(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を担持するレーザビームをポリゴンモータにより回転されるポリゴンミラーで偏向させて主走査を行って感光体に光書込を行う画像形成装置において、上記ポリゴンモータの回転速度を画素密度に応じて複数の回転速度に切り換え可能なポリゴンモータ回転速度制御手段と、上記ポリゴンミラーで偏向されたレーザビームから主走査方向の同期タイミングを得るために設けられた受光素子にレーザビームを発光するタイミングを画素密度に応じて複数の発光タイミングに切り換え可能な主走査タイミング制御手段と、レーザビームを発光させてから主走査方向の同期タイミングを得るために設けられた前記受光素子にレーザビームが入射するまでの時間を計測する計測手段とを有し、前記ポリゴンモータ回転速度制御手段では指定された画素密度に対応した回転速度になるように制御するとともに、前記主走査タイミング制御手段では前記計測手段で計測した時間が前記指定された画素密度に対応する目標の発光タイミングとなるように徐々に変化させながら切り換えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ等における画像形成装置、より詳細には、画素密度可変の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、レーザプリンタ等の画像形成装置におけるレーザ書込光学系の概要を説明するための図で、周知のように、半導体レーザ（ＬＤ）１から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ２によって平行光に変換され、次いで、形成するドット径の大きさに応じたスリット部をもつアパーチャー３により、余分な光がカットされ、整形される。さらに、シリンダレンズ４によって主走査方向ｘのレーザビームが感光体５上で所定の形、大きさになるように集光され、ポリゴンミラー６で主走査方向ｘ（感光体５の長軸方向）に走査される。
【０００３】
また、一対のＦθレンズ７より等角運動を等速運動にし、かつ、像面湾曲を補正する。次に、ミラー８によりレーザビームの角度を変えて、シリンダレンズ９により副走査方向ｙ（感光体５の回転方向）の集光を行い、感光体上に照射する。
また、上記画像形成のためのレーザビームとは別に、１走査に１回、同期検知のためのレーザビームを得るために、ミラー１０でポリゴンミラー６より反射したレーザビームをシリンダレンズ１１を経て光ファイバー１２に入れた後、エンジン制御ボード上の受光素子１３で検知し、１走査ごとに画像形成用のレーザビームの発光開始タイミングを制御するようになっている。
【０００４】
表１は、ポリゴンモータの回転速度を画素密度に応じて複数の回転速度に切り換え可能なポリゴンモータ回転速度制御手段を有する画像形成装置における、画素密度とポリゴンモータ回転速度及び主走査方向の走査周期の関係の一例を示す表で、この表１より画素密度の可変範囲が３００〜６００ＤＰＩであり、画素密度とポリゴンモータの回転速度が比例関係、走査周期は反比例関係にあることがわかる。
【０００５】
【表１】
0003565653.tif 000002
【０００６】
図６は主走査のタイミングを示す図で、／ＤＥＴＰは主走査方向の画像書き出し位置の基準となる主走査同期信号である。この信号は受光素子１３でレーザビームを検知した信号であり、主走査方向のタイミング制御の基準となる。／ＳＹＮＣＯは受光素子１３でレーザビームを検知するために、受光素子１３を走査する直前に半導体レーザ（ＬＤ）１を発光させるタイミング信号Ｔ３である。半導体レーザ（ＬＤ）１から出射したレーザビームが受光素子１３で検知されると消灯するようにしている。／ＶＩＤＥＯは半導体レーザ（ＬＤ）１の変調信号である。この信号は画像形成領域Ｔ２におにて画像データに従い、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。画像形成領域Ｔ２は画素密度や用紙サイズに応じて／ＤＥＴＰから一定のタイミング位置Ｔ１にある。また、／ＳＹＮＣＯのタイミングにより半導体レーザ（ＬＤ）１を実際に発光させる。Ｔ４は主走査方向の走査周期となる。
【０００７】
