JPH0497176A - 画像書込装置 - 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〕 この発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機。

ファクシミリ装置等の画像形成装置における画像書込装
置に関する。

〔従来の技術〕

レーザプリンタ等の画像形成装置で使用されいる画像書
込装置は、レーザビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー
）よりなる回転偏向器によって周期的に偏向して走査ビ
ームとなし、この走査ビームによって感光体ドラム等の
被走査面を走査して画像を書き込むようにしている。

このような画像書込装置においては、回転偏向器でレー
ザビームを偏向した時に回転多面鏡の製造上の誤差やそ
の機械的回転における機械的な誤差によって、走査ビー
ムの偏向の繰り返しが厳密には同一周期とならず、走査
方向にジッタを生じ画質が低下するという問題があった
ため、画像を書き込む領域の直前位置に走査ビームを受
光する光センサを配置し、各走査毎にその光センサによ
る走査ビームの検出時、すなわち光センサの出力変化（
立ち上がり又は立ち下がり）時点を同期検知時点とし、
この時点を基準として所定のタイミングで光走査を開始
するようにしている。

さらに、このようにしただけでは走査方向にまだ最大工
画素分のジッタを生じることがあるため、発振器から発
生される画像クロックのｎ倍の周波数信号を分周して位
相が順次１　／　ｎずつ遅れた複数の画像クロックを生
成し、光センサの出力に最も近い位相の画像クロックを
選択して、ジッタを１　／　ｎ画素程度に抑えることも
行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、例えば高速高画素密度のプリンタにおい
て、良好な画像を得るためにｎを大きくすると、発振器
の周波数が高くなって使用する素子の遅延により制御が
難しくなったり、放射ノイズが発生するなどの問題があ
った。

そこで、画像クロックと同じ周波数の発振器とデイレー
ラインとを用いる方法もあるが、デイレーラインは高価
であり、しかも精度に問題がある。

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、周波
数の高い発振器を使用せず、しかも低コストで書込画像
の画質を向上させることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記の目的を達成するため、レーザビームを
回転偏向器によって周期的に偏向させて走査ビームとな
し、この走査ビームによって被走査面を走査して画像を
書き込む画像書込装置において、第１図に機能ブロック
で示すように、画像を書き込む領域の直前位置で走査ビ
ームを検出する光検出手段Ａと、一定周波数で発振する
発振手段Ｂと、該手段Ｂからの周波数信号を分周して位
相の異なる複数の画像クロックを発生する画像クロック
発生手段Ｃと、光検出手段Ａによる走査ビームの検出に
応答して、画像クロック発生手段Ｃによって発生される
各画像クロックのうちのいずれか１つを選択して出力し
た後、１走査が終了するまでの期間、上記周波数信号の
１周期毎に前回と異なる位相の画像クロックを順次選択
して出力する画像クロック選択制御手段りとを設けたも
のである。

〔作　用〕

この発明による画像書込装置では、光検出手段Ａによる
走査ビームの検出に応答して、画像クロック選択制御手
段りが画像クロック発生手段Ｃによって発生される各画
像クロックのうちのいずれか１つを選択して出力し、以
後１走査が終了するまでの間、周波数信号の１周期毎に
前回と異なる位相の画像クロックを順次選択して出力す
るので、各画像クロックの出力間隔を狭めることができ
る。

すなわち、１走査期間に出力できる画像クロック数の増
加により画素密度が高くなるため、周波数の高い発振器
を使用せずに書込画像の画質を向上させることができる
。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に
説明する。

第２図は、この発明による画像書込装置を適用したレー
ザプリンタの一例を示す概略構成を示す断面図である。

このレーザプリンタは、レーザプリンタ本体１とテーブ
ル２からなり、その本体１にはそれぞれ２５０枚のカッ
ト紙を収納できる上下２個の給紙カセット３，４を着脱
可能に備え、上部に第１排紙スタッカ６と第２排紙スタ
ッカ７を２段重ねて設け、後部に第３排紙スタッカ８を
排紙口９に対して第２図の矢示方向に開閉可能に備えて
いる。

