JPH0976563A

JPH0976563A - レーザビームプリンタおよびスキャナモータドライバｉｃ

Info

Publication number: JPH0976563A
Application number: JP7259299A
Authority: JP
Inventors: Masaji Uchiyama; 正次内山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】１つの水晶振動子を用いて回転多面鏡の任意
の回転数に対応させるレーザビームプリンタ。【解決手段】回転多面鏡の回転数に比例したパルス波
形を出力する回転数信号発生手段と、奇数番目の前記パ
ルス波形に同期してカウントを開始し、規定の時間カウ
ントを続ける第１カウンタと、偶数番目の前記パルス波
形に同期してカウントを開始し、規定の時間カウントを
続ける第２カウンタとを設ける。第１、第２カウンタの
両方がカウントしている期間中は回転多面鏡の回転駆動
手段に減速指示を転送し、第１、第２カウンタの両方が
カウントを停止している期間中は回転多面鏡の回転駆動
手段に加速指示を転送し、第１、第２カウンタにいづれ
か一方だけがカウントをしている期間中は回転多面鏡の
回転駆動手段に現状の回転数を保持する指示を転送す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
の回転多面鏡駆動手段（以降スキャナモータと呼ぶ）の
制御手段に関するものであり、特に回転数を可変にでき
る制御手段及び高精度の回転を可能とする制御手段を必
要とするレーザビームプリンタに適用される。

【０００２】

【従来の技術】図５に、本発明が対象とするレーザビー
ムプリンタの構成を示す。この図をもとにレーザビーム
プリンタの画像形成動作について説明する。

【０００３】１０１は画像信号（ＶＤＯ信号）で、レー
ザユニット１０２に入力される。１０３は、前記レーザ
ユニット１０２によりオン／オフ変調されたレーザビー
ムである。１０４はモータであり、回転多面鏡（ポリゴ
ンミラー）１０５を定常回転させる。１０６は結像レン
ズでポリゴンミラーによって偏向されたレーザビーム１
０７を被走査面である感光ドラム１０８上に焦点を結ば
せる。

【０００４】したがって、画像信号１０１により変調さ
れたレーザビーム１０７は、感光ドラム１０８上を水平
走査（主走査方向の走査）される。１０９は、ビーム検
出口でスリット状の入射口よりレーザビームを取り入れ
る。この入射口より入ったレーザビームは、光ファイバ
１１０内を通って光電変換素子１１１に導かれる。光電
変換素子１１１により電気信号に変換されたレーザビー
ムは、増幅回路（図示しない）により増幅された後水平
同期信号（以下ＢＤ信号と呼ぶ）となる。１１２は、転
写紙であり、感光ドラム１０８に形成される潜像は、現
像器（図示しない）により可視化されトナー像となり、
転写器（図示しない）によって、この転写紙１１２に転
写される。

【０００５】次に画像形成をするための制御信号につい
て図６を用いて説明する。１２１（図５の１１２に相当
する）は、画像を形成する転写紙である。トナー像は、
この転写紙１２１上に形成されるが、転写紙１２１のず
れ等により形成したトナー像が転写紙１２１からはみで
ることがないようにレーザにより露光が可能な領域（画
像形成領域）１２２を設ける。また、画像信号１２６
（図５の１０１に相当する）を出力するのは、イメージ
コントローラ（図示しない）であり、ＢＤ信号などの制
御信号を取り扱う制御部とは別のコントローラや、外部
のコンピュータであることが多い。このような構成の場
合、イメージコントローラが非画像領域で画像信号をオ
ンにしても感光体を露光しないようにするためにも画像
形成領域１２２を設ける。それゆえ、この画像形成領域
１２２は、転写紙１２１のサイズにあわせておのおの異
なる大きさを持つことになる。

【０００６】次に、転写紙１２１上の一主走査線１２３
に相当する画像を形成する際の画像形成信号について説
明する。ＢＤ信号１２４は先に説明した主走査方向の同
期信号で、このＢＤ信号に同期してその他の信号を生成
する。マスク信号１２５は、転写紙１２１上のマスク領
域１２２に合わせてオン、オフする信号で、これにより
画像情報を有する画像信号１２６を禁止し、画像形成領
域１２２外への露光を禁止する。

