(57)【要約】【課題】  ジッタの発生を軽減でき、かつ安価な画像形成装置を提供すること。【解決手段】  レーザを用いて画像を形成する複写機１に、感光体ドラム３１に照射するレーザの主走査方向の位置を決定するポリゴンミラー３３２の向きを変化させるポリゴンモータ３３５と、ポリゴンモータ３３５を制御するクロック信号を生成するポリゴンモータクロック生成部６１と、感光体ドラム３１を回転させるメインモータ７０と、レーザにより感光体ドラム３１に画像を書き込むレーザスキャナユニット３３から、１ラインの走査開始の基準タイミングを示すＰＤ信号を１ライン毎に受信し、このＰＤ信号を基に、メインモータ７０を制御するためのクロック信号を生成する分周部６２１とを備える。【選択図】  図２
2006154400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザを用いて画像を形成する画像形成装置において、
感光体ドラムに照射するレーザの主走査方向の位置を決定するポリゴンミラーの向きを変化させるミラー駆動手段と、
前記ミラー駆動手段を制御するクロック信号を生成するポリゴンクロック生成手段と、
前記感光体ドラムを回転させるドラム駆動手段と、
レーザにより前記感光体ドラムに画像を書き込むレーザスキャナユニットから、１ラインの走査開始の基準タイミングを示すＰＤ信号を１ライン毎に受信し、このＰＤ信号を基に、前記ドラム駆動手段を制御するためのクロック信号を生成するクロック生成手段と
を備える画像形成装置。
【請求項２】
画像を書き込む解像度を決定する決定手段と、
前記解像度に対応した、前記ＰＤ信号と前記クロック信号との対応関係を記憶する記憶手段と、
前記決定手段により決定された解像度に応じた、前記対応関係を前記記憶手段から取得する取得手段とをさらに備え、
前記クロック生成手段は、前記取得手段により取得された前記対応関係を用いて前記ＰＤ信号を前記クロック信号に変換する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
画像を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段を駆動する読取駆動手段と、
前記レーザスキャナユニットから前記ＰＤ信号を受信し、このＰＤ信号を基に、前記読取駆動手段を制御するためのクロック信号を生成する読取クロック生成手段とをさらに備え、
前記レーザスキャナユニットは、前記画像読取手段の画像の読み取りに直接連動して画像を書き込む請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザにより感光体ドラムに画像を書き込むレーザスキャナユニットを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の複写機等の画像形成装置においては、感光体ドラムを回転駆動等を行うメインモータの回転速度を決定するメインモータ用クロックと、感光体ドラムに照射するレーザの位置を制御するポリゴンミラーの向きを変化させるポリゴンモータの回転速度を決定するポリゴンモータ用クロックと、画像を読み取る画像読取部の駆動を制御するモータ用クロックとには、それぞれ理論的に求められた回転数を実現するための周波数のクロックが用いられており、各クロックは独立して生成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、独立して生成されたクロックを用いた場合には、各クロックの周波数の微妙な差異により干渉が発生し、画像ジッタが発生していた。また、それぞれ別の振動子を用いて独立してクロックを生成する場合には高価になっていた。また、安価な（すなわち動作周波数の低い）ＣＰＵ（中央処理装置）を用いてクロックを生成する際には、高精度なクロックを生成することが難しかった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたもので、ジッタの発生を軽減でき、かつ安価な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る画像形成装置は、レーザを用いて画像を形成する画像形成装置において、感光体ドラムに照射するレーザの主走査方向の位置を決定するポリゴンミラーの向きを変化させるミラー駆動手段と、前記ミラー駆動手段を制御するクロック信号を生成するポリゴンクロック生成手段と、前記感光体ドラムを回転させるドラム駆動手段と、レーザにより前記感光体ドラムに画像を書き込むレーザスキャナユニットから、１ラインの走査開始の基準タイミングを示すＰＤ信号を１ライン毎に受信し、このＰＤ信号を基に、前記ドラム駆動手段を制御するためのクロック信号を生成するクロック生成手段とを備えるものである。
【０００６】
