JPH09292583A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体上を光ビームで走査する際に簡単な
回路構成により主走査と副走査の位相差を一定に保持す
る。 【解決手段】 出力画像に関する光ビームを発生する光
ビーム発生手段と、ｎ個の反射面を有し回転して前記光
ビームを反射することにより像担持体上を該光ビームで
走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡が１回転する間に
ｍ個のパルスを発生する回転パルス発生手段と、前記像
担持体の位置に基づいて前記回転多面体の位相を制御す
るための基準クロックを発生するクロック発生手段と、
該基準クロックと前記回転パルス発生手段により発生し
たパルスとに基づいて、前記回転多面鏡の回転を制御す
る制御手段とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリゴンモーター
を制御する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＣＤ等を用いたカラー画像処理
装置と、レーザービームプリンタやインクジェットプリ
ンタ等のデジタルカラープリンタとを組み合わせたデジ
タルカラー複写装置が開発されたため、多色のカラー原
稿を色調等を含めて忠実に再生記録できるようになって
きており、年々フルカラー複写機の需要が増加する傾向
にある。

【０００３】例えば、電子写真方式のフルカラー複写機
では、原稿をＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブル
ー）に分解して読み取り、Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シア
ン），Ｙ（イエロー），Ｂｋ（ブラック）の４色の画像
信号に変換する。

【０００４】次に、各色毎に、画像信号で変調されたレ
ーザー光を、一定速度で回転する多面体ミラー（以下ポ
リゴンミラー）に照射して、感光ドラム上に静電潜像を
形成した後、現像装置によって静電潜像を現像してトナ
ー画像を形成する。

【０００５】一方、感光ドラムの回転に同期して回転す
る転写ドラムに、記録紙を吸着させて搬送し、搬送され
た記録紙に前述のトナー画像を転写する。全てのトナー
画像を転写した後に、定着装置によってトナー画像を記
録紙上に定着して画像を得る構成になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の構成の場合、感光ドラムモーターとスキャナーモ
ーターの回転が、それぞれ異なる発振器を基準に回転制
御されるため、各々のモーターが独立に制御されること
になる。したがって、カラー画像を形成する際にＩＴＯ
Ｐ信号とＢＤ信号の位相がカラー画像を形成する為の各
色成分毎に異なる場合が発生する。

【０００７】例えば、画像メモリとか画像ファイルに保
存されている様な、主走査方向の基準信号と副走査方向
の基準信号の位相関係が各色毎に一致している画像を出
力しようとした場合、各色毎に最大１主走査分の書き出
し位置のズレが発生し、このズレが色ズレとなって形成
される画像の品位を落とす原因となっていた。

【０００８】また、記録する際に、主走査方向、副走査
方向の基準信号の位相を一致させるように、スキャナー
モーターの回転に同期して感光ドラムモーターを制御す
ると、感光ドラムモーターを絶対位置制御する必要があ
るため、制御方式が複雑になり、系の安定性維持が困難
であったり、コストが高くなるなどの欠点があった。

【０００９】従って、本発明は像担持体上を光ビームで
走査する際に、簡単な回路構成により主走査と副走査の
位相差を一定に保持することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め本発明の請求項１に記載の画像形成装置によれば、出
力画像に関する光ビームを発生する光ビーム発生手段
と、ｎ個の反射面を有し回転して前記光ビームを反射す
ることにより像担持体上を該光ビームで走査する回転多
面鏡と、該回転多面鏡が１回転する間にｍ個のパルスを
発生する回転パルス発生手段と、前記像担持体の位置に
基づいて前記回転多面体の位相を制御するための基準ク
ロックを発生するクロック発生手段と、該基準クロック
と前記回転パルス発生手段により発生したパルスとに基
づいて、前記回転多面鏡の回転を制御する制御手段とを
有することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。

【００１２】図１は、第１の実施の形態の画像形成装置
の全体構成を示した図である。図１にて示される画像形
成装置は、画像形成のプロセスに電子写真記録方式を採
用した自動両面複写機能付きフルカラー電子写真複写機
である。

【００１３】同図において１０１は、イメージスキャナ
部で最大Ａ３サイズまでの原稿を読み取りデジタル画像
信号処理を行う。また、１０２はプリンタ部であり、イ
メージスキャナ部１０１で読み取られた原稿画像に対応
した画像を用紙にフルカラーで出力する部分である。

【００１４】イメージスキャナ部１０１は、第１走査ミ
ラー１１、第２走査ミラー１２、第３走査ミラー１３、
結像レンズ１４、Ｒ，Ｇ，Ｂフィルターと一体のＣＣＤ
１５、原稿照明ランプ１８から構成される。

