JP2019117358A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 単発的なノイズ等の外乱の影響により、ＢＤ信号の検知タイミングが一時的に所定のタイミングからずれてＢＤ周期の異常となったとしても、場合によっては正常なＢＤ周期に復帰できることがあった。画像形成を継続できるにもかかわらず、単純にＢＤ周期の異常に応じてミスプリント処理を行ってしまうと、再び画像形成をやり直すまでのダウンタイムや、記録材やトナーの消費など、ユーザビリティを低下させてしまう可能性があった。【解決手段】 第１の制御手段は、第１の信号の周期が所定周期内であれば、第１の信号に基づき第２の信号を出力する第１の制御を行い、第１の信号の周期が所定周期外であれば、第１の制御手段によって予測した第１の信号の周期に基づき、第２の信号を出力する第２の制御を行う。【選択図】 図４

Description

本発明は、レーザ光により露光を行う電子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。

従来、回転多面鏡によりレーザ光を周期的に走査して感光ドラム上に静電潜像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置においては、レーザ光の走査方向である主走査方向に対して、主走査方向における書き出しタイミングを制御するための主走査同期信号（ＢＤ信号）を検知するためのＢＤセンサが設けられている。そして、ＢＤセンサから出力されるＢＤ信号のＢＤ周期を検知し、ＢＤ周期が所定の期間内となっていない場合には、ＢＤエラーと判断するという制御が、特許文献１に開示されている。

特開平９−１２３５１９号公報

従来技術のようなＢＤ周期の異常は、画像形成時において、例えば単発的なノイズ等の外乱の影響により、ＢＤ信号の検知タイミングが所定のタイミングからずれることで発生する。このようなＢＤ周期の異常が発生すると、画像形成を中止してスキャナモータの駆動を停止し、記録材を画像形成装置外に排出し、再び画像形成をやり直す、いわゆるミスプリント処理が行われる。

しかし、このような単発的なノイズ等の外乱の影響により、ＢＤ信号の検知タイミングが一時的に所定のタイミングからずれてＢＤ周期の異常となったとしても、場合によっては正常なＢＤ周期に復帰できることがあった。このような場合において、画像形成を継続できるにもかかわらず単純にＢＤ周期の異常に応じてミスプリント処理を行ってしまうと、再び画像形成をやり直すまでのダウンタイムや記録材やトナーの消費など、ユーザビリティを低下させてしまう可能性があった。

本出願に係る発明は、上記のような状況を鑑みてなされたものであり、ＢＤ周期の異常が発生した場合においても、ユーザビリティの低下を抑制する制御を行うことを目的とする。

上記目的を達成するために、光源と、複数の反射面を有し、前記光源から出力された光を回転しながら偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡により偏向された光を検知することに応じた第１の信号を出力する検知手段と、前記第１の信号に基づき、主走査方向の書き出しを制御するための主走査同期信号である第２の信号を出力する第１の制御手段と、前記第２の信号に基づき、画像データを送信する第２の制御手段と、を備え、前記第１の制御手段は、前記第１の信号の周期が所定周期内であれば、前記第１の信号に基づき前記第２の信号を出力する第１の制御を行い、前記第１の信号の周期が所定周期外であれば、前記第１の制御手段によって予測した第１の信号の周期に基づき、前記第２の信号を出力する第２の制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、ＢＤ周期の異常が発生した場合においても、ユーザビリティの低下を抑制する制御を行うことができる。

画像形成装置２の概略構成図 走査装置１１２の概略構成を示す斜視図 ＢＤＩ信号１０７とＢＤＯ信号１１１の生成を示したタイミングチャート ＢＤ周期が異常となった場合のタイミングチャート ＢＤ信号の制御を示したフローチャート 反射面特定部２００のブロック図 ＢＤ周期が異常となった場合のタイミングチャート 走査装置１１２の概略構成を示す斜視図 ＢＤ周期が異常となった場合のタイミングチャート ＢＤ周期が異常となった場合のタイミングチャート ＢＤ信号の制御を示したフローチャート

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

（第１の実施形態）
［画像形成装置］
図１は、画像形成装置２の概略構成図である。なお、以下の説明においては、モノクロ画像形成装置を用いて説明を行うが、これに限定されるものではない。例えば、カラー画像形成装置にも適用することが出来る。また、カラー画像形成装置は、中間転写ベルトを用いるインライン方式や、ロータリー方式、直接転写方式でも良い。

画像形成装置２は、ＰＣ等の外部装置１と接続可能である。画像形成装置２は、制御手段の一例であるエンジンコントローラ１１０、及びビデオコントローラ１１７を有している。エンジンコントローラ１１０は、画像形成装置２内の各部材の動作の制御を行う。画像制御手段としてのビデオコントローラ１１７は、外部装置１と汎用のインターフェース１２で接続されており、外部装置１から送られてくる画像データをビットデータに展開し、ビットデータを画像信号１１８として走査装置１１２に送出する。なお、エンジンコントローラ１１０とビデオコントローラ１１７は、インターフェース信号１１９により接続されている。また、ここでは一例としてエンジンコントローラ１１０とビデオコントローラ１１７を別体として構成しているものの、エンジンコントローラ１１０の内部にビデオコントローラ１１７の機能を備えるような構成としても良い。

