(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の反射鏡面を有するポリゴンミラーと前記ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータとを各々有する複数のポリゴンモータユニットを含んで構成された光走査システムであって、
パルス幅が所定の長さより長い長パルスと、パルス幅が前記所定の長さより短い短パルスとにより構成され、各短パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスを基準として幾つ目の短パルスであるかに基づいて行われるか、又は各パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスの直前に連続して入力される短パルスの数によって決定される、前記ポリゴンミラーの反射鏡面の向きを制御するための基準となる基準信号を生成する基準信号生成手段と、
各々前記複数のポリゴンモータユニットに設けられると共に、前記基準信号が各短パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスを基準として幾つ目の短パルスであるかに基づいて行われるものである場合、当該基準信号の各パルスを検出し、検出したパルスが長パルスである場合は短パルス数をカウントするカウンタの計数値をリセットし、検出したパルスが短パルスである場合は前記カウンタをインクリメントして、当該カウンタの計数値がポリゴンモータユニットの配置順位に対応した値に到達した場合にポリゴンミラーの回転駆動を制御するための基準クロック信号を生成した後、前記カウンタの計数値をリセットする一方、前記基準信号が各パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスの直前に連続して入力される短パルスの数によって決定されるものである場合、当該基準信号の各パルスを検出し、検出したパルスが短パルスである場合は前記カウンタをインクリメントし、検出したパルスが長パルスであり、かつ前記カウンタの計数値がポリゴンモータユニットの配置順位に対応した値と等しい場合は前記基準クロック信号を生成した後に前記カウンタの計数値をリセットし、検出したパルスが長パルスであり、かつ前記カウンタの計数値がポリゴンモータユニットの配置順位に対応した値と等しくない場合は前記カウンタの計数値をリセットする複数の基準クロック信号生成手段と、
を備え、
前記基準信号生成手段が生成した同一の基準信号を前記ポリゴンモータユニットの少なくとも２つに供給する光走査システム。
【請求項２】
前記基準信号生成手段が生成した基準信号を、前記各ポリゴンモータの回転速度を制御するための基準信号としても利用することを特徴とした請求項１記載の光走査システム。
【請求項３】
前記同一の基準信号が供給される複数のポリゴンモータユニットにおいて、各々が有するポリゴンミラーは反射鏡面の向きを各々個別に変更することが可能であり、かつその変更量及び変更タイミングの指示は前記同一の基準信号によって行うことを特徴とした請求項２記載の光走査システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査システムに係り、より詳しくは、ポリゴンミラー及びポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータを含んで構成されたポリゴンモータユニットを複数備えた光走査システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号で変調された光ビームにより記録媒体を走査して画像の記録を行う画像記録装置等では、光ビームを走査する光走査装置として、複数の反射鏡面を外周に備えたポリゴンミラーをポリゴンモータによって高速で回転させると共に該ポリゴンミラーの反射鏡面の所定位置に光ビームを照射することにより、反射鏡面に対する光ビームの入射角度を時間の経過と共に変化させて光ビームの反射鏡面による反射方向を変化させるものが広く一般に用いられている。
【０００３】
次に、図９及び図１０を参照して、この種の従来の光走査装置の構成例について説明する。図９に示すように、この光走査装置１０は、レーザビーム１４を発生するレーザ光発生器１２を備えており、レーザ光発生器１２からのレーザビーム１４の出射方向には、レーザビーム１４を平行光とするコリメータレンズ１６、及び複数（図９では８面）の反射鏡面２１を外周に備えたポリゴンミラー２０が順に配置されている。
【０００４】
なお、ポリゴンミラー２０は、ポリゴンモータユニット１８内に立設された図示しない固定軸を中心として回転可能に配置された回転軸１９に固着されている。また、ポリゴンモータユニット１８内の後述する回転機構部４０（図１０も参照）に所定の電流を供給することによって、ポリゴンミラー２０を図９矢印Ａ方向に回転することができるようにポリゴンモータユニット１８は構成されている。また、レーザ光発生器１２から出射されたレーザビーム１４は、記録すべき画像の画像情報で変調されている。
【０００５】
一方、ポリゴンミラー２０の反射鏡面２１によるレーザビーム１４の反射方向には、ｆθレンズ等により構成された集光光学系２２が配置されていると共に、集光光学系２２よりレーザビーム１４の下流側でかつ後述する感光体ドラム２８の走査開始位置より若干外側を通過するレーザビーム１４を反射可能な位置に反射鏡２４が配置されており、反射鏡２４によるレーザビーム１４の反射方向にはレーザビーム１４の入射を検知した際に所定の検知信号を出力するＳＯＳセンサ２６が配置されている。
【０００６】
また、集光光学系２２よりレーザビーム１４の下流側でかつ光走査装置１０の外部には、記録媒体としての感光体ドラム２８が配置されている。
【０００７】
図１０（Ａ）に示すように、ポリゴンモータユニット１８にはポリゴンミラー２０の回転機構を制御する駆動制御ユニット４２が備えられており、駆動制御ユニット４２のＣＬＫ端子にはポリゴンミラー２０の回転速度の基準となる周波数の基準クロック信号ｆo が入力されており、Ｓ／Ｓ端子にはポリゴンミラー２０の回転駆動の開始及び終了を示すスタート／ストップ信号が入力されており、さらにＲＤＹ端子からはポリゴンミラー２０が所望の回転速度で安定して回転している場合に生成されるレディ信号が出力されている。