さらに、本体１内には、プリンタエンジンの作像部を構
成する感光体ドラム１０．帯電チャージャ１１．レーザ
書込装置（画像書込装置）１２゜現像装置１３．転写チ
ャージャ１４．クリーニングユニット１５及び定着装置
１１６と、レジストローラ対１７と、多数の搬送ローラ
とペーパガイド板等からなる排紙用搬送部１８と、高圧
電源ユニット１９とを備えている。

また、本体１内にはこのレーザプリンタを制御するコン
トローラ２１及びエンジンドライバ３゜の基板が装着さ
れている。

一方、テーブル２には１０００枚のカット紙を収納でき
る大量給紙トレイ５を装着しており、内部には両面ユニ
ットを構成する多数の搬送ローラとペーパガイド板等か
らなる両面プリント用の反転部２２及び反転紙給送部２
３等を備えている。

また、本体１の図示しない外部正面には前カバーが開閉
自在に備えられ、本体１の内部の点検等を行なう時はそ
のカバーを開いて各部の点検作業等を行なうようにして
いる。

次に、上記各部の動作を簡単に説明する。

コントローラ２１はコンピュータ、ワードプロセッサ等
のホストから文字コード等の印字データを受けて、その
文字コードに対応するドツトパターン（画像データ）に
変換し、エンジンドライバ３ｏはコントローラ２１から
プリントの指示がなされるとプリントシーケンスをスタ
ートする。

エンジンドライバ３０によりプリントシーケンスが開始
されると、所定のタイミングで給紙トレイ３，４又は大
量給紙トレイ５のいずれか選択されたものから給紙を始
め、その用紙の先端がレジストローラ対１７に挾持され
た状態で一時停止させる。

一方、感光体ドラム１０は第２図の矢示方向へ回転し、
帯電チャージャ１１によって帯電された表面に、レーザ
書込装［１２によってコントローラ２１からの画像デー
タに応じて変調されたレーザビームをドラム軸方向に主
走査しながら照射して露光し、静電潜像を形成する。

その潜像を現像装置１３からのトナーによって現像し、
所定のタイミングでレジストローラ対１７によって給送
される用紙に、転写チャージャ１４によって転写する。

その転写された用紙を感光体ドラム１０から剥離して定
着装ｆｆ１１６へ搬送して定着加熱し、さらに定着加熱
された用紙、すなわちプリント紙を排紙部へ送出する。

その際、排紙部として排紙用搬送部１８を介したプリン
タ上部に位置する第１排紙スタッカ６又は第２排紙スタ
ッカ７、あるいはプリンタ後部に位置する第３排紙スタ
ッカ８のいずれか選択された排紙スタッカに排紙される
。

なお、通常は第１排紙スタッカ６、第２　ＩＩ″紙スタ
ッカ７のいずれかが選択されるが、封筒や葉書などのカ
ールし易い紙を使用する場合等、特別な場合には第３排
紙スタッカ８が選択される。

ただし、排紙口９が閉じて排紙可能な状態になっていな
い時は、第３排紙スタッカ８を選択することはできない
。

ところで、両面印刷が選択されている時には、片面にプ
リントされた用紙を搬送進路を変更してテーブル２へ送
り込む。

そして、−旦両面プリント用の反転部２２へ送り込んだ
後、搬送方向を逆転して反転紙給送部２３へ搬送して待
機させ、所定のタイミングで本体１へ送り込んで、前述
と同様にして他方の面にプリントし、その後いずれかの
排紙スタッカに排紙する。

第３図は、レーザ書込装！１２とその周辺回路との接続
関係を示す図である。

エンジンドライバ３０は、プリント動作に入るとレーザ
書込制御回路３１を介してレーザダイオード（ＬＤ）３
２のパワー設定を行ない、パワー設定完了後にポリゴン
モータドライバ３３を介してポリゴンモータ３４を回転
駆動して、コントローラ２１からのドツトパターンに応
じてレーザダイオード３２から射出されるレーザビーム
を変調すると共に、画像形成のためのプロセス制御（給
紙、帯電、転写等）を司る。

