JP2005351981A - 回転多面鏡駆動装置及びその制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成に必要な時間を短縮化させることができる回転多面鏡駆動装置及び制御方法、並びにプログラムを提供する。
【解決手段】 カラープリンタ１００は、レーザ発光部４７からのレーザビームを感光ドラム上の感光体６０に向かってレーザ反射光として反射させる回転多面鏡７０と、回転多面鏡７０を回転駆動するためのスキャナモータユニット４６及び位相制御部４２と、レーザ反射光を信号をＢＤ信号１としてスキャナモータ制御部４９に入力するビーム検出器３８と備え、プリント用紙に印刷を行う。位相制御部４２は、複数の制御ゲイン設定値２８が設定されたゲイン設定回路２７を備え、ＢＤ信号１の位相に対する基準信号２６の位相の位相差に基づく位相差信号２１に基づいて複数の制御ゲイン設定値２８の中から制御ゲイン２９を選択することによって制御ゲインを変化させる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、回転多面鏡駆動装置及び制御方法、並びにプログラムに関し、特に、感光体に画像を形成するために画像信号に基づいて変調されたレーザビームを反射させる回転多面鏡の駆動装置、その制御方法、及びプログラム、並びに該装置を備える画像形成装置に関する。

従来のレーザビームを用いる画像形成装置としてのプリンタは、プリント用紙に印刷すべき画像を保持する画像担持体と、該画像に対応する画像データ信号に基づいて変調されたレーザビームを該画像担持体上の感光体に向かって反射させる回転多面鏡と、該回転多面鏡で感光体を走査（スキャン）するために回転多面鏡を高速で連続的に回転駆動する駆動装置としてのレーザスキャナモータとを備え、画像担持体上に保持された画像をプリント用紙に転写することにより印刷を行う。

レーザスキャナモータは、プリンタがスタンバイモードであるときに、その回転軸の回転を停止したり、その回転数を低下させたりして低騒音化させており、プリンタがスタンバイモードからプリントモードに移行したときは、回転数を上げるために必要な立上がり時間を短縮化させてプリントモードへの移行時間を短縮化させている。

また、カラープリンタは、例えば４色のトナーを用いて画像担持体上に４色のトナー像を形成し、これらのトナー像を順次重ね合わせることにより印刷を行う。具体的には、画像担持体である感光体ドラム上の感光体にレーザビームで静電潜像を形成し、各色のトナーを付着させて形成したトナー像を中間転写ベルトに転写することを４回繰り返す。

カラープリンタは、レーザビームをビーム検出信号（以下、「ＢＤ信号」という）として検出するビーム検出センサが設けられており、該ビーム検出センサにより画像データを出力するタイミングを検出している。また、中間転写ベルトには、所定の基準位置に目印が設けられており、該目印を基準信号として検出するセンサによって中間転写ベルト上の基準位置を検出している。ＢＤ信号が検出されたタイミングと基準信号が検出されたタイミングとを一致させることにより、各色のトナー像を中間転写ベルト上の同じ位置で重ね合わせることができる。

ＢＤ信号が検出されたタイミングと基準信号が検出されたタイミングとを一致させるために、カラープリンタのレーザスキャナモータは、回転多面鏡の回転駆動を制御（加速又は減速）する処理を行う（例えば、特許文献１参照）。また、画像形成装置がモノクロプリンタであっても、印刷される画像の高い画質を確保するためにスキャナモータは回転多面鏡の回転駆動を制御する処理を行う。回転多面鏡の回転駆動を制御する際に制御ゲイン（制御時間）を一定とすることにより、スキャナモータの回転ジッタを低減させた値で一定にする。
特開２００３−００９５６８号公報

しかしながら、上述したようなプリンタでは、スキャナモータの回転ジッタを低減させた値で一定にするために、制御ゲインを一定にする必要がある。制御ゲインが一定であるために、ＢＤ信号の位相と基準信号の位相との間の位相差が所定範囲内に収束するまでの収束時間が長期化して、印刷に必要な時間を短縮化させることができない。

一方、印刷に必要な時間を短縮化させるために、回転多面鏡の回転軸の回転速度が一定になるまでに必要な時間を短縮化すると、スキャナモータの回転ジッタを低減させた値で一定にすることができないので、回転多面鏡の回転が不安定化して、画像の高い画質を確保することができない。

本発明の目的は、ＢＤ信号の位相と基準信号の位相との間の位相差に基づいて制御ゲインを変化させることによって、画像の高い画質を確保しつつ、画像形成に必要な時間を短縮化させることができる回転多面鏡駆動装置及び制御方法、並びにプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の回転多面鏡駆動装置は、感光体上に画像を形成するために画像信号に基づいて変調されたレーザビームで前記感光体上を走査する回転多面鏡を一定の回転速度で回転駆動する回転駆動手段を備える回転多面鏡駆動装置において、前記レーザビームをビーム検出信号として検出するビーム検出手段と、前記画像を形成すべき基準位置に関する基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記生成した基準信号の位相に対する前記ビーム検出信号の位相の位相差をカウント値としてカウントするカウント手段と、前記カウント値に基づいて所定の時間を決定する時間決定手段と、前記カウント値に基づいて前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているか否かを判別する位相進み／遅れ判別手段と、前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているときは、前記所定の時間に亘って前記回転多面鏡の回転駆動を減速又は加速するように前記回転駆動手段を制御する回転駆動制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２記載の回転多面鏡駆動装置は、請求項１記載の回転多面鏡駆動装置において、前記時間決定手段により決定すべき所定の時間を前記カウント手段によりカウントされるカウント値に関係付けたテーブルを格納する格納手段を備え、前記時間決定手段は、前記所定の時間の決定を前記テーブルに基づいて行うことを特徴とする。