この構成によれば、ポリゴンクロック生成手段により生成されたクロック信号を基に、ミラー駆動手段により位置制御されるレーザ照射に基づいたＰＤ信号がクロック生成手段により受信され、このＰＤ信号を基に、ドラム駆動手段を制御するためのクロック信号がクロック生成手段により生成されて、このクロック信号に基づき感光体ドラムの回転位置がドラム駆動手段により制御される。
【０００７】
請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、画像を書き込む解像度を決定する決定手段と、前記解像度に対応した、前記ＰＤ信号と前記クロック信号との対応関係を記憶する記憶手段と、前記決定手段により決定された解像度に応じた、前記対応関係を前記記憶手段から取得する取得手段とをさらに備え、前記クロック生成手段は、前記取得手段により取得された前記対応関係を用いて前記ＰＤ信号を前記クロック信号に変換するものである。
【０００８】
この構成によれば、決定手段により決定された書き込み解像度に応じた、前記ＰＤ信号と前記クロック信号との対応関係が取得手段により記憶手段から取得され、この対応関係を用いてクロック生成手段によりＰＤ信号がクロック信号に変換される。
【０００９】
請求項３に係る画像形成装置は、請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、画像を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段を駆動する読取駆動手段と、前記レーザスキャナユニットから前記ＰＤ信号を受信し、このＰＤ信号を基に、前記読取駆動手段を制御するためのクロック信号を生成する読取クロック生成手段とをさらに備え、前記レーザスキャナユニットは、前記画像読取手段の画像の読み取りに直接連動して画像を書き込むものである。
【００１０】
この構成によれば、画像読取手段の画像の読み取りに直接連動して画像を書き込むレーザスキャナユニットを備える画像形成装置において、ミラー駆動手段により位置制御されるレーザ照射に基づいたＰＤ信号が読取クロック生成手段により受信され、このＰＤ信号を基に、読取駆動手段を制御するためのクロック信号が読取クロック生成手段により生成されて、このクロック信号に基づき画像読取手段による画像の読み取り位置が読取駆動手段により制御される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、レーザ照射の走査速度に変動が生じた場合でも、これに伴い感光体ドラムの回転速度（すなわち、副走査方向の移動速度）が変化することとなり、感光体ドラムへの画像の形成における走査ラインがより一定間隔になるため、形成する画像に対するジッタの発生が軽減される。また、複数のクロックを１つのクロック生成機構を元に発生させることができるので、部品コストを抑えることができ、画像形成装置を安価に提供できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、書き込み解像度に応じて、その解像度に応じた前記クロック信号が生成される。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、レーザ照射の走査速度に変動が生じた場合でも、これに伴い画像読み取り位置の移動速度が変化することとなり、画像の読み取り位置と書込位置とがより正確に一致するため、形成する画像に対するジッタの発生が軽減される。また、複数のクロックを１つのクロック生成機構を元に発生させることができるので、部品コストを抑えることができ、画像形成装置を安価に提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複写機の機械的な構成を概略的に示す側面図である。図１に示すように、複写機１は、箱型の複写機本体２の底部に配設された給紙機構１０と、この給紙機構１０の上方に配設された用紙搬送機構２０と、この用紙搬送機構２０の上方に配設された画像形成機構３０と、この画像形成機構３０よりも排出側に配設された定着装置４０と、これらの画像形成機構３０および定着装置４０の上方に配設された画像読取装置５０およびレーザスキャナユニット３３と、複写機全体の動作を制御する制御装置６０とを備えて構成されている。
【００１５】
給紙機構１０は、積層された転写用紙Ｐ１の束を収納する給紙カセット１１と、給紙カセット１１の出口上方に設けられ円弧状外周部を有する給紙ローラ１２とを備えている。給紙ローラ１２を所定方向に回転させると、円弧状外周部が最上部の転写用紙Ｐ１に当接し、その回転動作によって転写用紙Ｐ１を図１中右側に送り出す。
【００１６】
