JP2007062223A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 各面ごとの反射率、歪曲などの違いによる像担持体上での光量のばらつきを補正することを目的とする。
【解決手段】 定速回転する回転多面鏡の各面で反射されるレーザ光により走査することにより、像担持体上へレーザ書き込みする画像形成装置で、ＢＤセンサからの信号の間隔を、基本画像クロックと該基本画像クロックを逓倍したクロックとにより計測して、各面に対応付けて記憶し、前記計測された間隔と前記記憶された間隔とに基づき、前記像担持体を走査する面を検出して、面に対応して基本画像クロックから生成された画像クロックにより、前記画像データ信号に応じて、該画像データ信号をレーザ駆動パルス信号に変換する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は画像形成装置及びその制御方法に関する。特に、ポリゴンミラーを用いたレーザ走査系に関するものであり、レーザ光、スキャナモータにより画像露光を行う複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真による画像形成装置に用いられる。

従来、レーザ光により画像露光を行なう画像形成手段は、図１５に示されるような構成なっている。これを４組用いて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを混色することにより、カラー画像を得る画像形成装置が構成されている。

先ず、図１５Ａ及び図１５Ｂにおいて、画像形成の基本動作の説明を行う。図１５は従来の実施形態の構成を示す図である。図１５Ａは平面図、図１５Ｂは側面図である。同図において、まず201は回転多面鏡（以下、ポリゴンミラーとも言う）、221は回転多面鏡201を回転駆動するレーザスキャナモータである。回転多面鏡201としては図１５では４面のものが用いられている。220は記録用光源であるところのレーザダイオードである。レーザダイオード220は、図示しない駆動回路により画像信号に応じて点灯または消灯し、レーザダイオード220から発した光変調されたレーザ光は回転多面鏡201に向けて照射される。

回転多面鏡201は矢印方向に回転していて、レーザダイオード220から発したレーザ光は回転多面鏡201の回転に伴い、その反射面で連続的に角度を変える偏向ビームとして反射される。この反射光は、図示しないレンズ群により歪曲収差の補正等を受け、反射鏡204を経て感光ドラム11を主走査方向に走査する。回転多面鏡201の１つの面は１ラインの走査に対応し、回転多面鏡201の回転によりレーザダイオード220から発したレーザ光は１ラインづつ感光ドラム11の主走査方向に走査する。感光ドラム11は予め帯電器12により帯電されており、レーザ光の走査により順次露光され、静電潜像が形成される。

感光ドラム11の側部における主走査方向の走査開始位置近傍には、ＢＤセンサ212が配置されている。回転多面鏡201の各反射面で反射されたレーザ光は各々１ラインの走査に先立ってＢＤセンサ212により検出される。検出されたＢＤ信号は主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、この信号を基準として各ラインの主走査方向の書き出し開始位置の同期が取られる。
特開平05-011212号公報

近年、カラー画像形成装置では色ずれ補正や光量補正などの補正により高画質化が追求されている。しかし、ポリゴンミラーの各反射面は、製造時にポリゴンミラーの回転軸に対して平行となるように切削加工されるが、切削加工精度により面精度がばらつき回転軸と平行でない部分を有していることがままある。そのため、回転軸と平行でない部分で光ビームが反射すると、被走査面上におけるレーザ光の走査位置が目標位置から定常的にずれる現象が起こる。これを面倒れと言い、切削加工精度を上げることでこの面倒れを少なくすると、加工コストが増大してしまう。
前記のような構成の画像形成装置においては、各面における光量のばらつきを補正するようなことは行っていない。

