JP3706714B2 - 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、像担持体上に各色画像に基づく静電潜像を現像して記録媒体に色画像を重畳転写してカラー画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のカラー画像データをプリント出力する画像形成装置として、レーザビームプリンタ(LBP)の様にレーザ照射光を感光体上に走査する回転多面体等の主走査手段によりライン毎の潜像を感光体上に形成し、その潜像をマゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y),ブラック(BK)等の色要素の現像剤を用いて色要素毎の画像を形成し、それらの色要素毎の画像を転写ドラム上に固定された用紙上に重ねて転写することによりカラー画像を形成する装置が知られている。また、感光体上に形成された色要素毎の画像を、中間転写上に色重ねし、中間転写体上のカラー画像を一括して用紙に転写する装置も提案されている。
【0003】
これらの装置では、感光体及び転写ドラムもしくは中間転写体は主走査方向に直交する方向(副走査方向)に一定速度で駆動され、転写ドラムや中間転写体が1回転する毎に1色ずつ転写ドラム上の用紙や中間転写体に色重ねを行う。さらには、感光体上で各記録色要素毎の画像を重ねて形成し、記録用紙に一括して転写する装置も提案されている。
【0004】
これらのカラー画像形成装置では各色要素毎の記録が独立して行われるため、記録画像の色ずれを防ぐため、各色同士の画像記録位置のレジスト合わせを行っている。転写ドラムや中間転写体を用いる装置では、感光体と転写ドラムもしくは中間転写体をほぼ等速で駆動し、転写ドラムもしくは中間転写体上の画像が記録される領域が転写位置に対して所定位置に回転搬送されたタイミングで各色毎の潜像形成を行うことにより各色同士の画像記録位置のレジスト合わせを行っている。また、感光体ドラム上で色重ねする装置では感光体上の画像形成領域の先頭が、各色毎の像形成位置に対して所定の位置に来た際に像形成の動作を開始することで各色同士の画像記録装置のレジスト合わせを行っている。
【0005】
図27は、従来の画像形成装置のレジスト合せ制御の構成を説明する図である。
【0006】
図において、1は画像書き出しタイミング制御回路で、イメージスキャナ,コンピュータ等の外部装置18より転送される各色画像信号(イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(BK))に応じて半導体レーザ2を変調駆動する。半導体レーザ2は画像書き出しタイミング制御回路1の駆動によりレーザ光を照射する。3は回転多面鏡(ポリゴンミラー)で、半導体レーザ2から照射されたレーザ光を反射する。4はf−θレンズで、ポリゴンミラー3により反射されたレーザ光をfθ補正して感光体ドラム5上を走査露光し感光体ドラム5上に静電潜像を形成する。6はBDセンサで、感光体ドラム5上のレーザ光の1ライン走査開始位置近傍に設けられ、レーザ光のライン走査を検出し、ライン毎の主走査開始基準信号BD(BD信号)を出力する。なお、画像書き出しタイミング制御回路1は、BDセンサ6の出力するBD信号に同期して、外部装置18より転送される各色画像信号に応じて半導体レーザ2を駆動させる。
【0007】
また、感光体ドラム5の周りには、図示しないイエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(BK)の現像器が設けられ、感光体ドラム5上に形成されたイエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(BK)の静電潜像に対応するトナー像を現像する。
【0008】
7は転写ドラムで、該転写ドラム7上に巻つけられた記録用紙8に感光体ドラム5上に現像されたトナー像を転写する。9は例えばフォトインタラプト等の光学センサ(センサ)で、転写ドラム7内に固定されたフラグ10がセンサ9を通過することにより遮光して、各色(イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(BK))毎の副走査同期信号ITOP(ITOP信号)を出力する。また、感光体ドラム5は不図示の感光体ドラム駆動モータにより図中矢印の方向に回転駆動される。さらに、転写ドラム7は感光体ドラム5とギア等を介して連動しており、感光体ドラム5に同期して等速で矢印(副走査)方向に回転駆動される。
【0009】
19は遅延回路で、センサ9により出力されるITOP信号を所定時間T分遅延させたページ同期信号PSを画像書き出しタイミング制御回路1に送出する。
【0010】
17はポリゴンモータで、軸支される、例えば8面のポリゴンミラー3を回転駆動する。16は位相ロックループ回路(PLL(phase locked loop )回路)で、発振器(例えば水晶振動子)11から発信される基準クロックCLKとポリゴンモータ17より発信されるFGパルス(FG信号)との位相を常に一致させるように、ポリゴンモータ17の駆動を制御する。
【0011】
図28は、図27に示した各部の信号タイミングを示すタイミングチャートである。
【0012】
図において、t1,t2はセンサ9から出力されるITOP信号を遅延回路19が所定時間T分遅延させて出力するページ同期信号PSの立ち上がりから画像信号出力タイミングまでの時間である。
【0013】
以下、各部の動作について説明する。
【0014】
イメージスキャナやコンピュータ等の外部装置18より送られてくる画像信号が、画像書き出しタイミング制御回路1に送られる。画像書き出しタイミング制御回路1はマゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y),ブラック(BK)の画像信号に応じ、半導体レーザ2を変調駆動する。半導体レーザ2により照射されるレーザ光は回転多面鏡(ポリゴンミラー)3に反射され、f−θレンズ4によってfθ補正され、感光体ドラム5上を走査して、感光体ドラム5上に静電潜像を形成する。
【0015】
また、BDセンサ6はレーザ光の1ラインの走査開始位置近傍に設けられ、レーザ光のライン走査を検出し、図28の各ラインのBD信号を作り出し、画像書き出しタイミング制御回路1でのライン毎の画像信号の出力タイミングの決定に用いると共に、外部装置18にライン同期信号として送られ、外部装置18からのライン毎の画像伝送の同期がとられる。
【0016】
さらに、感光体ドラム5の周囲には不図示のマゼンタ(M),シアン(C),
イエロー(Y),ブラック(BK)の現象器が設けられ、感光体ドラム5が4回転する間に4つの現象器が交互に感光体ドラム5に接し、感光体ドラム5上に形成されたM,C,Y,BKの静電潜像に対応するトナーで現象する。現象器で現像されたトナー像は、転写ドラム7内に巻き付けられた記録用紙8に転写される。
【0017】
転写ドラム7内には、転写ドラム7上の記録用紙8の先端位置を表すITOP信号を作るためのセンサ9が有り、転写ドラム7が回転し転写ドラム7内に固定されたフラグ10がセンサ9を通過することで図28の色毎のITOP信号が作られる。感光体ドラム5は不図示の感光体ドラム駆動モータによって矢印の方向に回転駆動され、転写ドラム7は感光体ドラム5とギアを介しているため感光体ドラム5と同期して等速で矢印(副走査)方向に回転駆動する。
【0018】
ITOP信号は遅延回路19で所定時間遅延され、ページ同期信号PSとして画像書き出しタイミング制御回路1と外部装置18に与えられる。ページ同期信号PSに同期して出力された画像信号は記録用紙8の先端に記録されるように遅延回路19の遅延量Tは決められており、図28に示すようにITOP信号の立ち上がりを検知してから所定時間Tだけ遅延した後PS信号は出力される。
【0019】
外部装置18もしくは画像書き出しタイミング制御回路1でレーザのライン毎の走査に同期してライン毎の画像を出力するため、図28に示すように、このページ同期信号PSの入力後最初に来るラインのBD信号に同期して、画像信号をレーザ変調光として感光体ドラム5上に照射する。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術においては、BD信号はポリゴンモータ17の回転により発生するが、ITOP信号およびページ同期信号PSは感光体ドラム5および転写ドラム7の回転により発生するため、BD信号の発生とITOP信号およびページ同期信号PSの発生タイミングは非同期である。
【0021】
このため、用紙先端を意味するページ同期信号PSの立ち上がりに対して、各記録色毎の画像信号出力タイミングは、最大で1ラインずれ、各記録色を重ねた記録画像に最大1ラインの色ずれが発生し、画像品位が落ちるという問題点があった。
【0022】
また、画像記録する際に、BD信号とITOP信号の位相を一致させるように、ポリゴンモータ17の回転に同期して感光体ドラム駆動モータを制御する手法も考えられるが、感光体ドラム駆動モータを絶対位置で制御する必要があるため、制御方法が複雑になり、装置の安定性維持が困難であったり、コストが高くなる等の問題点があった。
【0023】
さらに、ITOP信号を使用して、感光体ドラム5が所定の位置に来たときに、ポリゴンモータ17の基準クロックCLKをリセットすることで、BD信号とITOP信号の位相を一致させるように制御する手法が提案されている。
【0024】
しかし、感光体ドラム5の位置に応じて、ポリゴンモータ17の回転を急激に変化させるため、ポリゴンモータ17の回転が安定するまでに時間が必要になるが、装置が高速化してくると、回転が安定する前に次の画像形成を開始せざるを得なくなり、画像品位が落ちるという問題点があった。
【0025】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、本発明に係る第1の発明〜第の発明の目的は、回転駆動される像担持体に形成される画像が転写される転写体の所定位置を検知して発生する第1のパルス信号と像担持体上を主走査方向に光ビームを走査する光学走査系の仮想主走査同期信号との出力タイミングを比較して、前記順次発生する仮想主走査同期信号の中で前記第1のパルス信号の出力タイミングに最近傍の仮想主走査同期信号が前記第1のパルス信号と所定の位相差になるように、基準クロック信号の出力タイミングを決定し、該決定された出力タイミングに基づいて出力される前記基準クロック信号と前記第2のパルス信号との位相差が一定となるように前記駆動手段の回転速度を制御することにより、簡単な構成で、主走査制御系の基準信号と副走査制御系の基準信号とが所定の位相となるように最小の位相調整を短時間に完了して、色ずれのない高品位なカラー画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第1の発明は、入力される画像情報に基づく光ビームを偏向して回転駆動される像担持体(感光ドラム5)上を走査する回転多面体(ポリゴンミラー3)と、前記像坦持体上を走査する光ビームを検知してビーム検知信号を発生する光ビーム検知手段と、前記像担持体に形成される画像が転写される転写体の所定位置(フラグ10の固定位置)を検知して第1のパルス信号(ITOP信号)を発生する第1のパルス発生手段(センサ9)と、前記回転多面体を駆動する駆動手段(ポリゴンモータ117,217,317)と、前記駆動手段の回転に伴って所定数の第2のパルス信号(FG信号)を発生し、前記ビーム検知信号が複数ライン分発生したときに1つの第2のパルス信号を発生させるような第2のパルス発生手段(FGセンサ,ロータ31,波形整形回路33,ロータ231)と、前記第2のパルス発生手段が発生する第2のパルス信号に同期するとともに、前記ビーム検知信号と所定の位相差を有し、前記第2パルス信号の2以上の整数分の1の周期の仮想主走査同期信号(BD′信号)を発生する第3のパルス発生手段(アップカウンタ81,NOR回路82,コンパレータ84,NAND回路85,アップカウンタ281,コンパレータ284)と、前記第3のパルス発生手段が発生する仮想主走査同期信号に基づいて、周期が前記仮想主走査同期信号の2以上の整数倍であり前記駆動手段の駆動を制御するための基準クロック信号(基準クロックSP)を発生する第4のパルス発生手段(カウンタ83,カウンタ283)と、前記第3のパルス発生手段が順次発生する仮想主走査同期信号と前記第1のパルス信号との出力タイミングを比較して、前記順次発生する仮想主走査同期信号の中で前記第1のパルス信号の出力タイミングに最近傍の仮想主走査同期信号が前記第1のパルス信号と所定の位相差になるように、前記基準クロック信号の出力タイミングを決定する決定手段(アップカウンタ81,NOR回路82,コンパレータ84,NAND回路85,アップカウンタ281,コンパレータ284)と、前記決定手段により決定された出力タイミングに基づいて出力される前記基準クロック信号と前記第2のパルス信号との位相差が一定となるように前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段(PLL回路116,316)とを有することを特徴とする。
