JP3545872B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のポリゴンモータによってそれぞれ回転される複数のポリゴンミラーを用いて複数の半導体レーザからそれぞれ射出されるレーザビームを周期的に偏向させて、感光体上を走査して複数色の画像形成を行う画像形成装置に関し、デジタルカラー複写機、カラープリンタなどに適用される画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル２色（例えば黒と赤）の複写機、デジタルカラー複写機、プリンタ（デジタルカラー複写機にコントローラを接続したものを含む）などの画像形成装置がかなりの勢いで市場に普及して来ている。
【０００３】
これらのうち、デジタルカラー複写機は、一般に原稿の下面（画像面）をスキャンしてＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の画像データを読み取り、その画像データをＢＫ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）の画像データに変換し、ポリゴンモータによって回転されるポリゴンミラーを用いて、半導体レーザから４色の画像データに応じて射出されるレーザビームを周期的に偏向させて感光体（感光体ドラムまたは感光体ベルト）上を走査して各色の画像形成を行う。
【０００４】
すなわち、感光体の表面にはレーザビームによる露光走査によって、順次静電潜像が形成されるため、その各静電潜像を順次対応する色の現像ユニットによりトナーを付着して顕像化し、その各トナー像を感光体に対向して配置された転写ドラムまたは転写ベルトに巻き付けた転写紙上に順次重ね転写することによってカラーコピーを得る。
【０００５】
このようなデジタルカラー複写機では、色の数だけ作像（画像形成）動作が必要となるため、コピー枚数を増やすためには、システム全体のスピードを上げなければならない。ところが、システムの高速化は現像能力の向上を必要とするだけでなく、レーザビームの変調等を行う書き込み系や画像処理の高速化も必要となり、技術的に困難な課題がある。
【０００６】
これに対し、４色に対応する作像ユニット（感光体等）を持った構成にすると、システムのスピードを抑えて多数枚のコピーを行うことが可能となる。このようなシステムを実現するためには、１つのポリゴンモータによって複数のポリゴンミラーを回転させ、その各ポリゴンミラーを用いて複数の半導体レーザからそれぞれ射出されるレーザビームを周期的に偏向させて各感光体上をそれぞれ走査して４色の画像形成を行うタイプのものが考えられる。これによると、４色の潜像形成に要する時間は、１作像ユニットのタイプの１／４で済む。
【０００７】
また、４つのポリゴンモータによって４つのポリゴンミラーを回転させ、その各ポリゴンミラーを用いて４つの半導体レーザからそれぞれ射出されるレーザビームを周期的に偏向させて各感光体上をそれぞれ走査して４色の画像形成を行うタイプのものが考えられる。これは、１つのポリゴンモータで４つのポリゴンミラーを回転させるタイプのものより、小さな（慣性モーメントの小さな）ポリゴンミラーを使用できるため、高速の露光走査が可能になるというメリットがある。このタイプのものは、たとえば特開昭６３−１２０２６１に示すものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
さて、後者の複数ポリゴンモータ、作像系を備えたシステムの場合、それぞれの作像ユニットで形成された各色の画像を転写紙上で重ねるため、各色の位置合わせが重要となる。
【０００９】
また、ポリゴンモータが複数である場合、書き込みの同期制御が難しくなる。例えば、図１０に示すような、ＢＫ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）の２つの作像系によって構成されるシステムで説明する。
【００１０】
ＢＫの系は、半導体レーザ８１から射出されたレーザビームは、ポリゴンモータ８３で回転されるポリゴンミラー８２で、感光体ドラム８４上を偏向走査し、静電潜像を形成し、表示していない現像ユニットで、顕像化された後、右手より転写ベルト８９上に静電的に吸着された転写紙に転写される。次のＭの系でも、ＢＫと同様に顕像化され、転写紙上に重ね転写され、２色カラー画像を得ることができる。
【００１１】
ここで、ポリゴンモータ８３、８７は、正確に同一回転数に制御され、レーザビームは、感光体８４、８８上のａからａ、およびｃからｃに時間ｔ［ｓｅｃ］で走査される場合、ＢＫおよびＭの画像を転写紙上に重ねるためには、感光体ドラム８４と８８との距離をＬ［ｍｍ］、線速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］とすると、
Ｌ＝Ｎ・ｔ・ｖ （ここで、Ｎは正の整数）
であることが必要である。
【００１２】
しかしながら、問題は、従来の方式では、ポリゴンモータ８３および８７がそれぞれ独立に回転しているため、互いに回転数は正確に一致していても、回転開始時にポリゴンミラーの反射面の角度に相関がないため、２つのレーザビームは、同一時刻に主走査方向の同一位置（ＢＫのレーザビームがａにある時、Ｍのレーザビームがｃの位置にあること。あるいは、同一な像高位置にあること。）に在るとは限らないため、上記関係を満たさない。すると、ＢＫとＭの画像は、副走査方向に最大１ライン分弱の位置ズレ（色ズレ）を生じることになる。これは、２つのポリゴンミラー面が、ある時刻にてんでバラバラな方向を向いていることに起因する。
【００１３】
ここでは、２色の系を使って説明したが、４色の系を持つフルカラー機の場合は、色相の変化あるいは、文字の色にじみとなって、画像品質を極端に劣化する要因となる。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、今後普及が見込まれる複数のポリゴンモータを備えた画像形成装置において、画像形成に係わる制御をより高精度化することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数のポリゴンモータによってそれぞれ回転される各ポリゴンミラーを用いて、複数の半導体レーザから各々射出されるレーザビームを周期的に偏向させて、各感光体上を走査して複数色の画像形成を行う画像形成装置において、所定の周波数を有する第１クロック信号発生手段と、前記第１クロック信号と同一の周期であって、各々の位相が異なる複数の第２クロック信号を発生する第２クロック信号発生手段と、前記各ポリゴンモータごとに設けられた、前記複数の第２クロック信号の中から１つを選択する選択手段と、前記選択手段に選択指示する指示手段とを備え、前記選択された第２クロック信号に基づいて、各ポリゴンミラーの回転を制御することを特徴とする。
【００１６】
また、複数のポリゴンモータによってそれぞれ回転される各ポリゴンミラーを用いて、複数の半導体レーザから各々射出されるレーザビームを周期的に偏向させて、各感光体上を走査して複数色の画像形成を行う画像形成装置において、各々のレーザビームの通過を検知して信号出力するビーム検知手段と、所定の周波数を有する第１クロック信号発生手段と、第１クロック信号と同一の周期であって、各々の位相が異なる複数の第２クロック信号を発生する第２クロック信号発生手段と、前記各ポリゴンモータごとに設けられた、前記複数の第２クロック信号の中から１つを選択する選択手段と、前記選択手段に選択指示する指示手段とを備え、前記ビーム検知手段からの信号の中の、１つのビーム検知手段からの信号出力を基準とし、その他の各々のビーム検知手段からの信号出力までの時間に応じて、前記選択指示を行うことを特徴とする。
【００１７】
さらに、基準とする前記ビーム検知手段からの信号出力に対応する前記ポリゴンモータは、前記第１クロック信号で回転制御することを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記選択手段は前記２つのビーム検知手段からの出力信号の時間間隔が一定になる様に、前記第２クロック信号を選択するように選択指示することを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記各ポリゴンモータが回転開始から一定回転になるまでの間は、前記選択指示の内容を、前記２つのビーム検知出力手段からの出力信号の時間間隔に依らず、一定値に固定することを特徴とする。
