JP3596970B2 - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター、印刷機等の画像形成装置（カラー画像形成装置を含む）に用いる光ビーム走査装置に係り、詳しくは複数の回転多面鏡を備えた光ビーム走査装置における各回転多面鏡間の回転位相の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンター、印刷機等の画像形成装置に用いる光ビーム走査装置として、光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを像担持体に偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転基準信号及び前記回転位置検出手段の出力信号に基づいて前記回転多面鏡が等速回転するように前記駆動手段を制御する回転駆動制御手段とを複数組備え、且つ、前記各回転多面鏡に対応させて前記回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段を備えたものが知られている。
【０００３】
上記構成の光ビーム走査装置においては、回転基準信号発生手段で発生した各回転基準信号及び各回転位置検出手段の出力信号に基づいて、各回転多面鏡が等速回転するように各駆動手段を制御する。そして、この光ビーム走査装置を備えた画像形成装置においては、各回転多面鏡で偏向走査された光ビームによってそれぞれ対応する像担持体上に独立した潜像を形成し、この潜像を現像した各画像を記録媒体上に重ね合わせて転写する。ここで、各画像を記録媒体上の正確な位置に重ね合わせるためには、像担持体上の各画像の主走査方向（光ビームの走査方向）及び副走査方向（像担持体表面の移動方向）における画像形成開始位置が正確に調整されていなければならない。
【０００４】
上記主走査方向については、例えば、光ビームを走査経路上の所定位置で検出し、その検出結果に基づいて画像の各走査ラインの書き込みタイミングを調整することにより、各光ビーム走査装置における回転多面鏡の像担持体に対する初期取付角度、すなわち各回転多面鏡の面位相が互いに完全に一致していなくても、主走査方向の画像ずれの発生を防止することができる。
【０００５】
一方、上記副走査方向については、例えば複数の回転多面鏡に対応させて複数の像担持体が設けられている場合、像担持体の間隔（ピッチ）を走査ピッチの整数倍に設定し、画像の書き込み開始のタイミングを一回の光ビーム走査に要する時間単位で調整するとともに、同一周波数の回転基準信号に基づいて回転多面鏡を回転駆動して画像書き込みを行うことにより、画像全体にわたって１走査ピッチよりも大きな副走査方向の画像ずれの発生を防止できる。
【０００６】
ところが、前記一回の光ビーム走査に要する時間単位での画像の書き込み開始タイミングの調整を行った場合でも、各回転多面鏡間の面位相が互いに完全に一致していないと、１走査ピッチ以下（画像分解能３００ｄｐｉの場合で８４．６７μｍ以下）の副走査方向の画像ずれが発生してしまうという不具合があった。この画像ずれは、カラー画像を形成する場合に色ずれという不具合となる。
【０００７】
そこで、従来、上記１走査ピッチ以下の副走査方向の画像ずれを防止するために、次のように各回転多面鏡間の回転位相を制御するものが知られている。
【０００８】
例えば、特開昭６４−７３３６９号公報では、前記回転駆動制御手段としてのＰＬＬ制御手段のそれぞれに対して、前記回転基準信号としての基準周波数信号を発生する前記回転基準信号発生手段としての基準周波数信号発生手段と、前記光ビーム検出手段としての一つの同期センサから出力される前記出力信号としての水平同期信号の出力に同期して残る各同期センサから出力される水平同期信号出力タイミング差を前記基準周波数信号に基づいて計測するタイミング計測手段と、このタイミング計測手段により計測された各水平同期信号出力タイミング差に基づいて、前記ＰＬＬ制御手段に供給する基準周波数信号の位相を調整する位相調整手段とを備えた装置が開示されている。
【０００９】
この装置によれば、基準周波数信号発生手段から発生された基準周波数信号に基づいて、１つのＰＬＬ制御手段が回転多面体（回転多面鏡）の回転速度制御を開始する。一定速度で回転する回転多面体により偏向されるレーザビームを受光して、同期センサが水平同期信号を発生すると、タイミング計測手段が１つの同期センサから出力される水平同期信号の出力に同期して残る各同期センサから出力される水平同期信号出力タイミング差を基準周波数信号に基づいて計測する。そして、この計測された各水平同期信号出力タイミング差に基づいて、位相調整手段がＰＬＬ制御手段に供給する基準周波数信号の位相を調整する。これにより、位相ずれを画素単位距離間内で微細に調整でき、レーザビームの各感光ドラム（像担持体）上のトップ走査ラインずれを最小に設定することができる。
【００１０】
また例えば、特開平２−１７０１１０号公報では、各回転多面鏡に偏向される各光ビームをそれぞれ受光して各ビームの位相差を検知する検知手段と、この検知手段により検知される位相差に基づいて、少なくとも１つの回転多面鏡と残る各回転多面鏡との位相角差を相殺するように、各回転多面鏡を等速回転させる駆動手段の回転位相角を前記１つの回転多面鏡に従属して個別に制御する位相制御手段とを備えた光ビーム走査装置が開示されている。