【００１５】原稿台ガラス２８上に置かれた原稿は、原
稿照明ランプ１８により照射され、第１〜第３走査ミラ
ー１１，１２，１３よって導かれて、レンズ１４を通過
後、ＣＣＤ１５の受光面上に投影される。

【００１６】ＣＣＤ１５の受光面上に投影された原稿像
は、ＲＧＢ３色分解フィルタによりフルカラー情報レッ
ド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）成分に色分解
され電気信号に変換され、画像処理部１０３に送られ
る。

【００１７】本実施の形態では、ＣＣＤ１５は約５００
０画素を読み取り可能である。また、原稿照明ランプ１
８と、第１走査ミラー１１は速度Ｖで、第２，３走査ミ
ラー１２，１３は、速度１／２ＶでＣＣＤ１５の電気的
走査方向に対して垂直方向に機械的に動くことによって
原稿全面を走査する。

【００１８】画像処理部１０３により、画像信号は、対
数変換，ＵＣＲ，マスキング，階調補正等の処理が行わ
れた後、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー
（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）の各成分に分解され、プリン
タ部１０２内にあるレーザースキャナユニット１６に入
力される。

【００１９】また、画像処理部１０３は、外部インタフ
ェース用の切り口１０３−ａを持っており、外部に接続
されたホストコンピュータを介して、イメージスキャナ
部１０１で読みとった画像を、メモリもしくはディスク
に画像ファイルとして保存することが出来る。

【００２０】この場合、画像処理部１０３は、内部に互
いの同期関係を持つ、主走査用の基準信号発生回路と、
副走査用の基準信号発生回路を持っており、この二つの
基準信号を元に画像を読みとるので、色ズレのない画像
をファイルすることが可能になるが、詳細は本実施の形
態とは直接関係しないので説明を省略する。

【００２１】また、イメージスキャナ部１０１における
１回の原稿走査によって、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの内の１つ
の成分がレーザースキャナユニット１６に送られ、合計
４回の原稿走査により、１つのフルカラー記録が完成す
る。

【００２２】レーザースキャナユニット１６では、画像
信号に応じて半導体レーザ−を変調駆動する。半導体レ
ーザ−から発光されたレーザ−光は、レーザースキャナ
ユニット１６内にあるポリゴンミラー，レンズ及び、固
定ミラー１７を介して感光ドラム１上を走査し、静電潜
像を形成する。

【００２３】感光ドラム１の上方には一次帯電器２と前
露光ランプ６が、また右上方には感光ドラム１の表面電
位を測定する表面電位センサ３が配置されている。感光
ドラム１は、静電潜像を形成する前に、まず前露光ラン
プ６で感光ドラム１を露光することによって表面上に残
留している電荷が除去され、その後一次帯電器２で一様
な電荷がチャージされる。

【００２４】表面電位センサ３は、画像形成前に一様に
帯電させた感光ドラム表面上をレーザースキャナユニッ
ト１６で所定の光量で露光し、その時の表面電位を測定
して、画像形成時の帯電量の制御にフィードバックされ
る。

【００２５】感光ドラム１上に形成された潜像は、感光
ドラム１の下方に配置された現像装置４０によりトナー
画像化される。現像装置４０はＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ各色の
トナーとキャリアを混合した２成分現像剤を使用する４
つの現像ユニット４１，４２，４３，４４を積載した構
成になっており、各々の現像ユニットは対応する色を現
像するときのみ感光ドラム１に近接するように制御され
る。

【００２６】感光ドラム１上に形成されたトナー画像
は、転写装置５において記録紙Ｐに転写される。その後
感光ドラム１はクリーニング装置７によって、ドラム表
面上に残留しているトナーが除去され、次の潜像形成に
備える。

【００２７】転写装置５は、吸着帯電器５１、転写シー
ト５２、転写帯電器５３、分離帯電器５４、除電器５５
により構成される。用紙カセット３１、３２、３３より
給紙された記録紙Ｐは、吸着帯電器５１より転写シート
５２に静電吸着され、転写帯電器５３によりトナー画像
を転写した後、分離爪８及び分離帯電器５４により転写
シート５２から記録紙が分離される。更に、除電器５５
によって転写シート５２上に残留している電荷を除電し
て、次の記録紙Ｐの静電吸着に備える。

【００２８】以上の様に、転写装置５でトナー画像を転
写され、分離された記録紙Ｐは、転写紙搬送系２５によ
って定着装置２０に送られ、記録紙Ｐ上のトナー画像が
定着される。

