JPH0276754A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高精度な回転を必要とする複写機やレーザビ
ームプリンタ等の画像記録装置を構成している感光体の
速度制御に関するものである。

（従来の技術） 従来、主として感光ドラムの回転速度の制御には、感光
ドラムに直結したロータリーエンコーダーを用いて軸の
回転速度を検出し、これをコントローラにフィードバッ
クして設定速度（目標値）に対する速度変化量を求めて
制御する方式を用いていた。このロータリー、エンコー
ダーは、回転する１枚の円盤に円周方向に複数のスリッ
トが一定間隔で設けられており、この円盤が、発光素子
と受光素子が一体型になったセンサーの間で回転するよ
うに設置されている。軸回転中は１発光素子は連続的に
光を出力しており、円盤のスリットがこのセンサーを通
過するときにこの光が受光素子で検出される。この場合
受光素子で検出される光量を、スリット通過時が１、そ
れ以外が０の２値であるとすると、このスリットと次の
スリットまでの通過時間をパルスカウンタによってスリ
ットパルスをカウントし、このパルスカウント数をこの
間の回転速度として検出している。感光ドラムを回転さ
せるモータの起動時等、軸の回転速度に変動があるとき
には、ロータリーエンコーダーで検出されるパルスカウ
ント数が変動し、このパルスカウント数を、モータをコ
ントロールするコントローラにフィードバックして、目
標の回転速度が得られるように、あるいは回転速度が一
定になるように制御し、ている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の感光ドラムの回転速度制
御方式には、以下に示すような問題点があった。

（１）ロータリーエンコーダーが感光ドラムの駆動軸に
直結しており、感光ドラム中心と駆動軸中心が偏心して
いる場合、感光ドラム軸に高精度に回転速度が伝達され
ても感光ドラムの表面速度は一定ではなく変動してしま
う。

このことは、高精度な感光ドラムの表面速度を必要とし
ている高精細画像出力のレーザプリンタ等において、用
紙の進行方向（副走査方向）に対する走査間隔が変動し
、副走査方向の解像度に影響を及ぼす。

（２）ロータリー二ン二一ダーで検出されるのは、感光
ドラムの駆動軸の回転速度であり感光ドラムの表面速度
は直接には検出できない、また、回転速度の検出および
制御を逐次的に行っているので、モータ軸から感光ドラ
ム軸までの歯車等の伝達機構部で生じる周期的な速度む
らが、実際の感光ドラム表面でどのように影響を及ぼし
ているかを検出することができなく、この速度むらを除
去するようにあらかじめ補正しておくことができない。

（３）ロータリーエンコーダーは１円盤のスリット間隔
が比較的大きいので高精度な制御をすることができなく
、また、上述したように逐次的な制御方式であるので、
制御に時間遅れを生じてしまう。

以上（１）、（２）、（３）の問題点は感光体として感
光ドラムを有する電子写真記録装置について説明したが
、他の感光体、例えば回転する２つのドラムに巻き回さ
れて回転する感光ベルトであっても同様の問題が生ずる
。

この発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、偏心
や伝達機構部が原因となって生ずる周期的な速度むらを
予め検出しておき実際の画像記録時における感光体表面
速度を一定に制御でき、しかも制御に時間遅れの生じな
い画像記録装置の感光体速度制御装置を得ることを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明にあっては。

画像データに基づいて明滅する光ビームを感光体の回転
方向に対して直角方向に走査して画像を記録する画像記
録装置において、前記画像データ非記録時において、前
記感光体上に一定の時間間隔で記録された画像パターン
を検出し、該画像パターンの検出値に基づいて感光体表
面の速度を計算して目標速度との速度誤差を検出してメ
モリしておき、前記画像データ記録時において、感光体
ドラムの回転位置に同期させて読み出した速度誤差から
補正量を計算して上記感光体の速度制御を行なうことを
特徴とする。