外部装置１からプリント開始指示が送られると、エンジンコントローラ１１０は、帯電ローラ３より感光体としての感光ドラム１０５の表面を一様に帯電させる。そして、走査装置１１２により感光ドラム１０５の表面に対して、ビデオコントローラ１１７から送出される画像信号１１８に基づいてレーザの露光走査を行い、静電潜像を形成する。走査装置１１２の構成、及びレーザの露光走査の制御についての詳細な説明は後述する。

形成された静電潜像を、現像ローラ５の表面に保持されたトナー（現像剤）により現像することで、感光ドラム１０５上（感光体上）にトナー像を形成する。次に、給紙カセット６に収容された例えば紙である記録材７が、給紙ローラ８により給紙される。給紙された記録材７の搬送動作にあわせて、感光ドラム１０５上に形成されたトナー像が、転写ローラ９により記録材７上に転写される。トナー像が転写された記録材７は定着装置１０に搬送され、熱、及び圧力によりトナー像が記録材７上に定着され、定着された記録材７は画像形成装置外に排出される。

［走査装置］
図２は、走査装置１１２の概略構成を示す斜視図である。半導体レーザ１００は、画像を露光するための光源である。なお、半導体レーザ１００は、レーザダイオード１０１とフォトダイオード１２０から構成されており、レーザ駆動回路１１３により発光制御される。回転多面鏡としてのポリゴンミラー１０２は、複数（４つ）の反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを有する。ポリゴンミラー１０２は、回転駆動手段の一例であるスキャナモータ１０３により図示の回転方向に回転される。回転駆動されているポリゴンミラー１０２の各面により反射されたレーザ光は、全走査領域１１６に対して周期的に走査される。このように、ポリゴンミラー１０２はレーザ光を反射することにより、感光ドラム１０５を走査可能であるといえる。この全走査領域１１６は、画像領域１１４と非画像領域１１５とからなる。画像領域１１４は、ポリゴンミラー１０２により反射されたレーザ光のうち、反射ミラー１０４を介して感光ドラム１０５の表面に照射される領域である。画像領域１１４にレーザ光が走査されることにより、感光ドラム１０５上に静電潜像を形成することができる。

一方、非画像領域１１５は、全走査領域１１６のうち、画像領域１１４を除いた領域である。非画像領域１１５内の所定領域に設けられたＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ）センサ１０６は、レーザ光が入射したことに応じて、レーザ光に対応する主走査方向の主走査同期信号としての水平同期信号１０７を生成する。この水平同期信号１０７は、ＢＤＩ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ Ｉｎｐｕｔ）信号１０７とも呼ぶ。そして、ＢＤＩ信号１０７が生成される周期をＢＤ周期とも呼ぶ。ＢＤＩ信号１０７は、主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、主走査方向の書き出し開始位置の制御に用いられる。ＢＤＩ信号１０７はエンジンコントローラ１１０に入力される。

エンジンコントローラ１１０は、ＢＤＩ信号１０７が生成される毎にＢＤ周期を順次更新して記憶する。そして、記憶したＢＤ周期に基づいて、スキャナモータ１０３、半導体レーザ１００を制御する。すなわち、エンジンコントローラ１１０は、スキャナモータ１０３にスキャナモータ駆動信号１０８を送信する。そして、設定されている目標回転数に対して現在のＢＤ周期から求まる回転数が低い場合には加速し、回転数が高い場合には減速するようにスキャナモータ１０３を制御する。つまり、スキャナモータ１０３を加減速することにより、目標回転数に収束させる速度制御を行う。また、エンジンコントローラ１１０は、レーザ駆動回路１１３にレーザ駆動信号１０９を送信し、半導体レーザ１００を全走査領域１１６内の所定のタイミングで発光するように制御する。

さらにエンジンコントローラ１１０は、ビデオコントローラ１１７に対して主走査書き出しのタイミングを制御するための信号としてのＢＤＯ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ Ｏｕｔｐｕｔ）１１１を送信する。ビデオコントローラ１１７はＢＤＯ信号１１１に応じて画像信号１１８を送信することによって、画像信号１１８に応じて半導体レーザ１００からレーザ光を照射し、感光ドラム１０５に静電潜像を形成することができる。ＢＤＯ信号１１１は、基本的にはＢＤＩ信号１０７が生成されるタイミングを基準に送信される信号であり、画像形成の各工程において、適宜エンジンコントローラ１１０が波形を加工してビデオコントローラ１１７に送信する。

