JPH1195636A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スキャナモータの回転速度が短時間で安定
し、定常状態で安定した回転速度が維持できる画像形成
装置を提供する。 【解決手段】 クロック信号ＣＬＫを分周器２０１で分
周した入力信号を、メインモータの回転位相を示すＩＴ
ＯＰ信号により同期化し、ＰＬＬ制御部２０３へ入力す
る。この同期化の際、入力信号の位相が変動し、ポリゴ
ンミラー駆動パルスモータ１１１の回転速度が変動す
る。そこで選択信号によりスイッチＳＷ１をオフしてＰ
ＬＬ制御回路の応答性を高めて、回転速度を短時間に安
定化し、定常状態になるとスイッチＳＷ１をオンして応
答性を低めて安定性を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、特にそのスキャナモータの回転制御に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式での画像形成装置に
おいては、感光体上にレーザ光を走査させ、画素ごとに
レーザ光の強度や、点灯時間を入力信号の値に応じて変
調させて感光体上に静電潜像を形成する。この感光体上
の静電潜像は現像器により現像され記録媒体に転写，定
着、もしくは現像を一旦中間転写体に転写した後、記録
媒体に転写，定着される電子写真プロセスを経て最終出
力画像となる。

【０００３】従来、レーザ光を走査するスキャナモータ
と、感光体や転写体を駆動するメインモータは互いに非
同期に動作していたが、複数色のトナーを重ねてカラー
画像を形成するカラープリンタの場合、前述のように構
成しているので、各色の画像形成位置を一致させること
ができず、色ずれという異常画像が生じる場合があっ
た。この解決手段の一例として、転写体の回転に同期し
て発生する回転制御信号を検出後、その検出のタイミン
グを基準にしてスキャナモータの回転位相を制御してレ
ーザ走査のタイミングを制御する方式等が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、回転位相制
御開始直後はスキャナモータの回転速度が変動し、再び
所定の回転速度に戻るまである程度の時間が必要であ
る。このように、回転が不安定な状態から安定するまで
の時間を以下収束時間という。この収束時間を短縮する
ためには、スキャナモータの制御回路であるＰＬＬ（位
相同期ループ）制御回路の応答性を改善すれば良いが、
回転速度変動時のみに注目して、ＰＬＬ制御回路の応答
性を設定すると、スキャナモータが所定の回転速度で回
転している定常状態においては、僅かな外乱にも反応す
る不安定な制御系になってしまう不具合があった。

【０００５】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、スキャナモータの回転速度が短時間で安定
し、定常状態で安定した回転速度が維持できる画像形成
装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、画像形成装置を次の（１）〜（６）の
とおりに構成する。

【０００７】（１）スキャナモータを駆動するＰＬＬ制
御回路と、このＰＬＬ制御回路の動作状態に応じてＰＬ
Ｌ制御回路の応答特性を変更する応答特性変更手段とを
備えた画像形成装置。

【０００８】（２）応答特性変更手段は、ＰＬＬ制御回
路の入力信号とスキャナモータからのフィードバック信
号との位相差が所定値より大きいとき定常時の応答特性
を変更するものである前記（１）記載の画像形成装置。

【０００９】（３）応答特性変更手段は、ＰＬＬ制御回
路の入力信号が外部信号により同期化された時から所定
の時間だけ定常時の応答特性を変更するものである前記
（１）記載の画像形成装置。

【００１０】（４）ＰＬＬ制御回路の入力信号は、クロ
ック信号を感光体，転写体等を駆動するメインモータの
回転に同期化したものである前記（１）〜（３）のいず
れかに記載の画像形成装置。

【００１１】（５）レーザ光をポリゴンミラーを介して
感光体上に照射して潜像を形成し、この潜像を現像し転
写体に転写する画像形成装置であって、前記ポリゴンミ
ラーの回転と前記感光体，転写体の回転の位相を合わせ
る手段と、この手段による位相合わせ制御中に、前記ポ
リゴンミラーの回転を制御するＰＬＬ制御回路の定数を
変更する手段とを有する制御回路を備えた画像形成装
置。

【００１２】（６）レーザ光をポリゴンミラーを介して
感光体上に照射して潜像を形成し、この潜像を現像し転
写体に転写する画像形成装置であって、前記ポリゴンミ
ラーの回転と前記感光体，転写体の回転の位相を合わせ
る手段と、この手段による位相合わせ制御中に、前記ポ
リゴンミラーの回転を制御するＰＬＬ制御回路のフィル
タの次数を変更する手段とを有する制御回路を備えた画
像形成装置。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態をカラー
複写機の実施例により詳しく説明する。本発明は、複写
機に限らず、プリンタ，ファクシミリ等の適宜の画像形
成装置で実施することができる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）図３に実施例１である“カラー複写機”の
概略断面を示す。

