JPS60254017A - 光走査系の解像度制御回路 - 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〕 本発明は、レーザプリンタ等に用いられる光走査系の解
像度を光走査手段を駆動するサーボモータの回転速度を
変えて変更する光走査系の解像度制御回路に関する。

レーザプリンタ等の光学系を利用した装置においては、
レーザ光を光走査して被走査面に照射してプリント動作
等を行っている。

例えば、レーザプリンタにおいては、第５図全体構成図
及び第６図の光学系構成図に示す様に感光ドラム４の周
囲に帯電器５、現、像器６、転写器７、除電ユニット８
及びクリーナー９が配置され、レーザ源であるレーザダ
イオード１２からの書込み像に応じて変調されたレーザ
光がコリメートレンズ１３を介しスピンドルモーフ（サ
ーボモータ）１５によって回転されるポリゴンミラー１
４によって光走査されＦ−θレンズ１６、ミラー１７を
介して帯電器５で帯電された感光ドラム４を露光する。

これによって感光ドラム４上に潜像が形成され、現像器
６で現像されて、用紙ホッパ１より繰出しローラ２によ
って繰出され、搬送ローラ３で転写部へ送られる用紙Ｃ
Ｐに転写器７によって現像像を転写せしめる。以降用紙
ｃｐは定着器１０によって定着され、スタッカ１１に収
容され、感光ドラム４は除電ユニット８で除電された後
クリーナー９でクリーニングされ、次乃潜像形成に供さ
れる。

このようなレーザプリンタでは、第６図に示す如く光学
系としてレーザ源１２、ポリゴンミラー（走査ミラー）
１４及びスピンドルモータ１５が設けられ、レーザ源１
２の光をスピンドルモータ１５がポリゴンミラー１４を
回転させることによりモータ４ａによって回転する感光
ドラム４を主走査方向に走査することによって像を形成
する。

このレーザ源１２は書込み像に応じた変調信号ＬＥＤＳ
によって駆動され、レーザ源１２より変調信号ＬＥＤＳ
に対応した光の点列が発生するので感光ドラム４上には
書込み像が形成されることになる。

〔従来の技術〕 このような光走査系を利用した装置においては解像度（
レーザプリンタでは副走査方向の線密度）を変更したい
との要求がある。例えば、レーザプ′　リンクをファク
シミリとして利用する場合には、ファクシミリ送信側の
線密度に応じて解像度を変更する必要があり、例えば、
２４０ｂｐｉ（ビットパーインチ）　、３００　ｂｐｉ
、４００　ｂｐｉ、４８０ｂｐｉ等に切換える必要があ
る。同様に縮小、拡大を行なう時にも解像度を変更する
必要がある。このような解像度を変更するには、主走査
速度、即ち光走査速度を変更して感光ドラム４の所定単
位長当りの走査線数を変更すればよい。このため、ポリ
ゴンミラー１４の回転速度、即ちスピンドルモータ１５
の回転数を変えて解像度を変更することが特願昭５３−
１３０８１８号等において提案されている。

係る従来の解像度制御によるものでは、サーボ回路へ入
力するスピンドルモータ１５の指示速度を解像度に応じ
て変更するだけであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来の解像度制御回路においては、スピンドルモー
タ１５のサーボ系の回路定数を変えていないので、回転
速度により定常回転時の角速度変動に差が生じる。即ち
、角速度変動をある指定回転数（速度）のみ小さく設定
すると、指定回転数の差が大きければ大きい程別の指定
回転数における角速度変動が大となる問題がある。

特に係る光走査系においては、スピンドルモータ１５に
比較的大きなフライホイールを設け、回転数変動をでき
る限り小さくしているため、サーボ系の追従が遅くその
傾向を増長している。

このように角速度変動が大であると、プリント出力上で
は第７図に示す様に光走査方向のドツト位置に乱れが生
じ、特に後端が不揃いとなり、印刷品質が劣下すること
になり、角速度変動が極めて小さいことが要求されてい
た。　− 〔問題点を解決するためあ手段〕 本発明は、解像度切換のため指定回転数を切換えても角
速度変動を小とし、安定に光走査を行いうる光走査系の
解像度制御回路を提供するにある。

このため、本発明は、光走査手段に光走査を行なわしめ
るためのサーボモータを、指定された解像度に対応する
回転速度で回転させるための光走査系の解像度制御回路
において、指定された解像度に対応する回転速度を指示
する手段と、該サーボモータの回転速度を検知する検出
手段と、該指示回転速度と該検知された回転速度とを比
較して速度誤差を出力する誤差検出回路と、該各解像度
に対応する回転速度に応じた位相補償特性を有する複数
の位相補償回路と、該位相補償回路の出力に応じて該サ
ーボモータを駆動する駆動回路とを有し、該指定された
解像度に応じて該複数の位相補償回路のいずれかを選択
することを特徴としている。