【００２９】定着装置２０は、定着上ローラ２６、定着
下ローラ２７、定着クリーナー２８、定着上ヒーター２
９、定着下ヒーター３０により構成される。記録紙Ｐ上
のトナーは、定着上ヒーター２９と定着下ヒーター３０
による熱エネルギーによって溶融し、定着上ローラ２６
と定着下ローラ２７間にかけられている圧力によって、
記録紙Ｐの繊維と絡ませることによって定着させる。定
着上ローラ２６の中心には定着上ヒーター２９が、定着
下ローラ２６の中心には定着下ヒーター３０が配置され
ており、定着上ローラ２６、定着下ローラ２７の表面は
一定の温度になるように独立に温度調節される。また、
定着上ローラ２６の上方には定着クリーナー２８が配置
されていて、シリコンオイルを含浸させたウェブで定着
上ローラ２６の表面についたゴミが拭き取られる。

【００３０】定着装置２０で定着された記録紙Ｐは、予
め設定されてるいるモード例えば、片面モードあるいは
両面モードの裏面コピー終了時は、排紙ローラ対２４に
より排紙トレー２３に排出され、両面モードの表面コピ
ー終了時は、両面フラッパー６１により両面ユニット６
０に搬送される。

【００３１】両面ユニット６０は、反転ローラ対６２、
反転トレー６３、両面搬送系６４、反転搬送系６５、反
転ガイド６６、両面トレー６７により構成される。

【００３２】両面フラッパー６１によって搬送されてき
た記録紙Ｐは、両面搬送系６４にガイドされて反転ロー
ラ対６２まで送られる。反転ローラ対６２は、記録紙Ｐ
のサイズにより予め決められた長さだけ記録紙Ｐを図中
矢印Ａの方向に反転トレー６３に送ると、次に逆方向に
回転して矢印Ｂの方向に送り、反転搬送系６５にガイド
されて両面トレー６７まで搬送される。この時、両面ト
レー内に載置された記録紙Ｐは次の裏面記録に備えて、
記録された面の後端を先頭にして裏返しになっている。
また両面搬送系６４と、反転搬送系６５の接合点に反転
ガイド６６が設けてあり、記録紙Ｐを矢印Ｂの方向に送
る場合に両面搬送系６４に入り込まないようにしてあ
る。

【００３３】両面トレー６７に載置された記録紙Ｐは、
用紙カセット３１、３２からの給紙と同様に再度転写装
置５に送られた裏面に画像を転写され、定着器２０で定
着されて排紙ローラ対２４により排紙トレー２３に排出
される。

【００３４】図２に、本実施の形態を示す図を示し、以
下に説明する。説明の際、従来例と同様のものは同じ番
号を付して説明を省略する。

【００３５】図２において、２０８は、スキャナモータ
ー２０６をＰＬＬ制御する基準クロックＭＣＬＫを、Ｉ
ＴＯＰ信号に同期して発生させる同期クロック発生回路
である。

【００３６】ポリゴンミラー２１８は、本実施の形態で
は８面のものを用いることとする。また、ＦＧセンサ２
０７及びＦＧ波形整形回路２１４で生成されるＦＧパル
スは、スキャナモーター２０６の１回転あたり４パルス
出力されるよう構成されている。したがって、ＢＤ信号
は、ＦＧパルスが１回出力される間に２個に出力される
構成になっている。

【００３７】図５は、スキャナモーター２０６の構造を
説明する模式図である。

【００３８】図中６０１はスキャナモーター２０６のロ
ーターで、永久磁石に１回転あたり４組の磁極パターン
が着磁されている。また、ローター６０１に固定されて
いる支軸６０２を介してポリゴンミラー２１８が固定さ
れている。

【００３９】スキャナモーター２０６が回転すると、Ｆ
Ｇセンサ２０７は、ローター６０１に着磁されている磁
極パターンから、１回転あたり４個のパルスを発生し、
ＦＧ波形整形回路２１４で整形されて、ＦＧパルスが出
力される。

【００４０】一方、レーザー２０５から発光されたレー
ザー光は、ローター６０１と同一回転をするポリゴンミ
ラー２１８により走査され、ＢＤ検知センサ２０３にて
主走査方向の基準信号であるＢＤ信号を出力する。

