(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバによって光信号を送信する送信手段と、
上記光ファイバから出力された光ビームによって走査対象物を走査するとともに画像領域外に設けた検知位置で上記光ビームを検知し、それを基に主走査方向の同期をとる光走査装置を有する画像形成装置において、
上記検知位置で検知した同期光出力を波長変換手段で波長変換し、上記光信号を送信した同一の光ファイバを用いて、双方向通信を行うこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
光ファイバによって光信号を送信する送信手段と、
同期をとるための同期用光出力手段と、
上記同期用光出力の波長と、上記送信手段によって送信される光信号の波長が異なり、
上記光ファイバから出力された光ビームによって走査対象物を走査し、画像領域外に設けた検知位置で上記同期用光出力手段が発光した光ビームを検知し、それを基に主走査方向の同期をとる光走査装置を有する画像形成装置において、
上記検知位置での同期光出力と、上記送信手段が送信した光信号とはともに上記同一の光ファイバによって双方向通信されること
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、複写機、プリンタ等の画像形成装置の技術の分野に関する発明であって、高速、高精細で、外来ノイズを受け難く且つ放射ノイズの少ない画像形成装置に関し、更には画像信号を光ファイバで伝送する形式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置において、この画像形成装置の筐体内には、感光体ドラム、レーザー発振器、ポリゴンミラー、レーザー駆動装置等を含む実際に可視画像の形成に直接関わる部分（プリントエンジン部）、画像を形成するための電気的な信号を外部から受信するための装置（又は、スキャナ）、用紙の給送装置、これらを制御するための種々の制御装置、等様々の構成要素が納められる。
【０００３】
他のオフィス機器と同様に、装置のコンパクト化を図って筐体の大きさには自ずから制限があるため、これらの構成要素は自由に配置することができない。そのため、どうしても互いに離して配置せざるを得ない要素間は電気信号用のケーブルを張り回すことによって結合されている。
【０００４】
ケーブル上を伝送される電気信号は、多くの情報を伝達するために信号自体の基本周波数が高いばかりでなく、多くはデジタル信号であるためこの信号には更に高い多くの高周波成分が含まれるので、ケーブルが長いとき、これから強い電波（ノイズ）が放出され、他のオフィス機器又は自分自体を誤動作させる原因ともなる。
【０００５】
また、長いケーブルは、その上を伝送される信号の波形の崩れを引き起こし、場合によると受信側では信号を誤って認識し、やはり誤作動の原因となる。更に、長いケーブルは、それ自体がアンテナの働きをするため筐体外部又は筐体内部から発せられているノイズを取り込むことになり、やはりこの装置の誤動作を引き起こすおそれがある。
【０００６】
このような問題は筐体又は要素間にシールドを施すことによって解決することができるものもあるが、シールドは装置の重量、体積を増加させ、放熱効率を悪化させるばかりでなく、メンテナンスの負荷を増加させたり、装置の価格を高くする等の別の問題を引き起こす。
【０００７】
画像形成装置において、プリントエンジンとビデオコントローラとを電気的に結合するケーブルは配置の制約から比較的長くなることが多い。またこのケーブルには画像の１ピクセル毎に画像全体にわたって情報が流されるので、極めて多量のデータを伝送する必要があることから、基本周波数が高くなるので上に述べた問題が生じ易い。
【０００８】
一方、画像形成装置の分野において、画像形成速度を速めたいという強い要求がある。この要求に応えるため、レーザービーム走査速度を上昇させるような努力も当然に払われているが、このためには、レーザーの応答性の向上、走査用信号の生成速度の向上（増速）、ポリゴンミラーの回転速度を増加させる等の別の技術的側面からの問題解決を待たなければならない。
【０００９】
