JPH0894949A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２点間のレーザ光走査時間に相当するカウン
ト数の測定を複数回行い、その測定カウント数の平均値
に基づいて書き込みクロック周波数の補正を行う画像形
成装置を提供する。 【構成】 主走査方向へ移動するレーザ光を検出する複
数のレーザ光検出手段と、前記複数のレーザ光検出手段
の一つがレーザ光を検出してから他のレーザ光検出手段
の一つがレーザ光を検出するまでの間の所定のクロック
のカウント数を計測する計測手段と、前記計測手段によ
るカウント数の計測を複数回行って平均値を求める演算
手段と、前記演算手段で求めた平均値とあらかじめ設定
された基準カウント数とを比較し、前記平均値が基準カ
ウント数と一致あるいは略一致するように書き込みクロ
ック周波数を補正する書き込み周波数補正手段とを備え
たことを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて感光
体へ画像情報の書き込みを行う画像形成装置に関し、よ
り詳細には、少なくとも２つ以上のレーザ光検出手段に
よって、レーザ光検出手段の一つがレーザ光を検出して
から他のレーザ光検出手段がレーザ光を検出するまでの
間の所定のクロックカウント数を計測し、計測値に基づ
いて書き込みクロック周波数を補正する画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置として、レーザ光を
用いて感光体へ画像情報の書き込みを行う画像形成装置
がある。近年、このような画像形成装置では、低コスト
化・軽量化等の目的で、プラスチックレンズが使用され
るようになっている。また、レーザプリンター、レーザ
ファクシミリ装置、レーザ複写機等の画像形成装置の普
及や、用途の広がりに伴って、画像の等倍性（変倍の正
確さ）の要求がさらに高くなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラスチックレンズを用いた画像形成装置では、低コス
ト化・軽量化等を図ることができるものの、環境温度の
変化や、機内温度の変化等によって、プラスチックレン
ズの状態が変化するため、感光体の像面で走査位置が変
化し、主走査方向の倍率誤差が発生し、高品位の画像を
えられなくなるという問題点があった。特に、拡大・縮
小等を正確に行う必要がある複写機においては、画像の
等倍性（変倍の正確さ）が低下するため問題となってい
た。さらに、ポリゴンミラーを用いてレーザ光を制御す
る画像形成装置では、ポリゴンミラーの回転ムラが記録
に影響を与える。ポリゴンミラーの回転ムラには、ポリ
ゴンミラー面の面ごとの平面度（凸凹）により一回転の
周期で変動する、一回転内回転ムラと、ポリゴンミラー
を回転駆動するモータの回転ムラにより長期で変動する
長周期回転ムラがある。そして、２つのレーザ光検出手
段の２点間をレーザが走査する間のクロックカウント数
を計測し、計測値に基づいて書き込みクロック周波数を
補正する画像形成装置にでは、２点間をレーザが走査す
る間のクロックカウント数を計測した結果が、ポリゴン
ミラーの回転ムラにより、その時々で変化する。従っ
て、２点間の１回の計測値に基づいて書き込みクロック
周波数を補正すると、ポリゴンミラーの回転ムラ影響し
て、全体にずれた補正がなされてしまう問題がある。本
発明は上記に鑑みてなされたものであって、温度変化の
影響による走査速度の変化やポリゴンミラーの回転ムラ
に影響されることなく、常に等倍性（変倍の正確さ）を
保った高品位の画像を得ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、複数のレーザ光を用いて
記録を行う画像記録装置において、面倒れによるレーザ
光変動許容範囲に対応するレーザ光主走査方向に垂直の
長さを有する第１の受光素子と、前記第１受光素子に対
してレーザ光主走査方向下流に配置され、面倒れによる
レーザ光変動検出可能範囲に対応するレーザ光主走査方
向に垂直の長さを有する第２の受光素子とから成ること
を特徴とするものである。