【００４１】図６は、ＢＤ信号とＦＧパルスの関係を説
明するタイミングチャートである。

【００４２】図中７０１がＢＤ信号、７０２がＦＧパル
スである。

【００４３】ポリゴンミラー２１８が８面で、ローター
６０１の磁極パターンが、１回転あたり４個のパルスを
発生するので、ＢＤ信号７０１が２個出力される間に、
ＦＧパルスが１個出力される。また、前述の様に、ロー
ター６０１とポリゴンミラー２１８は固定されているの
で同一回転をし、７０１、７０２の関係の様に必ずＦＧ
パルスを基準にしてＴ０の位相をもってＢＤ信号が出力
される。位相差時間Ｔ０は、ローター６０１とポリゴン
ミラー２１８を組み付ける際の、取付角度により決定さ
れるものであり、一度組み付けて固定すれば、位相差時
間Ｔ０が変化することはない。

【００４４】従って、ローター６０１とポリゴンミラー
２１８を組み付け方によっては、７０３、７０４に示す
ように、ＢＤ信号とＦＧパルスの位相差Ｔ０が０とな
り、完全に位相が一致することができる。

【００４５】以上の操作によれば、スキャナモーター２
０６のＦＧパルスを主走査方向の基準信号（ＢＤ信号）
と全く等価、もしくは等価として扱うことが可能とな
り、ＦＧ信号をＢＤ信号の代わりに用いる様な応用が可
能である。

【００４６】図３は、本実施の形態で用いた同期クロッ
ク発生回路２０８の内部構成を示す図である。

【００４７】図中３０１は、水晶振動子の発振回路で、
発振クロックｆの周波数は、後段で必要とされる基準ク
ロックＭＣＬＫの３２倍のものを使用している。

【００４８】３０２は、ＩＴＯＰ信号の立ち上がりか
ら、発振クロックｆの１クロック分だけＬレベルの信号
を出力する同期信号発生回路である。

【００４９】３０３は、５ｂｉｔの同期式のカウンタ
で、クロック端子には発振回路３０１の発振クロックｆ
が入力され、設定値ロード端子には同期信号発生回路３
０２の出力信号が入力され、設定値端子にはゼロが入力
され、カウント出力の最上位から基準クロックＭＣＬＫ
を出力する構成になっている。

【００５０】ＩＴＯＰ信号が入力されると、同期信号発
生回路３０２によりカウンタ３０３にロード信号が入力
される。カウンタ３０３は、ロード信号がアクティブの
間のクロックの立ち上がり時に、全てのカウント出力を
ゼロにし、次のクロックの立ち上がりからカウントを開
始する。このような構成により、ＩＴＯＰに同期した基
準クロックＭＣＬＫを生成することが出来る。

【００５１】図４は、本実施の形態のタイミングを説明
するタイミングチャートである。

【００５２】図中４０１はＩＴＯＰ信号、４０２は基準
クロックＭＣＬＫ、４０３はＦＧパルス、４０４はＢＤ
信号である。また、ここでは説明を解りやすくするた
め、ＦＧパルス４０３とＢＤ信号４０４の位相差が０の
場合で説明を行う。

【００５３】画像記録動作を開始し、最初のＩＴＯＰ信
号が入力されると、第１色目の画像形成が行われる（区
間４０５）。このとき、同期クロック発生回路２０８に
より、基準クロックＭＣＬＫはＩＴＯＰ信号に同期する
ようにリセットされる。ＦＧパルスは、基準クロックＭ
ＣＬＫを基準にＰＬＬ制御され、また、ＢＤ信号は、モ
ーター２０６の回転と同期して出力されるため、ＩＴＯ
Ｐ信号とＢＤ信号は、図中のＴ０の位相差をもって制御
される。（図４の区間４０５では説明のため、ＩＴＯＰ
信号とＭＣＬＫ信号が同期して入力された様に記載して
いる）。

【００５４】所定のライン数分記録が終了した後、次の
ＩＴＯＰ信号が入力されると、第２色目の記録を開始す
るが、ＩＴＯＰ信号とＭＣＬＫ信号が同期していないた
め、再度同期クロック発生回路２０８により、基準クロ
ックＭＣＬＫはＩＴＯＰ信号に同期するようにリセット
される。この後、系が安定するまでの時間（区間４０
６）を経て、実際に第２色目を記録するまでには（区間
４０７）、ＩＴＯＰ信号とＢＤ信号は、実質上の位相差
をＴ０に制御する事が可能になる。

【００５５】以上のような構成で、第３色目、第４色目
も同様に制御することにより、主走査の基準信号と副走
査の基準信号の位相差を常に一定（Ｔ_O）に保つことが
可能になり、色ズレのない高品位なカラー画像を形成す
ることが可能になる。