このような単純な走査速度の向上ではなく、すなわち、これまでのようにレーザービームを一本だけ使用するのではなく、これを複数本として、同時に複数の走査を行うこと（マルチビームスキャニング方式）が考えられている。マルチビームスキャニング方式は、複数のレーザー光源を用意し、これらのレーザービームを一つのポリゴンミラー等の光学的偏向手段によって感光体ドラム表面を同時に走査しようとするものである。
【００１０】
このようなやり方は、上述した技術的問題をそのままにしたとしても、レーザー光源の数に応じただけの倍数の速さでもって画像形成することができるというメリットがある。
【００１１】
この場合、通常、複数のレーザーダイオードが使用され、ビデオコントローラに設けられた各レーザーダイオードからのレーザービームはそれぞれの光ファイバによってプリントエンジンのポリゴンミラーまで導かれる。
【００１２】
こうすることによりプリントエンジンとビデオコントローラ間の信号伝達には電気的信号が使用されないので、たとえ光ファイバが筐体内を張り回されたとしても、外部への電気的ノイズ発生源となることも外部から電気的ノイズを受けることもなく安定した動作が期待でき、画像形成速度も向上させることができる。
【００１３】
ところが、上に見たように光ファイバはレーザービームの本数（数本場合により数十本）だけ用意されて筐体内を張り回されるので、全体を束ねた太さは無視することができず、また、その取り扱いや組立にも煩雑な作業が伴うという問題が発生する。このような問題に対処するため、本発明者らは特願平１１−３１９１１２号公報に示されるような発明を行った。これは、ビデオコントローラ側から発せられた画像情報及び同期信号を得るための照射光を含む光ビームを一本の光ファイバを通してプリントエンジン側に伝送する技術に関し、光ファイバの本数を減らす上で大きく貢献するものである。しかしながら、この発明では同期信号が、プリントエンジン側のＳＯＳミラーによって反射された光がＳＯＳセンサによって受光され、受光信号は電気的にプリントエンジン側に伝送されるものであるため、この伝送のための電気信号線から外来ノイズの影響を受ける、あるいは、ノイズを放出するので、充分なものとはいえなかった。また、同期用の信号とはいえ電気信号線を張り回す点に変わりはなく、この線の取り扱いや組立にも煩雑な作業が残されているのが実状である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上に説明したような問題に対して、同期用の信号線を別の光ファイバにすることも考えられるが、やはり装置内を線が張り巡らされる点において変わりはない。本発明は、別な光ファイバ、つまり特別に同期用の光ファイバ、を用いることなく、一本の光ファイバを用いてビデオコントローラからプリントエンジンに向かって画像情報及び同期信号（同期信号を得るための照射光）を含む信号を伝送するだけでなく、同時にプリントエンジン側で上記ＳＯＳミラーによって反射された同期光信号を逆の経路でビデオコントローラに伝送することを課題とするものである。更に、本発明は、張り巡らされる線（電気的信号線及び光ファイバ線）の本数を減らして、外来ノイズ及び放出ノイズを減少させ、画像形成装置内をすっきりとまとめ、取り扱いや組み立てを容易にすることができる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、以下に示される手段をとる。すなわち、
第１番目の発明の解決手段は、光ファイバによって光信号を送信する送信手段と、上記光ファイバから出力された光ビームによって走査対象物を走査するとともに画像領域外に設けた検知位置で上記光ビームを検知し、それを基に主走査方向の同期をとる光走査装置を有する画像形成装置において、上記検知位置で検知した同期光出力を波長変換手段で波長変換し、上記光信号を送信した同一の光ファイバを用いて、双方向通信を行う。
【００１６】
