度の変更が必要となるような情報である。本実施の形態では、白黒画像形成を示す白黒画像形成情報またはカラー画像形成を示すカラー画像形成情報が入力されるものとして説明する
制御部77は、図示を省略するメモリを備えており、各画像形成速度情報に、各画像形成速度に対応するポリゴンミラー38の回転速度に応じた周波数(詳細後述)を示す周波数情報が対応付けて予め記憶されている。
The image forming speed information needs to be changed in order to form an image on the paper 48 based on input information such as black and white image forming, color image forming, writing density, and image forming speed. Such information. In the present embodiment, it is assumed that black-and-white image formation information indicating black-and-white image formation or color image formation information indicating color image formation is input. Frequency information indicating a frequency (details will be described later) corresponding to the rotational speed of the polygon mirror 38 corresponding to each image forming speed is stored in advance in association with the forming speed information.

本実施の形態では、水晶発振器78は、9.0MHzの周波数のクロックを出力する。分周器79には、入力部81から入力された画像形成速度情報に応じた目標回転速度(以下、回転速度という)に応じた周波数となるように分周器79の分周数を変更するように制御すると共に、画像形成装置10全体を制御するための制御部77が接続されている。分周器79は、制御部77の制御によって、分周数が変更されて、水晶発振器78から出力されたクロックを分周し、ポリゴンミラー38の回転速度に応じた周波数の回転基準信号を出力する。   In the present embodiment, the crystal oscillator 78 outputs a clock having a frequency of 9.0 MHz. In the frequency divider 79, the frequency dividing number of the frequency divider 79 is changed so as to have a frequency corresponding to a target rotation speed (hereinafter referred to as rotation speed) corresponding to the image forming speed information input from the input unit 81. A control unit 77 for controlling the entire image forming apparatus 10 is connected. The frequency divider 79 divides the clock output from the crystal oscillator 78 with the frequency division number changed under the control of the control unit 77, and outputs a rotation reference signal having a frequency corresponding to the rotation speed of the polygon mirror 38. To do.

PLL制御部71の一方の入力端子は、分周器79を介して水晶発振器78の出力端子に接続されている。PLL制御部71の他方の入力端子は、複数のホール素子56Aの内の、1つにアンプ75を介して接続されている。PLL制御部71の出力端子は、LPF72を介してパルス幅変調器73の一方の入力端子に接続されている。パルス幅変調器73の他方の入力端子は、発振器76の出力端子に接続されており、パルス幅変調器73の出力端子は、ドライブ回路に接続されている。なお、ホール素子56A、56B、及び56Cは、各々ドライブ回路74に接続されており、ドライブ回路74には、モータ70の3相のステータコイル69が接続されている。   One input terminal of the PLL control unit 71 is connected to the output terminal of the crystal oscillator 78 via the frequency divider 79. The other input terminal of the PLL control unit 71 is connected to one of the plurality of Hall elements 56 </ b> A via an amplifier 75. An output terminal of the PLL control unit 71 is connected to one input terminal of the pulse width modulator 73 via the LPF 72. The other input terminal of the pulse width modulator 73 is connected to the output terminal of the oscillator 76, and the output terminal of the pulse width modulator 73 is connected to the drive circuit. The hall elements 56A, 56B, and 56C are each connected to a drive circuit 74, and a three-phase stator coil 69 of the motor 70 is connected to the drive circuit 74.

水晶発振器78から出力されたクロックが、分周器79によって制御部77から入力された回転速度に応じた周波数となるように分周されて、回転速度に応じた周波数の基準クロックがPLL制御部71へ入力されると、PLL制御部71では、入力された回転速度に応じた周波数の基準クロックと、ホール素子56Aからの出力信号とを比較して、位相及び周波数が同一となるように位相比較信号を出力する。LPF72は、PLL制御部71から出力された位相比較信号を積分電圧に変換して、回転制御電圧信号をパルス幅変調器73へ出力する。パルス幅変調器73では、LPF72から入力された回転制御電圧信号と、詳細を後述する予め定められた周波数のPWMクロックを発振する発振器76から入力されたPWMクロックとに基づいて、パルス幅変調したデジタル信号を、パルス幅変調信号(以下、PWM信号という)としてドライブ回路74へ出力する。なお、本実施の形態では、PWMクロックの周波数とPWMクロックの周波数に位相関係を持たせないものとする。ドライブ回路74は、ホール素子56A、56B及び56C各々から入力されたホール信号及び、入力されたPWM信号に基づいて、3相のステータコイル69各々にPWM信号電圧に比例した駆動電流を、モータ70のステータコイル69へ供給する。   The clock output from the crystal oscillator 78 is frequency-divided by the frequency divider 79 so as to have a frequency corresponding to the rotational speed input from the control unit 77, and a reference clock having a frequency corresponding to the rotational speed is generated by the PLL control unit. When the signal is input to 71, the PLL control unit 71 compares the input reference clock with a frequency corresponding to the rotation speed and the output signal from the Hall element 56A so that the phase and the frequency are the same. A comparison signal is output. The LPF 72 converts the phase comparison signal output from the PLL control unit 71 into an integrated voltage, and outputs the rotation control voltage signal to the pulse width modulator 73. The pulse width modulator 73 performs pulse width modulation based on a rotation control voltage signal input from the LPF 72 and a PWM clock input from an oscillator 76 that oscillates a PWM clock having a predetermined frequency, which will be described in detail later. The digital signal is output to the drive circuit 74 as a pulse width modulation signal (hereinafter referred to as PWM signal). In this embodiment, it is assumed that there is no phase relationship between the frequency of the PWM clock and the frequency of the PWM clock. The drive circuit 74 supplies a drive current proportional to the PWM signal voltage to each of the three-phase stator coils 69 based on the Hall signal input from each of the Hall elements 56A, 56B and 56C and the input PWM signal. To the stator coil 69.