請求項３記載の回転多面鏡駆動装置は、請求項１又は２記載の回転多面鏡駆動装置において、前記ビーム検出信号を分周する分周手段と、前記分周されたビーム検出信号の立上がりエッジ及び立下がりエッジをカウントする他のカウント手段と、前記カウントされた立上がりエッジ及び立下がりエッジに基づいて前記回転多面鏡の回転駆動を加速又は減速するように前記回転駆動手段を制御する他の回転駆動制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項４記載の回転多面鏡駆動装置は、請求項３記載の回転多面鏡駆動装置において、前記回転駆動制御手段及び前記他の回転駆動制御手段とを協働させる制御部を備えることを特徴とする。

請求項５記載の回転多面鏡駆動装置は、請求項３記載の回転多面鏡駆動装置において、前記回転多面鏡の回転速度が所定の回転速度未満であるときは、前記回転駆動制御手段による前記回転多面鏡の回転駆動の加速又は減速の実行を禁止し、前記他の回転駆動制御手段による前記回転多面鏡の回転駆動の加速又は減速を実行を許容することを特徴とする。

請求項６記載の回転多面鏡駆動装置は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転多面鏡駆動装置において、画像を形成する画像形成装置に適用されることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項７記載の回転多面鏡駆動装置の制御方法は、感光体上に画像を形成するために画像信号に基づいて変調されたレーザビームで前記感光体上を走査する回転多面鏡を一定の回転速度で回転駆動する回転駆動手段を備える回転多面鏡駆動装置の制御方法において、前記レーザビームをビーム検出信号として検出するビーム検出ステップと、前記画像を形成すべき基準位置に関する基準信号を生成する基準信号生成ステップと、前記生成した基準信号の位相に対する前記ビーム検出信号の位相の位相差をカウント値としてカウントするカウントステップと、前記カウント値に基づいて所定の時間を決定する時間決定ステップと、前記カウント値に基づいて前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているか否かを判別する位相進み／遅れ判別ステップと、前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているときは、前記所定の時間に亘って前記回転多面鏡の回転駆動を減速又は加速するように前記回転駆動手段を制御する回転駆動制御ステップとを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項８記載のプログラムは、感光体上に画像を形成するために画像信号に基づいて変調されたレーザビームで前記感光体上を走査する回転多面鏡を一定の回転速度で回転駆動する回転駆動手段を備える回転多面鏡駆動装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記レーザビームをビーム検出信号として検出するビーム検出モジュールと、前記画像を形成すべき基準位置に関する基準信号を生成する基準信号生成モジュールと、前記生成した基準信号の位相に対する前記ビーム検出信号の位相の位相差をカウント値としてカウントするカウントモジュールと、前記カウント値に基づいて所定の時間を決定する時間決定モジュールと、前記カウント値に基づいて前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているか否かを判別する位相進み／遅れ判別モジュールと、前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているときは、前記所定の時間に亘って前記回転多面鏡の回転駆動を減速又は加速するように前記回転駆動手段を制御する回転駆動制御モジュールとを備えることを特徴とする。

請求項１記載の回転多面鏡駆動装置、請求項７記載の回転多面鏡駆動装置の制御方法、又は請求項８記載のプログラムによれば、ビーム検出信号の位相と基準信号の位相との間の位相差をカウントしたカウント値に基づいて所定の時間を決定すると共に、ビーム検出信号の位相が基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているか否かを判別して、決定した所定の時間に亘って回転多面鏡の回転駆動を減速／加速するので、画像の高い画質を確保しつつ、画像形成に必要な時間を短縮化させることができる。

請求項２記載の回転多面鏡駆動装置によれば、所定の時間をカウント値に関係付けたテーブルに基づいて所定の時間を決定するので、所定の時間を多段階に切り替えることができる。

請求項３記載の回転多面鏡駆動装置によれば、ビーム検出信号を分周したビーム検出信号でカウントした立上がりエッジ及び立下がりエッジに基づいて回転多面鏡の回転駆動を加速又は減速するので、回転多面鏡の回転速度に基づいて画像形成に必要な時間を短縮化させることができる。

請求項４記載の回転多面鏡駆動装置によれば、制御部が回転駆動制御手段及び他の回転駆動制御手段とを協働させるので、回転多面鏡の回転駆動の加速又は減速を効率的に行うことができる。

請求項５記載の回転多面鏡駆動装置によれば、回転多面鏡の回転速度が所定の回転速度未満であるときは、他の回転駆動制御手段が回転多面鏡の回転駆動の加速又は減速を実行するので、確実に回転多面鏡の回転速度を一定の回転速度にすることができる。

請求項６記載の回転多面鏡駆動装置によれば、画像を形成する画像形成装置に適用されるので、確実に画像の高い画質を確保しつつ、画像形成に必要な時間を短縮化させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る回転多面鏡駆動装置を備える画像形成装置の内部の構成を概略的に示すブロック図である。

