JPH1052943A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のビームを走査して画像を形成する画像
形成装置に関し、主走査方向のジッタを低減すること。 【解決手段】 内部にクロックを有し、画像信号１０１
にて変調された複数のビーム１０３によりポリゴンミラ
ー１０５を介して感光ドラム１０８を走査することで記
録用紙１１２に画像を形成する画像形成装置において、
感光ドラム１０８上での同一時点における複数のビーム
１０７間の距離が、走査の速度とクロックの周期との積
の整数倍の値となるように構成した。

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、複数のビームで走査して画像を形成する画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４はマルチビームレーザプリンタの一
般的な構成を示す説明図である。

【０００３】この図を基にマルチビームレーザプリンタ
の画像形成動作について説明する。ここでは、レーザビ
ームを２本使用したレーザビームプリンタ（デュアルビ
ームレーザプリンタ）を例に説明する。

【０００４】１０１は画像信号（ＶＤＯ信号）で、レー
ザユニット１０２に入力される。デュアルビームのた
め、レーザユニット１０２は２本のレーザビームを変調
するように２本分の変調データを有する。通常、２つの
画像信号により、これらの画像情報を転送する。１０３
は、レーザユニット１０２によりオン／オフ変調された
２本のレーザビームである。１０４はスキャナモータ
で、ポリゴンミラー（回転多面鏡）１０５を定角速度で
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２本のレーザビーム１０７を被走査面
である感光ドラム１０８上に焦点を結ばせる。

【０００５】したがって、画像信号１０１により変調さ
れ偏向された２本のレーザビーム１０７は、感光ドラム
１０８上を水平走査（回転軸方向の主走査方向の走査）
する。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１１３により
増幅された後、水平同期信号（以下ＢＤ信号と記す）と
なる。１１２は、転写型の記録用紙であり、感光ドラム
１０８に形成される静電潜像は、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、この記録用紙１１２に転写される。

【０００６】次に画像形成をするための各制御信号につ
いて、図５を参照して説明する。

【０００７】１２１は、先に説明したＢＤ信号である。
各種信号は、このＢＤ信号１２１に同期して生成され
る。以下に各種信号について説明する。１２２、１２３
は時間差を有する２つの画像信号１，２であり、レーザ
を変調するための信号である。この信号は、画像を展開
するイメージコントローラという別の制御回路からプリ
ンタエンジンに転送されてくる。

【０００８】このような場合、プリンタエンジンは、記
録用紙の位置に相当する期間以外での不用なレーザ発光
を禁止するために、画像信号をマスクする。この信号
が、マスク信号であり、その波形を１２４、１２５に示
す。ＢＤ許容信号１２６は、ＢＤ信号１２１の耐ノイズ
性を向上させるために、ＢＤ信号１２１が発生する期間
以外はＢＤ信号１２１を受け付けなくするためのＢＤ受
付用信号である。この従来例では、２本のレーザビーム
により生成されるＢＤ信号１２１をまとめて許可してい
る。

【０００９】アンブランキング１２７は、ＢＤ検出手段
をレーザビームが走査する際に強制的にレーザを発光さ
せるための信号である。このアンブランキング信号も、
２つのレーザビームの発光を一つの信号で行っている
が、２つのレーザビームごとに別々にアンブランキング
信号を使用してもよい。以上説明したように、２つのレ
ーザビーム用に少なくとも画像信号、マスク信号ともに
２つ用意する必要がある。

【００１０】次に、これらの信号の時間差を生成するた
めの方法について説明する。

【００１１】これらの画像信号とマスク信号は、照射す
るレーザビームが主走査方向にずれているために、その
分だけ書き出しのタイミングを遅延させる必要がある。

【００１２】この例について、図６を参照して説明す
る。

【００１３】第１の画像データ１３３は、第１の画像ク
ロック１３２に同期して送出される。この第１の画像ク
ロック１３２は、ＢＤ信号１２１に同期するように、第
１の画像クロック１３２よりも高い周波数のクロック１
３０を分周して生成される。この分周は、ＢＤ信号１２
１に同期して開始されるために、クロック１３０の一ク
ロック分の精度で、ＢＤ信号１２１に同期することがで
きる。

【００１４】次に、第２の画像信号１３５について説明
する。

【００１５】本来であれば、第２の画像信号１３５も第
２のＢＤ信号に同期して送出する構成とするべきである
が、光電変換素子１１１に２本のレーザビームが照射さ
れるような場合には、それらを２つのＢＤ信号として分
離することは困難である。もちろん、光電変換素子１１
１の前に２つのビーム間隔よりも十分狭いスリットを設
け、光電変換素子１１１を高速のものにすれば検出可能
であるが、コストが高くなり、安価なレーザビームプリ
ンタを提供することが困難になる。