【0028】
本発明に係る第の発明は、前記第2のパルス発生手段(FGセンサ,ロータ31,波形整形回路33,ロータ231)は、前記駆動手段(ポリゴンモータ117,217,317)の回転駆動1回転毎に前記回転多面体(ポリゴンミラー3)の面数を整数で分割した数のパルス(FG信号)を発生するものである。
【0030】
本発明に係る第の発明は、前記第2のパルス信号(FG信号)の周期TFGは、前記基準クロック信号(基準クロックSP)の周期TSPと同一とするものである。
【0031】
本発明に係る第の発明は、前記第2のパルス信号(FG信号)の周期TFGは、前記基準クロック信号(基準クロックSP)の周期TFGの2倍とするものである。
【0032】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態を示す画像形成装置の構成を説明する図であり、図27と同一のものには同一の符号を付してある。
【0033】
図において、117はポリゴンモータで、軸支される、例えば8面のポリゴンミラー3を回転駆動する。112はフリップフロップ回路(DFF)で、センサ9から出力されるITOP信号をD入力し、発振器(例えば水晶振動子)111からのクロック信号に同期して、Q出力をフリップフロップ回路113及びAND回路114に出力する。フリップフロップ回路113は、フリップフロップ回路112の出力信号をD入力し、発振器111からのクロック信号に同期して、Qの反転出力をAND回路114に出力する。
【0034】
AND回路114は、フリップフロップ回路112のQ出力とフリップフロップ回路113からのQの反転出力の論理積によりITOP信号の立ち上がりを検出し、ITOP信号の立ち上がりエッジから1クロック分の信号ITOPST(ITOPST信号)を出力する。なお、フリップフロップ回路112,フリップフロップ回路113及びAND回路114は、立ち上がりエッジ検出部を構成する。
【0035】
81は例えば8ビットのアップカウンタ(8bitUPカウンタ)で、発振器111からのクロック信号を計数し、その計数値をコンパレータ84に出力すると共に、主走査1ライン相当の期間を「0〜25」までアップカウントし、「255」に達した時点でNOR回路82に1クロック分の「L」のRC出力(後述するBD′信号となる)をする。また、前記ITOPST信号は、アップカウンタ81のリセット信号となっている。NOR回路82は後述するBD信号−BD′信号(FG信号に同期する)を出力する。
【0036】
コンパレータ84は、A入力されるアップカウンタ81のクロック計数値とB入力される固定値「127」とを比較して、主走査1ライン相当の時間の前半部を計数していること(A入力されるクロック計数値≦B入力される固定値「127」)を検出して「L」をNAND回路85に出力し、主走査1ライン相当の時間の後半部を計数していること(A入力されるクロック計数値>B入力される固定値「127」)を検出して「H」をNAND回路85に出力する。
【0037】
83は1ビットのカウンタ(1bitカウンタ)で、NOR回路82によるアップカウンタ81及びNAND回路85から出力信号(BD′信号の位相を決定する信号)の負論理和(−BD′信号)をCLK入力し、ポリゴンモータ117をPLL制御するための基準クロックSP(SP信号)をQA出力する。116は位相ロックループ回路(PLL(phase locked loop )回路)で、カウンタ83から出力される基準クロックSP(−BD′信号に基づいて生成される)とポリゴンモータ117より発信されるFGパルス(FG信号)とを入力し、これらの位相を常に一致させるように、ポリゴンモータ117の駆動を制御する。
【0038】
また、本実施形態では感光体ドラム5の周速は例えば「160mm/sec」であり、「1インチ(約25.4mm)」当り例えば「400ライン」の記録密度で記録を行うために、「1ライン」当たりの記録時間は「396.875μsec」となる。したがって、主走査1ライン相当の時間を「0」〜「255」までの「256クロック」で計数するアップカウンタ81には、発振器111から「256/(396.875×10-6)=645.03937×103 Hz」、即ち、「645.03937kHz」のクロックが入力される。
【0039】
図2は、図1に示したポリゴンモータ117の構成を説明する図であり、図1と同一のものは同一の符号を付してある。
【0040】
図において、31はポリゴンモータ117のロータで、永久磁石に1回転当たり4組の磁極パターンが着磁されてされている。34は支軸で、ロータ31及びポリゴンミラー3に固定されている。32はFGセンサで、ロータ31に着磁されている磁極パターンから、1回転当たり4個のパルスを発生する。33は波形整形回路で、FGセンサ32から出力されるパルスを波形整形してFGパルス(FG信号)をPLL回路116に出力する。よって、FGセンサ32及びFG波形整回路33で生成されるFG信号は、ポリゴンモータ117の1回転当たり4パルス出力されるように構成されている。
【0041】
また、ポリゴンミラー3は8面体鏡であり、支軸34を介してロータ31と同一回転をし、半導体レーザ2から発光されるレーザ光を感光体ドラム5上に走査する。該走査されるレーザ光はBDセンサ6により検出されBD信号が出力される。また、BD信号はポリゴンモータ117の1回転当たり8個出力されるので、FG信号が1個出力される間にBD信号は2個出力される構成になっている。
【0042】
図3は、図2に示したBDセンサ6からのBD信号と波形整形回路33からのFG信号との関係を説明するタイミングチャートであり、(i)はBD信号とFG信号とに位相差がない場合を示し、(ii)はBD信号とFG信号とに位相差がある場合を示している。
【0043】
図2に示したように、ポリゴンミラー3は8面で、ロータ31の磁極パターンが1回転当たり4個のFGパルスを発生するので、FG信号が1個出力される間にBD信号は2個出力される。
【0044】
また、図において、T0は位相差で、BD信号はFG信号を基準にして位相差時間T0をもって出力される。さらに、位相差時間T0は、ポリゴンミラー3のポリゴンモータ117への取り付け角度により変わり、一度、ポリゴンミラー3とポリゴンモータ117とを組み付けて固定すれば、位相差時間T0は変化することはない。なお、ポリゴンミラー3とポリゴンモータ117の取り付け角度によっては、(i)に示すように位相差が「0」となる場合もある。この位相差は常に一定ならば「0」であってもT0であってもよい。
【0045】
また、ポリゴンモータ117の1回転当たりのFGパルス数=ポリゴンミラー3の面数/n(nは自然数)の関係が成り立てば、この位相差時間T0は常に一定となる。本実施形態ではポリゴンモータ117が1回転する間に等間隔で発生するFGパルス数(本実施形態の場合は「4」)をポリゴンミラー3の面数(本実施形態の場合は「8」)の「2分の1」としている(即ち、n=「2」の場合)。
【0046】
図4は、図1に示した各部の信号タイミングを説明するタイミングチャートであり、図3と同一のものには同一の符号を付してある。
【0047】
図において、TFGはFG信号周期である。TBD′は仮想主走査記録周期で、FG信号周期TFGはポリゴンミラー3の2面分の回転に相当するため、FG信号の立ち上がり(FG信号の周期TFG)に対して仮想的な主走査周期として2ライン(2周期)定義されている。BD′は主走査タイミング信号で、前記定義された仮想走査記録周期TBD′内の先頭に定義されている。TSPはPLL基準クロックSPの周期で、FG信号周期TFGと等しい関係になっている。
【0048】
実際にBDセンサ6で検出されるBD信号とFG信号との位相差はポリゴンミラー3のポリゴンモータ117への取り付け角度で決り、図3の(i),(ii)で示したようにFG信号に対して所定の位相差T0で発生する。そのため仮想主走査記録周期TBD′内の主走査タイミング信号BD′(BD′信号)と実際のBD信号とは常に所定の位相関係T0になる。なお、仮想主走査記録周期TBD′内の主走査タイミングは、前記主走査タイミング信号BD′に対して所定の位相のものであれば良く主走査タイミング信号BD′に限定されるものではない。
【0049】
また、本来は色ずれ修正のために副走査同期信号ITOPに対して各ラインの主走査開始信号BDを常に所定位相に調整すればよいが、本実施形態ではBD信号が複数ライン分発生したときにFG信号を1つ発生させるようにし、副走査同期信号ITOPに対してFG信号を所定の位相にすることで等価的にBD信号を所定位相にするように構成している。
【0050】
さらに、FG信号を副走査同期信号ITOPに対して所定の位相にするために、本発明ではFG信号に対応して定義される仮想主走査記録周期TBD′を定義し、ITOP信号の入力に応じて仮想主走査記録周期TBD′内の所定の主走査タイミング(本実施形態ではBD′そのもの)をITOP信号に合わせるように構成している。
【0051】
また、FG信号に対応して定義されるBD′信号をITOP信号に合わせるために、ポリゴンモータ117の回転位相を調整する。このポリゴンモータ117の回転位相調整はポリゴンモータ117をPLL制御する基準クロックSPの位相を変えることにより行うように構成されている。
【0052】
さらに、基準クロックSPの位相を進めた場合、PLL回路116はポリゴンモータ117によるFG信号の位相を基準クロックSPに合せるようにPLL制御するため、ポリゴンモータ117の回転速度を早くした後、回転速度を元に戻すことにより、速度を保ったままポリゴンモータ117の回転位相が進むように制御する。基準クロックSの位相を遅らせた場合は、ポリゴンモータ117の回転を遅らせた後、回転速度を元に戻すことで、速度を保ったままモータの回転位相が遅れるように制御する。
【0053】
このように本発明では、ポリゴンモータ117の回転速度が変るため、ポリゴンモータ117が定速回転に戻るために所定の時間を必要とする。なお、色ずれ修正のためのポリゴンモータの位相調整は感光体ドラム1回転中の潜像形成を実行していない区間(遅延回路19による遅延時間T)で実現される。
【0054】
図5は、図1に示した転写ドラム7とITOP信号との関係を示す図である。
【0055】
図において、Pは画像記録装置が記録可能な最大記録サイズの記録用紙で、図1で示した転写ドラム7を例えば直径「180mm」の転写ドラムとすると、記録用紙PはA3サイズの記録用紙となり、転写ドラム7の1回転のITOP信号の周期は「565.4mm」となる。また、転写ドラム7が、例えば周速「160mm/sec」で回転するとして、前記ITOP信号の周期を時間換算すると「3.5234秒」となる。さらに、ITOP信号が例えば「110mm(687.5msec)」間発生するとすると、このITOP信号が立ち下がるタイミング(遅延回路19の遅延時間Tは「687.5msec」)で、1色当りの潜像形成を行う。
