JP2737985B2

JP2737985B2 - レーザプリンタ

Info

Publication number: JP2737985B2
Application number: JP4167889A
Authority: JP
Inventors: 厚袴田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1998-04-08
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JPH02221974A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明はレーザプリンタに係わり、特にレーザビーム
の走査方向の画像の伸縮を少なくしたレーザプリンタに
関する。

「従来の技術」レーザプリンタでは、感光体ドラム等の感光体上にレ
ーザビームを順次１ラインずつ走査し、静電潜像を形成
する。そして、この静電潜像を通常の電子写真複写機と
同様の原理で現像してトナー像を得て、このトナー像を
用紙に転写して定着し、記録画像を得るようになってい
る。

このようなレーザプリンタでは、感光体上にレーザビ
ームを走査するとき、各画素に対応した位置にこれらの
画素に応じた光の強弱を与え、静電潜像の形成を行う。
このために、画信号は１ラインを構成する画素ごとに所
定の周波数のクロックでレーザビーム変調器に送り込ま
れ、ここで感光体上を走査するためのレーザビームの変
調が行われている。

このようなレーザプリンタでは、例えばポリゴンミラ
ー（回転多面鏡）を回転させて、各鏡面の傾きの変化を
利用してレーザビームの反射方向を変化させ、感光体上
でのレーザビームの主走査を行っている。そして、レー
ザビームが感光体の静電潜像を形成させるべき領域の始
端に到達したときに１ライン分の最初の画素に対応させ
てレーザビームの変調を開始させ、この領域の終端に到
達したとき１ライン分の変調が終了するようにしてい
る。

レーザビームの走査開始のタイミングは、水平走査開
始（SOS）信号によって定められるようになっている。
この水平走査開始信号は、感光体の静電潜像を形成させ
るべき領域の始端近傍に配置された光学センサによるレ
ーザビームの検知出力を基にして、この領域の走査が開
始されるタイミングで出力されるようになっている。

一方、レーザビームの走査終了のタイミングは、水平
走査終了（EOS）信号によって定められるようになって
いる。この水平走査終了信号は、感光体の静電潜像を形
成させるべき領域の終端近傍に配置された光学センサに
よるレーザビームの検知出力を基にして、この領域の走
査が終了するタイミングで出力されるようになってい
る。

このように水平走査開始信号および水平走査終了信号
によって、感光体上での１ライン分の画信号によるレー
ザビームの変調開始タイミングと変調終了タイミングが
設定される。そこで、１ライン分の画信号の変調は水平
走査開始信号によって開始させ、所定のクロックで１画
素ごとに画信号を変調していき、１ラインの全画素分の
クロックが発生した時点がちょうど水平走査終了信号の
出力される時点と一致するように、このクロックの周期
T_CLKを定めればよいことになる。

このためのクロック発生回路として、特開昭56−6966
5号公報に記載されているようなディジタル・フィード
バック・PLL回路（以下単にPLL回路と称する）が提案さ
れている。

第２図は、この提案のPLL回路の動作を説明するため
のものである。

このPLL回路のフリップフロップ11には、前記した水
平走査開始信号12と水平走査終了信号13がそれぞれのタ
イミングで入力されるようになっている。水平走査開始
信号12は、このフリップフロップ11をセットし、水平走
査終了信号13はこれをリセットする。このフリップフロ
ップ11の出力はライン同期パルス14として位相比較器15
に入力されるようになっている。

この位相比較器15と、Ｍ分割デバイダ16、電圧制御発
振器（VCO）17および低域通過フィルタ（LPF）18は全体
として閉ループ回路を構成している。ここで電圧制御発
振器17は画信号を変調するための画素クロック21を発生
するための回路である。この画素クロックはＭ分割デバ
イダ16にも入力される。Ｍ分割デバイダ16は画素クロッ
ク21を１ラインの構成画素数でカウントし、１ラインに
対して１つだけの画素パルス22を発生させる。位相比較
器15は、この画素パルス22とライン同期パルス14を比較
する。

これら２つのパルス14、22が同相の場合には、電圧制
御発振器17から出力される画素クロック21が１ライン分
の画素の数に相当するだけ出力される時間間隔でライン
同期パルス14が出力されることになる。このときには、
誤差信号23は零となり、電圧制御発振器17の出力する画
素クロック21に変化は生じない。これに対して、２つの
パルス14、22の位相が異なっていた場合には、このずれ
に対応した誤差信号が発生し、結局両パルス14、22の位
相が一致する方向で画素クロック21の周波数の制御が行
われることになる。

このように、第２図に示したようなPLL回路を用いれ
ば、１ライン分の画素をカウントアップする数値がＭの
とき、画信号を変調するためのクロックを次の（１）式
で表わした周期T_CLKに設定することができる。