図１において、画像形成装置としてのカラープリンタ１００は、プリント用紙に形成すべき画像を保持する画像担持体としての感光ドラム上に配置された感光体６０と、該画像に対応する画像データ信号に基づいて不図示の変調器により変調されたレーザビームを感光体６０に向かってレーザ反射光として反射させる回転多面鏡７０と、回転多面鏡に向かってレーザビームを出射するレーザ発光部４７と、回転多面鏡７０のレーザ反射光で感光体６０の表面を走査（スキャン）するために回転多面鏡７０を連続的に回転駆動するためのスキャナモータユニット４６と、スキャナモータユニット４６を制御するスキャナモータ制御部４９と、レーザ反射光をレーザ反射光信号として検出して、該検出したレーザ反射光信号をビーム検出（Beam detect）信号（以下、「ＢＤ信号」という）としてスキャナモータ制御部４９に入力するビーム検出器３８（ビーム検出手段）と備え、プリント用紙に印刷を行う。スキャナモータユニット４６と、スキャナモータ制御部４９とは、本実施の形態に係る回転多面鏡駆動装置を構成する。

カラープリンタ１００による印刷は、感光ドラム上の感光体６０に形成されたトナー像を、感光体６０が当接することにより中間転写ベルト（不図示）上に１次転写させ、１次転写させたトナー像をプリント用紙に２次転写させることにより行われる。

回転多面鏡７０としては、小径で鏡面数が多いポリゴンミラーを用いることが好ましい。これにより、高速回転させることができると共に、その回転精度を向上させることができる。例えば、回転多面鏡７０は、鏡面数が８の８角柱形状を有し、その断面は直径３６ｍｍの円に内接する正８角形であり、厚さ３ｍｍである。また、回転多面鏡７０は、低周波数の回転時における回転ジッタ（jitter）が最大０．０１％であり、スキャナモータ３７による回転駆動に対応可能な回転数が、例えば１５０００〜５００００／ｍｉｎである。

スキャナモータユニット４６は、一定の回転速度、例えば回転数３００００／ｍｉｎで回転多面鏡７０を回転駆動するスキャナモータ３７と、スキャナモータ３７による回転多面鏡７０の駆動を制御するスキャナモータ駆動制御部３６とを備える。

スキャナモータ制御部４９は、位相制御信号を生成する後述する図２の位相制御部４２と、速度制御信号を生成する後述する図５の速度制御部４１と、位相制御部４２及び速度制御部４１で生成された位相制御信号及び速度制御信号に基づいてスキャナモータ３７による回転多面鏡７０の回転駆動を加速するための加速信号（／ＡＣＣ）４４又は減速するための減速信号（／ＤＥＣ）４５を生成してスキャナモータ駆動制御部３６に出力する制御信号出力部４３（制御部）とを備える。

カラープリンタ１００は、印刷時に、後述する図７の回転多面鏡回転駆動制御処理を実行することにより、速度制御部４１を介してスキャナモータ３７の回転軸の回転速度に基づいて回転多面鏡７０の回転駆動を制御する（他の回転駆動制御手段）と共に、位相制御部４２を介してＢＤ信号１の位相に基づいて回転多面鏡７０の回転駆動を制御する（回転駆動制御手段）。

図１に示すモータ回転指示信号（／ＳＣＮＯＮ）４０は、スキャンを開始するための信号であって、カラープリンタ１００に設けられ印刷（画像形成）を制御するための画像形成制御回路（不図示）から速度制御部４１に入力される。モータ回転指示信号（／ＳＣＮＯＮ）４０がアクティブを示す「Ｌｏｗ」レベルにある場合にスキャナモータ３７の回転が開始する。それ以外の場合、即ちモータ回転指示信号（／ＳＣＮＯＮ）４０がインアクティブを示す「Ｈｉｇｈ」レベルにある場合には、図５で後述するカウンタａ１０及びカウンタｂ１４をプリセット状態に戻すリセットを行うべく、カウンタａ１０の出力信号１１及びカウンタｂ１４の出力信号１５の双方の状態を「Ｈｉｇｈ」にする。これにより、後述する速度減速信号（ＤＥＣｖ）１９のみを有効（出力可能な状態）として、スキャナモータ３７による回転多面鏡７０の回転駆動を減速可能な状態又は停止した状態で保持することができる。

また、速度制御部４１及び位相制御部４２には、スキャナモータユニット４６からのＦＧ（Frequency Generator）信号４８が入力される。

図２は、図１における位相制御部４２の構成を詳細に示すブロック図である。

図２に示すように、位相制御部４２は、図１におけるビーム検出器３８で検出されたＢＤ信号１が入力する波形成形回路２と、後述する基準信号設定値２４が入力される基準信号生成回路２５と、波形成形回路２及び基準信号生成回路２５に接続され波形成形回路２の出力信号３及び基準信号生成回路２５が生成した後述する基準信号２６が入力される位相差カウント回路２０（カウント手段）と、位相差カウント回路２０に接続された位相進み／遅れ判定回路２２（位相進み／遅れ判別手段）、ゲイン設定回路２７（時間決定手段）、及び位相制御信号生成回路３０とを備える。ゲイン設定回路２７は、位相制御信号生成回路３０に接続している。位相差カウント回路２０、位相進み／遅れ判定回路２２、ゲイン設定回路２７、及び位相制御信号生成回路３０には、上記画像形成制御回路から入力されるスキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７が入力される。基準信号設定値２４は、基準信号生成回路２５が上記中間転写ベルト上の所定の基準位置を示す基準信号２６を生成するための設定値であり、上記画像形成制御回路を介して基準信号生成回路２５に設定される。