用紙搬送機構２０は、給紙機構１０から供給された転写用紙Ｐ１を図１中左側に搬送するための搬送ローラ対２２と、搬送されてきた転写用紙Ｐ１の幅方向に先端をそろえるとともに、後述する感光体ドラム３１の回転に合わせてトナー像の転写開始のタイミングをはかるためのレジストローラ対２３と、レジストローラ対２３から感光体ドラム３１および転写装置３５が対向する転写位置まで転写用紙Ｐ１を正確に搬送するための転写ガイド２７と、表面にトナー像が転写された転写用紙Ｐ１を定着装置４０に搬送するための搬送ガイド２４と、定着装置４０によりトナー像が定着され、画像形成がなされた転写用紙を排出トレイ２６上に排出するための排出ローラ対２５とを備えて構成されている。用紙搬送機構２０の各ローラ等は、メインモータ７０（図２参照）を駆動源として回転する。
【００１７】
画像形成機構３０は、電子写真プロセスによって、転写用紙Ｐ１上に所定のトナー像を形成するものであり、回転可能に軸支されドラムの表面に光導電性物質が塗布された感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１の表面に所定の電位を与える（所定の電荷を均一にチャージする）ための帯電装置３２と、原稿用紙Ｐ２の画像に対応して感光体ドラムの表面を選択的に露光することにより感光体ドラムの表面に静電潜像を形成するためのレーザスキャナユニット３３と、感光体ドラム３１の表面に選択的にトナーを付着させることにより、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像する現像装置３４と、感光体ドラム３１上の現像されたトナー像を転写用紙の表面に転写する転写装置３５とを備えて構成されている。
【００１８】
帯電装置３２は、後述する露光位置に対して感光体ドラム３１の回転方向の上流側において、感光体ドラム３１の表面に対して所定距離を隔てて対向するように設けられており、高圧電圧が印加されコロナ放電を発生させるためのワイヤーと、所定の電圧（例えば＋８５０Ｖ）が印加されるグリッドを備え、このワイヤーおよびグリッドによって感光体ドラム３１の表面に所定電位を与える。
【００１９】
レーザスキャナユニット３３は、レーザ発振器３３１と、レーザ発振器３３１から出力されたレーザビームを反射するための回転多面体であるポリゴンミラー３３２と、ポリゴンミラー３３２により反射されたレーザビームの歪みを補正するためのｆθレンズ３３４と、ポリゴンミラー３３２により反射された光を感光体ドラム３１の露光位置に再反射するためのミラー３３３とを備えている。レーザ発振器３３１は、画像読取装置５０によって読み取られた原稿の画像データに基づいてレーザビームを出力するようになっている。ポリゴンミラー３３２は、ポリゴンモータ３３５（図２参照）による駆動により所定方向に一定速度で回転しており、レーザ発振器３３１から出力されたレーザビームを反射するミラー面の角度が刻々変化することにより、レーザビームを感光体ドラム３１の幅方向に走査させるようになっている。
【００２０】
また、レーザスキャナユニット３３は、前記レーザビームによる走査が、各主走査行の先頭に来るタイミングを示すＰＤ（Photo Detect）信号をポリゴンミラー３３２の動作に基づき生成し、メインモータクロック生成部６２に送信する。
【００２１】
感光体ドラム３１は、例えばアルミ等のドラムの外周面に有機感光体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）材料等の光導電性材料の膜を塗布したものであり、未露光状態では、帯電装置３２により一定の表面電位（例えば＋８００Ｖ）となるように、＋の電荷がチャージされている。この状態で、レーザスキャナユニット３３により感光体ドラム３１の表面が選択的に露光されると、表面に塗布された光導電性材料の光電効果により、露光された部分の電位が低下する。すなわち、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。
【００２２】
現像装置３４は、上記露光位置に対して感光体ドラム３１の回転方向の下流側において、感光体ドラム３１の表面に対して所定距離を隔てて対向するように設けられ、所定量のトナーを保持するとともに、トナーを例えば＋の電荷に帯電させるようになっている。感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像部分が現像装置３４に接近すると、現像装置３４から感光体ドラム３１の表面にトナーが付着し、これによって感光体ドラム３１の表面上にトナー像が形成されることになる。
【００２３】
転写装置３５は、感光体ドラム３１と転写装置３５との間に転写用紙Ｐ１が搬送されてきてもなお隙間が生じるように、感光体ドラム３１の表面に対して所定距離を隔てて対向するように設けられており、感光体ドラム３１の表面電位とは逆極性の転写電流を流すことにより、感光体ドラム３１と転写装置３５との間に介在する転写用紙Ｐ１にトナーを付着させるようになっている。この付着によって感光体ドラム３１の表面上のトナー像が転写用紙Ｐ１に転写されることになる。
【００２４】
定着装置４０は、画像形成機構３０によりトナー像が転写された転写用紙Ｐ１に対して、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２により加熱および加圧を行い、転写用紙Ｐ１上にトナー像を定着させるものである。