主走査のタイミングと画素密度の関係を説明すると、例えば、４００ＤＰＩで印字を行っている時はポリゴンモータの回転速度は８０００ｒｐｍであり、走査周期Ｔ４は１．００ｍｓｅｃである。画素密度を６００ＤＰＩに切り換えるとポリゴンモータの回転速度を１２０００ｒｐｍに切り換え、走査周期Ｔ４が０．６７ｍｓｅｃとなる。この時／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３も早いタイミングに切り換える。逆に、画素密度を３００ＤＰＩに切り換えるとポリゴンモータの回転速度を６０００ｒｐｍに切り換え、走査周期Ｔ４は１．３３ｍｓｅｃとなる。この時／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を遅いタイミングに切り換える。／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３が切り換わらないと、受光素子１３を走査するときに半導体レーザ（ＬＤ）１が発光しておらず、主走査同期信号（／ＤＥＴＰ）を得ることができなかったり、感光体上にレーザビームを照射すべきでないタイミングで／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３が発生し、感光体上をレーザビームが不用意に照射し、感光体の劣化や無駄なトナーの消費がおこる。定常回転でポリゴンモータが回転しているときは、それにあったタイミングＴ３で／ＳＹＮＣＯが発生しているが、ポリゴンモータの回転速度を切り換えるときには、回転速度の加減速に時間を要するため、切り換えたい回転速度に達するまでの間、感光体上にレーザビームを照射すべきでないタイミングで／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３が発生し、感光体上をレーザビームが不用意の照射し、感光体の劣化や無駄なトナーの消費がおこってしまう。
【０００８】
そこで、従来技術（特開平４−１０７４１９）号公報では、画素密度を切り換えるときには、ポリゴンモータの回転速度が切り換えたい回転速度に達するまでの間、半導体レーザ（ＬＤ）１を消灯させることにより、感光体の劣化や無駄なトナーの消費を防止している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術においては、ポリゴンモータの回転速度が切り換えたい回転速度に達した後で最初の主走査同期信号（／ＤＥＴＰ）を得るため、／ＶＩＤＥＯをＯＮにして受光素子１３でレーザビームを検知しなければならない。このとき、レーザビームは最大で１ライン感光体上を照射してしまうことになる。最大で１ラインではあるが、感光体の劣化や無駄なトナーの消費がおこってしまう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、画像情報を担持するレーザビームをポリゴンモータにより回転されるポリゴンミラーで偏向させて主走査を行って感光体に光書込を行う画像形成装置において、上記ポリゴンモータの回転速度を画素密度に応じて複数の回転速度に切り換え可能なポリゴンモータ回転速度制御手段と、上記ポリゴンミラーで偏向されたレーザビームから主走査方向の同期タイミングを得るために設けられた受光素子にレーザビームを発光するタイミングを画素密度に応じて複数の発光タイミングに切り換え可能な主走査タイミング制御手段と、レーザビームを発光させてから主走査方向の同期タイミングを得るために設けられた前記受光素子にレーザビームが入射するまでの時間を計測する計測手段とを有し、前記ポリゴンモータ回転速度制御手段では指定された画素密度に対応した回転速度になるように制御するとともに、前記主走査タイミング制御手段では前記計測手段で計測した時間が前記指定された画素密度に対応する目標の発光タイミングとなるように徐々に変化させながら切り換えることを特徴としたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明では、画像密度切り換え時において、ポリゴンモータの回転速度を切り換えた時に／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を目標のタイミングＴ３（切り換えたいタイミングＴ３）に徐々に変化させながら切り換えることで、主走査同期信号（／ＤＥＴＰ）を得ることができなかったり、感光体上をレーザビームが不用意に照射したりすることを防止し、感光体の劣化や無駄なトレーの消費を防止するようにしている。
【００１４】
表２は、ポリゴンモータ回転速度を変化させた時に要する時間を画素密度の変更をもとに表したもので、この表２により、例えば、元画素密度を４００ＤＰＩとすると、変更画素密度を６００ＤＰＩにするためにポリゴンモータ回転速度加速に要する時間は２．７秒であり、変更画素密度を３００ＤＰＩにするためにポリゴンモータ回転速度減速に要する時間は、３．０秒であることがわかる。
【００１５】
【表２】
0003565653.tif 000003
【００１６】