【００１１】
この装置によれば、各駆動手段により各回転多面鏡が始動されて定速回転に到達したら、検知手段が各回転多面鏡により偏向される各光ビームをそれぞれ受光して各光ビームの位相差を検知し、この位相差情報が位相制御手段に送出される。この位相制御手段は検知された位相差に基づいて少なくとも１つの回転多面鏡と残る各回転多面鏡との位相差が相殺されるように各駆動手段の回転位相角を個別、かつ１つの回転多面鏡に従属させて制御し、各回転多面鏡から像担持体に偏向走査される各光ビームの書き出し位置を一致させることができる。
【００１２】
また、上記特開平２−１７０１１０号公報には、次のような２ビーム方式の実施例が開示されている。前記検出手段及び前記位相制御手段を兼ねた回転位相同期制御装置は、前記光ビーム検出手段としての第１レーザピーム検知器からの出力信号である第１のビームデイテクトパルス信号と、同じく光ビーム検出手段としての第２レーザビーム検知器からの出力信号である第２のビームデイテクトパルス信号とが位相差をもって送出されてくると、その位相差を内部カウンタ回路などの計時手段により測定し、回転基準信号発生手段としての基準信号発生器から出力されている複数の基準信号のうち、前記測定された位相差に近い位相を発生させる基準信号を選択スイッチで選択して第２の回転多面鏡の回転駆動を制御する回転駆動制御手段としての第２位相同期制御部に送出する。これにより、前記駆動手段としての第１及び第２モータは、前記測定された位相差を発生させる基準信号を用いて前記第２位相同期制御部及び第１の回転多面鏡の回転駆動を制御する第１位相同期制御部で位相同期制御が行われ、以後の第１及び第２のビームディテクトパルス信号の位相はほぼ同位相となり、第１及び第２の回転多面鏡のビーム反射面が同位相となる。従って、第１及び第２の回転多面鏡から像担持体としての感光体ドラムに偏向走査される各光ビームによる画像書き出し位置が一致するようになる。
【００１３】
また例えば、特開平５−２２７３８３号公報では、基準となる回転多面鏡の駆動手段であるスキャナーモータからの基準書き出し位置検知信号及び残りの回転多面鏡のスキャナーモータからの書き出し位置検知信号を、判断手段としてのマイクロプロセッサに取り込み、前記基準書き出し位置検知信号に対する他の書き出し位置検知信号の時間ずれを判断し、その判断結果に基づいて前記残りの回転多面鏡のスキャナーモータに対して、そのモータの回転速度を増減させる位相制御信号を供給するものが開示されている。この構成により、前記基準となる回転多面鏡による書き出し位置に対して前記残りの回転多面鏡による書き出し位置を一致させ、副走査方向の位置ずれを補正している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記各回転多面鏡の回転位相を制御する位相制御を行う従来の装置で用いられる回転多面鏡は、その駆動手段の駆動ムラによって微小ながら回転ムラが発生している。この回転ムラは、前記駆動手段及びそれを制御する回転駆動制御手段等における温度上昇、経時劣化によって大きくなっていく傾向にある。また、前記回転多面鏡に形成されている光反射面の回転方向の長さも、微小ながらばらついている。このような回転多面鏡の回転ムラや光反射面の長さのばらつきがあると、基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と残りの回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との時間差もばらついてしまうと考えられる。
【００１５】
また、上記従来の装置の位相制御では、複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応した光ビーム検出信号に基づいて、残りの各回転多面鏡による画像書込位置を制御するように光ビーム発生手段を制御することにより、前記基準となる回転多面鏡による画像書込位置に対して前記残りの各回転多面鏡による画像書込位置を一致させるように位相制御している。例えば、基準回転多面鏡に対応した光ビーム検出信号からの出力信号をそれぞれ所定回数検知したところで、前記残りの回転多面鏡による画像書き込みを開始するように光ビーム発生手段を制御する。従って、画像書込動作期間等の位相制御を行っていない期間に、前述のように光ビーム検出手段の出力信号の時間差がばらつくと、基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号を受けた後、残りの回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号を受けるまでの時間が、この出力信号の周期に近い時間分だけ突然変化し、１走査ピッチに近い副走査方向の画像ずれが突然発生するおそれがある。
【００１６】