（作　用） 本発明は、たとえば電源投入時等の画像データを記録し
ていない期間に感光体表面速度を検出して速度誤差をメ
モリしておく。

そして画像データ記録時において感光体の回転位置に同
期させて速度を補正することにより、感光体の速度を制
御するものである。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第１
図（Ｂ）は本発明の一実施例に係る画像記録装置の概略
構成を示している０図において、１は感光体としての感
光ドラムであり、゛この感光ドラム１の周囲には、静電
写真プロセスを構成する１次帯電器３、現像器２、転写
帯電器４およびクリーナー５が順番に配設されている。

一方、６は感光ドラムｌ上に画像データに対応して明滅
するビームにより感光ドラムｌ上をその回転方向（副走
査方向）に対して直角方向（主走査方向）に走査して画
素ごとに画像を記録するレーザスキャナである。このビ
ームは折り返しミラー７によって感光ドラム１側に折り
返される。一方、８゜１１は発光素子であり、９は対物
レンズ、１０はＣＣＤカメラ、１２は受光素子である。

図において、１次帯電器３により、マイナス電位に帯電
された感光ドラムｌの表面は、レーザスキャナ６により
走査されるレーザビームで照射される（露光される）と
静電潜像を形成し、その後、現像器２で現像されて可視
像となる。従来、電源投入後プリント開始までや紙間な
どの画像データが感光ドラムに記録されない場合は、レ
ーデスキャナ６からは白データが出力されている（レー
ザは出力されなかった）０本発明では、上記の期間にお
いて、レーザスキャナー６からレーザビームを一定周期
で出力し感光ドラム上に線像パターンの潜像を形成して
、これを現像器２で現像した後、この形成された線像パ
ターンを読み取るために、発光素子８より連続的に光を
出力して、感光ドラムからの反射光を対物レンズ９で拡
大してＣＣＤカメラ１０によって検出するものである。

また、感光ドラム１の位置を検出するための感光ドラム
の位相合わせタック信号Ｓｒが、あらかじめ製造時に感
光ドラムの印字領域外に記録しておいた線像（あるいは
点像）を、発光素子１１から連続的に照射される光が感
光ドラム上で反射して、これを受光素子１２で検出する
ことにより出力される。この信号Ｓｒによって、速度検
出拳補正計算の開始会終了が設定されるとともに、感光
ドラムの初期位置が１回転毎に設定できることから、後
述する補正テーブルからの補正値読み出しを正確に行う
ことができる。

第２図は、従来のロータリーエンコーダで検出した感光
ドラム軸の回転速度を示したものであり、横軸は時間ｔ
、縦軸は回転速度Ｖである０図に示すように、回転速度
Ｖは、平均速度（目標値）Ｖａに対して１周期ＴでΔＶ
の変動が生じている。このような速度変動をもつ感光ド
ラムに、一定の時間間隔でレーザビームを照射する（例
えば、レーザスキャナ６を構成しているポリゴンミラー
が数回転する間に１度、すなわち、ポリゴンミラーの１
面だけにレーザビームが出力されるようにする）と、第
３図に示すように、感光ドラムには、間隔がＬｌ　（ｉ
＝ｌ〜ｎ）なる線像パターンが形成される。この線像パ
ターンをＣＣＤカメラで検出すると、第５図に示すよう
になる。

第４図は、上記の第３図の線像パターンの形成制御、お
よび、この線像パターンが現像器により現像された後で
、ＣＣＤカメラにより検出される画像の読み込み制御と
を行う回路の基本構成を示す、第４図において、１３は
ＢＤ通過フィルタ、１４はＢＤ分周回路、１５は遅延回
路、１６はレーザ駆動回路、１７は画像読み取り回路、
１８は補正回路である。