位相進み／遅れ判定回路２２及び位相制御信号生成回路３０は、ＯＲ回路３２，３４に接続しており、ＯＲ回路３２，３４には、位相進み／遅れ判定回路２２及び位相制御信号生成回路３０の出力信号２３，３１が入力される。位相進み／遅れ判定回路２２の出力信号２３は、ＯＲ回路３２には反転入力され、ＯＲ回路３４には正転入力される。ＯＲ回路３２，３４の出力信号３３，３５は、それぞれ、ＢＤ信号１の位相（phase）に基づく加速信号（位相加速信号／ＡＣＣｐ）３３、位相減速信号（／ＤＥＣｐ）３５として、図１における制御信号出力部４３に入力される。

位相差カウント回路２０は、バックグラウンドで常に動作するカウンタ（図示せず）を備え、このカウンタは、基本的に、図３で後述する基準信号２６の立下がりエッジからカウントを開始し、後述するＢＤ信号３の立下がりエッジでカウントを終了する。ただし、カウンタは、基準信号２６の立下りエッジからカウントを開始した場合において、次の基準信号２６の立下りエッジがＢＤ信号３よりも前に存在したときは、その時点までにカウントした後述する位相差カウント値を０に戻すということを行うように構成されている。

図３は、図２の位相制御部４２において実行される信号処理のタイミングチャートである。

図３において、ＢＤ検出器３８からのＢＤ信号１は波形整形回路２にて整形され、その出力信号３（以下、「ＢＤ信号３」という）は位相差カウント回路２０に入力される。また、基準信号生成回路２５は、上記画像形成制御回路を介して設定された基準信号設定値２４に応じた基準信号２６を位相差カウント回路２０に入力する。さらに、位相差カウント回路２０には、スキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７が入力されている。

位相差カウント回路２０は、上記カウンタにより、入力されたＢＤ信号３の位相に対する基準信号２６の位相の位相差の周期をスキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７を用いて位相差カウント値（以下、単に「カウント値」という）としてカウントする。なお、カウント値は、所定周期、例えば１２０／ｓｅｃのパルス幅で断続的に入力された２つの基準信号２６（後述する第１の基準信号２６及び第２の基準信号）間において、位相差信号２１が「Ｈｉｇｈ」の状態にあるときの時間（ｓｅｃ）をスキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７を用いて計時（カウント）し、それを周期（／ｓｅｃ）で表したものである。カウント値の最大値は、例えば１２０（／ｓｅｃ）に設定されており、カウント値の最小値は０である。

このカウント方法は以下のように行われる。

位相差カウント回路２０は、第１の基準信号２６が入力されたタイミングからカウントを開始し、第１の基準信号２６の次の第２の基準信号２６が入力されるまでカウントを継続する。通常は、第１の基準信号２６が入力された後に第１のＢＤ信号３が入力され、続いて第２の基準信号２６が入力された後に第２のＢＤ信号３が入力される。この理由は、そうなるような基準信号設定値２４が基準信号生成回路２５に設定されているからである。このような場合、即ち第２の基準信号２６が入力される前に第２のＢＤ信号３が入力されることがなかった場合には、第１の基準信号２６及び第１のＢＤ信号３間の位相差に基づくカウント値を保持し、第１のＢＤ信号３及び第２の基準信号２６間の位相差に基づくカウント値を「０」にセットする。

一方、第２の基準信号２６が入力される前に、第１のＢＤ信号３の次の第２のＢＤ信号３が入力された場合には、第１の基準信号２６及び第１のＢＤ信号間の位相差に基づくカウント値を保持する（例えば、図３の時間Ａ）と共に、第１の基準信号２６及び第２のＢＤ信号３間の位相差に基づいた位相差信号２１の「Ｈｉｇｈ」状態を保持する（例えば、図３の時間Ｂ）。なお、この場合、第１の基準信号２６及び第２のＢＤ信号間の位相差に基づくカウント値は「０」である。また、第２の基準信号２６が入力される前に第２のＢＤ信号３が入力された場合においても、第２のＢＤ信号３及び第２の基準信号２６間の位相差に基づくカウンタのカウント値を「０」にセットする。

また、第１の基準信号２６が入力されてから第２の基準信号２６が入力されるまでの間に第１のＢＤ信号３が入力されなかった場合には、カウント値を「０」にセットする。

位相差カウント回路２０は、上記カウント値を、位相進み／遅れ判定回路２２に位相差カウント値２１として出力する。

また、位相差カウント回路２０は、位相差カウント値２１を、ＢＤ信号３及び当該ＢＤ信号３に最も近接する基準信号２６間の位相差に変換した位相差変換信号（即ち、後述する位相差変換カウント値２１’の値が「６０」以下の位相差信号）を作成し、その信号の周期をスキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７を用いてカウントした値を位相差変換カウント値２１’として出力し、ゲイン設定回路２７及び位相制御信号生成回路３０に入力される。

