JP2950721B2

JP2950721B2 - 光走査制御装置

Info

Publication number: JP2950721B2
Application number: JP6044393A
Authority: JP
Inventors: 俊二北川; 耕一竹村; 征秀石上; 悟小林; 隆夫菅野; 光章竹口; 清島田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-03-05
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JPH07253553A; US5764270A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光走査制御装置に関
し、さらに詳しくは、多色画像を形成可能な、カラー印
字型レーザプリンタのようなレーザプリンタに用いら
れ、複数の画像を形成するために感光体に照射する走査
レーザ光の光走査のタイミングを制御する光走査制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のコンピュータシステムの高性能化
に伴い、レーザプリンタにおいてはカラー印字が要求さ
れている。このようなレーザプリンタとして、カラー印
字型レーザプリンタを例に挙げて説明する。

【０００３】カラー印字型レーザプリンタでは、それが
例えば、各原色用の多面鏡（ポリゴンミラー）を用いる
形式のプリンタである場合には、オリジナルの画像情報
を各原色用の画像情報に分割し、この分割した画像情報
に基づいて変調したレーザ光を、各原色用の多面鏡でそ
れぞれ反射させ、これを各原色用の走査レーザ光として
感光体ドラムに照射する。そして、感光体ドラム上に得
られた静電潜像をそれぞれ現像しカラー画像を形成す
る。この場合、各原色用の画像位置を一致させるために
は、各原色用の多面鏡モータの回転制御を高精度に行
い、色ズレが生じないように印字する必要がある。

【０００４】一方、単色印字型レーザプリンタでは、多
面鏡を１つしか用いないため、このような複数の多面鏡
モータの高精度な回転制御を必要としない。すなわち、
単色印字型レーザプリンタでは、多面鏡モータの回転制
御は、多面鏡モータが１回転に１度発生するＦＧパルス
と称する電気信号を用い、この電気信号を水晶発振器の
基準パルスと比較することで行うようにしており、主と
して回転数の制御を行うだけであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、カラー印字
型レーザプリンタでは、各原色用の画像位置を一致させ
る必要がある。すなわち、各原色用の画像位置を、レー
ザ光の１走査行毎に厳密に一致させる必要があるが、各
原色用の画像は、異なる多面鏡からのレーザ光走査によ
って形成されるため、これらの各原色用の多面鏡モータ
の回転を、高精度に制御しなければならない。このレー
ザ光の走査タイミングの調整を行わない場合は、用紙上
に転写・合成された画像に位置ずれが生ずる。

【０００６】このように、複数の多面鏡を用いる形式の
カラー印字型レーザプリンタでは、各原色用の画像位置
に応じて、多数の多面鏡モータを同じ回転速度で回し、
かつ、回転位相を微妙に調整して、各原色用の画像に位
置ずれが生じないようにする必要がある。

【０００７】なお、本発明の関連技術として、特開昭60
−48052 号公報に記載の、複数の画像記録部と選択可能
な搬送路を有する用紙搬送部と、単一の基準信号発生部
を有する本体制御部を備えた画像記録装置において、前
記複数画像記録部と用紙搬送部とが、それぞれ固有の回
転駆動源を有し、この駆動源群を個別に前記基準信号発
生部と帰還制御するように構成することによって、各回
転出力を高精度かつ安価に制御し得るようにした画像記
録装置が知られている。

【０００８】特開昭62−242909号公報に記載の、ＰＬＬ
（フェーズド・ロック・ループ）のＩＣチップに供給す
る基準周波数信号の発振源を共通化することにより、色
相のとれた鮮明なカラー画像を出力できるようにしたレ
ーザビームプリンタが知られている。

【０００９】特開昭62−251714号公報に記載の、複数の
多面鏡の各面位相を一致させるとともに、ビームディテ
クト信号の送出タイミングをそれぞれ一致させることに
より、色ずれのない高品質なカラー画像を形成できるよ
うにしたレーザビームプリンタが知られている。

【００１０】特開昭62−287270号公報に記載の、画像書
き込みの信号発生タイミングを、感光体、転写ベルトの
回転速度変動の影響を極力少なくて発生させ、シアン、
マゼンダ、イエロー、ブラックの画像を正しく重ねるよ
うにしたデジタルカラー複写機が知られている。

【００１１】特開昭63−73276 号公報に記載の、複数の
記録ヘッドを各々の感光体に対して照射して、画像を形
成し、同一転写紙に転写する際の印字ドットの位置ずれ
をなくして、色ずれ等のない高品質のカラー印字を得る
ことがきるようにしたレーザプリンタが知られている。

【００１２】特開平３−271711号公報に記載の、複数の
露光装置の走査線の同期合わせが確実にできるようにし
た多面鏡の面位相同期回路が知られている。特開平４−
4568号公報に記載の、回転多面鏡の光学系による複数の
走査線間の位相を十分に合わせることでき、これらの光
学系の配置の自由度が十分大きく、かつ独立に調整でき
るようにした走査方式が知られている。

【００１３】特開平４−195071号公報に記載の、各色毎
に多重転写を行う場合でも、色ずれの生じない画像形成
処理を可能とし、色ずれのない高品質なカラー画像を得
ることのできる画像形成装置が知られている。

【００１４】

【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、単一のクロック信号を用いて、各走査レーザ光の光
走査のタイミングを制御することにより、各原色用の画
像位置を一致させるようにした光走査制御装置を提供す
るものである。

