(57)【要約】      （修正有）【課題】ノイズの影響を受けにくいビーム検出器の検出信号の通信を行う光走査装置を提供する。【解決手段】光走査装置１０４は、光源と、光源から出射された光ビームを偏向する偏向ユニット２１４と、光ビームの出射タイミングを制御するために光ビームを受光して検出信号２５０を生成するビーム検出器２０７と、クロックを生成するクロック発振器２６０と、ビーム検出器からの検出信号に基づいてカウントを開始し、クロックに基づいて第一のカウント値２４６を生成する第一のカウンタ２４５と、第一のカウント値を送信する送信部２４９と、第一のカウント値を受信する受信部３２４と、受信部が第一のカウント値を受信したタイミングに基づいてカウントを開始し、第一のカウント値に基づいて第二のカウント値を生成する第二のカウンタ３３０と、第二のカウント値に基づいて光源及び偏向ユニットを制御する制御部３９０と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を走査するように前記光ビームを偏向する偏向ユニットと、
前記感光体の前記表面上を走査する前記光ビームの前記光源からの出射タイミングを制御するために、前記光源から出射される前記光ビームを受光して検出信号を生成するビーム検出器と、
クロックを生成するクロック発振器と、
前記ビーム検出器からの前記検出信号に基づいてカウントを開始し、前記クロック発振器の前記クロックに基づいて第一のカウント値を生成する第一のカウンタと、
前記第一のカウント値を送信する送信部と、
前記第一のカウント値を受信する受信部と、
前記受信部が前記第一のカウント値を受信したタイミングに基づいてカウントを開始し、前記第一のカウント値に基づいて第二のカウント値を生成する第二のカウンタと、
前記第二のカウント値に基づいて前記光源および前記偏向ユニットを制御するための制御信号を生成する制御部と、
を備える光走査装置。
【請求項２】
前記送信部と前記受信部は、シリアル信号線により接続されている請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記送信部は、前記第一のカウント値を前記受信部へ複数回送信する請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第一のカウント値の通信のエラーを検出するためのエラー検出情報を前記第一のカウント値に付加するエラー検出情報付加部と、
前記第一のカウント値に付加された前記エラー検出情報に基づいて、前記第一のカウント値の前記通信にエラーがあるか否かを判定するエラー検出情報判定部と、
を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第一のカウント値の前記通信にエラーがないと判定された場合、前記第二のカウンタは、前記第一のカウント値の前記通信に基づいて前記第二のカウント値を生成し、
前記第一のカウント値の前記通信にエラーがあると判定された場合、前記第二のカウンタは、前記第一のカウント値の前記通信の次の通信に基づいて前記第二のカウント値を生成する請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記クロック発振器、前記第一のカウンタおよび前記送信部は、第一の半導体回路に設けられており、
前記受信部、前記第二のカウンタおよび前記制御部は、前記第一の半導体回路とは異なる第二の半導体回路に設けられている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射された光ビームを偏向する偏向ユニットを備えた光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光走査装置が設けられた電子写真方式の画像形成装置がある。光走査装置は、光源から出射された光ビームが感光体の表面上を走査するように複数の反射面を有する回転多面鏡により光ビーム偏向させる。光走査装置は、回転多面鏡の各反射面により偏向された光ビームを検出するビーム検出器を有する。光走査装置は、ビーム検出器の検出信号に基づいて、光源からの光ビームの出射タイミングを制御する。
【０００３】
画像形成装置による画像形成において、例えば、数μｍ以上の画像位置の精度を実現するためには、およそ２．５ナノ秒（ｎｓ）以下の時間間隔で超高精度な露光タイミング制御が要求される。このような超高周波回路の設計を容易に実現するため、特許文献１は、一般的な水晶発振クロックと、通信に使われる高周波ＰＬＬ回路を用いて４００ＭＨｚ以上の高精度デジタルカウンター回路を構成し、露光タイミングを決定する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０３１４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、電子写真方式の画像形成装置では、静電気を発生させるために１ｋＶを超える高圧回路が常に併用される。そのため、画像形成装置内の金属部品が帯電蓄電して、蓄電量が所定量に達すると、想定外の放電によってノイズサージが発生する場合がある。
【０００６】
このノイズサージのため、ビーム検出器により受光した検出信号にノイズが加わり、誤ったタイミングで光ビームが出射されることがある。そのため、スジのような不良画像が発生するという問題がある。ノイズは、特に耐久によって古くなった可動部材の絶縁性能劣化によって引き起こされることがある。ノイズは、静電気発生部材と装置部材の電気的結合における蓄電と放電によって発生するため、所定の放電量で数秒周期の頻度で繰り返し発生することがある。そのため、ノイズは、ビーム検出器の検出信号の周期と干渉する稀なタイミングと頻度で発生することがある。
【０００７】