【０００８】
一方、駆動制御ユニット４２の出力端はポリゴンミラー２０、ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータ等を含んで構成された回転機構部４０に接続されている。
【０００９】
図１０（Ｂ）に示すように、上記駆動制御ユニット４２は、一方の入力端に基準クロック信号ｆo が入力された位相比較器４４を備えており、位相比較器４４の出力端は位相補正器４６の入力端に接続されており、位相補正器４６の出力端は回転駆動部４８に接続されており、回転駆動部４８の出力端は回転機構部４０の図示しないステータコイルに接続されている。
【００１０】
一方、ポリゴンモータユニット１８は、速度検出器５０を備えており、速度検出器５０の出力端は位相比較器４４の他方の入力端に接続されている。
【００１１】
なお、図１０（Ｂ）では、図１０（Ａ）に示したスタート／ストップ信号及びレディ信号については図示を省略している。
【００１２】
次に、図９及び図１１を参照して、図９に示した光走査装置１０により光走査を行う場合の全体的な動作について説明する。なお、図１１は、時間経過に伴う光走査の状態の変化を各々順に示した平面図であり、図９ではレーザビーム１４のポリゴンミラー２０の反射鏡面に対する入射方向を感光体ドラム２８の方向とは異なる方向から入射する、所謂サイド入射型の場合について示したが、図１１では、レーザビーム１４を感光体ドラム２８の方向から入射する、所謂正面入射型の場合について示している。
【００１３】
まず、ポリゴンミラー２０が図９矢印Ａ方向に高速で回転される。その後、レーザ光発生器１２からレーザビーム１４が出射されて図示しない変調手段によって変調された後、ポリゴンミラー２０の反射鏡面２１（以下、第１の反射鏡面２１という）に入射される。
【００１４】
ポリゴンミラー２０の第１の反射鏡面２１で反射されたレーザビーム１４は反射鏡２４に入射された後に反射されてＳＯＳセンサ２６に入射される。この際、ＳＯＳセンサ２６からレーザビーム１４の検知信号が出力される（図１１（Ａ）参照）。この検知信号がＳＯＳセンサ２６から出力されるタイミングに基づいて光走査の開始点が走査毎に決定される。即ち、ＳＯＳセンサ２６から検知信号が出力されるタイミングを基準として、レーザビーム１４の出射開始角度が一定となるようにレーザ光発生器１２が制御される。
【００１５】
その後、ポリゴンミラー２０の矢印Ａ方向の回転に伴って、レーザビーム１４は徐々に進行方向が偏向され、感光体ドラム２８上を走査する（図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）参照）。
【００１６】
ポリゴンミラー２０の回転が更に進んで、次の反射鏡面２１（以下、第２の反射鏡面２１という）が回転してくると、レーザビーム１４は第２の反射鏡面２１に入射されて該第２の反射鏡面２１でも上述した第１の反射鏡面２１と同様にレーザビーム１４の偏向が行われる。この際、レーザビーム１４が走査する間に感光体ドラム２８は図９矢印Ｂ方向に所定距離だけ回転されることによって感光体ドラム２８の記録面が図１１（Ｄ）矢印Ｃ方向に移動されており、第２の反射鏡面２１で反射及び偏向されたレーザビーム１４は第１の反射鏡面２１によるレーザビーム１４の走査位置より若干ずれた位置に照射される（図１１（Ｄ）及び図１１（Ｅ）参照）。
【００１７】
このようにして、走査毎のレーザビーム１４が感光体ドラム２８上の同一の位置に走査されることなく、感光体ドラム２８表面に順次走査が行われて感光体ドラム２８表面に画像（静電潜像）が記録される。
【００１８】
次に、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示したポリゴンモータユニット１８の動作について説明する。
【００１９】
回転機構部４０の回転体が回転すると、速度検出器５０では、回転速度に比例した周波数とされた速度検出信号ｆm を位相比較器４４に対して出力する。この速度検出信号ｆm は位相比較器４４によって基準クロック信号ｆo と比較されて、各信号の位相差に応じた速度差信号Φp を位相補正器４６に対して出力する。
【００２０】
速度差信号Φp は位相補正器４６を通過することにより電流制御信号Ｖm となって回転駆動部４８に出力される。回転駆動部４８では、入力された電流制御信号Ｖm の大きさに基づいて、回転機構部４０の回転体を回転させるステータコイル電流Ｉm の電流値を制御する。
【００２１】
ここで、もし、速度検出信号ｆm の周波数が基準クロック信号ｆo の周波数より低かった場合は、位相比較器４４から出力される速度差信号Φp は大きくなり、この結果、回転駆動部４８はステータコイル電流Ｉm を増加させ、回転機構部４０の回転体の回転は加速される。一方、これとは逆に、速度検出信号ｆm の周波数が基準クロック信号ｆo の周波数より高かった場合は、ステータコイル電流Ｉm は減少され、回転機構部４０の回転体の回転は減速される。即ち、回転機構部４０の回転体の回転速度は常に一定値に収束される。
【００２２】
ところで、上述したような光走査装置１０を複数台備えれば、総合的な走査速度が光走査装置１０の台数に応じて向上することは自明の理である。また、カラー画像を形成するカラー画像形成装置等に光走査装置を適用する場合を考えると、各要素色毎にレーザビームを発生して画像を書き込む必要があるので、各要素色毎に光走査装置を用意する構成が、ごく自然な構成であるといえる。従って、高速プリンタやカラー複写機等においては、光走査装置を複数台搭載することが広く一般に行われている。
【００２３】
図１２は、このように複数台の光走査装置を備えたカラー画像形成装置の構成例を示している。同図に示すカラー画像形成装置では、４種類の要素色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）の各々に対応した、光走査装置１０Ｋ及び感光体ドラム２８Ｋ、光走査装置１０Ｃ及び感光体ドラム２８Ｃ、光走査装置１０Ｍ及び感光体ドラム２８Ｍ、光走査装置１０Ｙ及び感光体ドラム２８Ｙが備えられている。
【００２４】
また、４つの感光体ドラム２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、及び２８Ｙの各々に記録された要素色毎の画像（静電潜像）を転写可能な位置に転写ベルト３０が複数のローラに巻き掛けられて設置されている。