【０００７】このようにして、各主走査の画像形成を繰
り返し行うことにより１ページ分の画像を形成する。

【０００８】以上説明した制御部を大きく２つに分ける
とモータを回転させ転写紙を給紙し画像を形成して排紙
するシーケンス制御部と、マスク信号を発生させたりポ
リゴンミラーを規定の回転数で回転させる画像制御部と
に分けられる。前者は主に副走査方向の制御、後者は主
走査方向の制御と言える。

【０００９】これらの２つの制御は、一般にそれぞれ異
なる基本クロックを必要とし、図７に示すようにシーケ
ンス制御部１３３用のクロック発振器１３１と画像制御
部１３４用のクロック発振器１３２の２つから成ってい
た。ところが近年になってシーケンス制御１３３に使用
しているＣＰＵの周波数が高速化し画像制御部１３４の
周波数とさほど変わらない周波数に設定することができ
るようになった。そのために、シーケンス制御部１３３
のクロック周波数を意図的に画像制御部１３４の周波数
に合わせることによって一つの発振器で制御部を構成す
る場合がある。このブロック図を図８に示す。

【００１０】この図８に示している構成では、たとえば
３００ｄｐｉや４００ｄｐｉなどの決められた解像度の
みに使用する場合には、基本クロックを整数比で分周す
るために、問題がなかった。しかし、図８のブロック図
に示した制御部を（４００＋α）ｄｐｉといった中途半
端な解像度で動作させようとした場合に対応することが
できなかった。何故ならば解像度を若干ずらすために画
像制御部に供給するクロックをそれに応じて異ならせる
必要があったからである。仮に図８に示す構成でクロッ
ク１３１の周波数を中途半端な解像度にあわせて変化さ
せるとシーケンス制御３に供給される周波数まで変わっ
てしまいＣＰＵの制御している各種タイミングが異なる
こととなり周波数を変えることができなかった。この不
具合を解消するために図９に示す構成をとる場合があ
る。

【００１１】この構成について簡単に説明する。先に説
明した図７に対してさらにクロックセレクタなる回路を
付加した構成である。このクロックセレクタ１４０の役
割は、外部からのセレクト信号１４１にしたがって画像
制御部１３４に供給するクロックを切り替える役割をす
る。こうすることによって先の不具合を回避することが
可能となった。

【００１２】次にスキャナモータ制御について説明す
る。図１０は、スキャナモータドライバの説明をするた
めの図である。一般的な速度ディスクリ（ディスクリミ
ネータ）方式のブロック図を示している。１５１はスキ
ャナモータドライバであり、１５２は、モータの励磁を
切り換えるための基準信号を検出するためのホール素子
で、このホール素子からの入力にしたがってモータ１５
４に対する駆動波形を駆動部１５３より出力する。これ
らの駆動部へは、次に説明する制御部より信号が送られ
規定の回転数に制御される。

【００１３】１５６は、モータの回転数に応じてパルス
を出力する回路であり、ＦＧパターンとＦＧアンプより
なる。このＦＧアンプより出力された信号を基準のスキ
ャナクロック１５８と比較する。この比較を行うのが速
度ディスクリ１５７である。この速度ディスクリは、Ｉ
Ｃの内部にある場合もあるし、別の制御部にある場合も
ある。速度ディスクリ１５７の詳細については後述す
る。この速度ディスクリ１５７は回転数に応じ加速信号
１６０または減速信号１６１を出力する。この信号は、
変換回路１５９により、加速信号入力時にはハイレベル
を出力し、減速信号入力時にはローレベルを出力させ、
また、いづれも入力していない状態、つまり保持状態で
はハイインピーダンスを出力する。