したがって、本発明の目的は、各面ごとの反射率、歪曲などの違いによる像担持体上での光量のばらつきを補正することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、定速回転する回転多面鏡の各面で反射されるレーザ光により走査することにより、像担持体上へレーザ書き込みする画像形成装置において、前記像担持体に作像される画像データ信号を生成する画像データ生成手段と、前記回転多面鏡からの反射レーザ光を受光し、像担持体上の主走査方向の走査開始位置の基準信号を出力するＢＤセンサと、前記ＢＤセンサからの信号の間隔を計測する主走査周期カウント手段と、前記主走査周期カウント手段により計測された間隔を、各面に対応付けて記憶する記憶手段と、前記主走査周期カウント手段で計測された間隔と前記記憶手段に記憶された間隔とに基づき、前記像担持体を走査する面を検出する面検出手段前記画像データ生成手段からの画像データ信号に応じて、該画像データ信号をレーザ駆動パルス信号に変換する信号変換手段と、前記面検出手段で検出した面に対応して、基本画像クロックから前記信号変換手段を動作させる画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有することを特徴とする。

ここで、前記主走査周期カウント手段は、前記基本画像クロックを逓倍することにより基本画像クロックより十分に高い周波数を生成するＰＬＬ発振器を有し、前記ＰＬＬ発振器により決定される分解能を有する。また、前記主走査周期カウント手段は、前記基本画像クロックの周波数で駆動する第１のカウンタと、前記ＰＬＬ発振器より生成される周波数で駆動する第２のカウンタとを有し、前記主走査周期カウント手段のカウント値は、前記第１のカウンタのカウント値と前記第２のカウンタのカウント値とにより構成される。

又、本発明の制御方法は、定速回転する回転多面鏡の各面で反射されるレーザ光により走査することにより、像担持体上へレーザ書き込みする画像形成装置の制御方法であって、前記像担持体に作像される画像データ信号を生成する画像データ生成工程と、前記回転多面鏡からの反射レーザ光を受光して、像担持体上の主走査方向の走査開始位置の基準信号を出力するＢＤセンサからの信号の間隔を、基本画像クロックと該基本画像クロックを逓倍したクロックとにより計測する主走査周期カウント工程と、前記計測された間隔を、各面に対応付けて記憶する記憶工程と、前記計測された間隔と前記記憶された間隔とに基づき、前記像担持体を走査する面を検出する面検出工程と前記面検出工程で検出した面に対応して、基本画像クロックから画像クロックを生成する画像クロック生成工程と、前記生成された画像クロックにより、前記画像データ信号に応じて、該画像データ信号をレーザ駆動パルス信号に変換する信号変換工程とを有することを特徴とする。

以上説明したように、ポリゴンミラーをスキャナモータで回転させて像担持体上を走査露光する画像形成装置において、ＢＤセンサの間隔を計測することで走査面を検知し、各面ごとの反射率、歪曲などの違いによる像担持体上での光量のばらつきをレーザ駆動パルス信号変換手段の動作クロックを可変することで補正することができ、より高画質な画像を形成することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

＜本実施形態の画像形成装置の構成例＞
図１は、本実施形態の画像形成装置の断面図である。本実施形態の画像形成装置は電子写真方式とし、さらに本発明が特に有効であると考えられる複数の画像形成部を並列に配するカラー画像出力装置として説明するが、これに限定されない。

画像出力部1Pは、大別して、画像形成部10、給紙ユニット20、中間転写ユニット30、定着ユニット40及び制御ユニット（不図示）から構成される。以下、個々のユニットについて詳しく説明する。

画像形成部10は、次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム11a、11b、11c、11dがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム11a〜11dの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器12a、12b、12c、12d、レーザスキャナユニット13、現像装置14a、14b、14c、14dが配置されている。一次帯電器12a〜12dにおいて、感光ドラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、レーザスキャナユニット13により、記録画像信号に応じて変調したレーザビームなどの光線を感光ドラム11a〜11d上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。レーザスキャナユニットの動作についての詳細は後述する。

さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、これをトナーと呼ぶ）をそれぞれ収納した現像装置14a〜14dによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体に転写する画像転写領域Ta、Tb、Tc、Tdの下流側では、クリーニング装置15a、15b、15c、15dにより転写材に転写されずに感光ドラム11a〜11d上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。

給紙ユニット20は、記録材Ｐを収納するためのカセット21a・bおよび手差しトレイ27、カセット内もしくは手差しトレイより記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ22a・bおよび26を有する。また、各ピックアップローラから送り出された記録材Ｐをレジストローラまで搬送するための給紙ローラ対23及び給紙ガイド24を有する。また、画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Teへ送り出すためのレジストローラ25a、25bを有する。