【００２５】
このカラー画像形成装置では、各要素色毎に各々感光体ドラム２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、及び２８Ｙに画像が記録された後、転写ベルト３０を図１２矢印Ｄ方向に回転させることによって各感光体ドラム２８に記録された画像が転写ベルト３０に転写され、その後、転写ベルト３０の画像が転写された位置が出力紙３２の搬入位置まで移動するタイミングに同期して出力紙３２が図１２矢印Ｅ方向に移動されることにより出力紙３２上にカラー画像が形成される。
【００２６】
このように、複数台の光走査装置により並列に光走査を行うことによって１つの画像を形成する場合は、各々独立して行われた光走査の結果得られた画像を合成しているので、各光走査装置が行う光走査は、予め定められたタイミングに従って正確に行う必要がある。
【００２７】
図１３（Ｂ）は、図１２に示したカラー画像形成装置において、各光走査装置が予め定められたタイミングに従って正確に光走査を行った場合の転写ベルト３０上の走査潜像の状態を示している。同図に示すように、この場合は、各光走査装置に１つずつ備えられた合計４つのポリゴンミラー２０（図１３（Ａ）乃至（Ｃ）では、ポリゴンａ、ポリゴンｂ、ポリゴンｃ、ポリゴンｄと表現）による走査潜像の副走査方向（スキャン方向に直交する方向）の間隔は均一とされ、この結果として品質の高い画像を形成することができる。
【００２８】
一方、図１３（Ａ）のタイミングチャートに示すように、４つのポリゴンミラーの各々のレーザビームの走査開始タイミングが、各ポリゴンミラーによる走査開始の基準となる基準信号Ｔo の１周期の立ち上がりのタイミングに一致していない場合は、図１３（Ｃ）に示すように、最終的に合成された走査潜像の副走査方向の間隔が不均一となり、画像品質を著しく悪化させることになる。
【００２９】
この走査開始タイミングのずれは、各光走査装置に設けられたポリゴンミラーの向きが不揃いな状態で回転しているために生ずるもので、この各ポリゴンミラーのずれの量を本明細書では回転位相角という単位で表わす。即ち、回転位相角は、基準となる任意のタイミングにおいて、ある１つのポリゴンミラーの反射鏡面の向きを基準にとり、このポリゴンミラーに対してその他のポリゴンミラーの反射鏡面の回転がどれだけ進んでいるか、または遅れているかを角度で表わしたものであり、通常は物理的な回転角度をポリゴンミラーの反射鏡面数倍した値となる。例えば、８面の反射鏡面を備えたポリゴンミラーの場合、物理的に４５°ずれると最初の状態に戻るので、物理的に２２．５°ずれた場合の回転位相角は１８０°であり、物理的に１１．２５°ずれた場合の回転位相角は９０°である。なお、図１３（Ａ）では、Φa-b 、Φa-c 、及びΦa-d がポリゴンミラーａを基準とした場合のポリゴンミラーｂ、ｃ、及びｄの回転位相角に相当する。
【００３０】
このように、全てのポリゴンミラーの回転位相角が０であれば副走査方向の走査潜像の間隔が均一となる筈であるが、実際には各光走査装置間の距離等によっても走査潜像の間隔は違ってくるため、各ポリゴンミラーの回転位相角が各光走査装置の配置上の関係で決まるオフセット値と一致する場合に走査潜像の間隔は均一となり、品質の高い画像を形成することができることになる。
【００３１】
そこで通常は、各ポリゴンミラーを回転駆動しているポリゴンモータの回転速度を微調整して、所定の回転位相角に合わせ込むような制御が行われている。この場合、ポリゴンモータの回転速度を決める基準クロック信号のパルスエッジを各々個別に制御して、各々のポリゴンミラーの回転位相角を変化させる方式が一般に取り入れられている。
【００３２】
図１４は、このような方式の従来の光走査システム（光走査装置を複数台備えたもの）の構成例を示したものである。同図に示すように、この光走査システムでは、メインコントローラ６０から各要素色毎に設けられた４台の光走査装置１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、及び１０Ｙに対して各々個別に生成された基準信号６２Ｋ、６２Ｃ、６２Ｍ、及び６２Ｙが各々独立した配線で供給されていた。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４に示したような従来の光走査システムでは、上述したように各光走査装置に対して各々異なる基準信号を供給する必要があるため、メインコントローラから各光走査装置へ基準信号を供給するための配線ケーブルが光走査装置の数と同じ数だけ必要であり、また、光走査装置の台数が多くなると、メインコントローラと光走査装置との間の距離が増加して、必然的に配線ケーブルも長くなるので、この結果としてノイズの影響を受け易くなると共に、組み立ての際の作業工数も多くなって製造コストが高くなる、という問題点があった。
【００３４】
本発明は、上記問題点を解消するために成されたものであり、耐ノイズ性が高く、かつ組み立ての際の作業工数を簡略化することができる光走査システムを提供することを目的としている。
【００３５】
【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記載の光走査システムは、複数の反射鏡面を有するポリゴンミラーと前記ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータとを各々有する複数のポリゴンモータユニットを含んで構成された光走査システムであって、パルス幅が所定の長さより長い長パルスと、パルス幅が前記所定の長さより短い短パルスとにより構成され、各短パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスを基準として幾つ目の短パルスであるかに基づいて行われるか、又は各パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスの直前に連続して入力される短パルスの数によって決定される、前記ポリゴンミラーの反射鏡面の向きを制御するための基準となる基準信号を生成する基準信号生成手段と、各々前記複数のポリゴンモータユニットに設けられると共に、前記基準信号が各短パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスを基準として幾つ目の短パルスであるかに基づいて行われるものである場合、当該基準信号の各パルスを検出し、検出したパルスが長パルスである場合は短パルス数をカウントするカウンタの計数値をリセットし、検出したパルスが短パルスである場合は前記カウンタをインクリメントして、当該カウンタの計数値がポリゴンモータユニットの配置順位に対応した値に到達した場合にポリゴンミラーの回転駆動を制御するための基準クロック信号を生成した後、前記カウンタの計数値をリセットする一方、前記基準信号が各パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスの直前に連続して入力される短パルスの数によって決定されるものである場合、当該基準信号の各パルスを検出し、検出したパルスが短パルスである場合は前記カウンタをインクリメントし、検出したパルスが長パルスであり、かつ前記カウンタの計数値がポリゴンモータユニットの配置順位に対応した値と等しい場合は前記基準クロック信号を生成した後に前記カウンタの計数値をリセットし、検出したパルスが長パルスであり、かつ前記カウンタの計数値がポリゴンモータユニットの配置順位に対応した値と等しくない場合は前記カウンタの計数値をリセットする複数の基準クロック信号生成手段と、を備え、前記基準信号生成手段が生成した同一の基準信号を前記ポリゴンモータユニットの少なくとも２つに供給するものである。
【００３６】
請求項１記載の光走査システムは、複数の反射鏡面を有するポリゴンミラーと該ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータとを各々有する複数のポリゴンモータユニットを含んで構成されており、パルス幅が所定の長さより長い長パルスと、パルス幅が前記所定の長さより短い短パルスとにより構成され、各短パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスを基準として幾つ目の短パルスであるかに基づいて行われるか、又は各パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスの直前に連続して入力される短パルスの数によって決定される、上記ポリゴンミラーの反射鏡面の向きを制御するための基準となる基準信号が基準信号生成手段によって生成され、基準信号生成手段によって生成された同一の基準信号が上記ポリゴンモータユニットの少なくとも２つに供給される。
一方、前記同一の基準信号が供給されたポリゴンモータユニットでは、基準クロック信号生成手段により、前記基準信号が各短パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスを基準として幾つ目の短パルスであるかに基づいて行われるものである場合、当該基準信号の各パルスが検出され、検出されたパルスが長パルスである場合は短パルス数をカウントするカウンタの計数値がリセットされ、検出されたパルスが短パルスである場合は前記カウンタがインクリメントされて、当該カウンタの計数値がポリゴンモータユニットの配置順位に対応した値に到達した場合にポリゴンミラーの回転駆動を制御するための基準クロック信号が生成された後、前記カウンタの計数値がリセットされる一方、前記基準信号が各パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスの直前に連続して入力される短パルスの数によって決定されるものである場合、当該基準信号の各パルスが検出され、検出されたパルスが短パルスである場合は前記カウンタがインクリメントされ、検出されたパルスが長パルスであり、かつ前記カウンタの計数値がポリゴンモータユニットの配置順位に対応した値と等しい場合は前記基準クロック信号が生成された後に前記カウンタの計数値がリセットされ、検出されたパルスが長パルスであり、かつ前記カウンタの計数値がポリゴンモータユニットの配置順位に対応した値と等しくない場合は前記カウンタの計数値がリセットされる。
【００３７】
従って、同一の上記基準信号が同時に供給されるポリゴンモータユニットでは、反射鏡面の向きを正確に制御することができ、正確なタイミングで光走査を行うことができる。なお、同一の基準信号を基準信号生成手段から少なくとも２つのポリゴンモータユニットに供給するための信号線の接続形態としては、デイジーチェーン状の接続、枝別れ型の接続、本線／支線型の接続等を適用することができる。
【００３８】
このように請求項１記載の光走査システムによれば、複数のポリゴンモータユニットのうちの少なくとも２つに対して、パルス幅が所定の長さより長い長パルスと、パルス幅が前記所定の長さより短い短パルスとにより構成され、各短パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスを基準として幾つ目の短パルスであるかに基づいて行われるか、又は各パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスの直前に連続して入力される短パルスの数によって決定されるものとして生成した同一の基準信号を供給する形態としたので、同一の基準信号を供給するための接続線の長さを短くすることができ、耐ノイズ性を高くすることができると共に、組み立ての際の作業工数を簡略化することができる。
【００３９】
また、請求項２記載の光走査システムは、請求項１記載の光走査システムにおいて、前記基準信号生成手段が生成した基準信号を、前記各ポリゴンモータの回転速度を制御するための基準信号としても利用することを特徴としたものである。
【００４０】
請求項２記載の光走査システムによれば、請求項１記載の発明における基準信号生成手段が生成した基準信号が、各ポリゴンモータの回転速度を制御するための基準信号としても利用される。
【００４１】
このように請求項２記載の光走査システムによれば、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、同一の基準信号が入力されたポリゴンモータユニットでは、入力された基準信号によってポリゴンミラーの回転速度をも制御することができるので、回転速度を制御するために要する回路を省略することができる。
【００４２】