この副走査方向の画像ずれを、図１７（ａ）及び（ｂ）に示した位相制御前及び位相制御後における光ビーム検出手段の出力信号のタイムチャートの具体例で説明する。この具体例では、光ビーム発生手段としてのレーザや回転多面鏡等からなるレーザ走査ユニットを２組備えており、レーザが点灯し、回転多面鏡が等速回転することにより、図１７（ａ）のように各回転多面鏡に対応した光ビーム検出手段から出力信号（前述の従来例では、書き出し位置検知信号、水平同期信号又はディテクタパルス信号と呼ばれている。）ＤＰ１，ＤＰ２が出力される。ここで、出力信号ＤＰ１を基準とし、それに対する他の出力信号ＤＰ２の時間差（タイミング差）を計測するわけであるが、基準の出力信号ＤＰ１に対して他の出力信号ＤＰ２が図中の一点鎖線で示すようにＴ４の２倍だけ時間差が変動するとし、計測した時間差を図２のようにＴ１とする。このような条件下で時間差Ｔ１に基づいた従来の位相制御を行うと、各出力信号のタイムチャートは図１７（ｂ）のようになる。この位相制御後において、基準の出力信号ＤＰ１に対して他の出力信号ＤＰ２がＴ４の２倍だけ時間差が変動するので、例えば、出力信号ＤＰ２がｂの位置にあるとすると、２組のレーザ走査ユニットの回転多面鏡の光反射面の向き（面位相）が合っていて、画像ずれのない画像が得られる。また、出力信号ＤＰ２がｃの位置に変動したときは、基準の出力信号ＤＰ１に対する他の出力信号ＤＰ２の時間差がＴ４分だけずれ、その分だけ画像ずれが生じる。そして、出力信号ＤＰ２がａの位置に変動すると、回転多面鏡の光反射面の向き（面位相）は上記ｃの位置にずれた場合と同様にＴ４分だけずれているだけであるが、出力信号の周期に近い時間分だけ変化し、１走査ピッチに近い画像ずれ（カラー画像を形成する場合は色ずれ）が突然生じることになる。より正確にいうと、（１ライン書込時間−Ｔ４）だけ画像ずれ（色ずれ）が生じることになる。
【００１７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、各回転多面鏡間の回転位相をほぼ一致させるように調整する位相制御を所定のタイミングで行う光ビーム走査装置であって、各回転多面鏡の回転位相差による画像ずれ量をできる限り少なくするとともに、前記位相制御を行っていない期間に回転多面鏡の回転ムラ等による副走査方向の画像ずれが突然発生するのを防止することができる光ビーム走査装置を提供することである。
【００１８】
【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の発明は、光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを像担持体に偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転基準信号及び前記回転位置検出手段の出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する回転駆動制御手段と、前記回転多面鏡により偏向走査された光ビームを走査経路上の所定位置で検出する光ビーム検出手段とを複数組備え、前記各回転多面鏡に対応させて前記回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段と、前記複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と、残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との間の時間差を算出し、その時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対して前記残りの各回転多面鏡の回転位相がほぼ一致するように前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御手段と、前記各光ビーム検出手段の出力信号に基づいて各主走査方向における光ビーム走査を開始するとともに、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に基づいて、前記残りの各回転多面鏡で偏向走査される光ビームによる副走査方向の画像書き込みを開始するように、前記光ビーム発生手段を制御する光ビーム発生制御手段とを備えた光ビーム走査装置において、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差を複数回算出するとともに、その複数の時間差の最小値である最小時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御することを特徴とするものである。