【００１４】次に速度ディスクリ１５７について詳細に
説明する。図１１は、速度ディスクリを説明するための
図である。回転数に比例したＦＧ信号１は分周器３で１
／２された後、立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ立上
りエッジ検出器４、立下りエッジ検出器５で検出するこ
とにより、偶数番目と奇数番目のパルスを切り分ける。
これらの２種類のパルスは、それぞれ、１０ビットカウ
ンタ（回転精度によってカウンタのビット長は異なる）
６、及び７に入力される。これらのカウンタは、例えば
ダウンカウンタで構成され、前段のエッジ検出部からの
信号を受けると、出力にハイレベルを出力し、所定のカ
ウント数がカウントし終わると出力にローレベルを出力
しカウントを停止する。これら２つのカウンタからの信
号をＯＲ回路８でＯＲをとり、加速指示信号／ＡＣＣ１
０を作成する。またＮＡＮＤ回路９でＮＡＮＤをとり、
減速指示信号／ＤＥＣ１１を作成する。図１２に速度デ
ィスクリ回路のタイミングチャートを示す。回転数に応
じて出力されるＦＧ信号１５を分周器３で１／２にし１
／２ＦＧを得る。この１／２ＦＧの立ち上がり、立ち下
がりをそれぞれ１７、１８としてカウンタへ入力する。
各カウンタはそれぞれのパルスに従ってカウントを開始
する（１９、２０）。

【００１５】これらの信号は、ＯＲ回路８、ＮＡＮＤ回
路９により加速信号、減速信号を出力する（２１、２
２）。この時の制御状態を２３に示す。前半が回転数が
目標値より低めであるときの制御状態で保持パルスのな
かに加速パルスが交じった状態である。このためモータ
は加速をしながら目標値へと向かう。また、後半は回転
数が目標値を上回る場合で保持状態の中に減速パルスが
交じった信号が駆動部に転送される。したがってモータ
は、減速しながら目標値へと収束する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では以下に述べる不具合があった。図９における
クロックセレクタ１４０などの回路はゲートアレイなど
の集積回路にて構成する。その場合セレクト信号１４１
は外部によってハイレベルもしくはローレベルに固定す
る必要があるためにＩＣから引き出す必要があった。そ
のために本来の機能としては不必要な信号端子（セレク
ト端子）をＩＣに設けなければならなかった。また、画
像制御用の発振子の有無により自動的に画像制御クロッ
クを切り換える手段を設けることにより特別なセレクト
端子を設けることなくクロックの供給を行えるようにす
ることもできるが、ＣＰＵのクロックとは、別の周波数
の水晶振動子を実装する必要がありコストアップとなっ
ていた。さらに４００ｄｐｉ＋αなどのようにαをある
決められた値として水晶を選択することとなり、自由度
は限られていた。任意の回転数で回転させるということ
ができなかった。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明では、速度ディス
クリ内部のカウンタをプログラマブルとして外部より書
き換え自由な構成とすることにより、一つの水晶振動子
にて周波数を変えることなく、任意の回転数に対応でき
るようにしたものである。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）図１をもとに実施例１について説明する。
なお、先述の従来例と同じ機能を持つ部分に関しては同
じ番号がつけてある。

【００１９】本実施例では、カウンタ１３、１４を１２
ビット構成にし、前段のエッジ検出手段４、５からの信
号入力時にレジスタ１２の内容をカウンタにロードし、
この時ロードした値をカウントダウンする。このレジス
タ１２へは、ＣＰＵ３０からデータバス３２を通して所
望の回転数に応じた値をセットする。ＣＰＵ３０はアド
レス３１をデコーダ３３でデコードし、ＡＮＤ回路３５
にて、ライト信号３６とデコーダ３３からのチップセレ
クト信号よりレジスタ１２への書き込み信号３４を作成
する。ＣＰＵ３０は、解像度にあわせてレジスタ１２へ
の値を設定することにより任意の回転数を実現可能とな
る。ここで用いた回転の基準信号はＦＧ信号の場合を例
に説明をしたが、水平同期信号であるＢＤ信号において
も同様の制御が可能である。図１のＦＧ信号１をＢＤ信
号に置き換えた場合のタイミングチャートを図２に示
す。前半が回転数が目標値より低い場合のタイミングチ
ャートで、後半が回転数が目標値より高い場合のタイミ
ングチャートである。