【００２０】
さらに、書き込み密度に応じて前記ポリゴンモータの回転数を設定可変であり、設定された前記ポリゴンモータの回転数毎に、選択指示する内容を設定可変とすることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置をデジタルカラー複写機に適用した一例の機構部を示す概略構成図である。
【００２２】
このデジタルカラー複写機は、原稿の画像を読み取るスキャナ１と、そのスキャナ１によって読み取られた画像データに対して色変換処理を施す画像処理部２と、その画像処理部２からの各色の画像データ及び各種の駆動信号に応じて画像形成動作を行い、転写紙上に画像を形成するプリンタ３とによって構成されている。
【００２３】
スキャナ１の上部には図示しない原稿押圧板が備えられており、その原稿押圧板を上方に開放することによってコンタクトガラス４上に原稿をセットし、原稿押圧板を閉じることによってその原稿をセット位置に固定することができる。
【００２４】
その状態で図示しないスタートキーが押下されると、スキャナ１がコンタクトガラス４上の原稿の画像読み取りを開始する。すなわち、照明ランプ５、５及び第１ミラー６と一体になったキャリッジを水平方向に往復移動させることにより、コンタクトガラス４上にセットされた原稿の下面（画像面）を光走査（スキャン）する。
【００２５】
それによって、原稿面から反射光像は第１ミラー６、第２ミラー７、第３ミラー８及びレンズ９を介してダイクロイックプリズム１０に入射され、そこでＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の３種類の波長の光に分光されて、各波長光ごとに対応する各カラーセンサ１１Ｒ（レッド用），１１Ｇ（グリーン用），１１Ｂ（ブルー用）の受光面にそれぞれ結像される。
【００２６】
各カラーセンサ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、結像された反射光像をＲ，Ｇ，Ｂの画像データ（画像信号）に変換して画像処理部２へ出力し、その画像処理部２がＲ，Ｇ，Ｂの画像データを色変換処理を行ってＢＫ（ブラック），Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）の画像データに変換し、その各画像データをプリンタ３のレーザ書込ユニットへ送出する。
【００２７】
レーザ書込ユニットは、４つのポリゴンモータ１２ＢＫ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによってそれぞれ回転される各ポリゴンミラー１３ＢＫ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙを用いて図示しない４つの半導体レーザからそれぞれ射出されるレーザビームを周期的に偏向させて各感光体ドラム１４ＢＫ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ上を走査する。ここで、各ポリゴンミラー１３ＢＫ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙは、同一仕様（面数、半径、面精度等）で構成している。
【００２８】
プリンタ３の例えばＢＫ用の感光体ドラム１４ＢＫの回りには、帯電チャージャ１５ＢＫ、現像装置１６ＢＫ、転写チャージャ１７ＢＫ等の画像形成プロセスを実行するための公知の各部がそれぞれ設けられており、帯電チャージャ１５ＢＫによって感光体ドラム１４ＢＫの表面を一様に帯電して、そこにポリゴンミラー１３ＢＫからのレーザビームを照射して露光し、そこにＢＫ光像の静電潜像を形成した後、現像装置１６ＢＫによってトナーを付着して顕像化する。
【００２９】
他のＣ，Ｍ，Ｙ用の感光体ドラム１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙの回りにも同様に、それぞれ画像形成プロセスを実行するための各帯電チャージャ１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ、現像装置１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ、転写チャージャ１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙ等の各部がそれぞれ設けられている。
【００３０】
なお、この実施形態では、ネガ・ポジ現像プロセス方式（反転現像プロセス方式）を採用している。
【００３１】
プリンタ３は、側面に給紙カセット１９を上下２段に着脱自在に取り付け、その内部に収納した転写紙をその何れかの給紙カセットから用紙送出端側の上部に設けた各給紙コロ１８によって給紙し、それをレジストローラ対２０によって所定のタイミングで転写・搬送ベルト２１に送り出す。
【００３２】
転写・搬送ベルト２１は、例えばポリエステルのような誘電体フィルムやウレタンのようなゴム材によって形成され、その表面に転写紙を吸着可能にするために設けたベルト帯電チャージャ２４によって帯電され、レジストローラ対２０によって送られてくる転写紙をベルト表面に静電吸着させて所定の搬送速度で精度よく搬送する。
【００３３】
その転写・搬送ベルト２１によって搬送される転写紙は、それぞれトナー像が形成されている各感光体ドラム１４ＢＫ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙに順次送られていき、各転写チャージャ１７ＢＫ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙによってそのトナー像が順次転写されていく。そのトナー像（画像）が転写された転写紙は、定着ローラ２２によってそのトナー像が定着されて排紙ローラ２３により機外の図示しない排紙トレイ等に排紙される。
【００３４】
図２及び図３は、プリンタ３の制御系の構成例を示すブロック図である。このプリンタ３において、４０はＣＰＵ（中央処理装置），ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ等からなるマイクロコンピュータを用いたメイン制御部であり、プリンタ３全体を統括的に制御する。
【００３５】
メイン制御部４０の入力側には、転写紙の機外への排出を検出する排紙センサ４１と、給紙カセット１９内の転写紙の有無を検出するペーパエンドセンサ４２と、レジストローラ対２０への給紙を制御するレジストセンサ４３と、カセットサイズを検出するカセットサイズセンサ４４と、ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各トナーの濃度をそれぞれ検出するフォトセンサ４５ＢＫ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙとが接続されている。
【００３６】
メイン制御部４０の出力側には、帯電チャージャ１５ＢＫ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙにそれぞれ帯電電圧を印加する帯電高圧電源４８と、転写チャージャ１７ＢＫ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙにそれぞれ転写電圧を印加する転写高圧電源４９と、ベルト除電チャージャ４７に除電電圧を印加するベルト除電高圧電源５０と、定着ローラ２２内に設けられているヒータ５１、５１への通電を制御するヒータ制御部５２とが接続されている。
【００３７】
さらに、メインモータ５３を回転させたり、感光体ドラム１４ＢＫ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，転写・搬送ベルト２１，及びトナー補給ローラ２９ＢＫ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｙ等を回転させるためのＤＣモータ５４を駆動するＤＣモータドライバ５５が接続されている。
【００３８】
また、画像処理部２から画像データ（ビデオデータ）を取り込み、ＬＤドライバ５８を介して各色用の半導体レーザ５７ＢＫ，５７Ｃ，５７Ｍ，５７ＹのＯＮ／ＯＦＦ制御を行ったり、各ポリゴンモータドライバ６０ＢＫ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙをそれぞれ介してポリゴンモータ１２ＢＫ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２ＹのＯＮ／ＯＦＦ及び回転数の制御をそれぞれ行うビデオ制御部５６が接続されている。
