JP2009031440A - 連続紙電子写真装置及び連続紙電子写真装置の書き出し位置制御方法 - Google Patents

連続紙電子写真装置及び連続紙電子写真装置の書き出し位置制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】連続紙に対する画像データの書き出し位置のずれを防止し、書き出し位置の精度を向上させることが可能な連続紙電子写真装置を提供することを目的とする。
【解決手段】レーザビームによる垂直方向の画像データの書き出しを制御するVS信号を、感光体ドラム上に照射されたレーザビームの水平走査の開始位置を示すBD信号と同期させる補正を行うことで、BD信号とVS信号との位相差をなくし連続紙に対する画像データの書き出し位置のずれを防止する。
【選択図】図5

Description

本発明は、出力画像を連続紙へ出力する連続紙電子写真装置に関する。
画像データを、複数ページが連続してつなげられた連続紙に出力する連続紙電子写真装置がある。連続紙電子写真装置では、画像データを連続した各ページ内に適切に出力すべく画像データの書き出し位置の制御が行われる。
従来の画像データの書き出し位置の制御では、レーザビームの水平走査の開始位置を示す位置信号(以下、BD(Beam Detect)信号)と、レーザビームによる垂直方向の画像データの書き出しを制御する制御信号(以下、VS(Vertical Signal)信号)とが用いられる。
図1を参照して、レーザビームを用いて書き出し位置の制御を行う連続紙電子写真装置を説明する。図1は、レーザビームを用いて書き出し位置の制御を行う連続紙電子写真装置を説明する図である。
連続紙電子写真装置では、ポリゴンミラー101、レーザビーム102を照射するレーザ光源103、感光体ドラム104、フォトセンサ105、トラクタ106、転写器107を有する。
レーザビーム102は、一定速度で回転するポリゴンミラー101に反射されて、感光体ドラム104面上を水平方向に走査し、一定速度で回転する感光体ドラム104面上に出力画像を形成する。フォトセンサ105は、レーザビーム102の走査線上に配置されており、感光体ドラム104に照射されたレーザビーム102を検出してBD信号を出力する。連続紙電子写真装置では、このBD信号と同期したVS信号に基づき画像データを書き出すことで、区切られたページ内に適切に画像データを出力している。
ところで多面体ミラーのポリゴンミラー101は回転位相を制御しない。よって連続紙電子写真装置では、ポリゴンミラー101が回転を開始する度に、感光体ドラム104に照射されるレーザビーム102の位置が変わり、フォトセンサ105から出力されるBD信号のタイミングもずれる。この結果BD信号とVS信号との間に位相差が生じ、連続紙における画像データの書き出し位置にずれが生じる。
図2に、BD信号とVS信号との間に位相差が生じた例を示す。図2に示すパターンAではVS信号とBD信号とが同期しており、書き出し位置のずれは生じない。パターンB及びパターンCではVS信号とBD信号とが同期しておらず、両信号間に位相差が発生している。よってパターンB及びパターンCの場合には、BD信号とVS信号との位相差により画像データの書き出し位置にずれが生じる。
このずれの量は、レーザ光源101から照射されるレーザビームの本数及び連続紙電子写真装置の有する解像度と関係が深い。例えば一度に走査するレーザビームの本数をm、解像度DPIとすると、最大書き出し位置ずれ量は、m÷解像度であり、従来のビーム数m=1、解像度DPI=240(ドット/インチ)の場合、1÷240×25.4mm=0.11mm程度で問題としなかった。
しかし、近年の連続紙電子写真装置は、高速化及び高解像度化のために複数のレーザ光源を有するマルチビーム光学系の連続紙電子写真装置では、上記したBD信号とVS信号との位相差による影響が大きくなる。例えばビーム数m=20、解像度DPI=1200(ドット/インチ)の場合、20÷1200×25.4mm=0.42mとなり、書き出し位置のずれが大きくなる。
書き出し位置のずれを補正する技術として、例えばポリゴンミラー101の回転位相制御を行い、VS信号とBD信号とを同期させる方法がある。また特許文献1には、光検出器と紙先端検出器によりそれぞれ検出された検出信号の位相差に基づいて転写ドラムを駆動するパルスモータを制御して、カラー画像を形成する際の色ずれを防ぐ画像形成装置及び該装置の制御方法が記載されている。