また、レーザビームによる主走査の開始に先立って位相
同期制御も司る。つまり、レーザダイオード３２から射
出されるレーザビームはポリゴンモータ３４によって矢
示方向に回転するポリゴンミラー３５に入射されて偏向
されるが、それによってポリゴンミラー３５から反射さ
れたレーザビームが画像を書き込む領域外に配置されて
いる同期検知センサ３６の位置に達した時に、同期検知
センサ３６がそのレーザビームを検出して同期信号ＤＥ
ＴＰを発生するため、それを入力して主走査方向の画像
位置と給紙された用紙との同期をとるようにしている。

そして、最適なタイミングでコントローラ２１へ画像ク
ロックＷＣＬＫＢを出力し、それに同期して送られてく
る画像信号（ドツトパターン）に応じて変調したレーザ
ビームをレーザダイオード３２から射出し、それをポリ
ゴンミラー３５の回転によって偏向しながらミラー３７
を介して感光体ドラム１０上を主走査する。

第４図は画像クロック発生回路のブロック構成図であり
、第５図及び第６図はそれぞれその分周回路及び画像ク
ロック選択回路の詳細を示す回路図である。

第４図に示す画像クロック発生回路はエンジンドライバ
３０に搭載され、発振器４０１分局器４１、及び画像ク
ロック選択回路５１とによって構成されている。

発振器４０は一定周波数で発振して第７図（ア）に示す
クロック信号ＣＬＫを発生し、そのクロックＣＬＫを分
周回路４１の第５図に示す３個のフリップフロップ回路
（以下ｒＦ／ＦＪと略称する）４２〜４４により６分周
し、さらに６個のＦ／Ｆ４５〜５０がクロック信号ＣＬ
Ｋでシフトを行なって、第７図（イ）〜（キ）に示すよ
うに位相が順次１／６周期ずつ遅れたクロック信号Ｃ１
〜Ｃ６を画像クロック選択回路５１に出力する。

画像クロック選択回路５１は第６図に示すように、６個
のＦ／Ｆ　５２〜５７，６個のＡＮＤゲート５８〜６３
．及びインバータ６４と、３ビットバイナリカウンタ６
５．マルチプレクサ６６、インバータ６７、ＯＲゲート
６８，６９．ＮＯＲゲート７０とを備えている。

Ｆ／Ｆ　５２〜５７は、いず九も同期検知センサ３６か
らの同期信号ＤＥＴＰをインバータ６４で反転した信号
ＤＥＴＰＢを入力し、その立ち下がりエツジで分周回路
４１からのクロック信号Ｃ１〜Ｃ６をそれぞれラッチし
て出力する。

そして、レーザビームによる１走査の終了により、エン
ジンドライバ３０内の図示しないマイクロコンピュータ
からクロックストップ信号ＣＬＫＳＴＰ、Ｂ（ローレベ
ル信号）がリセット端子に入力された時に初期化を行な
う。

また、ＡＮＤゲート５８はＦ／Ｆ５２のＱ出力とＦ／Ｆ
　５３の／Ｑ比出力「／」は負論理を示す）とを、ＡＮ
Ｄゲート５９はＦ／Ｆ　５３のＱ出力とＦ／Ｆ　５４の
／Ｑ比出力を、ＡＮＤゲート６０はＦ／Ｆ　５４のＱ出
力とＦ／Ｆ　５５の／Ｑ比出力を。

ＡＮＤゲート６１はＦ／Ｆ　５５のＱ出力とＦ／Ｆ５６
の／Ｑ比出力を、ＡＮＤゲート６２はＦ／Ｆ５６のＱ出
力とＦ／Ｆ　５７の／Ｑ比出力を、ＡＮＤゲート６３は
Ｆ／Ｆ　５７のＱ出力とＦ／Ｆ　５２の／Ｑ比出力をそ
れぞれ入力し、ＡＮＤをとってそれぞれイネーブル信号
ＣＫＥＮＩ、２，３，４゜５．６として出力する。

３ビツトバイナリカウンタ６５はＡＮＤゲート５８から
のイネーブル信号ＣＫＥＮＩがハイレベル“Ｈ”になっ
た時にイネーブル状態になり、その後マルチプレクサ６
６の出力信号ＷＣＩをインバータ６７で反転した信号が
“ＨＩＩになる度に、その立ち上がりエツジでカウント
アツプして、出力ＡＢを“ＬＬ”→“ＬＨ”→“ＨＬ”
→“ＬＬ”と順次循環して変化させる。