【0056】
本実施形態ではITOP信号の立ち上がりに同期してポリゴンモータ117の位相調整を行い、潜像形成までの時間(遅延回路19の遅延時間T)「687.5msec」の間にポリゴンモータ117の回転を安定回転状態に戻されなければならない。
【0057】
また、BD′信号をITOP信号に合わせるためのポリゴンモータ117の回転位相の調整量が少なければ少ないほどポリゴンモータ117の回転が安定回転状態に戻るまでの時間は短くなる。
【0058】
以下、図6のタイミングチャートを参照して、BD′信号をITOP信号に合せる処理について説明する。
【0059】
図6は、図1に示したセンサ9からのITOP信号と波形整形回路33からのFG信号及びFG信号により定義される主走査タイミング信号BD′との関係を説明するタイミングチャートである。
【0060】
なお、繰返しになるがポリゴンミラー3が8面のためポリゴンモータ117は1回転(即ちFG信号4つ)で8つのBD′信号が定義され、本実施形態ではFG信号とBD′信号の1つを同位相として定義している。
【0061】
図において、aはFG信号の立ち上がりで定義されるBD′信号を示し、a+1はBD′信号aの1つ後のFG信号の立ち上がりで定義されるBD′信号を示す。bはFG信号とFG信号の間に定義されるBD′信号を示し、b−1はBD′信号bの1つ前のFG信号とFG信号の間で定義されるBD′信号を示している。
【0062】
また、−BD′はBD′信号をITOP信号に合せて位相調整したBD′信号を示し、−FGはFG信号をITOP信号に合せて位相調整したFG信号を示す。さらに、BD′信号x(不図示)に対してT(x)Bとは、BD′信号xからBD′信号xの後方に入力されるITOP信号までの時間を示し、T(x)Fとは、BD′信号xの前方に入力されるITOP信号からBD′信号xまでの時間の示す。なお、xは、b−1,a,b,a+1のいずれかとする。
【0063】
特に、(i)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ前のBD′信号b−1の間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号b−1とaの関係が、T(b−1)B>T(a)Fとなる場合である。
【0064】
よって、BD′信号aがITOP信号の最近傍となるため、FG信号−FG(−FG信号),BD′信号−BD′(−BD′信号)で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)aの位相を合わせてa′,b′,a+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降のFG信号の位相調整を行う。
【0065】
また、(ii)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ後のBD′信号bの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号aとbの関係が、T(a)B<T(b)Fとなる場合である。
【0066】
よって、BD′信号aがITOP信号の最近傍となるため、FG信号−FG,BD′信号−BD′で示すようにITOPの立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)aの位相を合わせてa′,b′,a+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降のFG信号の位相調整を行う。
【0067】
さらに、(iii)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ後のBD′信号bの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号aとbの関係が、T(a)B>T(b)Fとなる場合である。
【0068】
よって、BD′信号bがITOP信号の最近傍となるため、FG信号−FG,BD′信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)bの位相を合わせてb′,a+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降のFG信号の位相調整を行う。
【0069】
また、(iv)は、ITOP信号が、BD′信号bと1つ後のBD′信号a+1の間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号bとa+1の関係が、T(b)B<T(a+1)Fとなる場合である。
【0070】
よって、BD′信号bがITOP信号の最近傍となるため、FG信号−FG,BD′信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)bの位相を合わせてb′,a+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降のFG信号の位相調整を行う。
【0071】
以上により、各記録色毎にセンサ9により出力されるITOP信号に対してFG信号により定義される仮想的な主走査同期信号BD′のなかでITOP信号の入力に最近傍のものをITOP信号の位相に合わせることにより、ITOP信号に合せたFG信号の位相調整を最小に抑えて、ポリゴンモータ117の回転位相の調整を最短時間で行うことができる。
【0072】
図7は、図1に示したPLL回路116によるFG信号位相調整動作を説明するタイミングチャートである。なお、本実施形態ではPLL回路116は基準クロックSPの立上りエッジとポリゴンモータ117からのFG信号の立上りエッジの位相を合わせるように動作する。
【0073】
図において、(i)はFG信号が基準クロックSPに対して進んでいる場合を示し、この場合はポリゴンモータ117を速く回すことでFG信号の位相を基準クロックSPに合わせることができる。
【0074】
また、(ii)はFG信号が基準クロックSPに対して遅れている場合を示し、この場合はポリゴンモータ117を遅く回すことでFG信号の位相を基準クロックSPに合わせることができる。
【0075】
このようなPLL回路116によるPLL制御の結果、定常回転状態では基準クロックSPとFG信号の位相も周期も合致する。即ち、図4に示したようにFG信号と基準クロックSPは等価の信号として考えられ、FG信号と同様に、基準クロックSPに対しても仮想主走査記録周期TBD′や主走査タイミング信号BD′が定義される。
【0076】
その結果、図6で示したFG信号に対して定義される仮想的な主走査タイミング信号BD′をITOP信号に合わせる動作は、PLLの基準クロックSPに対して仮想的な主走査タイミング信号BD′を定義し、ITOP信号に対して基準クロックSPの位相を変えて、仮想的な主走査タイミング信号BD′をITOP信号に合わせることにより行われる。
【0077】
以下、図8のタイミングチャートを参照して、基準クロックSPの位相をITOP信号に合せるための制御動作について説明する。
【0078】
図8は、図1に示したセンサ9からのITOP信号とカウンタ83からの基準クロックSP及び基準クロックSPにより定義される主走査タイミング信号BD′との関係を説明するタイミングチャートである。
【0079】
図において、aは基準クロックSPの立ち上がりで定義されるBD′信号を示し、a+1はBD′信号aの1つ後の基準クロックSPの立ち上がりで定義されるBD′信号を示す。bは基準クロックSPと基準クロックSPの間に定義されるBD′信号を示し、b−1はBD′信号bの1つ前の基準クロックSPと基準クロックSPの間で定義されるBD′信号を示している。
【0080】
また、−SPは基準クロックSPをITOP信号に合せて位相調整した基準クロックSP信号を示し、−BD′はBD′信号をITOP信号に合せて位相調整したBD′信号を示す。さらに、T(x)Bは、BD′信号xからBD′信号xの後方に入力されるITOP信号までの時間を示し、T(x)Fは、BD′信号xの前方に入力されるITOP信号からBD′信号xまでの時間を示す。なお、xは、b−1,a,b,a+1のいずれかとする。
【0081】
特に、(i)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ前のBD′信号b−1の間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号b−1とaの関係が、T(b−1)B>T(a)Fとなる場合であり、図6の(i)に対応する。
【0082】
よって、BD′信号aがITOP信号の最近傍となるため、SP信号−SP,BD′信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)aの位相を合わせてa′,b′,a+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降の基準クロックSPの位相調整を行う。
【0083】
また、(ii)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ後のBD′信号bの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号aとbの関係が、T(a)B<T(b)Fとなる場合であり、図6の(ii)に対応する。
【0084】
よって、BD′信号aがITOP信号の最近傍となるため、SP信号−SP(−SP信号),BD′信号−BD′(−BD′信号)で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)aの位相を合わせてa′,b′,a+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降の基準クロックSPの位相調整を行う。
【0085】
さらに、(iii)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ後のBD′信号bの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号aとbの関係が、T(a)B>T(b)Fとなる場合であり、図6の(iii)に対応する。
【0086】
よって、BD′信号bがITOP信号の最近傍となるため、SP信号−SP,BD′信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)bの位相を合わせてb′,a+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降の基準クロックSの位相調整を行う。
【0087】
また、(iv)は、ITOP信号が、BD′信号bと1つ後のBD′信号a+1の間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号bとa+1の関係が、T(b)B<T(a+1)Fとなる場合であり、図6の(iv)に対応する。
【0088】
よって、BD′信号bがITOP信号の最近傍となるため、SP信号−SP,BD′信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)bの位相を合わせてb′,a+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降の基準クロックSPの位相調整を行う。
【0089】