具体的には、例えば、図6に示すように、ホール素子56A、56B及び56C各々から入力されたホール信号H1、H2、及びH3各々に応じて、3相のステータコイル69のU相、V相、及びW相各々に、各ホール信号H1、H2、及びH3各々がローレベルからハイレベルに切り替わったときに、対応する各U相、V相、及びW相各々から電流を引き込み、各ホール信号H1、H2、及びH3各々がハイレベルからローレベルに切り替わったときに、対応する各U相、V相、及びW相各々へPWM信号電圧に比例した駆動電流を供給する。   Specifically, for example, as shown in FIG. 6, the U-phase, V-phase of the three-phase stator coil 69 according to the Hall signals H1, H2, and H3 input from the Hall elements 56A, 56B, and 56C, respectively. When each Hall signal H1, H2, and H3 is switched from the low level to the high level for each of the phase and the W phase, current is drawn from the corresponding U phase, V phase, and W phase, respectively, When each of the signals H1, H2, and H3 is switched from the high level to the low level, a drive current proportional to the PWM signal voltage is supplied to each of the corresponding U phase, V phase, and W phase.

また、ドライブ回路74は、ホール素子56A、56B、及び56Cから入力されるホール信号を回転検知信号として、モータ70の回転を検知する。図6に示したように、ホール素子56A、56B、及び56Cから入力されるホール信号によって、ステータコイル69に供給される電流の流れは、V相からU相、W相からU相、W相からV相、U相からV相、U相からW相、V相からW相、及びV相からU相というように切替えられる。本実施の形態では、切替えパタンの一周期でモータ70は1/6回転する。   Further, the drive circuit 74 detects the rotation of the motor 70 using the hall signals input from the hall elements 56A, 56B, and 56C as rotation detection signals. As shown in FIG. 6, the current flow supplied to the stator coil 69 by the Hall signals input from the Hall elements 56 </ b> A, 56 </ b> B, and 56 </ b> C is V-phase to U-phase, W-phase to U-phase, W-phase. To V phase, U phase to V phase, U phase to W phase, V phase to W phase, and V phase to U phase. In the present embodiment, the motor 70 rotates 1/6 in one cycle of the switching pattern.

このように駆動制御回路64及び制御回路基板80を構成することによって、モータ70は、その回転速度を入力部81によって入力された画像形成速度情報に応じた回転速度で回転するように制御される。すなわち、モータ70の回転速度を制御することによって、ポリゴンミラー38を回転させて、各反射面へのレーザ光の入射角を連続的に変化させることにより、レーザ光を偏向してミラー28側に送りつつ、主走査方向に沿って各現像ユニットにおける感光体33上に照射することができる。   By configuring the drive control circuit 64 and the control circuit board 80 in this way, the motor 70 is controlled to rotate at a rotation speed corresponding to the image formation speed information input by the input unit 81. . That is, by controlling the rotational speed of the motor 70, the polygon mirror 38 is rotated, and the incident angle of the laser beam on each reflecting surface is continuously changed, so that the laser beam is deflected and moved to the mirror 28 side. Irradiation can be performed on the photosensitive member 33 in each developing unit along the main scanning direction.

ここで、PLL制御部71には、モータ70の回転速度に応じた周波数の基準クロックが入力されるが、この周波数は、予めホール素子56A、56B、及び56Cから入力されるホール信号が、モータ70の一回転に対して何パルス発生するかを考慮して予め定められる。すなわち、基準クロックの周波数は、画像形成装置10の構造と、モータ70の回転数に応じて予め定められる。   Here, a reference clock having a frequency corresponding to the rotational speed of the motor 70 is input to the PLL control unit 71. The Hall signal input from the Hall elements 56A, 56B, and 56C in advance is the frequency of the motor. It is determined in advance in consideration of how many pulses are generated for one rotation of 70. That is, the frequency of the reference clock is determined in advance according to the structure of the image forming apparatus 10 and the rotation speed of the motor 70.

なお、本実施の形態では、モータ70が1回転するときに、6サイクルのホール信号(モータ70の回転検知信号)を発生するため、モータ70を例えば2000回転/分で回転させるには、基準クロックの周波数frefは、fref=20000(rpm)×6(パルス)/60(秒)=2000(Hz)となる。   In the present embodiment, when the motor 70 rotates once, a 6-cycle hall signal (rotation detection signal of the motor 70) is generated. Therefore, in order to rotate the motor 70 at, for example, 2000 rotations / min, The frequency fref of the clock is fref = 20000 (rpm) × 6 (pulses) / 60 (seconds) = 2000 (Hz).

一方、発振器76から出力されるPWMクロックの周波数は、通常20KHzから50KHzの範囲が予め設定される。これは、上述のようにドライブ回路74は、PWM信号の振幅に応じてドライブ回路74に含まれる図示を省略したスイッチング回路の切替え制御によってモータ70への電流の入出力を切替えているので、可聴範囲の周波数を設定するとモータ70から騒音が発生するという問題があるためである。但し、周波数が高くなると、ドライブ回路74に含まれる図示を省略したスイッチング回路(トランジスタ)のスイッチング速度が追いつかなくなり、ドライブ回路74が発熱して損失が大きくなるという問題があるため、PWMクロックの周波数としては、ドライブ回路74の駆動能力内で且つ可聴周波数以上の周波数として、通常20KHzから50KHzの範囲が予め設定される。   On the other hand, the frequency of the PWM clock output from the oscillator 76 is usually preset in the range of 20 KHz to 50 KHz. As described above, the drive circuit 74 switches the input / output of the current to the motor 70 by switching control of the switching circuit (not shown) included in the drive circuit 74 according to the amplitude of the PWM signal. This is because there is a problem that noise is generated from the motor 70 when the frequency in the range is set. However, if the frequency is increased, the switching speed of the switching circuit (transistor) not shown in the figure included in the drive circuit 74 cannot catch up, and the drive circuit 74 generates heat and loss increases. As a frequency within the drive capability of the drive circuit 74 and higher than the audible frequency, a range of 20 KHz to 50 KHz is normally set in advance.

なお、PWMクロックを出力する発振器76は、製造時に特定の周波数のPWMクロックを出力するように設定される。   The oscillator 76 that outputs a PWM clock is set to output a PWM clock having a specific frequency at the time of manufacture.