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の光ビーム走査装置において、画像書込待機時に、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差をある周期で算出し、その時間差が予め規定した時間差よりも大きくなったときに、そのときの時間差に基づく位相制御を行うことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項３の発明は、光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを像担持体に偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転基準信号及び前記回転位置検出手段の出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する回転駆動制御手段と、前記回転多面鏡により偏向走査された光ビームを走査経路上の所定位置で検出する光ビーム検出手段とを複数組備え、前記各回転多面鏡に対応させて前記回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段と、前記複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と、残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との間の時間差を算出し、その時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対して前記残りの各回転多面鏡の回転位相がほぼ一致するように前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御手段と、前記各光ビーム検出手段の出力信号に基づいて各主走査方向における光ビーム走査を開始するとともに、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に基づいて、前記残りの各回転多面鏡で偏向走査される光ビームによる副走査方向の画像書き込みを開始するように、前記光ビーム発生手段を制御する光ビーム発生制御手段とを備えた光ビーム走査装置において、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差を複数回算出し、その複数の時間差から変動幅を求め、前記複数の時間差のいずれか一つから前記変動幅を引いた減算値に基づいて、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項４の発明は、光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを像担持体に偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転基準信号及び前記回転位置検出手段の出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する回転駆動制御手段と、前記回転多面鏡により偏向走査された光ビームを走査経路上の所定位置で検出する光ビーム検出手段とを複数組備え、前記各回転多面鏡に対応させて前記回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段と、前記複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と、残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との間の時間差を算出し、その時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対して前記残りの各回転多面鏡の回転位相がほぼ一致するように前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御手段と、前記各光ビーム検出手段の出力信号に基づいて各主走査方向における光ビーム走査を開始するとともに、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に基づいて、前記残りの各回転多面鏡で偏向走査される光ビームによる副走査方向の画像書き込みを開始するように、前記光ビーム発生手段を制御する光ビーム発生制御手段とを備えた光ビーム走査装置において、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差を算出し、その時間差から予め測定して記憶している前記時間差の変動幅を引いた減算値に基づいて、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項３又は４の光ビーム走査装置において、電源ＯＮ時に前記減算値に基づく前記回転基準信号発生手段の制御を行った後、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差をある周期で複数回算出し、その複数の時間差のいずれか一つが予め規定した時間差よりも大きくなったとき又はその複数の時間差から求めた変動幅が前回の位相制御に用いた変動幅よりも大きくなったとき、画像書込中でなければ、そのときの時間差から変動幅を引いた減算値に基づいて、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御を行うことを特徴とするものである。