以上により、各記録色毎にセンサ9により出力されるITOP信号に対して基準クロックSPにより定義される仮想的な主走査同期信号BD′のなかでITOP信号の入力に最近傍のものをITOP信号の位相に合わせることにより、ITOP信号に合せた基準クロックSPの位相調整を最小に抑えることができる。
【0090】
また、該調整された基準クロックSPとポリゴンモータ117のFG信号の位相が合うようにPLL回路116が、ポリゴンモータ117の駆動制御を行うことにより、各記録色毎にセンサ9により出力されるITOP信号に対して、FG信号により定義される仮想的な主走査同期信号BD′のなかでITOP信号の入力に最近傍のものをITOP信号の位相に合わせるようなFG信号の位相調整を行い、ポリゴンモータ117の回転位相の調整を最短時間で行い、色ずれのない高品位なカラー画像を安定して形成することができる。
【0091】
以下、図9〜図12を参照して、ITOP信号の入力による基準クロックSPの位相調整動作について説明する。
【0092】
図9は、図1に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【0093】
図において、アップカウンタ81は、前述のように発振器111から「645.03937kHZ」のクロックが入力され、「0〜255」まで「256」のクロック(仮想主走査記録周期TBD′)をカウントする。
【0094】
アップカウンタ81が「255」にカウントアップすると(即ち、仮想主走査記録周期TBD′の終了時)、1クロック分の「L」のRC出力がされ、負論理のORゲート(NORゲート)82を介して、SP信号を出力するカウンタ83にクロック入力されて、カウンタ83のQA出力からは仮想主走査記録周期TBD′の2ライン分を1周期とする(即ち、FG信号と同一周期の)基準クロックSPが出力される。
【0095】
このように、本実施形態では図1に示したカウンタ83のQA出力がFG信号に対応するPLLの基準クロックSPであり、基準クロックSPの1周期中に2回りする8bitのアップカウンタ81で主走査記録周期TBD′を仮想的に決定している。また、主走査タイミング信号BD′はアップカウンタ81が「0」になった場合(即ち、仮想主走査記録周期TBD′の開始時)に発生するものと定義している。さらに、コンパレータ84はアップカウンタ81が1周期の前半部(「0〜127」)を計数している場合には「L」を出力し、1周期の後半部(「128〜255」)を計数している場合に「H」を出力する。
【0096】
ここで、コンパレータ84の出力が「H」の区間にITOP信号が入力された場合は、現在カウンタ81でカウント中の仮想主走査記録周期TBD′の次の周期の先頭の主走査タイミング信号BD´の方が近いので、入力されたITOP信号の立上りに対して次の仮想主走査記録周期TBD′を対応させるようにアップカウンタ81を「0」に戻し、カウンタ83へのCLK入力によりのカウンタ83のQA出力を反転させることで基準クロックSPの位相調整を行う。
【0097】
一方、コンパレータ84の出力が「L」の区分でITOP信号が入力された場合は、ITOP信号入力時にアップカウンタ81でカウント中の仮想主走査記録周期TBD′の先頭の主走査タイミング信号BD´(すでに発生済み)を、入力されたITOP信号の立上りに対して再度発生するように、アップカウンタ81を「0」に戻す(リセットする)ことで基準クロックSPの位相調整を行う。
【0098】
図10,図11は、図1に示した各部の動作を説明するタイミングチャートであり、図8と同一ものには同一の符号を付してある。
【0099】
特に、図10の(i)は、図8の(i)に対応したもので、基準クロックSPが「L」の区間で入力されたITOP信号の立上りに対して次の仮想主走査記録周期TDB′に対応する主走査タイミング信号a´を発生させるように基準クロックSPの位相調整をした場合を示している。
【0100】
この場合、図8の(i)で説明したように、ITOP信号の立上り検出信号ITOPSP信号の発生に対して現在カウンタ81でカウント中の仮想主走査記録周期の先頭の主走査タイミング信号b−1までの時間はT(b−1)Bで、次の主走査タイミング信号aまでの時間はT(a)Fであり、T(b−1)B>T(a)Fなので、ITOPST信号に対して最近傍の主走査タイミング信号aを対応させるように主走査タイミング信号a´を発生して基準クロックSPの位相調整を行っている。
【0101】
また、T(b−1)B>T(a)F、即ち次の主走査タイミング信号aが最近傍であることは、ITOPST信号発生時にコンパレータ84の出力が「H」であることで検出している。
【0102】
このケースでは、ITOPST信号の発生時にコンパレータ84の出力が「H」であるため、NANDゲート85が開きITOPST信号がカウンタ83のクロックに供給される。その結果、ITOPST信号の発生により基準クロックSPは「H」レベルに変化し、ITOPST信号に応じて次の仮想主走査記録周期を発生させたことになる。さらに、アップカウンタ81はITOPST信号の発生により「0」にリセットされ、ITOPST信号に対応して主走査タイミング信号aがa´として発生するようになる。
【0103】
この結果、ITOPST信号の入力以前のSP信号の「L」区間は通常の仮想主走査記録周期TBD′よりT(a)Fだけ短いT(b−1)Bとなる。
【0104】
なお、フリップフロップ回路112,113は、ITOP信号を入力から2クロック遅延させる。実際、ITOP信号の立ち上がりエッジ直後のクロックに同期して(ITOP信号の立ち上がりエッジから最大「1」クロック遅れて)、フリップフロップ回路112のQ出力は「H」となるが、フリップフロップ回路113のQ出力は「L」(Qの反転出力が「H」)のままであり、ANDゲート114の出力は「H」となる。次のクロックで(ITOP信号の立ち上がりエッジから最大「2」クロック遅れて)、フリップフロップ回路113のQ出力も「H」(Qの反転出力が「L」)になり、AND回路114の出力は「L」に戻る。即ち、AND回路114は、ITOP信号の立ち上がりエッジから最大「1」クロック遅れて、「1」クロック分のITOPST信号を出力する。
【0105】
また、図10の(ii)は図8の(ii)に対応したもので、基準クロックSPが「H」の区間で入力されたITOP信号の立上りに対して現在アップカウンタ81でカウント中の仮想主走査記録周期に対応する主走査タイミング信号a(発生済)を再度a´として発生させるようにSP信号の位相調整をした場合を示している。
【0106】
この場合、図8の(ii)で説明したように、ITOPST信号の発生に対して現在アップカウンタ81でカウント中の仮想主走査記録周期の先頭の主走査タイミング信号aまでの時間はT(a)Bで、次の主走査タイミング信号bまでの時間はT(b)Fであり、T(a)B<T(b)Fなので、ITOP信号の立上り信号ITOPST信号に対して最近傍の主走査タイミング信号であるaを対応させるようにSP信号の位相を調整している。
【0107】
また、T(a)B<T(b)F、即ちITOPST信号に対して主走査タイミング信号aが最近傍であることは、ITOPST信号発生時にコンパレータ84の出力が「L」であることで検出している。
【0108】
このケースでは、ITOPST信号の発生時にコンパレータ84の出力が「L」であるため、NANDゲート85が開かず、ITOPST信号がカウンタ83のクロックに供給されない。その結果、ITOPST信号が発生しても基準クロックSPは「H」レベルのままで、ITOPST信号に応じて現在の仮想主走査記録周期を再度開始することになる。
【0109】
また、アップカウンタ81はITOPST信号の発生により「0」にリセットされ、ITOPST信号に対応して主走査タイミング信号aがa´として発生するようになる。この結果ITOPST信号の入力に対応した基準クロックSPの「H」区間は通常の仮想主走査記録周期TBD′よりT(a)Bだけ長いTBD′+T(a)Bとなる。
【0110】
さらに、図11の(i)は図8の(iii)に対応したもので、基準クロックSPが「H」の区間で入力されたITOPST信号の発生に対して現在カウンタ81でカウント中の仮想主走査記録周期の先頭主走査タイミング信号aまでの時間はT(a)Bで、次の主走査タイミング信号bまでの時間はT(b)Fであり、T(a)>T(b)Fなので、ITOP信号の立上り信号ITOPST信号に対して最近傍の主走査タイミング信号bを対応させるようにSP信号の位相調整をしている。
【0111】
また、T(a)B>T(b)F、即ち次の主走査タイミング信号bが最近傍であることは、ITOPST信号発生時にコンパレータ84の出力が「H」であることで検出している。
【0112】
このケースではITOPST信号の発生時にコンパレータ84の出力が「H」であるため、NANDゲート85が開き、ITOPST信号がカウンタ83のクロックに供給される。その結果、ITOPST信号の発生により基準クロックSPは「L」レベルに変化し、ITOPST信号に応じて次の仮想主走査記録周期を発生させることになる。
【0113】
また、カウンタ81はITOPSP信号の発生により「0」にリセットされ、ITOPST信号に対応して主走査タイミング信号bがb´として発生するようになる。この結果ITOPST信号の入力以外の基準クロックSPの「H」区間は通常の仮想主走査記録周期TBD′よりT(b)Fだけ短いT(a)Bとなる。
【0114】
また、図11の(ii)は、図8の(iv)に対応したもので、基準クロックSPが「L」の区間で入力されたITOP信号の立上りに対して現在カウント中の仮想主走査記録周期に対応する主走査タイミング信号bを再度b´として発生させるように基準クロックSPの位相調整をした場合を示している。
【0115】
この場合、図8の(iv)で説明したように、ITOPST信号の発生に対して現在カウンタ81でカウント中の仮想主走査記録周期の先頭の主走査タイミング信号bまでの時間はT(b)Bで、次の主走査タイミング信号a+1までの時間はT(a+1)Fであり、T(b)B>T(a+1)F出なので、ITOP信号の立上り信号ITOPST信号に対して最近傍の主走査タイミング信号であるbを対応させるようにSP信号の位相を調整している。
【0116】
また、T(b)B<T(a+1)F、即ちITOPST信号に対して主走査タイミング信号bが最近傍であることは、ITOPST信号発生時にコンパレータ84の出力が「L」であることで検出している。
【0117】
このケースではITOPST信号の発生時にコンパレータ84の出力が「L」であるため、NANDゲート85が開かず、ITOPST信号がカウンタ83のクロックに供給されない。その結果、ITOPST信号が発生しても基準クロックSPは「L」レベルのままで、ITOPST信号に応じて現在の仮想主走査記録周期を再度開始することになる。
【0118】
また、カウンタ81はITOPST信号の発生により「0」にリセットされ、ITOPST信号に対応して主走査タイミング記号bがb´として発生するようになる。この結果ITOPST信号の入力に対応した基準クロックSPの「H」区間は通常の主走査記録周期TBD′よりT(b)Bだけ長いTBD′+T(b)Bとなる。
【0119】
なお、本実施形態ではポリゴンモータ117の1回転でFG信号は4つ発生し、FG信号1個で主記録走査ライン2ラインに相当する。
【0120】
以上より、副走査同期信号ITOPに対してポリゴンモータ117のFG信号を合わせる場合は、従来では最大でプラスマイナス「1」ライン分の位相調整が必要であったが、本実施形態ではFGパルス及び基準クロックSPの1周期内を2ラインの仮想主走査記録周期で分割して、各々の主走査記録周期毎に主走査タイミングを決定して、ITOP入力に対して主走査記録タイミングを位相合わせするように構成したので、最大プラスマイナス「0.5」ライン分の位相調整ですみ、最短時間でポリゴンモータ117の回転位相の調整を行うことができるので、色ずれのない高品位なカラー画像を安定して形成することができる。