ＢＤ通過フィルタ１３は、入力信号としてはＰＲＳＥＴ
　、　ＳｒおよびＢＤの３種類であり、出力はＢＤであ
る。ＰＲＳＥＴは、画像データの印字以外の期間におい
て速度検出・補正計算を行う場合についてのみ、エンジ
ンコントローラ側から送出される信号であり、この信号
がＴｒｕｅ　（間）の期間において感光ドラムの位相合
わせタック信号ＳＴが受付可渣（ｅｎａｂｌｅ）となる
、また、この信号がＴｒｕｅになってから、ＳＴが２パ
ルス入力されるとＰＲ５ＥＴ信号がＦａｌｓｅ　　（偽
）となり、Ｓｒは受付不可能（ｄｉｓｅｎａｂｌｅ）と
なる、感光ドラムの位相合わせタック信号ＳＴは、上述
したように、速度検出・補正計算の開始拳終了を制御す
る信号であり、スイッチングにより、最初に１パルス入
力されてから２パルス目が入力されるまでの期間におい
て、ＢＤをＢＤ分周回路１４と遅延回路１５に送出する
が、２パルス目が入力された後は、ＢＤを送出不可能と
するとともに、ＰＲＳＥＴをＦａｌｓｅとする。したが
って、第４図において１４から１７は、ＰＲＳＥＴが丁
ｒｕｅで、Ｓｒが最初に１パルス入力されてから２パル
ス目が入力されるまでの期間においてのみ動作すること
になる。

ビーム照射位置から線像パターン検出位置までの距離が
、いくつのＢＤカウント数に相当するかをあらかじめ計
測しておけば、この線像パターンが感光ドラムに記録さ
れてから、ＣＣＤカメラで検出されるまでの遅延時間Ｔ
Ｏがわかる。レーザ出力周期ＴＬは、ポリゴンミラーが
数回転する間に一度、すなわち、ポリゴンミラーの面倒
れの影響を受けないようにするために、ポリゴンミラー
の１面だけで出力されるようＢＤ分周回路１４でカウン
トし、レーザ駆動回路１６にレーザ出力タイミング信号
ＳＬ　を出力して、レーザを発光させる。また、ＢＤ分
周回路１４は、遅延回路１５で出力される画像読み取り
タイミング信号Ｓｔがレーザ発光周期ＴＬであるように
、遅延回路１５に対してもタイミング信号ＳＬ　を出力
する。したがってまず最初に、遅延回路１５は、上記遅
延時間Ｔ（１に相当するＢＤ数だけカウントした後、画
像読み取り回路１７に対して画像読み取りタイミング信
号Ｓｌ　を出力し、その後はレーザ出力タイミング信号
ＳＬ　に同期して画像読み取りタイミング信号Ｓｌ　を
出力することによって１画像読み取り回路１７は、遅延
時間Ｔｏ後にＣＣＤカメラで検出される線像パターンを
入力する。また、遅延回路１５は１画像読み取りタイミ
ング信号Ｓｒを出力するとともに、補正回路１８に対し
ても、感光ドラム位置（総ＥＤ数−遅延時間ＢＤ数）Ｚ
ｌを出力する。

第５図は、横軸はＣＣＤカメラの画素数Ｎ、縦軸はＣＣ
Ｄカメラで検出される光量レベルＩを示しており、工■
は線像が形成されていない部分の光量レベル、Ｉ［は線
像が形成されている部分の光量レベル、ＩＳ＋はこの光
量レベルを２値化するためのスライスレベル、Ｎｉは線
像間距離Ｌ１をＣＣＤカメラの画素レベルで表した値で
ある０発光装置から光を照射したとき、感光ドラム上に
この線像パターンが形成されている部分は、反射率が低
下するので、ＣＣＤカメラで検出される光量レベルエが
低くなり、逆に、線像パターンが記録されていない部分
は、光量レベルＩは高くなる。

したがって、スライスレベルＩＳＩによって、線像が形
成されている部分は０レベル、形成されていない部分は
ルベルとなり、線像間距離Ｌ１がＣＣＤカメラの画素間
距離Ｎ１で表される。第６図に示すように、あらかじめ
、感光ドラムの表面速度の目標値をＮ　ｂａＳｅに設定
しておくことにより、この画素数Ｎ１の目標値Ｎ　ｂａ
ｓｅからの差ΔＮｉ　を求めることができる。