中間転写ユニット30について、以下に詳細に説明する。中間転写ベルト31の材料として例えば、PET[ホ゜リエチレンテレフタレート]やPVdF[ホ゜リフッ化ヒ゛ニリテ゛ン]などが用いられる。かかる中間転写ベルト31は、中間転写ベルト31に駆動を伝達する駆動ローラ32、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト31に適度な張力を与えるテンションローラ33、ベルトを挟んで二次転写領域Teに対向する従動ローラ34に巻回させる。これらのうち、駆動ローラ32とテンションローラ33の間に一次転写平面Ａが形成される。

駆動ローラ32は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ32はパルスモータ（不図示）によって回転駆動される。各感光ドラム11a〜11dと中間転写ベルト31とが対向する一次転写領域Ta〜Tdには、中間転写ベルト31の裏に一次転写用帯電器35a〜35dが配置されている。従動ローラ34に対向して二次転写ローラ36が配置され、中間転写ベルト31とのニップによって二次転写領域Teを形成する。二次転写ローラ36は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト上、二次転写領域Teの下流には中間転写ベルト31の画像形成面をクリーニングするためのブラシローラ（不図示）、および廃トナーを収納する廃トナーボックス（不図示）が設けられている。

定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ41aとその定着ローラ41aに加圧される加圧ローラ41bを有し、この加圧ローラ41bにも熱源を備える場合もある。また、上記ローラ対のニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド43、また、上記ローラ対から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ44、外排紙ローラ45などを有する。

制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライブ基板（不図示）などから成る。

次に、上記構成の画像形成装置の動作について説明をする。

画像形成動作の開始信号が発せられると、選択された用紙サイズ等により選択された給紙段から給紙動作を開始する。たとえば、上段の給紙段から給紙された場合について説明すると、まずピックアップローラ22aにより、カセット21aから転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対23によって転写材Ｐが給紙ガイド24の間を案内されてレジストローラ25a、25bまで搬送される。その時、レジストローラは停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、転写材Ｐと画像形成部より中間転写ベルト上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Teにおいてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。

一方、画像形成部では、画像形成動作の開始信号が発せられると、感光ドラム11d上に形成されたトナー画像が一次転写領域Tdにおいて中間転写ベルト31に一次転写される。すなわち、前述したプロセスにより中間転写ベルト31の回転方向において一番上流にある感光ドラム11d上のトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器35dによって中間転写ベルト31に一次転写される。一次転写されたトナー像は、次の一次転写領域Tcまで搬送される。そこでは、各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写されることになる。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト31上において一次転写される。

その後、記録材Ｐが二次転写領域Teに進入、中間転写ベルト31に接触すると、記録材Ｐの通過タイミングに合わせて、二次転写ローラ36に高電圧を印加させる。そして、前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面に転写される。その後、記録材Ｐは搬送ガイド43によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そして、ローラ対41A、41Bの熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、内外排紙ローラ44、45により搬送され、紙は機外に排出される。

（レーザスキャナユニット13の構成及び動作例）
次に、図２を用いてレーザスキャナユニットの構成、動作を以下に述べる。

まず、レーザスキャナユニット13は図２に示すように構成される。このユニットは、回転多面鏡201、回転多面鏡201を回転駆動するレーザスキャナモータ202を有する。回転多面鏡201の面数はプリントスピード、解像度などのパラメータにより決定されるが本例では４面の場合を想定する。

203は記録用光源であるところのレーザダイオードを搭載したレーザドライバである。これは各色分必要であるので４つ搭載されることになる。また、レーザダイオードは、図１１で後述する駆動回路により画像信号もしくはコントロール信号に応じて点灯または消灯し、レーザダイオードから発した光変調レーザ光は回転多面鏡201に向けて照射される。また、本実施形態では、前記レーザ駆動回路の動作クロックを面の特性（各面ごとの反射率、歪曲などの違いなど）に応じて可変させる。これの詳細に関しては後述する。