【００１５】この発明は、感光体１２に走査光を照射し
て、感光体１２上に潜像を形成する複数の光走査部１４
と、基準クロック発振器１７から得られる単一のクロッ
ク信号を用いてタイミング信号を生成し、そのタイミン
グ信号を各光走査部１４に送出するクロック制御部１６
を備え、各光走査部１４が、クロック制御部１６から受
けたタイミング信号に基づいて走査光のタイミングを制
御することを特徴とする光走査制御装置である。

【００１６】この発明において、感光体１２は、受けた
走査光によってその感光体上に潜像を形成することでき
るものであればよく、カラー画像を形成することが可能
な、各種の感光体を用いることができる。潜像として
は、通常、静電潜像が適用される。この感光体１２は、
１つの感光体から構成されていてもよく、また複数の感
光体から構成されていてもよい。

【００１７】多色画像を形成する場合には、この感光体
１２は、通常、多色画像形成用の各原色に応じた数だけ
設けられる。したがって、多色画像を形成する場合にお
いては、この感光体１２としては、好ましくは、シア
ン、マゼンダ、イエローの３原色用の３種類、あるいは
これらにブラック用を加えた４種類の感光体を転写順に
配置したものが用いられる。ここで用いられる感光体１
２としては、表面に感光体が塗布され、ドラム状やベル
ト状に形成された、各種の形状の感光体を用いることが
できる。

【００１８】光走査部１４は、感光体１２に走査光を照
射するものであり、合成しようとする画像の種類の数だ
け設けられる。合成しようとする画像は、同じ色のもの
であってもよいし、異なる色のものであってもよい。異
なる色のものである場合には、光走査部１４は、通常、
多色画像形成用の各原色に応じた数だけ設けられる。し
たがって、光走査部１４は、感光体１２が４つである場
合には、感光体１２にそれぞれ対応する４つの光走査部
１４から構成される。感光体１２に照射するための走査
光は、半導体レーザから照射されるレーザ光が通常用い
られるが、特に限定はない。

【００１９】この発明において、クロック制御部１６
は、単一のクロック信号を基準クロック発振器１７から
得るのであるが、単一のクロック信号を出力する基準ク
ロック発振器１７を内部に備えた構成のものであっても
よいし、また、外部の基準クロック発振器１７から単一
のクロック信号を受け取る構成のものであってもよい。
基準クロック発振器１７としては、各種の発振器を用い
ることができるが、正確性の点から、水晶発振器を用い
ることが好ましい。

【００２０】クロック制御部１６は、単一のクロック信
号を用いてタイミング信号を生成する。このタイミング
信号は、基準クロック発振器１７から得られる単一のク
ロック信号から生成された基準クロック信号と、その基
準クロック信号を分周して得られたオリジナル信号と、
そのオリジナル信号の位相を制御するためのエッジ信号
からなることが好ましい。このクロック制御部１６は、
通常は、カウンタと論理回路から構成される。このよう
にエッジ信号を形成することにより、オリジナル信号の
位相をエッジ信号から任意の位置へシフトすることがで
きる。

【００２１】この発明において、各光走査部１４は、カ
ウンタを有していることが好ましく、走査光のタイミン
グを制御するに際しては、各光走査部１４によって形成
される画像の位置に応じて各カウンタのカウント値を設
定し、クロック制御部１６から受けたオリジナル信号を
そのカウント値だけエッジ信号からシフトさせたシフト
信号を得、そのシフト信号に基づいて各走査光のタイミ
ングを制御するように構成されることが好ましい。

【００２２】このように、オリジナル信号を、カウンタ
のカウント値だけエッジ信号からシフトさせてシフト信
号を得るようにした場合には、カウンタのプリセット値
を変更することにより、画像の位置ずれに応じてシフト
させたシフト信号を容易に得ることができる。

【００２３】各光走査部１４は、モータ１０３によって
回転し走査光を反射する多面鏡１０１からなる光学ユニ
ットを有することが好ましく、モータ１０３の回転を調
整することで走査光のタイミングを制御し、それによ
り、各光走査部１４によって形成される画像の位置ずれ
を調節するように構成されることが好ましい。このよう
に構成することにより、各光走査部１４によって形成さ
れる画像の位置ずれを調節することが可能となる。この
モータ１０３としては、回転制御用のホール信号を出力
可能なモータが用いられる。

【００２４】各光走査部１４は、多面鏡１０１によって
反射された走査光を検出する光センサ３０を備えている
ことが好ましく、その光センサ３０によって検出した信
号を、各感光体１２上に形成される画像情報の書き出し
信号として用い、かつ走査光のタイミングを制御するた
めの信号として用いることが好ましい。

【００２５】この光センサ３０は、レーザプリンタに一
般に用いられている従来公知のものであるので、この光
センサ３０の信号を走査光のタイミングを制御する信号
として用いた場合には、走査光のタイミングを制御する
ための特別な装置が不要となる。

【００２６】各光走査部１４は、モータ１０３の回転
を、モータ１０３の回転数を制御する段階と、モータ１
０３の回転位相を制御する段階との２段階で調整するよ
うに構成されることが好ましい。この場合、モータ１０
３から得られるホール信号を、シフト信号を分周して得
られた回転数制御信号と比較して、モータ１０３の回転
数を回転数制御信号に同期させ、その後、光センサ３０
によって検出された走査光の信号を、シフト信号と比較
して、モータ１０３の回転位相をシフト信号に同期させ
るように構成されることがより好ましい。このようにす
ることにより、モータ１０３の回転を、短時間で高精度
に制御することができる。