【００３９】
さらにまた、現像装置１６ＢＫ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙにそれぞれ備えられている現像スリーブ２６ＢＫ，２６Ｃ，２６Ｍ，２６Ｙに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス高圧電源６１と、現像装置１６ＢＫ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙにそれぞれ備えられているトナー補給ローラ２９ＢＫ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｙに補給バイアス電圧を印加する補給バイアス高圧電源６２と、トナー補給ローラ２９ＢＫ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９ＹにＤＣモータ５４の動力を伝達するためのクラッチ６３ＢＫ，６３Ｃ，６３Ｍ，６３Ｙとが接続されている。
【００４０】
また、このメイン制御部４０には、各種情報を入力するためのキースイッチと後述するエラー情報を含む各種情報を表示するための表示器とによって構成された操作パネル６５が接続されている。
【００４１】
図４は、ポリゴンモータドライバ６０ＢＫの構成例を示すブロック図である。なお、他のポリゴンモータドライバ６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙも図４と同様の構成なので、その図示及び説明は省略する。
【００４２】
ポリゴンモータドライバ６０ＢＫは、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ ）制御を応用したポリゴンモータ１２ＢＫの回転数制御装置である。このポリゴンモータドライバ６０ＢＫでは、電力増幅部７１がメイン制御部４０からビデオ制御部５６を介してスタート信号（例えばハイレベル信号）が入力された時に、ポリゴンモータ１２ＢＫに所定の電力を与えて回転を開始させる。その後、ポリゴンモータ１２ＢＫに取り付けられているフリークエンシー・ジェネレータ７０ＢＫから発生される信号ＦＧを検出し、ポリゴンモータドライバ６０ＢＫの回転数（回転速度）を定常回転数（目標回転数）に制御する。
【００４３】
すなわち、フリークエンシー・ジェネレータ７０ＢＫから発生される信号ＦＧを増幅・整形部７２で増幅及び整形して周波数信号ｆｔとして出力し、位相比較部７３でビデオ制御部５６から入力される基準周波数信号ｆｓと位相比較してその位相差（進み遅れを含む）を検出し、その検出信号を誤差信号として出力する。さらに、この誤差信号はパルス状であるため、ローパスフィルタ７４によって平滑化（位相差φ→電圧Ｖ）する。
【００４４】
一方ポリゴンモータドライバ６０ＢＫの回転数を単純に位相比較のみで制御すると、基準周波数信号ｆｓと周波数信号ｆｔが一致していなくても（例えばｆｓ＝２・ｆｔの場合でも）、その位相差が小さければ、位相比較部７３から出力される誤差信号は小さく、位相ロックしてしまうため、周波数を監視するためのＦ−Ｖ変換部７５で増幅・整形部７２からの周波数信号ｆｔを電圧に変換して基準周波数に対応する電圧Ｅｓと比較し、その差に応じた電圧信号を誤差信号として出力する。
【００４５】
そして、混合部７６でローパスフィルタ７４からの誤差信号とＦ−Ｖ変換部７５からの誤差信号との和を算出し、電力増幅部７１でその算出値に応じた電力をポリゴンモータ１２ＢＫに与え、その回転数を定常回転数に制御する。また、混合部７６は上記算出値が「０」になった時、つまりポリゴンモータ１２ＢＫの回転数が定常回転数に達した時に、ビデオ制御部５６へロック信号（例えばハイレベル信号）を出力する。
【００４６】
このフィードバック系のポリゴンモータドライバ６０ＢＫによると、ポリゴンモータ１２ＢＫは原理的には基準周波数信号ｆｓに同期して回転するので、基準周波数の安定性を高めるようにすれば、それに準じた回転精度でポリゴンモータ１２ＢＫを回転させることができる。
【００４７】
さて、図４に示した様なＰＬＬ制御回路では、基準周波数信号ｆｓと、ＦＧ出力信号ｆｔとが、周波数だけでなく、位相も一致するように制御すると言う特徴がある。
【００４８】
従って、ここで、基準周波数信号ｆｓと発振周波数が同一で、位相が異なる信号ｆｓ’が基準周波数信号として入力されると、入力信号の切り替わり変化に対して、ＦＧ出力信号ｆｔとの位相比較結果が変化し、それに依ってモータの回転数を僅かに変化させる様に電流制御されるが、両周波数は同一なので、モータの位相を変化させるだけの結果となる。すなわち、ｆｓ’とｆｔの位相を同じくする制御結果となる。
【００４９】
図５は、プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。ビデオ制御部５６は、第１クロック信号発生手段１００をそなえており、そこから基準周波数信号ｆｓを発生させる。この基準周波数信号ｆｓは、第２クロック信号発生手段１０１に入力され、ｆｓと同一の周期であって、各々の位相が異なる複数の第２クロック信号を発生する。これらの複数の第２クロック信号は、各ポリゴンモータドライバに対応した各々の選択手段１０３、１０５、１０７、１０９に入力され、各々に対応して設置された選択指示手段１０２、１０４、１０６、１０８で選択設定された、前記複数の第２クロックのうちから１つづつ（図では、ｆｓ’，ｆｓ’’，ｆｓ’’’ ，ｆｓ’’’’）が選択され、各ポリゴンモータドライバ６０ＢＫ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙに入力される。
【００５０】
つまり、各ポリゴンモータ１２ＢＫ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの回転数は、それぞれ同一の基準周波数信号の周波数ｆｓで制御し、各ポリゴンミラーの位相が一致する様に、あるいは、結果として、転写紙上の各色の重ね位置を一致させるように各ポリゴンモータの位相を選択制御する。
【００５１】
なお、選択指示手段１０２、１０４、１０６、１０８への設定は、例えば、一旦、画像出力をして、各色の色ズレの程度を目視などで確認した結果に基づいて、手動で選択設定しても良い。あるいは、操作パネル６５からの設定指示信号によって、選択指示手段１０２、１０４、１０６、１０８を設定しても良い。
【００５２】
次に、図６を用いて、請求項２について説明する。これは、基本的には、図５の動作に準じており、各ポリゴンモータドライバに送出すべき基準となるクロック信号の選択方法、言い換えれば、選択指示手段の設定方法に係わる発明である。
【００５３】
４色のうち、どの同期検知信号を基準信号とするかを、予め基準信号選択手段２０９で決めておき、時間計測手段２０２、２０４、２０６、２０８で各々の色の同期検知手段２０１、２０３、２０５、２０７からの検知出力と先に決めた基準信号となる基準信号選択手段２０９からの出力との発生時間間隔を測定する。ここで、時間計測手段は、カウンタなどで構成出来る。この時間計測手段で計測された時間間隔の値によって、第２クロック信号のうち、どのクロック信号を選ぶかを決定し、選択指示手段に指示する。
【００５４】
ポリゴンモータ、ポリゴンミラーおよび、制御回路の構成によっても異なるが、例えば、基準となる同期検知信号と当該色の同期検知信号との間隔に応じて、複数準備された第２クロック信号のなかからどれを選択するか対応づけておき、（例えば、ルックアップテーブル形式にしておき）ｆｓから位相をずらす量を選択設定することにより、所望のポリゴンミラーの位相角度で回転させることができる。
【００５５】
なお、各色とも同じ回路構成とするのは、機械本体の特性や、光学系の特性などを考慮して、基準となる色を任意に選択出来るメリットがある反面、回路が複雑になる。
【００５６】
そこで、この回路の簡略化を提案したのが、請求項３である。図７、図８に図５、図６に対応する簡略化された回路ブロック図を示す。これらの例は、ＢＫを基準とした回路構成例である。
【００５７】
