JP3600024B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のビームにより記録媒体を走査して記録を行う複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ビームにより記録媒体を走査して情報の記録を行う複写機、プリンタなどの画像形成装置は、情報信号で変調された単一のビームを回転多面鏡等で偏向走査し、この回転多面鏡等からの走査ビームで、副走査方向に移動する記録媒体上を繰り返して主走査方向に走査して情報の記録を行うものが用いられている。この画像形成装置では、回転多面鏡等からの走査ビームを記録領域外でビーム検知器により検知し、このビーム検知器からのビーム検知信号によりビームによる画像形成開始を制御している。
【0003】
また、マルチビーム光学系にて、個別の情報信号でそれぞれ変調された複数のビームを回転多面鏡等でほぼ同時に偏向走査し、この回転多面鏡等からの複数の走査ビームで、副走査方向に移動する記録媒体上を繰り返して主走査方向に平行にほぼ同時に走査して情報の記録を行う画像形成装置が提案されている。この画像形成装置では、回転多面鏡等からの複数の走査ビームを記録領域外で複数のビーム検知素子によりそれぞれ検知し、この複数のビーム検知素子からのビーム検知信号により各ビームによる画像形成開始をそれぞれ制御している。
【0004】
複数のビームにより記録媒体を走査して情報の記録を行う画像形成装置における画像の書き込み書き出し位置を制御する書き込み書き出し位置制御方法が特開昭57−8887号公報等に示されている。この書き込み書き出し位置制御方法は、ビーム検知器からのビーム検知信号をスライスレベルでスライスすることにより、各ビームに対応したタイミング信号を生成し、このタイミング信号により画像の書き込み書き出し位置を制御している。
【0005】
また、特開平6−206343号公報には、半導体レーザからの複数のビームにより記録媒体を走査して情報の記録を行う画像形成装置において、画素クロックの周期よりも短い周期のクロックを使って半導体レーザのオン/オフを制御することにより、各ビームに対応する同期信号を作り、この同期信号により各ビームによる画像形成開始をそれぞれ制御するようにしたものが記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ビームにより記録媒体上を走査して情報の記録を行う画像形成装置は、情報信号で変調された単一のビームを回転多面鏡等で偏向走査し、この回転多面鏡等からの走査ビームで、副走査方向に移動する記録媒体上を繰り返して主走査方向に走査して情報の記録を行うので、高速で情報の記録を行う場合や、高密度の画像形成を行う場合などには、ビームを変調するための情報信号の転送速度を大きくする必要がある。
【0007】
また、主走査方向の走査速度を速くしなければならないので、回転多面鏡を用いる場合には、その回転数を数万rpmとする必要がある場合も生じ、高速記録を行う装置とするにはその構造上自ずから限界がある。そこで、マルチビーム光学系にて、個別の情報信号でそれぞれ変調された複数のビームを回転多面鏡等でほぼ同時に偏向走査し、この回転多面鏡等からの複数の走査ビームで、副走査方向に移動する記録媒体上を繰り返して主走査方向に平行にほぼ同時に走査して情報の記録を行う画像形成装置が提案されている。
【0008】
この画像形成装置では、図5に示すように、複数のビームB1〜B4の間隔を、記録媒体上に形成される画素の間隔に等しく配置する必要がある。一方、ビームB1〜B4を発生するビーム光源として一般的に使われる半導体レーザの発光点間隔は、現状主流となっている600dpiの解像度の装置に要求される画素間隔より広いものが一般的である。そこで、図5に示すように、発光点(ビームB1〜B4)の配置を主走査方向SLと直角な直線L−L’に対して所定の角度θ1だけ傾けることにより、発光点間隔Plが画素間隔Psより広いものでも記録媒体上でのビーム間隔をPsとすることができる。
【0009】
しかしながら、上記のようなビームB1〜B4を近接して配置して走査しなければならない一般的なマルチビーム光学系では、例えば、解像度が600dpiの場合には、各ビームB1〜B4の間隔Psは約42.3μmに調整しなければならないので、それぞれのビームを検知するための複数の同期検知素子を走査光路上に配置することは難しい。従って、同一の同期検知素子上を複数のビームが走査することになり、1つの同期検知素子からのビーム検知信号は図6に示すようになる。
【0010】
各ビームによる記録媒体の露光開始位置(画像形成開始位置)を正確に揃えるためには、1つの同期検知素子からの複数のビームに対応する複数のビーム検知信号を精度良く分離し、それぞれのビーム検知信号を基準として、情報信号で変調されたビームによる露光開始位置(画像形成開始位置)を決定する必要がある。
【0011】
特開昭57−8887号公報等に示されている書き込み書き出し位置制御方法では、ビーム検知器からのビーム検知信号をスライスレベルでスライスすることにより、各ビームに対応したタイミング信号を生成し、このタイミング信号により画像の書き込み書き出し位置を制御するが、アナログ的にスライスレベルを決めるため、電源変動などの影響を受け易く、また、各ビームパワーの変動の影響を受けるので、画像書き出し位置の精度が上がらない。
【0012】
また、特開平6−206343号公報に記載されている画像形成装置では、画素クロックの周期よりも短い周期のクロックを使って半導体レーザのオン/オフを制御することにより、各ビームに対応する同期信号を作り、この同期信号により各ビームによる画像形成開始をそれぞれ制御するので、基本クロックを発生する発振器として高い周波数の発振器を必要とし、制御回路はフリップフロップやカウンタなど高周波対応のものを選択しなければならない。このため、コスト高となり、また、電波輻射が多くなるという問題がある。
【0013】