【００１５】本実施例は、上部にデジタルカラー画像リ
ーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部を有す
る。リーダ部において、原稿３０を原稿台ガラス３１上
に載せ、露光ランプ３２により露光走査することによ
り、原稿３０からの反射光像を、レンズ３３によりフル
カラーセンサ３４に集光し、カラー色分解画像信号を得
る。カラー色分解画像信号は、不図示の増幅回路を経
て、不図示のビデオ処理ユニットにて処理を施され、プ
リンタ部に送出される。

【００１６】プリンタ部において、像担持体である感光
ドラム（感光体）１は矢印方向に回転自在に担持され、
感光ドラム１の周りに前露光ランプ１１、コロナ帯電器
２、レーザ露光光学系３、電位センサ１２、色の異なる
４個の現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４Ｂｋ、ドラム上光量
検知手段１３、転写装置５、クリーニング器６を配置す
る。

【００１７】レーザ露光光学系３において、リーダ部か
らの画像信号は、不図示のレーザ出力部にて光信号に変
換され、変換されたレーザ光がポリゴンミラー３ａで反
射され、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って、感光ドラ
ム１の面に投影される。

【００１８】プリンタ部画像形成時には、感光ドラム１
を矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後
の感光ドラム１を帯電器２により一様に帯電させて、各
分解色ごとに光像Ｅを照射し、潜像を形成する。

【００１９】次に、所定の現像器を動作させて、感光ド
ラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体
としたトナー画像を形成する。現像器は、偏心カム２４
ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４Ｂｋの動作により、各分解色
に応じて択一的に感光ドラム１に接近するようにしてい
る。

【００２０】さらに、感光ドラム１上のトナー画像を、
記録材カセット７より搬送系及び転写装置５を介して感
光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写す
る。転写装置５は、本実施例では転写ドラム５ａ，転写
帯電器５ｂ，記録材を静電吸着させるための吸着帯電器
５ｃと対向する吸着ローラ５ｇ，内側帯電器５ｄ，外側
帯電器５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支された
転写ドラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記録材
担持シート５ｆを円筒状に一体に張設している。記録材
担持シート５ｆは、ポリカーボネートフィルム等の誘電
体シートを使用している。

【００２１】ドラム状とされる転写装置、つまり転写ド
ラム５ａを回転させるに従って感光ドラム１上のトナー
像は転写帯電器５ｂにより記録材担持シート５ｆに担持
された記録材上に転写する。

【００２２】このようにして記録材担持シート５ｆに吸
着搬送される記録材には所望数の色画像が転写され、フ
ルカラー画像を形成する。

【００２３】フルカラー画像形成の場合、このようにし
て４色のトナー像の転写を終了すると記録材を転写ドラ
ム５ａから分離爪８ａ，分離押し上げコロ８ｂ及び分離
帯電器５ｈの作用によって分離し、熱ローラ定着器９を
介してトレイ１０に排紙する。他方、転写後感光ドラム
１は、表面の残留トナーをクリーニング器６で清掃した
後再度画像形成工程に供する。

【００２４】記録材の両面に画像を形成する場合には、
定着器９を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド１９を駆
動し、搬送縦パス２０を経て、反転パス２１ａにいった
ん導いた後、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込ま
れた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向き
に退出させ、中間トレイ２２に収納する。その後再び前
述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成
する。

【００２５】また、転写ドラム５ａの記録材担持シート
５ｆ上の粉体の飛散付着、記録材上のオイルの付着等を
防止するために、ファーブラシ１４と記録材担持シート
５ｆを介して該ブラシ１４に対向するバックアップブラ
シ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シート５
ｆを介して該ローラ１６に対向するバックアップブラシ
１７の作用により清掃を行う。このような清掃は画像形
成前もしくは後に行い、また、ジャム（紙づまり）発生
時には随時行う。

【００２６】また、本実施例においては、所望のタイミ
ングで偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ｆと一体
化しているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、
記録材担持シート５ａと感光ドラム１とのギャップを任
意に設定可能な構成としている。例えば、スタンバイ中
または電源オフ時には、転写ドラム５と感光ドラム１の
間隔を離す。