【００２０】ＢＤ信号４０を分周し、１／２ＢＤを作成
し、以降先に述べたＦＧ信号の場合と同様に制御を行
う。本発明においては、カウンタのカウント値を可変と
できるために、１２ビットカウンタの出力波形４５、４
６のハイレベルの長さを変えることが可能である。つま
り、本制御方法により制御される目標値を変えることが
可能となる。本発明では、ＢＤ信号や、ＦＧ信号の偶数
番目、奇数番目を検出しカウンタを起動させているが、
回転数が高いような場合には、１／２分周に限られず、
ＢＤ信号や、ＦＧ信号を１／４、１／８等に分周した信
号をもとに制御をかけることが可能である。つまり、４
ｎおよび４ｎ＋２により、２つのカウンタの起動をかけ
たり、８ｎおよび８ｎ＋４によりカウンタの起動をかけ
てもよい。

【００２１】（実施例２）先の実施例では、解像度に応
じた設定値をレジスタ１２に設定することにより回転数
を決める例について説明した。つぎに、回転精度を向上
させるために本発明を利用する例について説明する。図
１０における積分回路１５５には、必ずオフセットが発
生する。このオフセットは回転数に対する定常偏差とし
て現れ、一定の回転誤差を発生させる。回転精度を向上
させるためには、このオフセットをできるだけ小さくす
る必要があるがゼロにすることはできない。この実施例
２では、このオフセットを管理しなくてもＣＰＵがこの
オフセットをキャンセルするように制御する例について
説明する。ＣＰＵ３０にＢＤ信号を入力しある一定期間
中に、このＢＤ信号が何回入力されたかにより、回転数
を正確に把握する。この計測した回転数が規定の回転数
より高い場合にはレジスタ１２に設定する値をそれに応
じて大きくする。これにより回転数が下がり規定の回転
数に制御することが可能となる。また、回転数が低い場
合には、レジスタ１２に設定する値を小さくする。これ
により回転数が高くなり回転精度を向上させることがで
きる。また、ＣＰＵにてＢＤの周期を計測するのではな
く、ＢＤの周期を計測するカウンタを別途設けて計測
し、その内容に応じて補正をかけても構わない。

【００２２】本実施例では、ＢＤ信号をもとに制御をか
ける例について説明したが、ＦＧ信号をもとに制御をか
けても構わない。

【００２３】（実施例３）先の実施例では、制御部のレ
ジスタをＣＰＵのメモリマップ上に配置する構成とし
た。この実施例では、駆動部に一体化する場合について
説明する。図３は、実施例３を説明するための図で、デ
ィスクリを駆動部と一体化させた場合にディスクリのカ
ウント値をシリアルインターフェイスで転送する場合の
例について説明する。ディスクリ５４は、シリアルデー
タ転送用のラインとして５１を有し、転送用クロックと
して５０を有する。また、転送の必要のない場合、ノイ
ズによりカウント値が変わってしまうのを防ぐために、
ＣＥ信号５２を有する。このディスクリ内の構成を図４
をもとに説明する。クロック信号５０により転送されて
きたカウンタ設定データ５１は、シフトレジスタ６０に
書き込まれる。このシフトレジスタ６０に書き込まれた
データは、先の実施例のようにエッジ検出手段４、５か
らの信号を１２ビットカウンタ１３、１４が受け取った
際にレジスタ６０の値をカウンタ１３、もしくは１４に
セットして制御に用いられる。以上説明したようにディ
スクリデータをシリアルにて転送できるようにすること
によって、ＣＰＵと別のユニットにディスクリがある場
合においても任意の回転数でスキャナモータを制御する
ことがてきる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、任意の回転数でスキャナモータを回転させる
ことができ、コストダウンを図ることができる。また、
ディスクリの有する回転オフセットを補正することが可
能となり高精度な回転制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例１において、ディスク
リの値を変えられるように構成した回路図である。