請求項1に係る発明は、安価で画像書き出し位置を精度良く制御することができて良好な出力画像を得ることができ、外来ノイズなどの混入を防止することができ画像書き出し位置を正確に制御することができて安定して良好な出力画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項2に係る発明は、解像度などの設定変更に伴って回転多面鏡の回転数を変更した場合でも精度良く複数のビーム検知信号を分離することができ、最適な画像書き出し位置制御を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項3に係る発明は、精度良く複数のビーム検知信号を分離することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、個別の情報信号により変調された複数のビームにより記録媒体を走査して記録を行う画像形成装置であって、前記複数のビームがそれぞれ所定位置に到来したことを検知し、それぞれのビームに対応する複数のビーム検知信号を生成するビーム検知手段と、前記複数のビーム検知信号を各々分離するビーム検知信号分離手段とを備え、このビーム検知信号分離手段で分離された各信号を基準にして前記複数のビームによる画像形成開始をそれぞれ制御する画像形成装置において、前記ビーム検知信号分離手段は、前記ビーム検知手段からのビーム検知信号を遅延させる遅延手段と、この遅延手段からの信号に基づいて前記複数のビーム検知信号に対応する複数のマスキング信号を生成し、この複数のマスキング信号でそれぞれ前記ビーム検知手段からのビーム検知信号をマスキングすることにより、前記複数のビームに対応する複数のビーム検知信号を分離する手段と、前記遅延手段の遅延時間を設定可変する遅延時間設定手段とを有するものである。
【0015】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記複数のビームを走査する回転多面鏡と、この回転多面鏡の回転数を設定可変する設定手段とを有し、前記遅延時間設定手段は前記設定手段で設定した前記回転多面鏡の回転数に応じて前記遅延手段の遅延時間を設定可変するものである。
【0016】
請求項3に係る発明は、請求項1又は2記載の画像形成装置において、前記複数のビームが順次に前記ビーム検知手段に入射して検知されたら直ちに前記ビーム検知手段に入射したビームを消灯させるとともに、前記複数のビームのうちの消灯させたビームの次のビームを点灯させる制御手段を備えたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
図3は本発明の一実施形態を示す。光源ユニット1は、例えば、複数個の半導体レーザからなる光源をを一列に配置したアレイレーザからなり、複数の光ビーム、例えば4本の光ビームを出射する。この光源ユニット1からの複数の発散光は集光レンズ2により平行光ビームにされる。集光レンズ2からの複数の光ビームは、偏向走査器としての回転多面鏡3により、記録媒体としての感光体4上を繰り返して主走査方向に平行にほぼ同時に走査するように偏向走査される。
【0018】
回転多面鏡3からの複数の走査光ビームは、fθレンズ5により感光体4上に結像される。感光体4は、例えば感光体ドラムが用いられ、モータからなる駆動部により回転駆動される。反射鏡6は、回転多面鏡3からの複数の光ビームを同期検知手段としてのビーム検知器からなるビーム検知手段7へ導くために走査ラインの先端(画像書き込み領域外)に配置され、fθレンズ5からの光ビームで走査されると、この光ビームをビーム検知器7の方向へ反射する。
【0019】
反射鏡6からの光ビームがビーム検知器7のエッジに入射すると、ビーム検知器7がその光ビームの検知を開始してビーム検知信号を生成する。ビーム検知器7からのビーム検知信号は同期検知信号発生回路8に入力され、同期検知信号発生回路8はビーム検知器7からの複数の光ビームに対応する複数のビーム検知信号を分離して複数の同期信号(同期検知信号ともいう)を発生する。
【0020】
制御手段としての画像データ制御回路9は、複数のビームを変調するための情報信号としての画像データをそれぞれ同期検知信号発生回路8からの複数の光ビームに対応する複数の同期信号に基づいて光源駆動手段としてのレーザドライバ回路10へ出力することにより、複数の光ビームに対応する複数の同期信号を基準にして複数のビームによる画像形成開始をそれぞれ制御し、複数の光ビームで感光体4を走査するにも拘らず各光ビームによる画像書き出し位置を正確に揃える。
【0021】
レーザドライバ回路10は、画像データ制御回路9からの複数のビームを変調するための各画像データにより光源ユニット1内の複数の半導体レーザをそれぞれ駆動し、この複数の半導体レーザが複数のビームを変調するための画像データで個別に変調された光ビームを出射する。回転多面鏡3は図示しないモータからなる駆動部により回転駆動され、このモータは回転多面鏡3の回転数を設定可変する設定手段としての回転多面鏡回転数設定回路11により設定可変された回転数で回転多面鏡3を回転させる。
【0022】
図4は上記同期検知信号発生回路8の構成を示す。ビーム検知器7からのビーム検知信号は2値化手段としての2値化回路12で2値化されて図6に示すようなパルス状のビーム検知信号に整形される。この2値化回路12からのビーム検知信号は、光源ユニット1から出射される複数の光ビームの数だけ連続したパルス信号であり、回転多面鏡3によるライン走査毎に発生する。同期信号分離回路13は2値化回路12からのビーム検知信号を分離して同期信号を生成する。
【0023】
図1は同期信号分離回路13の構成を示し、図2は同期信号分離回路13の動作タイミングを示す。セット(SET)信号は、画像データ制御回路9にて、前のライン走査で同期検知信号発生回路8から発生した同期検知信号を基点として、画像出力外(画像書き込み時以外)で次のラインのビーム検知器7による同期検知(光ビーム検知)直前のタイミングを計測することにより、生成される。
【0024】
まず、第1の光ビームB1に関する動作では、第1の光ビームをオン/オフさせる制御手段としてのRS−フリップフロップ(以下F/Fという)20は画像データ制御回路9からのSET信号によりセットされて出力信号aが高レベルになり、このF/F20の出力信号aは第1の光ビームB1をオン/オフさせるON/OFF信号として画像データ制御回路9へ出力される。画像データ制御回路9はF/F20からのON/OFF信号aを第1の光ビーム用の同期検知用変調信号としてレーザダイオード回路10へ出力し、レーザダイオード回路10は画像データ制御回路9からの第1の光ビーム用の同期検知用変調信号aにより光源ユニット1の第1の半導体レーザを駆動して第1の半導体レーザをオンさせることで第1の光ビームB1を点灯させる。
【0025】
