JP6592831B2 - モノクロ画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、モノクロ画像形成装置に関するものである。

ある画像形成装置は、レーザーダイオードからの光線をポリゴンミラーで走査している。そのような画像形成装置では、レーザーダイオード、およびポリゴンミラーを回転させるポリゴンモーターがプロセッサーにより制御される。その場合、プロセッサーは、複数のポートで、レーザーダイオード、およびポリゴンモーターをそれぞれ独立に制御している（例えば特許文献１参照）。

特開平６−３０１９７号公報

近年、高機能な画像形成装置は種々の内部装置を内蔵しており、内蔵のプロセッサーは、種々の内部装置を制御している。その際、プロセッサーは、ポートを介して各内部装置へ制御信号を供給している。しかしながら、内部装置の制御に必要なポート数が多くなり、プロセッサーの有するポートが足りなくなると、ポート数の多い高コストなプロセッサーを代わりに使用する必要がある。そのため、画像形成装置のコストが高くなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、内部装置の制御に必要なポート数が少なくて済むモノクロ画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係るモノクロ画像形成装置は、レーザー光を出射する光源と、前記光源を駆動する光源駆動回路と、前記レーザー光を走査するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモーターと、速度基準電圧に応じた回転速度で前記ポリゴンモーターを駆動する制御回路と、プロセス線速に応じた光源制御信号を前記光源駆動回路に供給して前記光源駆動回路を制御するメインコントローラーと、前記光源制御信号に応じた前記速度基準電圧を設定する設定回路とを備える。

本発明によれば、内部装置の制御に必要なポート数が少なくて済むモノクロ画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係るモノクロ画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。 図２は、図１における露光装置２の構成の一例を示す図である。 図３は、実施の形態１に係るモノクロ画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図４は、図３における設定回路４３の一例を示す回路図である。 図５は、図３における制御回路３２の動作を説明するタイミングチャートである。 図６は、実施の形態２に係るモノクロ画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係るモノクロ画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。図１に示すモノクロ画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。また、図１に示すモノクロ画像形成装置は、直接転写方式の画像形成装置である。

図１に示すモノクロ画像形成装置は、感光体ドラム１、露光装置２、現像ユニット３、搬送ベルト４、駆動ローラー５、転写ローラー６、および定着器７を備える。

露光装置２は、感光体ドラム１へレーザー光を照射して静電潜像を形成する。

現像ユニット３は、ブラックトナーが充填されているトナーコンテナーを装着され、トナーコンテナーから供給されるトナーを、感光体ドラム１上の静電潜像に付着させる。

搬送ベルト４は、駆動ローラー５からの駆動力によって周回して、感光体ドラム１へ印刷用紙を、感光体ドラム１と転写ローラー６との間へ搬送する。

転写ローラー６は、搬送されてくる印刷用紙を感光体ドラム１に接触させ、感光体ドラム１上のトナー画像を用紙に転写する。トナー画像を転写された印刷用紙は、定着器７へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

図２は、図１における露光装置２の構成の一例を示す図である。

図２において、光源２１は、レーザー光を出射する。光源２１は例えばレーザーダイオードである。光学系２２は、光源２１からポリゴンミラー２３までの間、および／またはポリゴンミラー２３から感光体ドラム１およびＰＤセンサー２４までの間に配置された各種レンズ群である。光学系２２には、ｆθレンズなどが使用される。

また、ポリゴンミラー２３は、感光体ドラム１の軸に対して垂直な軸を有し、その軸に垂直な断面が多角形であり、その側面がミラーとなっている素子である。ポリゴンミラー２３は、その軸を中心に回転し、光源２１から出射したレーザー光を感光体ドラム１の軸方向（主走査方向）に沿って走査する。ポリゴンモーターユニット２３ａは、ポリゴンミラー２３を回転させる。

また、ＰＤセンサー２４は、主走査同期信号を生成するためにポリゴンミラー２３により走査されているレーザー光を所定位置で受光するセンサーである。ＰＤセンサー２４は、光が入射すると、光量に応じた出力電圧を誘起する。ＰＤセンサー２４は、光が走査される線上の所定の位置に配置され、光のスポットがその位置を通過するタイミングを検出し、そのタイミングで形成されるパルスを主走査同期信号として出力する。