マルチプレクサ６６もイネーブル信号ＣＫＥＮ１がハイ
レベルｌｌ　ＨＰ＋になった時にイネーブル状態になり
、その後入力ＡＢの組合せに応して分周回路４１からの
クロック信号Ｃ２，４，６のうちのいずれか１つを信号
ＷＣＩとして出力する。すなわち、入力ＡＢがＬＬ　Ｌ
　Ｌ　ＩＴの時はクロック信号Ｃ４を、１１　Ｌ　ＨＩ
Ｉの時はタロツク信号Ｃ２を。

ａｔ　ＨＬ　Ｈの時はクロック信号Ｃ６をそれぞれ出力
する。

なお、このマルチプレクサ６６及びバイナリカウンタ６
５はイネーブル信号ＣＫＥＮＩに対応するものであるが
、実際にはその各回路と同様のものがイネーブル信号毎
（ＣＫＥＮＩ〜６）に設けられており、それぞれイネー
ブル信号が異なることと、マルチプレクサされるクロッ
ク信号が異なるだけで回路構成は変わらないため、ここ
ではその図示及び説明は省略する。

ＯＲゲート６８は、イネーブル信号ＣＫＥＮＩに対応す
るマルチプレクサ６６の出力信号ＷＣ１、及びイネーブ
ル信号ＣＫＥＮ、２．３にそれぞれ対応する図示しない
各マルチプレクサの出力信号ＷＣ２，３を重畳してＮＯ
Ｒゲート７０に出力する。

ＯＲゲート６９は、イネーブル信号ＣＫＥＮ４〜６にそ
れぞれ対応する図示しない各マルチプレクサの出力信号
ＷＣ４〜６を重畳してＮＯＲゲート７ｏに出力する。

ＮＯＲゲート７０は、ＮＯＲゲート６８．６９の各出力
信号を重畳して反転させ、画像クロックＷＣＬＫＢとし
て第２図のコントローラ２１へ出力する。

次に、このように構成されたこの実施例の作用について
説明する。

いま、同期検知センサ３６で走査ビームが検出されると
、同期検知信号ＤＥＴＰを反転した信号ＤＥＴＰＢが第
７図（り）に示すようにｔｔＬ”になり、その立ち上が
りエツジで各Ｆ／Ｆ　５２〜５７が分周回路４１からの
クロック信号Ｃ１〜Ｃ６をラッチする。

このとき、クロック信号Ｃ１〜Ｃ６のうち信号Ｃ１，Ｃ
２がそれぞれ第７図（イ）（つ）に示すようにＩＺ　Ｈ
Ｉ＋　、　　１１　Ｌ”であるため、ＡＮＤゲート５８
に入力される信号は共に“Ｈ”となり、その出力である
イネーブル信号ＣＫＥＮＩが“Ｈ”に変化して、バイナ
リカウンタ６５及びマルチプレクサ６６をイネーブル状
態にする。

それによって、マルチプレクサ６６はまず入力ＡＢが“
ＬＬ”なのでクロック信号Ｃ４を選択し、その信号Ｃ４
が同図（オ）に示すように“Ｈ”になった時に、ＮＯＲ
ゲート７０から出力される画像クロックＷＣＬＫＢは同
図（ケ）に示すように“Ｌ”になる。

その後、クロック信号Ｃ４が同図（オ）に示すように“
Ｌ”に戻って、画像クロックＷＣＬＫＢが同図（ケ）に
示すようにｕＨ”になる時に、インバータ６７の出力も
ｚｔＨ”となって、その立ち上がりエツジでバイナリカ
ウンタ６５がカウントアツプして出力ＡＢを“ＬＨ”に
する。

それによって、マルチプレクサ６６はクロック信号Ｃ２
を選択し、その信号Ｃ２が同図（つ）に示すように“Ｈ
”になった時に、画像クロックＷＣＬＫＢが同図（ケ）
に示すように再び“Ｌ　ｔＴになる。