【００２７】図１は、本実施例のカラー複写機におけ
る、レーザ光照射により潜像を形成し、現像，転写する
部分の概略図である。感光ドラム１は、図示しない帯電
装置により、表面が一様に帯電され、レーザ光源１０２
より射出されたレーザ光により露光されて画像情報に応
じた静電潜像が形成される。前記レーザ光はポリゴンミ
ラー３ａ，ｆ・θレンズ１０４を介して感光ドラム１上
を走査する。感光ドラム１の一端近くにはフォトセンサ
１０５を配置され、ポリゴンミラー３ａの１面毎に反射
されるレーザ光により、走査開始の基準信号（以下ＢＤ
信号という）を発生する。従ってＢＤ信号の周期はポリ
ゴンミラー３ａの回転周期で定めることができる。ポリ
ゴンミラー３ａは、ポリゴンミラー駆動パルスモータ
（スキャナモータ）１１１の回転軸に連結され、パルス
モータ１１１はその制御回路１１２によって駆動されて
いる。ポリゴンミラー駆動パルスモータ制御回路１１２
はＰＬＬ方式のフィードバック制御を行い、基準クロッ
ク１１３を備えている。ポリゴンミラー駆動パルスモー
タ制御回路１１２は、パルスモータ１１１の回転速度が
安定領域に達したときに、ｒｅａｄｙ信号を画像書き出
しタイミング制御回路１１０へ出力する。また、選択信
号は図示しない制御部によりポリゴンミラー駆動パルス
モータ制御回路１１２内のＰＬＬ制御回路の定数の切り
替えを行うものである。

【００２８】また、感光ドラム１の周囲には転写ドラム
５ａ及び図示せぬ現像色毎の現像器が設けられ、現像器
で現像されたトナー像は転写ドラム５ａに保持された記
録用紙１０７に転写位置で転写器５ｄによって転写され
る。転写ドラム５ａの端部には基準位置を示すマーク１
０９があり、該マーク１０９の移動軌跡上の所定の基準
位置にはセンサ１０９ａが配置されている。センサ１０
９ａからの出力ＩＴＯＰによって用紙の基準位置の通過
時刻がわかるようになっている。転写ドラム５ａは、転
写ドラム駆動パルスモータ（メインモータ）１１４の回
転軸に連結され、このパルスモータ１１４は転写ドラム
駆動パルスモータ制御回路１１５によって駆動されてい
る。この制御回路１１５はＰＬＬ方式のフィールドバッ
ク制御を行い、基準クロック１１６をもっている。

【００２９】ＢＤ信号，ＩＴＯＰ信号は画像書き出しタ
イミング制御回路１１０に入力され、以下に示すように
誤差時間Ｔｅの補正されたタイミングで、同じく画像書
き出しタイミング制御回路１１０に入力する画像信号を
レーザ変調光として感光ドラム１へ照射する。

【００３０】ポリゴンミラー駆動パルスモータ１１１
は、図２に示されるようにパルスモータ１１１の回転速
度を検出するためのエンコーダ２０６を備え、ＰＬＬ駆
動系の制御回路で制御される。すなわち基準クロックＣ
ＬＫを適切な周波数に分周し、該周波数パルスをＩＴＯ
Ｐ信号と同期させて、さらにパルスモータ１１１に備え
られたエンコーダ２０６からのパルス信号との偏差をな
くすようにパルスモータ１１１を駆動している。

【００３１】次に、ＩＴＯＰとクロック１１３との同期
合わせが開始され、ポリゴンミラー駆動パルスモータ１
１１の回転速度が変化し、それに応じてポリゴンミラー
駆動パルスモータ制御回路１１２の周波数応答を変える
方法を図２を用いて説明する。

【００３２】分周器２０１は入力されるＣＬＫ信号をＰ
ＬＬ制御しやすい周期に変換する。同期回路２０２は分
周器２０１により分周されたＣＬＫ信号の位相をＩＴＯ
Ｐ信号の位相と所定の関係にして出力する。ＰＬＬ制御
部２０３は、主に位相比較器２０４とループフィルタ２
０５より構成されている。位相比較器２０４はポリゴン
ミラー駆動パルスモータ１１１の回転検出機構であるエ
ンコーダ２０６出力とＣＬＫ信号との位相差を検出し、
それに応じたパルス状の信号を出力する。ループフィル
タ２０５は位相比較器２０４の出力を、それを構成する
抵抗器やコンデンサの定数により決定された遮断周波数
以上の高周波成分を除去したモータ駆動信号に変換す
る。ちなみに図示したループフィルタは一般的な２次の
アクティブローパスフィルタで、この場合、フィルタの
遮断周波数（ｆｃ１）は次の式で求められる。