【０００５】また、請求項２に記載の発明は、複数のレ
ーザ光を用いて記録を行う画像記録装置において、面倒
れによるレーザ光変動許容範囲に対応するレーザ光主走
査方向に垂直の長さを有する第１の受光素子と、前記第
１受光素子に対してレーザ光主走査方向下流に配置さ
れ、面倒れによるレーザ光変動検出可能範囲に対応する
レーザ光主走査方向に垂直の長さを有する第１の受光部
と、該第１の受光部から前記第１の受光素子をはさんで
レーザ光主走査上流方向に延在し、端面が前記第１の受
光素子と揃って配置された第２の受光部とを有する第２
の受光素子とから成ることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】請求項１の発明では、２点間のレーザ光走査時
間に相当するカウント数の測定を複数回行い、その測定
カウント数の平均値に基づいて書き込みクロック周波数
を補正するので、主にポリゴンミラーの一回転内回転ム
ラによる影響を排除して書き込みクロック周波数補正で
きる画像形成装置を提供できる。

【０００７】請求項２の発明では、２点間のレーザ光走
査時間に相当するカウント数の測定を、ポリゴンミラー
面数の整数倍の回数分だけ測定を行い、その測定カウン
ト数の平均値に基づいて書き込みクロック周波数を補正
するので、ポリゴンミラーの一回転内回転ムラ及び長周
期回転ムラによる影響を排除して書き込みクロック周波
数補正できる画像形成装置を提供できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の詳細について説明する。図１
は、実施例１の画像形成装置の書き込み部の構成を示
す。レーザダイオード１０１から出射されたレーザ光は
ポリゴンミラー１０２に入射する。ポリゴンミラー１０
２は正確な多角形をしており、一定方向に一定の速度で
回転している。この回転速度は、感光体ドラム１０３の
回転速度と書き込み密度とポリゴンミラー１０２の面数
によって決定されている。

【０００９】ポリゴンミラー１０２に入射されたレーザ
光は、その反射光がポリゴンミラー１０２の回転によっ
て偏向される。偏向されたレーザ光はｆθレンズ１０４
に入射する。ｆθレンズ１０４は低コスト化・軽量化の
目的からプラスチックレンズで形成されており、角速度
が一定の走査光を感光体ドラム１０３上で等速走査する
ように変換して、感光体ドラム１０３上で最小点となる
ように結像し、さらに面倒れ補正機構も有している。

【００１０】ｆθレンズ１０４を通過したレーザ光は、
先ず、画像域外に配置された第１のレーザ光検出センサ
１０５の位置に到達し、次に感光体ドラム１０３を経
て、さらに画像域外に配置された第２のレーザ光検出セ
ンサ１０６の位置に到達して、それぞれ受光される。こ
こで、第１のレーザ光検出センサ１０５および第２のレ
ーザ光検出センサ１０６が本実施例のレーザ光検出手段
であり、特に、第１のレーザ光検出センサ１０５は、レ
ーザ光走査同期信号（同期検知信号）の検出を行うため
の同期検知センサとしての役割も果たしている。

【００１１】第１のレーザ光検出センサ１０５および第
２のレーザ光検出センサ１０６は、レーザ光を受光する
とそれぞれ検出信号ＤＥＴＰ１，ＤＥＰＴ２を書込クロ
ック生成回路１０７へ出力する。

【００１２】書込クロック生成回路１０７は、検出信号
ＤＥＴＰ１，ＤＥＰＴ２に基づいて、第１のレーザ光検
出センサ１０５がレーザ光を検出してから第２のレーザ
光検出センサ１０６がレーザ光を検出するまでの間の所
定のクロックのカウント数を計測して、計測されたカウ
ント数と後述する基準カント数とを比較し、計測したカ
ウント数が基準カウント数と略一致するように書き込み
クロック周波数を補正し、該書き込みクロック周波数に
基づいて、書き込みクロックＣＬＫ０を出力する。

【００１３】なお、このとき、書込クロック発生回路１
０７は、書き込みクロックＣＬＫ０として互いに位相の
異なる複数のクロックを出力する。また、書込クロック
発生回路１０７は書き込みクロックの生成によって書き
込み倍率を補正するため、倍率補正回路と呼ぶこともで
きる。