また、請求項３記載の光走査システムは、請求項２記載の光走査システムにおいて、前記同一の基準信号が供給される複数のポリゴンモータユニットにおいて、各々が有するポリゴンミラーは反射鏡面の向きを各々個別に変更することが可能であり、かつその変更量及び変更タイミングの指示は前記同一の基準信号によって行うことを特徴としたものである。
【００４３】
請求項３記載の光走査システムによれば、請求項２記載の光走査システムの同一の基準信号が供給される複数のポリゴンモータユニットにおいて、各々が有するポリゴンミラーは反射鏡面の向きを各々個別に変更することが可能とされ、かつその変更量及び変更タイミングの指示が上記同一の基準信号によって行われる。
【００４４】
このように請求項３記載の光走査システムによれば、請求項２記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、請求項２記載の発明における同一の基準信号が供給される複数のポリゴンモータユニットが各々有するポリゴンミラーの反射鏡面の向きが各々個別に変更可能であり、かつその変更量及び変更タイミングの指示を同一の基準信号によって行なうようにしたので、基準信号を変化させるのみで、同一の基準信号が供給されるポリゴンモータユニットの各々のポリゴンミラーの反射鏡面の向きだけを制御することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４６】
〔第１実施形態〕
まず、図１（Ａ）を参照して、本第１実施形態に係る光走査システムの構成について説明する。
【００４７】
同図に示すように、本第１実施形態に係る光走査システムは、本光走査システム全体の制御を行うメインコントローラ６０を備えており、メインコントローラ６０の位相基準信号αを出力する出力端は４種類の要素色（ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエロー）の各色に各々対応する画像を形成する４台の光走査装置１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、及び１０Ｙに枝別れ型に接続されている。また、メインコントローラ６０には、光走査装置１０Ｋの位相を示す位相信号βを出力する出力端が接続されており、メインコントローラ６０は、光走査装置１０Ｋから入力された位相信号βとメインコントローラ６０内のクロック６４とに基づいて位相基準信号αを生成して、各光走査装置に枝別れ型の接続によって供給している。
【００４８】
また、４台の光走査装置１０によって偏向された各々のレーザビーム１４の出射方向には感光体ドラム２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、及び２８Ｙが各々配置されており、この４台の感光体ドラム２８に接触可能に転写ベルト３０が配置されている。なお、転写ベルト３０は、図１矢印Ｄ方向へ移動されることによって４台の感光体ドラム２８に形成された画像（静電潜像）を転写することができる。
【００４９】
ここで、本第１実施形態に係る光走査システムでは、図１３（Ｂ）に示すように転写ベルト３０上に転写される全ての走査潜像の副走査方向の間隔が略均一になるように、各光走査装置１０と各感光体ドラム２８との間の配置間隔、及び転写ベルト３０の搬送速度等が予め調整されている。
【００５０】
また、４台の光走査装置１０の内部には、供給された位相基準信号αを回転位相角の基準として使うか否かを切り替える図示しないスイッチが設けられており、該スイッチによりメインコントローラ６０によって制御する光走査装置を予め選定することができる。
【００５１】
以上のように構成された光走査システムでは、予め上記図示しないスイッチにより選定された光走査装置１０によって、対応する感光体ドラム２８上に光走査が行われた後、転写ベルト３０を図１矢印Ｄ方向に移動することによって感光体ドラム２８上に形成された静電潜像が各々転写ベルト３０に転写される。
【００５２】
以上説明したように、本第１実施形態に係る光走査装置１０では、複数台の光走査装置１０に対して同一の位相基準信号αを供給するための信号線を枝別れ型に接続する形態としたので、上記信号線の長さを短くすることができ、耐ノイズ性を高くすることができると共に、組み立ての際の作業工数を簡略化することができる。
【００５３】
なお、本第１実施形態では、メインコントローラと４台の光走査装置との接続形態を図１（Ａ）に示すような枝別れ型の接続とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１（Ｂ）に示すような接続形態としても本実施形態と同様の効果、即ち信号線の長さを短くすることができ、耐ノイズ性を高くすることができると共に、組み立ての際の作業工数を簡略化することができる、という効果を奏することができる。
【００５４】
図１（Ｂ）は、メインコントローラ６０から回転速度の基準となる同一の速度基準信号γを枝別れ型の接続によって各光走査装置に供給し、かつ位相の基準となる位相基準信号αをデイジーチェーン状の接続により各光走査装置に供給する場合の構成例を示したものである。
【００５５】
〔第２実施形態〕
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５６】
同図に示すように、本第２実施形態に係る光走査システムは、各光走査装置の位相及び回転速度の基準となる基準信号６２をデイジーチェーン状の接続により各光走査装置に供給している。
【００５７】
従って、本第２実施形態に係る光走査システムでは、上記第１実施形態と比較して、信号線の長さをより短くすることができ、耐ノイズ性をより高くすることができると共に、組み立ての際の作業工数をより簡略化することができる。
【００５８】
また、本第２実施形態に係る光走査システムでは、各光走査装置１０にポリゴンモータの回転速度を決定するための信号源を持たせる必要がなく、ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータの駆動回路を簡略化することができると共に、各光走査装置１０の回転速度と回転位相とを同時かつ動的に制御することができ、動作中に走査線位置の微妙な調整等を行うことができる。
【００５９】