【００３３】 ｆｃ１＝１／（２π√（Ｃ１・Ｒ１・Ｃ２・Ｒ２）） （１） Ｃ３は選択信号により制御されるスイッチＳＷ１のＯＮ
によりＣ２と並列に接続されるコンデンサである。この
コンデンサＣ３が接続された場合のループフィルタ２０
５の遮断周波数（ｆｃ２）は次の式で求められる。

【００３４】 ｆｃ２＝１／（２π√（Ｃ１・Ｒ１・（Ｃ２＋Ｃ３）・Ｒ２）） （２） また、レディ信号は、ＣＬＫ信号とエンコーダ２０６の
出力であるＦＧ信号とが所定の関係にある場合に論理Ｈ
で出力され、それ以外の場合は論理Ｌで出力される。

【００３５】ＩＴＯＰ信号が入力されるまでは、スイッ
チＳＷ１はＯＮ状態であり、ループフィルタ２０５の遮
断周波数は（２）式で求められるものである。次にＩＴ
ＯＰ信号がポリゴンミラー駆動パルスモータ制御回路１
１２に入力されると、ＣＬＫ信号の位相がＩＴＯＰ信号
が入力される前のそれに比べて急激に変化するため、位
相比較器２０５に入力されているＦＧ信号との所定の位
相関係が崩れ、これを修復するためにパルスモータ１１
１の回転速度が変化し、レディ信号はＨからＬに変化す
る。それを検知し、図示しない制御部により、ループフ
ィルタ２０５のスイッチＳＷ１をＯＦＦように選択信号
が制御される。このときのループフィルタ２０５の遮断
周波数は（１）式のものへと変化する。

【００３６】一般的に、急激に位相が変化した場合ＰＬ
Ｌ制御部の周波数応答を高めることによりパルスモータ
の回転速度の収束時間が小さくなることが知られてい
る。よって、 ｆｃ１＞ｆｃ２ の関係になるように、ループフィルタ２０５の定数を設
定することにより、ＣＬＫ信号とＦＧ信号との位相差が
急激に変化するような場合、前述のような制御をするこ
とによりポリゴンミラー駆動パルスモータ１１１の回転
速度の変動時間を短縮することができる。

【００３７】パルスモータ１１１が所定の回転数に復帰
した場合、レディ信号がＬからＨに変わることを検知
し、再びスイッチＳＷ１をＯＮすることにより定常状態
に最適なループフィルタ２０５の特性に戻す。

【００３８】また、スイッチＳＷ１の制御方法として、
ＩＴＯＰ信号の入力を検知してＯＦＦし、所定の時間後
に再びＯＮするような制御でも同様の効果が得られる。

【００３９】ループフィルタの定数を変更する手段をコ
ンデンサの値を変更することで実現したが、抵抗値の値
を変更することでも同様であることは言うまでもない。

【００４０】以上説明したように、本実施例によれば、
ポリゴンミラー駆動パルスモータは、収束時間が短く、
定常状態で安定に回転する。

【００４１】（実施例２）実施例１においては、ループ
フィルタの定数を変更する制御を行ったが、ポリゴンミ
ラー駆動パルスモータ制御回路内のループフィルタが複
数の独立したフィルタから構成されている場合、その構
成をかえる手段で同様の作用，効果が期待できる。な
お、前記ポリゴンミラー駆動パルスモータ制御回路以外
のハードウエアの構成は、実施例１と同様であり説明を
省略する。

【００４２】図４は、本実施例の“カラー複写機”にお
ける、ポリゴンミラー駆動パルスモータ制御回路の構成
図である。分周器３０１は入力されるＣＬＫ信号をＰＬ
Ｌ制御しやすい周期に変換する。同期回路３０２は分周
器３０１により分周されたＣＬＫ信号の位相をＩＴＯＰ
信号の位相と所定の関係にして出力する。ＰＬＬ制御部
３０３は主に位相比較器３０４とループフィルタ３０５
より構成されている。位相比較器３０４はポリゴン駆動
パルスモータ１１１の回転検出機構であるエンコーダ２
０６の出力とＣＬＫ信号との位相差を検出し、それに応
じたパルス状の信号を出力する。ループフィルタ３０５
は位相比較器３０４の出力を、それを構成する抵抗器や
コンデンサの定数により決定された遮断周波数以上の高
周波成分を除去したパルスモータ駆動信号に変換する。
ループフィルタ３０５は、図示のようにフィルタ１ ３
０６とフィルタ２ ３０７が直列に接続されて構成され
ている。

