JP2008093832A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
必要に応じて任意のタイミングで検出信号を得ることができ、また画像レベルにおいても画像形成を途中で停止すること無く、支障の無い制御を継続することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】
ポリゴンモータの定常回転によるタイミングで水平同期信号が検出されない場合は、補完信号生成回路で生成された補完信号を用いて画像形成を継続し、過去の定常回転時のデータと補完信号によりポリゴンモータの回転制御をする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、レーザビームプリンタ等のようにレーザ露光によって感光ドラム等の像担持体上に画像を形成する画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の各種画像形成装置においては、画像情報により変調されたレーザ光をポリゴンミラー等の回転多面体により走査し、感光ドラム上に露光して潜像を形成しており、このときレーザ光の光路上に設けられた光検出手段により特定位置にある走査光を検出して、回転多面体の回転制御を行っている。
そして、故障、誤動作、ノイズなどにより走査光が光検出手段で検出されない場合には、エラーとして回転多面体の回転動作を停止している。
ノイズによる走査光の誤検出においても回転多面体の動作を停止させることとなり、実画像品質上問題の無いレベルであっても画像形成を停止させていた。
このため、特開平09-327940号公報記載の発明では、走査光の誤検出時には補完信号を用いて画像形成の継続を行い、画像形成を停止させないようにしている。

特開平０９−３２７９４０号公報

しかしながら、上述の従来例においては、走査光の誤検出時には補完信号を用いた画像形成の継続を実施しても、回転多面体の速度制御ができない構成となっているので、回転多面体は慣性による回転の継続しかできない。このため、走査光の検出周期が伸びてしまい、結果、回転多面体の速度制御範囲から外れてしまい、また画像も主走査方向に対し伸びてしまうことになる。
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、必要に応じて任意のタイミングで検出信号を得ることができ、また画像レベルにおいても画像形成を途中で停止すること無く、支障の無い制御を継続することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明にかかる画像形成装置では、画素情報に基づき変調されたレーザ光を出力するレーザ駆動回路と、レーザ光を反射し、反射されたレーザ光が像担持体上を走査するよう回転する回転多面体と、レーザ光路上に設けられた、回転多面体によって走査されたレーザ光を検出する光検出手段と、光検出手段の出力信号を元に水平同期信号を生成する水平同期信号生成手段と、水平同期信号の周期を元に回転多面体の速度制御を行う回転多面体速度制御手段と、水平同期信号を補完する補完信号を出力する補完信号出力手段とを備え、光検出手段による走査光の検出タイミングに変動が生じたときは、水平同期信号に代わって、補完信号出力手段が出力する補完信号を元に回転多面体の速度制御を行う構成になされている。

本発明にかかる画像形成装置は、光検出手段からの出力信号にノイズ等がのって正常な周期での検出が行われない場合においても、補完信号を用いて画像形成を継続することが可能となる。
また、補完信号を用いて画像形成を継続しているときの回転多面体の速度制御についても制御履歴を参照し制御することで定常回転を維持することが可能となり、画像形成装置の信頼性を極めて大幅に向上させることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明するが、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が無い限り本発明の技術的範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、本発明の実施形態の一例を表していることはいうまでもない。

以下、本発明の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の適用される画像形成装置の一例として示されるレーザビームプリンタ（以下、LBP）の断面を示す図である。LBPは外部インターフェースを介して、図示しないPCからの画像データを受け取ると画像形成を開始すべく、ポリゴンモータ101の回転を始める。LBPはポリゴンモータ101が所定の回転速度になるよう制御を行い、ポリゴンモータ101の回転速度が所定の回転速度になったことを受け、用紙カセットから転写紙102の給紙を行う。転写紙102の先端が先端検知センサ103により検出されるタイミングと、感光ドラム104上にレーザ201による潜像の形成を同期させることにより転写紙102の所定位置へ画像の形成がなされる。
感光ドラム104上への画像の形成プロセスは次の通りである。ドラム104上に一次帯電105を行い、その上にレーザ201による潜像の生成、現像スリーブ106から感光ドラム104上の潜像にトナーを付着させ（現像）、そのトナーを転写帯電ローラ107により転写紙上に転写する。転写紙上に転写されたトナー像を熱定着装置108にて定着させ、排紙トレイ上に排出する。
ポリゴンモータ101の回転制御については次の通りである。主走査方向の画像領域外にBDセンサ202が配置されている。BDセンサ202はレーザ光を受光することでBD信号を出力し、そのBD信号を元にポリゴンモータ101の回転制御および主走査方向の画像書き出しの同期を取っている。ポリゴンモータ101を回転させるため光学ユニット制御部から加速信号が与えられる。回転開始当初から所定の加速期間は加速信号を連続で与える。所定の加速期間を経過してから目標回転数に達するまでの間は、BD信号を監視し、実際のBD信号の入力タイミングから目標回転数に相当する周期のタイミングの期間だけ加速信号を与え、回転速度を制御する。目標回転数に達した後、目標回転数の周期とBD信号入力の差分を加速信号、減速信号与えることによって、等速でポリゴンモータ101が回転するように制御される。
ポリゴンモータ101の回転速度が定常回転状態に制御されたことを受けて画像の形成が開始される。BD信号から生成された水平同期信号（HSYNC）を元にイメージコントローラは主走査方向のデータを1ライン分送出する。ポリゴンミラーの次面のBD信号により生成されたHSYNCで次の1ライン分のデータを送出、これらの動作を繰り返すことで画像の形成がなされる。
外部からのノイズ（例えば静電気、等）によりBD信号が入力されるべきではないタイミングにて信号入力が行われる場合がある。例えば定常回転時における通常有るべきBD信号の入力周期より短い周期でBD信号が入力される。その場合、目標回転数として、次のBD信号入力までのおおよその周期が既知であるので、BD信号の入力タイミング近傍まで、BD信号が入力されてもHSYNCを出力しないよう、HSYNC信号出力にゲートをかけて目標回転数に応じた周期以外のタイミングでHSYNCが送出できないようにする。
逆に、本来BD信号が入力されるべきタイミングにおいてBD信号が発生しなかったり、また検出できなかった場合には、BD信号の代わりとなるBD補完信号を用いて制御を継続させる。BD補完信号は直前の正規のBD信号と目標回転数（目標のBD周期）の最大公差分遅延させたタイミングで発生させる。さらに次のBD信号も入力されなかった場合のBD補完信号は、目標のBD周期+最大公差分遅延時間の2倍+BD信号幅分のタイミングにて発生させる。連続して所定回数分のBD信号の入力がなされなかった場合には、レーザ201、BD検出回路、ポリゴンモータ等の異常と判断し装置を停止させる。
ポリゴンミラーに汚れが付着する等の原因によりポリゴン周期でのBD信号検出異常が発生することがある。（例えば、4面ポリゴンミラーで2面目のみBD検出異常が連続する）その場合には、BD信号検出異常の発生周期よりポリゴンの同一面で検出異常が発生しているか否かを判断し、その結果、同一ポリゴン面の周期で連続してBD信号検出異常が発生している場合には、ポリゴン周期でのBD信号検出異常で装置を停止させる。
BD補完信号は実際のBD信号とは異なるため実際のポリゴンモータ101の速度を監視できない。速度を擬似的に制御するため、BD補完信号を発する前までの加速、減速の信号パターンを数ライン分メモリ内にスタックしておき、そのパターンを元にポリゴンモータ101の加減速制御を行う。定常回転状態における加速、減速の制御範囲に対応したビット数のデータとスタックするライン数に応じたアドレス空間を割り当てることで実現できる。
BD補完信号が発生した直後の次のBD信号入力タイミングにおいては、メモリ内にスタックされた加減速パターンによるポリゴンモータ101の制御を行う。そのときのBD信号検出タイミングで再度BD信号を検出できずに連続してBD補完信号を出力した場合には、次の加減速パターンのデータによってポリゴンモータ101を制御する。BD信号を検出できた場合には、ポリゴンモータ101の加減速制御は正規の加減速制御によって行われる。