位相進み／遅れ判定回路２２では、位相差カウント値２１に基づいて、第１の基準信号２６の位相よりもＢＤ信号３の位相が進んでいるか遅れているかを判定する。例えば、基準信号２６の周期をカウントした値を「１２０」とすると、位相差カウント値２１が基準信号２６の半周期である「６０」以下のカウント値であるときはＢＤ信号３の位相が基準信号２６の位相よりも遅れていると判定し、位相差カウント値２１が「６１」以上のカウント値であるときはＢＤ信号３の位相が基準信号２６の位相よりも進んでいると判定する。位相進み／遅れ判定回路２２が判定した結果は、位相判定信号２３としてＯＲ回路３２，３４に出力される。位相判定信号２３は、ＢＤ信号３の位相が基準信号２６の位相よりも進んでいる場合は「Ｈｉｇｈ」の状態で、ＢＤ信号３の位相が基準信号２６の位相よりも遅れている場合は「Ｌｏｗ」の状態で出力される。

図４は、図２におけるゲイン設定回路２７が制御ゲイン２９を選択するために用いられるテーブルを示す図である。

図４に示すテーブルは、位相差カウント回路２０からの位相差変換カウント値２１’とゲイン設定回路２７に予め設定されている複数の制御ゲイン設定値２８とを対応付けており、ゲイン設定回路２７は、図４に示すテーブルを参照し、位相差変換カウント値２１’を検索することによって複数の制御ゲイン設定値２８の中から制御ゲイン２９を選択し、選択した制御ゲイン２９を位相制御信号生成回路３０に入力する。制御ゲイン２９は、位相差変換カウント値２１’に乗じるための係数であり、位相差変換カウント値２１’の逆数との乗算結果は回転多面鏡７０の回転駆動を加速又は減速するときの制御時間を示す。

図４に示すように、位相差変換カウント値２１’が「４０」であるときは、ゲイン設定回路２７が選択する制御ゲイン２９は「１／２」であり、位相差変換カウント値２１’が「３６」であるときも制御ゲイン２９は「１／２」である。位相差変換カウント値２１’が「３０」であるときは制御ゲイン２９は「１／４」である。このように図７に示すテーブルは、位相差変換カウント値２１’が小さい値であるほど選択される制御ゲイン２９の値は小さい値になるように作成されている。

位相制御信号生成回路３０は、位相差カウント回路２０からの位相差変換カウント値２１’と、ゲイン設定回路２７からの制御ゲイン２９とに基づいて位相制御信号３１を生成して、ＯＲ回路３２，３４へ出力する。位相制御信号３１には、位相差変換カウント値２１’の逆数と制御ゲイン２９（係数）との乗算結果が示す制御時間に関する情報が含まれている。

ＯＲ回路３２，３４は、位相判定信号２３及び位相制御信号３１に基づいて位相加速信号（／ＡＣＣｐ）及び位相減速信号（／ＤＥＣｐ）のいずれか一方を出力するようになっている。出力された位相加速信号（／ＡＣＣｐ）又は位相減速信号（／ＤＥＣｐ）は、図１における制御信号出力部４３に出力される。

具体的には、ＯＲ回路３２は、入力された位相判定信号２３が位相遅れを示す「Ｌｏｗ」の状態にあるときは、出力すべき位相加速信号（／ＡＣＣｐ）３３の状態が「Ｈｉｇｈ」になるように構成されており、これにより、スキャナモータ３７の回転駆動を加速させるための加速信号（／ＡＣＣ）４４が無効となり、一方、入力された位相判定信号２３が位相進みを示す「Ｈｉｇｈ」の状態にあるときは、出力すべき位相加速信号（／ＤＥＣｐ）３５の状態が「Ｌｏｗ」になるように構成されており、これにより、加速信号（／ＡＣＣ）４４は有効となる。

また、ＯＲ回路３４は、入力された位相制御信号３１が「Ｌｏｗ」の状態にあるときのみ、出力すべき位相減速信号（／ＤＥＣｐ）３５の状態が「Ｌｏｗ」になるように構成されており、これにより、スキャナモータ３７の回転駆動を減速させるための減速信号（／ＤＥＣ）４５が有効となり、一方、入力された位相判定信号２３が位相進みを示す「Ｈｉｇｈ」の状態にあるときは、出力すべき位相加速信号（／ＤＥＣｐ）３５の状態が「Ｌｏｗ」になるように構成されており、これにより、減速信号（／ＤＥＣ）４５は無効となる。

図５は、図１における速度制御部４１の構成を詳細に示すブロック図である。

図５に示すように、速度制御部４１は、図１におけるビーム検出器３８で検出されたＢＤ信号１が入力する波形成形回路２’と、波形成形回路２’に接続され波形成形回路２’からの出力信号３’が入力される分周器４と、分周器４に接続されそれぞれ分周器４からの出力信号５が入力される立上がりエッジ検出回路６及び立下がりエッジ検出回路１２と、立上がりエッジ検出回路６に接続され立上がりエッジ検出回路６の出力信号である立上がりエッジ信号９が入力されるカウンタａ１０と、立下がりエッジ検出回路１２に接続され立下がりエッジ検出回路１２の出力信号である立下がりエッジ信号１３が入力されるカウンタｂ１４とを備える。

立上がりエッジ検出回路６、カウンタａ１０、立下がりエッジ検出回路１２、及びカウンタｂ１４には、上記画像形成制御回路からのスキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７が入力される。カウンタａ１０及びカウンタｂ１４には、上記画像形成制御回路から入力されたスキャナモータ３７の回転軸の所定の回転数（／ｓｅｃ）を時間（ｓｅｃ）に換算した値であるディスクリ値８が入力される。