ビーム検出器の検出信号は、光源の駆動基板に設けられた回路により矩形波の信号として画像処理部へ送信される。ノイズにより、信号の矩形波が変形した場合、画像処理部が受信した信号が正しいか否かの判断ができない。そのため、光ビームの出射タイミングに誤差が生じ、画像不良を生じることがある。特許文献１においも、ビーム検出器の検出信号がシリアルパラレル変換（シリパラ変換）される前にノイズの影響を受けても、変換後にノイズの影響を受けても、検出信号の通信不良を生じ、不良画像が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、ノイズの影響を受けにくいビーム検出器の検出信号の通信を行うことができる光走査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、光走査装置は、
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を走査するように前記光ビームを偏向する偏向ユニットと、
前記感光体の前記表面上を走査する前記光ビームの前記光源からの出射タイミングを制御するために、前記光源から出射される前記光ビームを受光して検出信号を生成するビーム検出器と、
クロックを生成するクロック発振器と、
前記ビーム検出器からの前記検出信号に基づいてカウントを開始し、前記クロック発振器の前記クロックに基づいて第一のカウント値を生成する第一のカウンタと、
前記第一のカウント値を送信する送信部と、
前記第一のカウント値を受信する受信部と、
前記受信部が前記第一のカウント値を受信したタイミングに基づいてカウントを開始し、前記第一のカウント値に基づいて第二のカウント値を生成する第二のカウンタと、
前記第二のカウント値に基づいて前記光源および前記偏向ユニットを制御するための制御信号を生成する制御部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ノイズの影響を受けにくいビーム検出器の検出信号の通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の断面図。
【図２】光走査部の構造を示す図。
【図３】画像形成装置の制御システムのブロック図。
【図４】光走査部及び光走査制御部のブロック図。
【図５】ＢＤＩＣ及びＬＳＩにおける信号波形の一例を示す図。
【図６】ＣＰＵにより実行される光走査部の制御動作を示す流れ図。
【図７】デジタルＢＤ信号の繰り返し通信を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１３】
（画像形成装置）
図１は、画像形成装置１００の断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、複数色のトナーを用いてカラー画像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置を例に説明する。しかし、本発明は、カラー画像形成装置に限られるものではなく、例えば、単色のトナー（例えば、ブラック）のみを用いて画像を形成する画像形成装置にも適用できる。
【００１４】
画像形成装置１００は、異なる色の画像を形成する４つの画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが設けられている。ここで、参照符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。なお、以下の説明において特に必要でない場合、参照符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略することがある。
【００１５】
画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは、像担持体としての感光ドラム（感光体）１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋが設けられている。感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周囲には、帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋ、光走査部１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋ、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋが設けられている。また、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋも配置されている。
【００１６】
感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架されている。また、中間転写ベルト１０７を介して、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに対向する位置には一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが設けられている。画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体Ｓに転写するための二次転写装置１１２及び記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１３が設けられている。
【００１７】
画像形成中に、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋは、駆動機構（不図示）により図１中の矢印で示す方向に回転される。画像形成中に、中間転写ベルト１０７は、図１中の矢印Ｂで示す方向に回転される。次に、画像形成のための一連の工程を説明する。