【0121】
また、この際の位相調整の誤差は、ITOP信号を発振器111からクロックでラッチする精度で決まり、最大でも発振器111のクロック「1」クロック分の誤差で済む。
【0122】
本実施形態では、発振器111の周波数はライン記録周波数の256倍であるので、1ラインの1/256の誤差で色ずれ補正が行われる。
【0123】
よって、色ずれが目立たないためには最大でも色ずれ量を1/10ラインにおさえる必要が有る。そのためPLLの基準クロックSPを発信する発振器111からのクロック周波数はライン記録周波数(主走査開始基準信号BDの周波数)の2桁(10倍)以上の周波数にする。
【0124】
また、仮想的な主走査タイミング信号BD´と実際の主走査ライン同期信号BDは、ポリゴンモータ117のモータ軸に固定して取り付けられるロータ着磁パターンとポリゴンミラー3の取り付け位相分だけ常にずれた関係になるため、感光ドラム5に対するライン記録もITOP信号に対して色毎に常に一定の関係で潜像形成されるので、記録画像の色ずれがなくなる。
【0125】
図12は、図1に示したカウンタ83からの基準クロックSP及び基準クロックSPにより定義される主走査タイミング信号BD′の関係を示すタイミングチャートである。
【0126】
図において、(i)は、主走査タイミング信号BD´を仮想主走査記録周期TBD′の先頭に定義している場合(本実施形態の場合)を示し、(ii)は、主走査タイミング信号BD´を仮想主走査記録周期TDB′の先頭からt遅延した位置に定義している場合を示す。
【0127】
以上より、回転多面鏡の面数は、回転多面鏡駆動手段が1回転で発生する基準クロック数もしくは基準クロックと位相合せされるFGパルス数の整数倍とし、上記基準クロック発生手段は、基準クロックの一周期毎に、基準クロック一周期内を上記整数で分割した主走査記録周期を仮想的に決定するとともに、その各仮想主走査記録周期毎の主走査タイミングを決定し、前記色毎の副走査同期信号発生手段からの副走査同期信号の入力に応じて、その時点で発生している基準クロックに対応した複数の仮想主走査記録周期毎の主走査タイミングの中で、時間的に最近傍の主走査タイミングを決定し、その最近傍の主走査タイミングが副走査同期信号入力に対して常に一定の位相になるように基準クロックの発生を制御することができる。
【0128】
本実施形態では、PLLの基準クロックSP周期TSP内に2ライン分の仮想主走査記録周期TBD′および主走査タイミング信号BD´が定義されており、この仮想主走査記録周期中に主走査タイミング信号BD´の位相は(i)に示すように仮想主走査記録周期TBD′のどこの位置であっても、一定の位置であれば構わない。
【0129】
また、本実施形態では副走査信号ITOPの立上りに対するPLL基準クロックSPの位相合わせは図10,図11に示したようにフリップフロップ回路112,113でITOPST信号を発生する時間分(約1クロック)遅れるが、この遅れ量はITOP信号に対して発振器111のクロックで所定のクロック数であればいくつであっても良い。
【0130】
〔第2実施形態〕
上記第1実施形態においては、ポリゴンミラー3の面数が「8」で、ポリゴンモータ117の1回転で発生するFG信号のパルス数が「4」となるように構成したが、ポリゴンミラーの面数が「8」で、ポリゴンモータの1回転で発生するFG信号のパルス数が「2」となるように構成してもよい。以下、その実施形態ついて説明する。
【0131】
図13は、本発明の第2実施形態を示す画像形成装置の構成を説明する図であり、図1と同一のものには同一の符号を付してある。
【0132】
図において、217はポリゴンモータで、軸支される例えば8面のポリゴンミラー3を回転駆動する。281は例えば7ビットのアップカウンタ(7bitUPカウンタ)で、発振器111からのクロック信号を計数し、その計数値をコンパレータ284に出力すると共に、主走査1ライン相当の期間を「0〜127」までアップカウントし、「127」に達した時点でNOR回路82に1クロック分の「L」のRC出力(後述するBD′信号となる)をする。また、前記ITOPST信号は、アップカウンタ281のリセット信号となっている。
【0133】
コンパレータ284は、A入力されるアップカウンタ281のクロック計数値とB入力される固定値「63」とを比較して、主走査1ライン相当の時間の前半部を計数していること(A入力されるクロック計数値≦B入力される固定値「63」)を検出して「L」をNAND回路85に出力し、主走査1ライン相当の時間の後半部を計数していること(A入力されるクロック計数値>B入力される固定値「63」)を検出して「H」をNAND回路85に出力する。
【0134】
283は2ビットのダウンカウンタ(2bit downカウンタ)で、NOR回路82によるアップカウンタ281及びNAND回路85から出力信号(BD′信号の位相差を決定する)の負論理和(後述する−BD′信号となる)をCLK入力し、上位ビットQB出力からポリゴンモータ217をPLL制御するための基準クロック(CLK)SP(−BD′信号に基づいて生成される)をPLL回路116に出力する。
【0135】
なお、カウンタ281を7ビットのアップカウンタに、コンパレータ284のしきい値を「63」に、ダウンカウンタ283を2ビットのダウンカウンタにし上位ビット出力QBを基準クロックSPとして用いる上記構成により、ポリゴンモータ217の回転(主走査速度)が第1実施形態の場合と同じになる。
【0136】
図14は、図13に示したポリゴンモータ217の構成を説明する図であり、図1と同一のものは同一の符号を付してある。
【0137】
図において、231はポリゴンモータ217のロータで、永久磁石に1回転当たり2組の磁極パターンが着磁されてされている。従って、FGセンサ32及び波形整形回路33で生成されるFGパルスは、ポリゴンモータ217の1回転当たり2パルス出力されるように構成されており、BD信号はFGパルスが1個出力される間に4個出力される構成になっている。
【0138】
図15は、図14に示したBDセンサ6からのBD信号と波形整形回路33からのFG信号との関係を説明するタイミングチャートであり、(i)はBD信号とFG信号との位相差がない場合を示し、(ii)はBD信号とFG信号との位相差がある場合を示している。
【0139】
図14に示したように、ポリゴンミラー3は8面で、ロータ231の磁極パターンが1回転当たり2個のFGパルスを発生するので、FG信号が1個出力される間にBD信号は4個出力される。
【0140】
また、図において、T0は位相差で、BD信号はFG信号を基準にして位相差時間T0をもって出力される。さらに、位相差時間T0は、ポリゴンミラー3のポリゴンモータ217への取り付け角度により変わり、一度、ポリゴンミラー3とポリゴンモータ217とを組み付けて固定すれば、位相差時間T0は変化することはない。なお、ポリゴンミラー3とポリゴンモータ217の取り付け角度によっては、(i)に示すように位相差が「0」となる場合もある。この位相差は常に一定ならば「0」であってもT0であってもよい。
【0141】
また、ポリゴンモータ217の1回転当たりのFGパルス数=ポリゴンミラー3の面数/n(nは自然数)の関係が成り立てば、この位相差時間T0は常に一定となる。本実施形態ではポリゴンモータ217が1回転する間に等間隔で発生するFGパルス数(本実施形態の場合は「2」)をポリゴンミラー3の面数(本実施形態の場合は「8」)の「4分の1」としている(即ち、n=「4」の場合)。
【0142】
図16は、図13に示した各部の信号タイミングを説明するタイミングチャートであり、図15と同一のものには同一の符号を付してある。
【0143】
図において、TFGはFG信号周期である。TBD′は仮想主走査記録周期で、FG信号周期TFGはポリゴンミラー3の4面分の回転に相当するため、FG信号の立ち上がり(FG信号の周期TFG)に対して仮想的な主走査周期として4ライン(4周期)定義されている。BD′は主走査タイミング信号で、前記定義された仮想走査記録周期TBD′内の先頭に定義されている。TSPはPLL基準クロックSPの周期で、FG信号周期TFGと等しい関係になっている。
【0144】
実際にBDセンサ6で検出されるBD信号とFG信号との位相差はポリゴンミラー3のポリゴンモータ217への取り付け角度で決り、図15の(i),(ii)で示したようにFG信号に対して所定の位相差T0で発生する。そのため仮想主走査記録周期TBD′内の主走査タイミング信号BD′(BD′信号)と実際のBD信号とは常に所定の位相関係T0になる。なお、仮想主走査記録周期TBD′内の主走査タイミングは、前記主走査タイミング信号BD′に対して所定の位相のものであれば良く主走査タイミング信号BD′に限定されるものではない。
【0145】
以下、図17のタイミングチャートを参照して、BD′信号をITOP信号に合せる処理について説明する。
【0146】
図17は、図13に示したセンサ9からのITOP信号と波形整形回路33からのFG信号及びFG信号により定義される主走査タイミング信号BD′との関係を説明するタイミングチャートである。
【0147】
なお、繰返しになるがポリゴンミラー3が8面のためポリゴンモータ217は1回転(即ちFG信号2つ)で8つのBD′信号が定義され、本実施形態ではFG信号とBD′信号の1つを同位相として定義している。
【0148】
図において、aはFG信号の立ち上がりで定義されるBD′信号を示し、次の主走査タイミング信号をaに近いほうから順々にb,c,dと示す。また、a+1はBD′信号aの1つ後のFG信号の立ち上がりで定義されるBD′信号を示し、次の主走査タイミング信号をb+1として示す。
【0149】
また、−BD′はBD′信号をITOP信号に合せて位相調整したBD′信号を示し、−FGはFG信号をITOP信号に合せて位相調整したFG信号を示す。さらに、BD′信号x(不図示)に対してT(x)Bとは、BD′信号xからBD′信号xの後方に入力されるITOP信号までの時間を示し、T(x)Fとは、BD′信号xの前方に入力されるITOP信号からBD′信号xまでの時間を示す。
【0150】
特に、(i)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ後のBD′信号bの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号aとbの関係が、T(a)B<T(b+1)Fとなる場合である。
【0151】
よって、BD′信号aがITOP信号の最近傍となるため、FG信号−FG(−FG信号),BD信号−BD′(−BD′信号)で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)aの位相を合わせてa′,b′,c′,d′,a+1′,b+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降のFG信号の位相調整を行う。
【0152】
また、(ii)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ後のBD′信号bの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号aとbの関係が、T(a)B>T(b)Fとなる場合である。
【0153】
よって、BD′信号bがITOP信号の最近傍となるため、FG信号−FG,BD信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)bの位相を合わせてb′,c′,d′,a+1′,b+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降のFG信号の位相調整を行う。
【0154】