回転多面鏡201は矢印の方向に回転していて、レーザダイオードから発したレーザ光は回転多面鏡201の回転に伴い、その反射面で連続的に角度を変える変更ビームとして反射される。この反射光は、図示しないレンズ群により歪曲収差の補正等を受け、反射鏡204、205、206、207を経て、感光ドラム208、209、210、211に照射される。また、回転多面鏡201の１つの面は１ラインの走査に対応し、回転多面鏡201の回転によりレーザダイオードから発したレーザ光は１ラインづつ感光ドラム11a〜11dの主走査方向に走査する。走査光学系上の反射鏡204、205、206、207の位置はパルスモータM1〜M8により駆動することで、レジストレーションの倍率及び傾きのずれを機械的に補正することができる。

さらに、主走査方向の走査開始位置の基準信号を生成するためにBDセンサ212が配置される。実際には、走査開始位置近傍（感光ドラム208近傍）に設置するのが理想であるが、折り返しミラー（不図示）等を利用することにより、BDセンサ212をレーザスキャナユニット内に配置している。すなわち、回転多面鏡201の各反射面で反射されたレーザ光は各々１ラインの走査に先立ってBDセンサ212により検出される。検出されたBDセンサ信号は主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、この信号を基準として各ラインの主走査方向の書き出し開始位置の同期がとられる。また、前記BDセンサ信号212を用いて、レーザスキャナモータの回転速度制御、位相制御を行う。この動作の詳細については後述する。さらに、前記BDセンサ信号212の信号の間隔をカウントすることによって、回転多面鏡の面検知も行う。この制御に関しても詳細は後述する。

尚、この図で示したドラムの色の並び順はあくまでも例であり、特に規定はない。また、BDセンサの位置に関しても本例ではBkにしたがこの限りではない。

（レーザスキャナモータの回転速度制御及び位相制御例）
次に、図３のブロック図を用いてレーザスキャナモータの回転速度制御、位相制御に関して説明する。

レーザスキャナモータ202としてはブラシレスモータが用いられ、破線の内部はその等価回路を示している。インダクタンス305は星型結線され、ブリッジ回路300により励磁され、回転磁界を生成する。ロータ304には磁性パターンが着磁されており、インダクタンス305の回転磁界により回転し、回転多面鏡201の回転駆動を行う。ホール素子301〜303はロータ304に着磁されている磁界を検出し、検出された磁界は回転磁界制御回路306に入力される。

回転磁界制御回路306は、ホール素子301〜303の出力信号に基づいてロータ304の回転位置を検出し、常にロータ304が回転運動を行う磁界を発生するようにブリッジ回路300を制御する。また、回転磁界制御回路306には加減速制御部307からの加速信号、減速信号が入力され、その信号に基づいてモータの回転制御を行うことで速度制御さらには位相制御を行う。

（加減速制御部307の構成及び動作例）
加減速制御部307は、第１の加減速制御部（速度制御部）308と第２の加減速制御部（位相制御部）309、さらに前記制御部の信号を合成する加減速信号合成部、基準信号生成部311から成る。

まず、第１の加減速制御部308の制御について、図４Ａ及び図４Ｂのタイミングチャートを用いて説明する。

図４Ａに、減速信号が出力される場合のタイミングを示す。

BDセンサ212の信号の間隔を２つのカウンタ１及び２を用いて交互にカウントする。このカウンタは設定値Ｘに達すると、カウント動作を停止する。カウンタが停止した時点で、次のBDセンサ信号が入力されていない場合、すなわちモータの速度が設定値に達していない場合は、次のBDセンサ信号が入力されるまで減速信号が出力される。

図４Ｂに、加速信号が出力される場合のタイミングを示す。これは設定値Ｘに達する前にBDセンサ信号が入力された場合、すなわちモータの速度が設定値を超えている場合である。この場合、BDセンサ信号入力後、設定値Ｘに達するまでの間加速信号が出力される。これらの制御をBDセンサ信号が入力されるたびに行い、目標速度Ｘで回転するように速度を制御する。