また、第２番目の発明の解決手段は、光ファイバによって光信号を送信する送信手段と、同期をとるための同期用光出力手段と、を備え、上記同期用光出力の波長と、上記送信手段によって送信される光信号の波長が異なり、上記光ファイバから出力された光ビームによって走査対象物を走査し、画像領域外に設けた検知位置で上記同期用光出力手段が発光した光ビームを検知し、それを基に主走査方向の同期をとる光走査装置を有する画像形成装置において、上記検知位置での同期光出力と、上記送信手段が送信した光信号とはともに上記同一の光ファイバによって双方向通信されるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施形態（実施例）について説明する。なお、これまで、マルチビームスキャニング方式において画像情報がビデオコントローラからプリントエンジンにまで伝送されるのに一つの光ファイバが用いられる場合をあげて従来例を説明したが、以下に示す実施例によって明らかなように、本発明は、同一の光ファイバによって画像情報がビデオコントローラ側からプリントエンジン側にまで伝送されるとともに同期用の光信号が逆にプリントエンジン側からビデオコントローラ側に伝送される点を要点としている。そのため、本発明はマルチビームスキャニング方式でも単一ビームスキャニング方式の画像形成装置にでも適用可能であるので、ここでは特にこれらを区別することなく説明する。
【００１８】
第１実施例
図１は、本発明実施例の画像形成装置であるレーザービームプリンタの概略構成を示すブロック図であり、第１の実施例及び後述の第２の実施例に共通のものである。この図１において、レーザービームプリンタＰは、上位制御装置であるホストコンピュータ１とホストインターフェース２によって接続されている。レーザービームプリンタＰは、ビデオコントローラ３、及び、プリントエンジン部５を備えており、このビデオコントローラ３がホストインターフェース２を介してホストコンピュータ１に接続されている。
【００１９】
ビデオコントローラ３は、描画制御ユニット６、レーザーダイオードドライバ８（単数又は複数）及び半導体レーザー、例えばレーザーダイオード７（単数又は複数）を備えており、ホストコンピュータ１から送信された画像情報（なお、この画像情報には印字データの他に書式制御や印字モードの設定を行うためのコードも含まれている。）を受領するとともに、受領した画像情報を後述のプリントエンジン部５が実際に転写紙に記録するための画像形成用のデータ（ビットマップデータ、ラスターデータ）に変換する。ラスターデータはレーザーダイオードドライバ８によって駆動されるレーザーダイオード７によって光ビーム（複数の場合光の波長が異なる。）に変換され、合分波器１２において合波されて光ファイバ１１に導入される。ビデオコントローラ３は更に光センサ１３（単数又は複数）を備えており、この光センサ１３は光ファイバ１１から出力される同期用の光信号を受信するためのものである。
【００２０】
プリントエンジン部５はプリントエンジン制御ユニット９及び画像形成ユニット１０を備えている。プリントエンジン制御ユニット９は描画制御ユニット６とビデオインターフェース４を介して接続されており、描画制御ユニット６によって制御される。図２は、第１実施例及び第２実施例に共通の図であって、描画制御ユニット６とこれに接続された上記要素の一部をより詳細に示したブロック図の一例である。
【００２１】
描画制御ユニット６は、マイクロコンピュータ６１、画像メモリ６３、及びクロック発生回路６２を具備している。そして、アスキーコード等で送られてくる文字等の印字データを、画像メモリ６３を用いて、１ライン毎のドットのオンオフ情報であるラスターデータに変換するとともに、プリントエンジン部５から送られてくる水平同期光を合分波器１２を介して分波し、光センサ１３に入力し、そこで光電変換した後、マイクロコンピュータ６１に入力して、１走査毎に前記ラスターデータに従ってレーザーダイオードドライバ８を駆動するものである。
【００２２】
更に、描画制御ユニット６は、印字データ以外のプリント・モードや印字フォーマット設定のデータを解読して、それが実行されるように、プリントエンジン部５にビデオインターフェース４を介して制御信号を送信する。このように、描画制御ユニット６は、ビデオコントローラ３とプリントエンジン部５との間の各種データや信号の送受信を行っており、その信号の中には、プリントエンジン部５から送信されてくるレーザーダイオード７の発光を許可する信号も含まれている。
【００２３】
プリントエンジン部５は、ビデオコントローラ３から送信されてきた情報に基づいて、転写紙Ｍ（図４）に対して電子写真プロセスを実行し、画像を記録させるものであり、描画制御ユニット６との間で信号の授受を行うプリントエンジン制御ユニット９と後述の感光体ドラム２１の感光体層２２（図４）にレーザーダイオード７からの光信号を走査して潜像を形成し、更に、現像、転写、定着等の処理を行って画像を形成する画像形成ユニット１０（図４）とを備えている。