次に、図８を用いて請求項４の説明をする。請求項２の説明では、同期検知信号の間隔に予め対応づけをする方式の提案であったが、ここでは、ｆｓから位相をずらす様に順次切り替え選択設定してゆき、基準となる同期検知信号と当該色の同期検知信号との間隔が、予め設定された時間間隔にもっとも近くなる第２クロック信号を選択設定することにより、所望のポリゴンミラーの位相角度で回転させる方式の提案である。
【００５８】
また、上記いずれの場合でも、電源投入などポリゴンモータの立ち上がり時は、まず所望の回転数となる制御を優先させ、本発明による位相制御を禁止し、第２クロック信号のうち、いずれか１つに固定しておくのが好ましい。（請求項５）
【００５９】
最近のプリンタ、複写機では、解像度の異なる画像データの入力を許容するものも出現してきた。この場合は、作像線速、ポリゴンモータの回転数、書き込みの（ＬＤ変調の）画周波数などを組み合わせて変更することにより、出力解像度を変更するのが、一般的である。この場合は、図９の様に、解像度に応じて第１クロック信号発生手段からのクロック周波数を切り替えることにより、ポリゴンモータの回転数を変更する。
【００６０】
これらに本発明を適用するには、解像度の切り替え（ポリゴンモータ回転数の切り替え）に対応した、ルックアップテーブルを持ち、設定されたポリゴンモータの回転数毎に選択指示する内容を設定可変にしておけば良い。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、２つ以上のポリゴンモータを使った画像形成装置において、各々のポリゴンモータを共通の源発振（第１クロック信号発生手段からのクロック信号）に基づいて制御することにより、各々のポリゴンモータの回転数を同一とでき、かつ、第１クロック信号発生手段からのクロック信号に基づいて、位相を僅かずつ異ならせた複数の第２クロック信号から１つを選択設定可能とし、ポリゴンモータの制御信号として用いることにより、各々のポリゴンモータの位相（結果としては、ポリゴンミラーの位相（角度））を選択設定（調整）可能とすることで、色ズレの無い画像形成装置を提供することができる。
【００６２】
請求項１の構成では、出力された画像上で色ズレを観測し、前記位相を選択設定する必要があるが、請求項２の発明によれば、各ポリゴンに対応する色の同期検知信号の間隔を検知することで画像上での色ズレ観測の代用ができ、調整の簡素化が図れる。
【００６３】
請求項３の発明によれば、基準とするポリゴンモータを第１クロック信号で制御することにより、制御回路が簡素化でき、コストダウンが図れる。
【００６４】
請求項４の発明によれば、２つのビーム検知手段からの出力信号の時間間隔が一定になるように第２クロック信号を選択可能とすることにより、ポリゴンモータに回転変動などが生じても、各々のポリゴンモータの位相（結果としては、ポリゴンミラーの位相（角度））を選択設定（調整）可能となるので、初期だけでなく、経時でも色ズレを無くすことが可能となる。同期検知信号をモニタすることにより、常時、最適な位相制御が可能となる。
【００６５】
請求項５の発明によれば、各ポリゴンモータが、一定回転になるまでの間、選択値を固定することにより、電源投入直後など回転制御を優先することができる。
【００６６】
請求項６の発明によれば、解像度に応じてポリゴンモータの回転数を変更する場合、その回転数の変更設定毎に応じて前記位相を選択設定可能とすることにより、ポリゴンモータの回転回数が変更されても、常に色ズレのない画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置をデジタルカラー複写機に適用した一例の機構部を示す概略構成図である。
【図２】プリンタ３の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】プリンタ３の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図４】ポリゴンモータドライバ６０ＢＫの構成例を示すブロック図である。
【図５】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図６】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図７】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図８】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図９】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図１０】２つの作像系によって構成されるシステムの説明図である。
【符号の説明】
１ スキャナ
２ 画像処理部
３ プリンタ
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ カラーセンサ
１２ＢＫ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ ポリゴンモータ
１３ＢＫ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ ポリゴンミラー
１４ＢＫ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ 感光体ドラム
１５ＢＫ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ 帯電チャージャ
１６ＢＫ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ 現像装置
１７ＢＫ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙ 転写チャージャ
４０ メイン制御部
４１ 排紙センサ
４４ カセットサイズセンサ
４５ＢＫ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙ フォトセンサ
４７ ベルト除電チャージャ
５１ ヒータ
５２ ヒータ制御部
５３ メインモータ
５６ ビデオ制御部
５７ＢＫ，５７Ｃ，５７Ｍ，５７Ｙ 半導体レーザ
５８ ＬＤドライバ
６０ＢＫ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙ ポリゴンモータドライバ
７０ＢＫ フリークエンシー・ジェネレータ
７１ 電力増幅部
７２ 増幅・整形部
７３ 位相比較部
７４ ローパスフィルタ
７５ Ｆ−Ｖ変換部
７６ 混合部
１００ 第１クロック信号発生手段
１０１ 第２クロック信号発生手段
１０３，１０５，１０７，１０９ 選択手段
１０２，１０４，１０６，１０８ 選択指示手段
２０１，２０３，２０５，２０７ 同期検知手段
２０２，２０４，２０６，２０８ 時間計測手段
２０９ 基準信号選択手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のポリゴンモータによってそれぞれ回転される複数のポリゴンミラーを用いて複数の半導体レーザからそれぞれ射出されるレーザビームを周期的に偏向させて、感光体上を走査して複数色の画像形成を行う画像形成装置に関し、デジタルカラー複写機、カラープリンタなどに適用される画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル２色（例えば黒と赤）の複写機、デジタルカラー複写機、プリンタ（デジタルカラー複写機にコントローラを接続したものを含む）などの画像形成装置がかなりの勢いで市場に普及して来ている。
【０００３】
これらのうち、デジタルカラー複写機は、一般に原稿の下面（画像面）をスキャンしてＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の画像データを読み取り、その画像データをＢＫ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）の画像データに変換し、ポリゴンモータによって回転されるポリゴンミラーを用いて、半導体レーザから４色の画像データに応じて射出されるレーザビームを周期的に偏向させて感光体（感光体ドラムまたは感光体ベルト）上を走査して各色の画像形成を行う。
【０００４】
すなわち、感光体の表面にはレーザビームによる露光走査によって、順次静電潜像が形成されるため、その各静電潜像を順次対応する色の現像ユニットによりトナーを付着して顕像化し、その各トナー像を感光体に対向して配置された転写ドラムまたは転写ベルトに巻き付けた転写紙上に順次重ね転写することによってカラーコピーを得る。