カウンタａ１０及びカウンタｂ１４は、ＯＲゲート１６及びＮＡＮＤゲート１８に接続しており、ＯＲゲート１６及びＮＡＮＤゲート１８には、カウンタａ１０及びカウンタｂ１４の出力信号１１，１５が入力される。ＯＲゲート１６の出力信号１７は、スキャナモータ３７の回転軸の速度（velocity）に基づく加速信号（速度加速信号／ＡＣＣｖ）１７として、ＮＡＮＤゲート１８の出力信号１９は、速度減速信号（／ＤＥＣｖ）１９として、図１における制御信号出力部４３に入力される。

図６は、図５の速度制御部４１において実行される信号処理のタイミングチャートである。

図６に示すように、ＢＤ検出器３８からのＢＤ信号１は波形整形回路２’にて整形され、その出力信号３’（以下、「ＢＤ信号３’」という）は分周器４に入力されて２分周される（分周手段）。２分周されたＢＤ信号３’は、２分周ＢＤ信号として立上がりエッジ検出回路６及び立下がり検出回路１２に入力される。

立上がりエッジ検出回路６は、２分周されたＢＤ信号３’（以下、「２分周ＢＤ信号５」という）の立上がりエッジを示す立上がりエッジ信号９をカウンタａ１０に入力する（他のカウント手段）。また、カウンタａ１０にはスキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７及びディスクリ値８が入力されている。カウンタａ１０は、スキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７を用いて、立上がりエッジ信号９が入力されてからディスクリ値８（不図示）が入力されるまで時間において立上がりエッジ信号９が「Ｈｉｇｈ」の状態にある区間をカウントする。なお、カウンタａ１０には、出力すべき出力信号１１が、例えば立上がりエッジ信号９の入力に同期して立上がり且つディスクリ値８の入力に同期して立下がるパルスとなるように設定されている。カウントａ１０の出力信号１１は、ＯＲゲート１６及びＮＡＮＤゲート１８に入力される。

一方、立下がりエッジ検出回路１２は、２分周ＢＤ信号５の立下がりエッジを示す立下がりエッジ信号１３をカウンタｂ１４に入力する（他のカウント手段）。また、カウンタｂ１４にはスキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７及びディスクリ値８が入力されている。カウンタｂ１４は、スキャナクロック信号ＳＣＮＣＬＫ７を用いて、立下がりエッジ信号１３が入力されてからディスクリ値８が入力されるまでの時間において立下がりエッジ信号１３が「Ｈｉｇｈ」の状態にある区間をカウントする。なお、カウンタｂ１４には、出力すべき出力信号１５が、例えば立下がりエッジ信号１３の入力に同期して立上がり且つディスクリ値８の入力に同期して立下がるパルスとなるように設定されている。カウントｂ１４の出力信号１５は、ＯＲゲート１６及びＮＡＮＤゲート１８に入力される。

ＯＲゲート１６及びＮＡＮＤゲート１８は、カウンタａ１０の出力信号１１及びカウンタｂ１４の出力信号１５から、速度加速信号（／ＡＣＣｖ）１７及び速度減速信号（／ＤＥＣｖ）１９を生成する。なお、カウンタａ１０の出力信号１１及びカウンタｂ１４の出力信号１５が入力されていない時間には、速度加速信号（／ＡＣＣｖ）１７及び速度減速信号（／ＤＥＣｖ）１９のいずれも生成されない。

具体的には、以下のように速度加速信号（／ＡＣＣｖ）１７及び速度減速信号（／ＤＥＣｖ）１９が生成される。

スキャナモータ３７の回転軸の回転速度が所定の回転数、例えば３００００／ｍｉｎよりも小さい場合には、ＢＤ信号１が波形整形回路２’に入力される入力周期はディスクリ値８がカウンタａ１０及びカウンタｂ１４に入力される入力周期より長い。このような場合には、速度加速信号（／ＡＣＣｖ）１７は、カウンタａ１０の出力信号１１の値（立下がりエッジ）及びカウンタｂ１４の出力信号１５の値（立上がりエッジ）間の差分に対応する時間だけ出力される。

その後、スキャナモータ３７の回転軸の回転速度が上昇していくと、ＢＤ信号１の入力周期が短くなり、ディスクリ値８の入力周期との差分が縮まっていく。このような場合には、スキャナモータ３７の回転軸の回転速度に応じて速度加速信号（／ＡＣＣｖ）１７の出力周期が短くなる。

また、スキャナモータ３７の回転速度が所定の回転数を超えると、カウンタａ１０の出力信号１１及びカウンタｂ１４の出力信号１５の入力時間が重複する。この重複する時間、即ちカウンタａ１０の出力信号１１の立上がりの後であってカウンタｂ１４の出力信号１５が立下がるまでの時間では、スキャナモータ３７の回転速度が上記所定の回転速度を超過しているので、速度減速信号（ＤＥＣｖ）１９が、カウンタａ１０の出力信号１１の値びカウンタｂ１４の出力信号１５の値間の差分に対応する時間だけ出力される。

図７は、図１のカラープリンタ１００によって実行される回転多面鏡回転駆動制御処理のフローチャートである。

図７において、まず、ステップＳ７０１では、スキャナモータ３７が回転多面鏡７０の回転駆動を開始し、ビーム検出器３８がＢＤ信号１を検出し（ステップＳ７０２）、分周器４は、検出されたＢＤ信号１が整形されたＢＤ信号３から２分周ＢＤ信号５を生成し、生成した２分周ＢＤ信号５を立上がりエッジ検出回路６及び立下がりエッジ検出回路１２に入力する（ステップＳ７０３）。