【００１８】
まず帯電工程において、感光ドラム１０２Ｙの表面は、帯電装置１０３Ｙにより所定の電位に均一に帯電される。均一に帯電された感光ドラム１０２Ｙの表面は、次の露光工程において、光走査装置としての光走査部１０４Ｙから出射されるレーザ光（以下、光ビームという）によって走査される。光ビームは、原稿画像のデータに従って明滅され、これにより、感光ドラム１０２Ｙの表面上に静電潜像が形成される。次の現像工程おいて、感光ドラム１０２Ｙの表面上の静電潜像は、現像装置１０５Ｙによりイエロートナーで現像され、イエローのトナー像が形成される。マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像も、以上と同様の工程により形成されるので、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像の形成についての説明は省略する。
【００１９】
次の一次転写工程において、一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋは、各色のトナー像を中間転写ベルト１０７の表面上へ転写し、各色のトナー像は、中間転写ベルト１０７上で重ね合わされる。
【００２０】
中間転写ベルト１０７上に重ね合わされたトナー像は、次の二次転写工程において、二次転写バイアスが印加された二次転写装置１１２により、手差し給送カセット１１４又は給紙カセット１１５から二次転写部Ｔ２へ搬送された記録媒体Ｓへ転写される。記録媒体Ｓに転写されたトナー像は、定着装置１１３により加熱定着されて、フルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された記録媒体Ｓは、排出部１１６へ排出される。
【００２１】
記録媒体Ｓに転写されずに中間転写ベルト１０７上に残ったトナーは、二次転写部Ｔ２の下流で中間転写ベルト１０７に対向して配置された中間転写ベルトクリーナ１１７により回収される。なお、中間転写ベルト１０７のクリーニング工程において、二次転写装置１１２は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体Ｓへ転写するための二次転写バイアスとは逆極性の電圧が印加されてもよい。これにより、二次転写装置１１２に付着したトナーを、中間転写ベルト１０７の表面へ移動させ、中間転写ベルトクリーナ１１７により回収してもよい。
【００２２】
また、一次転写後に感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの表面上に残ったトナーは、それぞれのドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋにより除去される。その後、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの回転とともに再び帯電工程へ戻る。
【００２３】
図２は、光走査部１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの構造を示す図である。光ビーム出射装置（光走査装置）である光走査部１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの構造は、同様であるので、以下の説明では色を示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。
【００２４】
光走査部１０４は、半導体レーザ（以下、光源という。）２０１と、コリメータレンズ２０２と、シリンドリカルレンズ２０３と、モータユニット（偏向ユニット）２１４を有する。光源２０１は、光ビームを出射する。コリメータレンズ２０２は、光源２０１から出射された光ビームを平行光に整形する。シリンドリカルレンズ２０３は、コリメータレンズ２０２を通過した光ビームを副走査方向（感光ドラム１０２の回転方向に対応する方向）へ集光する。モータユニット２１４は、光源２０１から出射された光ビームが感光ドラム１０２の表面上を走査するように光ビームを偏向する。モータユニット２１４は、複数の反射面を有する回転多面鏡２０４と、回転多面鏡２０４を回転させるＤＣブラシレスモータ（以下、モータという。）２１０とを有する。さらに、光走査部１０４は、回転多面鏡２０４によって偏向された光ビーム（走査光）が入射する第一走査レンズ２０５と、第二走査レンズ２０６とを備える。
【００２５】
回転多面鏡２０４は、画像形成動作時に、モータ２１０により回転される。光源２０１から出射された光ビームは、回転多面鏡２０４の回転に伴ってその反射面で連続的に角度を変えて偏向される。回転多面鏡２０４により偏向された光ビームは、第一走査レンズ２０５及び第二走査レンズ２０６を経て感光ドラム１０２を主走査方向に走査し、これによって、感光ドラム１０２の表面は、露光され、静電潜像が形成される。本実施例では、回転多面鏡２０４は、４面で構成されている。しかし、回転多面鏡２０４の反射面（鏡面）の数は、４に限定されるものではなく、これと異なる数の反射面を有していてもよい。
【００２６】
第一走査レンズ２０５と第二走査レンズ２０６の間の、光ビームの走査範囲の端部（感光ドラム１０２上の画像形成領域の外側）にはＢＤミラー２０８が配置されている。ＢＤミラー２０８は、画像形成領域外の光ビームを反射する。ＢＤミラー２０８により反射された光ビームは、ＢＤレンズ２０９を介して、ビーム検出器（以下、ＢＤという。）２０７により受光される。本実施例において、ＢＤ２０７は、フォトダイオードからなる。ＢＤ２０７は、光源２０１から出射された光ビームを検出して検出信号としてのＢＤ信号（主走査方向の同期信号）２５０を出力する。ＢＤ信号２５０は、感光ドラム１０２の表面上を走査する光ビームの光源２０１からの出射タイミングを制御するために用いられる。ＢＤ信号２５０を基準として、光源２０１から画像形成領域に対して画像データに応じた光ビームを出射することで、走査毎の主走査方向における静電潜像（画像）の形成開始位置が揃えられる。