なお、本第２実施形態では、メインコントローラと４台の光走査装置との接続形態をデイジーチェーン状の接続とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本線／支線型の接続等としても信号線の長さを短くすることができ、耐ノイズ性を高くすることができると共に、組み立ての際の作業工数を簡略化することができる、という効果を奏することができる。
【００６０】
〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態に係る光走査システムの全体的な構成は図２に示したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６１】
まず、図３を参照して、４台の光走査装置１０（図２も参照）内の構成について説明する。同図に示すように各光走査装置１０内にはポリゴンモータユニット１８’が備えられており、ポリゴンモータユニット１８’には、前段からの基準信号６２が入力されたパルス幅識別器７０が備えられている。
【００６２】
また、パルス幅識別器７０の一方の出力端は長パルスカウンタ７２の入力端に接続されており、長パルスカウンタ７２の出力端は基準クロック生成器７６の一方の入力端に接続されている。一方、パルス幅識別器７０の他方の出力端は短パルスカウンタ７４の入力端に接続されており、短パルスカウンタ７４の出力端は基準クロック生成器７６の他方の入力端に接続されている。なお、基準クロック生成器７６には外部クロックが入力されており、基準クロック生成器７６はこの外部クロックに基づいて作動する。
【００６３】
さらに、基準クロック生成器７６の出力端は駆動制御ユニット４２のＣＬＫ端子に接続されている。なお、本第３実施形態における駆動制御ユニット４２及び回転機構部４０の構成は図１０に示したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６４】
一方、各光走査装置１０内には前段からの基準信号６２が入力されたバッファ７８が備えられており、バッファ７８の出力端は次段の光走査装置１０に接続されている。なお、上述した前段及び次段は、図２から明らかなように、対象とする光走査装置が光走査装置１０Ｋである場合の前段はメインコントローラ６０であると共に次段は光走査装置１０Ｃであり、対象とする光走査装置が光走査装置１０Ｃである場合の前段は光走査装置１０Ｋであると共に次段は光走査装置１０Ｍであり、対象とする光走査装置が光走査装置１０Ｍである場合の前段は光走査装置１０Ｃであると共に次段は光走査装置１０Ｙであり、さらに対象とする光走査装置が光走査装置１０Ｙである場合の前段は光走査装置１０Ｍであると共に次段はない。
【００６５】
なお、本第３実施形態に係る基準信号６２は、図４に示すように、パルス幅が所定の長さより長いパルス（以下、長パルスという）と、パルス幅が上記所定の長さより短いパルス（以下、短パルスという）とにより構成されており、各短パルスが各光走査装置１０における回転位相角の基準となっている。また、各短パルスと各光走査装置１０との対応付けは、長パルスを基準として幾つ目の短パルスであるかに基づいて行われる。即ち、例えば、長パルスの後の２つ目の短パルスは光走査装置１０Ｋを基準とした光走査装置１０Ｃの回転位相角Φ1-2 を意味し、同様に４つ目の短パルスは光走査装置１０Ｋを基準とした光走査装置１０Ｙの回転位相角Φ1-4 を意味する。
【００６６】
また、本第３実施形態に係る各光走査装置１０の配置位置は、各ポリゴンモータの回転位相角が９０°ずつずれたとき、転写ベルト３０上に合成された走査潜像の副走査方向の間隔が略均一となるように予め調整されている。
【００６７】
次に、図３に示したポリゴンモータユニット１８’の作用について説明する。なお、ポリゴンモータユニット１８’における長パルスカウンタ７２及び短パルスカウンタ７４の計数値は、動作開始前に初期化が行われる。
【００６８】
前段の光走査装置１０（またはメインコントローラ６０）から入力された基準信号６２はパルス幅識別器７０とバッファ７８とに各々入力され、バッファ７８に入力された基準信号６２はバッファ７８によって信号レベルを適当な大きさに調節され、次段の光走査装置１０へと出力される。なお、当該ポリゴンモータユニット１８’が光走査装置１０Ｙのものである場合は次段はないので、出力信号はどこへも供給されない。
【００６９】
パルス幅識別器７０では、入力された基準信号６２の各パルスのパルス幅が上記所定の長さと比較され、所定の長さより長い場合は長パルスカウンタ７２に対して計数トリガ信号が出力され、短い場合は短パルスカウンタ７４に対して計数トリガ信号が出力される。
【００７０】
長パルスカウンタ７２及び短パルスカウンタ７４では、パルス幅識別器７０からの計数トリガ信号を入力する毎に計数値がインクリメントされ、計数値が所定の設定値に達した場合にカウント完了信号が基準クロック生成器７６に対して出力される。なお、本実施形態では、長パルスカウンタ７２に対する設定値は１に、短パルスカウンタ７４に対する設定値は、当該光走査装置１０の配置順位に対応した値、即ち、例えば光走査装置が光走査装置１０Ｋである場合は１が、光走査装置が光走査装置１０Ｍである場合は３が、各々設定されている。
【００７１】
基準クロック生成器７６では長パルスカウンタ７２及び短パルスカウンタ７４から入力されたカウント完了信号に基づいて基準クロック信号ｆo が生成されて駆動制御ユニット４２に出力される。駆動制御ユニット４２では、図１０で示した動作と同様の動作で回転機構部４０の回転駆動の制御が行われる。
【００７２】
以上の動作によって、各光走査装置１０における基準クロック生成器７６から駆動制御ユニット４２に対して出力される基準クロック信号ｆo は、図４に示すように、各光走査装置１０の回転位相角に対応したタイミングの信号となる。
【００７３】
なお、本実施形態は電子回路によって実現されているが、全く同等の機能はマイクロプロセッサ等を用いて実現することも可能である。この場合の処理の流れはおおよそ図５のフローチャートで示したものとなる。
【００７４】
まず、図５のステップ１００では、基準信号６２のパルスの検出待ちを行い、パルスを検出した際に肯定判定となってステップ１０２へ移行する。
【００７５】
ステップ１０２では、検出されたパルスのパルス幅が上記所定の長さより長いか短いかの判定を行い、長い場合はステップ１１０へ移行して短パルス数をカウントするカウンタ（図３では短パルスカウンタ７４に相当）の計数値をリセットした後に上記ステップ１００へ戻る。