【００２７】この場合、各光走査部１４は、１つのＰＬ
Ｌ回路３１を有し、このＰＬＬ回路３１に、シフト信号
とそれを分周して得られた回転数制御信号とのいずれか
一方を入力するとともに、回転数制御信号を入力してい
るときにはモータ１０３から得られるホール信号を入力
して、これら２つの信号間の周波数、つまり回転数の差
に応じてモータ１０３の回転数を制御し、シフト信号を
入力しているときには光センサ３０によって検出された
走査光の信号を入力して、これら２つの信号間の位相差
に応じてモータ１０３の回転位相を制御するように構成
することができる。この構成であれば、ＰＬＬ回路を１
つ用いるだけでモータ１０３の回転制御が可能となる。

【００２８】また、各光走査部１４は、２つのＰＬＬ回
路３４，３５を有し、第１のＰＬＬ回路３４には、シフ
ト信号を分周して得られた回転数制御信号とモータ１０
３から得られるホール信号とを入力して、これら２つの
信号間の周波数、つまり回転数の差に応じてモータ１０
３の回転数を制御し、第２のＰＬＬ回路３５には、シフ
ト信号と光センサによって検出された走査光の信号とを
入力して、これら２つの信号間の位相差に応じてモータ
１０３の回転位相を制御するように構成してもよい。こ
の場合、第２のＰＬＬ回路３５は、通常、カウンタ、フ
リップフロップ及びディジタル／アナログコンバータか
ら構成される。この構成であれば、ＰＬＬ回路を２つ用
いるので、より高精度な制御が可能となる。

【００２９】この発明においては、光走査部１４は、多
色画像形成用の各原色に応じた数の光走査部１４から構
成され、感光体１２は、光走査部１４の数に応じた数の
感光体１２から構成されることが好ましい。

【００３０】この発明によれば、基準クロック発振器１
７から得られた単一の基準クロック信号を用いてタイミ
ングが生成され、そのタイミング信号に基づいて、各光
走査部１４の走査光のタイミングが制御される。したが
って、各光走査部１４によって形成される画像位置の基
準が一致し、この画像位置を、各走査部１４に応じて調
節することができるので、画像位置を高精度に一致させ
ることができる。

【００３１】この発明の光走査制御装置は、多色画像形
成装置に組み込まれて用いられることが好ましい。この
ような多色画像形成装置は、カラー複写機、カラーファ
ックス、あるいはカラーレーザプリンタなどに適用する
ことができる。

【００３２】この多色画像形成装置は、光走査部１４の
数に応じた数の感光体１２と、各感光体１２に対応して
設けられ各感光体１２に形成された潜像を現像する現像
部１３を備えていることが好ましい。そして、この多色
画像形成装置における各光走査部１４は、オリジナルの
多色画像情報が各原色に応じた画像情報に分割され、そ
の分割された画像情報が、各感光体１２の転写時期に応
じてそれぞれ遅延されたものを受け、分割された画像情
報に従ってレーザ光を変調し、その変調したレーザ光を
多面鏡１０１で反射させることにより走査光として出力
するように構成されていることが好ましく、この場合、
感光体１２によって用紙に多色画像が転写されるよう
に、感光体１２に沿って用紙が搬送されることが好まし
い。このように構成することにより、多色画像の形成が
可能となる。

【００３３】この多色画像形成装置の構造としては、光
学ユニットが略Ｌ字型もしくは逆Ｌ字型に形成され、さ
らに光学ユニットのフレームに凹部が形成され、その凹
部に他の光学ユニットの一部が入れ子状に配置されるこ
とが好ましく、それによって用紙が感光体１２から次の
感光体１２へと搬送されるときのプロセスピッチ１２１
を、光学ユニットの１プロセスモジュール１２２よりも
小さくすることができる。

【００３４】また、多面鏡１０１が、その多面鏡１０１
の回転軸が用紙の搬送方向に対して略平行になるように
配置されている場合には、光学ユニットの１プロセスモ
ジュール１２２を、用紙が感光体１２から次の感光体１
２へと搬送されるときのプロセスピッチ１２１よりも小
さくすることができる。

【００３５】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。なお、これによってこの発明が限定される
ものではない。

【００３６】図１はこの発明の一実施例の基本構成を示
す説明図であり、本発明の光走査制御装置をカラー印字
型レーザプリンタに適用した例を示したものである。こ
の図において、１２は感光体ドラムである。各感光体ド
ラム１２は円筒状に形成され、その円筒面には感光体が
塗布されている。そして、円筒面にレーザ光を受ける
と、その円筒面上に静電潜像を形成することが可能であ
る。この感光体ドラム１２は、ドラム１、ドラム２、…
…、ドラムＮ（Ｎは任意の自然数）までのＮ個の感光体
ドラム１２から構成されている。

【００３７】通常のカラー印刷においては、感光体ドラ
ム１２として、シアン、マゼンダ、イエローの３原色用
とブラック用の４つの感光体ドラムを転写順に配置した
ものを用いる。しかしながら、この発明においては、感
光体ドラム１２を任意の数だけ配置することが可能であ
るため、Ｎ個として示した。以後の説明において、感光
体ドラム１２に対応して任意の数だけ配置可能なものに
ついては、Ｎ個として示す。

【００３８】各感光体ドラム１２には、それぞれ現像部
１から現像部ＮまでのＮ個の現像部１３が設けられてい
る。多色画像が印刷される場合には、用紙は、図中矢印
で示す方向に搬送される。