特開平10−16307号公報
しかしながらポリゴンミラー101の回転位相制御を行う方法においては、ミラーモータは一般に高精度に回転角速度を実現するためDCブラシレスモータが用いられており、位相制御が不向きなモータである。また特許文献1記載の発明では、回路コストや回転が安定するまでに時間が掛る点が不利である。さらに特許文献1記載の発明では、カラー画像の色ずれを防ぐため、露光の段階で補正が必要であることは理解できるがモノクロ印刷の場合は適用できない。
本発明は、上記事情を鑑みて、これを解決すべく成されたものであり、連続紙に対する画像データの書き出し位置のずれを防止し、書き出し位置の精度を向上させることが可能な連続紙電子写真装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために以下の如き構成を採用した。
本発明は、レーザ光源から照射されるレーザビームにより感光体面上を走査して前記感光体面上に出力画像を形成し、前記出力画像を連続紙へ出力する連続紙電子写真装置において、前記感光体面上に照射されたレーザビームの水平走査の開始位置を示す位置信号を出力するレーザビーム位置検出手段と、前記レーザビームによる垂直方向の画像データの書き出しを制御する制御信号を出力する制御信号出力手段とを有し、前記制御信号出力手段は、前記位置信号との位相差が補正された制御信号を出力する構成とした。
係る構成により、画像データの書き出し位置のずれを防止し、書き出し位置の精度を向上させることできる。
また前記レーザビームは、複数本のレーザビームであって、前記位置信号は、前記複数のレーザビームのうち、前記感光体面上を最初に走査するレーザビームの走査位置を示すものとした。
また前記制御信号出力手段は、前記制御信号と前記位置信号との位相差を設定する設定手段を有する構成とした。
本発明は、レーザ光源から照射されるレーザビームにより感光体面上を走査して前記感光体面上に出力画像を形成し、前記出力画像を連続紙へ出力する連続紙電子写真装置による出力画像の書き出し制御方法において、前記感光体面上に照射されたレーザビームの水平走査の開始位置を示す位置信号を出力するレーザビーム位置検出手順と、前記レーザビームによる垂直方向の画像データの書き出しを制御する制御信号を出力する制御信号出力手順とを有し、前記制御信号出力手順は、前記位置信号との位相差が補正された制御信号を出力する方法とした。
係る方法により、画像データの書き出し位置のずれを防止し、書き出し位置の精度を向上させることできる。
また前記レーザビームは、複数本のレーザビームであって、前記位置信号は、前記複数のレーザビームのうち、前記感光体面上を最初に走査するレーザビームの走査位置を示すものとした。
また前記制御信号出力手順は、前記制御信号と前記位置信号との位相差を設定する設定手順を有するものとした。
本発明によれば、画像データの書き出し位置のずれを防止し、書き出し位置の精度を向上させることできる。
本発明は、レーザビームによる垂直方向の画像データの書き出しを制御する制御信号(VS信号)を、感光体ドラム上に照射されたレーザビームの水平走査の開始位置を示す位置信号(BD信号)と同期させる補正を行うことで、BD信号とVS信号との位相差をなくし連続紙に対する画像データの書き出し位置のずれを防止する。
図3を参照して、本実施形態の連続紙電子写真装置100の概要を説明する。尚後述する光学系及びプロッタエンジンの構成は、図1で説明した連続紙電子写真装置と同様である。よって以下の説明において、図1と同様の構成を有するものには図1の説明で用いた符号と同様の符号を用いる。
連続紙電子写真装置100は、発振部300、画像データを書き出す光学系310、光学系310を制御する光学系コントローラ320、画像データが出力されるプロッタエンジン330、プロッタエンジン330を制御するエンジンコントローラ340とを有する。光学系310は、図1で説明したポリゴンミラー101、レーザ光源103、フォトセンサ105等である。またプロッタエンジン330は、感光体ドラム104、トラクタ106、転写器107等である。