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項３の光ビーム走査装置において、前記位相制御に用いる時間差として、前記複数の時間差の最大値を用いることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項７の発明は、光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを像担持体に偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転基準信号及び前記回転位置検出手段の出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する回転駆動制御手段と、前記回転多面鏡により偏向走査された光ビームを走査経路上の所定位置で検出する光ビーム検出手段とを複数組備え、前記各回転多面鏡に対応させて前記回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段と、前記複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と、残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との間の時間差を算出し、その時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対して前記残りの各回転多面鏡の回転位相がほぼ一致するように前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御手段と、前記各光ビーム検出手段の出力信号に基づいて各主走査方向における光ビーム走査を開始するとともに、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に基づいて、前記残りの各回転多面鏡で偏向走査される光ビームによる副走査方向の画像書き込みを開始するように、前記光ビーム発生手段を制御する光ビーム発生制御手段とを備えた光ビーム走査装置において、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御し、前記時間差に基づく位相制御を前記画像書込動作中に行わないようにし、且つ前記時間差に基づく位相制御を行っている間は画像書込動作を禁止した画像書込待機状態にすることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１乃至７の発明においては、各駆動手段で回転駆動された各回転多面鏡により、各光ビーム発生手段で発生した光ビームをそれぞれ対応する像担持体に偏向走査する。
また、各回転位置検出手段により、前記各回転多面鏡の回転位置を検出し、回転駆動制御手段により、回転基準信号発生手段で発生した回転基準信号及び前記各回転位置検出手段の出力信号に基づいて、前記出力信号の周波数及び位相が前記回転基準信号の周波数及び位相に一致して前記各回転多面鏡が等速回転するように前記各駆動手段を制御する。
更に、各光ビーム検出手段により、前記各回転多面鏡により走査偏向された光ビームを各走査経路上の所定位置で検出し、光ビーム発生制御手段で光ビーム発生手段を制御し、前記各光ビーム検出手段の出力信号に基づいて各主走査方向における光ビーム走査を開始するとともに、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に基づいて、前記残りの各回転多面鏡で偏向走査される光ビームによる副走査方向の画像書き込みを開始することにより、主走査方向の画像の書き込み開始位置を所定位置に合わせるとともに、副走査方向の画像の書き込み開始位置を１走査ピッチの精度で所定位置に合わせる。
また更に、位相制御手段で前記回転基準信号発生手段を制御して、前記複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と、残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との間の時間差を算出し、その時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対して前記残りの各回転多面鏡の回転位相をほぼ一致させることにより、副走査方向の画像の書き込み開始位置を１走査ピッチ以下の精度で所定位置に合わせる。
【００２７】
そして、前記回転基準信号発生手段を制御して、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるようにすることにより、次の位相制御までの期間内において、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差すなわち画像ずれ量に対応した時間差をできるだけ短くするとともに、前記画像ずれ量に対応した時間差が前記出力信号の１周期に近い時間分だけ突然長くならないようにする。
【００２８】
特に、請求項１の発明では、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差を複数回算出し、その複数の時間差の最小値である最小時間差に基づいて、その最小値をゼロにする方向に前記回転基準信号発生手段を制御することにより、前記画像ずれ量に対応した時間差をできるだけ短くするとともに、前記画像ずれ量に対応した時間差が前記出力信号の１周期に近い時間分だけ突然長くならないようにする。
