JPH02259716A - 走査装置 - 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〕 本発明は異なる二方向に対し主走査及び副走査を行う走
査装置に関する。

［従来技術］ 従来上記のような装置として、変調されたレーザー光に
より帯電された回転ドラムを主走査及び副走査し、該回
転ドラム上に静電潜像を形成するものが知られている。

このような装置では、レーザー光を発光する半導体レー
ザーは固定されており、該半導体レーザーより発生され
るレーザー光はポリゴンミラーにより反射して前記感光
体ドラムに至る。このボリボンミラーが回転することに
より、レーザー光が照射される位置が変化して主走査が
行われる。また副走査は回転ドラム自身の回転によりな
されている。

回転ドラム上に所望の潜像を得るためには、前記主走査
の速度と副走査の速度の比を一定に保つ必要があり、そ
のため前記回転ドラム及びポリゴンミラーの回転は次の
ようにして制御されている。

まず、ポリゴンミラーの回転と同期して発生する信号と
基準信号の位相差を計算し、その位相差が零となるよう
にポリゴンミラーを回転させるべく駆動力を調整する。

この調整により、前記ポリゴンミラーの回転速度は一定
となるが、この速度が安定するまでに数秒乃至十秒程度
の時間がかかった。

上記ポリゴンミラーの回転速度が安定した後に、回転ド
ラムの駆動を開始する。まず前記ポリゴンミラーの回転
と同期して発生する信号と前記回転ドラムの回転に同期
して発生する信号の位相差を計算し、その位相差が零と
なるように回転ドラムを回転させるべく駆動力を調整す
る。この調整により、前記回転ドラムの回転速度は前記
ポリゴンミラーの回転速度と一定の比をなして安定する
が、この回転速度が安定するまでに更に数秒乃至十数秒
かかる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、主走査や副走査が安定するのには、駆動
回路の能力や、主走査機構の慣性、副走査機構の慣性等
によって決まる上記のような立ち上がり時間が必要であ
り、動作を開始する時や、何らかの理由で各走査が同期
ずれを起した時に主走査と副走査が安定し、画像形成で
きるまでの時間がかかるといった問題点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的は、作像開始指令時から作像開始までの時間、
或いは同期ずれを起こした場合の回復するまでの時間を
短縮することである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、第１方向に走査を
行うべく駆動されて作動する第１走査手段と、該第１走
査手段の作動状況を示す信号を発生する第１検出手段と
、第２方向に走査を行うべく駆動されて作動する第２走
査手段と、該第２走査手段の作動状況を示す信号を発生
する第２検出手段と、基準信号を発生する基準信号発生
手段と、該基準信号発生手段の発生する基準信号と前記
第１検出手段の発生する信号とを比較し、該比較結果に
応じて前記第１走査手段を駆動する第１駆動手段と、第
１走査手段が基準速度で作動していないときには、前記
基準信号発生手段の発生する基準信号と第２検出手段の
発生する信号とを比較してその比較結果に応じて前記第
２走査手段を駆動し、第１走査手段が基準速度で作動し
ているときには前記第１検出手段の出力する信号と第２
検出手段の出力する信号とを比較してその比較結果に応
じて前記第２走査手段を駆動する第２駆動手段とを有す
ことを特徴とす葛ものである。

［作用］ 上記構成を有す本発明の装置では、第１走査手段は第１
駆動手段により駆動され作動する。この作動状態は第１
検出手段により監視され、該第１検出手段はその作動状
態に応じた信号を出力する。

前記第１駆動手段はこの信号と基準信号発生手段の発−
生する基準信号とを比較し、その比較結果に応じて駆動
力を調整するため、第１走査手段の作動速度は基準速度
に収束する。

一方、第２走査手段は第２駆動手段により駆動され作動
する。この第２駆動手段は前記第１走査手段の作動状況
（；応じて次のように駆動を行う。

まず第１走査手段の作動速度が基準速度に至る過渡期に
おいては、第１検出手段の出力する信号と前記基準信号
発生手段の発生する基準信号とを比較し、その比較結果
に応じて駆動力を調整する。

この調整により、第２走査手段は基準速度と一定比をな
す所定の速度に収束するが、前記第１走査手段との同期
はなされていない。そして第１走査手段の作動速度が基
準速度に達すると、前記基準信号に変えて第２検出手段
の出力する信号が比較対象となる。すると第２走査手段
は第１走査手段と同期して作動するようになる。この同
期状態に至る過渡期間は、前記第２走査手段が所望の速
度で既に作動しているため極めて短い。

［実施例］ 以下に本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。第２図は本発明の一形態である走査装置を具備
したレーザープリンタ装置の露光系を示す図である。

本図において回転ドラム１１は表面に光導電性半導体層
が設けられたものである。この回転ドラム１１の端部に
はギヤｌｌａが設けられている。

このギヤｌｌａにはギヤ１２が係合している。このギヤ
１２の軸にはドラム駆動モータ１３が取付けられている
。このドラム駆動モータ１３の駆動力は前記ギヤ１２を
介して伝達され、回転ドラム１１を回転させる。また前
記軸にはエンコーダ１４が取付けられ、フォトインタラ
プタ１５によりその回転速度が検出される。