第1の光ビームB1がビーム検知器7を通過すると、2値化回路11からビーム検知信号bが出力される。この2値化回路11からのビーム検知信号bは、遅延手段としてのディレイ(Delay)回路21により極微小な時間(次の光ビームB2がビーム検知器7を通過するまでの時間よりも短い時間)、遅延されて信号cとなる。ワンショットマルチバイブレータ22は、ディレイ回路21の出力信号cの1番目のパルス信号の立ち上がりエッジでトリガーされて出力信号が低レベルになり、その後、出力信号がワンショットマルチバイブレータ22に設定された時間だけ低レベルの状態を維持してから高レベルになる。
【0026】
ここに、ワンショットマルチバイブレータ22に設定された時間は、回転多面鏡3が定常回転されている状態で、複数の光ビームB1〜B4が全てビーム検知器7上を通過する時間より十分に長い時間に設定しておく。また、ワンショットマルチバイブレータ22及びインバータ23はマスキング信号生成手段を構成する。
【0027】
マスキング手段としてのアンド回路からなるゲート手段24は、ワンショットマルチバイブレータ22の出力信号がゲート信号(マスキング信号)として入力され、このゲート信号により2値化回路11からの光ビームB1〜B4に対応するビーム検知信号bをゲートする(マスキングする)ことで、第1の光ビームB1に対応するビーム検知信号を分離して第1の光ビームB1に対応する同期信号eとしてF/F20及び画像データ制御回路9へ出力する。F/F20はアンド回路24の出力信号eによりリセットされ、第1の光ビームB1が消灯する。
【0028】
画像データ制御回路9は、アンド回路24からの同期信号eに同期して(同期信号eより一定の時間遅れて)第1の光ビーム変調用情報信号としての画像データをレーザダイオード回路10へ出力することで同期信号eを基準にして第1の光ビームB1による画像形成開始(露光開始)を制御する。レーザダイオード回路10は、画像データ制御回路9からの第1の光ビーム変調用情報信号としての画像データにより光源ユニット1の第1の半導体レーザを駆動することで、画像データにより変調された第1の光ビームB1を出射させる。
【0029】
次に、第2の光ビームB2に関する動作では、第2の光ビームをオン/オフさせる制御手段としてのF/F25はアンド回路24の出力信号eによりセットされ、F/F25の出力信号fは第2の光ビームB2をオン/オフさせるON/OFF信号として画像データ制御回路9へ出力される。画像データ制御回路9はF/F25からのON/OFF信号fを第2の光ビーム用の同期検知用変調信号としてレーザダイオード回路10へ出力し、レーザダイオード回路10は画像データ制御回路9からの第2の光ビーム用の同期検知用変調信号fにより光源ユニット1の第2の半導体レーザを駆動して第2の半導体レーザをオンさせることで第2の光ビームB2を点灯させる。
【0030】
第2の光ビームB2がビーム検知器7を通過すると、2値化回路11からビーム検知信号bが出力される。マスキング手段としてのアンド回路からなるゲート手段26は、ワンショットマルチバイブレータ22の出力信号dが反転手段としてのインバータ23により反転されて入力され、このインバータ23の出力信号により2値化回路11からの光ビームB1〜B4に対応するビーム検知信号bをゲートして光ビームB2〜B4に対応するビーム検知信号gを分離する。
【0031】
このアンド回路26からの光ビームB2〜B4に対応するビーム検知信号gは遅延手段としてのディレイ(Delay)回路27により極微小な時間(次の光ビームB3がビーム検知器7を通過するまでの時間よりも短い時間)、遅延されて信号hとなる。ワンショットマルチバイブレータ28は、ディレイ回路27の出力信号hの1番目のパルス信号の立ち上がりエッジでトリガーされて出力信号が低レベルになり、その後、出力信号がワンショットマルチバイブレータ28に設定された時間だけ低レベルの状態を維持してから高レベルになる。
【0032】
ここに、ワンショットマルチバイブレータ28に設定された時間は、回転多面鏡3が定常回転されている状態で、複数の光ビームB2〜B4が全てビーム検知器7上を通過する時間より十分に長い時間に設定しておく。また、ワンショットマルチバイブレータ28及びインバータ29はマスキング信号生成手段を構成する。
【0033】
マスキング手段としてのアンド回路からなるゲート手段30は、ワンショットマルチバイブレータ28の出力信号iがゲート信号(マスキング信号)として入力され、このゲート信号によりアンド回路26からの光ビームB2〜B4に対応するビーム検知信号gをゲートする(マスキングする)ことで、第2の光ビームB2に対応するビーム検知信号を分離して第2の光ビームB2に対応する同期信号jとしてF/F25及び画像データ制御回路9へ出力する。F/F25はアンド回路30の出力信号jによりリセットされ、第2の光ビームB2が消灯する。
【0034】
画像データ制御回路9は、アンド回路30からの同期信号jに同期して(同期信号jより一定の時間遅れて)第2の光ビーム変調用情報信号としての画像データをレーザダイオード回路10へ出力することで同期信号jを基準にして第2の光ビームB2による画像形成開始(露光開始)を制御する。レーザダイオード回路10は、画像データ制御回路9からの第2の光ビーム変調用情報信号としての画像データにより光源ユニット1の第2の半導体レーザを駆動することで、画像データにより変調された第2の光ビームB2を出射させる。
【0035】
以下同様に、第3の光ビームB3に関する動作では、第3の光ビームをオン/オフさせる制御手段としてのF/F31はアンド回路30の出力信号jによりセットされ、F/F31の出力信号kは第3の光ビームB3をオン/オフさせるON/OFF信号として画像データ制御回路9へ出力される。画像データ制御回路9はF/F31からのON/OFF信号kを第3の光ビーム用の同期検知用変調信号としてレーザダイオード回路10へ出力し、レーザダイオード回路10は画像データ制御回路9からの第3の光ビーム用の同期検知用変調信号kにより光源ユニット1の第3の半導体レーザを駆動して第3の半導体レーザをオンさせることで第3の光ビームB3を点灯させる。
【0036】
第3の光ビームB3がビーム検知器7を通過すると、2値化回路11からビーム検知信号bが出力される。マスキング手段としてのアンド回路からなるゲート手段32は、ワンショットマルチバイブレータ28の出力信号iが反転手段としてのインバータ29により反転されて入力され、このインバータ29の出力信号によりアンド回路26からの光ビームB2〜B4に対応するビーム検知信号gをゲートして光ビームB3、B4に対応するビーム検知信号を取り出す。
【0037】