【００１６】そこで、第１のレーザビームが光電変換素
子１１１に照射された後に出力されるＢＤ信号１２１よ
り、一定時間（図６ではＴｄ２で示す遅延時間）経過し
てから第２の画像クロック１３４を生成し、これに同期
して第２の画像信号１３５を送出することによって時間
差を有する２つの画像信号を形成する方式が一般的であ
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
基づいて説明した従来の技術では、２つの画像信号１３
４，１３５の時間差がクロック１３０の周期により決定
されるため、どうしても離散的な遅延時間しか選択でき
ない。このため、実際に必要な遅延時間とこの離散的な
遅延時間との間に誤差が発生し、これにより主走査方向
のジッタが発生する場合があるという課題があった。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の本発明の装置では、内部にクロッ
クを有し、画像信号にて変調された複数のビームにより
回転多面鏡を介して回転感光体を走査することで記録媒
体に画像を形成する画像形成装置において、前記回転感
光体上での同一時点における前記複数のビーム間の距離
が、前記走査の速度と前記クロックの周期との積の整数
倍の値となるように構成した。

【００１９】また、請求項２に記載の本発明の装置で
は、前記複数のビームの発光位置の間隔を調整すること
で、前記複数のビーム間の距離が前記走査の速度と前記
クロックの周期との積の整数倍となるようにした構成と
した。

【００２０】また、請求項３に記載の本発明の装置で
は、前記複数のビームは、１個の半導体レーザより発光
されるようにした構成とした。

【００２１】また、請求項４に記載の本発明の装置で
は、前記回転多面鏡の回転数を可変することで前記走査
の速度を調整し、前記複数のビーム間の距離が前記走査
の速度と前記クロックの周期との積の整数倍となるよう
にした構成とした。

【００２２】また、請求項５に記載の本発明の装置で
は、前記整数倍の整数値は、任意の値をとり得る構成と
した。

【００２３】また、請求項６に記載の本発明の装置で
は、可変された前記回転多面鏡の回転数に応じて、前記
記録媒体の搬送速度を可変するようにした構成とした。

【００２４】また、請求項７に記載の本発明の装置で
は、前記クロックは、前記複数のビームを変調し、画像
を形成するための画像クロックである構成とした。

【００２５】また、請求項８に記載の本発明の装置で
は、前記クロックは、そのクロックに同期して、シーケ
ンス制御するための制御用クロックである構成とした。

【００２６】また、請求項９に記載の本発明の装置で
は、前記シーケンス制御により、ディジタル回路の動作
を制御する構成とした。

【００２７】また、請求項１０に記載の本発明の装置で
は、前記シーケンス制御により、同期を制御する構成と
した。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を詳細に説明する。

【００２９】（第１の実施の形態）図１は感光ドラム面
上を走査するレーザビームのイメージ図である。

【００３０】ある同一の時間において、第１のレーザビ
ーム１１が走査している位置を１とすると、第２のレー
ザビーム１２は、主走査方向ＭＳに対して第１のレーザ
ビーム１１よりも遅れて、３の位置を走査していること
になる。これらのレーザビーム１１，１２は、時間の経
過と共に、各々２および４の奇跡のとおり一定で同一の
スピードで走査することになる。これらのレーザビーム
１１，１２には、常に主走査方向の位置ずれｄが存在す
る。したがって、仮に原稿上のある位置に縦線を画こう
とすれば、第１のレーザビーム１１がオンしたのちに一
定時間経過してから第２のレーザビーム１２をオンする
ことになる。

【００３１】この一定時間は、感光ドラム１０８上での
主走査方向の位置ずれと、２本のレーザビームの走査ス
ピードにより決められる。すなわち、レーザビームの走
査スピードをｖとすれば、ｄ／ｖで表せる。

【００３２】つまり、第１のレーザビーム１１の変調に
対し、時間（ｄ／ｖ）だけ遅延させて第２のレーザビー
ム１２の変調を行うことにより、図１に於ける位置ずれ
ｄを補正することが可能となる。

【００３３】そこで、先に述べた２本のレーザビームの
遅延時間による誤差を無くすために、これらのビーム間
隔を次式で定められる関係になるように決定する。

【００３４】

【数１】 ｄ／ｖ＝ｎ×ｔ （１） ここで、ｔは画像を形成するためのクロック（図６の１
３０）の一クロック分の周期であり、ｎは整数である。
式（１）より、

【００３５】

【数２】 ｄ＝ｖ×ｎ×ｔ （２） となる。

【００３６】つまり、ある同一の時間における第１のレ
ーザビーム１１が走査している位置１と、このとき同時
に第２のレーザビーム１２が走査している位置３の間隔
ｄが、クロック１３０の周期ｔの整数倍となるように間
隔ｄを決定すればよいことになる。