さらに、(iii)は、ITOP信号が、BD′信号bと1つ後のBD′信号cの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号bとcの関係が、T(b)B<T(c)Fとなる場合である。
【0155】
よって、BD′信号bがITOP信号の最近傍となるため、FG信号−FG,BD信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)cの位相を合わせてc′,d′,a+1′,b+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降のFG信号の位相調整を行う。
【0156】
また、(iv)は、ITOP信号が、BD′信号bと1つ後のBD′信号cの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号bとcの関係が、T(b)B<T(c)Fとなる場合である。
【0157】
よって、BD′信号cがITOP信号の最近傍となるため、FG信号−FG,BD信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)cの位相を合わせてc′,d′,a+1′,b+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降のFG信号の位相調整を行う。
【0158】
以上により、各記録色毎にセンサ9により出力されるITOP信号に対してFG信号により定義される仮想的な主走査同期信号BD′のなかでITOP信号の入力に最近傍のものをITOP信号の位相に合わせることにより、ITOP信号に合せたFG信号の位相調整を最小に抑え、ポリゴンモータ217の回転位相の調整を最短時間に完了して、色ずれのない高品位なカラー画像を安定して形成することができる。
【0159】
また、定常回転状態では基準クロックSPとFG信号の位相も周期も合致する。即ち、図16に示したようにFG信号と基準クロックSPは等価の信号として考えられ、FG信号と同様に、基準クロックSPに対しても仮想主走査記録周期TBD′や主走査タイミング信号BD′が定義される。
【0160】
その結果、図17で示したFG信号に対して定義される仮想的な主走査タイミング信号BD′をITOP信号に合わせる動作は、PLLの基準クロックSPに対して仮想的な主走査タイミング信号BD′を定義し、ITOP信号に対して基準クロックSPの位相を変えて、仮想的な主走査タイミング信号BD′をITOP信号に合わせることにより行われる。
【0161】
以下、図18のタイミングチャートを参照して、基準クロックSPの位相をITOP信号に合せるための制御動作について説明する。
【0162】
図18は、図13に示したセンサ9からのITOP信号とカウンタ283からの基準クロックSP及び基準クロックSPにより定義される主走査タイミング信号BD′との関係を説明するタイミングチャートである。
【0163】
図において、aはFG信号の立ち上がりで定義されるBD′信号を示し、次の主走査タイミング信号をaに近いほうから順々にb,c,dと示す。また、a+1はBD′信号aの1つ後のFG信号の立ち上がりで定義されるBD′信号を示し、次の主走査タイミング信号をb+1と示す。
【0164】
また、−SPは基準クロックSPをITOP信号に合せて位相調整した基準クロックSP信号を示し、−BD′はBD′信号をITOP信号に合せて位相調整したBD′信号を示す。さらに、BD′信号x(不図示)に対してT(x)Bとは、BD′信号xからBD′信号xの後方に入力されるITOP信号までの時間を示し、T(x)Fとは、BD′信号xの前方に入力されるITOP信号からBD′信号xまでの時間の示す。
【0165】
以下、基準クロックSPの位相調整について具体的に説明する。
【0166】
まず、PLLの基準クロックSP周期内で4ライン分定義される仮想的な主走査記録周期毎の先頭に決定される主走査タイミング信号BD´が定義される。ITOP信号の入力時に発生している基準クロックSP内の仮想的な主走査タイミング信号BD´の中で、ITOP信号の立上り入力に最近傍のものを選択し、SP信号−SP(−SP信号),BD信号−BD´(−BD′信号)に示すようにITOP信号の立上り以降は選択された主走査タイミング信号BD´がITOP信号立上りに来るように、ITOP信号の立上りに対して基準クロックSPの発生位相を制御する。
【0167】
特に、(i)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ後のBD′信号bの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号aとbの関係が、T(a)B<T(b)Fとなる場合であり、図17の(i)に対応する。
【0168】
よって、BD′信号aがITOP信号の最近傍となるため、SP信号−SP,BD信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)aの位相を合わせてa′,b′,c′,d′,a+1′,b+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降の基準クロックSPの位相調整を行う。
【0169】
また、(ii)は、ITOP信号が、BD′信号aと1つ後のBD′信号bの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号aとbの関係が、T(a)B>T(b)Fとなる場合であり、図17の(ii)に対応する。
【0170】
よって、BD′信号bがITOP信号の最近傍となるため、SP信号−SP,BD信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)bの位相を合わせてb′,c′,d′,a+1′,b+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降の基準クロックSPの位相調整を行う。
【0171】
さらに、(iii)は、ITOP信号が、BD′信号bと1つ後のBD′信号cの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号bとcの関係が、T(b)B<T(c)Fとなる場合であり、図17の(iii)に対応する。
【0172】
よって、BD′信号bがITOP信号の最近傍となるため、SP信号−SP,BD信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)bの位相を合わせてb′,c′,d′,a+1′,b+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降の基準クロックSの位相調整を行う。
【0173】
また、(iv)は、ITOP信号が、BD′信号bと1つ後のBD′信号cの間に入力され、ITOP信号の近傍のBD′信号bとcの関係が、T(b)B>T(c)Fとなる場合であり、図17の(iv)に対応する。
【0174】
よって、BD′信号bがITOP信号の最近傍となるため、SP信号−SP,BD信号−BD′で示すようにITOP信号の立上がり位相に対して主走査タイミング信号(BD′信号)cの位相を合わせてb′,c′,d′,a+1′,b+1′となるように、ITOP信号の立上がり以降の基準クロックSPの位相調整を行う。
【0175】
以上により、各記録色毎にセンサ9により出力されるITOP信号に対して基準クロックSPにより定義される仮想的な主走査同期信号BD′のなかでITOP信号の入力に最近傍のものをITOP信号の位相に合わせることにより、ITOP信号に合せた基準クロックSPの位相調整を最小に抑えることができる。
【0176】
また、該調整された基準クロックSPとポリゴンモータ217のFG信号の位相が合うようにPLL回路116が、ポリゴンモータ217の駆動制御を行うことにより、各記録色毎にセンサ9により出力されるITOP信号に対して、FG信号により定義される仮想的な主走査同期信号BD′のなかでITOP信号の入力に最近傍のものをITOP信号の位相に合わせるようなポリゴンモータ217の回転位相の調整を最短時間に完了して、色ずれのない高品位なカラー画像を安定して形成することができる。
【0177】
以下、図19〜図24を参照して、ITOP信号の入力による基準クロックSPの位相調整動作について説明する。
【0178】
図19は、図13に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【0179】
図において、アップカウンタ281は、前述のように発振器111から「645.03937kHZ」のクロックが入力され、「0〜127」まで「128」のクロック(仮想主走査記録周期TBD′)をカウントする。
【0180】
アップカウンタ281が「127」にカウントアップすると(即ち、仮想主走査記録周期TBD′の終了時に)、1クロック分の「L」のRC出力がされ、負論理のORゲート(NORゲート)82を介して、SP信号を出力する2ビットのダウンカウンタ283にクロック入力されて、ダウンカウンタ283のQB出力からは仮想主走査記録周期TBD′の4ライン分を1周期とする(即ち、FG信号と同一周期の)基準クロックSPが出力される。
【0181】
このように、本実施形態ではダウンカウンタ283のQB出力がFG信号に対応するPLLの基準クロックSPであり、基準クロックSPの1周期中に4回りする7bitのアップカウンタ281で主走査記録周期TBD′を仮想的に決定している。また、主走査タイミング信号BD′はアップカウンタ281が「0」になった場合(即ち、仮想主走査記録周期TBD′の開始時に)に発生するものと定義している。さらに、コンパレータ284はアップカウンタ281が1周期の前半部(「0〜63」)を計数している場合には「L」を出力し、1周期の後半部(「63〜127」)を計数している場合に「H」を出力する。
【0182】
ここで、コンパレータ284の出力が「L」の区分でITOP信号が入力された場合は、ITOP信号入力時にアップカウンタ281でカウント中の仮想主走査記録周期TBD′の先頭の主走査タイミング信号BD´(すでに発生済み)を、入力されたITOP信号の立上りに対して再度発生するように、アップカウンタ281を「0」に戻す(リセットする)ことで基準クロックSPの位相調整を行う。
【0183】
一方、コンパレータ284の出力が「H」の区間にITOP信号が入力された場合は、現在アップカウンタ281でカウント中の仮想主走査記録周期TBD′の次の周期の先頭の主走査タイミング信号BD´の方が近いので、入力されたITOP信号の立上りに対して次の仮想主走査記録周期TBD′を対応させるようにアップカウンタ281を「0」に戻し、ダウンカウンタ283へのCLK入力によりのダウンカウンタ283のQA出力を反転させることで基準クロックSPの位相調整を行う。
【0184】
図20〜図23は、図13に示した各部の動作を説明するタイミングチャートであり、図18と同一ものには同一の符号を付してある。
【0185】
特に、図20は、図18の(i)に対応したもので、SP信号が「H」の区間で入力されたITOP信号の立上りに対して現在アップカウンタ281がカウント中の仮想主走査記録周期に対応する主走査タイミング信号a(既に発生済)を再度a´として発生されるようにSP信号の位相調整をした場合を示している。
【0186】
この場合、図18の(i)で説明したように、ITOP信号の立上り検出信号ITOPST信号の発生に対して現在アップカウンタ281でカウント中の仮想主走査記録周期の先頭の主走査タイミング信号aまでの時間はT(a)Bで、次の主走査タイミング信号bまでの時間はT(b)Fであり、T(a)B<T(b)Fなので、ITOP信号の立上り信号ITOPST信号に対して最近傍の主走査タイミング信号であるaを対応させるようにSP信号の位相調整を行っている。