【００２９】
また特に、請求項２の発明では、請求項１の光ビーム走査装置において、画像書込待機時に、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差をある周期で算出し、その時間差が予め規定した時間差よりも大きくなったときに、そのときの時間差の最小値に基づく位相制御を行うことにより、前記時間差が通常の変動だけでなく経時的に変化しようとする場合でも、前記画像ずれ量に対応した時間差をできるだけ短くするとともに、前記画像ずれ量に対応した時間差が前記出力信号の１周期に近い時間分だけ突然長くならないようにする。
【００３０】
また特に、請求項３の発明では、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差を複数回算出し、その複数の時間差から変動幅を求め、前記複数の時間差のいずれか一つから前記変動幅を引いた減算値に基づいて、その減算値をゼロにする方向に前記回転基準信号発生手段を制御することにより、前記画像ずれ量に対応した時間差をできるだけ短くするとともに、前記画像ずれ量に対応した時間差が前記出力信号の１周期に近い時間分だけ突然長くならないようにする。
【００３１】
また特に、請求項４の発明では、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差を算出し、その時間差から予め測定して記憶している前記時間差の変動幅を引いた減算値に基づいて、その減算値をゼロにする方向に前記回転基準信号発生手段を制御することにより、前記画像ずれ量に対応した時間差をできるだけ短くするとともに、前記画像ずれ量に対応した時間差が前記出力信号の１周期に近い時間分だけ突然長くならないようにする。
【００３２】
また特に、請求項５の発明では、請求項３又は４の光ビーム走査装置において、前記減算値に基づく位相制御を電源ＯＮ時に行った後、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差をある周期で複数回算出し、その複数の時間差のいずれか一つが予め規定した時間差よりも大きくなったとき又はその複数の時間差から求めた変動幅が前回の位相制御に用いた変動幅よりも大きくなったとき、画像書込中でなければ、次のような位相制御を行う。すなわち、そのときに画像書込中でなければ、そのときの時間差から変動幅を引いた減算値に基づいて、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御する。この制御により、前記時間差が通常の変動だけでなく経時的に変化しようとする場合でも、前記画像ずれ量に対応した時間差をできるだけ短くするとともに、前記画像ずれ量に対応した時間差が前記出力信号の１周期に近い時間分だけ突然長くならないようにする。
【００３３】
また特に、請求項６の発明では、請求項３の光ビーム走査装置において、前記複数の時間差の最大値から前記変動幅を引いた減算値に基づいて、その減算値をゼロにする方向に前記回転基準信号発生手段を制御することにより、前記画像ずれ量に対応した時間差がより短くなるようにする。
【００３４】
また特に、請求項７の発明では、前記時間差に基づく位相制御を前記画像書込動作中に行わないようにし、且つ前記時間差に基づく位相制御を行っている間は画像書込動作を禁止した画像書込待機状態にすることにより、画像書込動作中に前記画像ずれ量に対応した時間差が突然変化しないようにする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置としての４ドラム方式のカラーレーザビームプリンタ（以下「カラープリンタ」という）に用いる光ビーム走査装置に適用した実施形態について説明する。
〔実施形態１〕
図１は本実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す斜視図である。このカラープリンタは４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために４組の画像形成部等を備えている。各画像形成部は、像担持体としての感光体ドラム１、帯電チャージャ２、光ビーム走査ユニット３、現像ユニット４、転写チャージャ５とを備え、通常の電子写真プロセスである帯電、露光、現像、転写プロセスを行い、転写ベルト６で矢印Ａ方向に搬送されている記録紙７に１色目の画像を転写し、次に２色目、３色目、４色目の順に画像を転写することにより、４色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙７上に形成することができる。
【００３６】
図２は上記レーザビーム走査ユニット３の光学系の説明図であり、図３は上記レーザビーム走査ユニット３を４組備えた光ビーム走査装置の制御系のブロック図である。ここで、図３中の符号のかっこ内の数値は、その構成要素が属するレーザー走査ユニットの組数を示している。