［ＢＤＩ信号、ＢＤＯ信号の制御の説明］
図３は、ＢＤＩ信号１０７とＢＤＯ信号１１１の生成を示したタイミングチャートである。ＢＤＩ信号１０７は、ＢＤセンサ１０６がレーザ光を受光していない時はＨレベル、レーザ光を受光している時はＬレベルになる信号である。また、スキャナモータ駆動信号１０８は加速信号と減速信号からなる駆動信号であり、加速信号がＬレベル、かつ減速信号がＨレベルの時は加速指示となる。また、加速信号がＨレベル、かつ減速信号がＬレベルの時は減速指示となる。なお、スキャナモータ駆動信号１０８の加速信号、及び、減速信号がともにＨレベルの時は、加速も減速も指示しない制御中立状態となる。

外部装置１からプリント開始指示が送信されると、エンジンコントローラ１１０は、半導体レーザ１００からのレーザ光の発光を開始する。そして、スキャナモータ駆動信号１０８を加速指示状態にすることによりスキャナモータ１０３を起動して目標回転数に収束させる速度制御を開始する。この状態においては、ＢＤＩ信号１０７として、Ｌアクティブのパルス状の波形がスキャナモータ１０３の回転速度に応じて周期的に生成される。ＢＤＯ信号１１１はＨレベルにマスクされており、この状態においてはまだビデオコントローラ１１７に対して画像信号１１８の要求を行わない。スキャナモータ駆動信号１０８は、設定されている目標回転数に対して、現在のＢＤ周期に相当するスキャナモータ１０３の回転数に応じて加速指示状態、又は減速指示状態となる。エンジンコントローラ１１０はスキャナモータ駆動信号１０８を制御することで、スキャナモータ１０３を徐々に目標回転数に収束させる。

エンジンコントローラ１１０は、順次取得されるＢＤ周期からスキャナモータ１０３が目標回転数に収束したと判断すると、画像形成の準備が完了したことを示す画像形成レディを認識する。ここで、スキャナモータ１０３が目標回転数に収束するとは、例えば、スキャナモータ１０３の回転数が目標回転数の±０．１％の範囲内に収束することを指している。すなわち、ＢＤＩ信号１０７、及びＢＤＯ信号１１１の生成タイミングが、主走査方向の画像の揺らぎとして認識されず、正常な出力画像としてユーザに提供可能な品質であることに相当する。このスキャナモータ１０３の回転数が目標回転数の±０．１％の範囲内にあることに相当するＢＤ周期範囲を、以後正常範囲とも呼ぶ。

次に、エンジンコントローラ１１０が、副走査方向の書き出しタイミングであると判断すると、ＢＤＩ信号１０７の立ち下がりタイミングと同期したＬアクティブのパルス状の波形であるＢＤＯ信号１１１をビデオコントローラ１１７に送信する。ビデオコントローラ１１７は、ＢＤＯ信号１１１を受信すると、副走査書き出しタイミングを認識するとともに、ＢＤＯ信号１１１の立ち下がりタイミングから所定時間ｔ後に画像信号１１８を送信する。なお、エンジンコントローラ１１０からビデオコントローラ１１７にＢＤＯ信号１１１を送信し始めるタイミングは、副走査書き出しタイミングよりも前でもよい。例えば、ビデオコントローラ１１７は、ＢＤＯ信号１１１を受信し始めてからＮ回（Ｎは整数）のＢＤＯ信号１１１を受信してから画像信号１１８の送信を行う、というような制御をすることもできる。

このように、画像形成時において、エンジンコントローラ１１０はスキャナモータ１０３を目標回転数に収束させる速度制御を行う。さらに、ＢＤセンサ１０６でレーザ光を検知したことに応じたＢＤＩ信号１０７の立ち下がりタイミングと同期したＢＤＯ信号１１１をビデオコントローラ１１７に送信する制御を行う。このような制御を総称して、以後第１の制御とも呼ぶ。

なお、エンジンコントローラ１１０は、ＢＤＩ信号入力許可信号１２５を周期的に生成する。ＢＤＩ信号入力許可信号１２５とは、ＢＤＩ信号１０７に対して、記憶している現在のＢＤ周期に基づいて、次回発生するであろうＢＤＩ信号１０７の生成タイミングの近傍で発生したＢＤＩ信号１０７の入力を許可するための信号である。言い換えれば、ＢＤＩ信号１０７が正常に発生するタイミングを予測することで、ノイズや迷光等でＢＤセンサ１０６から予期せぬタイミングで発生してしまった信号をＢＤＩ信号として認識しないようにするための信号である。

このＢＤＩ信号入力許可信号１２５は、例えばＢＤＩ信号１０７が生成されたタイミングから、記憶している現在のＢＤ周期の８０％の期間が経過した後に相当するタイミング以降でＨレベルになるように制御する。エンジンコントローラ１１０は、ＢＤＩ信号入力許可信号１２５がＨレベルである状態（第１の期間内）で、ＢＤセンサ１０６からの信号を受信するとＢＤＩ信号１０７と認識する。ＢＤＩ信号入力許可信号１２５がＬレベルである状態（第１の期間外）でＢＤセンサからの信号を受信するとＢＤＩ信号１０７と認識しない。そして、エンジンコントローラ１１０がＢＤＩ信号１０７を検知すると、ＢＤＩ信号入力許可信号１２５はＬレベルになり、ＢＤＩ信号１０７の入力を非許可にする。このような構成により、単発的なノイズ等の外乱の影響により、明らかに異常なタイミングでＢＤＩ信号１０７にノイズが重畳したとしても、ＢＤＩ信号入力許可信号１２５によりＢＤＩ信号１０７として誤検知することを回避する。

ＢＤＩ信号１０７の検知タイミングが大幅にずれると、ＢＤ周期に応じて制御されているスキャナモータ１０３の速度制御も大幅にずれることになってしまう。つまり、スキャナモータ１０３の速度制御が大幅に乱れると、スキャナモータ１０３の暴走音が発生したり、スキャナモータ１０３の限界値を超えて回転を行おうして故障が発生したりという可能性がある。さらに、ＢＤＯ信号１１１の検知タイミングが大幅にずれることによって、画像の書き出しが乱れてしまう画像不良が発生する可能性もある。ＢＤＩ信号入力許可信号１２５によってこれらの発生を防ぐことができる。

［ＢＤ周期に異常が発生した場合の制御の説明］
次に、画像形成時において、ＢＤＩ信号入力許可信号１２５が許可の状態において、ＢＤＩ信号１０７にノイズが重畳すること等により、エンジンコントローラ１１０が正常範囲外（第２の期間外）のＢＤ周期を認識した場合について説明する。なお、正常範囲内（第２の期間内）とは、例えば前述の説明と同じくスキャナモータ１０３が目標回転数で回転している状態における±０．１％の範囲内とすることができる。ただし、この範囲は、検知精度に応じて適宜設定することが可能である。

図４はＢＤ周期が異常となった場合のタイミングチャートである。この場合、スキャナモータ１０３の速度制御や、ＢＤＯ信号１１１の生成タイミングが大幅に乱れることはない。よって、すぐに画像形成を中断するような制御を行う必要はないものの、少なからず主走査方向の画像揺らぎが発生し、画質が低下してしまう可能性がある。このような場合においても、画像形成を継続して正常な画質の画像を形成するために、ＢＤ周期異常を検知した場合における制御を行う。

エンジンコントローラ１１０は、第１の制御により画像形成を行っている期間において、順次主走査方向に１ラインずつ画像を形成していき、最後の主走査方向のラインを形成して、画像形成を終了するまで、ＢＤ周期が正常範囲内であるか否かを判定し続ける。エンジンコントローラ１１０は、ＢＤ周期が正常範囲内であると判定すると、第１の制御を継続する。

一方、エンジンコントローラ１１０は、ＢＤＩ信号１０７にノイズが重畳する等により、ＢＤ周期が正常範囲外であると判定すると、まずスキャナモータ１０３を定速回転状態に維持すべく、加速及び減速指示ともに行わない制御中立状態にする。すなわち、スキャナモータ駆動信号１０８の加速信号、及び減速信号をともにＨレベルにする。スキャナモータ１０３が制御中立状態になると、スキャナモータ１０３は、現状の回転周期を保とうとするイナーシャにより、結果的に定速回転状態になる。

さらに、ＢＤＯ信号１１１の出力制御を、ＢＤＩ信号１０７を基準に出力する制御から、ＢＤ周期が正常範囲内の中心にあるタイミング周期で生成されている理想ＢＤＯ信号１３０を基準に出力する制御に切り替える。ＢＤ周期が正常範囲内の中心にあるとは、スキャナモータ１０３が目標回転速度で回転して、理想的なＢＤ周期でＢＤ信号が検知されていると想定した状態である。言い換えれば、スキャナモータ１０３が目標回転速度で回転している条件で駆動されていると仮定した状況において、ＢＤ周期が正常範囲内となるように次のＢＤ信号が検知されるタイミングを予測して理想ＢＤＯ信号を生成している。この理想ＢＤＯ信号１３０は、ＢＤ周期が正常範囲内で検知されている状態において、エンジンコントローラ１１０によってＢＤＩ信号１０７の生成タイミングを起点に計算されている。なお、スキャナモータ１０３を定速回転状態に維持する方法として、ＢＤＩ信号１０７に基づいて速度制御を行う状態から、理想ＢＤＯ信号１３０に基づいて速度制御を行う状態に遷移させる方法を用いても良い。