表１によると、４００ＤＰＩで印字を行っている時はポリゴンモータの回転速度は８０００ｒｐｍである。画素密度を６００ＤＰＩに切り換えると、ポリゴンモータの回転速度を１２０００ｒｐｍに切り換える。この時、ポリゴンモータ回転速度加速に要する時間は、表２により、２．７秒であり、この時間を使って／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を徐々に早いタイミングに切り換えていく。逆に、画素密度を３００ＤＰＩに切り換えるとポリゴンモータの回転速度を６０００ｒｍｐに切り換える。この時、ポリゴンモータ回転速度減速に要する時間は、表２より、３．０秒であり、この時間を使って／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を徐々に遅いタイミングに切り換えていく。／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を徐々に切り換えていくことより、ポリゴンモータの回転速度が加減速中でも適切な／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を保ち、主走査同期信号（／ＤＥＴＰ）を得ることができなかったり、感光体上をレーザビームが不用意に照射したりすることを防止している。また、従来技術にように新たに主走査同期信号（／ＤＥＴＰ）を得るために、／ＶＩＤＥＯをＯＮにすることもなく、最大で１ライン感光体上をレーザビームが照射してしまうこともない。
【００１７】
図１は、／ＳＹＮＣＯのタイミングを決定するための手順を説明するフローチャートで、画素密度設定命令を受信すると（Ｓ１）、現在の画素密度と設定する画素密度を比較し（Ｓ２）、画素密度が同じ場合は、ポリゴンモータ回転速度の変更はないので／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３はそのままである。画素密度が異なる場合は、設定画素密度のポリゴンモータの回転速度に設定し（Ｓ３）、その回転速度が加速方向か減速方向かを判断し（Ｓ４）、加速方向の場合は／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を少し早くする（Ｓ５）。これを設定画素密度の／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３と同じになるまで繰り返す（Ｓ６）。同様に、減速方向の場合は／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を少し遅くする（Ｓ７）。これを設定画素密度の／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３と同じになるまで繰り返す（Ｓ８）。
【００１８】
図２は、ポリゴンモータの回転速度が加速方向に切り換わる場合の走査周期Ｔ４と／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３の関係をグラフに表したものである。ポリゴンモータの回転速度が加速方向に切り換わると走査周期Ｔ４は徐々に早くなる。それに合せて／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を早くするように制御することになる。グラフでは、／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を６段階に切り換えているが、これをより細かい多段数で切り換えればよりきめ細かい制御となる。
【００１９】
表２において、例えば、元画素密度を３００ＤＰＩとすると、変更画素度６００ＤＰＩにするためにポリゴンモータ回転速度加速に要する時間は５．２秒であり、元画素密度を６００ＤＰＩとして変更画素密度３００ＤＰＩにするためにホリゴンモータ回転度減速に要する時間は、６．２秒であることがわかる。これは回転数の変化量は同じだが、要する時間が異なる。
【００２０】
例えば、画素密度を３００ＤＰＩから６００ＤＰＩに切り換えた時と６００ＤＰＩから３００ＤＰＩに切り換えた時で／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を変化させる変化量を異ならせることにより、受光素子１３に対する／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３による半導体レーザ（ＬＤ）１の発光位置が安定する。発光位置があまり不安定だと感光体上をレーザビームが不用意に照射したり、光学系における乱反射等の問題が起こりやすく、結果、感光体上をレーザビームが照射する可能性がでてくる。この例では、図１の（Ｓ５），（Ｓ７）の制御がそれぞれ「／ＳＹＮＣＯ発生タイミングを元画素密度と変更画素密度に応じて早くする」「／ＳＹＮＣＯの発生タインミグを元画素密度と変更画素密度に応じて遅くする」という制御になる。
【００２１】