連続紙電子写真装置100において、光学系コントローラ320とエンジンコントローラ340は、後述する発振部300から生成される基準クロックを用いて光学系310及びプロッタエンジン330を制御している。より具体的には連続紙電子写真装置100では、光学系310の有するポリゴンミラー101の回転速度と、プロッタエンジン330の有する感光体ドラム104及びトラクタ106の回転速度とが同期するように、発振部300から各コントローラへ基準クロックを供給する。連続紙電子写真装置100では、同一の発振部300から生成されるクロックを基準とすることで、各デバイス間の相対的な同期が保証される。
連続紙電子写真装置100では、画像データは光学系コントローラ320に入力される。光学系コントローラ320は、画像データが入力されると光学系310の動作を開始させる。光学系310では、動作が開始されるとレーザ光源103からレーザビーム102が照射され、ポリゴンミラー101の回転が開始される。レーザビーム102は、ポリゴンミラー101に反射されて感光体ドラム104を走査し、フォトセンサ105からエンジンコントローラ340にBD信号が出力される。
エンジンコントローラ340は、本発明の特徴部であるVS信号生成部400を備えており、VS信号生成部400によりBD信号と同期したVS信号を生成する。BD信号と同期されたVS信号は、エンジンコントローラ340から光学系コントローラ320へ出力される。光学系コントローラ320は、VS信号に基づき光学系310から画像データの書き出すタイミングを制御する。光学系310は、VS信号に基づき制御されたタイミングで画像データを書き出し、プロッタエンジン330はこの画像データを連続紙へ出力する。
本実施形態では、このようにBD信号と同期したVS信号により、光学系310における画像データの書き出しのタイミングを制御する。よって本実施形態では、画像データの書き出し位置のずれを防止し、書き出し位置の精度を向上させることできる。
以下に本発明の連続紙電子写真装置100の特徴的構成の説明に先立ち、連続紙電子写真装置100の有する発振部300について説明する。図4は、発振部300について説明する図である。
発振部300は、発振器である源振301、分周回路302、分周回路303とを有する。本実施形態の連続紙電子写真装置100では、分周回路302から出力されるクロックをポリゴンミラー101を駆動させる基準クロックとして用いる。また分周回路303から出力されるクロック信号を感光体ドラム104及びトラクタ106を駆動させる基準クロックとして用いる。
ポリゴンミラー101と感光体ドラム104は、定速回転を実現すればよい。よって分周回路302から出力されるポリゴンミラー101の駆動用基準クロックと、分周回路303から出力される感光体ドラム104の駆動用基準クロックとは、オンデューティ50%の繰り返しとすれば良い。
一方、トラクタ106を駆動する用紙搬送モータ(図示せず)は、1/6インチを単位に紙送りを行う1/6インチインクリメント仕様とした。よって本実施形態では、分周回路303から出力される基準クロック信号から、オンデューティ2.5%のクロックを生成し、これを用紙搬送基準クロックとした。尚2.5%という値は、解像度240(ドット/インチ)とした場合の、1/{1/6(インチ)×240(ドット/インチ)}=1/40に由来する。また本実施形態の用紙搬送モータは、高精度の位置制御に適したサーボモータを用いるものとした。この場合モータエンコーダの1スリットが1/240(ドット/インチ)に相当する。
また本実施形態の連続紙電子写真装置100では、光学系(ポリゴンミラー101、レーザ光源103、フォトセンサ105等)の仕様、トラクタ106を駆動する用紙搬送速度、感光体ドラム104の回転速度のそれぞれおいて必要なクロックが決められている。本実施形態の源振301は水晶発振器であり、水晶発振紙の発振周波数は上記のそれぞれの各クロック周波数の最小公倍数から求められる。
次に、本実施形態の特徴的構成であるVS信号出力部400について説明する。
本実施形態のVS信号出力部400では、VS信号とBD信号との位相差を補正し、BD信号と同期させたVS信号を出力する。
図5は、VS信号出力部400を説明する図である。