【００１４】書込クロック発生回路１０７から出力され
た書き込みクロックＣＬＫ０は、位相同期回路１０８に
入力される。また、位相同期回路１０８には、第１のレ
ーザ光検出センサ１０５からレーザ光の１走査毎に得ら
れる同期検知信号（前述した検出信号ＤＥＴＰ１）が入
力される。

【００１５】位相同期回路１０８は、互いに位相の異な
る複数のクロックからなる書き込みクロックＣＬＫ０の
うち、同期検知信号に最も位相の近いクロックを選択
し、書き込みクロックＣＬＫとしてレーザ駆動回路１０
９へ出力する。

【００１６】一方、レーザ駆動回路１０９は、書き込み
クロックＣＬＫに同期させて、画像形成を行う画像信号
（画像データ）に基づいてレーザダイオード１０１を発
光させて、レーザ光の出力を行う。

【００１７】図２は、書込クロック発生回路１０７の構
成を示し、カウンタ２０１と、フリップフロップ２０２
〜２０４と、制御演算回路２０５と、クロック生成回路
２０６とを備えている。ここで、カウンタ２０１は、入
力される計測用クロックＩＣＬＫをカウントし、第１の
レーザ光検出センサ１０５の検出信号ＤＥＰＴ１によっ
てクリアされる。フリップフロップ（ＤＦＦ１）２０２
は第２のレーザ光検出センサ１０６の検出信号ＤＥＰＴ
２によってカウンタ２０１のデータをラッチする。ここ
で、ラッチされたデータ（カウント数）は第１のレーザ
光検出センサ１０５と第２のレーザ光検出センサ１０６
との間の走査時間に相当する。

【００１８】また、フリップフロップ（ＤＦＦ２）２０
３およびフリップフロップ（ＤＦＦ３）２０４は、第２
のレーザ光検出センサ１０６の検出信号ＤＥＴＰ２によ
ってラッチするタイミングをカウンタ２０１の入力クロ
ックに同期させる回路である。

【００１９】また、制御演算回路２０５は、フリップフ
ロップ２０２の／ＯＣ信号を“Ｈ”から“Ｌ”にセット
してラッチされたカウント数を読み込む動作を複数回行
い、その平均値を求める演算をおこなう。すなわち、図
３に示すとおり、第１のレーザ光検出センサ１０５と第
２のレーザ光検出センサ１０６との間の走査時間に相当
するカウント数の測定を、所定の回数（複数回）の走査
に渡って行う。（Ｓ３０１） そして、上記測定結果に基づいて、第１のレーザ光検出
センサ１０５と第２のレーザ光検出センサ１０６との間
の測定カウント数の平均値（平均走査時間に相当）を求
める。（Ｓ３０２） 求められたカウント数の平均値と基準カウント数とを比
較し、計測したカウント数が基準カウント数と略一致す
るように書き込みクロック周波数を補正する。（Ｓ３０
３）

【００２０】なお、クロック生成回路（ＰＬＬ）２０６
は、制御演算回路２０５から出力されたデータに応じた
周波数で互いに異なる位相を有する複数のクロックＣＬ
Ｋ０を生成し出力する。

【００２１】以上の構成において、図２の書込クロック
発生回路１０７の構成および図４の書込クロック発生回
路１０７の動作フローチャートを参照してその動作を説
明する。

【００２２】まず、第１のレーザ光検出センサ１０５の
検出信号ＤＥＴＰ１によってカウンタ２０１をクリアし
た後、カウンタ２０１で計測用クロックＩＣＫＬをカウ
ントし、第２のレーザ光検出センサ１０６の検出信号Ｄ
ＥＴＰ２によってカウンタ２０１のデータをフリップフ
ロップ（ＤＦＦ１）２０２でラッチすることにより、第
１のレーザ光検出センサ１０５と第２のレーザ光検出セ
ンサ１０６との間の走査時間（カウント数）の測定を行
う（Ｓ４０１）。