本カラープリンタの光ビーム走査装置の各レーザ走査ユニット３は、光ビーム発生手段としてのレーザ光源（ＬＤ）８と、レーザ光源８からのレーザビームを感光体ドラム１に偏向走査する回転多面鏡としてのポリゴンミラー９と、ポリゴンミラー９を矢印Ｂ方向に回転駆動する駆動手段としてのポリゴンモータ１０と、ポリゴンミラー９の回転位置を検出する回転位置検出手段としてのホール素子１１と、後述の回転基準信号発生手段で発生した回転基準信号及びホール素子１１の出力信号に基づいてポリゴンミラー９が等速回転するようにポリゴンモータ１０を制御する回転駆動制御手段としてのモータドライバ（ＰＬＬ制御部）１２と、ポリゴンミラー９で走査偏向されたレーザビームを走査開始位置で検出する光ビーム検出手段としてのレーザビーム検知器１３と、レーザビーム検知器１３の出力信号に基づいてレーザ光源８を制御する光ビーム発生制御手段としてのコントローラ１４等を備えている。
【００３７】
上記各レーザ光源８からのレーザビームは、色分解された画像情報に基づいて作動するレーザドライバ（不図示）によりＯＮ／ＯＦＦ制御されながら、ポリゴンモータ１０で回転駆動されたポリゴンミラー９で偏向走査され、レンズを通って感光体ドラム１表面に照射される。また、レーザ光源８からのレーザビームの走査範囲（図２中のＬＤ走査範囲）の端（走査開始位置）にはビーム検知用ミラー１３ａが設けてあり、そのミラー１３ａで反射されたレーザービームが上記レーザビーム検知器１３で検知され、ビームディテクトパルス信号としてコントローラ１４に出力される。また、上記ホール素子１１からはポリゴンミラー９の回転に応じた周波数でＯＮ／ＯＦＦする繰り返しパルス信号が上記モータドライバ（ＰＬＬ制御部）１２に出力される。
【００３８】
また、上記光ビーム走査装置は各ポリゴンミラー９（１）〜９（４）に対応した複数の回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段及びその制御手段を備えている。この回転基準信号発生手段は、図３に示すように基準信号発生器１５と４組の回転基準信号発生部１６（１）〜１６（４）と、３組のセレクタ１７（２）〜１７（３）とにより構成され、また、その位相制御手段としては上記コントローラ１４を用いている。このコントローラ１４はレーザ光源８及び上記セレクタ１７の制御の他、上記ポリゴンモータ１０の等速回転のチェックや後述のディテクタパルス信号の時間差の測定等にも用いている。
【００３９】
ところで、上記構成の光ビーム走査装置を備えたカラープリンタでカラー画像を形成する際、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎に独立に作成した画像を記録紙上の正確な位置に重ね合わせる必要がある。各色の画像を記録紙上の正確な位置に重ね合わせるためには、感光体ドラム１上の各色に対応したレーザビームによる主走査方向及び副走査方向の書き込み開始位置が正確に調整されていなければならない。主走査方向の調整については、レーザビームの走査開始位置を常に上記レーザビーム検知器１３で検出して、記録画像データの書き込みタイミングを各色で調整することにより、プリンタ内の光ビーム走査装置と感光体ドラム１との相対的な位置関係が各色で完全に一致していなくても、各色の画像を重ね合わせた場合に色ずれを起こさないようにしている。一方、上記副走査方向の調整については、感光体ピッチ（図１のＬ）を走査ピッチの整数倍に保ち、レーザ走査開始位置を常にレーザビーム検知器１３で検出して、記録画像データの書き込みタイミングを上記コントローラ１４で制御することにより、各ポリゴンミラーを同一の走査周波数の回転基準信号に基づいて駆動して各色の画像形成を行い、各色の画像を重ね合わせた場合に色ずれを起こさないようにしている。
【００４０】
しかし、上記レーザビーム走査の制御を行う場合に同一位相を有する回転基準信号を各ポリゴンミラー９の回転駆動に用いると、副走査方向の１走査ピッチ以下（画像分解能３００ｄｐｉの場合で８４．６７μｍ以下）の色ずれが発生するおそれがあるので、本実施形態の光ビーム走査装置では、各ポリゴンミラー９を回転駆動するポリゴンモータ１０の回転位相を制御して、各ポリゴンミラー９の面位相を一致させて、上記色ずれを補正している。
【００４１】
図４は上記ポリゴンモータの回転位相制御のフローチャートであり、図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ位相制御前の各回転基準信号及び各レーザビーム検知器１３の出力信号のタイムチャートであり、図６（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ位相制御後の各回転基準信号及び各レーザビーム検知器１３の出力信号のタイムチャートである。
カラープリンタの電源スイッチをＯＮすると、ポリゴンモータ１０に電力が供給され、回転基準信号発生部１６（１）から出力された所定周波数の回転基準信号／ＰＣＬＫ１（図５（ａ）参照）がモータドライバ（ＰＬＬ制御部）１２（１）に供給されるとともに、回転基準信号発生部１６（１）からの回転基準信号／ＰＣＬＫ１を選択するようにセレクタ１７（２）〜１７（４）がコントローラ１４で制御され、この回転基準信号／ＰＣＬＫ１が回転基準信号／ＰＣＬＫ２〜／ＰＣＬＫ４（図５（ａ）参照。／ＰＣＬＫ３，／ＰＣＬＫ４は図示していないが／ＰＣＬＫ２と同様である。）として残りの各モータドライバ（ＰＬＬ制御部）１２（２）〜１２（４）に供給される（ステップ１）。そして、コントローラ１４から各モータドライバ（ＰＬＬ制御部）１２（１）〜１２（４）にＯＮ信号が送出されると、各ポリゴンモータ１０（１）〜１０（４）が回転し、ポリゴンモータ１０が等速回転すると、各モータドライバ（ＰＬＬ制御部）１２（１）〜１２（４）からコントローラ１４にモータロック信号が送出される（ステップ２〜４）。