前記回転ドラム１］に照射されるレーザー光を発光する
半導体レーザー素子２１は、前記回転ドラム１１の前方
に固定されている。この半導体し一ザー素子２１により
照射されるレーザー光の光路には、該レーザー光を平行
光にするためのコリメータレンズ２２が設けられ、更に
その後方にはポリゴンミラー２３が設けられている。こ
のポリゴンミラー２３の軸にはポリゴンミラー駆動モー
タ２４が取付けられている。この軸にはエンコーダ２５
が取付けられており、フォトインタラプタ２６によりそ
の回転速度が検出される。前記ポリゴンミラー２３によ
り反射したレーザー光が回転ドラム１１に至る光路には
、Ｆθレンズ２７が設けられ、前記ポリゴンミラー２３
の回転による回転ドラム１１上の照射点の移動が等速と
なるように調整されている。

また回転ドラム１１の脇には、光センサ２８が設けられ
ている。

次に前記ドラム駆動モータ１３及びポリゴンミラー駆動
モータ２４の励磁期間を算出する機構を第１図を参照し
て説明する。

前記フォトインタラプタ２６の出力端子は位相比較器３
１の一方の入力端子に接続されており該フォトインタラ
プタ２６の出力する信号（以下ポリゴンミラー回転信号
と称す）は該位相比較器３１に入力される。この位相比
較器３１の他方の入力端子は、基準信号発振器３２の出
力端子に接続されている。この位相比較器３１は基準信
号発振器３２の発生する等周期の基準信号と前記ポリゴ
ンミラー回転信号の位相差に対応する信号を出力する。

前記位相比較器３１の出力端子には、積分特性を有すロ
ーパスフィルタ３３が接続されており、該ローパスフィ
ルタ３３は前記位相差に対応する信号を積分及び平滑化
する。このローパスフィルタ３３の出力端子には、前記
ポリゴンミラー駆動モータ２４を励磁するための駆動回
路３４が取付けられ、該駆動回路３４は前記ローパスフ
ィルタ３３の出力に応じて前記ポリゴンミラー駆動モー
タ２４に供給される電圧をスイッチングする。

つまりポリゴンミラー駆動モータ２４を制御する系は、
該モータを電圧制御発振器としたフェーズロックループ
（以下ループＡと称する）を形成している。

また前記フォトインクラブタ２６の出力端子には電子ス
イッチ（デマルチプレクサ）３５の一方の入力端子Ａに
接続されている。この電子スイッチ３５の他方の入力端
子Ｂには前記基準信号発振器３２が接続されている。本
電子スイッチ３５は前記位相比較器３１の出力信号に応
じて、入力端子Ａに入力されるポリゴンミラー回転信号
と入力端子Ｂに入力される基準信号の一方を出力端子に
出力する。この出力端子には分周器３６が接続されてお
り、入力される信号を分周して、周期を整数倍とする。

この整数値は前記ギヤｌｌａとギヤ１２との減速比等の
要因により決定されたものである。この分周器３６の出
力端子は、位相比較器３７の一方の入力端子に接続され
ている。この位相比較器３７の他方の入力端子にはフォ
トインタラプタ１５が接続され、該フォトインタラプタ
１５の出力する信号（以下ドラム回転信号と称す）が入
力されている。この位相比較器３７は分周器３６の出力
する信号とドラム回転信号の位相差に対応する信号を出
力する。この位相比較器３７の出力端子には積分特性を
有すローパスフィルタ３８が接続されており、該ローパ
スフィルタ３８は前記位相差に対応する信号を積分及び
平滑化する。

このローパスフィルタ３８の出力端子には、前記ドラム
駆動モータ１３を励磁するための駆動回路３９が取付け
られ、該駆動回路３９は前記ローパスフィルタ３８の出
力に応じて前記ドラム駆動モータ１３に供給される電圧
をスイッチングする。

つまりドラム駆動モータを制御する系は、該モータを電
圧制御発振器としたフェーズロックループ（以下ループ
Ｂと称す）を形成している。

なお、本装置は上記部材の他に前記半導体レーザー発振
器２１を制御して画像情報により変調されたレーザー光
を照射させる公知の装置及び回転ドラム上に形成された
潜像を用紙に転写して顕像化する公知の装置等を有して
いるが、本発明とは関係しないので説明及び図示を省く
。

以上のように構成された本装置において、画像形成のた
めのスイッチがオンされると、前記ドラム駆動モータ１
３及びポリゴンミラー駆動モータ２４がそれぞれループ
Ｂ及びループＡにより制御されて同時に回転し始める。

まずループＡの作用を説明する。前記スイッチがオンさ
れると駆動回路３４がポリゴンミラー駆動モータ２４に
電力を供給し、該ポリゴンミラー駆動モータ２４を回転
させる。この回転によりエンコーダ２５が回転し、フォ
トインクラブタ２６より前記回転速度に応じた周期のポ
リゴンミラー回転信号が出力される。このポリゴンミラ
ー回転信号と基準信号発振器３２より出力される基準信
号は、位相比較器３１により位相差を計算される。