【００２７】
図３は、画像形成装置１００の制御システムのブロック図である。画像形成装置１００は、システム制御部４００、光走査制御部３００（３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、３００Ｋ）及び光走査部１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）を有する。システム制御部４００は、画像形成装置１００の全体を制御する。画像形成装置１００が外部のコンピュータ４１０からプリント要求を受信すると、システム制御部４００は、コンピュータ４１０からのプリント要求に従って光走査制御部３００へ制御指示３８５及び画像データを送信する。光走査制御部３００は、制御指示３８５（３８５Ｙ、３８５Ｍ、３８５Ｃ、３８５Ｋ）及び画像データに従って光走査部１０４を駆動する。光走査部１０４は、画像データに従って変調された光ビームを光源２０１から感光ドラム１０２へ出射し、感光ドラム１０２上に静電潜像を形成する。
【００２８】
図４は、光走査部１０４及び光走査制御部３００のブロック図である。イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像を形成するための光走査部１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）及び光走査制御部３００（３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、３００Ｋ）は、ほぼ同様の構造を有する。従って、以下、一色の光走査部１０４及び光走査制御部３００を説明する。光走査制御部３００は、ＣＰＵ（制御部）３９０を内蔵した半導体回路としてのＬＳＩ（大規模集積回路）３１０を有する。ＬＳＩ３１０は、レーザ点灯ビデオ信号処理を行う。制御指示３８５及び画像データは、ＣＰＵ３９０へ入力される。画像データは、ＣＰＵ３９０の内部のＲＡＭ（記憶部）３９２に記憶される。光走査制御部３００は、光走査部１０４がＢＤ信号２５０のタイミングに同期して画像データに従った光ビームを出射するように、光走査部１０４を制御する。
【００２９】
ＬＳＩ３１０は、８００ＭＨｚのクロックＲＣＬＫを出力するクロック・データ・リカバリー方式（以下、ＣＤＲ方式という。）の位相同期回路（以下、ＰＬＬという。）３２２を有する。ＬＳＩ３１０は、ＰＬＬ３２２から出力される８００ＭＨｚのクロックＲＣＬＫに同期するシリアル−パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）３２４、パラレル−シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）３４５及びクロックカウンタ回路（以下、第二のカウンタという。）３３０を備える。ＣＰＵ３９０は、制御プログラムを格納している不揮発性メモリとしてのＲＯＭ（記憶部）３９１と、作業領域を提供するＲＡＭ３９２を有している。ＲＯＭ３９１は、回転多面鏡２０４の面（反射面）毎の書き出し位置、面毎の倍率などの光走査部１０４に固有の調整値も格納されている。調整値は、光走査部１０４の製造時に工場で測定され、ＲＯＭ３９１に格納されるデータである。
【００３０】
ＬＳＩ３１０は、ＡＰＣ制御部３５０を有する。ＣＰＵ３９０は、ＡＰＣ制御部３５０へ制御信号３５１を出力する。ＡＰＣ制御部３５０は、制御信号３５１に従ってレーザユニット２１１から出力される光ビームの光量の自動光量制御を行う。自動光量制御は、感光ドラム１０２に光書き込みがされない回転多面鏡２０４の角度のタイミングで、画像データとは無関係に光源２０１から光ビームを出射してレーザユニット２１１の電流量を決定するフィードバック制御である。次の画像データに従う光書き込み時の電流量は、自動光量制御で決定された電流量が用いられる。ＢＤ信号２５０は、回転多面鏡２０４の面毎に発生する。制御信号３５１は、ＢＤ信号２５０の直前で、ＢＤ信号間隔の１０％ぐらいで有効になる信号である。ＡＰＣ制御部３５０は、レーザＡＰＣ制御信号（ＡＰＣ制御タイミング信号）３５２をレーザユニット２１１へ出力する。
【００３１】
ＬＳＩ３１０は、ビデオ制御部３４０を有する。ＣＰＵ３９０は、画像データを画像データバス信号３４１としてビデオ制御部３４０へ出力する。ビデオ制御部３４０は、レーザ駆動信号３４２をレーザユニット２１１へ出力する。レーザユニット２１１は、光源２０１を有する。レーザユニット２１１は、レーザ駆動信号３４２に基づいて光源２０１を駆動する。
【００３２】
ＬＳＩ３１０は、モータ制御部３６０を有する。ＣＰＵ３９０は、ＤＣモータ速度信号３６１をモータ制御部３６０へ出力する。ＤＣモータ速度信号３６１は、１回転１クロックの信号である。モータ制御部３６０は、モータ回転制御信号（加減速信号）３６２をモータユニット２１４へ出力する。モータユニット２１４のモータ２１０は、永久磁石で構成されるロータによる磁束の変化によりロータの回転周期を検出するホール素子が設けられている。ホール素子は、モータ２１０の回転に従ってＦＧ信号を出力する。モータ２１０すなわち回転多面鏡２０４の回転速度は、ＦＧ信号に基づいて検出される。
【００３３】