また、本実施の形態の画像形成装置10では、白黒画像形成時には、画像形成速度が203.2mm/s、カラー画像形成時には、画像形成速度158.75mm/sで書込みが行われるものとする。なお、このとき書込み密度は600dpiであるものとする。   In the image forming apparatus 10 of the present embodiment, it is assumed that writing is performed at an image forming speed of 203.2 mm / s during monochrome image formation and an image forming speed of 158.75 mm / s during color image formation. At this time, the writing density is assumed to be 600 dpi.

書込密度600dpiで白黒画像を形成する時に画像形成速度が203.2mm/sであるとすると、モータ70の回転数は、24000.0rpmであることから、基準クロックの周波数frefは、2400.0Hzとなり、基準クロックの周期は416.7μsとなる。なお、この場合、周波数2400.0Hzの基準クロックは、水晶発振器78から出力された周波数9.0MHzのクロックを、分周器79によって3750分周することによって生成される。   If a black and white image is formed at a writing density of 600 dpi and the image forming speed is 203.2 mm / s, the rotation speed of the motor 70 is 24000.0 rpm, so the frequency fref of the reference clock is 2400.0 Hz. Thus, the period of the reference clock is 416.7 μs. In this case, the reference clock having a frequency of 2400.0 Hz is generated by dividing the clock having a frequency of 9.0 MHz output from the crystal oscillator 78 by the frequency divider 79 by 3750.

また、本実施の形態の画像形成装置10では、書込密度600dpiでカラー画像を形成する時には、画像形成速度が158.75mm/sであるとすると、この画像形成速度のときの、モータ70の回転数は、18750.0rpmであることから、基準クロックの周波数frefは、1875.0Hzとなり、基準クロックの周期は、533.3μsとなる。なお、この場合、周波数1875.0Hzの基準クロックは、水晶発振器78から出力された周波数9.0MHzのクロックを、分周器79によって4800分周することによって生成される。   In the image forming apparatus 10 according to the present embodiment, when a color image is formed at a writing density of 600 dpi, if the image forming speed is 158.75 mm / s, the motor 70 at this image forming speed is used. Since the rotation speed is 18750.0 rpm, the frequency fref of the reference clock is 1875.0 Hz, and the cycle of the reference clock is 533.3 μs. In this case, the reference clock having a frequency of 1875.0 Hz is generated by frequency-dividing the clock having a frequency of 9.0 MHz output from the crystal oscillator 78 by the frequency divider 79 by 4800.

なお、制御部77の図示を省略するメモリには、白黒画像形成情報に対応付けて、基準クロックの周波数情報2400.0Hzが格納されるとともに、カラー画像形成情報に対応付けて、基準クロックの周波数情報1875.0Hzが格納されるものとする。なお、メモリに記憶される画像形成速度情報及び周波数情報はこのような値に限られるものではない。   The memory not shown in the figure of the control unit 77 stores reference clock frequency information 2400.0 Hz in association with black and white image formation information, and in association with color image formation information, the reference clock frequency. Information 1875.0 Hz is stored. The image formation speed information and frequency information stored in the memory are not limited to such values.

図9には、PWMクロックの周波数として2種類の周波数37.5KHz、及び31.0KHzを定め、PWMクロックの周波数がこれら各々の値のときに、基準クロックの周波数を変化させることによってモータ70の回転数を変化させたときの、用紙48上に形成される画像の主走査方向の揺らぎ(以下、ジッタという)(図12参照)発生量の測定結果を示した。   In FIG. 9, two types of frequencies 37.5 KHz and 31.0 KHz are defined as the frequency of the PWM clock, and when the frequency of the PWM clock is each of these values, the frequency of the motor 70 is changed by changing the frequency of the reference clock. The measurement result of the amount of fluctuation (hereinafter referred to as jitter) (refer to FIG. 12) in the main scanning direction of the image formed on the paper 48 when the rotation speed is changed is shown.

なお、図8に示すように、モータ70の回転数の制御は、PWMクロックの周波数を37.5KHzに定めた場合(図8(A))、及び31.0KHzに定めた場合(図8(B))各々について、各周波数の整数(N)倍となるような周波数の基準クロックを印加することによって行った(詳細後述)。   As shown in FIG. 8, the rotation speed of the motor 70 is controlled when the frequency of the PWM clock is set to 37.5 KHz (FIG. 8A) and when set to 31.0 KHz (FIG. 8 ( B)) For each, a reference clock having a frequency that is an integer (N) multiple of each frequency was applied (details will be described later).

この結果、PWMクロックの周波数が37.5KHzのときには、図9に示す実線90の結果が得られ、PWMクロックの周波数が31.0KHzのときには、図9に示す点線92の結果が得られた。   As a result, when the frequency of the PWM clock is 37.5 KHz, the result of the solid line 90 shown in FIG. 9 is obtained, and when the frequency of the PWM clock is 31.0 KHz, the result of the dotted line 92 shown in FIG. 9 is obtained.

図9に示されるように、モータの回転数が大きくなるほど、ジッタの発生量は低下するが、モータの回転速度が低速になるほど、ジッタの発生量は大きくなっている。特に、モータ70の回転速度が低速になるほど、形成される画像品質に影響を及ぼす程度の回転速度変動がポリゴンミラー38に発生していることを示す10μm以上のジッタが発生していることがわかる。   As shown in FIG. 9, the amount of jitter generation decreases as the motor rotation speed increases, but the amount of jitter generation increases as the motor rotation speed decreases. In particular, it can be seen that as the rotational speed of the motor 70 becomes lower, a jitter of 10 μm or more indicating that the rotational speed fluctuation that affects the quality of the formed image occurs in the polygon mirror 38. .