T_CLK＝T_SE/M ……（１）ただし、この式で符号T_SEは水平走査開始信号が出力
されてから水平走査終了信号が出力されるまでの時間間
隔をいう。

「発明が解決しようとする課題」ところで、この第２図に示したPLL回路を用いてレー
ザプリンタを構成すると、Ｍ分割デバイダ16によって画
素クロック21を整数Ｍで除算し、これによって得られた
周期T_CLKのクロックで１画素を表現するようになってい
る。ところが、水平走査開始信号と水平走査終了信号の
出力される時間間隔をこの周期T_CLKで割ると、必ずしも
割り切れるものではない。すなわちこの従来のレーザプ
リンタでは、１ライン分の画信号を変調するとき、感光
体上で１ライン分の静電潜像形成領域にＭ個の画素を記
録する際に最大で１画素分だけライン方向に伸縮を生じ
てしまう。これを一例として示すと次のようになる。

今、レーザビームが感光体を走査する速度Ｓを実測で
1.500×10⁶mm/秒とし、同じく水平走査開始信号が出力
されてから水平走査終了信号が出力されるまでの時間間
隔T_SEが実測値で270.000×10^-6秒であるとする。解像度
が300ドット／インチで画像の幅すなわち画像の形成さ
れるべき１ラインの長さが360mmであるとする。この場
合、数値Ｍの計算値M_CULは、次のようになる。

ところが、数値Ｍはカウント値なので整数でなければ
ならない。そこで、この数値Ｍを“4783"とすると、360
mmの長さの記録が実際には次のような長さの記録とな
る。

すなわち、この例の場合には理想よりも35μｍだけ主
走査方向に伸びた画像が形成されることになる。このよ
うな画像の伸縮は、画像の品質を低下させる原因とな
る。

そこで本発明の目的は、１ラインの記録が行われる長
さをより正確に設定することのできるレーザプリンタを
提供することにある。

「課題を解決するための手段」本発明では、水平走査開始信号と水平走査終了信号と
の時間間隔T_SEを変えることができるようにして、前記
した（２）式によって計算された数値M_CULの小数点以下
を近似的に1.0あるいは0.0に設定し、整数Ｍを使用して
も１ラインの記録が行われる長さの誤差が減少するよう
に設定する。

このため、本発明では（ｉ）水平走査開始信号を感光
体上で１画素分の走査に要する時間よりも短い時間幅で
調整自在に遅延させる第１の遅延手段と、（ii）水平走
査終了信号を感光体上で１画素分の走査に要する時間よ
りも短い時間幅で調整自在に遅延させる第２の遅延手段
と、（iii）これら第１および第２の遅延手段を経た水
平走査開始信号と水平走査終了信号との時間間隔を整数
ｍで除算してレーザビーム変調手段で１画素単位に画信
号を変調するためのクロックを作成するクロック作成手
段をレーザプリンタに具備させている。

そして、第１の遅延手段と第２の遅延手段で時間間隔
T_SEを微調整し、この調整後の時間間隔T_SE′を所定の整
数ｍで除算することにして、（２）式によって計算され
た数値M_CULの小数点以下を近似的に1.0あるいは0.0に設
定する。

「実施例」以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例におけるレーザプリンタ
の構成の概要を表わしたものである。このレーザプリン
タは、静電潜像を形成するための感光体ドラム31を具え
ている。この感光体ドラム31の周囲には、図示しない各
種コロトロンや現像器およびクリーニング装置が配置さ
れている。この感光体ドラム31は、まず図示しないチャ
ージコロトロンでその表面が一様に帯電され、次に走査
レンズ32を経たレーザビーム33によって露光される。こ
のとき、感光体ドラム31上のレーザビーム33の照射され
た部位では電荷が消失する。このようにして、感光体ド
ラム31上に電荷の有無によって表わされた静電潜像が形
成される。この静電潜像は、前記した現像器で現像され
てトナー像となり、これがトランスファコロトロンによ
って図示しない記録用紙に転写される。記録用紙上のト
ナー像は、図示しない定着器で加熱によってあるいは圧
力によって定着され、記録が完了する。記録ずみの記録
用紙は図示しない排出トレイ上に排出される。また、記
録用紙に対するトナー像の転写時に感光体ドラム31上に
残存したトナー粒子は、クリーニング装置によってドラ
ム表面から除去され、この表面は再びチャージコロトロ
ンで帯電されて、次の記録作業に用いられることにな
る。