光走査部１０４は、５０ＭＨｚのクロックを生成するクロック発振器（ＣＬＫ）２６０と、半導体回路としてのビーム検出回路（以下、ＢＤＩＣという。）２４０を有する。ＢＤＩＣ２４０は、放射ノイズの影響を受けにくいようにＢＤ２０７の近傍に取り付けられている。ＢＤＩＣ２４０は、位相同期回路（ＰＬＬ）２４２、サンプリング回路（ＳＭ）２４１、クロックカウンタ回路（以下、第一のカウンタという。）２４５、シリアルパリティ変換部（ＰＡ）２４７およびシリアル送信部（Ｐ／Ｓ）２４９を有する。クロック発振器２６０の５０ＭＨｚのクロックは、ＢＤＩＣ２４０のＰＬＬ２４２へ入力される。ＰＬＬ２４２は、クロック発振器２６０の５０ＭＨｚのクロックを１６逓倍した８００ＭＨｚのクロックＦＣＬＫを生成する。クロック源としてのＰＬＬ２４２は、８００ＭＨｚのクロックＦＣＬＫを、サンプリング回路２４１、第一のカウンタ２４５およびシリアル送信部２４９へ出力する。なお、クロックＦＣＬＫは、８００ＭＨｚに限定されるものではなく、４００ＭＨｚ以上の高周波であればよい。ＢＤＩＣ２４０は、８００ＭＨｚのクロックＦＣＬＫに同期してＢＤ信号２５０をフリップフロップでサンプリングし、デジタルＢＤ信号３２０を生成する。ＢＤＩＣ２４０は、デジタルＢＤ信号３２０を光走査制御部３００へ出力する。
【００３４】
図５は、ＢＤＩＣ２４０及びＬＳＩ３１０における信号波形の一例を示す図である。ＢＤ２０７は、ＢＤ信号２５０をサンプリング回路２４１へ出力する。走査された光ビームがＢＤ２０７へ到達すると、ＢＤ２０７から出力されるＢＤ信号２５０は、ハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）へ遷移する。サンプリング回路２４１は、ＢＤ２０７から出力されるＢＤ信号２５０をクロックＦＣＬＫに基づいてサンプリングし、ＲＳＴ信号２４４を第一のカウンタ２４５へ出力する。ＢＤ信号２５０の遷移は、クロックＦＣＬＫの１クロック以下で遅延して発生する。第一のカウンタ２４５のリセット端子ＲＳＴへサンプリング回路２４１からのＲＳＴ信号２４４が入力されると、第一のカウンタ２４５は、第一のカウント値（以下、ＣＡカウント値という。）２４６をリセットする。ＣＡカウント値２４６は、３２ビットの信号である。ＣＡカウント値２４６は、小数下位２ビットのＣＡ小数部と、整数上位３０ビットのＣＡ整数部とに分けてカウントされる。小数の最下位ビットは、０．２５単位であり、クロックＦＣＬＫの１クロックに相当する。
【００３５】
小数２ビットの下位ビットは、８００ＭＨｚ単位のタイミング情報である。小数２ビットの上位ビットは、４００ＭＨｚ単位のタイミング情報である。整数３０ビットの最下位ビットは、２００ＭＨｚ単位のタイミング情報である。整数３０ビットの次の上位ビットは、１００ＭＨｚ単位のタイミング情報である。整数３０ビットの最上位ビットは、２００／２29ＭＨｚ単位のタイミング情報である。この場合、整数部だけを取り出すと、２００ＭＨｚ単位のタイミング情報になるので、ＣＡ整数部は、２００ＭＨｚ単位に相当する。
【００３６】
第一のカウンタ２４５は、ＣＡカウント値２４６をシリアルパリティ変換部（以下、ＰＡという。）２４７へ出力する。ＰＡ（エラー検出情報付加部）２４７は、ＣＡカウント値２４６に８ｂ１０ｂ処理とパリティ（エラー検出情報）付加処理を行う。ＰＡ２４７は、任意のタイミングでＣＡカウント値２４６を保持し、シリアル通信シーケンスが開始される。シリアル送信部２４９は、ＢＤ信号２５０の立下りから２．５０カウント値（所定のカウント値）で通信開始トリガ（以下、ＴＲＧという。）２５１を発生する。ＰＡ２４７は、次のＴＲＧ２５１が発生するまで、２．５０カウント値を保持する。ＰＡ２４７は、ＣＡカウント値２４６に、１ビットの奇数パリティを増加付加した３３ビットの信号２４８を生成する。図５に示す例において、ＣＡ整数部は２で、ＣＡ小数部は０．５であり、“１”の数が偶数であるので、パリティは“１”になる。
【００３７】
３３ビットの信号２４８は、シリアル送信部２４９へ入力される。シリアル送信部２４９は、奇数パリティを含む３３ビットの信号２４８のシリアル通信の先頭にローのスタートビットと、シリアル通信の最後にローのストップビットを付与して、３５ビットの１セットのシリアルデータを生成する。シリアル送信部２４９は、生成したシリアルデータをデジタルＢＤ信号３２０としてＬＳＩ３１０へ送信する。
【００３８】
ＢＤＩＣ２４０のシリアル送信部２４９は、ＬＳＩ３１０のシリアル受信部（Ｓ／Ｐ）３２４と差動データ信号線（シリアル信号線）により接続されている。ＢＤＩＣ２４０とＬＳＩ３１０との間のデジタルＢＤ信号３２０のシリアル通信は、通信クロックを用いずに４００ＭＨｚの差動データ信号線により行われる。デジタルＢＤ信号３２０は、ＬＳＩ３１０に設けられたシリアル受信部３２４およびＣＤＲ方式のＰＬＬ３２２により受信される。ＣＤＲ方式のＰＬＬ３２２は、デジタルＢＤ信号３２０のエッジから８００ＭＨｚのクロックＲＣＬＫを生成する。クロック源としてのＰＬＬ３２２は、８００ＭＨｚのクロックＲＣＬＫを、シリアル受信部３２４、第二のカウンタ３３０およびパラレル−シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）３４５へ出力する。なお、クロックＲＣＬＫは、８００ＭＨｚに限定されるものではなく、クロックＦＣＬＫと同様に４００ＭＨｚ以上の高周波であればよい。シリアル受信部（Ｓ／Ｐ）３２４は、４００ＭＨｚのレートでデジタルＢＤ信号３２０を受信する。シリアル受信部３２４により受信されたデジタルＢＤ信号３２０の３５ビットの１セットのシリアルデータは、図５に示すように、４００ＭＨｚのレートでシリアルデータフォーマット３２６としてシリアルパリティ変換部（ＰＣ）３２７へ出力される。シリアルデータフォーマット３２６は、３２ビットのシリアルデータに、「０」のスタートビット、パリティビット及び「０」のストップビットが付加された３５ビットのパラレルデータである。
【００３９】