【００７６】
一方、ステップ１０２においてステップ１００で検出されたパルスのパルス幅が上記所定の長さより短いと判定された場合はステップ１０４へ移行して上記カウンタをインクリメントした後、ステップ１０６へ移行する。なお、このステップ１００、ステップ１０２、ステップ１０４、及びステップ１１０は、図３のパルス幅識別器７０の動作に相当している。
【００７７】
ステップ１０６では、上記カウンタの計数値が予め設定された回数に到達したか否かを判定し、到達していない場合はステップ１００へ戻り、到達した場合はステップ１０８へ移行する。なお、この際の予め設定された回数は、当該ポリゴンモータユニット１８’が含まれる光走査装置１０の配置順位を示す数であり、例えば対象としている光走査装置が光走査装置１０Ｋの場合は１で、対象としている光走査装置が光走査装置１０Ｃの場合は２である。
【００７８】
ステップ１０８では、基準クロック信号ｆo を生成（図３では基準クロック生成器７６の動作に相当）して駆動制御ユニットに出力し、次のステップ１１０では、上記カウンタの計数値をリセットし、その後ステップ１００へ戻る。
【００７９】
なお、図３に示したポリゴンモータユニット１８’は、図６に示した簡単な構成で実現することができる。
【００８０】
同図における８０〜９０の部分は、図３におけるパルス幅識別器７０の動作を行う部分である。また、９２、９４は図３における短パルスカウンタ７４の動作を行う部分であり、４種類の基準信号を出力することができる。なお、図３における長パルスカウンタ７２は本実施形態では必要ないため、図６には含まれていない。また、９６は図３における基準クロック生成器７６の動作を行う部分であり、前段のシフトレジスタ９２から出力されたパルス信号のデューティー比が略５０％となるように加工する。なお、基準クロック生成器７６の部分に、上述したデューティー比の変更の他に、ノイズ除去や信号レベルの安定化等の機能を持たせるようにしてもよい。
【００８１】
以上詳細に説明したように、本第３実施形態に係る光走査システムでは、複数台の光走査装置１０に対して基準信号６２を入力するための信号線をデイジーチェーン状の接続により接続する形態としたので、上記信号線の長さを短くすることができ、耐ノイズ性を高くすることができると共に、組み立ての際の作業工数を簡略化することができる。
【００８２】
また、本第３実施形態に係る光走査システムでは、光走査装置１０の台数に相当する信号を重畳して１つの基準信号６２として用いているので、複数の光走査装置１０を見かけ上略同時に制御することができる。
【００８３】
〔第４実施形態〕
本第４実施形態は、基準信号６２として、図７に示すような長短２種類のパルス幅のパルスからなるパルス列を用いるものである。また、本第４実施形態に係る各光走査装置１０の配置位置は、上記第３実施形態と同様に、各ポリゴンモータの回転位相角が９０°ずつずれたとき、転写ベルト３０上に合成された走査潜像の副走査方向の間隔が略均一となるように予め調整されている。
【００８４】
図７に示す基準信号６２は、パルス幅が所定の長さより長いパルス（以下、長パルスという）と、パルス幅が上記所定の長さより短いパルス（以下、短パルスという）とにより構成されており、短パルスの直後にきた長パルスの立ち下がりの信号エッジが、各々の光走査装置１０の回転位相角の基準となっている。
【００８５】
また、これらのパルスと各光走査装置１０との対応付けは、長パルスの直前に連続して入力される短パルスの数によって決定される。即ち、例えば、２つの長パルスに挟まれた短パルスの数が３であれば、その後の長パルスが光走査装置１０Ｍの回転位相角の基準となり、同様に短パルスの数が１であれば、その後の長パルスが光走査装置１０Ｋの回転位相角の基準となる。
【００８６】
なお、この他の構成については、上記第３実施形態と略同一であるが、異なる点は、図３における長パルスカウンタ７２の設定値が２であることと、基準クロック生成器７６が駆動制御ユニット４２へ出力する基準クロック信号ｆ0 を生成する際の動作シーケンスのみである。より具体的には、上記第３実施形態では、短パルスカウンタ７４から出力されたカウント終了信号に同期して基準クロック信号ｆ0 を出力していたが、本第４実施形態では、長パルスカウンタ７２から出力されたカウント終了信号に同期して基準クロック信号ｆ0 を出力する。
【００８７】
なお、本実施形態は電子回路によって実現されているが、全く同等の機能はマイクロプロセッサ等を用いて実現することも可能である。この場合の処理の流れはおおよそ図８のフローチャートで示したものとなる。
【００８８】
まず、ステップ２００では、基準信号６２のパルスの検出待ちを行い、パルスを検出した際に肯定判定となってステップ２０２へ移行する。
【００８９】
ステップ２０２では、検出されたパルスのパルス幅が上記所定の長さより長いか短いかの判定を行い、短い場合はステップ２０４へ移行して短パルスを計数するカウンタをインクリメントした後に上記ステップ２００へ戻る。
【００９０】
一方、ステップ２０２においてステップ２００で検出されたパルスのパルス幅が上記所定の長さより長いと判定された場合はステップ２０６へ移行して上記カウンタの値をｎに代入した後、次のステップ２０８では、ｎが予め設定された設定値と等しいか否かを判定し、等しい場合はステップ２１０へ移行し、等しくない場合はステップ２１２へ移行する。なお、この際の予め設定された設定値は、光走査装置１０の配置順位を示す数であり、例えば光走査装置が光走査装置１０Ｋの場合は１で、光走査装置が光走査装置１０Ｃの場合は２である。
【００９１】
ステップ２１０では、基準クロック信号ｆo を生成して駆動制御ユニットに出力し、次のステップ２１２では、上記カウンタの計数値をリセットし、その後ステップ２００へ戻る。
【００９２】
以上詳細に説明したように、本第４実施形態に係る光走査システムでは、複数台の光走査装置１０に対して基準信号６２を入力するための信号線をデイジーチェーン状の接続により接続する形態としたので、上記信号線の長さを短くすることができ、耐ノイズ性を高くすることができると共に、組み立ての際の作業工数を簡略化することができる。
【００９３】