【００４３】スイッチＳＷ２は、選択信号により制御さ
れるスイッチで、ループフィルタ３０５はスイッチＳＷ
２がＯＮの場合は、フィルタ１のみの特性、ＯＦＦの場
合はフィルタ１ ３０６とフィルタ２ ３０７が直列に
接続されたときの特性になる。それぞれのフィルタの遮
断周波数は、前者がｆｃ３、後者がｆｃ４とし、 ｆｃ３＞ｆｃ４ の関係になっている。

【００４４】ＩＴＯＰ信号が入力されるまでは、スイッ
チＳＷ２はＯＦＦ状態であり、ループフィルタ３０５の
遮断周波数はｆｃ４である。

【００４５】次にＩＴＯＰ信号がポリゴンミラー駆動パ
ルスモータ制御回路１１２−２に入力されると、ＣＬＫ
信号の位相がＩＴＯＰ信号が入力される前のそれに比べ
て急激に変化するため、位相比較器３０５に入力されて
いるＦＧ信号との所定の位相関係が崩れ、これを修復す
るためにパルスモータ１１１の回転速度が変化し、レデ
ィ信号はＨからＬに変化する。それを検知し、図示しな
い制御部により、ループフィルタ３０５のスイッチＳＷ
２をＯＮするように選択信号が制御される。このときの
ループフィルタ３０５の遮断周波数はｆｃ３へと変化す
る。

【００４６】パルスモータ１１１が所定の回転数に復帰
した場合、レディ信号がＬからＨに変わることを検知
し、再びスイッチＳＷ２をＯＦＦすることにより定常状
態に最適なループフィルタの特性に戻す。

【００４７】また、スイッチＳＷ２の制御方法として、
ＩＴＯＰ信号の入力を検知してＯＮし、所定の時間後に
再びＯＦＦするような制御でも同様の効果が得られる。

【００４８】以上説明したように、本実施例においても
実施例１と同様の効果が得られる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スキャナモータの回転速度の収束時間を短縮し、かつ定
常状態でスキャナモータを安定した回転速度に維持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１における現像，転写部分の斜視図

【図２】 ポリゴンミラー駆動パルスモータ制御回路の
構成を示す図

【図３】 実施例１の断面図

【図４】 実施例２におけるポリゴンミラー駆動パルス
モータ制御回路の構成を示す図

【符号の説明】

１１１ ポリゴンミラー駆動パルスモータ １１２ ポリゴンミラー駆動パルスモータ制御回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキャナモータを駆動するＰＬＬ制御回
   路と、このＰＬＬ制御回路の動作状態に応じてＰＬＬ制
   御回路の応答特性を変更する応答特性変更手段とを備え
   たことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 応答特性変更手段は、ＰＬＬ制御回路の
   入力信号とスキャナモータからのフィードバック信号と
   の位相差が所定値より大きいとき定常時の応答特性を変
   更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 応答特性変更手段は、ＰＬＬ制御回路の
   入力信号が外部信号により同期化された時から所定の時
   間だけ定常時の応答特性を変更するものであることを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 ＰＬＬ制御回路の入力信号は、クロック
   信号を感光体，転写体等を駆動するメインモータの回転
   に同期化したものであることを特徴とする請求項１〜請
   求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 レーザ光をポリゴンミラーを介して感光
   体上に照射して潜像を形成し、この潜像を現像し転写体
   に転写する画像形成装置であって、前記ポリゴンミラー
   の回転と前記感光体，転写体の回転の位相を合わせる手
   段と、この手段による位相合わせ制御中に、前記ポリゴ
   ンミラーの回転を制御するＰＬＬ制御回路の定数を変更
   する手段とを有する制御回路を備えたことを特徴とする
   画像形成装置。
6. 【請求項６】 レーザ光をポリゴンミラーを介して感光
   体上に照射して潜像を形成し、この潜像を現像し転写体
   に転写する画像形成装置であって、前記ポリゴンミラー
   の回転と前記感光体，転写体の回転の位相を合わせる手
   段と、この手段による位相合わせ制御中に、前記ポリゴ
   ンミラーの回転を制御するＰＬＬ制御回路のフィルタの
   次数を変更する手段とを有する制御回路を備えたことを
   特徴とする画像形成装置。