このように、画像形成時において、エンジンコントローラ１１０はＢＤ周期が正常範囲内であるか否かを判定する制御を行う。さらに、ＢＤ周期が正常範囲外であると判定すると、スキャナモータ１０３を定速回転状態にするとともに、理想ＢＤＯ信号１３０の生成タイミングでＢＤＯ信号１１１を出力する制御を行う。このような制御を総称して、以後第２の制御とも呼ぶ。第２の制御を用いることで、単発的なノイズ等の外乱の影響により、ＢＤＩ信号１０７にノイズが重畳したとしても、ビデオコントローラ１１７はノイズの影響を回避して正常な画像形成を継続することができる。

なお、この第２の制御においてスキャナモータ１０３は、加速及び減速指示ともに行わない制御中立状態にすることにより定速回転状態に遷移している。しかし、定速回転状態とすることによって、目標回転速度に追従するような速度制御ができないため、時間の経過とともに正常範囲で回転している状態から回転速度が変動してしまう。このような回転速度が変動してしまうことをなるべく少なくするために、エンジンコントローラ１１０は、所定回数、又は所定時間だけ理想ＢＤＯ信号１３０をＢＤＯ信号１１１として出力すると、第２の制御状態から第１の制御状態に切り替える。すなわち、ＢＤＯ信号１１１を所定回数出力、又はＢＤＯ信号１１１を所定時間出力すると、スキャナモータ１０３を速度制御状態に復帰させる。ＢＤＯ信号１１１の出力状態もＢＤＩ信号１０７が検知された基準で出力される状態に復帰させる。

このように、エンジンコントローラ１１０は、ＢＤ周期が正常範囲内か否かを主走査ライン毎に判定し、第１の制御、または第２の制御を行うことで画質の低下を抑制しつつ画像形成を継続することができる。また、ＢＤ周期が一時的に正常範囲外となってしまっても、すぐに画像形成を中断することなく、画質の低下を抑制した画像形成を継続できるため、ユーザビリティの低下を抑制することもできる。

図５は、本実施形態におけるＢＤ信号の制御を示したフローチャートである。Ｓ３０１において、エンジンコントローラ１１０はスキャナモータ１０３を起動して、スキャナモータ１０３の回転数を目標回転数に収束させる速度制御を開始する。Ｓ３０２において、エンジンコントローラ１１０はＢＤセンサ１０６により順次取得されるＢＤＩ信号１０７から求まるＢＤ周期から、スキャナモータ１０３が目標回転数に収束したか否かを判断する。スキャナモータ１０３が目標回転数に収束したと判断すると、Ｓ３０３においてエンジンコントローラ１１０は画像形成の準備が完了したことを示す画像形成レディを認識する。

Ｓ３０４において、エンジンコントローラ１１０は副走査方向の書き出しタイミングであると認識すると、画像形成を開始する。すなわち、ＢＤＩ信号１０７の立ち下がりタイミングに同期したＢＤＯ信号１１１をビデオコントローラ１１７に送信する、前述した第１の制御を行う。Ｓ３０５において、エンジンコントローラ１１０は画像形成を行っている期間において、最後の主走査方向のラインの形成タイミングとなったか否かを判断する。

Ｓ３０５において、最後の主走査方向のラインの形成タイミングになっていなければ、Ｓ３０６においてエンジンコントローラ１１０はＢＤ周期が正常範囲内（所定周期内）であるか否かを判断する。正常範囲内であれば、Ｓ３０５へ戻る。正常範囲外（所定周期外）であれば、Ｓ３０７において、エンジンコントローラ１１０はまずスキャナモータ１０３を定速回転状態に維持すべく、加速及び減速指示ともに行わない制御中立状態にする。さらに、ＢＤＯ信号１１１の出力制御を、ＢＤＩ信号１０７を基準に出力する制御から、ＢＤ周期が正常範囲内の中心にあるタイミング周期で生成されている理想ＢＤＯ信号１３０を基準に出力する制御に切り替える、前述した第２の制御に切り替える。Ｓ３０８において、エンジンコントローラ１１０は第２の制御を所定期間続けると、再び第１の制御に切り替えて、Ｓ３０５へ戻る。

Ｓ３０５において、最後の主走査方向のラインの形成タイミングになっていれば、Ｓ３０９において、エンジンコントローラ１１０は副走査書き終わりタイミングとなったことを認識し、画像形成を終了する。

このように、画像形成時において、ＢＤ周期が正常範囲外となってしまった場合においても、スキャナモータ１０３を定速回転状態にするとともに、理想ＢＤＯ信号１３０を基準に画像形成を行う制御に切り替える。これにより、ＢＤ周期が正常範囲外になってしまったとしても画像形成を継続でき、さらに理想ＢＤＯ信号を基準にすることで形成する画質の低下も抑制することができる。また、ＢＤ周期が一時的に正常範囲外となってしまっても、すぐに画像形成を中断することなく、画質の低下を抑制した画像形成を継続できるため、ユーザビリティの低下を抑制することもできる。