【図２】図２は、本発明の実施例１において、ＢＤで制
御した場合のタイミングチャートである。

【図３】図３は、本発明の実施例３において、シリアル
転送でディスクリのカウント値を設定可能にしたスキャ
ナドライバのブロック図である。

【図４】図４は、本発明の実施例３において、シリアル
転送でディスクリのカウント値を設定可能にしたスキャ
ナドライバの回路図である。

【図５】図５は、レーザビームプリンタの構成図であ
る。

【図６】図６は、レーザビームプリンタのタイミング図
である。

【図７】図７は、水晶を二個使用した場合のブロック図
である。

【図８】図８は、水晶を一個で構成した場合のブロック
図である。

【図９】図９は、クロックをセレクタで切り換えた場合
のブロック図である。

【図１０】図１０は、スキャナドライバのブロック図で
ある。

【図１１】図１１は、ディスクリの回路図である。

【図１２】図１２は、ディスクリのタイミング図であ
る。

【符号の説明】

１５１スキャナモータドライバ１５２ホール素子１５３駆動部１５４モータ１５７速度ディスクリ５４速度ディスクリ３分周器４立上りエッジ検出器５立下りエッジ検出器１３、１４カウンタ１２レジスタ６０シフトレジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号に基づき変調されたレーザビー
ムを回転多面鏡により走査し画像を形成するレーザビー
ムプリンタにおいて、前記回転多面鏡の回転数に比例し
たパルス波形を出力する回転数信号発生手段と、奇数番
目の前記パルス波形に同期してカウントを開始し、規定
の時間カウントを続ける第１カウンタと、偶数番目の前
記パルス波形に同期してカウントを開始し、規定の時間
カウントを続ける第２カウンタを有し、前記第１、第２
カウンタの両方がカウントしている期間中は、前記回転
多面鏡の回転駆動手段に減速指示を転送し、前記第１、
第２カウンタの両方がカウントを停止している期間中
は、前記回転多面鏡の回転駆動手段に加速指示を転送
し、前記第１、第２カウンタにいづれか一方だけがカウ
ントをしている期間中は、前記回転多面鏡の回転駆動手
段に現状の回転数を保持する指示を転送する回転多面鏡
制御手段を有するレーザビームプリンタであって、か
つ、前記第１、及び第２カウンタの前記規定のカウント
時間を格納するレジスタを有することを特徴とするレー
ザビームプリンタ。
【請求項２】解像度に応じ、前記第１、及び第２カウ
ンタのカウント値設定用レジスタに値を設定する制御手
段を有することを特徴とする請求項１記載のレーザビー
ムプリンタ。
【請求項３】前記回転多面鏡の回転数に比例したパル
ス波形が回転多面鏡駆動用モータのＦＧ信号、もしく
は、それを分周した信号であることを特徴とする請求項
１記載のレーザビームプリンタ。
【請求項４】前記回転多面鏡の回転数に比例したパル
ス波形が回転多面鏡に照射したレーザビームの反射光を
光電変換手段にて電気信号に変換した信号、もしくは、
それを分周した信号であることを特徴とする請求項１記
載のレーザビームプリンタ。
【請求項５】レーザビームプリンタの水平同期信号の
周期を計測する周期計測手段を有し、該周期計測手段の
計測結果をもとに前記第１、及び第２カウンタのカウン
ト値設定用のレジスタの設定値に補正をかける補正手段
を有することを特徴とする請求項１記載のレーザビーム
プリンタ。
【請求項６】前記第１、及び第２カウンタの前記規定
のカウント時間を格納するレジスタをマイクロプロセッ
サのレジスタで構成したことを特徴とする請求項１記載
のレーザビームプリンタ。
【請求項７】請求項６記載のレーザビームプリンタで
用いるスキャナモータドライバＩＣにおいて、前記第
１、及び第２カウンタの前記規定のカウント時間を格納
するレジスタをシフトレジスタで構成するとともに、前
記第１、及び第２カウンタ、回転多面鏡制御手段、及び
回転多面鏡駆動手段を一集積回路上に構成し、前記第
１、及び第２カウンタの前記規定のカウント時間を外部
よりシリアル信号で前記シフトレジスタに転送するシリ