図３は、実施の形態１に係るモノクロ画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。

図３に示すように、ポリゴンモーターユニット２３ａは、ポリゴンモーター３１および制御回路３２を備える。ポリゴンモーター３１は、ポリゴンミラー２３を回転させるＤＣブラシレスモーターである。制御回路３２は、速度基準電圧に応じた回転速度でポリゴンモーター３１を駆動する。

図１および図２に示すモノクロ画像形成装置は、光源駆動回路４１、メインコントローラー４２、設定回路４３、およびクロック生成回路４４をさらに備える。

光源駆動回路４１は、光源制御信号Ｖｒｅｆにより指定されたパワーで光源２１を駆動する回路である。例えば、光源制御信号Ｖｒｅｆは、所定の２値（ハイおよびロー）のレベルを取り得る信号である。

メインコントローラー４２は、通常の画像形成時の速度である全速や、厚紙を通紙させる場合又は画像表面のグロス処理を行う場合等に用いる半速などのプロセス線速に応じた光源制御信号Ｖｒｅｆを光源駆動回路４１に供給して光源駆動回路４１を制御する。

メインコントローラー４２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサーであり、１または複数のポート（つまり、物理的なＩ／Ｏポート）を備えており、制御プログラムなどに従って動作する。

設定回路４３は、光源制御信号Ｖｒｅｆに応じた速度基準電圧Ｖｐを設定する。つまり、制御回路３２は、設定回路４３により設定された速度基準電圧に応じた回転速度でポリゴンモーター３１を駆動する。

図４は、図３における設定回路４３の一例を示す回路図である。図４に示す設定回路４３では、トランジスターなどのスイッチング素子Ｑが、光源基準信号Ｖｒｅｆによりオン／オフされる。

ここでは、メインコントローラー４２は、プロセス線速を全速に設定する場合、光源２１のレーザー光のパワーを大きくするために光源基準信号Ｖｒｅｆをハイレベルとし、プロセス線速を半速に設定する場合、光源２１のレーザー光のパワーを小さくするために光源基準信号Ｖｒｅｆをローレベルとする。光源基準信号Ｖｒｅｆがハイレベルであるときには、スイッチング素子Ｑがオンし、光源基準信号Ｖｒｅｆがローレベルであるときには、スイッチング素子Ｑがオフする。

したがって、光源基準信号Ｖｒｅｆがハイレベルであるときには、速度基準電圧Ｖｐは、抵抗Ｒ１，Ｒ３の並列回路の抵抗と抵抗Ｒ２との分圧比で電源電圧＋Ｖｃｃを分圧して得られる電圧とされる。一方、光源基準信号Ｖｒｅｆがローレベルであるときには、速度基準電圧Ｖｐは、抵抗Ｒ１の並列回路の抵抗と抵抗Ｒ２との分圧比で電源電圧＋Ｖｃｃを分圧して得られる電圧とされる。これにより、速度基準電圧Ｖｐは、光源基準信号Ｖｒｅｆがローレベルであるときには（半速の場合）、光源基準信号Ｖｒｅｆがハイレベルであるとき（全速）より高くなる。

クロック生成回路４４は、所定の一定周波数でクロック信号を生成する。

実施の形態１では、メインコントローラー４２は、１または複数のポートを備え、光源制御信号Ｖｒｅｆとして、いずれか１つのポート４２ａを介して１つの信号を光源駆動回路４１へ出力する。設定回路４３は、この１つの信号のレベルに応じた速度基準電圧Ｖｐのレベルを設定する。

図５は、図３における制御回路３２の動作を説明するタイミングチャートである。

図５に示すように、制御回路３２は、クロック生成回路４４により生成された所定周波数のクロック信号（矩形波）から所定周波数の三角波を生成し、その三角波と速度基準電圧Ｖｐとを比較して、速度基準電圧Ｖｐに応じたデューティの駆動信号を生成し、その駆動信号でポリゴンモーター３１を駆動する。

プロセス線速が全速である場合、光源基準信号Ｖｒｅｆがローレベルに設定され、速度基準電圧Ｖｐは低くなり、駆動信号のデューティが高くなる。これにより、ポリゴンモーターの回転速度が高くなる。一方、プロセス線速が半速である場合、光源基準信号Ｖｒｅｆがハイレベルに設定され、速度基準電圧Ｖｐは高くなり、駆動信号のデューティが低くなる。これにより、ポリゴンモーターの回転速度が低くなる。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