【００５６】（第２の実施の形態）第１の実施の形態で
は、ポリゴンミラー２１８に８面のものを用い、ＦＧパ
ルスは、スキャナモーター２０６の１回転あたり４パル
ス出力されるよう構成されているが、スキャナモーター
２０６の１回転あたりに出力されるＦＧパルスの数が２
パルスでも、基本的な同期関係は保たれる。この場合、
基準クロックの周波数が低くなるので、スキャナモータ
ー２０６の回転数が高くなった場合など、制御が容易に
なる。

【００５７】（第３の実施の形態）さらに１回転あたり
出力されるパルス数が１パルスの場合でも、基本的な同
期関係は保たれ、かつ回転制御のための周波数が低くで
きるので、さらにスキャナモーター２０６の回転数が高
くなった場合など、モーターの回転制御が容易になる。

【００５８】（第４の実施の形態）第１の実施の形態で
は、ポリゴンミラー２１８に８面のものを用い、ＦＧパ
ルスは、スキャナモーター２０６の１回転あたり４パル
ス出力されるよう構成されているが、ミラー面数が８面
でなくても良く例えば４面、１６面でも良い。また、１
回転あたり出力されるパルス数をミラーの面数と同一に
すると、ＦＧパルスとＢＤ信号が所定の位相差をもって
１対１で対応するので、さらに色ズレ補正の精度が高く
なる効果がある。

【００５９】さらに本発明では、フルカラー複写機を元
に説明を行ったが、特にフルカラー複写機に限定される
ものではなく、ポリゴンミラーを用いて、感光ドラム、
感光ベルト上を走査して画像記録を行う、カラープリン
タに適用出来る。

【００６０】（他の実施の形態）以上の実施の形態にお
いて、同期クロック発生回路２０８から出力される基準
クロックＭＣＬＫをＩＴＯＰ信号に同期させる様にリセ
ットをかけることでＩＴＯＰ信号に基づく基準クロック
ＭＣＬＫとＦＧ信号の同期を取る様にしたが、本発明は
これに限らず、例えばＦＧ整形２１４から出力される出
力信号の位相をＩＴＯＰ信号に応じて一定時間遅延させ
る様に制御してＦＧと基準クロックＭＣＬＫを同期させ
ても良いし、位相の異なる基準クロックＭＣＬＫを複数
保持してＩＴＯＰ信号に応じて複数から選択しても良
く、ＦＧ信号又はＢＤ信号と基準クロックＭＣＬＫのど
ちらかをＩＴＯＰ信号に応じて制御しても良い。

【００６１】また、本発明は、感光ドラム１上に複数色
トナー像を形成してから転写装置（転写ドラム）上の用
紙又は中間転写体に一括転写するタイプの装置にも適用
できるし、転写ドラム又は中間転写体上に面順次で各色
成分を転写するタイプの装置にも適用できる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、像担持体
上を光ビームで走査する際に簡単な回路構成により主走
査と副走査の位相差を一定に保持することができ、高品
位な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー画像形成装置の全体構成を示した図。

【図２】第１の実施の形態の回路構成を説明する回路
図。

【図３】第１の実施の形態で使用した同期クロック発生
回路を説明する回路図。

【図４】第１の実施の形態の動作を説明するタイミング
チャート。

【図５】第１の実施の形態で使用したスキャナーモータ
ーの構造を説明する模式図。

【図６】ＢＤ信号とＦＧパルスの関係を説明するタイミ
ングチャート。

【符号の説明】

２０３ ＢＤセンサ ２０６ スキャナーモーター ２０７ ＦＧセンサ ２０８ 同期クロック発生回路 ２１１ ＩＴＯＰセンサ ２１８ ポリゴンミラー ２２１ スキャナモーター駆動回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力画像に関する光ビームを発生する光
   ビーム発生手段と、 ｎ個の反射面を有し回転して前記光ビームを反射するこ
   とにより像担持体上を該光ビームで走査する回転多面鏡
   と、 該回転多面鏡が１回転する間にｍ個のパルスを発生する
   回転パルス発生手段と、 前記像担持体の位置に基づいて前記回転多面体の位相を
   制御するための基準クロックを発生するクロック発生手
   段と、 該基準クロックと前記回転パルス発生手段により発生し
   たパルスとに基づいて、前記回転多面鏡の回転を制御す
   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. 【請求項２】 前記クロック発生手段は、前記像担持体
   が所定の位置に来た時にリセットされることを特徴とす
   る請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記ｎ個の反射面と前記ｍ個のパルスに
   はｎ＝Ｎ×ｍ（Ｎは自然数）の関係があることを特徴と
   する請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 更にカラー画像を形成するための複数色
   成分の画像を面順次に重畳する重畳手段を有することを
   特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段による制御はカラー画像を
   形成するための複数色成分の各々に対し面順次に行われ
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。