【００３７】図２はマルチビーム半導体レーザの発光点
のイメージ図である。

【００３８】１０はレーザユニット１０２に含まれるマ
ルチビーム半導体レーザで、第１のレーザビームが１
１、第２のレーザビームが１２である。これら２つのレ
ーザビーム１１、１２の間隔Ｉｂを調整することによ
り、距離ｄがｖ×ｎ×ｔとなるよう構成する。これによ
り、第２のレーザビーム１２は、第１のレーザビーム１
１に対し、必ず距離ｄ分だけ遅延して画像形成されるよ
うになり、この２本のビーム間距離に起因する主走査方
向のジッタは存在しなくなる。

【００３９】具体的には、今、仮にビーム間の主走査方
向の距離が１００μｍで走査スピードが６００ｍ／ｓｅ
ｃであり、クロック１３０の周波数が３９ＭＨｚの場合
には、クロック１３０の一クロック分の周期ｔは２５．
６ｎｓｅｃに相当する。そこで、たとえばｎ＝６とし
て、ビーム間の距離ｄを

【００４０】

【数３】ｄ＝６００×６×（２５．６×１０ｅ−９）＝
９２．２［μｍ］ とするか、あるいはｎ＝７として、

【００４１】

【数４】ｄ＝６００×７×（２５．６×１０ｅ−９）＝
１０７．６［μｍ］ とすることにより、実際に必要な遅延時間と離散的な遅
延時間との誤差をなくすことで、２本のビーム間の遅延
時間による主走査方向のジッタを解消することができ
る。

【００４２】本実施の形態、および以下の他の実施の形
態では、レーザビームが２本の場合について説明してい
るが、レーザビームが３本以上になった場合についても
同様である。

【００４３】（第２の実施の形態）上記した第１の実施
の形態では、マルチビーム半導体レーザ１０から発光さ
れるビーム間の距離を調整してｄ／ｖ＝ｎ×ｔの関係を
満足させていたが、この第２の実施の形態では、レーザ
ビームの主走査方向の走査スピードｖを調整することに
より式（１）の関係を満足させる例について説明する。

【００４４】走査スピードｖを換えることは、図４に示
すポリゴンミラー１０５の角回転スピード、すなわち回
転数を換えることにより実現できる。この回転数を上げ
れば走査スピードｖは遅くなるし、回転数を下げれば走
査スピードｖは速くなる。

【００４５】すなわち、式（１）から

【００４６】

【数５】 ｖ＝ｄ／ｎ／ｔ （３） となる。

【００４７】具体的には、今、仮にビーム間の主走査方
向の距離が１００μｍで走査スピードが６００ｍ／ｓｅ
ｃであり、クロック１３０の周波数が３９ＭＨｚの場合
には、クロック１３０の一クロック分の周期ｔは２５．
６ｎｓｅｃに相当する。そこで、たとえばｎ＝６とし
て、主走査方向の走査スピードｖを

【００４８】

【数６】 ｖ＝（１００×１０ｅ−６）÷６÷（２５．６×１０ｅ−９） ＝６５１［ｍ／ｓｅｃ］ とするか、あるいはｎ＝７として、

【００４９】

【数７】 ｖ＝（１００×１０ｅ−６）÷７÷（２５．６×１０ｅ−９） ＝５５８［ｍ／ｓｅｃ］ とすることにより２本のビーム間の遅延時間によるジッ
タを無くすことができる。

【００５０】しかし、上記の走査スピードｖとなるよう
にポリゴンミラー１０５の回転数を換えることにより、
その他の調整が必要となってくる。

【００５１】例えば、回転数を上げる場合、単位時間当
たりの走査回数が増えることになり、記録媒体である記
録用紙の搬送方向の解像度が上がってしまう。そこで、
記録用紙の搬送スピードをそれに応じて速めてやり、一
定の解像度となるようにする。また、回転数を下げる場
合には、逆に搬送スピードを遅めてやり、一定の解像度
となるようにする。

【００５２】（第３の実施の形態）上記した第１の実施
の形態および第２の実施の形態では、画像形成の基本と
なるクロック１３０を用いる例について説明してきた。
しかし、本発明における遅延のためのクロックは、この
クロック１３０に限定されるものではなく、それ以外の
クロックでも可能である。以下、第３の実施の形態にお
いてこの例について説明する。