詳細には、画像形成速度が高速の203.2mm/s(白黒画像形成時)であるときのモータの回転数24000.0rpmのときの、ジッタの発生量は10μm以下であるため、形成される画像品質に影響を及ぼす程度の回転速度変動はポリゴンミラー38に発生していない。しかし、画像形成速度が低速の158.75mm/s(カラー画像形成時)であるときのモータの回転数18750.0rpmのときの、ジッタの発生量は、10μmを超える値となっており、形成される画像品質に影響を及ぼす程度の回転速度変動がポリゴンミラー38に発生しているといえる。   More specifically, the jitter generation amount is 10 μm or less when the motor rotation speed is 24000.0 rpm when the image formation speed is 203.2 mm / s (during black-and-white image formation). The polygon mirror 38 has no fluctuation in rotational speed that affects the image quality. However, the amount of jitter generated exceeds 10 μm when the motor rotation speed is 18750.0 rpm when the image forming speed is 158.75 mm / s (during color image formation). It can be said that the rotational speed fluctuation that affects the quality of the generated image has occurred in the polygon mirror 38.

すなわち、より低速回転となるほどポリゴンミラー38の回転速度変動による画質劣化の影響が大きくなるといえる。   That is, it can be said that the lower the rotation speed, the greater the influence of image quality deterioration due to the rotation speed fluctuation of the polygon mirror 38.

また、図9の実線90及び点線92の各々に示されるように、ジッタの発生量は、PWMクロックの周波数と基準クロックの周波数の整数(N)倍とが近接するような回転数のときに大きくなっていることが分かる。   Further, as indicated by each of the solid line 90 and the dotted line 92 in FIG. 9, the amount of jitter is generated when the rotation speed is such that the PWM clock frequency and the integer (N) times the reference clock frequency are close to each other. You can see that it is getting bigger.

ポリゴンミラー38の回転速度変動(ビート)の周波数は、PWMクロックの周波数と基準クロックの周波数の整数(N)倍との差によって求められる。なお、このときのNの値は、基準クロックの周波数のN倍とPWMクロックの周波数との値が最も近くなるような値に定められる。この差が大きくなるほど、ポリゴンミラー38のビートの周波数は高周波となるため、画質劣化に影響を及ぼすようなジッタは発生しない。しかしながら、この差が小さくなると、ビートの周波数は低い周波数となるため、画質に影響を及ぼすようなジッタとなる。   The frequency of the rotational speed fluctuation (beat) of the polygon mirror 38 is obtained by the difference between the PWM clock frequency and the integer (N) times the reference clock frequency. Note that the value of N at this time is set to a value such that the value of N times the frequency of the reference clock and the frequency of the PWM clock are closest. As this difference becomes larger, the beat frequency of the polygon mirror 38 becomes higher, so that jitter that affects image quality degradation does not occur. However, when this difference becomes small, the beat frequency becomes low, and jitter that affects the image quality occurs.

そこで、本実施の形態では、特に低速回転時として、カラー画像形成時の低速の画像形成速度158.75mm/sを実現するためのモータ70の回転数18750.0rpmを実現するための基準クロックの周波数1875.0Hzの、整数倍と一致するような周波数となるようにPWMクロックの周波数として、上記37.5KHzを予め定めた場合と、基準クロックの周波数1875.0HzのN倍(Nは整数)とN+1倍との中間となるような周波数となるようにPWMクロックの周波数として、31.0KHzを予め定めた場合各々について、モータ70の回転数を変化させたときのジッタの発生量を測定した。   Therefore, in the present embodiment, a reference clock for realizing a rotation speed of 18750.0 rpm of the motor 70 for realizing a low image forming speed of 158.75 mm / s at the time of color image formation, particularly at a low speed rotation. When the above-mentioned 37.5 KHz is preset as the frequency of the PWM clock so as to match the integer multiple of the frequency 1875.0 Hz, and N times the frequency of the reference clock 1875.0 Hz (N is an integer) When the frequency of the PWM clock is set to 31.0 KHz in advance so that the frequency is halfway between N + 1 and N + 1 times, the amount of jitter generated when the number of revolutions of the motor 70 is changed was measured. .

図9の実線90に示すように、PWMクロックの周波数を37.5KHzに予め定めた場合、カラー画像形成時の低速の画像形成速度158.75mm/sを実現するためのモータ70の回転数18750.0rpmのときのジッタ発生量は、ポイント90Aに示すように、10μm以上となり、形成される画像品質に影響を及ぼす程度の回転速度変動がポリゴンミラー38に発生していることを示している。   As indicated by the solid line 90 in FIG. 9, when the frequency of the PWM clock is preset to 37.5 KHz, the rotational speed 18750 of the motor 70 for realizing a low image forming speed of 158.75 mm / s during color image formation. The jitter generation amount at 0.0 rpm is 10 μm or more as shown at point 90A, indicating that the rotational speed fluctuation that affects the quality of the formed image is generated in the polygon mirror 38.

なお、このとき、白黒画像形成時の高速の画像形成速度203.2mm/sを実現するためのモータ70の回転数24000.0rpmのときの、基準クロックの周期は、図8(A)に示すように、PWMクロックの周期の16倍の周期となるように基準クロックの周期を調整したときのモータの回転数23438rpmと、PWMクロックの周期の15倍の周期となるように基準クロックの周期を調整したときのモータの回転数25000rpmとの中間の値となっている。このときのジッタの発生量は、図9のポイント90Bに示すように、10μm以下となっており、画像品質に影響を及ぼす程の回転速度変動は発生していないことがわかる。   At this time, the cycle of the reference clock when the rotation speed of the motor 70 is 24000.0 rpm for realizing a high-speed image formation speed of 203.2 mm / s during monochrome image formation is shown in FIG. As described above, when the reference clock period is adjusted to be 16 times the PWM clock period, the motor rotation speed is 23438 rpm, and the reference clock period is set to be 15 times the PWM clock period. It is an intermediate value between the rotational speed of the motor when adjusted and 25000 rpm. The amount of jitter generated at this time is 10 μm or less, as indicated by a point 90B in FIG. 9, and it can be seen that there is no rotational speed fluctuation that affects the image quality.