以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。

また、上述した実施形態は、複写機に対して本発明を適用したものであるが、プリンタ等の他の画像形成装置に対しても本発明は同様に適用することができる。

以上述べたように本発明は、プリンタや複写機やファクシミリなどの画像形成装置に採用される光学装置に対して広く適用することが可能なものである。

本発明を適用する画像形成装置の一例としてのレーザビームプリンタの概略構成を模式的に表した縦断面説明図である。 回転多面体等の光学系の概略構成を模式的に表した縦断面説明図である。 水平同期信号と画像書き出しとの関係を示す図である。 本発明の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の一実施例である水平同期信号の補完の状態を示すタイミングチャート。(ａ)はBD入力が正常な場合、（ｂ）はBD入力が異常な場合を示す。 本発明の一実施形態を示すブロック図である。 本発明の光学ユニット制御部の内部ブロック図である。 本発明のポリゴンモータの速度制御を示すタイミングチャートで（ａ）は減速制御、（ｂ）は加速時の制御を示す

符号の説明

１０１：ポリゴンモータ
１０２：転写紙
１０３：先端検知センサ
１０４：感光ドラム
１０５：一次帯電器
１０６：現像スリーブ
１０７：転写帯電ローラ
１０８：定着装置
２０１：レーザ
２０２：BDセンサ

Claims (6)

1. 画素情報に基づき変調されたレーザ光を出力するレーザ駆動回路と、
   レーザ光を反射し、反射されたレーザ光が像担持体上を走査するよう回転する回転多面体と、
   レーザ光路上に設けられた、前記回転多面体によって走査されたレーザ光を検出する光検出手段と、
   前記光検出手段の出力信号を元に水平同期信号を生成する水平同期信号生成手段と、
   前記水平同期信号の周期を元に前記回転多面体の速度制御を行う回転多面体速度制御手段と、
   前記水平同期信号を補完する補完信号を出力する補完信号出力手段とを備え、
   前記光検出手段による走査光の検出タイミングに変動が生じたときは、前記水平同期信号に代わって、前記補完信号出力手段が出力する前記補完信号を元に前記回転多面体の速度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記水平同期信号の周期を元に前記回転多面体の回転速度が定常回転の範囲内に有るかどうかを判断する判断手段と、
   前記回転多面体の回転速度が定常回転の範囲内に有ると判断された場合に前記回転多面体の回転同期信号を出力する出力手段と、
   その出力手段から前記回転同期信号が出力された後、前記水平同期信号の入力周期近傍のタイミング以外では水平同期信号の出力を許可しない水平同期信号出力制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記回転多面体の速度制御データを記憶するデータ記憶手段を備え、
   前記補完信号が出力された場合の前記回転多面体の速度制御を前記データ記憶手段が記憶している速度制御データに基づいて行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記補完信号の出力が所定回数以上連続した場合に、前記回転多面体の回転を停止することを特徴とする請求項１乃至３記載の画像形成装置。
5. 前記補完信号の出力は前記光検出手段の検出タイミングの許容範囲を広げた範囲にて行われることを特徴とする請求項１乃至４記載の画像形成装置。
6. 前記回転多面体の面数の周期で所定回数以上連続して前記光検出手段の出力信号に異常がある場合には、前記回転多面体の回転を停止するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５記載の画像形成装置。

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