【０００５】
このようなデジタルカラー複写機では、色の数だけ作像（画像形成）動作が必要となるため、コピー枚数を増やすためには、システム全体のスピードを上げなければならない。ところが、システムの高速化は現像能力の向上を必要とするだけでなく、レーザビームの変調等を行う書き込み系や画像処理の高速化も必要となり、技術的に困難な課題がある。
【０００６】
これに対し、４色に対応する作像ユニット（感光体等）を持った構成にすると、システムのスピードを抑えて多数枚のコピーを行うことが可能となる。このようなシステムを実現するためには、１つのポリゴンモータによって複数のポリゴンミラーを回転させ、その各ポリゴンミラーを用いて複数の半導体レーザからそれぞれ射出されるレーザビームを周期的に偏向させて各感光体上をそれぞれ走査して４色の画像形成を行うタイプのものが考えられる。これによると、４色の潜像形成に要する時間は、１作像ユニットのタイプの１／４で済む。
【０００７】
また、４つのポリゴンモータによって４つのポリゴンミラーを回転させ、その各ポリゴンミラーを用いて４つの半導体レーザからそれぞれ射出されるレーザビームを周期的に偏向させて各感光体上をそれぞれ走査して４色の画像形成を行うタイプのものが考えられる。これは、１つのポリゴンモータで４つのポリゴンミラーを回転させるタイプのものより、小さな（慣性モーメントの小さな）ポリゴンミラーを使用できるため、高速の露光走査が可能になるというメリットがある。このタイプのものは、たとえば特開昭６３−１２０２６１に示すものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
さて、後者の複数ポリゴンモータ、作像系を備えたシステムの場合、それぞれの作像ユニットで形成された各色の画像を転写紙上で重ねるため、各色の位置合わせが重要となる。
【０００９】
また、ポリゴンモータが複数である場合、書き込みの同期制御が難しくなる。例えば、図１０に示すような、ＢＫ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）の２つの作像系によって構成されるシステムで説明する。
【００１０】
ＢＫの系は、半導体レーザ８１から射出されたレーザビームは、ポリゴンモータ８３で回転されるポリゴンミラー８２で、感光体ドラム８４上を偏向走査し、静電潜像を形成し、表示していない現像ユニットで、顕像化された後、右手より転写ベルト８９上に静電的に吸着された転写紙に転写される。次のＭの系でも、ＢＫと同様に顕像化され、転写紙上に重ね転写され、２色カラー画像を得ることができる。
【００１１】
ここで、ポリゴンモータ８３、８７は、正確に同一回転数に制御され、レーザビームは、感光体８４、８８上のａからａ、およびｃからｃに時間ｔ［ｓｅｃ］で走査される場合、ＢＫおよびＭの画像を転写紙上に重ねるためには、感光体ドラム８４と８８との距離をＬ［ｍｍ］、線速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］とすると、
Ｌ＝Ｎ・ｔ・ｖ （ここで、Ｎは正の整数）
であることが必要である。
【００１２】
しかしながら、問題は、従来の方式では、ポリゴンモータ８３および８７がそれぞれ独立に回転しているため、互いに回転数は正確に一致していても、回転開始時にポリゴンミラーの反射面の角度に相関がないため、２つのレーザビームは、同一時刻に主走査方向の同一位置（ＢＫのレーザビームがａにある時、Ｍのレーザビームがｃの位置にあること。あるいは、同一な像高位置にあること。）に在るとは限らないため、上記関係を満たさない。すると、ＢＫとＭの画像は、副走査方向に最大１ライン分弱の位置ズレ（色ズレ）を生じることになる。これは、２つのポリゴンミラー面が、ある時刻にてんでバラバラな方向を向いていることに起因する。
【００１３】
ここでは、２色の系を使って説明したが、４色の系を持つフルカラー機の場合は、色相の変化あるいは、文字の色にじみとなって、画像品質を極端に劣化する要因となる。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、今後普及が見込まれる複数のポリゴンモータを備えた画像形成装置において、画像形成に係わる制御をより高精度化することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数のポリゴンモータによってそれぞれ回転される各ポリゴンミラーを用いて、複数の半導体レーザから各々射出されるレーザビームを周期的に偏向させて、各感光体上を走査して複数色の画像形成を行う画像形成装置において、所定の周波数を有する第１クロック信号発生手段と、前記第１クロック信号と同一の周期であって、各々の位相が異なる複数の第２クロック信号を発生する第２クロック信号発生手段と、前記各ポリゴンモータごとに設けられた、前記複数の第２クロック信号の中から１つを選択する選択手段と、前記選択手段に選択指示する指示手段とを備え、前記選択された第２クロック信号に基づいて、各ポリゴンミラーの回転を制御することを特徴とする。
【００１６】
また、複数のポリゴンモータによってそれぞれ回転される各ポリゴンミラーを用いて、複数の半導体レーザから各々射出されるレーザビームを周期的に偏向させて、各感光体上を走査して複数色の画像形成を行う画像形成装置において、各々のレーザビームの通過を検知して信号出力するビーム検知手段と、所定の周波数を有する第１クロック信号発生手段と、第１クロック信号と同一の周期であって、各々の位相が異なる複数の第２クロック信号を発生する第２クロック信号発生手段と、前記各ポリゴンモータごとに設けられた、前記複数の第２クロック信号の中から１つを選択する選択手段と、前記選択手段に選択指示する指示手段とを備え、前記ビーム検知手段からの信号の中の、１つのビーム検知手段からの信号出力を基準とし、その他の各々のビーム検知手段からの信号出力までの時間に応じて、前記選択指示を行うことを特徴とする。
【００１７】
さらに、基準とする前記ビーム検知手段からの信号出力に対応する前記ポリゴンモータは、前記第１クロック信号で回転制御することを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記選択手段は前記２つのビーム検知手段からの出力信号の時間間隔が一定になる様に、前記第２クロック信号を選択するように選択指示することを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記各ポリゴンモータが回転開始から一定回転になるまでの間は、前記選択指示の内容を、前記２つのビーム検知出力手段からの出力信号の時間間隔に依らず、一定値に固定することを特徴とする。
【００２０】
さらに、書き込み密度に応じて前記ポリゴンモータの回転数を設定可変であり、設定された前記ポリゴンモータの回転数毎に、選択指示する内容を設定可変とすることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置をデジタルカラー複写機に適用した一例の機構部を示す概略構成図である。
【００２２】
このデジタルカラー複写機は、原稿の画像を読み取るスキャナ１と、そのスキャナ１によって読み取られた画像データに対して色変換処理を施す画像処理部２と、その画像処理部２からの各色の画像データ及び各種の駆動信号に応じて画像形成動作を行い、転写紙上に画像を形成するプリンタ３とによって構成されている。
【００２３】
スキャナ１の上部には図示しない原稿押圧板が備えられており、その原稿押圧板を上方に開放することによってコンタクトガラス４上に原稿をセットし、原稿押圧板を閉じることによってその原稿をセット位置に固定することができる。
【００２４】
その状態で図示しないスタートキーが押下されると、スキャナ１がコンタクトガラス４上の原稿の画像読み取りを開始する。すなわち、照明ランプ５、５及び第１ミラー６と一体になったキャリッジを水平方向に往復移動させることにより、コンタクトガラス４上にセットされた原稿の下面（画像面）を光走査（スキャン）する。
【００２５】
それによって、原稿面から反射光像は第１ミラー６、第２ミラー７、第３ミラー８及びレンズ９を介してダイクロイックプリズム１０に入射され、そこでＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の３種類の波長の光に分光されて、各波長光ごとに対応する各カラーセンサ１１Ｒ（レッド用），１１Ｇ（グリーン用），１１Ｂ（ブルー用）の受光面にそれぞれ結像される。