次に、第２の加減速制御部309の制御について、図５Ａ及び図５Ｂのタイミングチャートを用いて説明する。

図５Ａに、減速信号が出力される場合のタイミングを示す。

第２の加減速制御部309に位相ON信号が入力されると、BDセンサ信号をカウントするカウンタ１と基準信号生成部で生成される基準信号をカウントするカウンタ２がカウントを開始する。そのカウント値がCPU等によって設定された値になった時の差分を検出する。図５Ａにおいては設定値が３の場合を示す。BD信号の方が設定したカウント値に先に到達した場合は前記差分から算出される減速信号を出力する。例えば図で示すように、差分の１/４されたパルス幅を出力するようにする。実際には、検出された差分に対して出力するパルス幅の比はモータの特性などにより決定される（図５Ａに示すのはあくまでも一例である）。

図５Ｂに、加速信号が出力される場合を示す。

この場合は、BD信号よりも基準信号をカウントするカウンタ値が設定したカウント値に先に到達した場合は差分から算出される加速信号を出力する。図５Ｂに減速時同様、設定値を３にし、差分の１／４のパルス幅が出力されるように設定された場合を示す。これもあくまでも一例で減速時同様、パルス幅の比はモータの特性などにより決定される。

上記例では差分比較するカウント値を３にした場合について述べたが、この値もモータの特性や第１の加減速制御部から出力される信号も考慮した上で決定するとより精度の高い制御ができる。

上記の第１、第２の加減速制御部で生成される加減速信号を加減速信号合成部310で合成し、制御回路306に対して出力しモータの回転制御を行う。

尚、特に今回は加速信号、減速信号の出力タイミングに関しては特に規定はしていないが、非画像領域に加速、減速を行う方が画質の劣化を招くことがない。前記構成を用いた場合、BDセンサの入力タイミングがわかっているため、当然、画像領域を知ることが可能である。よって、非画像領域を検知し、それ以外の領域で信号を出力することが望まれる。

（面検知法の例）
次に、図６〜図１０を用いて面検知法について説明をする。

図６Ａに、BD信号間隔のカウント値と面の関係を示す。

まず、ポリゴンモータがONされ一定速度になることを検知する。これは、前記したような回転制御によりポリゴンモータが目標回転速度になったにより検知する。その後、図６Ａに示す信号Mirror_Rifを生成する。本実施形態では回転多面鏡201が４面であると想定しているので、BD信号を４カウントし鏡面の基準信号を生成する。この信号を基準にミラーの第１面（カウント値00）、第２面（カウント値01）、第三面（カウント値10）、第四面（カウント値11）を認識する。

そして、それぞれのBD間隔をカウントし、たとえば図６Ｂに示すようなレジスタに、各BD間隔のカウント値と平均値を格納する。これは、ポリゴンモータの速度が一定側であることが検知されている場合でもわずかにジッタを有しているので、測定値の精度を高める為に平均化を行う目的である。例えば、連続６４面（4面×16回転）のBD周期を測定し平均値を求める。前記BD周期のカウント法の詳細に関しては後述する。前記平均値とあらかじめメモリに格納されている各面のBD間隔のデータ（あらかじめミラーの面のデータを測定しておく）を比較することにより、どの面で走査しているのかを認識することができる。

この検知動作はBD信号が入力されない場合は不可能なので、ポリゴンモータの起動時毎にポリゴンモータの回転数が一定になった後に開始される。

（BD周期のカウント法の例）
次に、BD周期のカウント法について詳細に説明する。

図７は、BD周期をカウントするカウンタの回路図を示す。

図７において、発振器700は基本画像クロックを生成する発振器で、不図示のレーザ駆動パルス信号変換手段（ＰＷＭ回路）用の動作クロック（画像クロック）生成部にも供給される。ＰＬＬ回路701は、発振器700の基本画像クロックを１６逓倍する（本特許では１６逓倍した場合を想定するができる限り高い周波数で行うことが望ましい）。Ｄフリップフロップ702は、不図示のBDセンサの出力を同期信号として動作を安定化すべく接続される。１ショットパルス生成回路703は、同期BD信号を受けて基本画像クロックの１パルス分の信号を生成する。