〔作用〕 本発明では、解像度を指定する指定回転速度の切換えに
応じて当該指定回転速度に対応する位相補償特性をもつ
位相補償回路に切換えているので、当該指定回転速度、
即ち周波数に対する最適の位相補償特性をサーボ系に与
えることができるので、指定回転数の高低にかかわらず
アンプの発振、振動がなく、角速度変動を最小にするこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例ブロック図であり、図中、第
５図、第６図と同一のものは同一の記号で示してあり、
２０は回転数指示スイッチであり、解像度に応じた回転
数に対応する基準周波数クロックｆ１〜ｆｎを解像度に
応じて出力するものであり、例えば解像度高（密）で高
い基準周波数を、解像度低（粗）で低い基準周波数を切
換出力するもの、２１は位相比較器であり、例えばＰＬ
Ｌ回路で構成され、出力される基準周波数クロックｆ１
〜ｆｎと後述するモータ１５の回転数を示す速度検出ク
ロックｆ　Ｍ　＋〜ｆＭｎとを比較し、位相差に比例し
た信号（誤差信号）を出力するもの、２２は位相補償切
換スイッチであり、後述する位相補償回路を選択するも
の、２’３ａ、２３　ｂ−。

２３ｎは位相補償回路であり、例えばローパスフィルタ
により構成され、各々各基半周波数クロックｆ１〜ｆｎ
に対し最適な位相補償特性（帯域特性）を有するもの、
２４は増幅器（アンプ）であり、所定の増幅度を有する
もの、２５はドライバ回路であり、モータ１５にアンプ
２４の出力に応じて電流を供給するもの、２６は速度検
出器であり、ホール素子やロータリエンコーダで構成さ
れ、モータ１５の軸の角速度に応じた周波数の速度検出
クロックｆＭ＋　−ｆＭｎを出力するものである。

次に、第１図実施例構成の動作について第２図位相補償
特性図を用いて説明する。

第２図（Ａ）に示す様に指定回転数（基準周波数）が高
いとみかけの系の周波数帯域は低下する。

従って、系が均一な位相補償特性を持つと、高い基準周
波数ではアンプの発振が生し、低い基準周波数では、追
従が遅くなり、いずれも角速度変動が大となる。そこで
、各位相補償回路２３２〜２３Ｈに第２図（Ｂ）の如（
低い基準周波数に対応するもの程帯域を広くとり、追従
遅れを防止し、逆に高い基準周波数に対応するもの程帯
域を狭くしてアンプの発振を防止するようにしている。

第１図の構成について説明すると、解像度が指定される
と、指定スイッチ２０が切換選択され、対応する基準周
波数クロックが出力され、これとともに切換スイッチ２
２が切換選択され、この基準周波数クロックに対応する
位相補償特性の位相補償回路が選択されて位相比較器２
１に接続される。例えば、解像度が高であれば、高い基
準周波数クロックｆｎが選択され、狭い帯域特性をもつ
位相補償回路２３ｎが選択される。位相比較器２１は指
定スイッチ２０から基準周波数クロックと速度検出器２
６からの速度検出クロックとの位相を比較し、位相差に
応じた誤差信号を切換スイッチ２２を介し選択された位
相補償回路に出力し、位相補償せしめ、アンプ２４を介
し、ドライバ２５よりモータ１５に電流を付与する。

このようにして、指定回転数に応した位相補償特性がフ
ィードバック系に与えられるので、指定回転数を切換え
ても発振や追従遅れがなく、角速度変動を小さくするこ
とができる。特にモータ１５に大きなフライホイールを
設けているものにおいては系のみかけ上の周波数帯域が
狭いので、このような切換は極めて有効である。

第３図は本発明の他の実施例ブロック図であり、図中、
第１図と同一のものは同一の記号で示してあり、２４　
ａ、　２４　ｂ−−−２４ｎはアンプであり、各々基準
周波数に対応したゲイン（利得）を有するものであり、
例えば高い基準周波数に対応するアンプは高いゲインを
、低い基準周波数に対応するアンプは低いゲインを有す
るものであり、２７はゲイン切換スイッチであり、指定
解像度に応じてアンプ２４ａ〜２４ｎを切換接続するも
のである。

この実施例では、第１図の構成に加え、指定解像度（即
ち、指定基準周波数）に応じて系のゲインを変えるよう
に構成されている。このような構成を付加したのは、位
相補償が定常状態における系の安定性（角速度変動を小
）に寄与するのに対し、ゲイン補償は立上り、立下り状
！３（回転数切換時）における切換時間を最適値として
早い切換動作を実現し、且つ立上り、立下りのハンチン
グを防止し、角速度変動を最小とせしめるためである。