【００２６】
各カラーセンサ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、結像された反射光像をＲ，Ｇ，Ｂの画像データ（画像信号）に変換して画像処理部２へ出力し、その画像処理部２がＲ，Ｇ，Ｂの画像データを色変換処理を行ってＢＫ（ブラック），Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）の画像データに変換し、その各画像データをプリンタ３のレーザ書込ユニットへ送出する。
【００２７】
レーザ書込ユニットは、４つのポリゴンモータ１２ＢＫ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによってそれぞれ回転される各ポリゴンミラー１３ＢＫ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙを用いて図示しない４つの半導体レーザからそれぞれ射出されるレーザビームを周期的に偏向させて各感光体ドラム１４ＢＫ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ上を走査する。ここで、各ポリゴンミラー１３ＢＫ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙは、同一仕様（面数、半径、面精度等）で構成している。
【００２８】
プリンタ３の例えばＢＫ用の感光体ドラム１４ＢＫの回りには、帯電チャージャ１５ＢＫ、現像装置１６ＢＫ、転写チャージャ１７ＢＫ等の画像形成プロセスを実行するための公知の各部がそれぞれ設けられており、帯電チャージャ１５ＢＫによって感光体ドラム１４ＢＫの表面を一様に帯電して、そこにポリゴンミラー１３ＢＫからのレーザビームを照射して露光し、そこにＢＫ光像の静電潜像を形成した後、現像装置１６ＢＫによってトナーを付着して顕像化する。
【００２９】
他のＣ，Ｍ，Ｙ用の感光体ドラム１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙの回りにも同様に、それぞれ画像形成プロセスを実行するための各帯電チャージャ１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ、現像装置１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ、転写チャージャ１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙ等の各部がそれぞれ設けられている。
【００３０】
なお、この実施形態では、ネガ・ポジ現像プロセス方式（反転現像プロセス方式）を採用している。
【００３１】
プリンタ３は、側面に給紙カセット１９を上下２段に着脱自在に取り付け、その内部に収納した転写紙をその何れかの給紙カセットから用紙送出端側の上部に設けた各給紙コロ１８によって給紙し、それをレジストローラ対２０によって所定のタイミングで転写・搬送ベルト２１に送り出す。
【００３２】
転写・搬送ベルト２１は、例えばポリエステルのような誘電体フィルムやウレタンのようなゴム材によって形成され、その表面に転写紙を吸着可能にするために設けたベルト帯電チャージャ２４によって帯電され、レジストローラ対２０によって送られてくる転写紙をベルト表面に静電吸着させて所定の搬送速度で精度よく搬送する。
【００３３】
その転写・搬送ベルト２１によって搬送される転写紙は、それぞれトナー像が形成されている各感光体ドラム１４ＢＫ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙに順次送られていき、各転写チャージャ１７ＢＫ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙによってそのトナー像が順次転写されていく。そのトナー像（画像）が転写された転写紙は、定着ローラ２２によってそのトナー像が定着されて排紙ローラ２３により機外の図示しない排紙トレイ等に排紙される。
【００３４】
図２及び図３は、プリンタ３の制御系の構成例を示すブロック図である。このプリンタ３において、４０はＣＰＵ（中央処理装置），ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ等からなるマイクロコンピュータを用いたメイン制御部であり、プリンタ３全体を統括的に制御する。
【００３５】
メイン制御部４０の入力側には、転写紙の機外への排出を検出する排紙センサ４１と、給紙カセット１９内の転写紙の有無を検出するペーパエンドセンサ４２と、レジストローラ対２０への給紙を制御するレジストセンサ４３と、カセットサイズを検出するカセットサイズセンサ４４と、ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各トナーの濃度をそれぞれ検出するフォトセンサ４５ＢＫ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙとが接続されている。
【００３６】
メイン制御部４０の出力側には、帯電チャージャ１５ＢＫ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙにそれぞれ帯電電圧を印加する帯電高圧電源４８と、転写チャージャ１７ＢＫ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙにそれぞれ転写電圧を印加する転写高圧電源４９と、ベルト除電チャージャ４７に除電電圧を印加するベルト除電高圧電源５０と、定着ローラ２２内に設けられているヒータ５１、５１への通電を制御するヒータ制御部５２とが接続されている。
【００３７】
さらに、メインモータ５３を回転させたり、感光体ドラム１４ＢＫ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，転写・搬送ベルト２１，及びトナー補給ローラ２９ＢＫ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｙ等を回転させるためのＤＣモータ５４を駆動するＤＣモータドライバ５５が接続されている。
【００３８】
また、画像処理部２から画像データ（ビデオデータ）を取り込み、ＬＤドライバ５８を介して各色用の半導体レーザ５７ＢＫ，５７Ｃ，５７Ｍ，５７ＹのＯＮ／ＯＦＦ制御を行ったり、各ポリゴンモータドライバ６０ＢＫ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙをそれぞれ介してポリゴンモータ１２ＢＫ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２ＹのＯＮ／ＯＦＦ及び回転数の制御をそれぞれ行うビデオ制御部５６が接続されている。
【００３９】
さらにまた、現像装置１６ＢＫ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙにそれぞれ備えられている現像スリーブ２６ＢＫ，２６Ｃ，２６Ｍ，２６Ｙに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス高圧電源６１と、現像装置１６ＢＫ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙにそれぞれ備えられているトナー補給ローラ２９ＢＫ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｙに補給バイアス電圧を印加する補給バイアス高圧電源６２と、トナー補給ローラ２９ＢＫ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９ＹにＤＣモータ５４の動力を伝達するためのクラッチ６３ＢＫ，６３Ｃ，６３Ｍ，６３Ｙとが接続されている。
【００４０】
また、このメイン制御部４０には、各種情報を入力するためのキースイッチと後述するエラー情報を含む各種情報を表示するための表示器とによって構成された操作パネル６５が接続されている。
【００４１】
図４は、ポリゴンモータドライバ６０ＢＫの構成例を示すブロック図である。なお、他のポリゴンモータドライバ６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙも図４と同様の構成なので、その図示及び説明は省略する。