【００２３】次に、制御演算回路２０５は、フリップフ
ロップ２０２の／ＯＣ信号を“Ｈ”から“Ｌ”にセット
してラッチされたカウント数を読み込み、倍率補正動作
中に何らかのエラーが発生したか否かを判定し（Ｓ４０
２）、エラーを検知した場合（カウント数が正常でなか
った場合など）にはエラー処理を実行して、発生したエ
ラーの内容をメッセージとして本動作よりも上位の制御
部に通知し（Ｓ４０３）、所定の書き込みクロック周波
数（予め決められた基準書き込みクロック周波数、ある
いは初期的に書き込みクロックの調整を行った際の書き
込みクロック周波数、あるいはエラー発生直前に補正し
た書き込みクロック周波数）に設定し（Ｓ４０４）、処
理を終了する。

【００２４】一方、エラーでない場合（カウント数が正
常に計測された場合）には、図３に示すように、第１の
レーザ光検出センサ１０５と第２のレーザ光検出センサ
１０６との間の走査時間に相当するカウント数の測定を
所定の回数（複数回）の走査に渡って行い、その測定結
果に基づいて第１のレーザ光検出センサ１０５と第２の
レーザ光検出センサ１０６との間の測定カウント数の平
均値Ｔ１（平均走査時間に相当）を求め、Ｔ１と基準カ
ウント数Ｔ０を比較する。（Ｓ４０５） そして、測定カウント数の平均値Ｔ１が基準カウント数
Ｔ０と略一致するか否かを判定する。（Ｓ４０６） ここで、Ｔ１≒Ｔ０（Ｔ１とＴ０が略一致）ならば、処
理を終了する。

【００２５】なお、Ｔ１≒Ｔ０の範囲は、制御回路２０
５から出力される書き込みクロック周波数の補正データ
に基づいて書き込みクロックを生成するクロック生成回
路２０６の分解能にもよるが、レーザ光検出センサ１０
５，１０６の間のカウント数を計側するカウントタイミ
ング信号に書き込みクロックを用いた場合には、書き込
みクロックの１クロックに相当する精度で書き込みクロ
ック周波数の制御を行うことが可能であるので、処理時
間の制約等に応じて±１〜±５程度の範囲を設けるもの
とする。また、Ｔ１≒Ｔ０に代えてＴ１＝Ｔ０（計測さ
れたカウント数Ｔ１と基準カウント数Ｔ０とが完全に一
致（誤差０））とすることにより、書き込みクロック周
波数の補正精度が向上するのは勿論である。

【００２６】逆に、Ｔ１≒Ｔ０でないならば、測定カウ
ント数の平均値Ｔ１と基準カウント数Ｔ０との大小関係
を判定する。（Ｓ４０７） 判定結果がＴ１＜Ｔ０ならば、カウント数Ｔ１が大きく
なるように書き込みクロック周波数を減らして（Ｓ４０
８）、ステップＳ４０１へ戻り、再度第１のレーザ光検
出センサ１０５と第２のレーザ光検出センサ１０６との
間の測定カウント数の平均値Ｔ１（平均走査時間に相
当）の測定を行う。判定結果がＴ１＜Ｔ０でなければ、
カウント数Ｔ１が小さくなるように書き込みクロック周
波数を増やして（Ｓ４０８）、ステップＳ３０１へ戻
り、再度第１のレーザ光検出センサ１０５と第２のレー
ザ光検出センサ１０６との間の測定カウント数の平均値
Ｔ１（平均走査時間に相当）の測定を行う。

【００２７】前述したように、実施例１によれば、走査
されるレーザ光を感光体ドラム１０３の画像記録面に集
光し、結像させるための走査光学系の環境変動等による
光学特性の変化に対応して、自動的に倍率補正を行うこ
とができる。また、図４のフローチャートに示すよう
に、書き込みクロック周波数の制御にフィードバックル
ープ（ステップＳ４０８およびＳ４０９からステップＳ
４０１へ戻るループ）を有するため、高精度に周波数の
制御を行うことが可能となる。さらに、あらかじめ初期
倍率調整時の補正データを装置に記憶させておくことに
より、同一の構成で初期倍率調整と、経時の倍率調整を
行うことができる。