本実施形態のVS信号出力部400は、カウンタ回路401、NAND回路402、比較器403とを有する。本実施形態では、VS信号により後述する連続紙の論理ページ長を定義し、論理ページ長(VS信号の出力時間)とあわせて画像データの書き出し位置を制御することにより、連続紙における画像データの書き出し位置のずれを防止している。
VS信号出力部400において、カウンタ回路401は、C(カウント)端子に入力されるクロック404の立上りエッジをN回カウントすると再び0からカウントを繰り返す。またカウンタ回路401は、R(リセット)端子にLレベルの入力があるとカウンタを0にリセットする。尚カウンタ回路401に入力されるクロック404は、用紙搬送基準クロックである。
NAND回路402には、フォトセンサ105から出力されるBD信号405とイネーブル信号406とが入力される。NAND回路402の出力は、カウンタ回路401のR端子に接続されている。本実施形態では、NAND回路402にHレベルのイネーブル信号405とHレベルのBD信号406とが入力されるとNANDが成立し、カウンタ回路401のリセットが有効になる。
次段の比較器403は、カウンタ回路401の出力カウント407と補正データ408とが一致するとLレベルの信号を出力する。本実施形態では、比較器403の出力がVS信号出力部400の出力であるVS信号409となる。VS信号がLレベルになるとVS信号がリセットされる。補正データ408については後述する。
ここで図6を参照して連続紙のページ長について説明する。図6は、連続紙の一例を示す図である。
本実施形態の連続紙電子写真装置100に使用される連続紙60は、例えばミシン目61及び62により各ページに分割されている。本実施形態ではミシン目61からミシン目62までの長さをページ長Lとした。
本実施形態では、連続紙をページ長Lだけ搬送するのに必要となる用紙搬送基準クロックの数Nが予め決められている。連続紙電子写真装置100では、カウンタ回路401が用紙搬送基準クロック(クロック404)の立上りエッジをN回カウントする期間に連続紙がページ長Lだけ搬送される。本実施形態では、N回の用紙搬送基準クロックにより搬送される連続紙の長さを連続紙の論理ページ長Lrとし、VS信号409によりこの論理ページ長Lrを定義する。すなわち本実施形態のVS信号409のHレベルとなる期間Trは、カウンタ回路401がカウントするクロック404の立上りエッジの数により決められる。本実施形態では、VS信号409がHレベルのとき光学系310から画像データが書き出される。
次に、図7を参照して本実施形態の連続紙電子写真装置100の基本動作を説明する。図7は連続紙電子写真装置100の動作を説明するタイミングチャートである。図7(A)は、BD信号とVS信号とを同期させた場合を示す図であり、図7(B)はBD信号を説明する図である。
連続紙電子写真装置100においてフォトセンサ105からBD信号405が出力されると、NAND回路402にHレベルのBD信号405が入力され、NAND回路402はLレベルの信号を出力する。NAND回路402の出力がカウンタ回路401のR端子に入力されるとカウンタ回路401はリセットされる。カウンタ回路401がリセットされると、カウンタ出力407は0となる。図7の例では、補正データ408は0に設定されている。よってカウンタ回路401がリセットされると、比較器403はVS信号409としてLレベルの信号を出力する。
すなわち本実施形態では、BD信号405と同期してカウンタ回路401をリセットすることにより、VS信号をリセットする。リセットされたVS信号は、次のクロック404の立上がりと同期して、Hレベルとなり再カウントを開始する。光学系310は、カウンタ回路401がカウントしている間、すなわちVS信号がHレベルの期間Tr、画像データの書き出しを行う。期間Trは、論理ページ長Lrが搬送されるための時間である。尚本実施形態のNAND回路402に入力されるイネーブル信号406は、ポリゴンミラー101が回転を開始する際に一定期間入力される信号であり、一定時間経過した後にはディゼーブル信号とされる。