（第２の実施形態）
先の第１の実施形態においては、ＢＤ周期が正常範囲外（所定周期外）となると理想ＢＤＯ信号１３０に切り替える制御について説明した。本実施形態においては、ポリゴンミラー１０２の反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ毎に理想ＢＤＯ信号１３０を生成するタイミングを適正化することについて説明する。なお、画像形成装置や走査装置等の先の第１の実施形態と同様の構成については、ここでの詳しい説明は省略する。

一般的に、ポリゴンミラー１０２の各反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、製造時の切削精度や走査装置１１２に組み付ける際の組み付け精度によって、回転軸に対して平行でない部分を有することがある。所謂、面倒れと呼ばれる現象である。この面倒れがある状態でレーザ光を偏向走査すると、レーザ光の走査位置が目標位置から定常的にずれてしまう。また、各反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄをまったくの平面に加工することは切削加工上困難であり、反射面毎に異なる湾曲などを有することがある。この状態でレーザ光を偏向走査すると、レーザ光の走査位置が反射面毎に主走査方向において目標位置から定常的にずれてしまう。所謂、ジッタと呼ばれる現象である。このような傾向を有するポリゴンミラー１０２において、各反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを特定し、反射面毎に理想ＢＤＯ信号１３０を生成するタイミングを適正化することが望ましい。

［反射面特定制御の説明］
図６は、反射面特定部２００のブロック図である。本実施形態においては、エンジンコントローラ１１０は反射面特定部２００を備えている。反射面特定部２００は、ＢＤ周期サンプリング部２０１、サンプリング値平均化部２０２、及び、データ評価部２０３を備えている。

エンジンコントローラ１１０は、スキャナモータ１０３を起動し、スキャナモータ１０３が目標回転数に収束した後に、順次取得されるＢＤ周期からポリゴンミラー１０２の各反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを特定する。まず、ＢＤ周期サンプリング部２０１は、サンプリング開始指示が行われると、各反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのＢＤ周期を所定のサンプリング回数だけサンプリングし、累積する。サンプリングが終了すると、サンプリング値平均化部２０２が各反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのＢＤ周期のサンプリング結果をサンプリング回数で平均する。

次に、データ評価部２０３が各反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのＢＤ周期の平均結果から、所定のアルゴリズムを用いて基準反射面の特定を行う。ここで、所定のアルゴリズムによって特定される基準反射面とは、例えばＢＤ周期が最大、あるいは最小の面であってもよい。又は、隣り合う面のＢＤ周期の差分値が最大、あるいは最小の面であってもよい。基準反射面は、ＢＤ周期から得られる情報を演算することにより、一意に特定できる面であればよい。基準反射面が特性されれば、基準反射面に基づき他の反射面も一意に特定することができる。すなわち、各反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのＢＤ周期の特異性を検知することで各反射面を特定する。このような制御により特定された基準反射面がレーザ光を走査しているタイミングを、データ評価部２０３から理想ＢＤＯ信号生成部２０４に送信する。理想ＢＤＯ信号生成部２０４は、特定された各反射面における理想ＢＤＯ信号の周期を生成する。

［ＢＤ周期に異常が発生した場合の制御の説明］
次に、画像形成時において、ＢＤＩ信号入力許可信号１２５が許可の状態において、ＢＤＩ信号１０７にノイズが重畳すること等により、エンジンコントローラ１１０が正常範囲外のＢＤ周期を認識した場合について説明する。図７はＢＤ周期が異常となった場合のタイミングチャートである。

エンジンコントローラ１１０は、ＢＤＩ信号１０７にノイズが重畳する等により、ＢＤ周期が正常範囲外であると判定すると、ＢＤＯ信号１１１の出力方法を切り替える。すなわち、ＢＤＯ信号１１１の出力方法を、ノイズが重畳したＢＤＩ信号１０７を基準に出力する方法から、各反射面の理想ＢＤ周期に基づいて生成される理想ＢＤＯ信号１３０をとして出力する方法に切り替える。

理想ＢＤＯ信号１３０の生成は、例えば反射面１０２ａがレーザ光を走査している場合は、ＢＤ周期が正常範囲内の中心にあるタイミング周期に、反射面特定部２００が特定した反射面１０２ａに応じた補正値を加算又は減算することで生成している。反射面１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがレーザ光を走査している場合も、同様に反射面特定部２００が特定した反射面１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄに応じた補正値を加算又は減算することで理想ＢＤＯ信号１３０を生成する。なお、理想ＢＤＯ信号１３０の生成タイミングが各反射面に応じて異なるということは、各反射面に応じて理想ＢＤ周期も異なるということである。つまり、前述したＢＤ周期の正常範囲も、各反射面に応じてそれぞれ設定されることになる。

図７のタイミングチャートにおいて、理想ＢＤＯ信号１３０が各反射面に応じて生成されていることを示している。なお、第１の制御を行っている間は、前述したようにＢＤＩ信号１０７に応じてＢＤＯ信号１１１を生成している。理想ＢＤＯ信号１３０の生成は行われているものの第１の制御においては使用されていない。反射面１０２ｂでノイズによりＢＤ信号の周期が正常範囲外になってしまうと、第２の制御に切り替え理想ＢＤＯ信号１３０に応じてＢＤＯ信号１１１を生成するように切り替える。