一方、図9の点線92に示すように、PWMクロックの周波数を31.0KHzに予め定めた場合、カラー画像形成時の低速の画像形成速度158.75mm/sを実現するためのモータ70の回転数18750.0rpmのときのジッタ発生量は、ポイント92Aに示すように、10μm以下となり、形成される画像品質に影響を及ぼす程度の回転速度変動はポリゴンミラー38に発生していないことが分かる。   On the other hand, as shown by a dotted line 92 in FIG. 9, when the frequency of the PWM clock is preset to 31.0 KHz, the rotation of the motor 70 for realizing a low image forming speed of 158.75 mm / s during color image formation. The jitter generation amount at several 18750.0 rpm is 10 μm or less as indicated by point 92A, and it can be seen that the rotational speed fluctuation that affects the quality of the formed image does not occur in the polygon mirror 38.

なお、このとき、白黒画像形成時の高速の画像形成速度203.2mm/sを実現するためのモータ70の回転数24000.0rpmのときの、基準クロックの周期は、図8(B)に示すように、PWMクロックの周期のN倍の周期とは一致しない。このときのジッタの発生量は、図9のポイント92Bに示すように、10μm以下となっており、画像品質に影響を及ぼす程の回転速度変動は発生していないことがわかる。   At this time, the cycle of the reference clock when the rotational speed of the motor 70 for realizing a high-speed image formation speed of 203.2 mm / s at the time of monochrome image formation is 24000.0 rpm is shown in FIG. Thus, it does not coincide with a period N times the period of the PWM clock. The amount of jitter generated at this time is 10 μm or less as indicated by a point 92B in FIG. 9, and it can be seen that there is no fluctuation in rotational speed that affects the image quality.

そこで、本発明の画像形成装置10では、画像品質に影響を及ぼす程度の回転速度変動がポリゴンミラー38に発生することを抑制するために、発振器76の周波数を、特に低速環境下で画像を形成するとき、すなわち、ポリゴンミラー38の低速回転時に、この低速回転を実現するための基準クロックの周波数の、N倍(Nは整数)とN+1倍との中間となるような周波数(例えば、31.0KHz)に、予め設定した。   Therefore, in the image forming apparatus 10 of the present invention, an image is formed with the frequency of the oscillator 76, particularly in a low-speed environment, in order to suppress the occurrence of rotational speed fluctuations that affect the image quality in the polygon mirror 38. In other words, when the polygon mirror 38 is rotated at a low speed, a frequency (for example, 31.N) is intermediate between N times (N is an integer) and N + 1 times the frequency of the reference clock for realizing the low speed rotation. 0 kHz).

なお、この低速とは、図9に示すように、ポリゴンミラー38の回転数が、画像品質に影響を及ぼす程度の回転速度変動が発生する閾値以下であるときの画像形成速度及び回転数(回転速度)であって、例えば、ジッタの発生量10μm以下となるように予め測定結果によって定められた範囲の速度を示す。   As shown in FIG. 9, this low speed means an image forming speed and a rotational speed (rotational speed) when the rotational speed of the polygon mirror 38 is equal to or lower than a threshold at which a rotational speed fluctuation that affects image quality occurs. Speed), for example, a speed in a range determined in advance by measurement results so that the amount of jitter generation is 10 μm or less.

次に本実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

画像形成装置10の図示を省略した電源スイッチにより画像形成装置10に電力が供給されると、制御部77では、図10に示す処理ルーチンが実行されてステップ100へ進み、ユーザによる入力部81の操作指示によって、画像形成速度を示す画像形成速度情報が入力されると、ステップ102へ進む。画像形成速度情報としては、白黒画像形成、カラー画像形成、書込密度、及び画像形成速度等の、画像形成装置10側で入力された情報に基づいて用紙に画像を形成するためには画像形成速度の変更が必要な情報である。本実施の形態では、白黒画像形成を示す白黒画像形成情報またはカラー画像形成を示すカラー画像形成情報が入力される。   When power is supplied to the image forming apparatus 10 by a power switch (not shown) of the image forming apparatus 10, the control unit 77 executes the processing routine shown in FIG. When image forming speed information indicating the image forming speed is input by the operation instruction, the process proceeds to step 102. As the image forming speed information, in order to form an image on a sheet based on information input on the image forming apparatus 10 side, such as black and white image forming, color image forming, writing density, and image forming speed, image forming is performed. This information needs to be changed. In the present embodiment, monochrome image formation information indicating monochrome image formation or color image formation information indicating color image formation is input.

次のステップ102では、上記ステップ100で取得した画像形成速度情報に応じた、基準クロックの周波数情報を図示を省略したメモリから読取り、読取った周波数情報の周波数となるように、水晶発振器78から出力されるクロックの周波数を分周するための分周数を示す情報を分周器79へ出力する。分周器79では、分周数を示す情報が入力されると、入力された分周数に基づいて水晶発振器78から出力されるクロックの周波数を、上記ステップ100で入力された画像形成速度情報に応じた周波数となるように分周した基準クロックを駆動制御回路64のPLL制御部71へ出力する。   In the next step 102, the frequency information of the reference clock corresponding to the image forming speed information acquired in step 100 is read from a memory (not shown), and output from the crystal oscillator 78 so as to be the frequency of the read frequency information. Information indicating the frequency division number for dividing the frequency of the clock to be output is output to frequency divider 79. In the frequency divider 79, when the information indicating the frequency division number is input, the frequency of the clock output from the crystal oscillator 78 based on the input frequency division number is set to the image forming speed information input in the step 100. The reference clock frequency-divided so as to be in accordance with the frequency is output to the PLL control unit 71 of the drive control circuit 64.