以上の構成により、本実施形態のVS信号出力部400ではBD信号405とVS信号409との位相差を補正し、BD信号405と同期したVS信号409を出力することができる。VS信号409は、連続紙の論理ページ長を定義する信号であるため、VS信号409と合わせて画像データを書き出すことでページ内に画像データを適切に書き出すことができる。このため本実施形態によれば画像データの書き出し位置のずれを防止し、書き出し位置の精度を向上させることできる。さらに本実施形態では、ポリゴンミラー101の回転と同期した用紙搬送基準クロックに基づき生成されるVS信号により、画像データの書き出し位置を制御するため、1ラスタ未満の書き出し位置のずれを補正することができる。
また本実施形態では、VS信号出力部400がエンジンコントローラ340に設けられているため、画像データの書き出し位置の制御を光学系コントローラ320で行う必要がない。よって光学系コントローラ320の処理を軽減することができる。
尚図7(A)では、BD信号405を模式的に示している。以下に図7(B)を参照してBD信号405について説明する。
本実施形態の連続紙電子写真装置100では、4つのレーザ光源103を備え、4本のレーザビーム102により感光体ドラム104を走査するものとした。よってフォトセンサ105が検出するBD信号405は、図7(B)に示すように405A〜405Dの4パルスとなる。
VS信号出力部400では、4パルスのBD信号のうち、いずれか1のBD信号をBD信号405としてNAND回路402に入力すれば良い。本実施形態の連続紙電子写真装置100は、例えば最初に感光体ドラム104面上を走査したレーザビーム102の走査位置を示すBD信号405AをNAND回路402に入力しても良い。また本実施形態の連続紙電子写真装置100は、例えばBD信号405A〜405Dのいずれか1の信号を選択する選択回路(図示せず)を備えていても良く、選択回路により選択されたBD信号をNAND回路402に入力しても良い。
また本実施形態の連続紙電子写真装置100では、例えばポリゴンミラー101の回転を開始させる際に、4つのレーザ光源103のうち何れか1のレーザ光源103からレーザビーム102を照射させても良い。この場合BD信号は1パルスであり、このBD信号をNAND回路402に入力すれば良い。
次に図8を参照して本実施形態の補正データ408について説明する。
本実施形態の連続紙電子写真装置100では、比較器403に補正データ408を設定することにより、BD信号とVS信号との位相差を可変することができる。BD信号とVS信号との位相差を可変とすることができれば、位相差を設定することにより画像データの書き出し位置を任意に設定することができる。よって本実施形態の連続紙電子写真装置100では、比較器403がBD信号とVS信号との位相差を設定する設定手段となる。
図8は、BD信号とVS信号との位相差が設定された場合の動作を示すタイミングチャートである。
本実施形態の補正データ408は、数値を示すデータであり、例えば連続紙電子写真装置100の工場出荷時などに予め設定されていても良い。また補正データ408は、連続紙電子写真装置100の利用者により設定可能であっても良い。
本実施形態では、補正データ408を所定の数値に設定することにより、BD信号とVS信号との位相差を調整することができる。BD信号とVS信号との位相差は、画像データの書き出し位置のずれに相当する。本実施形態では、両信号の位相差を調整することで、画像データの書き出し位置を所望の位置に調整することができる。
比較器403は、出力データ407と補正データ408とが一致したときVS信号をリセットする。よって例えば補正データ408がMに設定されていた場合、出力カウント407は、BD信号の入力によりカウンタ回路401がクロック404の立上がりエッジがM回カウントされたとき、補正データ408と一致する。よって比較器403は、BD信号からMクロック分遅らせたタイミングでVS信号をリセットする。
本実施形態では、補正データ408の数値Mを任意に設定することで、BD信号とVS信号との位相差を設定することができる。連続紙電子写真装置100では、位相差が設定されると、BD信号が出力されてから位相差に該当する時間遅れてリセットされたVS信号の立ち上がりと合わせて画像データの書き出しを開始する。よって本実施形態では、BD信号とVS信号との位相差を可変とすることで、連続紙に対する画像データの書き出し開始位置を調整することができる。尚本実施形態では、M<NとなるようにMが設定されるものとした。