【００４２】
ポリゴンモータドライバ６０ＢＫは、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ ）制御を応用したポリゴンモータ１２ＢＫの回転数制御装置である。このポリゴンモータドライバ６０ＢＫでは、電力増幅部７１がメイン制御部４０からビデオ制御部５６を介してスタート信号（例えばハイレベル信号）が入力された時に、ポリゴンモータ１２ＢＫに所定の電力を与えて回転を開始させる。その後、ポリゴンモータ１２ＢＫに取り付けられているフリークエンシー・ジェネレータ７０ＢＫから発生される信号ＦＧを検出し、ポリゴンモータドライバ６０ＢＫの回転数（回転速度）を定常回転数（目標回転数）に制御する。
【００４３】
すなわち、フリークエンシー・ジェネレータ７０ＢＫから発生される信号ＦＧを増幅・整形部７２で増幅及び整形して周波数信号ｆｔとして出力し、位相比較部７３でビデオ制御部５６から入力される基準周波数信号ｆｓと位相比較してその位相差（進み遅れを含む）を検出し、その検出信号を誤差信号として出力する。さらに、この誤差信号はパルス状であるため、ローパスフィルタ７４によって平滑化（位相差φ→電圧Ｖ）する。
【００４４】
一方ポリゴンモータドライバ６０ＢＫの回転数を単純に位相比較のみで制御すると、基準周波数信号ｆｓと周波数信号ｆｔが一致していなくても（例えばｆｓ＝２・ｆｔの場合でも）、その位相差が小さければ、位相比較部７３から出力される誤差信号は小さく、位相ロックしてしまうため、周波数を監視するためのＦ−Ｖ変換部７５で増幅・整形部７２からの周波数信号ｆｔを電圧に変換して基準周波数に対応する電圧Ｅｓと比較し、その差に応じた電圧信号を誤差信号として出力する。
【００４５】
そして、混合部７６でローパスフィルタ７４からの誤差信号とＦ−Ｖ変換部７５からの誤差信号との和を算出し、電力増幅部７１でその算出値に応じた電力をポリゴンモータ１２ＢＫに与え、その回転数を定常回転数に制御する。また、混合部７６は上記算出値が「０」になった時、つまりポリゴンモータ１２ＢＫの回転数が定常回転数に達した時に、ビデオ制御部５６へロック信号（例えばハイレベル信号）を出力する。
【００４６】
このフィードバック系のポリゴンモータドライバ６０ＢＫによると、ポリゴンモータ１２ＢＫは原理的には基準周波数信号ｆｓに同期して回転するので、基準周波数の安定性を高めるようにすれば、それに準じた回転精度でポリゴンモータ１２ＢＫを回転させることができる。
【００４７】
さて、図４に示した様なＰＬＬ制御回路では、基準周波数信号ｆｓと、ＦＧ出力信号ｆｔとが、周波数だけでなく、位相も一致するように制御すると言う特徴がある。
【００４８】
従って、ここで、基準周波数信号ｆｓと発振周波数が同一で、位相が異なる信号ｆｓ’が基準周波数信号として入力されると、入力信号の切り替わり変化に対して、ＦＧ出力信号ｆｔとの位相比較結果が変化し、それに依ってモータの回転数を僅かに変化させる様に電流制御されるが、両周波数は同一なので、モータの位相を変化させるだけの結果となる。すなわち、ｆｓ’とｆｔの位相を同じくする制御結果となる。
【００４９】
図５は、プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。ビデオ制御部５６は、第１クロック信号発生手段１００をそなえており、そこから基準周波数信号ｆｓを発生させる。この基準周波数信号ｆｓは、第２クロック信号発生手段１０１に入力され、ｆｓと同一の周期であって、各々の位相が異なる複数の第２クロック信号を発生する。これらの複数の第２クロック信号は、各ポリゴンモータドライバに対応した各々の選択手段１０３、１０５、１０７、１０９に入力され、各々に対応して設置された選択指示手段１０２、１０４、１０６、１０８で選択設定された、前記複数の第２クロックのうちから１つづつ（図では、ｆｓ’，ｆｓ’’，ｆｓ’’’ ，ｆｓ’’’’）が選択され、各ポリゴンモータドライバ６０ＢＫ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙに入力される。
【００５０】
つまり、各ポリゴンモータ１２ＢＫ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの回転数は、それぞれ同一の基準周波数信号の周波数ｆｓで制御し、各ポリゴンミラーの位相が一致する様に、あるいは、結果として、転写紙上の各色の重ね位置を一致させるように各ポリゴンモータの位相を選択制御する。
【００５１】
なお、選択指示手段１０２、１０４、１０６、１０８への設定は、例えば、一旦、画像出力をして、各色の色ズレの程度を目視などで確認した結果に基づいて、手動で選択設定しても良い。あるいは、操作パネル６５からの設定指示信号によって、選択指示手段１０２、１０４、１０６、１０８を設定しても良い。
【００５２】
次に、図６を用いて、請求項２について説明する。これは、基本的には、図５の動作に準じており、各ポリゴンモータドライバに送出すべき基準となるクロック信号の選択方法、言い換えれば、選択指示手段の設定方法に係わる発明である。
【００５３】
４色のうち、どの同期検知信号を基準信号とするかを、予め基準信号選択手段２０９で決めておき、時間計測手段２０２、２０４、２０６、２０８で各々の色の同期検知手段２０１、２０３、２０５、２０７からの検知出力と先に決めた基準信号となる基準信号選択手段２０９からの出力との発生時間間隔を測定する。ここで、時間計測手段は、カウンタなどで構成出来る。この時間計測手段で計測された時間間隔の値によって、第２クロック信号のうち、どのクロック信号を選ぶかを決定し、選択指示手段に指示する。
【００５４】
ポリゴンモータ、ポリゴンミラーおよび、制御回路の構成によっても異なるが、例えば、基準となる同期検知信号と当該色の同期検知信号との間隔に応じて、複数準備された第２クロック信号のなかからどれを選択するか対応づけておき、（例えば、ルックアップテーブル形式にしておき）ｆｓから位相をずらす量を選択設定することにより、所望のポリゴンミラーの位相角度で回転させることができる。
【００５５】
なお、各色とも同じ回路構成とするのは、機械本体の特性や、光学系の特性などを考慮して、基準となる色を任意に選択出来るメリットがある反面、回路が複雑になる。
【００５６】
そこで、この回路の簡略化を提案したのが、請求項３である。図７、図８に図５、図６に対応する簡略化された回路ブロック図を示す。これらの例は、ＢＫを基準とした回路構成例である。
【００５７】
次に、図８を用いて請求項４の説明をする。請求項２の説明では、同期検知信号の間隔に予め対応づけをする方式の提案であったが、ここでは、ｆｓから位相をずらす様に順次切り替え選択設定してゆき、基準となる同期検知信号と当該色の同期検知信号との間隔が、予め設定された時間間隔にもっとも近くなる第２クロック信号を選択設定することにより、所望のポリゴンミラーの位相角度で回転させる方式の提案である。
【００５８】
また、上記いずれの場合でも、電源投入などポリゴンモータの立ち上がり時は、まず所望の回転数となる制御を優先させ、本発明による位相制御を禁止し、第２クロック信号のうち、いずれか１つに固定しておくのが好ましい。（請求項５）
【００５９】
最近のプリンタ、複写機では、解像度の異なる画像データの入力を許容するものも出現してきた。この場合は、作像線速、ポリゴンモータの回転数、書き込みの（ＬＤ変調の）画周波数などを組み合わせて変更することにより、出力解像度を変更するのが、一般的である。この場合は、図９の様に、解像度に応じて第１クロック信号発生手段からのクロック周波数を切り替えることにより、ポリゴンモータの回転数を変更する。
【００６０】
これらに本発明を適用するには、解像度の切り替え（ポリゴンモータ回転数の切り替え）に対応した、ルックアップテーブルを持ち、設定されたポリゴンモータの回転数毎に選択指示する内容を設定可変にしておけば良い。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、２つ以上のポリゴンモータを使った画像形成装置において、各々のポリゴンモータを共通の源発振（第１クロック信号発生手段からのクロック信号）に基づいて制御することにより、各々のポリゴンモータの回転数を同一とでき、かつ、第１クロック信号発生手段からのクロック信号に基づいて、位相を僅かずつ異ならせた複数の第２クロック信号から１つを選択設定可能とし、ポリゴンモータの制御信号として用いることにより、各々のポリゴンモータの位相（結果としては、ポリゴンミラーの位相（角度））を選択設定（調整）可能とすることで、色ズレの無い画像形成装置を提供することができる。