このようなレーザプリンタで記録される画像情報は、
画像情報信号発生器35から出力される。画像情報信号発
生器35は、例えば１次元イメージセンサ等の読取素子を
用いた読取装置のようなものであってもよいし、画像情
報を作成するホストコンピュータから受信した画像情報
を出力する通信制御部のようなものであってもよい。出
力された画像情報は、バッファメモリ36に一時的に格納
される。格納されたこれらの画像情報は、タイミングク
ロック37によって１画素分ずつ順次読み出され、半導体
レーザ駆動装置38に供給される。タイミングクロック37
をどのように設定するかが本発明のポイントとなるの
で、この点については後で詳しく説明する。

半導体レーザ駆動装置38は、タイミングクロック37に
同期して供給された画素ごとに半導体レーザ39を駆動
し、その出力するレーザビーム33をオン・オフ制御す
る。半導体レーザ39から出力されるレーザビーム33は、
コリメートレンズ41によって集光されてポリゴンミラー
（回転多面鏡）42の１つの面に入射する。ポリゴンミラ
ー42は駆動モータ43によって高速で回転させられてお
り、入射したレーザビーム33はミラー面の回転によって
その反射光が偏向し、走査レンズ32を通過したビームは
感光体ドラム31の表面をドラム軸方向に走査するように
なる。

ところで、感光体ドラム31の走査ラインの延長上でド
ラムの両端近傍には、第１の光検出器45と第２の光検出
器46が配置されている。このうち、第１の光検出器45は
レーザビーム33が感光体ドラム31の静電潜像形成領域の
走査を開始する直前のビームを検出するもので、この検
出出力を入力する第１の光電変換回路47からは水平走査
開始信号48が出力されることになる。これに対して第２
の光検出器46は、レーザビーム33が感光体ドラム31の静
電潜像形成領域の走査を終了した直後のビームを検出す
るもので、この検出出力を入力する第２の光電変換回路
49からは水平走査終了信号51が出力されることになる。

水平走査開始信号48は第１の遅延回路52に入力され、
水平走査終了信号51は第２の遅延回路53に入力される。
これらの遅延回路52、53は、それぞれ５段に直列接続さ
れた５つの遅延素子と、これらの素子間の４つの接点と
最初の段の遅延素子の入力端子および最後の段の遅延素
子の出力端子の合計６つの箇所を択一的に選択するスイ
ッチ回路とから構成されている。それぞれの遅延素子
は、この実施例では10nS（ナノ秒）の遅延量を持ってい
る。従って、これらの遅延回路52、53は、スイッチ回路
接点の選択で、0,10,20,30,40および50nSの各遅延時間
のうちの１つを設定することができる。第１の遅延回路
52から出力される遅延水平走査開始信号54は、電圧制御
発振器55の入力となる。また、第２の遅延回路53から出
力される遅延水平走査終了信号56は、位相比較器57の入
力となる。

さて、電圧制御発振器55は遅延水平走査開始信号54に
よってその出力側から信号の発振を開始し、その信号は
Ｎ分周カウンタ60に入力されてＮ分周される。分周後の
信号は、タイミングクロック37として前記したバッファ
メモリ36に供給される他、カウンタ58に供給される。カ
ウンタ58はタイミングクロック37をｍカウントするとカ
ウント終了（EOC）信号59を出力するようになってい
る。このカウント終了信号59は、位相比較器57のもう１
つの入力となる他、電圧制御発振器55の他の入力とな
る。電圧制御発振器55は、このカウント終了信号59が入
力すると、発振を停止し、これによってタイミングクロ
ック37の出力も停止する。このようにして、タイミング
クロック37は１ライン分の全画素の読み出しおよび半導
体レーザ駆動装置38に対する転送制御を行うことにな
る。

位相比較器57は、タイミングクロック37側から見た１
ラインの終了と遅延水平走査終了信号56によるレーザビ
ーム33の走査終了とのタイミングを比較している。位相
比較器57から出力される位相差に相当する誤差信号は低
域通過フィルタ61を通過して電圧制御発振器55に印加さ
れ、位相差を零にする方向でその発振周波数の制御が行
われる。このPLL回路の動作は、第２図で説明した従来
のPLL回路の動作と基本的に同一である。

さて本実施例のレーザプリンタで、１ラインにおける
タイミングクロック37の周期の中心値あるいは平均値を
周期T_CLKとする。この場合、第１および第２の遅延回路
52、53によって遅延水平走査開始信号54が出力されてか
ら遅延水平走査終了信号56が出力されるまでの時間間隔
T_SE′は、先の（１）式を変形して次の（４）式のよう
に表わすことができる。