図8の例では、補正データ408がM=3に設定された場合を示しており、BD信号が入力されてから3クロック分の遅れたタイミングでVS信号がリセットされる。すなわち図8の例では、画像データはBD信号が出力されてから3クロック分遅れたタイミングで画像データが出力される。よって連続紙に対する画像データの書き出しも、通常の画像データの書き出し位置から3クロック分ずれた(搬送された)位置から開始される。尚通常の画像データの書き出し位置とは、例えばミシン目61から1ライン下がった位置などである(図6参照)。
このように本実施形態によれば、1ラスタ未満の書き出し位置のずれを補正することができるため、画像データの書き出し位置のずれを防止し、書き出し位置の精度を向上させることできる。また本実施形態によれば、所望の位置に画像データを書き出すことができる。
以上、実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
本発明はマルチビーム光学系の連続紙電子写真装置に利用可能である。
レーザビームを用いて書き出し位置の制御を行う連続紙電子写真装置を説明する図である。 BD信号とVS信号との間に位相差が生じた例を示す。 連続紙電子写真装置100の概要を説明する図である。 発振部300について説明する図である。 VS信号出力部400を説明する図である。 連続紙の一例を示す図である。 連続紙電子写真装置100の動作を説明するタイミングチャートである。 BD信号とVS信号との位相差が設定された場合の動作を示すタイミングチャートである。
符号の説明
100 連続紙電子写真装置
101 ポリゴンミラー
102 レーザビーム
103 レーザ光源
104 感光体ドラム
105 フォトセンサ
106 トラクタ
107 転写器
300 発振部
310 光学系
320 光学系コントローラ
330 プロッタエンジン
340 エンジンコントローラ
400 VS信号出力部
401 カウンタ回路
402 NAND回路
403 比較器

Claims (6)

  1. レーザ光源から照射されるレーザビームにより感光体面上を走査して前記感光体面上に出力画像を形成し、前記出力画像を連続紙へ出力する連続紙電子写真装置において、
    前記感光体面上に照射されたレーザビームの水平走査の開始位置を示す位置信号を出力するレーザビーム位置検出手段と、
    前記レーザビームによる垂直方向の画像データの書き出しを制御する制御信号を出力する制御信号出力手段とを有し、
    前記制御信号出力手段は、前記位置信号との位相差が補正された制御信号を出力することを特徴とする連続紙電子写真装置。
  2. 前記レーザビームは、複数本のレーザビームであって、
    前記位置信号は、前記複数のレーザビームのうち、前記感光体面上を最初に走査するレーザビームの走査位置を示すことを特徴とする請求項1記載の連続紙電子写真装置。
  3. 前記制御信号出力手段は、前記制御信号と前記位置信号との位相差を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項1又は2記載の連続紙電子写真装置。
  4. レーザ光源から照射されるレーザビームにより感光体面上を走査して前記感光体面上に出力画像を形成し、前記出力画像を連続紙へ出力する連続紙電子写真装置による出力画像の書き出し制御方法において、
    前記感光体面上に照射されたレーザビームの水平走査の開始位置を示す位置信号を出力するレーザビーム位置検出手順と、
    前記レーザビームによる垂直方向の画像データの書き出しを制御する制御信号を出力する制御信号出力手順とを有し、
    前記制御信号出力手順は、前記位置信号との位相差が補正された制御信号を出力することを特徴とする連続紙電子写真装置の書き出し位置制御方法。
  5. 前記レーザビームは、複数本のレーザビームであって、
    前記位置信号は、前記複数のレーザビームのうち、前記感光体面上を最初に走査するレーザビームの走査位置を示すことを特徴とする請求項4記載の連続紙電子写真装置の書き出し位置制御方法。
  6. 前記制御信号出力手順は、前記制御信号と前記位置信号との位相差を設定する設定手順を有することを特徴とする請求項4又は5記載の連続紙電子写真装置の書き出し位置制御方法。
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