発振器700の出力は、14bitカウンタ704のクロック入力に接続され、14bitカウンタ704はエンドレスでカウント動作を行い、カウント出力は14bitラッチ705 に入力される。14bitラッチ705のゲート入力はＤフリップフロップ702の出力に接続され、同期BD信号がLoの場合ラッチされ、値が保持されるためBD信号の立ち下がり時のカウント値が保持されることとなる。14bitラッチ705の出力はさらに14bitラッチ706ラッチに入力される。14bitラッチ706のゲート入力は１ショットパルス生成回路703の出力に接続され、同期BDの基本画像クロックの整数カウント値を１周期保持することとなる。

さらに、発振器700の出力はＤフリップフロップ1000の入力に接続される。Ｄフリップフロップ1000の出力はＤフリップフロップ1001の入力に接続され、順次Ｄフリップフロップ1002〜1015に接続される。また、Ｄフリップフロップ1000〜1015のクロック入力はＰＬＬ回路701の出力が接続され、１６逓倍クロックの立ち下がりで順次画像クロックが次段のＤフリップフロップに入力される。Ｄフリップフロップ1000〜1015の出力はまた、それぞれラッチ1100〜1115に入力される。ラッチ1100〜1115のゲート入力はＤフリップフロップ702の出力に接続され、同期BD信号がLoの場合、ラッチされた値が保持されるため、BD信号の立ち下がり時のＤフリップフロップの状態が保持されることとなる。ラッチ1100〜1115の出力はさらにラッチ1200〜1215の入力に接続される。ラッチ1200〜1215のゲート入力は１ショットパルス生成回路703の出力に接続され、基本画像クロックより１６逓倍のクロックで遅延されたクロックの状態が同期BDの１周期分保持することとなる。

次に、ラッチ1200〜1215の出力はゲート1300〜1315を介し演算回路707に入力される。演算回路707はラッチ1200〜1215の出力の状態より１６分の１画素クロックによる１画素分の４ビットのカウント値に変換する。

この１６分の１画素のカウント動作を、図８で説明する。

図８において、Q0〜Q15はＤフリップフロップ1000〜1015の出力である。Ｄフリップフロップ1000〜1015の出力は、それぞれ基本画像クロックを１６逓倍のクロックの１クロック分づつ遅延させたクロックが順次出力されている。

この出力を演算回路707により変換をおこなう動作を示したのが図９である。

図９において、Q0〜Q15はＤフリップフロップ1000〜1015の出力、in0〜in15はゲート1300〜1315の出力を示しており、A0〜A3は４ビットのカウント値の出力である。演算回路707は、in0〜in15の入力のうち、Hiのbitにより出力値を図９のように決定する。

以上の動作により図１０で示すように、14bitラッチ706の出力をカウント値の上位とし、演算回路707の出力をカウント値の下位とすることにより、基本画像クロックの１６倍の分解能でのBD周期の測定を可能とする。また、カウンタはエンドレスで動作を行っているため、メモリに格納するBD周期の値は、前回のカウント値との差を格納する。

例えば、今回のカウント値が2B729(H)で前回のカウント値が0(H)の場合、BD周期は、2B729(H)= 2B729(H)-0(H) の計算により2B729（H)となる。または今回のカウント値が16FC8（H)で前回のカウント値が2B729(H)の場合、0以下であるため、40000(H)を加えることにより、2B71F(H) = 40000(H)+16E48(H)-2B729(H) の計算により2B71F(H)となる。

以上の動作を繰り返すことにより、基本画像クロックよりも高い分解能でＢＤ周期を測定することが可能であり、測定値を順次メモリに格納することが可能となる。

また、図７の本回路は、基本画像クロックでカウント動作を行うブロックと、基本画像クロックの１６倍というより高い周波数でカウント動作を行うブロックに分割されている。基本画像クロックの１６逓倍のクロックで単純にカウンタでBD周期をカウントした場合でも、同様な効果は得られる。しかし、基本画像クロックで動作するブロックと、基本画像クロックの１６逓倍のクロックで動作するブロックを分け、高周波で駆動するブロックをなるべく小さくする。これにより、回路規模を縮小すると共に、カウント動作の誤作動を防止し信頼性を高め高精度な周期の検出が可能となる。