【0187】
また、T(a)B<T(b)F、即ちITOPST信号に対して主走査タイミング信号aが最近傍であることは、ITOPST信号発生時にコンパレータ284の出力が「L」であることで検出している。
【0188】
このケースではITOPST信号発生時にコンパレータ284の出力が「L」であるため、NANDゲート85が開かず、ダウンカウンタ283のクロックに供給されない。その結果、ITOPST信号が発生してもカウンタ283のQA出力はHレベルのままで、ITOPST信号に応じて現在の仮想主走査記録周期を再度開始することになる。
【0189】
また、カウンタ281はITOPST信号の発生により「0」にリセットされ、ITOPST信号に対応して主走査タイミング信号aがa´として発生するようになる。この結果ITOPST信号の入力に対応したSP信号の「H」区間は通常の仮想主走査記録周期TBD′×2よりT(a)Bだけ長い2TBD′+T(a)Bとなる。
【0190】
なお、ITOP信号入力をフリップフロップ回路112,113で「2」ロック遅延させ、ITOP信号の立上りをフリップフロップ回路112のQ出力が「H」でフリップフロップ回路113のQ出力が「L」であることをANDゲート114で検出してITOP信号の立上り検出信号ITOPST信号を発生させる。
【0191】
また、図21は、図18の(ii)に対応したもので、SP信号が「H」の区間で入力されたITOP信号の立上りに対して次の仮想主走査記録周期に対応する主走査タイミング信号b´を発生させるようにSP信号の位相調整をした場合を示している。
【0192】
この場合、図18の(ii)で説明したように、ITOP信号の立上り検出信号ITOPST信号の発生に対して現在アップカウンタ281でカウント中の仮想主走査記録周期の先頭の主走査タイミング信号aまでの時間はT(a)Bで、次の主走査タイミング信号bまでの時間はT(b)Fであり、T(a)B>T(b)Fなので、ITOP信号の立上り信号ITOPST信号に対して最近傍の主走査タイミング信号bを対応させるようにSP信号の位相調整を行っている。
【0193】
また、T(a)B>T(b)F、即ち主走査タイミング信号bが最近傍であることはITOPST信号発生時にコンパレータ284の出力がHであることで検出している。
【0194】
このケースではITOPST信号の発生時にコンパレータ284の出力が「H」であるため、NANDゲート85が開き、ITOPST信号がダウンカウンタ283のクロックに供給される。その結果、ITOP信号の発生によりカウンタ283のQA出力は「L」レベルに変化し、ITOPST信号に応じて次の仮想主走査記録周期を発生させたことになる。
【0195】
また、カウンタ281はITOPST信号の発生により「0」にリセットされ、ITOPST信号に対応して主走査タイミング信号bがb´として発生するようになる。この結果ITOPST信号の入力以前のSP信号の「H」区間は、通常の仮想主走査記録周期TBD′×2よりT(b)Fだけ短いT(a)B+TBD′となる。
【0196】
さらに、図22は、図18の(iii)に対応したもので、SP信号が「H」の区間で入力されたITOP信号の立上りに対して現在カウント中の仮想主走査記録周期に対応する主走査タイミング信号bを再度b´として発生させるようにSP信号の位相調整をした場合を示している。
【0197】
この場合、図18の(iii)で説明したように、ITOP信号の立上り検出信号ITOPST信号の発生に対して現在アップカウンタ281でカウント中の仮想主走査記録周期の先頭の主走査タイミング信号bまでの間はT(b)Bで、次の主走査タイミング信号cまでの時間はT(c)Fであり、T(b)B<T(c)Fなので、ITOP信号の立上り信号ITOPST信号に対して最近傍の主走査タイミング信号であるbを対応させるようにSP信号の位相を調整している。
【0198】
また、T(b)B<T(c)F、即ちITOPST信号に対して主走査タイミング信号bが最近傍であることは、ITOPST信号発生時にコンパレータ284の出力が「L」であることで検出している。
【0199】
このケースではITOPST信号の発生時にコンパレータ284の出力がであるため、NANDゲート85が開かず、ITOPST信号がカウンタ283のクロックの供給されない。その結果、ITOPST信号が発生してもダウンカウンタ283のQA出力は「L」レベルのままで、ITOP信号に応じて現在の仮想主走査記録周期を再度開始することになる。
【0200】
また、アップカウンタ281はITOPST信号の発生により「0」にリセットされ、ITOPST信号に対応して主走査タイミング信号bがb´として発生するようになる。この結果ITOPST信号の入力に対応したSP信号の「H」区間は通常の仮想主走査記録周期TBD′×2よりT(b)Bだけ長い2TBD′+T(b)Bとなる。
【0201】
また、図23は、図18の(iv)に対応したもので、SP信号が「H」の区間入力されたITOP信号の立上りに対して次の仮想主走査記録周期に対応する主走査タイミング信号a´を発生させるようにSP信号の位相調整をした場合を示している。
【0202】
この場合、図18の(iv)で説明したように、ITOP信号の立上り検出信号ITOPST信号の発生に対して現在ダウンカウンタ281でカウント中の仮想主走査記録周期の先頭の主走査タイミング信号bまでの時間はT(b)Bで、次の主走査タイミング信号cまでの時間はT(c)Fであり、T(b)B>T(c)Fなので、ITOP信号の立上り信号ITOPST信号に対して最近傍の主走査タイミング信号cを対応させるようにSP信号の位相調整を行っている。
【0203】
また、T(b)B>T(c)F、即ち次の主走査タイミング信号Cが最近傍であることは、ITOPST信号発生時にコンパレータ284の出力が「H」であることで検出している。
【0204】
このケースではITOPST信号の発生時コンパレータ284の出力「H」があるため、NANDゲート85が開き、ITOPST信号がダウンカウンタ283のクロックに供給される。その結果、ITOPST信号の発生によりダウンカウンタ283のQA出力は「H」レベルに変化し、ITOPST信号に応じて次の仮想主走査記録周期を発生させたことになる。
【0205】
また、アップカウンタ281はITOPST信号の発生により「0」にリセットされ、ITOPST信号に対応して主走査タイミング信号cがc´として発生するようになる。この結果ITOPST信号の入力以前のSP信号の「H」区間は通常の仮想主走査記録周期TBD′×2よりT(c)Fだけ短いT(b)B+TBD′となる。
【0206】
以上、SP信号が「H」区間のときにITOP信号が入力された場合を説明したが、SPの「L」区間にITOP信号が入力された場合も同様な位相調整が行われる。
【0207】
また、本実施形態ではポリゴンモータ217の1回転でFG信号が2つ発生し、FG信号1つで主走査記録ライン4ライン(BD信号4つ)に相当する。
【0208】
さらに、従来、副走査同期信号ITOP信号に対してポリゴンモータのFG信号を合わせる場合は、最大でプラスマイナス「2」ライン分の位相調整が必要であったが、本実施形態ではFGパルスとPLL制御を行う基準クロックSP信号の1周期内を4ラインの仮想主走査周期で分割して各々の主走査記録周期毎に主走査タイミングを決定して、ITOP信号入力に対して主走査記録タイミングを合せるように構成したので、最大でプラスマイナス「0.5」ライン分の位相調整ですみ、ポリゴンモータ217の回転位相の調整を最短時間で行うことができる。したがって、色ずれのない高品位なカラー画像を安定して形成することができる。
【0209】
また、この際の位相調整の誤差は、副走査周期信号ITOP信号を発振器111からのクロックでラッチする精度できまり、最大でも発振器111のクロックの1クロック分の誤差で済む。
【0210】
本実施形態では、発振器111の周波数はライン記録周波数の128倍であるので、1ラインの1/128の誤差で色ずれ補正が行われるが、色ずれが目立たないためには最大でも色ずれ量を1/10ラインにおさえる必要がある。そのためPLLの基準クロックSPを発生する発振器111からのクロック周波数はライン記録周波数の2桁(10倍)以上の周波数にする。
【0211】
また、仮想的な主走査タイミング信号BD´と実際の主走査ライン同期信号BDは、ポリゴンモータ217のモータ軸に固定して取り付けられるロータの着磁パターンとポリゴンミラーの取り付け位相分だけ常にずれた関係になるため、感光ドラム5に対するライン記録も副走査同期信号ITOP信号に対して色毎に常に一定の関係で潜像形成されるので、記録画像の色ずれがなくなる。
【0212】
図24は、図13に示したダウンカウンタ283からの基準クロックSP及び基準クロックSPにより定義される主走査タイミング信号BD′の関係を示すタイミングチャートである。
【0213】
図において、(i)は、主走査タイミング信号BD´を仮想主走査記録周期TBD′の先頭に定義している場合(本実施形態の場合)を示し、(ii)は、主走査タイミング信号BD´を仮想主走査記録周期TBD′の先頭からt遅延した位置に定義している場合を示す。
【0214】
本実施形態では、PLLの基準クロックSP周期TSP内に4ライン分の仮想主走査記録周期TBD′および主走査タイミング信号BD´が定義されており、この仮想主走査記録周期中に主走査タイミング信号BD´の位相は(i)に示すように仮想主走査記録周期TBD′のどこの位置であっても、一定の位置であれば構わない。
【0215】
また、本実施形態では副走査信号ITOP信号の立上りに対するPLL基準クロックSPの位相合わせは図20〜図23に示したようにフリップフロップ回路112,113でITOPST信号を発生する時間分(約1クロック)遅れるが、この遅れ量はITOP信号に対して発振器111のクロックで所定のクロック数であればいくつであっても良い。
【0216】
〔第3実施形態〕
上記第1実施形態及び第2実施形態においては、PLL回路116で行われるFGパルスと基準クロックSPとの位相及び周波数を合わせるPLL制御では、FGパルスの立上りエッジのみを使用して制御するように構成したが、FGパルスの立上りエッジと立下りエッジの両方を使用してPLL制御するように構成してもよい。以下、その実施形態について説明する。
【0217】
図25は、本発明の第3実施形態を示す画像形成装置の構成を説明する図であり、図1と同一のものには同一の符号を付してある。
【0218】
図において、317はポリゴンモータで、軸支される例えば8面のポリゴンミラー3を回転駆動する。また、ポリゴンモータ317のロータには、永久磁石に1回転当たり2組の磁極パターンが着磁されてされており、ポリゴンモータ317の1回転当たり「H」区間と「L」区間の比が1:1となるようなFGパルスが2つ出力されるように構成されている。
【0219】
次に、316は位相ロックループ回路(PLL回路)で、カウンタ83からQA出力される基準クロックSPとポリゴンモータ317より発信されるFGパルスとを入力し、基準クロックSPの立ち上がりエッジに対して、FGパルスの立上りエッジ及び立下りエッジの両方を合せて、FGパルスと基準クロックSPとの位相を常に一致させるように、ポリゴンモータ317の駆動を制御する。即ち、FGパルスが1個出力される間に基準クロックSは2個出力される構成になっている。
【0220】
また、ポリゴンミラー3は8面体鏡であるので、ポリゴンモータ317の1回転で8つのBD信号を出力する。即ち、FGパルスが1個出力される間にBD信号は4個出力される構成になっている。
【0221】
図26は、ポリゴンモータ316によるFGパルス及びカウンタ83による基準クロックSの関係を示すタイミングチャートである。
【0222】
図において、TFGパルスは、FG信号周期で、ポリゴンモータ317の1回転で2周期となる。TSPは基準クロックSP周期で、ポリゴンモータ317の1回転で4周期となる。