このように、各反射面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄに応じて理想ＢＤＯ信号１３０を生成するタイミングを変更することで、より精度のよい制御を行うことが可能となる。これにより、ＢＤ周期が正常範囲外になってしまったとしても画像形成を継続でき、さらに理想ＢＤＯ信号を基準にすることで形成する画質の低下も抑制することができる。また、ＢＤ周期が一時的に正常範囲外となってしまっても、すぐに画像形成を中断することなく、画質の低下を抑制した画像形成を継続できるため、ユーザビリティの低下を抑制することもできる。

（第３の実施形態）
先の第１の実施形態、第２の実施形態においては、ＢＤ周期が正常範囲外となると理想ＢＤＯ信号１３０に切り替える制御について説明した。本実施形態においては、ＢＤ周期が正常範囲外となった場合に、その直近で画像信号１１８に応じた画像形成を行っていたか否かを判断することを追加する方法について説明する。なお、画像形成装置や走査装置等の先の第１の実施形態や第２の実施形態と同様の構成については、ここでの詳しい説明は省略する。

［走査装置］
図８は、本実施形態における走査装置１１２の概略構成を示す斜視図である。先の第１の実施形態の図２の構成との差異は、画像信号１１８をエンジンコントローラ１１０に入力していることである。エンジンコントローラ１１０は、ＢＤ周期が正常範囲外であると判定した場合に、範囲外となった主走査ライン内で画像信号１１８に基づく画像形成が行われたか否かを判定する。そして、第２の制御に切り替えるか否かを判定する。

先の第１の実施形態や第２の実施形態において、ＢＤ周期が正常範囲外となった場合に第２の制御に切り替えるのは、ＢＤ周期の揺らぎが画像形成における主走査方向の揺らぎとなってしまう画像不良を抑制するためである。つまり、ＢＤ周期が正常範囲外であると判定した場合において、画像信号１１８に基づく画像形成が行われていない場合は、理想ＢＤＯ信号１３０に切り替えなくとも画質の低下にはつながらない。すなわち、スキャナモータ１０３を定速回転状態に切り替えは行うが、理想ＢＤＯ信号１３０に基づく制御には切り替えず、ＢＤＩ信号１０７の生成タイミングに基づきＢＤＯ信号１１１を出力する制御を継続する。以下、この制御を第３の制御とも呼ぶ。

［ＢＤ周期に異常が発生した場合の制御の説明］
図９、図１０はＢＤ周期が異常となった場合のタイミングチャートである。なお、ここでは先の第１の実施形態で説明した内容は割愛し、本実施形態の特徴について説明する。まず、エンジンコントローラ１１０は、ＢＤ周期が正常範囲内であるか否かを判断する。そして、ＢＤ周期が正常範囲外であった場合は、範囲外となった主走査ラインにおいて画像信号１１８に基づく画像形成が行われたか否かを判定する。

図９は、ＢＤ周期が正常範囲外であった場合に、範囲外となった主走査ラインにおいて画像信号１１８に基づく画像形成が行われなかった場合を示したタイミングチャートである。図１０は、ＢＤ周期が正常範囲外であった場合に、範囲外となった主走査ラインにおいて画像信号１１８に基づく画像形成が行われた場合を示したタイミングチャートである。なお、タイミングチャートにおける画像信号１１８は、Ｈレベルの場合は、主走査ラインにおいて画像信号１１８が存在していること、Ｌレベルの場合は、画像信号１１８が存在していないことを示している。

図９では、エンジンコントローラ１１０は、ＢＤ周期が正常範囲外であると判定した場合に、主走査ラインで画像信号１１８に基づく画像形成が行われていないため、第１の制御から第３の制御に切り替えている。図１０では、エンジンコントローラ１１０は、ＢＤ周期が正常範囲外であると判定した場合に、主走査ラインで画像信号１１８に基づく画像形成が行われているため、第１の制御から第２の制御に切り替えている。図９のように、理想ＢＤＯ信号１３０に応じてＢＤＯ信号１１１を生成するように切り替えないことにより、ＢＤＯ信号１１１をＢＤＩ信号１０７に応じて安定して生成し続けることができる。つまり、ＢＤＯ信号１１１を生成するための制御を切り替えることによって不慮に発生するかもしれない影響を抑制することで、ロバスト性を高めている。

図１１は、本実施形態におけるＢＤ信号の制御を示したフローチャートである。なお、先の図５で説明したフローチャートと同様のステップについては同様の符号を付し、ここでの詳しい説明は省略する。Ｓ３０６において、エンジンコントローラ１１０はＢＤ周期が正常範囲外（所定範囲外）であると判断する。するとＳ１１０１において、エンジンコントローラ１１０は正常範囲外となった主走査ラインで画像信号１１８に基づく画像形成が行われているか否かを判断する。