このアンド回路32からの光ビームB3、B4に対応するビーム検知信号は遅延手段としてのディレイ(Delay)回路33により極微小な時間(次の光ビームB4がビーム検知器7を通過するまでの時間よりも短い時間)、遅延される。ワンショットマルチバイブレータ34は、ディレイ回路33の出力信号の1番目のパルス信号の立ち上がりエッジでトリガーされて出力信号が低レベルになり、その後、出力信号がワンショットマルチバイブレータ34に設定された時間だけ低レベルの状態を維持してから高レベルになる。
【0038】
ここに、ワンショットマルチバイブレータ34に設定された時間は、回転多面鏡3が定常回転されている状態で、複数の光ビームB3、B4が全てビーム検知器7上を通過する時間より十分に長い時間に設定しておく。また、ワンショットマルチバイブレータ34及びインバータ35はマスキング信号生成手段を構成する。
【0039】
マスキング手段としてのアンド回路からなるゲート手段36は、ワンショットマルチバイブレータ34の出力信号がゲート信号(マスキング信号)として入力され、このゲート信号によりアンド回路32からの光ビームB3、B4に対応するビーム検知信号をゲートする(マスキングする)ことで、第3の光ビームB3に対応するビーム検知信号を分離して第3の光ビームB3に対応する同期信号としてF/F31及び画像データ制御回路9へ出力する。F/F31はアンド回路36の出力信号によりリセットされ、第3の光ビームB3が消灯する。
【0040】
画像データ制御回路9は、アンド回路36からの同期信号に同期して(同期信号より一定の時間遅れて)第3の光ビーム変調用情報信号としての画像データをレーザダイオード回路10へ出力することで同期信号を基準にして第3の光ビームB3による画像形成開始(露光開始)を制御する。レーザダイオード回路10は、画像データ制御回路9からの第3の光ビーム変調用情報信号としての画像データにより光源ユニット1の第3の半導体レーザを駆動することで、画像データにより変調された第3の光ビームB3を出射させる。
【0041】
次に第4の光ビームB4に関する動作では、第4の光ビームをオン/オフさせる制御手段としてのF/F37はアンド回路36の出力信号によりセットされ、F/F37の出力信号は第4の光ビームB4をオン/オフさせるON/OFF信号として画像データ制御回路9へ出力される。画像データ制御回路9はF/F37からのON/OFF信号を第4の光ビーム用の同期検知用変調信号としてレーザダイオード回路10へ出力し、レーザダイオード回路10は画像データ制御回路9からの第4の光ビーム用の同期検知用変調信号により光源ユニット1の第4の半導体レーザを駆動して第4の半導体レーザをオンさせることで第4の光ビームB4を点灯させる。
【0042】
第4の光ビームB4がビーム検知器7を通過すると、2値化回路11からビーム検知信号bが出力される。マスキング手段としてのアンド回路からなるゲート手段38は、ワンショットマルチバイブレータ34の出力信号が反転手段としてのインバータ35により反転されて入力され、このインバータ35の出力信号によりアンド回路32からの光ビームB3、B4に対応するビーム検知信号をゲートして光ビームB4に対応するビーム検知信号を分離する。
【0043】
このアンド回路38からの光ビームB4に対応するビーム検知信号は遅延手段としてのディレイ(Delay)回路39により極微小な時間(次の光ビームB1〜B4による画像書き込みが開始されるまでの時間よりも短い時間)、遅延される。ワンショットマルチバイブレータ40は、ディレイ回路39の出力信号の立ち上がりエッジでトリガーされて出力信号が低レベルになり、その後、出力信号がワンショットマルチバイブレータ40に設定された時間だけ低レベルの状態を維持してから高レベルになる。
【0044】
ここに、ワンショットマルチバイブレータ40に設定された時間は、回転多面鏡3が定常回転されている状態で、光ビームB4がビーム検知器7上を通過する時間より十分に長い時間に設定しておく。また、ワンショットマルチバイブレータ40はマスキング信号生成手段を構成する。
【0045】
マスキング手段としてのアンド回路からなるゲート手段41は、ワンショットマルチバイブレータ40の出力信号がゲート信号(マスキング信号)として入力され、このゲート信号によりアンド回路38からの光ビームB4に対応するビーム検知信号をゲートする(マスキングする)ことで、第4の光ビームB4に対応するビーム検知信号のみを分離して第4の光ビームB4に対応する同期信号としてF/F37及び画像データ制御回路9へ出力する。F/F37はアンド回路41の出力信号によりリセットされ、第4の光ビームB3が消灯する。
【0046】
画像データ制御回路9は、アンド回路41からの同期信号に同期して(同期信号より一定の時間遅れて)第4の光ビーム変調用情報信号としての画像データをレーザダイオード回路10へ出力することで同期信号を基準にして第4の光ビームB4による画像形成開始(露光開始)を制御する。レーザダイオード回路10は、画像データ制御回路9からの第4の光ビーム変調用情報信号としての画像データにより光源ユニット1の第4の半導体レーザを駆動することで、画像データにより変調された第4の光ビームB3を出射させる。
以上のような一連の動作で複数の光ビームによって生成される複数のビーム検知信号を精度良く分離することができ、画像の書き出し位置を正確に制御することができて良好な出力画像が得られる。
【0047】
さて、この実施形態では、上記のように各光ビームによって発生するビーム検知信号を分離し、それに基づいて画像書き出し位置を決定するが、逆に、この信号にノイズが混入すると、画像書き出し位置がずれてしまい、画像劣化が生じることになる。
そこで、できるだけ外来ノイズの混入を防ぐためには、できる限り、ビーム検知信号をマスキングするマスキング領域を狭くする必要がある。また、回転多面鏡の回転数を変更して解像度を変えるタイプのプリンタなどの画像形成装置では、回転多面鏡の回転数に応じて、ビーム検知信号をマスキングするマスキング時間を変更しなければならない。
【0048】
この点を図2を使って説明すると、同期信号分離回路13は2値化回路12からビーム検知信号bが複数のパルスの列として入力されるが、回転多面鏡の回転数が高くなった場合、2値化回路12からのビーム検知信号bの幅A及び信号間隔Bがともに短くなる。ここで、ディレイ回路21,27,33,39の遅延時間が一定であるとすると、パルス幅が短くなったビーム検知信号bが立ち下がってからしばらくビーム検知信号bのマスキングが解除された状態にあり、外来ノイズ混入の危険性が高くなると同時に、ビーム検知信号bの信号間隔Bが短くなっているので、次のビーム検知信号の立ち上がりの入力を許してしまう危険性がある。