基準クロックがPLL制御部71へ入力されると、PLL制御部71では、入力された基準クロックと、ホール素子56Aからの出力信号(回転検知信号)とを比較して、位相及び周波数が同一となるように位相比較信号を出力する。LPF72は、PLL制御部71から出力された位相比較信号を積分電圧に変換して、回転制御電圧信号をパルス幅変調器73へ出力する。パルス幅変調器73では、LPF72から入力された回転制御電圧信号と、ポリゴンミラー38の低速回転時にこの低速回転を実現するための基準クロックの周波数のN倍(Nは整数)とN+1倍との中間となるような周波数(例えば、31.0KHz)に発振する周波数が予め設定された発振器76から入力されたPWMクロックとに基づいて、パルス幅変調したデジタル信号をPWM信号としてドライブ回路74へ出力する。ドライブ回路74は、ホール素子56A、56B及び56C各々から入力されたホール信号及び、入力されたPWM信号に基づいて、3相のステータコイル69各々にPWM信号電圧に比例した駆動電流を、モータ70のステータコイル69へ供給する。   When the reference clock is input to the PLL control unit 71, the PLL control unit 71 compares the input reference clock with the output signal (rotation detection signal) from the Hall element 56A, and the phase and frequency are the same. The phase comparison signal is output so that The LPF 72 converts the phase comparison signal output from the PLL control unit 71 into an integrated voltage, and outputs the rotation control voltage signal to the pulse width modulator 73. In the pulse width modulator 73, the rotation control voltage signal input from the LPF 72 and N times (N is an integer) and N + 1 times the frequency of a reference clock for realizing the low speed rotation when the polygon mirror 38 is rotated at a low speed. Based on the PWM clock input from the oscillator 76 in which the frequency oscillating at an intermediate frequency (for example, 31.0 KHz) is preset, the pulse width modulated digital signal is output to the drive circuit 74 as a PWM signal. To do. The drive circuit 74 supplies a drive current proportional to the PWM signal voltage to each of the three-phase stator coils 69 based on the Hall signal input from each of the Hall elements 56A, 56B and 56C and the input PWM signal. To the stator coil 69.

このように制御することによって、モータ70は、その回転速度を入力部81によって入力された画像形成速度情報に応じた回転速度で回転するように制御される。   By controlling in this way, the motor 70 is controlled to rotate at a rotational speed corresponding to the image forming speed information input by the input unit 81.

次のステップ104では上記ステップ100で取得した画像形成速度情報に応じた画像形成速度で画像を形成するように、画像形成装置10に設けらている感光体33の回転制御やその他各種デバイスの制御を行うとともに、入力された回転速度に応じた回転速度で回転するポリゴンミラー38に画像データに応じたレーザ光を射出するように光走査装置13を制御することによって、上記ステップ100で設定された画像形成速度で記録用紙に画像を形成した後に、本ルーチンを終了する。   In the next step 104, rotation control of the photosensitive member 33 provided in the image forming apparatus 10 and control of various other devices are performed so that an image is formed at an image forming speed corresponding to the image forming speed information acquired in step 100. In step 100, the optical scanning device 13 is controlled to emit laser light corresponding to the image data to the polygon mirror 38 that rotates at the rotational speed corresponding to the input rotational speed. After the image is formed on the recording paper at the image forming speed, this routine is finished.

以上説明したように、本発明の画像形成装置10では、画像品質に影響を及ぼす程度の回転速度変動がポリゴンミラー38に発生することを抑制するために、発振器76の周波数を、特に低速環境下で画像を形成するとき、すなわち、ポリゴンミラー38の低速回転時に、この低速回転を実現するための基準クロックの周波数のN倍(Nは整数)とN+1倍との中間となるような周波数にPWMクロックの周波数を予め定めたので、ポリゴンミラー38の回転速度変動を抑制することができ、ジッタの発生を抑制することができる。   As described above, in the image forming apparatus 10 of the present invention, the frequency of the oscillator 76 is set to a low speed environment in order to prevent the polygon mirror 38 from generating a rotational speed fluctuation that affects the image quality. When an image is formed by the above method, that is, when the polygon mirror 38 is rotated at a low speed, the PWM is set to a frequency that is intermediate between N times (N is an integer) and N + 1 times the frequency of the reference clock for realizing the low speed rotation. Since the clock frequency is determined in advance, fluctuations in the rotational speed of the polygon mirror 38 can be suppressed, and the occurrence of jitter can be suppressed.

例えば、上記実施の形態で説明したように、基準クロックとPWMクロックとの間に位相関係を持たせない場合(図7(A)参照)には、カラー画像形成時の低速の画像形成速度158.75mm/sを実現するためのモータ70の回転数18750.0rpmを実現するための基準クロックの周波数が1875.0Hzであるときに、PWMクロックの周波数を、基準クロックの周波数の整数倍(20倍)の周波数37.5KHzに近接する周波数として37.8KHzに定めたとすると、ビートの周波数はPWM周波数と基準クロックの整数倍の周波数との差となり、最も長い周期で37.8KHz―(1875Hz×20)=300Hzとなる。また、ビートの周期は333μsとなり、画質に影響を及ぼすようなジッタが発生する。   For example, as described in the above embodiment, when a phase relationship is not provided between the reference clock and the PWM clock (see FIG. 7A), the low-speed image formation speed 158 at the time of color image formation. When the frequency of the reference clock for realizing the rotational speed 18750.0 rpm of the motor 70 for realizing .75 mm / s is 1875.0 Hz, the frequency of the PWM clock is an integral multiple of the frequency of the reference clock (20 If the frequency close to 37.5 KHz is set to 37.8 KHz, the beat frequency is the difference between the PWM frequency and a frequency that is an integral multiple of the reference clock, and 37.8 KHz- (1875 Hz × 20) = 300 Hz. The beat cycle is 333 μs, and jitter that affects the image quality occurs.

これは、ポリゴンミラー38の回転速度変動(ビート)の周波数は、PWMクロックの周波数と基準クロックの周波数の整数(N)倍との差によって求められる。なお、このときのNの値は、基準クロックの周波数のN倍とPWMクロックの周波数との値が最も近くなるような値に定められる。この差が小さくなるほど、ビートの周波数は低い周波数となるため、画質に影響を及ぼすようなジッタとなるためである。   The frequency of the rotational speed fluctuation (beat) of the polygon mirror 38 is obtained by the difference between the PWM clock frequency and an integer (N) times the reference clock frequency. Note that the value of N at this time is set to a value such that the value of N times the frequency of the reference clock and the frequency of the PWM clock are closest. This is because the smaller the difference is, the lower the beat frequency is, and hence jitter that affects the image quality.