続くステップＳ７０４では、立下がりエッジ検出回路１２が、入力された２分周ＢＤ信号５の奇数番目に現れる立下がりエッジを検出して立下がりエッジ信号１３をカウンタｂ１４に入力し、カウンタｂ１４は立下がりエッジ信号１３が「Ｈｉｇｈ」の状態にある区間をカウントする。また、ステップＳ７０５では、立上がりエッジ検出回路６が、入力された２分周ＢＤ信号５の偶数番目に現れる立上がりエッジを検出して立上がりエッジ信号９をカウンタａ１０に入力し、カウンタａ１０は立上がりエッジ信号９が「Ｈｉｇｈ」の状態にある区間をカウントする。

次いで、ステップＳ７０６では、スキャナモータ３７の回転軸の回転数が所定の回転数未満であるか否かを判別する。該判別の結果、回転多面鏡７０の回転駆動開始直後などのように所定の回転数未満であるときは、ステップＳ７０７に進んで、速度制御部４１が速度加速信号（／ＡＣＣｖ）１７を出力することにより、スキャナモータ３７は回転多面鏡７０の回転駆動を加速して、後述するステップＳ７０８以降の処理に進む一方、所定の回転数以上であるときは、ステップＳ７０７の処理をスキップしてステップＳ７０８以降の処理に進む。

続くステップＳ７０８では、スキャナモータ３７の回転軸の回転数が上記所定の回転数を超えているか否かを判別する。該判別の結果、所定の回転数を超えているときは、ステップＳ７０９に進んで、速度制御部４１が速度減速信号（／ＤＥＣｖ）１９を出力することにより、スキャナモータ３７は回転多面鏡７０の回転駆動を減速して、ステップＳ７１０以降の処理に進む一方、所定の回転数を超えていないときは、ステップＳ７０９の処理をスキップしてステップＳ７１０以降の処理に進む。

続くステップＳ７１０では、位相差カウント回路２０が所定の基準信号２６とステップＳ７０２で検出されたＢＤ信号１との間の位相差の周期をカウントして位相差カウント値を生成すると共に、位相差変換カウント値を生成する。ゲイン設定回路２７は、位相差信号２１に基づいて複数の制御ゲイン設定値２８（図４）の中から制御ゲイン２９を選択することによって、制御時間を決定する（ステップＳ７１１）と共に、位相進み／遅れ判定回路２２は、基準信号２６の位相とＢＤ信号１の位相とを比較することによって、ＢＤ信号１に位相遅れがあるか否かを判別する（ステップＳ７１２）。

ステップＳ７１２の判別の結果、位相遅れがあるときは、ステップＳ７１３に進んで、位相制御部４２が位相加速信号（／ＡＣＣｐ）３３を出力することにより、スキャナモータ３７は、ステップＳ７１１で決定された制御時間に亘って回転多面鏡７０の回転駆動を加速し、本処理を終了する。

一方、位相遅れがないときは（ステップＳ７１２でＮＯ）、位相進みがあるか否かを判別し（ステップＳ７１４）、位相進みがあるときは、ステップＳ７１５に進んで、位相制御部４２が位相減速信号（／ＤＥＣｐ）３５を出力することにより、スキャナモータ３７は、ステップＳ７１１において決定された制御時間に亘って回転多面鏡７０の回転駆動を減速し、本処理を終了する。また、ステップＳ７１４の判別の結果、位相進みがないときは、位相制御部４２は、位相加速信号（／ＡＣＣｐ）３３及び位相減速信号（／ＤＥＣｐ）３５を出力することなく、本処理を終了する。

なお、ステップＳ７０７，Ｓ７０９の速度制御部４１からの加速信号／減速信号と、ステップＳ７１３，７１５の位相制御部４２からの加速信号／減速信号とは、制御信号出力部４３により加算され、１つの加速信号（／ＡＣＣ）４４／減速信号（／ＤＥＣ）４５としてスキャナモータユニット４６に出力される。これにより、速度制御部４１と位相制御部４２とを協働させて効率的に回転多面鏡７０の回転駆動を制御することができる。

図７の処理によれば、ゲイン設定回路２７が位相差信号２１に基づいて複数の制御ゲイン設定値２８（図４）の中から制御ゲイン２９を選択することによって制御時間を決定する（ステップＳ７１１）ので、ＢＤ信号１の位相と基準信号２６の位相との間の位相差の周期に基づいて制御ゲイン（制御時間）を変化させることができる。これにより、基準信号２６の位相を考慮した制御時間であるので、回転多面鏡７０の回転が安定化して画像の高い画質を確保することができ、且つＢＤ信号１の位相と基準信号２６の位相との間の位相差の周期を「０」に収束させる収束時間を短縮化させて、カラープリンタ１００による印刷に必要な時間を短縮化させることができる。

なお、上記実施の形態では、スキャナモータ３７の回転軸の回転数に基づいたが、回転多面鏡７０の回転軸の回転数などに基づいてもよい。

なお、本実施の形態に係る画像形成装置は、カラープリンタ１００に代えて、モノクロプリンタであってもよい。

また、本発明の目的は、上記実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（又は記録媒体）を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることはいうまでもない。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることはいうまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることはいうまでもない。

また、上記プログラムは、上述した実施の形態の機能をコンピュータで実現することができればよく、その形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給されるスクリプトデータなどの形態を有するものでもよい。