（レーザ駆動パルス出力部の制御例）
次に、図１１及び図１２を用いて、レーザ駆動パルス出力部の制御に関して説明をする。

図１１に、レーザ駆動パルス出力部の周辺のブロック図を示す。

画像データ生成部2000では、パソコンもしくは、リーダなどからの画像データに画像処理を施した画像データが生成される。前記画像データは、レーザ駆動信号のパルス幅変換部（PWM部）2001に画像クロック生成部2004で生成された画像クロックに同期して転送される。ここで生成される画像クロックは、発振器700で発振される基本画像クロックから生成される。本実施形態では、前記画像データが４bitの場合を想定する。PWM部2001で、この４bit画像データに対して、図１２に示すようなレーザ駆動信号のパルス幅に変換して、レーザを駆動（2002）する。これにより１画素が１６階調で表現される。

ポリゴンモータ202は、前記した回転制御により制御される。そして、BDセンサ212からの信号を面検知部2003が検知し、前記した面検知法により面検知を行う。この面検知データと光量ばらつきについては、あらかじめ制御部のメモリに相関関係を記憶しておき、前記面に対する画像クロックの周波数を出力するように画像クロック生成部2004に各面ごとに設定を行う。さらに、前記画像クロックの周波数に応じて、レーザ駆動信号のパルス幅変換部（PWM部）2001に対しても、各面ごとの書き込みタイミングの設定を行う。

（本実施形態のレーザ駆動パルス信号の制御手順とその効果）
図１３Ａに、前記制御が行われていない場合のタイミングチャートを示し、図１３Ｂに、前記制御が行われている場合のタイミングチャートを示す。すなわち図１３Ｂでは画像クロックの周波数が４面（A,B,C,D）においてでA面＞B面=C面＞D面で制御された場合を示した図である。

この制御により、各面ごとに適した画像クロックの周波数を出力することができる。すなわち各面に応じた周波数（画像クロック）でレーザ駆動パルス信号を出力することが可能となり、同じ画像データの場合の各面による像担持体上での光量を一定にすることができる。

次に、図１４のフローチャートを用いて、各面に対するレーザ駆動信号のパルス幅生成シーケンスについて説明する。

プリント要求信号もしくは不図示の操作部上のコピースタートキーが押されると、ステップＳ１で、前記したポリゴンモータの回転制御が開始される。そして、ステップＳ２に進み一定速度が検知されるのを待つ。具体的には、目標速度に対してある範囲内であることが一定時間検知されるのを待つ。

一定速度が検知されたらステップＳ３に進み、前記した面検知制御を開始する。つまり、各面のBD間隔を検知して、どの面であるかを認識し、ステップＳ４でその面に対する画像クロックの設定を各面ごとに行う制御を開始する。それと同時に、ステップＳ５で各面ごとの周波数に応じた書き出しタイミングの設定も開始する。そして、ステップＳ６に進み、各面ごとに周波数を変え、さらに書き出しタイミングを変えた制御でレーザ駆動パルスを生成して画像形成を開始する。画像形成が終了したら、ポリゴンモータを停止して制御を終了する。

ポリゴンモータの面検知は、回転制御され、BD信号が出力され次第行う制御であるので、このシーケンスは画像形成動作が行われる時に毎回行うものである。

尚、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、プリンタなど）から構成されるシステムあるいは統合装置に適用しても、ひとつの機器からなる装置に適用してもよい。

又、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。又、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（OS）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