【００６２】
請求項１の構成では、出力された画像上で色ズレを観測し、前記位相を選択設定する必要があるが、請求項２の発明によれば、各ポリゴンに対応する色の同期検知信号の間隔を検知することで画像上での色ズレ観測の代用ができ、調整の簡素化が図れる。
【００６３】
請求項３の発明によれば、基準とするポリゴンモータを第１クロック信号で制御することにより、制御回路が簡素化でき、コストダウンが図れる。
【００６４】
請求項４の発明によれば、２つのビーム検知手段からの出力信号の時間間隔が一定になるように第２クロック信号を選択可能とすることにより、ポリゴンモータに回転変動などが生じても、各々のポリゴンモータの位相（結果としては、ポリゴンミラーの位相（角度））を選択設定（調整）可能となるので、初期だけでなく、経時でも色ズレを無くすことが可能となる。同期検知信号をモニタすることにより、常時、最適な位相制御が可能となる。
【００６５】
請求項５の発明によれば、各ポリゴンモータが、一定回転になるまでの間、選択値を固定することにより、電源投入直後など回転制御を優先することができる。
【００６６】
請求項６の発明によれば、解像度に応じてポリゴンモータの回転数を変更する場合、その回転数の変更設定毎に応じて前記位相を選択設定可能とすることにより、ポリゴンモータの回転回数が変更されても、常に色ズレのない画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置をデジタルカラー複写機に適用した一例の機構部を示す概略構成図である。
【図２】プリンタ３の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】プリンタ３の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図４】ポリゴンモータドライバ６０ＢＫの構成例を示すブロック図である。
【図５】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図６】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図７】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図８】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図９】プリンタ３の制御部の要部例を示すブロック図である。
【図１０】２つの作像系によって構成されるシステムの説明図である。
【符号の説明】
１ スキャナ
２ 画像処理部
３ プリンタ
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ カラーセンサ
１２ＢＫ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ ポリゴンモータ
１３ＢＫ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ ポリゴンミラー
１４ＢＫ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ 感光体ドラム
１５ＢＫ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ 帯電チャージャ
１６ＢＫ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ 現像装置
１７ＢＫ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙ 転写チャージャ
４０ メイン制御部
４１ 排紙センサ
４４ カセットサイズセンサ
４５ＢＫ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙ フォトセンサ
４７ ベルト除電チャージャ
５１ ヒータ
５２ ヒータ制御部
５３ メインモータ
５６ ビデオ制御部
５７ＢＫ，５７Ｃ，５７Ｍ，５７Ｙ 半導体レーザ
５８ ＬＤドライバ
６０ＢＫ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙ ポリゴンモータドライバ
７０ＢＫ フリークエンシー・ジェネレータ
７１ 電力増幅部
７２ 増幅・整形部
７３ 位相比較部
７４ ローパスフィルタ
７５ Ｆ−Ｖ変換部
７６ 混合部
１００ 第１クロック信号発生手段
１０１ 第２クロック信号発生手段
１０３，１０５，１０７，１０９ 選択手段
１０２，１０４，１０６，１０８ 選択指示手段
２０１，２０３，２０５，２０７ 同期検知手段
２０２，２０４，２０６，２０８ 時間計測手段
２０９ 基準信号選択手段
Claims (6)
- 複数のポリゴンモータによってそれぞれ回転される各ポリゴンミラーを用いて、複数の半導体レーザから各々射出されるレーザビームを周期的に偏向させて、各感光体上を走査して複数色の画像形成を行う画像形成装置において、
所定の周波数を有する第１クロック信号発生手段と、
前記第１クロック信号と同一の周期であって、各々の位相が異なる複数の第２クロック信号を発生する第２クロック信号発生手段と、
前記各ポリゴンモータごとに設けられた、前記複数の第２クロック信号の中から１つを選択する選択手段と、
前記選択手段に選択指示する指示手段とを備え、
前記選択された第２クロック信号に基づいて、各ポリゴンミラーの回転を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 複数のポリゴンモータによってそれぞれ回転される各ポリゴンミラーを用いて、複数の半導体レーザから各々射出されるレーザビームを周期的に偏向させて、各感光体上を走査して複数色の画像形成を行う画像形成装置において、
各々のレーザビームの通過を検知して信号出力するビーム検知手段と、
所定の周波数を有する第１クロック信号発生手段と、
第１クロック信号と同一の周期であって、各々の位相が異なる複数の第２クロック信号を発生する第２クロック信号発生手段と、
前記各ポリゴンモータごとに設けられた、前記複数の第２クロック信号の中から１つを選択する選択手段と、
前記選択手段に選択指示する指示手段とを備え、
前記ビーム検知手段からの信号の中の、１つのビーム検知手段からの信号出力を基準とし、その他の各々のビーム検知手段からの信号出力までの時間に応じて、前記選択指示を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 基準とする前記ビーム検知手段からの信号出力に対応する前記ポリゴンモータは、前記第１クロック信号で回転制御することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
- 前記選択手段は前記２つのビーム検知手段からの出力信号の時間間隔が一定になる様に、前記第２クロック信号を選択するように選択指示することを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
- 前記各ポリゴンモータが回転開始から一定回転になるまでの間は、前記選択指示の内容を、前記２つのビーム検知出力手段からの出力信号の時間間隔に依らず、一定値に固定することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の画像形成装置。
- 書き込み密度に応じて前記ポリゴンモータの回転数を設定可変であり、設定された前記ポリゴンモータの回転数毎に、選択指示する内容を設定可変とすることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の画像形成装置。
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| JP04547996A JP3545872B2 (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 画像形成装置 |
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