【００３９】１４は各感光体ドラム１２にそれぞれ走査
レーザ光１５を照射する光走査部である。この光走査部
１４は、各感光体ドラム１２に対応して、光走査部１か
ら光走査部ＮまでのＮ個の光走査部３から構成されてい
る。光走査部１４は、後述するクロック制御部から受け
たタイミング信号に基づいて、走査レーザ光１５のタイ
ミングを制御する。

【００４０】図２は本発明を適用したカラー印字型レー
ザプリンタの構成を示す説明図であり、カラー印字型レ
ーザプリンタを立面図的に見た場合の構成を示してい
る。この図において、１０１は八角形に形成され各面に
鏡を有するポリゴンミラー（多面鏡）、１０２は光学フ
レーム、１０３はポリゴンミラー１０１を回転させるＤ
Ｃ用のモータ、１０４はｆθレンズ、１０５はレーザダ
イオード及びコリメートレンズ、１０６，１０７は折り
返しミラー、１０８はクリーナー、１０９は帯電器であ
る。図中、矢印はレーザ光の照射方向を示している。モ
ータ１０３は、回転制御用のホール信号（ＦＧ信号）を
１回転に１度出力することが可能である。

【００４１】この１組の光走査部１４と感光体ドラム１
２から構成される画像形成部は、従来のレーザプリンタ
の構成と同様である。本発明のカラー印字型レーザプリ
ンタにおいては、この１組の画像形成部が、シアン用、
マゼンダ用、イエロー用、ブラック用として４つ設けら
れ、これら４つの画像形成部が、図中右側から転写順に
配置されている。

【００４２】図３は図２のカラー印字型レーザプリンタ
を平面図的に見た場合の構成を示す説明図である。この
図において、１０５ａはレーザダイオード、１０５ｂは
コリメートレンズ、１１１はシリンドリカルレンズ、１
１２，１１３は折り返しミラー、１１４は光センサとし
て用いられるフォトダイオードである。図中、矢印はレ
ーザ光の照射方向を示している。

【００４３】図４はクロック制御部の構成を示すブロッ
ク図である。クロック制御部１６は、走査レーザ光のタ
イミングを制御するためのタイミング信号である光走査
タイミング制御信号を各光走査部１４に与える制御部で
あり、この図に示すように、基準クロック発振器１７を
有している。この基準クロック発振器１７は、内部に水
晶発振器が備えられており、この水晶発振器から得られ
る単一のクロック信号から生成された基準クロック信号
を出力する。

【００４４】クロック制御部１６は、この基準クロック
発振器１７から出力された基準クロック信号を、分周・
エッジ検出回路１８で分周及びエッジ検出することによ
り、後述するオリジナル信号とエッジ信号を得、基準ク
ロック信号、オリジナル信号及びエッジ信号の３つの信
号を光走査タイミング制御信号として各光走査部１４に
与える。なお、このクロック制御部１６は、基準クロッ
ク発振器１７を内部に持たず、外部から基準クロック信
号を受ける構成であってもよい。

【００４５】図５は光走査タイミング制御信号のタイミ
ングを示すタイミングチャートであり、この図に基づい
て各信号の説明を行う。クロック制御部１６は、前述し
たように、基準クロック発振器１７から基準クロック信
号ＭＣＬＫを得る。また、この基準クロック信号ＭＣＬ
Ｋを分周回路１８ａで１／Ｎ分周して、オリジナル信号
ＯＲＧを得、エッジ検出回路１８ｂによって、基準クロ
ック信号ＭＣＬＫとオリジナル信号ＯＲＧから、オリジ
ナル信号ＯＲＧのエッジ信号ＥＤＧを得、これらの基準
クロック信号ＭＣＬＫ、オリジナル信号ＯＲＧ及びエッ
ジ信号ＥＤＧを、光走査タイミング制御信号として各光
走査部１４に送出する。

【００４６】各光走査部１４は、クロック制御部１６か
ら光走査タイミング制御信号として与えられたこれらの
信号により、走査レーザ光の光走査のタイミングを制御
する。

【００４７】光走査部１４には、Ｎ個の光走査部１４に
対応して、Ｎ個のカウンタ１９が各光走査部１４に１つ
ずつ設けられ、また、後述するように、ポリゴンミラ１
０１のモータ１０３を制御するためのＮ個のモータ制御
部が設けられ、それに対応して、各原色用の画像情報に
従って変調したレーザ光をポリゴンミラー１０１で反射
させることにより走査レーザ光として出力するＮ個の光
学ユニットが設けられている。

【００４８】クロック制御部１６は、前述したように、
基準クロック信号ＭＣＬＫ、オリジナル信号ＯＲＧ及び
エッジ信号ＥＤＧを、光走査制御タイミング信号とし
て、各光走査部１４のカウンタ１９に与える。

【００４９】各光走査部１４のカウンタ１９には、光走
査部１４によって形成される画像の位置に応じた特定の
カウント値Ｎ₁，Ｎ₂，……，Ｎ_nがセットされてお
り、基準クロック信号ＭＣＬＫの１周期のカウント値倍
された時間だけ、オリジナル信号ＯＲＧがエッジ信号Ｅ
ＤＧからシフトされて、シフト信号Ｑｎとして出力さ
れ、それぞれのモータ制御部１〜Ｎへ送られる。すなわ
ち、カウント値が“１”であれば、オリジナル信号ＯＲ
Ｇは、エッジ信号ＥＤＧから基準クロック信号ＭＣＬＫ
の１パルス分シフトされて、シフト信号Ｑｎとして出力
される。カウント値が“２”であれば、オリジナル信号
ＯＲＧは、エッジ信号ＥＤＧから基準クロック信号ＭＣ
ＬＫの２パルス分シフトされて、シフト信号Ｑｎとして
出力される。そして、それぞれのモータ制御部１〜Ｎへ
送られる。