【００２４】
また、レーザーダイオード７の出力光は、合分波器１２で合波した後、画像形成ユニット１０との間は光ファイバ１１で光学的に接続されている。図３は、第１実施例のプリントエンジン制御ユニット９とこれに接続された上記要素の一部をより詳細に示したブロック図の一例である。
【００２５】
このプリントエンジン制御ユニット９は、マイクロコンピュータ９１、マイクロコンピュータ９１を駆動するクロック発生回路９２、ポリゴンモータ制御回路９３、ドラムモータ制御回路９４を備えている。プリントエンジン制御ユニット９では、ビデオコントローラ３にて画像情報の解析が終了し、プリント実行命令が送信されてくると、プリントエンジン部５が待機状態であることを確認した後、ビデオコントローラ３にレーザーダイオード７の発光動作を許可する信号が送出され、これにより、電子写真プロセスの実行が開始される。
【００２６】
具体的には、マイクロコンピュータ９１がポリゴンモータ制御回路９３を介して後述するポリゴンモータ３０を駆動する一方、ドラムモータ制御回路９４を介して後述する感光体ドラム２１用のドラムモータ２３を駆動する。ポリゴンモータ３０及びドラムモータ２３が所定の回転速度に達すると、ロック信号が入力されて、これらの回転速度が維持される。
【００２７】
なお、感光体ドラム２１の表面の感光体層２２の局所的な劣化を防止するために、上記ロック信号がアクティブにならないと前記描画制御ユニット６にレーザーダイオード７の発光許可信号が送信されないようになっている。また、前記マイクロコンピュータ９１には、ここでは図示していないが、レーザービームプリンタＰの動作に必要な機器及びセンサ等の入力装置や出力装置が接続されている。
【００２８】
図４は第１実施例の画像形成ユニット１０の概要を示すための斜視図である。感光体ドラム２１は、その表面に感光体層２２を有しており、ドラムモータ２３によって図面矢印ａの方向に回転駆動される。帯電器２５は感光体ドラム２１に面して設けられており、感光体ドラム２１の回転につれてその前に現れる感光体層２２の表面を一様に帯電させる。光ファイバ１１の出力側の端部に設けられた合分波器４００によって水平同期信号と分波された光が出射端から出射される。
【００２９】
出射された光信号Ｌは集光レンズ２６を通り光走査手段２７によって偏向され、この光信号Ｌは感光体ドラム２１の軸方向に沿って感光体層２２を照射（スキャン）する。レーザー光が照射されることにより感光体層２２の表面の帯電状態が変化し、潜像が形成される。感光体ドラム２１のレーザー光が照射される位置の更に下流には、現像器２８が設けられており、形成された潜像にトナーを供給、吸着させることにより、可視像が形成される。
【００３０】
上記光走査手段２７はポリゴンモータ３０により例えば矢印ｂ方向へ一定の高速度で回転駆動され、かつ、出力された光信号はポリゴンミラー３１の各面で反射され、ｆθレンズ３２によって等速度で感光体層２２を走査する。ポリゴンミラー３１からの反射光の一部は、ＳＯＳミラー３４で反射され水平同期信号の検知位置３３に入射されるようになっており、この検知位置３３に入射した光は波長変換器３５で波長変換されて合分波器４００に入射する。合分波器４００を出た光は光ファイバ１１を通りビデオコントローラ３に導かれる。
【００３１】
図５は、光の双方向通信の基本構成を表す概略図である。水平同期信号を得るための発光と画像信号をλ１の波長で発振するレーザーダイオード７の出力を、合分波器１２を経由して、光ファイバ１１を通してプリントエンジン部５側に伝送する。伝送された光は、プリントエンジン部５側では、合分波器４００を経由して光の出射端４１ａから出射される。出射端４１ａからでた光は既に説明したように感光体層２２に潜像を形成する。
【００３２】
また、水平同期信号の検知位置３３に入力した波長λ１の光は、波長変換器３５で波長λ２に変換され、合分波器４００を経由して、光ファイバ１１を逆の方向すなわちビデオコントローラ３側に伝送される。伝送された波長λ２の光は合分波器１２を経由して、光センサ１３で光電変換され、マイクロコンピュータ６１に入力される。これをもとに、プリントエンジン部５側の画像タイミングに合わせるように画像描画のための波長λ１の光がレーザーダイオード７によって発振される。
【００３３】