本実施形態のカラー画像形成装置の模式断面図である。 本実施形態のレーザスキャナユニットの構成例を示す図である。 本実施形態のレーザスキャナモータの制御例を示すブロック図である。 図３の加減速制御部の速度制御（第１の加減速制御部）における制御例を示すタイミングチャートである。 図３の加減速制御部の速度制御（第１の加減速制御部）における制御例を示すタイミングチャートである。 図３の加減速制御部の位相制御（第２の加減速制御部）における制御例を示すタイミングチャートである。 図３の加減速制御部の位相制御（第２の加減速制御部）における制御例を示すタイミングチャートである。 本実施形態のBD信号間隔のカウント値と面の関係例を示すタイミングチャートである。 本実施形態のBD信号間隔のカウント値と面の関係の記憶例を示す図である。 本実施形態のBD周期をカウントするカウンタの回路例を示す図である。 図７のBD周期を計測するカウンタの動作例を示す図である。 図７のBD周期を計測するカウンタの動作例を示す図である。 図７のBD周期を計測するカウンタの動作例を示すタイミングチャートである。 本実施形態のレーザ駆動パルス出力部の周辺の構成例を示すブロック図である。 本実施形態の画像データに対するレーザ駆動信号のパルス幅を示す図である。 本実施形態の制御を行なわない場合の、画像データに対する各面のレーザ駆動信号の動作クロック、書き出しタイミング信号のタイミングチャートである。 本実施形態の制御を行なう場合の、画像データに対する各面のレーザ駆動信号の動作クロック、書き出しタイミング信号のタイミングチャートである。 本実施形態の各面に対するレーザ駆動信号のパルス幅生成シーケンス例を示すフローチャートである。 従来のスキャナユニットの構成図である。 従来のスキャナユニットの構成図である。

符号の説明

11a〜11d 感光ドラム
13 光学ユニット
31 中間転写ベルト
40 定着ユニット
212 ＢＤセンサ
203 レーザドライバ
201 回転多面鏡
202 レーザスキャナモータ
204〜207 反射鏡
306 制御回路
307 加減速制御部

Claims (4)

1. 定速回転する回転多面鏡の各面で反射されるレーザ光により走査することにより、像担持体上へレーザ書き込みする画像形成装置において、
   前記像担持体に作像される画像データ信号を生成する画像データ生成手段と、
   前記回転多面鏡からの反射レーザ光を受光し、像担持体上の主走査方向の走査開始位置の基準信号を出力するＢＤセンサと、
   前記ＢＤセンサからの信号の間隔を計測する主走査周期カウント手段と、
   前記主走査周期カウント手段により計測された間隔を、各面に対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記主走査周期カウント手段で計測された間隔と前記記憶手段に記憶された間隔とに基づき、前記像担持体を走査する面を検出する面検出手段と
   前記画像データ生成手段からの画像データ信号に応じて、該画像データ信号をレーザ駆動パルス信号に変換する信号変換手段と、
   前記面検出手段で検出した面に対応して、基本画像クロックから前記信号変換手段を動作させる画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記主走査周期カウント手段は、前記基本画像クロックを逓倍することにより基本画像クロックより十分に高い周波数を生成するＰＬＬ発振器を有し、前記ＰＬＬ発振器により決定される分解能を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記主走査周期カウント手段は、前記基本画像クロックの周波数で駆動する第１のカウンタと、前記ＰＬＬ発振器より生成される周波数で駆動する第２のカウンタとを有し、前記主走査周期カウント手段のカウント値は、前記第１のカウンタのカウント値と前記第２のカウンタのカウント値とにより構成されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 定速回転する回転多面鏡の各面で反射されるレーザ光により走査することにより、像担持体上へレーザ書き込みする画像形成装置の制御方法であって、
   前記像担持体に作像される画像データ信号を生成する画像データ生成工程と、
   前記回転多面鏡からの反射レーザ光を受光して、像担持体上の主走査方向の走査開始位置の基準信号を出力するＢＤセンサからの信号の間隔を、基本画像クロックと該基本画像クロックを逓倍したクロックとにより計測する主走査周期カウント工程と、
   前記計測された間隔を、各面に対応付けて記憶する記憶工程と、
   前記計測された間隔と前記記憶された間隔とに基づき、前記像担持体を走査する面を検出する面検出工程と
   前記面検出工程で検出した面に対応して、基本画像クロックから画像クロックを生成する画像クロック生成工程と、
   前記生成された画像クロックにより、前記画像データ信号に応じて、該画像データ信号をレーザ駆動パルス信号に変換する信号変換工程とを有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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