【0223】
TBD′は仮想主走査記録周期で、FG信号周期TFGに対して4ライン(4周期)定義され、即ち、基準クロックSPに対して2ライン定義されている。BD′は主走査タイミング信号で、仮想主走査記録周期TBD′の先頭に定義されている。
【0224】
以上により、ポリゴンモータ317の1回転当たりのFGパルス数が前記第1実施形態の半分で第1実施形態と同様の効果が得られる。
【0225】
なお、上記実施形態のみにかかわらず、1回当たりのFGパルスの数nとポリゴンミラー3の面数mが「m=N×n(Nは自然数)」の関係があれば同様の効果が得られることは明らかである。
【0226】
なお、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置をカラーLBPに適用する場合について説明したが、特にカラーLBPに限定されるものではなく、ポリゴンミラーを用いて、感光ドラム上を走査して画像記録を行うカラーデジタル複写機に適用してもよい。
【0227】
以上のように、前述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出して実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
【0228】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【0229】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピーディスク,ハードディスク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROM,EEPROM等を用いることができる。
【0230】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0231】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0232】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用してもよい。また、本発明は、システムあるいは装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適応できることは言うまでもない。この場合、本発明を達成するためのソフトウエアによって表わされるプログラムを格納した記憶媒体を該システムあるいは装置に読み出すことによって、そのシステムあるいは装置が、本発明の効果を享受することが可能となる。
【0233】
さらに、本発明を達成するためのソフトウエアによって表されるプログラムをネットワーク上のデータベースから通信プログラムによりダウンロードして読み出すことによって、そのシステムあるいは装置が、本発明の効果を享受することが可能となる。
【0234】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る第1〜第4の発明によれば、入力される画像情報に基づく光ビームを偏向して駆動手段により駆動される回転多面体が回転駆動される像担持体上を走査し、前記像坦持体上を走査する光ビームを検知してビーム検知信号を光ビーム検知手段が発生し、前記像担持体に形成される画像が転写される転写体の所定位置を検知して第1のパルス発生手段が第1のパルス信号を発生し、前記回転多面体を駆動する駆動手段の回転に伴って所定数の第2のパルス信号を第2のパルス発生手段が前記ビーム検知信号が複数ライン分発生したときに1つの発生するように発生し、該第2のパルス信号に同期するとともに、前記ビーム検知信号と所定の位相差を有し、前記第2パルス信号の2以上の整数分の1の周期の仮想主走査同期信号を第3のパルス発生手段が発生し、該仮想同期信号に基づいて、周期が前記仮想主走査同期信号の2以上の整数倍であり前記駆動手段の駆動を制御するための基準クロック信号を第4のパルス信号発生手段が発生し、前記第3のパルス信号発生手段が順次発生する仮想主走査同期信号と前記第1のパルス信号との出力タイミングを比較して、前記順次発生する仮想主走査同期信号の中で前記第1のパルス信号の出力タイミングに最近傍の仮想主走査同期信号が前記第1のパルス信号と所定の位相差になるように、前記基準クロック信号の出力タイミングを決定手段が決定し、該決定された出力タイミングに基づいて出力される前記基準クロック信号と前記第2のパルス信号との位相差が一定となるように前記駆動手段の回転速度を制御手段が制御するので、基準クロック信号の位相調整を最小に抑え、駆動手段の回転位相の調整を最短時間に完了することが可能となる。
【0236】
従って、簡単な構成で、主走査制御系の基準信号と副走査制御系の基準信号とが所定の位相となるように最小の位相調整を短時間に完了し、色ずれのない高品位なカラー画像を安定して形成することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す画像形成装置の構成を説明する図である。
【図2】図1に示したポリゴンモータの構成を説明する図である。
【図3】図2に示したBDセンサからのBD信号と波形整形回路からのFG信号との関係を説明するタイミングチャートである。
【図4】図1に示した各部の信号タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図5】図1に示した転写ドラムとITOP信号の関係を示す図である。
【図6】図1に示したセンサからのITOP信号と波形整形回路からのFG信号及びFG信号により定義される主走査タイミング信号BD′との関係を説明するタイミングチャートである。
【図7】図1に示したPLL回路によるFG信号位相調整動作を説明するタイミングチャートである。
【図8】図1に示したセンサからのITOP信号とカウンタからの基準クロックSP及び基準クロックSPにより定義される主走査タイミング信号BD′との関係を説明するタイミングチャートである。
【図9】図1に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図10】図1に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図11】図1に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図12】図1に示したカウンタからの基準クロックSP及び基準クロックSPにより定義される主走査タイミング信号BD′の関係を示すタイミングチャートである。
【図13】本発明の第2実施形態を示す画像形成装置の構成を説明する図である。
【図14】図13に示したポリゴンモータの構成を説明する図である。
【図15】図14に示したBDセンサからのBD信号と波形整形回路からのFG信号との関係を説明するタイミングチャートである。
【図16】図13に示した各部の信号タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図17】図13に示したセンサからのITOP信号と波形整形回路からのFG信号及びFG信号により定義される主走査タイミング信号BD′との関係を説明するタイミングチャートである。
【図18】図13に示したセンサからのITOP信号とカウンタからの基準クロックSP及び基準クロックSPにより定義される主走査タイミング信号BD′との関係を説明するタイミングチャートである。
【図19】図13に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図20】図13に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図21】図13に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図22】図13に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図23】図13に示した各部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図24】図13に示したダウンカウンタからの基準クロックSP及び基準クロックSPにより定義される主走査タイミング信号BD′の関係を示すタイミングチャートである。
【図25】本発明の第3実施形態を示す画像形成装置の構成を説明する図である。
【図26】ポリゴンモータによるFGパルス及びカウンタによる基準クロックSの関係を示すタイミングチャートである。
【図27】従来の画像形成装置のレジスト合せ制御の構成を説明する図である。
【図28】図27に示した各部の信号タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 画像書き出しタイミング制御回路
2 半導体レーザ
3 ポリゴンミラー
4 f−θレンズ
5 感光ドラム
6 BDセンサ
7 転写ドラム
8 記録用紙
9 センサ
10 フラグ
18 外部装置
19 遅延回路
81 アップカウンタ
83 カウンタ
84 コンパレータ
111 発振器
112 フリップフロップ回路
113 フリップフロップ回路
114 AND回路
116 PLL回路
117 ポリゴンモータ

Claims (4)

  1. 入力される画像情報に基づく光ビームを偏向して回転駆動される像担持体上を走査する回転多面体と、
    前記像坦持体上を走査する光ビームを検知してビーム検知信号を発生する光ビーム検知手段と、
    前記像担持体に形成される画像が転写される転写体の所定位置を検知して第1のパルス信号を発生する第1のパルス発生手段と、
    前記回転多面体を駆動する駆動手段と、
    前記駆動手段の回転に伴って所定数の第2のパルス信号を発生し、前記ビーム検知信号が複数ライン分発生したときに1つの第2のパルス信号を発生させるような第2のパルス発生手段と、
    前記第2のパルス発生手段が発生する第2のパルス信号に同期するとともに、前記ビーム検知信号と所定の位相差を有し、前記第2パルス信号の2以上の整数分の1の周期の仮想主走査同期信号を発生する第3のパルス発生手段と、
    前記第3のパルス発生手段が発生する仮想主走査同期信号に基づいて、周期が前記仮想主走査同期信号の2以上の整数倍であり前記駆動手段の駆動を制御するための基準クロック信号を発生する第4のパルス発生手段と、
    前記第3のパルス発生手段が順次発生する仮想主走査同期信号と前記第1のパルス信号との出力タイミングを比較して、前記順次発生する仮想主走査同期信号の中で前記第1のパルス信号の出力タイミングに最近傍の仮想主走査同期信号が前記第1のパルス信号と所定の位相差になるように、前記基準クロック信号の出力タイミングを決定する決定手段と、
    前記決定手段により決定された出力タイミングに基づいて出力される前記基準クロック信号と前記第2のパルス信号との位相差が一定となるように前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第2のパルス発生手段は、前記駆動手段の回転駆動1回転毎に前記回転多面体の面数を整数で分割した数のパルスを発生することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記第2のパルス信号の周期は、前記基準クロック信号の周期と同一であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  4. 前記第2のパルス信号の周期は、前記基準クロック信号の周期の2倍であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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