Ｓ１１０１において主走査ラインで画像信号１１８に基づく画像形成が行われている場合は、Ｓ１１０２において、エンジンコントローラ１１０はまずスキャナモータ１０３を定速回転状態に維持すべく、加速及び減速指示ともに行わない制御中立状態にする。さらに、ＢＤＯ信号１１１の出力制御を、ＢＤＩ信号１０７を基準に出力する制御から、ＢＤ周期が正常範囲内の中心にあるタイミング周期で生成されている理想ＢＤＯ信号１３０を基準に出力する制御に切り替える、前述した第２の制御に切り替える。Ｓ１１０３において、エンジンコントローラ１１０は第２の制御を所定期間続けると、再び第１の制御に切り替えて、Ｓ３０５へ戻る。

Ｓ１１０１において主走査ラインで画像信号１１８に基づく画像形成が行われていない場合は、Ｓ１１０４において、エンジンコントローラ１１０はスキャナモータ１０３を定速回転状態に維持すべく、加速及び減速指示ともに行わない制御中立状態にする。一方、ＢＤＯ信号１１の出力制御は、ＢＤＩ信号を基準に出力する制御のままである、前述した第３の制御に切り替える。Ｓ１１０５において、エンジンコントローラ１１０は第３の制御を所定期間続けると、再び第１の制御に切り替えて、Ｓ３０５へ戻る。

このように、第２の制御に切り替えるか否かを画像信号の有無に応じて判断することで、理想ＢＤＯ信号１３０を用いる制御に切り替えるべきか否かを判断できるようになる。これにより、不要に理想ＢＤＯ信号１３０を用いる制御に切り替えることを抑制できるため、システムのロバスト性を高めることができる。

１００ 半導体レーザ
１０２ ポリゴンミラー
１０６ ＢＤセンサ
１０７ ＢＤＩ信号
１１０ エンジンコントローラ
１１１ ＢＤＯ信号
１１７ ビデオコントローラ

Claims (14)

1. 光源と、
   複数の反射面を有し、前記光源から出力された光を回転しながら偏向する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡を駆動する駆動手段と、
   前記回転多面鏡により偏向された光を検知することに応じた第１の信号を出力する検知手段と、
   前記第１の信号に基づき、主走査方向の書き出しを制御するための同期信号である第２の信号を出力する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第１の信号の周期が所定周期内であれば、前記第１の信号に基づき前記第２の信号を出力する第１の制御を行い、前記第１の信号の周期が所定周期外であれば、前記第１の制御手段によって予測した第１の信号の周期に基づき、前記第２の信号を出力する第２の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記検知手段から出力される前記第１の信号の周期に応じて、前記駆動手段を加減速する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記第２の制御を行う場合には、前記検知手段から出力される前記第１の信号の周期に応じて、前記駆動手段を加減速しない制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の信号の周期を記憶する記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記第１の信号が出力されると前記第１の信号の周期を求めると、前記記憶手段に記憶されている前記第１の信号の周期を更新することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記第１の信号の周期に基づき、次に前記第１の信号が前記検知手段により検知されるであろう第１の期間を予測することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記第１の期間外において前記検知手段から出力された信号は前記第１の信号として認識せず、前記第１の期間内において前記検知手段から出力された信号は前記第１の信号として認識することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記第１の信号の周期に基づき、前記第１の期間内において前記第１の信号が正常に検知されたか否かを判断するための前記第１の期間よりも短い第２の期間を予測することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記第２の期間内において前記検知手段から信号が出力された場合は前記第１の制御を行い、前記第２の期間外において前記検知手段から信号が出力された場合は前記第２の制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記第２の制御を行う場合に、前記駆動手段が目標回転速度で駆動されているという条件において前記第１の信号の周期が所定周期内となるように、前記第１の周期の予測を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記第２の制御によって前記第２の信号を所定回数出力すると、前記第１の制御に切り替えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、前記回転多面鏡の複数の反射面のうち、どの反射面により光を反射しているかを特定し、
    前記第２の制御を行う場合に、特定した反射面に応じて期間の異なる前記第１の周期の予測を行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記制御手段は、前記第１の信号の周期に基づき、前記複数の反射面のうち基準反射面を特定し、前記基準反射面から各反射面を特定することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 画像データを生成する画像制御手段、を備え、
    前記画像制御手段は、前記第２の信号に基づき、前記画像データを前記制御手段に送信することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記制御手段は、前記第１の信号の周期が所定周期外であった場合に、所定周期外となった主走査ラインで画像信号に基づく画像形成が行われたか否かを判断し、
    画像形成が行われた場合は前記第２の制御を行い、画像形成が行われなかった場合は前記第１の信号に基づき前記第２の信号を出力し、且つ前記検知手段から出力される前記第１の信号の周期に応じて前記駆動手段を加減速しない第３の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
    

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