シリアルパリティ変換部（エラー検出情報判定部）３２７は、受信したシリアルデータフォーマット３２６の奇数パリティの照合を行う。奇数パリティが照合された場合、第二のカウンタ３３０は、第二のカウント値（以下、ＣＢカウント値という。）３３５１に新しい初期値をロードしてリセットする。この時のロード値は、受信した２．５０カウントに３５ビットシリアル通信での遅延量１８．７５カウント（図５参照。）をオフセットとして加えた２１．２５カウントである。シリアルパリティ変換部３２７は、初期値およびロード値を信号３２８として第二のカウンタ３３０のＬＤ１端子へ出力する。ロードが終了すると、第二のカウンタ３３０は、クロックＲＣＬＫによるカウントを継続する。このシリアル通信によって、ＢＤ信号２５０の検知後、１０６．２５ナノ秒（ｎｓ）後にＢＤＩＣ２４０内のＣＡカウント値２４６と同タイミングのＣＢカウント値３３５１がＬＳＩ３１０へ転送されることとなる。
【００４０】
さらに、第二のカウンタ３３０は、ＣＢカウント値３３５１が現在の値より小さくなった場合、デジタルＢＤ割込信号（以下、ＩＮＴＲという。）３３５３をローアクティブ１ＣＬＫ幅で発生する。ＩＮＴＲ３３５３が発生すると、第二のカウンタ３３０は、直前の最大値とロード値との差を、直前ＢＤ間隔値（ＢＷ）３３５２としてＢＷレジスタに退避保持するように機能する。図５では、
ＢＷ＝１０００２１．７５−２１．２５＝１０００００．５０
となる。１０００００．５０カウントの直前ＢＤ間隔値（ＢＷ）３３５２は、約５００マイクロ秒（μＳ）に相当する。
【００４１】
第二のカウンタ３３０は、ＣＢカウント値３３５１、直前ＢＤ間隔値（ＢＷ）３３５２及びＩＮＴＲ３３５３を含むＣＢカウント信号３３５をＣＰＵ３９０へ出力する。ＣＰＵ３９０の１主走査分の演算シーケンスは、ＩＮＴＲ３３５３を先頭に開始され、ＣＢカウント値３３５１から得られるＢＤ信号２５０からの経過時間レジスタ値とＢＷレジスタ値とを用いて制御を行う。
【００４２】
（光走査部の制御動作）
次に、光走査部１０４の制御動作を説明する。図６は、ＣＰＵ３９０により実行される光走査部１０４の制御動作を示す流れ図である。ＣＰＵ３９０は、ＲＯＭ３９１に格納されているプログラムに従って光走査部１０４の制御動作を実行する。図６（ａ）は、光走査部１０４の制御動作のメインルーチンを示す流れ図である。
【００４３】
光走査部１０４の制御動作が開始されると、ＣＰＵ３９０は、システム制御部４００から制御指示３８５を受信したか否かを判断する（Ｓ１）。制御指示３８５を受信すると（Ｓ１でＹＥＳ）、ＣＰＵ３９０は、モータ制御部３６０により回転多面鏡２０４のモータ２１０を起動する（Ｓ２）。この時、ＣＰＵ３９０は、ＩＮＴＲ３３５３が発生しないようにＣＢカウント値３３５１が最大値を固定維持するように強制セット指示信号３３６を第二のカウンタ３３０のＬＤ２端子へ出力する。第二のカウンタ３３０のＣＢカウント値３３５１を利用しない場合、ＣＰＵ３９０は、第二のカウンタ３３０を止めるために強制セット指示信号３３６を第二のカウンタ３３０へ出力する。第二のカウンタ３３０は、強制セット指示信号３３６を受信すると、現在のカウント値として最大値「整数＝０ｘＦＦＦＦ＿ＦＦＦＦ、小数＝０ｘ３」を維持して割込をマスクし、ＩＮＴＲ３３５３を発生しないようにする。
【００４４】
ＣＰＵ３９０は、モータ制御部３６０によりモータユニット２１４へ静止状態から所定速度へ回転を加速する指示を与えた時から所定時間経過したか否かを判断する（Ｓ３）。所定時間が経過すると、モータ２１０は、所定速度に到達する。
【００４５】
所定時間が経過すると（Ｓ３でＹＥＳ）、ＣＰＵ３９０は、ＡＰＣ制御部３５０が自動光量制御およびＢＤ信号検出制御を開始するようにＡＰＣ制御部３５０に指示する（Ｓ４）。ＡＰＣ制御部３５０は、レーザユニット２１１から出射される光ビームの光量が所定光量になるようにレーザ駆動電流を調整する自動光量制御を実行する。光ビームの光量が所定光量に到達すると、ＡＰＣ制御部３５０は、ＢＤ２０７が回転多面鏡２０４の反射角に対応したＢＤ信号２５０を出力するように、光ビーム出射タイミングを調整するＢＤ検知制御を実行する。
【００４６】
ＣＰＵ３９０は、自動光量制御およびＢＤ信号検出制御の開始の指示から所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ５）。所定時間が経過すると（Ｓ５でＹＥＳ）、ＣＰＵ３９０は、第二のカウンタ３３０への強制セット指示信号３３６を解放して、割込マスクを解除する（Ｓ６）。ＣＰＵ３９０は、ＢＤ信号２５０の入力に続くＩＮＴＲ３３５３をトリガにして回転多面鏡の面毎に、ＢＤ割込タスクを開始する（Ｓ７）。ＢＤ割込タスクについては、図６（ｂ）を参照して後述する。
【００４７】
ＣＰＵ３９０は、終了フラグに従って画像形成を終了する（Ｓ８）。ＣＰＵ３９０は、光走査部１０４の制御動作を終了する。
【００４８】
次に、図６（ｂ）を参照して、ＣＰＵ３９０により実行されるＢＤ割込タスクを説明する。図６（ｂ）は、ＢＤ割込タスクのサブルーチンを示す図である。ＢＤ割込タスクが開始されると、ＣＰＵ３９０は、ＡＰＣ制御部３５０が自動光量制御およびＢＤ信号検出制御を終了するようにＡＰＣ制御部３５０に指示する（Ｓ３１）。ＡＰＣ制御部３５０は、ＡＰＣ制御タイミング信号３５２を発生する。以降、ＢＤ割込タスクにおいて、ＢＤ信号２５０からの経過時間とタイミングの決定には、ＣＢカウント値３３５１のレジスタ値が逐次参照される。
【００４９】