この位相比較器３１は内蔵するロジックにより各信号の
位相を比較し、更に内蔵するオペアンプによりその位相
差を正負或いは零の電圧に換えて出力する。具体的には
基準信号の位相に比べてポリゴンミラー回転信号の位相
が進んでいれば負、遅れていれば正、位相差が無ければ
零の電圧を出力する。この出力はローパスフィルタ３３
により積分及び平滑化される。つまりこのローパスフィ
ルタ３３の出力は、基準信号に比べてポリゴンミラー回
転信号の周期が長いか若しくは位相が遅れていれば上昇
し、逆であれば下降する。また上記周期及び位相が同一
であれば、その値が保持される。

駆動回路３４はこのローパスフィルタ３３の出力する値
に比例するデユーティ−でポリゴンミラー駆動モータ２
４を駆動する。従ってポリゴンミラーの回転速度は、数
秒乃至士数秒の過渡期間を経過した後、基準信号によっ
て決まる所定の速度に収束する。

一方ルーブＢについては、スイッチがオンされると駆動
回路３つがドラム駆動モータ１３に電力を供給し、ドラ
ム駆動モータ１３を回転させる。

このループＢの制御は前記ループＡと路間−であり、位
相比較器３７の出力が零となるようにドラム駆動モータ
１３を回転させるべく制御を行う。

つまり、ドラム回転信号と分周器により分周された信号
とが同位相となって安定する。スイッチがオンされた時
点では、前記ループＡの位相比較器３１の出力は零では
ない（スイッチがオンされた直後は正でその後正負に振
動しながら零に収束する）ので、電子スイッチ３５は基
準信号を出力する。従ってドラム駆動モータ１３は基準
信号を分周した信号と同期して回転することになる。数
秒乃至士数秒の後に前記位相比較器３１の出力が零とな
ると、電子スイッチ３５が切替わり、該電子スイッチ３
５はポリゴンミラー回転信号を出力する。この時点にお
いて前記基準信号を分周した信号と前記ドラム回転信号
は既に同期しているか、若しくは同期に近い状態となっ
ており、またポリゴンミラー回転信号は基準信号と同期
している。

従って基準信号に換えてポリゴンミラー回転信号が入力
されたとしても、大きな変動はなく、速やかに収束する
。

ドラム駆動モータ１３の回転は、前記ギヤ１２及びギヤ
ｌｌａにより減速され、回転ドラムに伝えられる。

前記ギヤの減速比及び分周器３６の分周値は、前記半導
体レーザー発振器２１が発振したレーザー光がポリゴン
ミラー２３の回転により回転ドラムの軸方向に一走査す
る間に、−ドツト径だけ回転ドラム１１を回転させるよ
うに調整されている。

以上に本装置のスイッチオン時の走査の同期について説
明したが、同期作動中に何らかの外乱により、一方或い
は両方のモータの回転速度が変位した場合についても、
同様に速やかに所定速度に収束する。またループＢによ
り前記ポリゴンミラー２３と回転ドラム１１を直接同期
させるため、誤差が少なく、印字品質が高い。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明では、各走査の同期制度を落
すことなく、高速起動及び同期ずれ時の速やかな再同期
を実現している。そのため、例えば本装置をレーザープ
リンタに適用することにより、高品質を保ちつつ、高速
起動等を実現することができる等、種々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例の装置を説明する
もので、第１図は上記装置の電気的構成を示す図、第２
図は上記装置の機械的構成を示す図である。 図中、１３は第２走査手段に対応するドラム駆動モータ
、１５は第２検出手段に対応するフォトインタラプタ、
２４は第１走査手段に対応するポリゴンミラー駆動モー
タ、２６は第１検出手段に対応するフォトインタラプタ
、３２は基準信号発生手段に対応する基準信号発振器、
Ａは第１駆動手段に対応するループ、Ｂは第２駆動手段
に対応するループである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１方向に走査を行うべく駆動されて作動する第１
   走査手段と、 該第１走査手段の作動状況を示す信号を発生する第１検
   出手段と、 第２方向に走査を行うべく駆動されて作動する第２走査
   手段と、 該第２走査手段の作動状況を示す信号を発生する第２検
   出手段と、 基準速度に対応する基準信号を発生する基準信号発生手
   段と、 該基準信号発生手段の発生する基準信号と前記第１検出
   手段の発生する信号とを比較し、該比較結果に応じて前
   記第１走査手段を駆動する第１駆動手段と、 第１走査手段が基準速度で作動していないときには前記
   基準信号発生手段の発生する基準信号と第２検出手段の
   発生する信号とを比較してその比較結果に応じて前記第
   ２走査手段を駆動し、第１走査手段が基準速度で作動し
   ているときには前記第１検出手段の出力する信号と第２
   検出手段の出力する信号とを比較してその比較結果に応
   じて前記第２走査手段を駆動する第２駆動手段とを有し
   たことを特徴とする走査装置。