【0049】
そこで、遅延時間設定手段42〜45は、回転多面鏡回転数設定回路11からの回転数設定情報によりディレイ回路21,27,33,39の遅延時間を回転多面鏡3の回転数に応じて変更し、つまり、回転多面鏡3の回転数が高くなるほどディレイ回路21,27,33,39の遅延時間が短くなるようにディレイ回路21,27,33,39の遅延時間を変更する。これにより、回転多面鏡3の回転数に応じて最適なビーム検知信号分離が可能となる。
【0050】
以上のように、この実施形態は、個別の情報信号により変調された複数のビームB1〜B4により記録媒体としての感光体4を走査して記録を行う画像形成装置であって、前記複数のビームB1〜B4がそれぞれ所定位置に到来したことを検知し、それぞれのビームに対応する複数のビーム検知信号を生成するビーム検知手段としてのビーム検知器7と、前記複数のビーム検知信号を各々分離するビーム検知信号分離手段としての同期検知信号発生回路8とを備え、このビーム検知信号分離手段8で分離された各信号を基準にして前記複数のビームによる画像形成開始をそれぞれ制御する画像形成装置において、前記ビーム検知信号分離手段8は、前記ビーム検知手段7からのビーム検知信号を遅延させる遅延手段としてのディレイ回路21,27,33,39と、この遅延手段21,27,33,39からの信号に基づいて前記複数のビーム検知信号に対応する複数のマスキング信号を生成し、この複数のマスキング信号でそれぞれ前記ビーム検知手段7からのビーム検知信号をマスキングすることにより、前記複数のビームに対応する複数のビーム検知信号を分離する手段としてのアンド回路24,26,30,32,36,38,41、ワンショットマルチバイブレータ22,28,34,40、インバータ23,29,35と、前記遅延手段の遅延時間を設定可変する遅延時間設定手段42〜45とを有するので、安価で、ビーム検知手段が1つでも画像書き出し位置を精度良く制御することができて良好な出力画像を得ることができ、更に、マスキング時間を最適に設定することにより、外来ノイズなどの混入を防止することができるため、画像書き出し位置を正確に制御することができて安定して良好な出力画像を得ることができる。
【0051】
また、この実施形態は、前記複数のビームを走査する回転多面鏡3と、この回転多面鏡3の回転数を設定可変する設定手段としての回転多面鏡回転数設定回路11とを有し、前記遅延時間設定手段42〜45は前記設定手段11で設定した前記回転多面鏡3の回転数に応じて前記遅延手段21,27,33,39の遅延時間を設定可変するので、解像度などの設定変更に伴って回転多面鏡の回転数を変更した場合でも遅延手段21,27,33,39の遅延時間を回転多面鏡の回転数に応じて適切な時間に設定することができ、デジタル的に精度良く複数のビーム検知信号を分離することができ、最適な画像書き出し位置制御を行うことができる。
【0052】
また、この実施形態は、前記複数のビームが順次に前記ビーム検知手段7に入射して検知されたら直ちに前記ビーム検知手段7に入射したビームを消灯させるとともに、前記複数のビームのうちの消灯させたビームの次のビームを点灯させる制御手段としてのF/F20,25,31,37を備えたので、同時に複数のビームが点灯しなくなり、精度良く複数のビーム検知信号を分離することができる。
なお、上記実施形態は光ビーム数が4本であるが、光ビーム数が4本以外である場合にも本発明を同様に適用することができる。
【0053】
【発明の効果】
以上のように請求項1に係る発明によれば、上記構成により、安価で画像書き出し位置を精度良く制御することができて良好な出力画像を得ることができ、外来ノイズなどの混入を防止することができ画像書き出し位置を正確に制御することができて安定して良好な出力画像を得ることができる。
請求項2に係る発明によれば、上記構成により、解像度などの設定変更に伴って回転多面鏡の回転数を変更した場合でも精度良く複数のビーム検知信号を分離することができ、最適な画像書き出し位置制御を行うことができる。
請求項3に係る発明によれば、上記構成により、精度良く複数のビーム検知信号を分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における同期信号分離回路の構成を示すブロック図である。
【図2】同実施形態における同期信号分離回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図3】同実施形態を示す概略図である。
【図4】同実施形態における同期検知信号発生回路の構成を示すブロック図である。
【図5】マルチビーム光学系を説明するための図である。
【図6】同マルチビーム光学系で同期検知器から得られる信号を示す波形図である。
【符号の説明】
7 ビーム検知器
8 同期検知信号発生回路
20,25,31,37 F/F
21,27,33,39 ディレイ回路
22,28,34,40 ワンショットマルチバイブレータ
23,29,35 インバータ
24,26,30,32,36,38,41 アンド回路
42〜45 遅延時間設定手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that performs recording by scanning a recording medium with a plurality of beams.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that scans a recording medium with a beam to record information, deflects and scans a single beam modulated with an information signal using a rotary polygon mirror or the like, and the rotary polygon mirror. A device that records information by repeatedly scanning in the main scanning direction on a recording medium that moves in the sub-scanning direction by using a scanning beam from the like or the like is used. In this image forming apparatus, a scanning beam from a rotary polygon mirror or the like is detected by a beam detector outside a recording area, and the start of image formation by a beam is controlled by a beam detection signal from the beam detector.