【００５３】一般にレーザビームプリンタのコントロー
ラは、画像を展開するイメージコントローラとシーケン
スを制御するエンジンコントローラとに分けられる。こ
れらの２つのコントローラは、ビデオインタフェースと
呼ばれるインタフェースで接続されている。そして、こ
のビデオインタフェースを介して、画像信号、同期信
号、状態を表す信号を伝送したり、通信を行ったりして
いる。このような構成の場合、エンジンコントローラの
内部には、先の画像の基本となるクロック１３０は存在
しない。このため、本実施の形態のような構成とする必
要がある。

【００５４】図３は、エンジンコントローラ内の信号を
記載した波形図である。

【００５５】クロック２０は、エンジンコントローラ内
部のクロックである。このクロック２０は、シーケンス
の同期を取るための信号であっても良いし、ＣＰＵなど
のディジタル回路を動作させるためのクロックでもよ
い。ただし、エンジンコントローラ内部で周波数が最も
高いものを使用することが望ましい。ＢＤ信号２１は、
光電変換回路より出力されたＢＤ信号そのものである。
２２、２３は、先のビデオインタフェース上のＢＤ信号
であり、第１のレーザビームに対する第１のＢＤ信号２
１と第２のレーザビームに対する第２のＢＤ信号２２の
二種類よりなる。

【００５６】第１のＢＤ信号２２は、光電変換素子より
出力されてきたＢＤ信号２１の立ち上がりエッジをその
まま使用してイメージコントローラへ出力する。また、
第２のＢＤ信号２３は、エンジンコントローラ内部のク
ロック２０をカウントすることによって、第１のＢＤ信
号２２からの遅延時間Ｔｄ１が２本のビーム間の遅延時
間によるジッタを解消するタイミングとなるように発生
せしめられる。

【００５７】この場合、先の第１の実施の形態と同様、
クロック２０の周波数を遅延時間に合わせて調整してや
ることによって、主走査方向のジッタをゼロに低減させ
ることが可能となる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、画像信号にて変調された複数のビームにより回転多
面鏡を介して回転感光体を走査することで記録媒体に画
像を形成する画像形成装置において、回転感光体上での
同一時点における複数のビーム間の距離が走査の速度と
内部クロックの周期との積の整数倍の値となるように構
成したので、複数のビームのビーム間の遅延時間による
誤差をなくし、本要因により発生する主走査方向のジッ
タを低減することが可能となり、安価な構成で高画質の
画像を得られる画像形成装置を提供することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】感光ドラム面上を走査するレーザビームのイメ
ージ図である。

【図２】マルチビーム半導体レーザの発光点のイメージ
図である。

【図３】マルチビームレーザプリンタのＢＤ信号生成を
説明するためのエンジンコントローラ内の信号を記載し
た波形図である。

【図４】マルチビームレーザプリンタの一般的な構成を
示す説明図である。

【図５】主走査方向の信号を説明するための波形図であ
る。

【図６】主走査方向のタイミングのずれを説明するため
の波形図である。

【符号の説明】

１０ マルチビーム半導体レーザ １０２ レーザユニット １０４ スキャナモータ １０５ ポリゴンミラー（回転多面鏡） １０６ 結像レンズ １０８ 感光ドラム １０９ ビーム検出口 １１０ 光ファイバ １１１ 光電変換素子 １１２ 記録用紙 １１３ 増幅回路

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にクロックを有し、画像信号にて変
   調された複数のビームにより回転多面鏡を介して回転感
   光体を走査することで記録媒体に画像を形成する画像形
   成装置において、 前記回転感光体上での同一時点における前記複数のビー
   ム間の距離が、前記走査の速度と前記クロックの周期と
   の積の整数倍の値となるように構成したことを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記複数のビームの発光位置の間隔を調
   整することで、前記複数のビーム間の距離が前記走査の
   速度と前記クロックの周期との積の整数倍となるように
   したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記複数のビームは、１個の半導体レー
   ザより発光されるようにしたことを特徴とする請求項２
   に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記回転多面鏡の回転数を可変すること
   で前記走査の速度を調整し、前記複数のビーム間の距離
   が前記走査の速度と前記クロックの周期との積の整数倍
   となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 前記整数倍の整数値は、任意の値をとり
   得ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
   載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 可変された前記回転多面鏡の回転数に応
   じて、前記記録媒体の搬送速度を可変するようにしたこ
   とを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記クロックは、前記複数のビームを変
   調し、画像を形成するための画像クロックであることを
   特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形
   成装置。
8. 【請求項８】 前記クロックは、そのクロックに同期し
   て、シーケンス制御するための制御用クロックであるこ
   とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画
   像形成装置。
9. 【請求項９】 前記シーケンス制御により、ディジタル
   回路の動作を制御することを特徴とする請求項８に記載
   の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記シーケンス制御により、同期を制
    御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装
    置。