次に、ＣＰＵ３９０は、モータ制御部３６０によりＢＤ間隔値（ＢＷ）３３５２を用いたモータ２１０の回転の制御を開始する（Ｓ３２）。モータ制御部３６０は、ＢＤ間隔値（ＢＷ）３３５２によるモータ２１０の速度の検出と、回転多面鏡２０４の反射面の回転位相検出とを行い、モータ２１０の加減速制御を行う。ＣＰＵ３９０は、ＢＤ間隔値（ＢＷ）３３５２を参照し、所望のカウント量との差によってモータ２１０の加減速制御調整量を決定する。また、ＣＰＵ３９０は、モータ制御部３６０の内部のモータ回転基準信号位置でのＣＢカウント値３３５１に基づいて位相差測定量を求める。ＣＰＵ３９０は、位相差測定量に基づいてモータ２１０の加減速制御調整量を決定する。ＣＰＵ３９０は、モータ制御部３６０のレジスタに加減速制御調整量を書き込む。モータ制御部３６０は、レジスタからの指示に従ってモータ回転制御信号（加減速信号）３６２を発生する。
【００５０】
ＣＰＵ３９０は、ビデオ制御部３４０にビデオ制御を実行させる（Ｓ３３）。ビデオ制御部３４０は、感光ドラム１０２の表面上に静電潜像を形成するための光ビームを光源２０１から出射するタイミングを決定する。ＢＤ信号２５０に同期して感光ドラム１０２へ所定のタイミングで光ビームを出射するために、ＣＰＵ３９０は、ＣＰＵ３９０のバスアクセス周波数でパラレルに予め画像データを画像データバス信号３４１としてビデオ制御部３４０のメモリへ転送する。ビデオ制御部３４０は、ＣＢカウント信号３３５内のＣＢカウント値３３５１に従ってビデオ制御部３４０のメモリから画像データを取り出し、画像データを画像データバス信号３４３としてパラレル−シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）３４５へ転送する。パラレル−シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）３４５は、ＣＢカウント値３３５１のタイミングを参照して、ＢＤ信号２５０に８００ＭＨｚ相当の精度で同期したレーザ駆動信号（制御信号）３４２を生成する。パラレル−シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）３４５は、レーザ駆動信号３４２をレーザユニット２１１へ出力する。レーザユニット２１１は、レーザ駆動信号３４２に従って駆動される。画像データの転送は、ＢＤ割込タスクにおいて、感光ドラム１０２上の画像領域の開始から終了まで継続する。
【００５１】
ＣＰＵ３９０は、ＡＰＣ制御部３５０に、光ビームの光量の自動光量制御（ＡＰＣ制御）の開始タイミングを決定させる。ＡＰＣ制御は、感光ドラム１０２の走査時間帯以降で、ＢＤ信号２５０の取得タイミングに先立ったタイミングで開始される（Ｓ３４）。ＡＰＣ制御は、次のＢＤ信号２５０の取得後の消灯処理まで継続する。
【００５２】
ＣＰＵ３９０は、全ての画像データの転送を終了したか否かを判断する（Ｓ３５）。全ての画像データの転送が終了したと判断したら（Ｓ３５でＹＥＳ）、ＣＰＵ３９０は、終了フラグを発生する（Ｓ３６）。ＣＰＵ３９０は、ＢＤ割込タスクを終了して、メインルーチンへ戻る。
【００５３】
＜繰り返し通信＞
次に、ＰＡ２４７におけるＴＲＧ（通信開始トリガ）２５１の機能を説明する。ＴＲＧ２５１は、シリアル送信部２４９で生成され、シリアル送信部２４９の内部で受信される。ＴＲＧ２５１は、通信が終了すると繰り返し通信を開始して自走し、レーザ点灯制御中は繰り返し動作する。すなわち、通信は、電源投入後に開始し、通信タイミングは、シリアル送信部２４９が独自に決定する。シリアル送信部２４９は、複数のＴＲＧ２５１に同期して、デジタルＢＤ信号３２０をシリアル受信部３２４へ複数回送信する。通信が終了すると、少し間をおいて、改めて通信を開始することにより、通信が複数回繰り返される。１００ｎｓ程度の周期でＣＡカウント値２４６がＰＡ２４７に保持されて通信がなされ、１ＢＤ周期が５００μｓ程度とすると最大５０００回程度のデジタルＢＤ通信をおこなうこともできる。
【００５４】
１主走査線の走査において、ＢＤ信号２５０の受信から光ビームによる画像の形成までの時間は、２〜１０μＳ程度の猶予があるので、シリアル通信の開始は、２．５０カウントのみではなく、猶予時間までバラついてもよい。通信タイミングは、シリアル送信部２４９が独自に決定しているため、「ＢＤ信号２５０が入力されたタイミング情報」を送信するにもかかわらず「ＢＤ信号２５０が入力されたタイミング」と「通信開始タイミング」とは関連性がない。本実施例では、２．５０カウントを説明しているが、それ以外のカウント値であってもよい。
【００５５】
また、ＣＤＲ方式では、一般に、８ｂ１０ｂデータ処理などによりデータフォーマットが処理される。しかし、本実施例のシリアル通信では、直前のＢＤを基準に最初のＴＲＧ２５１とし、続くＢＤ信号間は、前回の通信の終了からＴＲＧ２５１を行い、複数回通信を繰り返す。通信の複数の繰り返しによりＣＤＲ方式の機能は維持される。
【００５６】
＜サージが発生した場合のリカバリー＞
次に、サージが発生した場合のリカバリーを説明する。図７は、デジタルＢＤ信号３２０の繰り返し通信を示すタイミングチャートである。図７は、デジタルＢＤ信号３２０の繰り返し通信中にサージが発生した場合のリカバリーの様子を示している。５つの連続するデジタルＢＤ信号３２０をＣＡ１及びＣＡ２で示す。デジタルＢＤ信号３２０のＣＡ１の縦線の左端が通信開始、右端が通信終了に相当し、ＣＡ２の縦線の左端が次の通信開始、右端がその通信終了に相当する。図７は、左から三番目のＢＤ信号２５０のデジタルＢＤ信号３２０のＣＡ１の転送中にサージが発生したことを示している。図７は、ＢＤ信号２５０の間で７回のデジタルＢＤ信号３２０の転送を繰り返す例を示している。本実施例において、直前のＢＤ信号２５０を最初の通信開始の基準トリガとし、画像信号の発生前にデジタルＢＤ信号３２０の２回の通信ＣＡ１及びＣＡ２が可能な場合の例を示している。
【００５７】