【００５０】つまり、エッジ信号ＥＤＧは、オリジナル
信号ＯＲＧをカウンタ１９のカウント値だけシフトさせ
る時に基準となる信号である。基準クロック信号ＭＣＬ
Ｋは、オリジナル信号ＯＲＧをシフトさせる時のシフト
量のピッチとなる信号であり、その周期がシフト量の１
ピッチとなっている。シフト信号Ｑｎは、ポリゴンミラ
ー１０１のモータ１０３の回転位相を各面毎に制御する
ための信号である。

【００５１】シフト信号Ｑｎのシフト量は、各光走査部
１４によって形成される画像の位置を合わせるためのも
のであり、カウンタ１９のカウント値を設定することに
より、任意のシフト量に設定することができる。

【００５２】したがって、各カウンタ１９のカウント値
を外部から設定できるようにしておき、例えば、工場出
荷時あるいは使用時に、印刷を行った後、手動又は自動
でカウンタ１９の各カウント値を修正できるようにして
おけば、多色画像を印刷するような場合でも画像の位置
ずれを容易に調節することができる。

【００５３】この場合、手動で行うときには、裸眼又は
虫めがね等による目視評価を行い、それに基づいて手入
力で各カウンタ１９のカウント値の修正を行うようにす
る。また、自動で行うときには、印刷した多色画像の色
ずれを検出する色ずれセンサなどを設けておき、その色
ずれセンサの判定に基づいて自動的に各カウンタ１９の
カウント値の修正を行うようにする。

【００５４】画像の位置ずれの調節については、基準ク
ロック信号ＭＣＬＫのピッチが細かいほど、細かい調節
が可能である。例えば、基準クロック信号ＭＣＬＫの１
周期がシフト信号Ｑｎの１／１２８周期となっている場
合には、ポリゴンミラー１０１の１面の１／１２８、つ
まり１ドットの１／１２８の位置ずれまで調節すること
ができ、基準クロック信号ＭＣＬＫの１周期がシフト信
号Ｑｎの１／２５６周期となっている場合には、１ドッ
トの１／２５６の位置ずれまで調節することができる。

【００５５】図６は光走査部の構成を示すブロック図で
ある。光走査部１４は、光走査タイミング制御部２０と
モータ制御部２１から構成されている。光走査タイミン
グ制御部２０は、カウンタ１９と、カウンタ１９に信号
を与えるＦＦ（フリップフロップ）２２と、モータ制御
部２１にシフト信号Ｑｎを与えるＦＦ２３と、カウンタ
１９の値をプリセットするためのカウンタ値プリセット
回路２４から構成されている。

【００５６】モータ制御部２１は、ポリゴンミラー１０
１とモータ１０３からなる光学ユニットと、モータ１０
３を駆動するドライバ部２７と、ドライバ部２７に信号
を与えることでモータ１０３の回転を制御するＰＬＬ
（フェーズ・ロックド・ループ）制御部２８と、ポリゴ
ンミラー１０１にレーザ光を照射するレーザ光照射部２
９と、ポリゴンミラー１０１によって反射された走査レ
ーザ光を検出する光センサ３０から構成されている。

【００５７】光センサ３０によって検出される信号は、
ＢＤ信号と呼ばれる、レーザ光の走査開始同期用の信号
であり、各感光体ドラム１２に形成される画像情報の書
き出し信号として用いられる信号である。

【００５８】レーザ光照射部２９から照射されるレーザ
光は、画像情報に従って変調されたレーザ光である。こ
のように変調される画像情報は、オリジナルの多色画像
情報が各原色に応じた画像情報に分割され、分割され画
像情報が、各感光体ドラム１２の転写時期に応じてそれ
ぞれ遅延されたものである。

【００５９】図７はＰＬＬ制御部の詳細構成を示すブロ
ック図である。ＰＬＬ制御部２８は、ＰＬＬ回路３１
と、シフト信号Ｑｎを１／Ｎ分周して回転数制御信号を
得る分周回路３２と、切り換え器３３から構成されてい
る。ＰＬＬ回路３１は、切り換え器３３がＡ側にセット
されている場合には、モータ１０３から１回転に１度出
されるホール信号（ＦＧ信号）を得、このホール信号
を、シフト信号Ｑｎを１／Ｎ分周した回転数制御信号と
比較し、その差に応じたＡＦＣ（オートマチック・フレ
キエンシー・コントロール）信号をドライバ部２７に与
えることによってモータ１０３の回転数を制御する。

【００６０】モータ１０３の回転数が回転数制御信号と
一致したときには、ＰＬＬ回路３１は、同期信号（ＬＯ
ＣＫ信号）を切り換え器３３に与えて、切り換え器３３
をＢ側にセットする。これにより、ＰＬＬ回路３１は、
光センサ３０から走査レーザ光の１走査毎に検出される
ＢＤ信号を得、このＢＤ信号をシフト信号Ｑｎと比較
し、その差に応じたＡＰＣ（オートマチック・フェーズ
・コントロール）信号をドライバ部２７に与えることに
よってモータ１０３の回転位相を制御する。