第６図は、横軸は感光ドラムに記録される線像間距離の
添字ｉ、縦軸は画素間距離Ｎ１を示しており、ｉｒは第
２図で示す速度むらの周期Ｔに相当する。

第２図および第６＠に示すような感光ドラムの周期的な
速度むらの補正を行うために、あらかじめ、１周期Ｔ（
第５図においてｉｒ）分の補正テーブルを形成しておく
、第５図における速度むらの周期ｉｒは、第３図の線像
パターンを形成する際にレーザスキャナにおけるビーム
デイテクション（ＢＤ）をカウンタで計測し、画素間距
離の時間的な変動値を計算しておくことによって検出で
きる０画像データの記録時にはＢＤをカウントして、補
正テーブル中でこのＢＤカウント数に対するデータを読
み込みコントローラでモータの回転数を補正することに
より、この周期的な速度むらが除去される。

第７図は、第４図の画像読み取り回路１７で読み取られ
た画像データから感光ドラムの表面速度を検出し、速度
むら補正を行うための回路１８の基本構成を示しており
、第４図および第５図で示す処理を行う、第７図におい
て、１９は２値化回路、２０はカウンタ、２１はコンパ
レータ、２２は補正テーブルである０画像読み取り回路
１７で読み取られた画像データは、ｚ値化回路１９に取
り込まれ、スライスレベルＩＳＩによって、線像が形成
されている部分はＯ（Ｌａｗレベル）、形成されていな
い部分は１　（Ｈｉｇｈレベル）に２値化され、カウン
タ２０に対してこの２値化データを出力する。カウンタ
２０は、このｚ値化データのＯからＯまでの画素間距離
Ｎｌ　、すなわち、線像間距離をカウントし、この値Ｎ
ｌ　をコンパレータ２１に出力する。コンパレータ２１
では、このＮ１　と、あらかじめ設定しておいた、感光
ドラム表面速度のＣＣＤカメラ画素レベルでの目標値Ｎ
ｂａｓｅとの比較を行い、速度誤差ΔＮ１を補正テーブ
ル２２（第８図参照）に対して出力した後にラッチ信号
Ｌｓを出力する。補正テーブル２２は、コンパレータ２
１からの速度誤差ΔＮ＋　と遅延回路１５からの感光ド
ラム位置Ｚｉ　　とをラッチ信号Ｌｓによって取り込む
。

この補正テーブル２２は、第８図に示すように、シフト
レジスタ２３と、感光ドラム位置参照テーブル２４と速
度誤差テーブル２５の２種類のテーブル、さらに、補正
値回路２６と２個の論理ゲートから構成されており、２
７はモータ制御回路である。感光ドラム位置参照テーブ
ル２４は、ｎ個のプログラマブルカウンタＰｉから構成
されており、各々のＰｉは、遅延回路１５より出力され
る感光ドラム位置Ｚ＋　をシフトレジスタ２３から出力
されるラッチ信号Ｌｗ［で取り込む、速度誤差テーブル
２５は、ｎ個のバッファＱ１から構成されており、上記
同様に、各々のバッファＱ１はラッチ信号Ｌ　ｗ　Ｉに
より速度誤差ΔＮｌを取り込む。

以上のようにして、画像データの感光ドラムへの記録時
以外の期間において感光ドラム位置Ｚｉおよび速度誤差
ΔＮ＋　を補正テーブル２２に記録する。また、テーブ
ル内の各ＰｉおよびＱｌは、電源投入時にＲｅ５ｅｔを
エンジンコントローラ側から送出することによって、デ
ータをクリアし、この後で、感光ドラム位置Ｚ１および
速度誤差ΔＮｌが各々のＰｌおよびＱｌに書き込まれる
。