アル入力手段を有することを特徴とするスキャナモータ
ドライバＩＣ。
【請求項８】画像信号に基づき変調されたレーザビー
ムを回転多面鏡により走査し画像を形成するレーザビー
ムプリンタにおいて、前記回転多面鏡の回転数に比例し
たパルス波形を出力する回転数信号発生手段と、該回転
数信号発生回路から出力されたパルス波形のうちの偶数
番目のパルスを検出して第１パルスを出力する偶数番目
パルス検出手段と、該回転数信号発生回路から出力され
たパルス波形のうちの奇数番目のパルスを検出して第２
パルスを出力する奇数番目パルス検出手段と、前記偶数
番目パルス検出手段の第１パルスによってカウントが開
始され設定可能なカウント時間中だけある所定の電圧レ
ベルを出力する第１カウンタと、前記奇数番目パルス検
出手段の第２パルスによってカウントが開始され設定可
能なカウント時間中だけある所定の電圧レベルを出力す
る第２カウンタと、前記第１カウンタおよび第２カウン
タのカウント時間を設定するカウント時間設定手段と、
前記第１カウンタおよび第２カウンタの出力から加速指
示信号を発生する加速指示信号発生手段と、前記第１カ
ウンタおよび第２カウンタの出力から減速指示信号を発
生する減速指示信号発生手段とを有することを特徴とす
るレーザビームプリンタ。
【請求項９】画像信号に基づき変調されたレーザビー
ムを回転多面鏡により走査し画像を形成するレーザビー
ムプリンタにおいて、前記回転多面鏡の回転数に比例し
たパルス波形を出力する回転数信号発生手段と、該回転
数信号発生回路から出力されたパルス波形を分周する分
周器と、該分周器の出力の立上りエッジを検出して第１
パルスを発生する立上りエッジ検出器と、該分周器の出
力の立下りエッジを検出して第２パルスを発生する立下
りエッジ検出器と、前記立上りエッジ検出器の第１パル
スによってカウントが開始され設定可能なカウント時間
中だけある所定の電圧レベルを出力する第１カウンタ
と、前記立下りエッジ検出器の第２パルスによってカウ
ントが開始され設定可能なカウント時間中だけある所定
の電圧レベルを出力する第２カウンタと、前記第１カウ
ンタおよび第２カウンタのカウント時間を設定するカウ
ント時間設定手段と、前記第１カウンタおよび第２カウ
ンタの出力から加速指示信号を発生する加速指示信号発
生手段と、前記第１カウンタおよび第２カウンタの出力
から減速指示信号を発生する減速指示信号発生手段とを
有することを特徴とするレーザビームプリンタ。
【請求項１０】請求項８または９記載のレーザビーム
プリンタにおいて、前記加速指示信号発生手段からの加
速指示信号および前記減速指示信号発生手段からの減速
指示信号が発生されないとき、前記回転多面鏡の現状の
回転数が保持されることを特徴とするレーザビームプリ
ンタ。
【請求項１１】請求項８または９記載のレーザビーム
プリンタにおいて、前記カウント時間設定手段は、カウ
ント時間を格納しておくレジスタであることを特徴とす
るレーザビームプリンタ。
【請求項１２】請求項１１記載のレーザビームプリン
タにおいて、前記回転多面鏡の回転数に応じて前記レジ
スタに格納されたカウント時間を変更することを特徴と
するレーザビームプリンタ。
【請求項１３】請求項１１記載のレーザビームプリン
タにおいて、前記レジスタはシフトレジスタであり、外
部機器より制御されることを特徴とするレーザビームプ
リンタ。
【請求項１４】請求項８または９記載のレーザビーム
プリンタにおいて、前記加速指示信号発生手段は、前記
第１および第２カウンタの出力のＯＲ出力を発生するＯ
Ｒ回路であり、前記減速指示信号発生手段は、前記第１
および第２カウンタの出力のＮＡＮＤ出力を発生するＮ
ＡＮＤ回路であることを特徴とするレーザビームプリン
タ。
【請求項１５】請求項８乃至１４のいずれか１つに記
載のレーザビームプリンタで用いるスキャナモータドラ
イバＩＣにおいて、前記第１、第２カウンタ、前記回転
多面鏡の回転を制御する回転多面鏡制御手段、及び前記
回転多面鏡を駆動する回転多面鏡駆動手段を一集積回路
上に構成したことを特徴とするスキャナモータドライバ
ＩＣ。