【００６１】上記の回転数制御信号は、シフト信号Ｑｎ
をポリゴンミラー１０１の面数分の１だけ分周した信号
である。したがって、この実施例においては、回転数制
御信号は、ポリゴンミラー１０１の面数が８面であるた
め、シフト信号Ｑｎを１／８分周した信号となってい
る。ドライバ部２７は、ＡＦＣ信号とＡＰＣ信号に基づ
いて、電流あるいは電圧の制御により、モータ１０３の
回転数と回転位相を制御する。

【００６２】図８はＰＬＬ制御部の他の実施例の構成を
示すブロック図である。この例においては、ＰＬＬ制御
部２８は、第１ＰＬＬ回路３４と、第２ＰＬＬ回路３５
と、シフト信号Ｑｎを１／Ｎ分周して回転数制御信号を
得る分周回路３６と、切り換え器３７から構成されてい
る。

【００６３】第１ＰＬＬ回路３４は、切り換え器３７が
Ｃ側にセットされている場合には、モータ１０３から１
回転に一度出されるホール信号を得、このホール信号
を、シフト信号Ｑｎを１／Ｎ分周した回転数制御信号と
比較し、その差に応じたＡＦＣ信号をドライバ部２７に
与えることによってモータ１０３の回転数を制御する。
そして、それと同時に、ポリゴンミラー１０１の２面毎
の制御を行うＡＰＣ１信号をドライバ部２７に与える。

【００６４】ドライバ部２７は、ＡＦＣ信号とＡＰＣ１
信号との２つの信号を受け取ると、双方の信号をある割
合で重みづけをして合成し、その合成した信号でモータ
１０３の回転数を制御する。

【００６５】モータ１０３の回転数が回転数制御信号と
一致したときには、第１ＰＬＬ回路３４は、同期信号
（ＬＯＣＫ信号）を切り換え器３７に与えて、切り換え
器３７をＤ側にセットし、第２ＰＬＬ回路３５からの信
号がドライバ部２７に与えられるようにする。

【００６６】第２ＰＬＬ回路３５は、光センサ３０から
走査レーザ光の１走査毎に検出されるＢＤ信号を得、こ
のＢＤ信号をシフト信号Ｑｎと比較し、その差に応じた
ＡＰＣ２信号をドライバ部２７に与えることによってモ
ータ１０３の回転位相を制御する。この第２ＰＬＬ回路
３５は、ＦＦ３８、ＣＮＴ（カウンタ）３９及びＤＡＣ
（Ｄ／Ａコンバータ）４０から構成されている。

【００６７】図９は第２ＰＬＬ回路の構成を示すブロッ
ク図である。図１０は第２ＰＬＬ回路の信号のタイミン
グを示すタイミングチャートであり、シフト信号Ｑｎ、
ＢＤ信号、及びＦＦ３５のＱ端子から出力される信号を
ＦＦ（Ｑ）信号として示したものである。

【００６８】これらの図に示すように、第２ＰＬＬ回路
３５では、ＤタイプのＦＦ３８を用いる。このＤタイプ
のＦＦ３８は、シフト信号Ｑｎに対し、ＢＤ信号が遅れ
ている場合には、端子Ｑから“Ｌ”レベルの信号を出力
し、ＢＤ信号が進んでいる場合には“Ｈ”レベルの信号
を出力する。

【００６９】その“Ｌ”レベル又は“Ｈ”レベルの信号
をＣＮＴ３９のＵＰ（アップ）／ＤＯＷＮ（ダウン）端
子Ｕ／Ｄへ送り、ＣＮＴ３９のカウント値を上又は下へ
移動させる。ＤＡＣ４０は、ＣＮＴ３９の出力をアナロ
グレベルにし、それをＡＰＣ２信号として出力する。

【００７０】すなわち、ＦＦ（Ｑ）信号が“Ｌ”レベル
である場合には、アップカウントによってＡＰＣ２信号
の出力レベルを上昇させ、ＦＦ（Ｑ）信号が“Ｈ”レベ
ルである場合には、ダウンカウントによってＡＰＣ２信
号の出力レベルを降下させる。

【００７１】図７及び図８で示したいずれのＰＬＬ制御
部２８においても、モータ１０３の回転はＰＬＬ制御さ
れており、回転数が正規回転の±５％の範囲となると同
期信号が出力され、ＰＬＬ入力を切り換えるようになっ
ている。

【００７２】すなわち、モータ１０３の回転数が正規回
転の±５％の範囲外である場合には、参照される信号は
シフト信号Ｑｎを１／Ｎ分周した回転数制御信号（１パ
ルス／１回転）で、制御される信号はモータ１０３から
のＦＧ信号（１パルス／１回転）であり、モータ１０３
の回転数の制御、つまりモータ１０３の回転の粗調制御
が行われる。

【００７３】また、モータ１０３の回転数が正規回転の
±５％の範囲内になった場合には、参照される信号はシ
フト信号Ｑｎ（１パルス／１走査）で、制御される信号
は光センサ３０の出力信号（１パルス／１走査）であ
り、モータ１０３の回転位相の制御、つまりモータ１０
３の微調制御が行われる。

【００７４】この２段階の調整により、クロック制御部
１６から得た光走査タイミング制御信号に基づいて、ポ
リゴンミラー１０１の回転位相（ミラー１面単位）を高
精度に調整することができ、これにより、各光走査部１
４によって形成される画像の位置を正確に一致させるこ
とが可能となる。