【００２８】次に、測定カウント数の平均値Ｔ１の求め
方の最適な実施例２を図５に基ずいて説明する。実施例
２は、図３の実施例１において、第１のレーザ光検出セ
ンサ１０５と第２のレーザ光検出センサ１０６との間の
走査時間に相当するカウント数の測定を、所定の回数
（複数回ｌ回）の走査に渡って行うにあたり、特に、ｍ
×ｎ回行うようにするものである。（ここで、ｍはポリ
ゴンミラー１０２の面数、ｎは任意の整数である。）
（Ｓ５０１） そして、上記測定結果に基づいて、第１のレーザ光検出
センサ１０５と第２のレーザ光検出センサ１０６との間
の測定カウント数の平均値Ｔ１（平均走査時間に相当）
を求める。（Ｓ５０２） 求められたカウント数の平均値と基準カウント数とを比
較し、計測したカウント数が基準カウント数と略一致す
るように書き込みクロック周波数を補正する。（Ｓ５０
３） ポリゴンミラー１０２の面数の整数倍のｍ×ｎ回測定を
行い、この平均値Ｔ１を演算により求め走査時間とする
ことにより、第１のレーザ光検出センサ１０５と第２の
レーザ光検出センサ１０６との２点間の、ポリゴンミラ
ーの面ごとの平面度による一回転内ジッターの影響を考
慮した走査時間に基づき、書き込みクロック周波数の補
正を行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、２点間のレーザ光走査時間に相当するカ
ウント数の測定を複数回行い、その測定カウント数の平
均値に基づいて書き込みクロック周波数を補正するの
で、主にポリゴンミラーの一回転内回転ムラによる影響
を排除して書き込みクロック周波数補正できる画像形成
装置を提供できる。

【００３０】請求項２に記載の発明によれば、２点間の
レーザ光走査時間に相当するカウント数の測定を、ポリ
ゴンミラー面数の整数倍の回数分だけ測定を行い、その
測定カウント数の平均値に基づいて書き込みクロック周
波数を補正するので、ポリゴンミラーの一回転内回転ム
ラ及び長周期回転ムラによる影響を排除して書き込みク
ロック周波数補正できる画像形成装置を提供できる。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置の書き込み部の構成を
示す説明図である。

【図２】書き込みクロック生成回路の構成を示す説明図
である。

【図３】実施例１のレーザ光検出センサ間の走査時間
（カウント数）Ｔ１を求めるフローチャートである。

【図４】実施例１の書き込みクロック生成回路の動作フ
ローチャートである。

【図５】実施例２のレーザ光検出センサ間の走査時間
（カウント数）Ｔ１を求めるフローチャートである。

【符号の説明】

１０１．レーザダイオード １０２．ポリゴンミラー １０３．感光体ドラム １０４．ｆθレンズ １０５．第１のレーザ光検出センサ １０６．第２のレーザ光検出センサ １０７．書き込みクロック発生回路 １０８．位相同期回路 １０９．レーザ駆動回路 ２０１．カウンタ ２０２〜２０４．フリップフロップ ２０５．制御回路 ２０６．クロック生成回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光を用いて感光体へ画像情報の書き
   込みを行う画像形成装置において、主走査方向へ移動す
   るレーザ光を検出する複数のレーザ光検出手段と、前記
   複数のレーザ光検出手段の一つがレーザ光を検出してか
   ら他のレーザ光検出手段がレーザ光を検出するまでの間
   の所定のクロックのカウント数を計測する計測手段と、
   前記計測手段によるカウント数の計測を複数回行って平
   均値を求める演算手段と、前記演算手段で求めた平均値
   とあらかじめ設定された基準カウント数とを比較し、前
   記平均値が基準カウント数と一致あるいは略一致するよ
   うに書き込みクロック周波数を補正する書き込み周波数
   補正手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記演算手段は、前記計測手段によるカウ
   ント数の計測をポリゴンミラーの面数の整数倍の回数行
   って平均値を求めることを特徴とする請求項１に記載の
   画像形成装置。