その後、クロック信号Ｃ２が同図（つ）に示すように“
Ｌ”となって、画像クロックＷＣＬＫＢが同図（ケ）に
示すように“Ｈｊｊになる時に、バイナリカウンタ６５
が再びカウントアツプして出力ＡＢを“ＨＬ　”にし、
マルチプレクサ６６に今度はクロック信号Ｃ６を選択さ
せる。

そして、クロック信号Ｃ６が同図（キ）に示すように“
Ｈ”になった時に１画像クロックＷＣＬＫＢは同図（ケ
）に示すように“Ｌ　ｊｊになり、その後“ＨＤに立ち
上がる時にバイナリカウンタ６５がカウントアツプによ
り出力ＡＢを再び“ＬＬ”にして、マルチプレクサ６６
に再度クロック信号Ｃ２を選択させ、それによって画像
クロックＷＣＬＫＢを同図（ケ）に示すように“Ｌ”に
する。

以後、各Ｆ／Ｆ　５２〜５７がクロックストップ信号Ｃ
ＬＫＳＴＰＢによって初期化されて、ＡＮＤゲート５８
からのイネーブル信号ＣＫＥＮＩが“Ｌ　Ｉ＋となり、
バイナリカウンタ６５及びマルチプレクサ６６がディセ
ーブル状態になるまで、マルチプレクサ６６はクロック
信号Ｃ４，Ｃ２，Ｃ６の出力を繰り返し、次の走査ライ
ンに対する同期信号ＤＥＴＰＢの出力により新たに同期
された画像クロックを発生する。

そして今度、別のイネーブル信号ＣＫＥＮがｒｌ　Ｈｔ
Ｔとなった時には１図示しないバイナリカウンタ及びマ
ルチプレクサがイネーブル状態となって画像クロックの
出力を行なう。

なお、各イネーブル信号がｉｔ　Ｈｐｒになった時の画
像クロックの発生順序は次の通りである。

ＣＫＥＮＩ　：　Ｃ４・Ｃ２・Ｃ６・Ｃ４・・・・・・
ＣＫＥＮ２　：　Ｃ５・Ｃ３・Ｃ１・Ｃ５・・・・・・
ＣＫＥＮ３　：　Ｃ６・Ｃ４・Ｃ２・Ｃ６・・・・・・
ＣＫＥＮ４：Ｃ１・Ｃ５・Ｃ３・Ｃ１・・・・・・ＣＫ
ＥＮ５　：　Ｃ２・Ｃ６・Ｃ４・Ｃ２・・・・・ＣＫＥ
Ｎ６　：　Ｃ３・Ｃ１・Ｃ５・Ｃ３・・・・・・このよ
うに、この実施例においては、同期検知センサ３６によ
る走査ビームの検出に応答して。

分周回路４１によって発生される各クロック信号（画像
クロック）のうちのいずれか１つを選択して出力し、以
後１走査が終了するまでの間、第７図に示すように発振
器４０からのクロック信号ＣＬＫ　（周波数信号）の１
周期毎に前回と異なる位相のクロック信号を順次選択し
て出力するので、各画像クロックの出力間隔を狭めるこ
とができる。

すなわち、従来は同期検知センサによる走査ビームの検
出に応答した時に、第７図に示したようなりロック信号
Ｃ１〜Ｃ６のうちのいずれか１つを選択してしまうと、
１走査が終了するまではその選択したクロック信号を画
像クロックとして出力していたため、例えばクロック信
号０１〜Ｃ６の１周期を同図（イ）に示すように１８０
　（９０＋９０）（ｎｓ）とすれば、画像クロックも当
然１８０〔層〕となるが、この実施例による画像クロッ
クの１周期は第７図（ケ）に示すように示すように従来
の３分の２に当たる１２０（９０＋３０）（μｓ〕とな
る。

したがって、ｌ走査期間に出力できる画像クロック数が
増加して画素密度が高くなるため、書込画像の画質が大
幅に向上する。

なお、高画質を要求しない場合は、発振器を周波数の低
いものに変更して放射ノイズを防止するための回路構成
を簡略化することにより、低コストを実現できるなどの
メリットがある。