このように、同一の光ファイバ１１を通して、ビデオコントローラ３側からプリントエンジン部５側にラスター信号（光）と同期信号発生用の光信号が送られ、プリントエンジン部５側から所定の検知位置３３に上記同期信号発生用の光信号が入射することにより同期信号が生成され、同期信号（光）は光ファイバ１１を逆の向きに伝送されてビデオコントローラ３側に伝送される。この間波長変換が行われることにより波長λ１でビデオコントローラ３側から送り出された光の一部が波長λ２の同期信号としてビデオコントローラ３側に返されるが、波長が異なることから、これらの信号は明確に分離することができる。
【００３４】
第２実施例
図１及び図２は第２実施例においても共通である。図６は、第２実施例のプリントエンジン制御ユニット９とこれに接続された上記要素の一部をより詳細に示したブロック図の一例である。なお、この第２実施例において第１実施例と実質的に同じものあるいは同じ機能を果たすものは第１実施例と同じ符号で表されている。
【００３５】
プリントエンジン制御ユニット９はマイクロコンピュータ９１と、マイクロコンピュータ９１を駆動するクロック発生回路９２を具備しており、前記ビデオコントローラ３にて画像情報の解析が終了し、プリント実行命令が送信されてくると、プリントエンジン部５が待機状態にあることを確認した後、ビデオコントローラ３にレーザーダイオード７の発光動作を許可する信号を送出し、これにより、電子写真プロセスの実行が開始される。
【００３６】
具体的には、マイクロコンピュータ９１がポリゴンモータ制御回路９３を介してポリゴンモータ３０を駆動させる一方、ドラムモータ制御回路９４を介してドラムモータ２３を駆動させる。これら各モータ（３０、２３）が所定の回転速度に達すると、ロック信号が入力されてこの回転速度が維持される。なお、感光体層２２の局所的劣化を防止するためロック信号がアクティブにならないとレーザーダイオード７の発光許可信号を描画制御ユニット６に送信しないようになっている点、及び、マイクロコンピュータ９１にはレーザービームプリンタＰの動作に必要な機器とセンサの入力装置や出力装置が接続されている点も第１実施例と同様である。
【００３７】
第１実施例では、同期信号を得るための照射光がラスター信号を発生するための同一のレーザーダイオード７によって発生させられていたが、この第２実施例では、別のレーザーダイオード、同期用レーザーダイオード１５によってこれが発生される。
【００３８】
図７は、第２実施例の画像形成ユニット１０の概要を示すための斜視図である。感光体ドラム２１上への潜像、可視像の形成等は第１実施例のもの（図４）と同様であるため、説明しないが、この第２実施例では、光ファイバ１１を通してプリントエンジン部５側へ送られる信号には、同期をとるための信号が含まれていない点で相違する。このためラスター信号を発生するためのレーザーダイオード７とは異なる同期用レーザーダイオード１５が集光レンズ２６とほぼ同じような位置にポリゴンミラー３１に向けて設けられている。
【００３９】
同期用レーザーダイオード１５において適宜のタイミングに発せられた光は、ポリゴンミラー３１によって反射され、ポリゴンミラー３１が一定の回転角度位置にきたときのみＳＯＳミラー３４で反射されて検知位置３３に達する。光がこの検知位置３３に達したときに同期信号が発生し、これを指標にして直ちにあるいは適宜の時間をおいてラスター信号の発生が開始する。
【００４０】
図８は、第２実施例における光の双方向通信の基本構成を示す概略図である。第２実施例ではレーザーダイオード７が画像信号（ラスター信号）のみを発生し、このラスタ信号が合分波器１２を経由して、光ファイバ１１を通してプリントエンジン部５側に伝送され、最終的に感光体層２２に潜像を形成する点では同じであるが波長λ２の同期信号（光）が別の同期用レーザーダイオード１５で発生させられた光をもとにする点で異なる。
【００４１】
そして、同期用レーザーダイオード１５で発生させられる光は、ラスタ信号である波長λ１の光とは異なる波長λ２であるため、検知位置３３からの光は第１実施例のように波長変換器３５を経ることなく、直接合分波器４００に入力され、この出力は第１実施例と同様に光ファイバ１１を通してビデオコントローラ３側に伝送される。
【００４２】