一方、PWMクロックの周波数と基準クロックの整数倍の周波数との差が、基準クロックの周波数の整数倍となるような周波数に近接するような値にPWMクロックの周波数を定めた場合のPWMクロックと基準クロックの周波数の差より大きくなるほど、ビートは高周波となるので、ビート周期は短くなり、画質劣化は目立たなくなる。   On the other hand, the PWM clock when the frequency of the PWM clock is set to a value close to a frequency such that the difference between the frequency of the PWM clock and an integer multiple of the reference clock is an integer multiple of the reference clock frequency The larger the difference between the reference clock frequencies, the higher the beat, so the beat cycle becomes shorter and the image quality deterioration becomes less noticeable.

本実施の形態では、基準クロックの周波数のN倍(Nは整数)とN+1倍との中間となるような周波数にPWMクロックの周波数を予め定めているので、ポリゴンミラー38の回転速度変動によるジッタの発生を抑制することができ、画質劣化を抑制することができる。   In this embodiment, since the frequency of the PWM clock is preset to a frequency that is between N times (N is an integer) and N + 1 times the frequency of the reference clock, jitter caused by fluctuations in the rotational speed of the polygon mirror 38 Generation can be suppressed, and image quality deterioration can be suppressed.

なお、上記実施の形態で説明したように、基準クロックとPWMクロックとの間に位相関係を持たせない場合について説明したが、基準クロックとPWMクロックとを同期式にした場合についても同様に、基準クロックの周波数のN倍(Nは整数)とN+1倍との中間となるような周波数にPWMクロックの周波数を予め定めれば、ポリゴンミラー38の回転速度変動によるジッタの発生を抑制することができ、画質劣化を抑制することができる。   In addition, as described in the above embodiment, the case where the phase relationship between the reference clock and the PWM clock is not given has been described, but the case where the reference clock and the PWM clock are synchronized is similarly described. If the frequency of the PWM clock is set in advance to a frequency that is between N times (N is an integer) and N + 1 times the frequency of the reference clock, the occurrence of jitter due to the rotational speed fluctuation of the polygon mirror 38 can be suppressed. Image quality deterioration can be suppressed.

図7(B)に示すように、基準クロックとPWMクロックとを同期式にした場合に、基準クロックの出力タイミングとPWMクロックの出力タイミングとを同期させる(リセットさせる)必要があるが、実際には、完全に同期させることは難しい。具体的には、このリセットタイミングのずれが数ns以下の単位で発生することが知られている。しかし、基準クロックの周波数のN倍(Nは整数)とN+1倍との中間となるような周波数にPWMクロックの周波数を予め定めれば、ポリゴンミラー38の回転速度変動によるジッタの発生を抑制することができ、画質劣化を抑制することができる。   As shown in FIG. 7B, when the reference clock and the PWM clock are synchronized, it is necessary to synchronize (reset) the output timing of the reference clock and the output timing of the PWM clock. Is difficult to synchronize completely. Specifically, it is known that this shift in the reset timing occurs in units of several ns or less. However, if the frequency of the PWM clock is set in advance to a frequency that is between N times (N is an integer) and N + 1 times the frequency of the reference clock, the occurrence of jitter due to the rotational speed fluctuation of the polygon mirror 38 is suppressed. Image quality deterioration can be suppressed.

なお、本実施の形態では、白黒画像形成を示す白黒画像形成情報またはカラー画像形成を示すカラー画像形成情報が入力される場合を説明したが、このような形態に限られるものではない。   In the present embodiment, the case where monochrome image formation information indicating monochrome image formation or color image formation information indicating color image formation is input has been described. However, the present invention is not limited to such a form.

例えば、用紙の厚み及び書込み密度を示す情報等の画像形成情報各々を入力可能としてもよい。この場合、各画像形成情報情報に応じた画像形成速度を実現するためのポリゴンミラー38の回転速度に応じた基準クロックの周波数を示す周波数情報を、予め制御部77の図示を省略したメモリに記憶するとともに、PWMクロックの周波数を、用紙の厚み及び書込み密度を示す情報等に応じた画像形成速度の内、画像品質に影響を及ぼす程度の回転速度変動が発生する閾値を予めジッタの発生量の測定結果から求めて、この閾値以下の画像品質に影響を及ぼす画像形成速度に対応する基準クロックの周波数各々の整数倍と一致しないように、PWMクロックの周波数を予め定めるようにすればよい。   For example, each image forming information such as information indicating the thickness and writing density of the paper may be input. In this case, frequency information indicating the frequency of the reference clock corresponding to the rotation speed of the polygon mirror 38 for realizing the image formation speed corresponding to each image formation information information is stored in advance in a memory not shown in the control unit 77. At the same time, the PWM clock frequency is set to a threshold value that causes a fluctuation in rotational speed to an extent that affects image quality, among image forming speeds according to information such as paper thickness and writing density. The frequency of the PWM clock may be determined in advance so that it does not coincide with an integer multiple of the frequency of each of the reference clocks corresponding to the image forming speed that affects the image quality below this threshold, obtained from the measurement result.

このようにすれば、入力部81によって画像形成速度を変更する必要が生じるような情報が入力された場合であっても、ポリゴンミラー38の回転速度変動を抑制することができるので、回転速度変動による画質低下を抑制することができる。   In this way, even if information that requires the image forming speed to be changed is input by the input unit 81, the rotational speed fluctuation of the polygon mirror 38 can be suppressed. It is possible to suppress the image quality deterioration due to.