[0003]
In a multi-beam optical system, a plurality of beams modulated by individual information signals are deflected and scanned almost simultaneously by a rotating polygon mirror or the like, and are scanned in the sub-scanning direction by a plurality of scanning beams from the rotating polygon mirror or the like. 2. Description of the Related Art An image forming apparatus has been proposed in which information is recorded by repeatedly scanning a moving recording medium at substantially the same time in parallel with a main scanning direction. In this image forming apparatus, a plurality of scanning beams from a rotary polygon mirror or the like are respectively detected by a plurality of beam detection elements outside a recording area, and image formation by each beam is started by a beam detection signal from the plurality of beam detection elements. Each is controlled.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-8887 discloses a write / write position control method for controlling a write / write position of an image in an image forming apparatus that records information by scanning a recording medium with a plurality of beams. In this writing / writing position control method, a timing signal corresponding to each beam is generated by slicing a beam detection signal from a beam detector at a slice level, and the writing / writing position of an image is controlled by the timing signal. .
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-206343 discloses an image forming apparatus that scans a recording medium with a plurality of beams from a semiconductor laser to record information by using a semiconductor having a cycle shorter than the cycle of a pixel clock. It is described that a synchronization signal corresponding to each beam is generated by controlling on / off of a laser, and the start of image formation by each beam is controlled by the synchronization signal.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus that scans a recording medium with a beam to record information, deflects and scans a single beam modulated by an information signal with a rotating polygon mirror or the like, and scans the scanning beam from the rotating polygon mirror or the like. Therefore, since information is recorded by repeatedly scanning in the main scanning direction on the recording medium moving in the sub-scanning direction, when recording information at high speed, or when performing high-density image formation, It is necessary to increase the transfer rate of the information signal for modulating the beam.