これに対して画像データの印字期間（プリント期間）中
は、感光ドラムの位相合わせタック信号ＳＴが入力され
ることにより、感光ドラム位置テーブル２４中の各Ｐｉ
がＲｅ５ｅｔする。すなわち、このＳｒは感光ドラムの
位置合わせを１回転毎に行うための信号であり、これに
より正確な速度誤差テーブルの読み出しを行うことがで
きる。

感光ドラム位置テーブル２４中の各々のＰｉ　は、ＢＤ
をカウントして記録されている感光ドラム位ｍＺ＋　と
比較し、ＢＤのカウント値とＺｉが等しくなると速度誤
差テーブル２５中のＱ＋に記録されている速度誤差ΔＮ
！を読み出すためのラッチ信号Ｌｒｉを出力する。速度
誤差テーブル２５中の各々のＱｌは、このラッチ信号Ｌ
ｒ＋により速度誤差ΔＮ１が読み出され、補正値回路２
６に対して、このΔＮ１を送出する。補正値回路２６は
、このΔＮｌをモータ制御回路へ出力するための補正値
ΔＭ＋　を計算し、この６Ｍ１をモータ制御回路２７に
出力する。

以上のように、あらかじめプリント時以外の期間に感光
ドラム上洛位置での表面速度を検出し、速度むらを補正
するための補正テーブルを形成しておき、プリント時に
はこの補正テーブルから感光ドラム上の各位置に対する
補正値をモータ制御回路に出力することによって、高精
度に感光ドラムの表面速度を制御することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、例えばモータ軸から感
光ドラム軸までの歯車等の伝達機構部により生ずる周期
的な速度むらあるいは偏心を原因とする周期的な速度む
らをもつような感光体において、例えば電源投入時等画
像データを記録していない期間（画像データ非記録時）
に感光体の表面速度を検出してその速度の速度誤差を検
出しておいて１画像記録時に感光体表面位置（回転数を
含む）に同期させて速度を補正するようにしたので、こ
の周期的な速度むらを除去し、高精度に感光ドラムの表
面速度を制御することができる。

また、この補正は画像データ記録を行う前の画像データ
非記録時に行っておくことができ、制御に時間遅れを生
じることがない。

また、従来問題となっていた、ベタ黒パターン等の画像
で顕著に現れた画像むらを除去できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の実施例で感光ドラムの表面速度
を検出するための装置構成を示す図、第１図（Ｂ）は本
発明のブロック図、第２図は感光ドラにの軸回転速度を
示す図、第３図は本実施例で感光ドラムに記録された線
像パターンを示す図、第４図（Ａ）は線像パターン形成
の制御およびこの線像パターン読み取の制御とを行う基
本回路構成を示す図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）の動
作をあられす波形図、第５図は第３図の線像パターンを
ＣＣＤカメラで検出した図、第６図はＣＣＤカメラで検
出される線像パターン間隔の時間的変動を示す図、第７
図は補正回路の基本構成図、第８図は補正テーブルの構
成図である。 符号の説明 ■・・・感光体（感光ドラム） ６・・・レーザスキャナ（走査手段） ８．１１・・・発光素子 １０・・・ＣＣＤカメラ　１２・・・受光素子１６・・
・レーザ駆動回路 １７・・・画像読取り回路 １８・・・補正回路　　　２２・・・補正テーブル２４
・・・感光体ドラム位置テーブル ２５・・・速度誤差テーブル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像データに基づいて明滅する光ビームを感光体の回転
   方向に対して直角方向に走査して画像を記録する画像記
   録装置において、 前記画像データ非記録時において、前記感光体上に一定
   の時間間隔で記録された画像パターンを検出し、該画像
   パターンの検出値に基づいて感光体表面の速度を計算し
   て目標速度との速度誤差を検出してメモリしておき、 前記画像データ記録時において、感光体ドラムの回転位
   置に同期させて読み出した速度誤差から補正量を計算し
   て上記感光体の速度制御を行なうことを特徴とする画像
   記録装置。