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るレーザ走査装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a laser scanning device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る光偏向器の、図2の矢印A−A方向に沿った概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the optical deflector according to the embodiment of the present invention along the direction of arrow AA in FIG. 2. 本発明の実施の形態に係るローラの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the roller which concerns on embodiment of this invention. 本発明の光偏向器及び画像制御部の電気的構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the electrical structure of the optical deflector and image control part of this invention. ホール素子からのホール信号に対応して3相のステータコイル各々へ印加または引き込む駆動電流による駆動信号の波形を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the waveform of the drive signal by the drive current applied or drawn in to each three-phase stator coil corresponding to the Hall signal from the Hall element. (A)は、基準クロックとPWMクロックとの間に位相関係が無く且つ基準クロックの周期がPWMクロックの周期のN倍ではないときの基準クロックとPWMクロックとの波形を示すタイミングチャートであり、(B)は、基準クロックとPWMクロックとの間に位相関係が有り且つ基準クロックの周期がPWMクロックの周期のN倍であるときの基準クロックとPWMクロックとの波形を示すタイミングチャートである。(A) is a timing chart showing waveforms of the reference clock and the PWM clock when there is no phase relationship between the reference clock and the PWM clock and the period of the reference clock is not N times the period of the PWM clock; (B) is a timing chart showing waveforms of the reference clock and the PWM clock when there is a phase relationship between the reference clock and the PWM clock and the period of the reference clock is N times the period of the PWM clock. (A)は、PWMクロックの周波数が37.5KHzのときに、このPWMクロックの周期のN倍の周期となるように基準クロックの周期を調整したときのモータ70の回転数の測定結果を示した表であり、(B)は、PWMクロックの周波数が31.0KHzのときに、このPWMクロックの周期のN倍の周期となるように基準クロックの周期を調整したときのモータ70の回転数の測定結果を示した表である。(A) shows the measurement result of the rotation speed of the motor 70 when the period of the reference clock is adjusted so that the period becomes N times the period of the PWM clock when the frequency of the PWM clock is 37.5 KHz. (B) shows the number of rotations of the motor 70 when the period of the reference clock is adjusted to be N times the period of the PWM clock when the frequency of the PWM clock is 31.0 KHz. It is the table | surface which showed the measurement result. PWMクロックの周波数が37.5KHz、及び31.0KHz各々のときに、モータの回転数を変化させたときのジッタの発生量を示す線図である。It is a diagram showing the amount of jitter generated when the number of rotations of the motor is changed when the frequency of the PWM clock is 37.5 KHz and 31.0 KHz, respectively. 本実施の形態の画像形成装置で実行される処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating processing executed by the image forming apparatus according to the present embodiment. 基準クロックとPWMクロックとの間に位相関係が無いときの基準クロックとPWMクロックとの波形を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing waveforms of the reference clock and the PWM clock when there is no phase relationship between the reference clock and the PWM clock. 従来の技術における、ジッタの発生量を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the generation amount of jitter in the conventional technique.

符号の説明Explanation of symbols

10 画像形成装置
12 光走査装置
38 ポリゴンミラー
56 ホール素子
62 光偏向器
64 駆動制御回路
70 モータ
71 PLL制御部
72 LPF
73 パルス幅変調器
74 ドライブ回路
76 発振器
77 制御部
78 水晶発振器
79 分周器
80 画像処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 12 Optical scanning apparatus 38 Polygon mirror 56 Hall element 62 Optical deflector 64 Drive control circuit 70 Motor 71 PLL control part 72 LPF
73 Pulse Width Modulator 74 Drive Circuit 76 Oscillator 77 Control Unit 78 Crystal Oscillator 79 Frequency Divider 80 Image Processing Unit

Claims (6)

回転することによって光ビームを走査する走査手段と、
前記走査手段の回転に応じた回転検知信号を出力する検知信号出力手段と、
前記走査手段の目標回転速度に応じた周波数の回転基準信号を出力する回転基準信号出力手段と、
前記回転基準信号出力手段から入力された回転基準信号と、前記回転検知信号との位相及び周波数が等しくなるように位相比較信号を出力する位相比較信号出力手段と、
前記位相比較信号出力手段から入力された位相比較信号を前記走査手段の回転を制御するための回転制御電圧信号に変換する変換手段と、
予め定められた周波数のパルス幅変調用クロックを出力するパルス幅変調用クロック出力手段と、
前記回転制御電圧信号を前記パルス幅変調用クロックに応じてパルス幅変調した信号に基づいて、前記走査手段の回転を制御する回転制御手段と、を備えた光走査装置において、
前記パルス幅変調用クロックの周波数が、前記回転基準信号の周波数のN倍とN+1倍(Nは整数)の中間となるようにした光走査装置。
Scanning means for scanning the light beam by rotating;
Detection signal output means for outputting a rotation detection signal according to the rotation of the scanning means;
Rotation reference signal output means for outputting a rotation reference signal having a frequency corresponding to a target rotation speed of the scanning means;
Phase comparison signal output means for outputting a phase comparison signal so that the phase and frequency of the rotation reference signal input from the rotation reference signal output means and the rotation detection signal are equal;
Conversion means for converting the phase comparison signal input from the phase comparison signal output means into a rotation control voltage signal for controlling the rotation of the scanning means;
A pulse width modulation clock output means for outputting a pulse width modulation clock having a predetermined frequency;
A rotation control means for controlling the rotation of the scanning means based on a signal obtained by pulse width modulation of the rotation control voltage signal in accordance with the pulse width modulation clock;
An optical scanning device in which the frequency of the pulse width modulation clock is intermediate between N times and N + 1 times (N is an integer) the frequency of the rotation reference signal.
前記パルス幅変調用クロックの周波数fpwmと、前記回転基準信号の周波数fpdとが以下の式によって表される請求項1に記載の光走査装置。
fpwm=fpd(N+0.5) (Nは整数)…・(1)
The optical scanning device according to claim 1, wherein the frequency fpwm of the pulse width modulation clock and the frequency fpd of the rotation reference signal are represented by the following equations.
fpwm = fpd (N + 0.5) (N is an integer) (1)
前記回転基準信号は、予め定められた速度より低い前記目標回転速度に応じた周波数である請求項1または請求項2に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, wherein the rotation reference signal has a frequency corresponding to the target rotation speed that is lower than a predetermined speed. 請求項1または請求項2に記載の光走査装置と、
前記光走査装置によって像担持体に画像データに応じた光ビームを走査することで画像を形成する画像形成手段と、
を備えた画像形成装置。
An optical scanning device according to claim 1 or 2,
Image forming means for forming an image by scanning the image carrier with a light beam according to image data by the optical scanning device;
An image forming apparatus.
前記画像形成装置は、画像形成速度を変更可能な請求項4に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image forming apparatus is capable of changing an image forming speed. 前記回転基準信号は、予め定められた速度より低い前記目標回転速度に応じた周波数である請求項4に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the rotation reference signal has a frequency corresponding to the target rotation speed lower than a predetermined speed.
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