[0007]
Further, since the scanning speed in the main scanning direction must be increased, when a rotating polygon mirror is used, the number of revolutions may need to be tens of thousands of rpm. There is naturally a limit in its structure. Therefore, in a multi-beam optical system, a plurality of beams modulated by individual information signals are deflected and scanned almost simultaneously by a rotating polygon mirror or the like, and a plurality of scanning beams from the rotating polygon mirror or the like are used in the sub-scanning direction. 2. Description of the Related Art An image forming apparatus has been proposed in which information is recorded by repeatedly scanning a moving recording medium at substantially the same time in parallel with a main scanning direction.
[0008]
In this image forming apparatus, as shown in FIG. 5, it is necessary to arrange the intervals of the plurality of beams B1 to B4 equal to the intervals of the pixels formed on the recording medium. On the other hand, the light emitting point interval of a semiconductor laser generally used as a beam light source for generating the beams B1 to B4 is generally wider than the pixel interval required for an apparatus having a resolution of 600 dpi which is currently mainstream. . Therefore, as shown in FIG. 5, the arrangement of the light emitting points (beams B1 to B4) is inclined by a predetermined angle θ1 with respect to a straight line LL ′ perpendicular to the main scanning direction SL, so that the light emitting point interval P1 is Even if the interval is wider than the interval Ps, the beam interval on the recording medium can be set to Ps.
[0009]
However, in a general multi-beam optical system in which the above-described beams B1 to B4 must be arranged close to each other and scanned, for example, when the resolution is 600 dpi, the interval Ps between the beams B1 to B4 is Since it must be adjusted to about 42.3 μm, it is difficult to arrange a plurality of synchronous detection elements for detecting each beam on the scanning optical path. Therefore, a plurality of beams scan on the same synchronous detection element, and the beam detection signal from one synchronous detection element is as shown in FIG.
[0010]
In order to accurately align the exposure start position (image formation start position) of the recording medium with each beam, a plurality of beam detection signals corresponding to a plurality of beams from one synchronous detection element are accurately separated, and each beam is separated. It is necessary to determine the exposure start position (image formation start position) by the beam modulated by the information signal based on the detection signal.
[0011]
In the write / write position control method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-8887, a timing signal corresponding to each beam is generated by slicing a beam detection signal from a beam detector at a slice level. Although the image writing / writing position is controlled by the timing signal, since the slice level is determined in an analog manner, it is easily affected by fluctuations in the power supply and the like. Does not go up.
[0012]
In the image forming apparatus described in JP-A-6-206343, on / off of the semiconductor laser is controlled using a clock having a cycle shorter than the cycle of the pixel clock, so that a synchronization corresponding to each beam is controlled. Since a signal is created and the start of image formation by each beam is individually controlled by this synchronization signal, a high-frequency oscillator is required as an oscillator for generating a basic clock, and a high-frequency compatible control circuit such as a flip-flop or counter is selected. There must be. For this reason, there is a problem that the cost increases and the radio wave radiation increases.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, the image writing position can be accurately controlled at a low cost, a good output image can be obtained, and the mixing of external noise can be prevented, and the image writing position can be accurately controlled. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of performing the above operation and stably obtaining a good output image.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to accurately separate a plurality of beam detection signals even when the number of rotations of a rotating polygon mirror is changed in accordance with a change in setting of resolution or the like, and to perform optimal image writing position control. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of performing the following.
A third object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of accurately separating a plurality of beam detection signals.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an image forming apparatus which performs recording by scanning a recording medium with a plurality of beams modulated by individual information signals, wherein each of the plurality of beams is a predetermined beam. Beam detecting means for detecting arrival at a position and generating a plurality of beam detecting signals corresponding to the respective beams; and beam detecting signal separating means for separating the plurality of beam detecting signals, respectively. In an image forming apparatus that controls the start of image formation by the plurality of beams based on each signal separated by the signal separation unit, the beam detection signal separation unit delays a beam detection signal from the beam detection unit Delay means for generating a plurality of masking signals corresponding to the plurality of beam detection signals based on signals from the delay means; Means for separating a plurality of beam detection signals corresponding to the plurality of beams by masking the beam detection signals from the beam detection means with a plurality of masking signals, respectively, and a delay for setting and varying a delay time of the delay means And time setting means.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the image forming apparatus further includes: a rotary polygon mirror for scanning the plurality of beams; The time setting means sets and varies the delay time of the delay means according to the number of rotations of the rotary polygon mirror set by the setting means.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, when the plurality of beams sequentially enter the beam detecting unit and are detected, the beams incident on the beam detecting unit are turned off immediately. And control means for turning on a beam next to the turned-off beam of the plurality of beams.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention. The light source unit 1 includes, for example, an array laser in which light sources including a plurality of semiconductor lasers are arranged in a line, and emits a plurality of light beams, for example, four light beams. The plurality of divergent lights from the light source unit 1 are converted into parallel light beams by the condenser lens 2. A plurality of light beams from the condenser lens 2 are deflected and scanned by a rotary polygon mirror 3 as a deflection scanner so that the light beams are repeatedly scanned on a photoreceptor 4 as a recording medium at substantially the same time in parallel with the main scanning direction. .