【００２５】
画像読取装置５０は、原稿台を兼ねるコンタクトガラス５１と、コンタクトガラス５１上に載置された原稿用紙Ｐ２の原稿面を内側から照明する露光ランプ５２と、被写体である原稿用紙Ｐ２の像をＣＣＤラインセンサ等の光電変換素子５６上に結像するための撮像レンズ５７と、原稿用紙Ｐ２と光電変換素子５６とを結ぶ撮像レンズ５７の光軸を屈折反射させるためのミラー５３、５４、５５と、コンタクトガラス５１上の原稿用紙Ｐ２を図１中左端から右端に向かって走査するために、露光ランプ５２とミラー５３およびミラー５４，５５をそれぞれ移動速度が２対１となるように移動空間５８中を移動させる走査機構（モータ）５９（図２参照）とを備えて構成されている。
【００２６】
図２は、複写機１において、ポリゴンモータ３３５、メインモータ７０、及び走査機構部（モータ）５９の回転速度を決定するクロックを生成するクロック生成機構の機能構成を示すブロック図である。クロック生成機構は、レーザスキャナユニット３３、画像読取装置５０、及び制御部６０を備える。
【００２７】
制御部６０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＣＰＵで動作するプログラム等を記憶するＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、及びこのプログラムが使用する作業領域等の記憶領域を提供するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等から構成される。制御部６０は、ポリゴンモータクロック生成部６１、メインモータクロック生成部６２、読取クロック生成部６５、分周比記憶部６３、及び書込解像度取得部６４を備える。
【００２８】
ポリゴンモータクロック生成部６１は、ポリゴンモータ３３５を制御する（すなわち、ポリゴンモータの回転速度を決定する）ためのクロック信号（ポリゴンモータ用クロック）を生成するものである。ポリゴンモータクロック生成部６１は、制御部６０の動作クロックからポリゴンモータ用クロックを生成し、ポリゴンモータ３３５に入力する。
【００２９】
分周比記憶部６３は、メインモータクロック生成部６２が、レーザスキャナユニット３３から受信したＰＤ信号からメインモータ用クロックを生成する際に用いる分周比を記憶するもので、例えばＲＯＭである。メインモータ用クロックは、メインモータを制御する（すなわち、メインモータの回転速度を決定する）ためのクロック信号である。分周比記憶部６３は、例えば複数種類の書込解像度に応じた分周比を記憶する。ここで、分周比とは、ＰＤ信号のパルス数に対するメインモータ用クロックのパルス数の比率である。このとき、メインモータ７０により回転させられる、感光体ドラム３１に備えられる（感光体ドラム３１を回転させるための）ギヤの歯数が整数になるように（すなわち、感光体ドラム３１の回転がちょうどギヤの歯の間で止まるように）上記の分周比は与えられる。
【００３０】
書込解像度取得部６４は、予め定められた複数種類の書込解像度のうちいずれを選択するかの情報を取得するものである。書込解像度取得部６４は、例えば操作部から入力されたユーザの指示に基づき書込解像度を決定する。書込解像度取得部６４は、決定した書込解像度をメインモータクロック生成部６２に指示する。
【００３１】
メインモータクロック生成部６２は、レーザスキャナユニット３３から受信したＰＤ信号からメインモータ用クロックを生成するものである。メインモータクロック生成部６２は、分周部６２１及び分周比取得部６２２を備える。
【００３２】
分周比取得部６２２は、書込解像度取得部６４から現在選択されている書込解像度を取得し、この書込解像度に対応する分周比を分周比記憶部６３から読み出すものである。分周部６２１は、分周比取得部６２２から分周比を取得し、レーザスキャナユニット３３から受信したＰＤ信号をこの分周比で分周して新たなクロック信号（メインモータ用クロック）を生成し、メインモータ７０に送信するものである。分周部６２１は、例えば分周器を備える。
【００３３】
読取クロック生成部６５は、レーザスキャナユニット３３から受信したＰＤ信号から画像読取装置５０の走査機構５９用のクロックを生成するものである。読取クロック生成部６５は、分周部６５１を備える。
【００３４】
分周部６５１は、レーザスキャナユニット３３から受信したＰＤ信号を予め定められた分周比で分周して新たなクロック信号（走査機構用クロック）を生成し、走査機構部５９に送信するものである。分周部６５１は、例えば分周器を備える。
【００３５】
レーザスキャナユニット３３は、画像読取装置５０と連動して動作を行うようになっており、画像読取装置５０の画像の読み取りに直接連動してレーザスキャナユニット３３により画像が形成される。
【００３６】