【００７５】この実施例のカラー印字型レーザプリンタ
では、図２及び図３に示したような装置構成となってい
る。すなわち、光学ユニットが、略逆Ｌ字型に形成さ
れ、さらに、光学ユニットの収納された光学フレーム１
０２に凹部が形成され、その凹部に他の光学ユニットの
一部が入れ子状に配置されているので、用紙が感光体ド
ラム１２から次の感光体ドラム１２へと搬送されるとき
のプロセスピッチ１２１を、光学ユニットの１プロセス
モジュール１２２よりも小さくすることができる。な
お、本実施例では、光学ユニットを略逆Ｌ字型に形成し
ているが、この光学ユニットは、略Ｌ字型に形成されて
いてもよい。

【００７６】図１１は本発明を適用したカラー印字型レ
ーザプリンタの他の構成例を示す説明図であり、カラー
印字型レーザプリンタを立面図的に見た場合の構成を示
している。

【００７７】この構成例においては、多面鏡１０１が、
多面鏡１０１の回転軸が用紙の搬送方向に対して略平行
になるように配置されているので、光学ユニットの１プ
ロセスモジュール１２２を、用紙が感光体ドラム１２か
ら次の感光体ドラム１２へと搬送されるときのプロセス
ピッチ１２１よりも小さくすることができる。

【００７８】このようにして、各光走査部１４に与える
光走査タイミング制御信号を単一のクロック信号から得
ることにより、各モータ１０３へ同じ信号を同じ遅れ時
間で伝達することが可能となる。これにより、各原色毎
のレーザ光走査において、各光走査部１４のポリゴンミ
ラー１０１相互間に生ずるズレを無くすことができる。
また、ポリゴンミラー１０１の回転位相をレーザ光の１
走査よりも細かい精度で制御することができるので、各
光走査部１４のレーザ光走査によって形成される各原色
毎の画像の位置を正確に一致させることが可能となる。

【００７９】

【発明の効果】この発明によれば、基準クロック発振器
から得られた単一の基準クロック信号を用いてタイミン
グ信号を生成し、そのタイミング信号に基づいて、各光
走査部の走査レーザ光のタイミングを制御するようにし
たので、各光走査部１４によって形成される画像位置の
基準を一致させることができ、画像位置を高精度に合わ
せることができる。したがって、この発明の装置をカラ
ーレーザプリンタに組み込んで用いた場合には、多面鏡
の回転を高精度に制御することができるため、印字パタ
ーンや色のズレのない、鮮明なカラープリントが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の基本構成を示す説明図で
ある。

【図２】本発明を適用したカラー印字型レーザプリンタ
の構成を示す説明図である。

【図３】図２のカラー印字型レーザプリンタを平面図的
に見た場合の構成を示す説明図である。

【図４】クロック制御部の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】光走査タイミング制御信号のタイミングを示す
タイミングチャートである。

【図６】光走査部の構成を示すブロック図である。

【図７】ＰＬＬ制御部の詳細構成を示すブロック図であ
る。

【図８】ＰＬＬ制御部の他の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図９】第２ＰＬＬ回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図１０】第２ＰＬＬ回路の信号のタイミングを示すタ
イミングチャートである。