プログラムを供給する記録媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭなどの上記プログラムを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワークなどに接続される不図示の他のコンピュータやデータベースなどからダウンロードすることにより供給される。

本発明の実施の形態に係る回転多面鏡駆動装置を備える画像形成装置は、感光体に画像を形成するために画像信号に基づいて変調されたレーザビームを反射させる回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転駆動する駆動装置とを備える画像形成装置に適用することができる。

本発明の実施の形態に係る回転多面鏡駆動装置を備える画像形成装置の内部の構成を概略的に示すブロック図である。 図１における位相制御部の構成を詳細に示すブロック図である。 図２の位相制御部において実行される信号処理のタイミングチャートである。 図２におけるゲイン設定回路が制御ゲインを選択するために用いられるテーブルを示す図である。 図１における速度制御部の構成を詳細に示すブロック図である。 図５の速度制御部において実行される信号処理のタイミングチャートである。 図１のカラープリンタによって実行される回転多面鏡回転駆動制御処理のフローチャートである。

符号の説明

４ 分周器
１０ カウンタａ
１４ カウンタｂ
２０ 位相差カウント回路
２２ 位相進み／遅れ判定回路
２７ ゲイン設定回路
４１ 速度制御部
４２ 位相制御部
６０ 感光体
７０ 回転多面鏡
１００ カラープリンタ

Claims (8)

1. 感光体上に画像を形成するために画像信号に基づいて変調されたレーザビームで前記感光体上を走査する回転多面鏡を一定の回転速度で回転駆動する回転駆動手段を備える回転多面鏡駆動装置において、前記レーザビームをビーム検出信号として検出するビーム検出手段と、前記画像を形成すべき基準位置に関する基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記生成した基準信号の位相に対する前記ビーム検出信号の位相の位相差をカウント値としてカウントするカウント手段と、前記カウント値に基づいて所定の時間を決定する時間決定手段と、前記カウント値に基づいて前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているか否かを判別する位相進み／遅れ判別手段と、前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているときは、前記所定の時間に亘って前記回転多面鏡の回転駆動を減速又は加速するように前記回転駆動手段を制御する回転駆動制御手段とを備えることを特徴とする回転多面鏡駆動装置。
2. 前記時間決定手段により決定すべき所定の時間を前記カウント手段によりカウントされるカウント値に関係付けたテーブルを格納する格納手段を備え、前記時間決定手段は、前記所定の時間の決定を前記テーブルに基づいて行うことを特徴とする請求項１記載の回転多面鏡駆動装置。
3. 前記ビーム検出信号を分周する分周手段と、前記分周されたビーム検出信号の立上がりエッジ及び立下がりエッジをカウントする他のカウント手段と、前記カウントされた立上がりエッジ及び立下がりエッジに基づいて前記回転多面鏡の回転駆動を加速又は減速するように前記回転駆動手段を制御する他の回転駆動制御手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の回転多面鏡駆動装置。
4. 前記回転駆動制御手段及び前記他の回転駆動制御手段とを協働させる制御部を備えることを特徴とする請求項３記載の回転多面鏡駆動装置。
5. 前記回転多面鏡の回転速度が所定の回転速度未満であるときは、前記回転駆動制御手段による前記回転多面鏡の回転駆動の加速又は減速の実行を禁止し、前記他の回転駆動制御手段による前記回転多面鏡の回転駆動の加速又は減速を実行を許容することを特徴とする請求項３記載の回転多面鏡駆動装置。
6. 画像を形成する画像形成装置に適用されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転多面鏡駆動装置。
7. 感光体上に画像を形成するために画像信号に基づいて変調されたレーザビームで前記感光体上を走査する回転多面鏡を一定の回転速度で回転駆動する回転駆動手段を備える回転多面鏡駆動装置の制御方法において、前記レーザビームをビーム検出信号として検出するビーム検出ステップと、前記画像を形成すべき基準位置に関する基準信号を生成する基準信号生成ステップと、前記生成した基準信号の位相に対する前記ビーム検出信号の位相の位相差をカウント値としてカウントするカウントステップと、前記カウント値に基づいて所定の時間を決定する時間決定ステップと、前記カウント値に基づいて前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているか否かを判別する位相進み／遅れ判別ステップと、前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているときは、前記所定の時間に亘って前記回転多面鏡の回転駆動を減速又は加速するように前記回転駆動手段を制御する回転駆動制御ステップとを備えることを特徴とする回転多面鏡駆動装置の制御方法。
8. 感光体上に画像を形成するために画像信号に基づいて変調されたレーザビームで前記感光体上を走査する回転多面鏡を一定の回転速度で回転駆動する回転駆動手段を備える回転多面鏡駆動装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記レーザビームをビーム検出信号として検出するビーム検出モジュールと、前記画像を形成すべき基準位置に関する基準信号を生成する基準信号生成モジュールと、前記生成した基準信号の位相に対する前記ビーム検出信号の位相の位相差をカウント値としてカウントするカウントモジュールと、前記カウント値に基づいて所定の時間を決定する時間決定モジュールと、前記カウント値に基づいて前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているか否かを判別する位相進み／遅れ判別モジュールと、前記ビーム検出信号の位相が前記基準信号の位相よりも進んでいるか又は遅れているときは、前記所定の時間に亘って前記回転多面鏡の回転駆動を減速又は加速するように前記回転駆動手段を制御する回転駆動制御モジュールとを備えることを特徴とするプログラム。

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