図９は、第２実施例における同期用レーザーダイオード１５の駆動とラスタ信号を発生するための画像用のレーザーダイオード７の駆動とのタイミングを示すタイミングチャートである。同期用レーザーダイオード１５が、はじめの水平同期信号が検知できる（図９における丸印）まで連続点灯し、水平同期信号が得られるとそれを基にタイマー（時間ｔｉ）を走らせて画像領域を検知し、画像用のレーザーダイオード７が画像信号に従って発光する。また、水平同期信号を基に別のタイマー（時間ｔｓ）を走らせ、次の水平同期信号を得るための同期用レーザーダイオード１５が発光するためのタイミングを得る。
【００４３】
このように、ラスター信号（光）をビデオコントローラ３側からプリントエンジン部５側に伝送したのと同一の光ファイバ１１を通して、逆に同期信号がプリントエンジン部５側からビデオコントローラ３側に伝送されるので、信号線を減らすことができ、外来ノイズ及び放出ノイズを減少させ、画像形成装置内をすっきりとまとめ、取り扱いや組み立てを容易にすることができるものである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、別な光ファイバ、つまり特別に同期用の光ファイバ、を用いることなく、一本の光ファイバを用いてビデオコントローラからプリントエンジンに向かって画像情報及び同期信号（同期信号を得るための照射光、第１実施例）を含む信号を伝送するだけでなく、同時にプリントエンジン側で上記ＳＯＳミラーによって反射された同期光信号を逆の経路でビデオコントローラに伝送することができるという効果を奏する。また、張り巡らされる線（電気的信号線及び光ファイバ線）の本数を減らして、外来ノイズ及び放出ノイズを減少させ、画像形成装置内をすっきりとまとめ、取り扱いや組み立てを容易にすることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の画像形成装置であるレーザービームプリンタの概略構成を示すブロック図であり、第１実施例及び第２実施例に共通のものである。
【図２】第１実施例及び第２実施例に共通の図であって、描画制御ユニット６とこれに接続された要素の一部をより詳細に示したブロック図の一例である。
【図３】第１実施例のプリントエンジン制御ユニット９とこれに接続された要素の一部をより詳細に示したブロック図の一例である。
【図４】第１実施例の画像形成ユニット１０の概要を示すための斜視図である。
【図５】第１実施例における光の双方向通信の基本構成を表す概略図である。
【図６】第２実施例のプリントエンジン制御ユニット９とこれに接続された要素の一部をより詳細に示したブロック図の一例である。
【図７】第２実施例の画像形成ユニット１０の概要を示すための斜視図である。
【図８】第２実施例における光の双方向通信の基本構成を示す概略図である。
【図９】第２実施例における同期用レーザーダイオード１５の駆動とラスタ信号を発生するための画像用のレーザーダイオード７の駆動とのタイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  ホストコンピュータ
２  ホストインターフェース
３  ビデオコントローラ
４  ビデオインターフェース
５  プリントエンジン部
６  描画制御ユニット
７  レーザーダイオード
８  レーザーダイオードドライバ
９  プリントエンジン制御ユニット
Ｌ  光信号
Ｍ  転写紙
Ｐ  レーザービームプリンタ
１０  画像形成ユニット
１１  光ファイバ
１２，４００  合分波器
１３  光センサ
１５  同期用レーザーダイオード
２１  感光体ドラム
２２  感光体層
２３  ドラムモータ
２５  帯電器
２６  集光レンズ
２７  光走査手段
２８  現像器
３０  ポリゴンモータ
３１  ポリゴンミラー
３２  レンズ
３３  検知位置
３４  ＳＯＳミラー
３５  波長変換器
６１、９１  マイクロコンピュータ
６２、９２  クロック発生回路
６３  画像メモリ
９３  ポリゴンモータ制御回路
９４  ドラムモータ制御回路
４００  合分波器
４１ａ  出射端
【図１】
0004123714.tif 000002
【図２】
0004123714.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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