メインコントローラー４２は、例えばユーザー操作などに従ってプロセス線速を全速または半速に選択すると、その選択したプロセス線速に応じた光源制御信号Ｖｒｅｆを出力する。

光源駆動回路４１は、その光源制御信号Ｖｒｅｆに応じたパワーで、光源２１にレーザー光を出射させる。

他方、設定回路４３は、その光源制御信号Ｖｒｅｆに応じた速度基準電圧Ｖｐを設定する。そして、ポリゴンモーターユニット２３ａの制御回路３２は、上述のようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、その速度基準電圧Ｖｐに応じた回転速度でポリゴンモーター３１を駆動する。

これにより、光源駆動回路４１および制御回路３２は、１つの光源制御信号Ｖｒｅｆに従って、各プロセス線速に対応した動作をする。

以上のように、上記実施の形態１によれば、光源駆動回路４１は、レーザー光を出射する光源２１を駆動する。ポリゴンモーター３１は、そのレーザー光を走査するポリゴンミラーを回転させる。制御回路３２は、速度基準電圧Ｖｐに応じた回転速度でポリゴンモーター３１を駆動する。メインコントローラー４２は、プロセス線速に応じた光源制御信号Ｖｒｅｆを光源駆動回路４１に供給して光源駆動回路４１を制御する。そして、設定回路４３は、その光源制御信号Ｖｒｅｆに応じた速度基準電圧Ｖｐを設定する。

これにより、光源２１のレーザー光を調節するための光源制御信号Ｖｒｅｆを利用してポリゴンモーター３１の回転速度を調節するため、光源制御信号Ｖｒｅｆとは別に、ポリゴンモーター３１の回転速度を調節するためにポートを使用する必要がなく、内部装置の制御に必要なポート数が少なくて済む。

実施の形態２．

図６は、実施の形態２に係るモノクロ画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。

実施の形態２では、図６に示すように、メインコントローラーは、複数のポートを備え、光源制御信号としてそれらのポートのうち、プロセス線速の種別の数（ここでは、全速および半速の２種類）と同数のポート４２ａ，４２ｂを介してその種別の数と同数の信号を光源駆動回路４１へ出力する。光源駆動回路４１は、それらの信号に従って光源２１のレーザー光のパワーを調節する。また、設定回路４３は、その種別の数と同数の信号Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２のうちに少なくとも１つ（ここでは、２つ）のレベルに応じた速度基準電圧Ｖｐのレベルを設定する。

なお、実施の形態２に係るモノクロ画像形成装置のその他の構成および動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

本発明は、例えば、モノクロ画像形成装置に適用可能である。

２１ 光源
２３ ポリゴンミラー
３１ ポリゴンモーター
３２ 制御回路
４１ 光源駆動回路
４２ メインコントローラー
４２ａ，４２ｂ ポート
４３ 設定回路

Claims (4)

1. レーザー光を出射する光源と、
   前記光源を駆動する光源駆動回路と、
   前記レーザー光を走査するポリゴンミラーと、
   前記ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモーターと、
   速度基準電圧に応じた回転速度で前記ポリゴンモーターを駆動する制御回路と、
   プロセス線速に応じた光源制御信号を前記光源駆動回路に供給して前記光源駆動回路を制御するメインコントローラーと、
   前記光源制御信号に応じた前記速度基準電圧を設定する設定回路と、
   を備えることを特徴とするモノクロ画像形成装置。
2. 前記メインコントローラーは、１または複数のポートを備え、前記光源制御信号として前記ポートのうちの１つを介して１つの信号を前記光源駆動回路へ出力し、
   前記設定回路は、前記１つの信号のレベルに応じた前記速度基準電圧のレベルを設定すること、
   を特徴とする請求項１記載のモノクロ画像形成装置。
3. 前記メインコントローラーは、複数のポートを備え、前記光源制御信号として前記ポートのうち、前記プロセス線速の種別の数と同数のポートを介して前記種別の数と同数の信号を前記光源駆動回路へ出力し、
   前記設定回路は、前記種別の数と同数の信号のうちに少なくとも１つのレベルに応じた前記速度基準電圧のレベルを設定すること、
   を特徴とする請求項１記載のモノクロ画像形成装置。
4. 前記制御回路は、所定周波数の三角波と前記速度基準電圧とを比較して、前記速度基準電圧に応じたデューティの駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記ポリゴンモーターを駆動することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のモノクロ画像形成装置。

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