[0018]
The plurality of scanning light beams from the rotating polygon mirror 3 are imaged on the photoconductor 4 by the fθ lens 5. The photoconductor 4 is, for example, a photoconductor drum, and is rotationally driven by a driving unit including a motor. The reflecting
[0019]
When the light beam from the reflecting
[0020]
An image data control circuit 9 as a control unit converts image data as an information signal for modulating a plurality of beams into a light source based on a plurality of synchronization signals corresponding to the plurality of light beams from the synchronization detection
[0021]
The
[0022]
FIG. 4 shows the configuration of the synchronization detection
[0023]
FIG. 1 shows the configuration of the synchronization signal separation circuit 13, and FIG. 2 shows the operation timing of the synchronization signal separation circuit 13. The set (SET) signal is generated by the image data control circuit 9 based on the synchronization detection signal generated from the synchronization detection
[0024]
First, in the operation relating to the first light beam B1, an RS-flip-flop (hereinafter referred to as F / F) 20 as a control means for turning on / off the first light beam is set by a SET signal from the image data control circuit 9. As a result, the output signal a becomes high level, and the output signal a of the F /
[0025]
When the first light beam B1 passes through the beam detector 7, a beam detection signal b is output from the
[0026]
Here, the time set for the one-
[0027]
Gate means 24 composed of an AND circuit as a masking means receives the output signal of the one-
[0028]
The image data control circuit 9 outputs the image data as the first light beam modulation information signal to the
[0029]
Next, in the operation relating to the second light beam B2, the F /
[0030]
When the second light beam B2 passes through the beam detector 7, the
[0031]
The beam detection signal g corresponding to the light beams B2 to B4 from the AND
[0032]
Here, the time set in the one-
[0033]
The gate means 30 composed of an AND circuit as a masking means receives the output signal i of the one-
[0034]
The image data control circuit 9 outputs image data as a second light beam modulation information signal to the
[0035]
Similarly, in the operation relating to the third light beam B3, the F / F 31 serving as control means for turning on / off the third light beam is set by the output signal j of the AND
[0036]
When the third light beam B3 passes through the beam detector 7, the
[0037]
The beam detection signals corresponding to the light beams B3 and B4 from the AND
[0038]
Here, the time set in the one-
[0039]
The gate means 36 composed of an AND circuit as a masking means receives the output signal of the one-
[0040]
The image data control circuit 9 outputs image data as a third light beam modulation information signal to the
[0041]
Next, in the operation relating to the fourth light beam B4, the F /
[0042]
When the fourth light beam B4 passes through the beam detector 7, the
[0043]
The beam detection signal corresponding to the light beam B4 from the AND
[0044]
Here, the time set for the one-
[0045]
An output signal of the one-
[0046]
The image data control circuit 9 outputs image data as a fourth light beam modulation information signal to the
By a series of operations as described above, a plurality of beam detection signals generated by a plurality of light beams can be separated with high accuracy, a writing position of an image can be accurately controlled, and a good output image can be obtained. .
[0047]
In this embodiment, the beam detection signal generated by each light beam is separated as described above, and the image writing position is determined based on the signal. Conversely, if noise is mixed in this signal, the image writing position is changed. As a result, the image is deteriorated.
Therefore, in order to prevent external noise from being mixed as much as possible, it is necessary to make the masking area for masking the beam detection signal as narrow as possible. Further, in an image forming apparatus such as a printer that changes the resolution by changing the rotation number of the rotating polygon mirror, the masking time for masking the beam detection signal must be changed according to the rotation number of the rotating polygon mirror.
[0048]
This point will be described with reference to FIG. 2. The synchronization signal separating circuit 13 receives the beam detection signal b from the
[0049]
Therefore, the delay time setting means 42 to 45 change the delay times of the
[0050]
As described above, this embodiment is an image forming apparatus that performs recording by scanning the photosensitive member 4 as a recording medium with a plurality of beams B1 to B4 modulated by individual information signals. Each of B1 to B4 detects that it has arrived at a predetermined position, and separates the plurality of beam detection signals from a beam detector 7 as a beam detection unit that generates a plurality of beam detection signals corresponding to each beam. An image forming apparatus comprising: a synchronization detection
[0051]
Further, this embodiment has a rotating polygon mirror 3 for scanning the plurality of beams, and a rotating polygon mirror rotation
[0052]
Further, in this embodiment, as soon as the plurality of beams sequentially enter the beam detection means 7 and are detected, the beams incident on the beam detection means 7 are turned off, and the lights of the plurality of beams are turned off. Since the F /
In the above embodiment, the number of light beams is four, but the present invention can be similarly applied to a case where the number of light beams is other than four.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, with the above configuration, it is possible to accurately control the image writing position at low cost, obtain a good output image, and prevent external noise and the like from being mixed. As a result, the image writing position can be accurately controlled, and a good output image can be stably obtained.
According to the second aspect of the present invention, with the above configuration, it is possible to accurately separate a plurality of beam detection signals even when the number of rotations of the rotary polygon mirror is changed in accordance with a change in setting of resolution or the like. The writing position control can be performed.
According to the third aspect of the present invention, a plurality of beam detection signals can be accurately separated by the above configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a synchronization signal separation circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart illustrating operation timings of the synchronization signal separation circuit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the same embodiment.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a synchronization detection signal generation circuit according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining a multi-beam optical system.
FIG. 6 is a waveform chart showing a signal obtained from a synchronous detector in the multi-beam optical system.
[Explanation of symbols]
7 Beam detector
8 Synchronization detection signal generation circuit
20, 25, 31, 37 F / F
21, 27, 33, 39 delay circuit
22, 28, 34, 40 One-shot multivibrator
23, 29, 35 Inverter
24, 26, 30, 32, 36, 38, 41 AND circuit
42-45 delay time setting means
Claims (3)
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