【図１１】本発明を適用したカラー印字型レーザプリン
タの他の構成例を示す説明図である。

【符号の説明】

１２感光体ドラム１３現像部１４光走査部１５走査レーザ光１６クロック制御部１７基準クロック発振器１８分周・エッジ検出回路１８ａ分周回路１８ｂエッジ検出回路１９カウンタ２０光走査タイミング制御部２１モータ制御部２２，２３ＦＦ（フリップフロップ）２４カウント値プリセット回路２７ドライバ回路２８ＰＬＬ制御部２９レーザ光照射部３０光センサ３１ＰＬＬ回路３２，３６分周回路３３，３７切り換え器３４第１ＰＬＬ回路３５第２ＰＬＬ回路３８ＦＦ（フリップフロップ）３９ＣＮＴ（カウンタ）４０ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）１０１ポリゴンミラー１０２光学フレーム１０３モータ１０４ｆθレンズ１０５レーザダイオード及びコリメートレンズ１０６，１０７は折り返しミラー１０８クリーナー１０９帯電器１０５ａレーザダイオード１０５ｂコリメートレンズ１１１シリンドリカルレンズ１１２，１１３折り返しミラー１１４フォトダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林悟神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者菅野隆夫神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者竹口光章神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者島田清神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開平７−160084（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 26/10 B41J 2/44 G03G 21/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体（１２）に走査光を照射して、感
光体（１２）上に潜像を形成する複数の光走査部（１
４）と、基準クロック発振器（１７）から得られる単一のクロッ
ク信号を用いてタイミング信号を生成し、そのタイミン
グ信号を各光走査部（１４）に送出するクロック制御部
（１６）を備え、クロック制御部（１６）が、カウンタと論理回路からな
り、タイミング信号が、基準クロック発振器（１７）か
ら得られる単一のクロック信号から生成された基準クロ
ック信号と、その基準クロック信号を分周して得られた
オリジナル信号と、そのオリジナル信号の位相を制御す
るためのエッジ信号からなり、各光走査部（１４）が、クロック制御部（１６）から受
けた基準クロック信号、オリジナル信号及びエッジ信号
に基づいて走査光のタイミングを制御することを特徴と
する光走査制御装置。
【請求項２】各光走査部（１４）が、カウンタを有
し、走査光のタイミングを制御するに際し、各光走査部
（１４）によって形成される画像の位置に応じて各カウ
ンタのカウント値を設定し、クロック制御部（１６）か
ら受けたオリジナル信号をそのカウント値だけエッジ信
号からシフトさせたシフト信号を得、そのシフト信号に
基づいて各走査光のタイミングを制御することを特徴と
する請求項１記載の光走査制御装置。
【請求項３】各光走査部（１４）が、モータ（１０
３）によって回転し走査光を反射する多面鏡（１０１）
からなる光学ユニットを有し、モータ（１０３）の回転
を調整することで走査光のタイミングを制御し、それに
より、各光走査部（１４）によって形成される画像の位
置ずれを調節することを特徴とする請求項２記載の光走
査制御装置。
【請求項４】各光走査部（１４）が、多面鏡（１０
１）によって反射された走査光を検出する光センサ（３
０）を有し、その光センサ（３０）によって検出した信
号を、各感光体（１２）で形成される画像情報の書き出
し信号として用い、かつ走査光のタイミングを制御する
ための信号として用いることを特徴とする請求項３記載
の光走査制御装置。
【請求項５】各光走査部（１４）が、モータ（１０
３）の回転を、モータ（１０３）の回転数を制御する段
階と、モータ（１０３）の回転位相を制御する段階との
２段階で調整することを特徴とする請求項４記載の光走
査制御装置。
【請求項６】各光走査部（１４）に設けられた多面鏡
（１０１）のモータ（１０３）が、回転制御用のホール
信号を出力可能なモータからなり、各光走査部（１４）が、モータ（１０３）から得られる
ホール信号を、シフト信号を分周して得られた回転数制
御信号と比較して、モータ（１０３）の回転数を回転数
制御信号に同期させ、その後、光センサ（３０）によっ
て検出された走査光の信号を、シフト信号と比較して、
モータ（１０３）の回転位相をシフト信号に同期させる
ことを特徴とする請求項５記載の光走査制御装置。
【請求項７】各光走査部（１４）に設けられた多面鏡
（１０１）のモータ（１０３）が、回転制御用のホール
信号を出力可能なモータからなり、各光走査部（１４）が、１つのＰＬＬ回路（３１）を有
し、このＰＬＬ回路（３１）に、シフト信号とそれを分
周して得られた回転数制御信号とのいずれか一方を入力
するとともに、回転数制御信号を入力しているときには
モータ（１０３）から得られるホール信号を入力して、
これら２つの信号間の位相差に応じてモータ（１０３）
の回転数を制御し、シフト信号を入力しているときには
光センサ（３０）によって検出された走査光の信号を入
力して、これら２つの信号間の位相差に応じてモータ
（１０３）の回転位相を制御することを特徴とする請求
項５記載の光走査制御装置。
【請求項８】各光走査部（１４）に設けられた多面鏡
（１０１）のモータ（１０３）が、回転制御用のホール
信号を出力可能なモータからなり、各光走査部（１４）が、２つのＰＬＬ回路（３４，３
５）を有し、第１のＰＬＬ回路（３４）には、シフト信
号を分周して得られた回転数制御信号とモータ（１０
３）から得られるホール信号とを入力して、これら２つ
の信号間の位相差に応じてモータ（１０３）の回転数を
制御し、第２のＰＬＬ回路（３５）には、シフト信号と
光センサによって検出された走査光の信号とを入力し
て、これら２つの信号間の位相差に応じてモータ（１０
３）の回転位相を制御することを特徴とする請求項５記
載の光走査制御装置。
【請求項９】第２のＰＬＬ回路が、カウンタ、フリッ
プフロップ及びディジタル／アナログコンバータからな
ることを特徴とする請求項８記載の光走査制御装置。
【請求項１０】光走査部（１４）が、多色画像形成用
の各原色に応じた数の光走査部（１４）からなり、感光体（１２）が、光走査部（１４）の数に応じた数の
感光体（１２）からなることを特徴とする請求項１から
９のいずれか１つに記載の光走査制御装置。
【請求項１１】請求項１０記載の光走査制御装置が組
み込まれた多色画像形成装置であって、その多色画像形成装置が、光走査部（１４）の数に応じ
た数の感光体（１２）と、各感光体（１２）に対応して
設けられ各感光体（１２）に形成された潜像を現像する
現像部（１３）を備え、各光走査部（１４）に対し、オリジナルの多色画像情報
が各原色に応じた画像情報に分割され、その分割された
画像情報が、各感光体（１２）の転写時期に応じてそれ
ぞれ遅延されて入力され、各光走査部（１４）が、分割された画像情報に従ってレ
ーザ光を変調し、その変調したレーザ光を、多面鏡（１
０１）で反射させることにより走査光として出力し、感光体（１２）によって用紙に多色画像が転写されるよ
うに、感光体（１２）に沿って用紙が搬送されることを
特徴とする多色画像形成装置。
【請求項１２】光学ユニットが略Ｌ字型もしくは逆Ｌ
字型に形成され、さらに光学ユニットのフレームに凹部
が形成され、その凹部に他の光学ユニットの一部が入れ
子状に配置され、それによって用紙が感光体（１２）か
ら次の感光体（１２）へと搬送されるときのプロセスピ
ッチ（１２１）を、光学ユニットの１プロセスモジュー
ル（１２２）よりも小さくしたことを特徴とする請求項
１１記載の多色画像形成装置。
【請求項１３】多面鏡（１０１）が、その多面鏡（１
０１）の回転軸が用紙の搬送方向に対して略平行になる
ように配置され、それによって光学ユニットの１プロセ
スモジュール（１２２）を、用紙が感光体（１２）から
次の感光体（１２）へと搬送されるときのプロセスピッ
チ（１２１）よりも小さくしたことを特徴とする請求項
１１記載の多色画像形成装置。