また、本第４実施形態に係る光走査システムでは、光走査装置１０の台数に相当する信号を重畳して１つの基準信号６２として用いているので、複数の光走査装置１０を見かけ上略同時に制御することができる。
【００９４】
なお、上記第３及び第４実施形態では、基準信号を図４及び図７に示すものとした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、基準信号は各光走査装置１０の対応付けができるものであればよく、この条件が満足されるあらゆるパターンの基準信号を適用することができることはいうまでもない。
【００９５】
また、上記各実施形態では、本発明の光走査システムをカラー画像形成装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は複数の光走査装置を用いたあらゆる装置に適用することができ、例えば画像担体に記録された画像を読み取る画像読取装置に適用してもよい。
【００９６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、複数のポリゴンモータユニットのうちの少なくとも２つに対して、パルス幅が所定の長さより長い長パルスと、パルス幅が前記所定の長さより短い短パルスとにより構成され、各短パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスを基準として幾つ目の短パルスであるかに基づいて行われるか、又は各パルスと各ポリゴンモータユニットとの対応付けが前記長パルスの直前に連続して入力される短パルスの数によって決定されるものとして生成した同一の基準信号を供給する形態としたので、同一の基準信号を供給するための接続線の長さを短くすることができ、耐ノイズ性を高くすることができると共に、組み立ての際の作業工数を簡略化することができる、という効果が得られる。
【００９７】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、同一の基準信号が入力されたポリゴンモータユニットでは、入力された基準信号によってポリゴンミラーの回転速度をも制御することができるので、回転速度を制御するために要する回路を省略することができる、という効果が得られる。
【００９８】
さらに、請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、請求項２記載の発明における同一の基準信号が供給される複数のポリゴンモータユニットが各々有するポリゴンミラーの反射鏡面の向きが各々個別に変更可能であり、かつその変更量及び変更タイミングの指示を同一の基準信号によって行なうようにしたので、基準信号を変化させるのみで、同一の基準信号が供給されるポリゴンモータユニットの各々のポリゴンミラーの反射鏡面の向きだけを制御することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る光走査システムの概略構成を示す構成図である。
【図２】第２実施形態に係る光走査システムの概略構成を示す構成図である。
【図３】第３及び第４実施形態に係る光走査装置内のポリゴンモータユニットの構成を示すブロック図である。
【図４】第３実施形態における基準信号の状態、及び該基準信号を用いてポリゴンモータユニットの内部で生成される基準クロック信号の状態を示すタイミングチャートである。
【図５】第３実施形態に係る各光走査装置内のポリゴンモータユニットの動作の手順を示すフローチャートである。
【図６】第３実施形態に係るポリゴンモータユニットのより具体的な構成の一例を示す構成図である。
【図７】第４実施形態における基準信号の状態、及び該基準信号を用いてポリゴンモータユニットの内部で生成される基準クロック信号の状態を示すタイミングチャートである。
【図８】第４実施形態に係る各光走査装置内のポリゴンモータユニットの動作の手順を示すフローチャートである。
【図９】従来の画像形成装置における光走査装置の構成を示す構成図である。
【図１０】（Ａ）は従来の光走査装置内のポリゴンモータユニットの構成を示す構成図で、（Ｂ）は（Ａ）に示した駆動制御ユニットの構成を示す構成図である。
【図１１】従来の光走査装置における時間経過に伴う光走査の状態の変化を各々順に示した平面図である。
【図１２】従来の光走査装置を複数台用いた場合の光走査システムの概略構成を示す構成図である。
【図１３】（Ａ）は従来の基準信号、各ポリゴンミラーの動作のタイミング及び各ポリゴンミラーの回転位相角の一例を示すタイミングチャートであり、（Ｂ）は各ポリゴンミラーの回転位相角が全て０である場合の転写ベルト上の走査潜像の状態を示す概略図であり、（Ｃ）は各ポリゴンミラーの回転位相角が（Ａ）で示すようにずれた場合の転写ベルト上の走査潜像の状態を示す概略図である。
【図１４】従来の光走査装置を複数台使用した場合の光走査システム内の接続状態を示す構成図である。
【符号の説明】
１０    光走査装置
１２    レーザ光発生器
１８    ポリゴンモータユニット
２０    ポリゴンミラー
２１    反射鏡面
２８    感光体ドラム
４０    回転機構部
４２    駆動制御ユニット
４４    位相比較器
４６    位相補正器
４８    回転駆動部
５０    速度検出器
６０    メインコントローラ（基準信号生成手段）
６２    基準信号
７０    パルス幅識別器
７２    長パルスカウンタ
７４    短パルスカウンタ
７６    基準クロック生成器
【図１】
0003716614.tif 000002
【図２】
0003716614.tif 000003
【図３】
0003716614.tif 000004
【図４】
0003716614.tif 000005
【図５】
0003716614.tif 000006
【図６】
0003716614.tif 000007
【図７】
0003716614.tif 000008
【図８】
0003716614.tif 000009
【図９】
0003716614.tif 000010
【図１０】
0003716614.tif 000011
【図１１】
0003716614.tif 000012
【図１２】
0003716614.tif 000013
【図１３】
0003716614.tif 000014
【図１４】
0003716614.tif 000015