ここで、ＢＤ信号２５０、レーザ駆動信号３４２及びデジタルＢＤ信号３２０は、ハイレベル（Ｈ）とローレベル（Ｌ）の２値のデジタル信号である。ＣＡカウント値２４６とＣＢカウント値３３５１は、クロックカウント値を縦軸に、カウントアップとロードを繰り返して動作する例を示している。例えば、ＣＡカウント値２４６とＣＢカウント値３３５１は、各々カウントアップされる。デジタルＢＤのタイミング２５０ａでは、カウントＣＡが先にリセットされる。最初のデジタルＢＤ信号３２０の転送終了に伴い初期値がＣＢカウント値３３５１にロードされ、ロード後はＣＡカウント値２４６とＣＢカウント値３３５１が同じカウント状態になる。ＢＤ信号２５０からのタイミング３３５ａでレーザ駆動信号３４２が出力される。
【００５８】
ここで、タイミング２５０ｂで、例えば１００ｎＳ単位で１０回程度周期振動するような静電サージが突発で発生した場合、デジタルＢＤ信号３２０のデータが想定外のパターンを形成する場合がある。このとき、シリアル伝送が失敗すると、タイミング３３５ｂでは、ＣＢカウント値３３５１のロードはなされない。しかし、ＴＲＧ２５１により繰り返し通信が行われ、タイミング２５０ｃでデジタルＢＤ信号３２０の再度の通信ＣＡ２がなされる。これにより、ＣＢカウント値３３５１のロードが成功する。ＢＤ信号２５０から画像信号の開始タイミング３３５ｄは、タイミング２５０ｂでの通信ＣＡ１の転送が失敗しても変わらない。このように、失敗したデジタルＢＤ信号３２０の通信ＣＡ１をパリティによって検出し、失敗した通信ＣＡ１を廃棄する。そして、成功した通信ＣＡ２により正しいタイミングを再送することができる。
【００５９】
また、このとき、サージによってＣＤＲ制御が失敗する可能性も想定されるが、ＣＤＲ方式のバンドパスフィルタ機能によってデジタルＢＤ信号のタイミングの損失には至らない。これは、４００ＭＨｚの基本の伝送周波数を予め送受信の双方で取り決めているので、伝送周波数より低周波の上記のようなサージに応答してクロック位相が±１ｎＳ以上大きく崩れることが無いからである。さらに、ＰＬＬ制御のロックが外れた場合にも、数μＳ間に１００回以上の複数のエッジが再転送されて転送が即座にＰＬＬ制御の再ロックがなされ復旧可能であるから、ＴＲＧ２５１の繰り返し転送による再転送より前に復旧できる。
【００６０】
デジタルＢＤ信号の伝送は、それまでに送信された複数のデータエッジから構成されたＣＤＲの機能と、通信データの複数のビットによって、数μＳ以上時間方向に分散した複数のタイミング情報によっても成立する。従来、ＢＤ信号のタイミング伝送は、１走査に１回しか得られないので、上述したような突発サージによって誤動作を発生する。本実施例によれば、突発サージによる誤動作の発生を防止することができる。
【００６１】
本実施例によれば、ＢＤ２０７の近傍に配置されたＢＤＩＣ２４０によりＢＤ信号２５０をデジタルＢＤ信号３２０へ変換する。デジタルＢＤ信号３２０は、シリアル送信部２４９によりＬＳＩ３１０のシリアル受信部３２４へ複数回送信される。送信のために生成された複数のタイミング情報とカウント値とからノイズ（エラー）の有無を判断し、ノイズの少ないタイミング情報を選択することができる。本実施例によれば、ノイズが発生した場合でも、不良画像の発生を低減することができる。
【００６２】
また、本実施例によれば、ＢＤ信号２５０を検出してから、そのＢＤ信号２５０に対応する反射面による画像露光が開始するまでに、デジタルＢＤ信号３２０を複数回送信することができる。デジタルＢＤ信号３２０の複数回送信により時分割できた周波数帯の低周波頻度までのノイズの影響を低減することができる。
【００６３】
本実施例によれば、光走査部（レーザ基板）１０４にクロック発振器２６０を設けて、クロック同期でエンコードしたデータをシリアルで送信することとした。これにより、光走査制御部（画像処理部）３００が受信したデータが正しいか否かの判断が可能となる。これにより、光走査部１０４と光走査制御部３００のクロック同期をとらなくてもデジタルＢＤ信号３２０を正しく通信することが可能となる。
【００６４】
＜その他の実施例＞
上記実施例では、パリティ付加によるシリアル通信エラーの例を示した。しかし、多重送信（３２ビットのデータを２重に６４ビット送信して、整合を確認する）、３重多重以上の送信、ＣＲＣ（巡回冗長検査）付加による通信エラー判定などの多ビットデジタルの通信エラー検知方法を用いてもよい。これらの方法を、パリティに代用したり併用したりすることによりエラー検知を強固に構成することが可能である。
【００６５】
また、上記実施例では、８００ＭＨｚの検知精度と８００ＭＨｚのデジタルＢＤ信号の転送の例を示した。しかし、８００ＭＨｚで検知して、２００ＭＨｚで転送する場合など、その他の周波数比での検知精度と転送クロックの組み合わせでも実施可能である。共通のクロック発振源と同期とタイミングの再現が実施可能な組合せのうち、特にＢＤ検知精度として必要な４００ＭＨｚより高い周波数での利用が望ましい。
【符号の説明】
【００６６】
１０２・・・感光ドラム（感光体）
１０４・・・光走査部（光走査装置）
２０１・・・光源
２０４・・・回転多面鏡
２０７・・・ＢＤ（ビーム検出器）
２１４・・・モータユニット（偏向ユニット）
２４５・・・第一のカウンタ
２４６・・・ＣＡカウント値（第一のカウント値）
２４９・・・シリアル送信部（送信部）
２５０・・・ＢＤ信号（検出信号）
２６０・・・クロック発振器
３２４・・・シリアル受信部（受信部）
３３０・・・第二のカウンタ
３３５１・・・ＣＢカウント値（第二のカウント値）
３９０・・・ＣＰＵ（制御部）
【図１】
2017087614.tif 000003
【図２】
2017087614.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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