次に、クロック生成機構の処理の流れを説明する。図３は、クロック生成機構の処理の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
ステップＳ１では、書込解像度取得部６４は、例えば図略の操作部を用いてユーザが選択した書込解像度を取得し、分周比取得部６２２に送信する。ステップＳ２では、分周比取得部６２２は、書込解像度取得部６４から受信した書込解像度に対応する分周比を分周比記憶部６３から取得する。ステップＳ３では、ポリゴンモータクロック生成部６１は、ポリゴンモータ用クロックの生成及び出力を開始し、ポリゴンモータ３３５の駆動を開始する。
【００３８】
ステップＳ４では、分周部６２１は、レーザスキャナユニット３３からＰＤ信号を受信したか否かを受信するまでチェックし（ステップＳ４でＮＯ）、受信した場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、分周部６２１は、分周比取得部６２２から分周比を取得してこの分周比でメインモータ用クロックを生成してメインモータ７０に出力する。ステップＳ６では、分周部６５１は、予め設定された分周比で読取用クロックを生成して走査機構部５９に出力する。
【００３９】
このように本実施形態においては、ポリゴンモータクロック生成部６１により生成されたクロックに基づき駆動されているポリゴンモータを備えるレーザスキャナユニットから受信するＰＤ信号に基づいて、メインモータクロック生成部６２は、感光体ドラム３１等のローラ類を回転させるメインモータ７０を駆動するためのクロックを生成する。また、上記ＰＤ信号に基づいて、読取クロック生成部６５は、画像読取装置５０の読取走査位置を制御する走査機構部５９のモータを駆動するためのクロックを生成する。このため、レーザ照射の走査速度に変動が生じた場合でも、これに伴い感光体ドラムの回転速度が変化することとなり、形成する画像に対するジッタの発生が軽減される。また、レーザ照射の走査速度に変動が生じた場合でも、これに伴い画像読み取り位置の移動速度が変化することとなり、形成する画像に対するジッタの発生が軽減される。また、複数のクロックを１つのクロック生成機構を元に発生させることができるので、部品コストを抑えることができ、画像形成装置を安価に提供できる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、以下に述べる態様を採用することができる。本実施形態においては、画像形成装置として、レーザスキャナユニット３３の画像形成が画像読取装置５０の画像読み取りと直接連動している（所謂アナログ式の）複写機を例にとり説明したが、本発明が実施される画像形成装置は、レーザスキャナユニット３３の画像形成が画像読取装置５０の画像読み取りと連動していない（すなわち、一旦画像データがメモリ等に格納されるデジタル式の）画像形成装置や、画像読取装置５０を備えていない画像形成装置であっても良い。この場合には、クロック生成機構に、読取クロック生成部６５が備えられる必要はない。
【００４１】
また、本実施形態においては、読取クロック生成部６５は、予め定めされた分周比で分周を行ったが、メインモータクロック生成部６２の場合と同様に複数の分周比から（例えば、画像の読み取り解像度に対応した）１つを選択するようにしてもよい。また、読み取り解像度を決定するための機構、例えば書込解像度取得部６４と同様な読み取り解像度取得部を備えても良い。
【００４２】
クロックの変換は必ずしも分周である必要はなく、また、クロックを変換（生成）する機構として必ずしも分周器を用いる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態における画像形成装置の機械的構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるクロック生成機構の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるクロック生成機構の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１  複写機（画像形成装置）
３１  感光体ドラム
３３  レーザスキャナユニット
３３２  ポリゴンミラー
３３５  ポリゴンモータ（ミラー駆動手段）
５０  画像読取装置（画像読取手段）
５９  走査機構部（読取駆動手段）
６２１  分周部（クロック生成手段）
６２２  分周比取得部（取得手段）
６１  ポリゴンモータクロック生成部（ポリゴンクロック生成手段）
６３  分周比記憶部（記憶手段）
６４  書込解像度取得部（決定手段）
６５１  分周部（読取クロック生成手段）
７０  メインモータ（ドラム駆動手段）
【図１】
2006154400.tif 000003
【図２】
2006154400.tif 000004
【図３】
2006154400.tif 000005