例えば、第４図に示す如く、角速度（回転数）をｖｌか
らｖｌに高める場合に、ｖｌに対応するゲイン（ゲイン
小）からｖｌに対応するゲイン（ゲイン大）に切換えて
切換時間ｔ２を最適値とし、且つハンチングを防止する
。即ち、高い基準周波数（角速度）程ゲインを大とし、
低い基準周波数（角速度）程ゲインを小とする。

従って、第３図の実施例では、指定解像度に応じて指定
スイッチ２０と、位相切換スイッチ２２と、ゲイン切換
スイッチ２７とが切換えられ、指定スイッチ２０が切換
選択されると、対応する基準周波数クロックが出力され
、これとともに切換スイッチ２２が切換選択され、この
基準周波数クロックに対応する位相補償特性の位相補償
−回路が選択されて位相比較器２１に接続され、更にゲ
イン切換スイッチ２７が切換選択され、この基準周波数
クロックに対応、するゲインのアンプが位相補償回路に
接続される。

例えば、解像度が高であれば高い基準周波数クロックｆ
ｎが選択され、狭い帯域特性をもつ位相補償回路２３ｎ
が選択され、高いゲインをもつアンプ２４ｎが選択され
る。位相比較器２１は指定スイッチ２０から基準周波数
クロックと速度検出器２６からの速度検出クロックとの
位相を比較し、位相差に応じた誤差信号を切換スイッチ
２２を介し選択された位相補償回路に出力し、位相補償
せしめ、更にゲイン切換スイッチ２７を介し選択された
アンプを介しドライバ２５よりモータ１５に電流を付与
する。

このようにして指定回転数に応じた位相補償特性及びゲ
インがサーボ系に与えられるので、指定回転数を切換え
ても、発振や追従遅れが雇く過度状態の切換時間を最適
にするとともに角速度変動、ハンチングを最小にするこ
とができる。

以上本発明を一実施例により説明したが、本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、光走査手段に光走
査を行なわしめるためのサーボモータを、指定された解
像度に対応する回転速度で回転させるための光走査系の
解像度制御回路において、指定された解像度に対応する
回転速度を指示する手段と、該サーボモータの回転速度
を検知する・検出手段と、該指示回転速度と該検知され
た回転速度とを比較して速度誤差を出力する誤差検出回
路と、該各解像度に対応する回転速度に応じた位相補償
特性を有する複数の位相補償回路と、該位相補償回路の
出力に応じて該サーボモータを駆動する駆動回路とを有
し、該指定された解像度に応じて該複数の位相補償回路
のいずれかを選択することを特徴としているので、解像
度に応じた光走査系の回転速度に最適の位相補償特性を
光走査系の駆動モータのサーボ系に付与することができ
。各指定回転速度における角速度変動を最小にすること
ができるという効果を奏し、光走査系の組込まれたプリ
ンタ等においては、高い印刷品質を与えることが可能と
なる。また、モータのフライホイールを指定回転速度に
応じて変えることがなく、回路構成上実現しているので
容易にしかも安価に構成しうるという効果も奏し、特に
解像度変更を光走査系の回転速度の変更によって行なう
ものにおいて解像度変更を一層容易にし、実用上有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例ブロック図、第２図は第１図
構成の位相補償説明図、第３図は本発明の他の実施例ブ
ロツク図、第４図は第３図構成の動作説明図、第５図は
本発明の対象となるレーザプリンタ構成図、第６図は第
５図構成の光走査系詳細構成図、第７図は角速度変動に
よる問題点説明図である。 図中、１２−　光源、１４−ポリゴンミラー（光走査手
段）　、１５−サーボモータ、２〇一回転速度指示スイ
ッチ、２１・−位相比較器（誤差検出器）２３ａ〜２３
ｎ−位相補償回路、２４−アンプ、２５−　ドライバ回
路、２６−速度検出器。 才　２　図 糸　０′） の （［３） 通産＄按 ヤ　４　図 才　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光走査手段に光走査を行なわしめるためのサーボモータ
   を、指定された解像度に対応する回転速度で回転させる
   ための光走査系の解像度制御回路において、指定された
   解像度に対応する回転速度を指示する手段と、該サーボ
   モータの回転速度を検知する検出手段と、該指示回転速
   度と該検知された回転速度とを比較して速度誤差を出力
   する誤差検出回路と、該各解像度に対応する回転速度に
   応じた位相補償特性を有する複数の位相補償回路と、該
   位相補償回路の出力に応じて該サーボモータを駆動する
   駆動回路とを有し、該指定された解像度に応じて該複数
   の位相補償回路のいずれかを選択することを特徴とする
   光走査系の解像度制御回路。