たとえば、 Ａ＝画像クロックの周波数：ＭＨｚ Ｂ＝ポリゴンミラーの面数＝８面 Ｃ＝画素密度　　　　　　：　ｄ　ｏ　ｔ　／　ｉ　ｎ
　ｃ　ｈＤ＝感光体上の走査幅　　二ｍｍ Ｅ＝感光体の線速　　　　：ｍｍ／ｓｅｅ定数＝２５．
４　　　　　　：ｍｍ／１ｎｃｂとし、 画素密度Ｃ＝３００　［ｄｏｔ／１ｎｃｈ）感光体上の
走査幅Ｄ＝４００　［ｍｍ］感光体の線速　　　＝１０
０　［ｍｍ／５ｅｅ）とすれば、次式により画像クロッ
クの周波数Ａとして５．５８　［ＭＨｚｌが求まる。

Ａ＝（Ｅ＊Ｃ”本Ｄ／２５．４２） したがって、実施例で説明したように発振器のクロック
を６分周するような方式においては、従来のプリンタで
は３３．４８　（ＭＨｚ）の発振器が必要となるが、こ
の実施例では同一周波数の発振器に対する画像クロック
の１周期が従来の３分の２に減ったことから、２２．３
２　（ＭＨｚ）の発振器で済むことが分かる。

以上、この発明をレーザプリンタにおけるレーザ書込装
置に適用した実施例について説明したが、この発明はＬ
ＥＤプリンタ、液晶シャッタプリンタ等の他の光プリン
タや、デジタル複写機、ファクシミリ装置等の画像形成
装置における画像書込装置にも適用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、発振器の周波
数を変えずにレーザプリンタ等の画像形成装置を高速高
画素密度化することが可能になり、放射ノイズによる問
題や使用する素子の遅延時間による問題を抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構成を示す機能ブロック図、 第２図はこの発明による画像書込装置を適用したレーザ
プリンタの一例を示す概略構成を示す断面図、 第３図はレーザ書込装置１２とその周辺回路との接続関
係を示す図。 第４図は同じくそのエンジンドライバに搭載された画像
クロック発生回路を示すブロック構成図、 第５図は同じくその分周回路の詳細を示す回路図、第６
図は同じくその画像クロック選択回路の詳細を示す回路
図、 第７図は第４図の画像クロック発生回路における各信号
の出力タイミングを示すタイミング図である。 １・・・レーザプリンタ本体　　１０・・・感光体ドラ
ム１２・・・レーザ書込装置　　　２１・・・コントロ
ーラ３０・・・エンジンドライバ ３１・・・レーザ書込制御回路３１ ３２・・・レーザダイオード ３３・・・ポリゴンモータドライバ ３４・・・ポリゴンモータ　　３５・・・ポリゴンミラ
ー３６・・・同期検知センサ　　４ｏ・・・発振器４１
・・・分局回路 ４２〜５０．５２〜５７・・・フリップフロップ５１・
・・画像クロック選択回路 ５８〜６３・・・ＡＮＤゲート ６４．６７・・・インバータ ６５・・・３ビツトバイナリカウンタ ６６・・・マルチプレクサ　６８．６９・・・ＯＲゲー
ト７０・・・ＮＯＲゲート 第２図 第３図 第４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　レーザビームを回転偏向器によつて周期的に偏向さ
   せて走査ビームとなし、この走査ビームによつて被走査
   面を走査して画像を書き込む画像書込装置において、 画像を書き込む領域の直前位置で前記走査ビームを検出
   する光検出手段と、一定周波数で発振する発振手段と、
   該手段からの周波数信号を分周して位相の異なる複数の
   画像クロックを発生する画像クロック発生手段と、前記
   光検出手段による走査ビームの検出に応答して、前記画
   像クロック発生手段によつて発生される各画像クロック
   のうちのいずれか１つを選択して出力した後、１走査が
   終了するまでの期間、前記周波数信号の１周期毎に前回
   と異なる位相の画像クロックを順次選択して出力する画
   像クロック選択制御手段とを設けたことを特徴とする画
   像書込装置。