T_CLK＝T_SE′/M ……（４）従って、第２図で説明したと同様の条件で、すなわち
第１および第２の遅延回路52、53の遅延量を共に零に設
定したとし、レーザビーム33の実測値等も先の例と同一
と仮定すると、（２）式と同様に数値Ｍの計算値M
_CULは、4783.464となる。しかしながら、本実施例のレ
ーザプリンタではこれら第１および第２の遅延回路52、
53によって時間間隔T_SE′を10nS単位で調整することが
できる。例えば第２の遅延回路53の遅延量を30nSだけ遅
延させたとする。これにより、時間間隔T_SE′は30nSだ
け増加し、270.030×10^-6秒となる。そこで、これを基
にして（２）式の時間間隔T_SEの代わりに時間間隔T_SE′
を用いて計算を行うと、数値Ｍ′の計算値M_CUL′は次の
（５）式のようになる。

従って、これよりカウンタ58のカウント値ｍを“478
4"に設定すると、360mmの１ラインに対する実際の記録
長は次のようになる。

すなわち、この調整では誤差が１μｍよりも小さくな
り、ラインの後端においても画素の位置が正確に設定さ
れ、高品位の画像を得ることができる。

以上説明した実施例および従来技術の説明では時間間
隔T_SE′等の数値を実測して得ているが、必ずしもこの
必要はなく、記録される画像を見ながら第１および第２
の遅延回路の遅延量を設定したりカウンタ58のカウント
値ｍを調整することで、簡単にレーザプリンタを最適値
に設定することができる。また、実施例では感光体とし
て感光体ドラムを使用したが、レーザビームの走査によ
って画像の記録が行われるものであれば、これに限られ
ないことは当然である。

なお、画素の記録位置のずれを防止するには、カウン
タ58に入力する周波数を上げて、その後分周してタイミ
ングクロックを得る方法も考えられる。この方法では分
周前のクロックをカウントし、このときのカウントアッ
プする数値を調整することになる。しかしながら、この
方法ではカウンタがより多くの数値までカウントできな
ければならず、カウンタとして大規模なものが要求され
るので、本発明はこの意味でも優れた回路構成とするこ
とができる。

「発明の効果」このように、本発明によれば水平走査開始信号を感光
体上で１画素分の走査に要する時間よりも短い時間幅で
調整自在に遅延させる第１の遅延手段と、水平走査終了
信号を感光体上で１画素分の走査に要する時間よりも短
い時間幅で調整自在に遅延させる第２の遅延手段とを設
けたので、水平走査開始信号の出力されてから水平走査
終了信号の出力されるまでの時間間隔を調整することが
できるばかりでなく、同一時間間隔でも記録開始位置お
よび記録終了位置を微調整することができるという利点
もある。

また、このような微調整が可能なので、感光体上にお
けるレーザビームの走査速度の設定精度も緩和すること
ができ、装置の調整が容易となるという利点もある。

更に、本発明のレーザプリンタでは各画素の記録位置
を高精度に設定することができるので、特に複数の記録
部を持った２色記録あるいは多色記録のレーザプリンタ
で色ずれを効果的に防止することができ、高画質の画像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるレーザプリンタの回
路構成の要部を示すブロック図、第２図は従来提案され
たレーザプリンタの回路構成の要部を示すブロック図で
ある。 31……感光体ドラム、 33……レーザビーム、 37……タイミングクロック、 38……半導体レーザ駆動装置、 39……半導体レーザ、 42……ポリゴンミラー、 45……第１の光検出器、 46……第２の光検出器、 48……水平走査開始信号、 51……水平走査終了信号、 52……第１の遅延回路、 53……第２の遅延回路、 54……遅延水平走査開始信号、 55……電圧制御発振器、 56……遅延水平走査終了信号、 57……位相比較器、58……カウンタ、 60……Ｎ分周カウンタ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザビームを出力するレーザビーム出力
手段と、このレーザビームを変調するレーザビーム変調手段と、静電潜像の形成を行う感光体と、この感光体上に変調後のレーザビームを走査させる走査
手段と、この感光体の静電潜像形成領域の直前に配置され、レー
ザビームによる前記領域の水平走査開始のタイミングを
検出し水平走査開始信号を作成する水平走査開始信号作
成手段と、この感光体の静電潜像形成領域の直後に配置され、レー
ザビームによる前記領域の水平走査終了のタイミングを
検出して水平走査終了信号を作成する水平走査終了信号
作成手段と、前記水平走査開始信号を前記感光体上で１画素分の走査
に要する時間よりも短い時間幅で調整自在に遅延させる
第１の遅延手段と、前記水平走査終了信号を前記感光体上で１画素分の走査
に要する時間よりも短い時間幅で調整自在に遅延させる
第２の遅延手段と、これら第１および第２の遅延手段を経た水平走査開始信
号と水平走査終了信号との時間間隔を整数ｍで除算して
前記レーザビーム変調手段で１画素単位に画信号を変調
するためのクロックを作成するクロック作成手段とを具備することを特徴とするレーザプリンタ。