JP2006201510A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
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)。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
73
Claims (6)
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.
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.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0847284A (en) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Drive device of brushless motor |
JPH10215592A (en) * | 1997-01-29 | 1998-08-11 | Fuji Xerox Co Ltd | Drive controller for motor |
JP2001154443A (en) * | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
JP2003204692A (en) * | 2002-01-09 | 2003-07-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Pwm drive circuit for motor |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0847284A (en) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Drive device of brushless motor |
JPH10215592A (en) * | 1997-01-29 | 1998-08-11 | Fuji Xerox Co Ltd | Drive controller for motor |
JP2001154443A (en) * | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
JP2003204692A (en) * | 2002-01-09 | 2003-07-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Pwm drive circuit for motor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008179145A (en) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Xerox Corp | Ros driver circuit for electrophotography systems, and its method of switching |
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