図３は、ポリゴンモータの回転速度が加速方向及び減速方向に切り換わる場合の走査周期Ｔ４と／ＳＹＮＣＯタイミングＴ３の関係をグラフに表したものである。ポリゴンモータの回転速度が加速方向に切り換わると走査周期Ｔ４は徐々に早くなる。それに合わせて／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を早くするよう制御することになる。走査周期Ｔ４の変化が早いので／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３の変化量が全般的に大きくなる。ポリゴンモータの回転速度が減速方向に切り換わると走査周期Ｔ４は徐々に遅くなる。それに合わせて／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を遅くするよう制御することになる。走査周期Ｔ４の変化が遅いので／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３の変化量が全般的に小さくなる。ポリゴンモータの回転速度加速（減速）に要する時間はポリゴンモータの個体間でばらついたり、またポリゴンモータの経時変化でもばらつきが発生することもある。
【００２２】
したがって、／ＳＹＮＣＯが発生してから停止するまで（／ＤＥＴＰを検知するまで）の時間を計測し、上記時間がある範囲内であるように／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を制御することにより、画素密度の可変動作中であっても、主走査同期信号（／ＤＥＴＰ）を得ることができなかったり、感光体上をレーザビームが不用意に照射したりすることを防止し、また、時間を実測してポリゴンモータのばらつき等の影響を受けないようにできる。
【００２３】
図４は、／ＳＹＮＣＯのタイミングを決定する手順を説明するフローチャートで、／ＳＹＮＣＯが発生してから停止するまで（／ＤＥＴＰを検知するまで）の時間Ｔｍｏｎを計測する（Ｓ１１）。定常回転時に、／ＳＹＮＣＯが発生してから停止するまでの時間をＴｒｅｆとすると、ＴｍｏｎからＴｒｅｆを引いた値をＴｓｅｔとする（Ｓ１２）。つまり、測定時間Ｔｍｏｎが通常時間Ｔｒｅｆより長い場合はＴｓｅｔが正の値になる。逆に、短い場合は負の値となる。ポリゴンモータの回転速度が減速の時を考えると測定時間Ｔｍｏｎ長くなる方向である。そこで、ＴｍｏｎをＴｒｅｆに近づける為に、／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を遅らせる必要がある。つまり、Ｔ３にＴｓｅｔを加えてつぎのタイミングＴ３とすればよいことがわかる。ポリゴンモータの回転速度が加速の時も同様に考える事ができる。この様にして、／ＳＹＮＣＯが発生してから停止するまでの時間がある範囲内であるように／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３を制御することとなる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像素密度の可変動作中の感光体への不必要なレーザビームの照射を防止して、感光体の劣化、無駄なトナー消費を防止することができる。
【００２６】
また、ポリゴンモータの回転速度を切り換えるときに要する時間のばらつきや、上記時間の経時変化でのばらつきが発生しても、画素密度の可変動作中の感光体への不必要なレーザビームの照射を防止して、感光体の劣化、無駄なトナー消費を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】／ＳＹＮＣＯタイミングを決定するための手順を説明するフローチャートである。
【図２】ポリゴンモータの回転速度が加速方向に切り換わる場合の走査周期Ｔ４と／ＳＹＮＣＯのタイミングＴ３の関係を示す図である。
【図３】ポリゴンモータの回転速度が加速方向及び減速方向に切り換わる場合の走査周期Ｔ４と／ＳＹＮＣＯタイミングＴ３の関係を示す図である。
【図４】／ＳＹＮＣＯタイミングを決定するための手順を説明するフローチャートである。
【図５】レーザプリンタ等の画像形成装置におけるレーザ書込光学系の概要を説明するための構成図である。
【図６】主走査のタイミングを説明するための図である。
【符号の説明】
１…半導体レーザ（ＬＤ）、２…コリメートレンズ、３…アパーチャー、４…シリンダレンズ、５…感光体、６…ポリゴンミラー、７…Ｆθレンズ、８…ミラー、９…シリンダレンズ、１０…ミラー、１１…シリンダレンズ、１２…光ファイバー、１３…受光素子。
【図１】
0003565653.tif 000004
【図２】
0003565653.tif 000005
【図３】
0003565653.tif 000006
【図４】
0003565653.tif 000007
【図５】
0003565653.tif 000008
【図６】
0003565653.tif 000009