【００４２】
次に、上記各ポリゴンモータ１０が等速回転すると、各レーザ光源８が点灯する（ステップ５）。この場合、図２のビーム検知用ミラー１３ａの部分をレーザビームが通過するときだけ各レーザ光源８を点灯させれば良い。このレーザ光源８の点灯により、各レーザビーム検知器１３（１）〜１３（４）からコントローラ１４にビームディテクトパルス信号ＤＰ１〜ＤＰ４が送出される（ステップ６）。例えば、図５（ｂ）に示すように、レーザビーム検知器１３（１）から信号ＤＰ１、レーザビーム検知器１３（２）から信号ＤＰ２が出力される。以下、残りのビームディテクトパルス信号ＤＰ３，ＤＰ４については、ＤＰ２と同様に考えることができるので省略する。また、ビームディテクトパルス信号ＤＰ１に対するＤＰ２の時間差がＴ５の幅で変動している場合を想定する。
【００４３】
本実施形態では、ポリゴンミラー９（１）及びポリゴンモータ１０（１）を基準にして上記位相制御を行うので、コントローラ１４において、各ビームディテクトパルス信号ＤＰ１，ＤＰ２のパルスの立ち上がりを検出し、上記信号ＤＰ１のパルス立ち上がりから残りの信号ＤＰ２のパルス立ち上がりまでの時間差Ｔ１を算出し、その算出した時間差を記憶する（ステップ７，８）。このようなビームディテクトパルス信号の検出、時間差の算出及び記憶をある決められた回数（ｎ回）だけ繰り返して行う（ステップ６〜９）。そして、上記記憶した複数の時間差の最小値を選択する（ステップ１０）。図５（ｂ）の例では時間差Ｔ２を選択する。そして、選択した時間差Ｔ２を回転基準信号発生部１６（２）に入力するためのデータに変換して（ステップ１１）、時間差Ｔ２から変換したデータを回転基準信号発生部１６（２）に入力する（ステップ１２）。
【００４４】
回転基準信号発生部１６（２）では、上記コントローラ１４から送出されてきたデータ及び上記基準信号発生器１５から送出されてきた基準信号に基づいて、図６（ａ）に示すように上記時間差Ｔ２だけ位相がずれた新たな回転基準信号／ＰＣＬＫ２が出力される（ステップ１３）。この回転基準信号／ＰＣＬＫ２はセレクタ１７（２）に送出され、コントローラ１４からの切替信号により、セレクタ１７（２）では信号／ＰＣＬＫ１から信号／ＰＣＬＫ２へ回転基準信号が切り替わり、モータドライバ（ＰＬＬ制御部）１２（２）に送出される（ステップ１４，１５）。
【００４５】
そして、モータドライバ（ＰＬＬ制御部）１２（１）では、回転位置検出用のホール素子１１から出力された回転位置検知信号と回転基準信号発生部１６（２）から出力された回転基準信号／ＰＣＬＫ２とに基づいてＰＬＬ制御が行われ、ポリゴンモータの位相制御が行われて再度各ポリゴンモータ１０（２）が等速回転するようになる。ポリゴンモータ１０（２）が等速回転するとモータロック信号が検出される（ステップ１６）。
【００４６】
図６（ｂ）は上記位相制御後のディテクトパルス信号ＤＰ１，ＤＰ２を示している。図５（ｂ）に示す位相制御前では最大（Ｔ２＋Ｔ５）分だけずれていたものが、最大Ｔ５分だけのずれになることが分かる。なお、上記位相制御では、ディテクトパルス信号ＤＰ１に対するＤＰ２の時間差に基づいてポリゴンミラー９（２）の回転位相を制御する場合について説明したが、残りのポリゴンミラー９（３），９（４）の回転位相についても、ディテクトパルス信号ＤＰ１に対するＤＰ３，４の時間差に基づいて同様に制御することができる。また、上記ディテクトパルス信号の検出及びその時間差の算出の回数は、できるだけ多い方が良い。
【００４７】
図７は、上記光ビーム走査装置を用いた画像書込制御のフローチャートである。この画像書込制御は、上記図４の位相制御が終了してから行われることになる。本実施形態では、上記基準のポリゴンミラー９（１）に対応したビームディテクトパルス信号ＤＰ１を、各レーザ走査ユニット３による画像書込開始信号に用いている。
図７において、カラープリンタの操作部又は外部コントロール部（ホスト）から画像書込開始の指令信号が送られてくると、コントローラ１４は基準のビームディテクトパルス信号ＤＰ１のカウントを開始する（ステップ１）。そして、この信号ＤＰ１の入力開始により、１色目の画像の書込を開始し、信号ＤＰ１をライン同期信号として１ラインずつ感光体ドラム１上に書き込んでいく（ステップ２，３）。上記信号ＤＰ１が規定ライン数（書込ライン数）カウントされたら、そのラインで１色目の画像の書込を終了する（ステップ４，５）。
【００４８】
ここで、１色目のレーザ走査ユニットと２色目のレーザ走査ユニットとの間の感光体ピッチＬは走査ピッチのｍ倍（ｍは整数）、１色目のレーザ走査ユニットと３色目のレーザ走査ユニットとの間の感光体ピッチＬは走査ピッチの２ｍ倍、１色目のレーザ走査ユニットと４色目のレーザ走査ユニットとの間の感光体ピッチＬは走査ピッチの３ｍ倍であるとする。
【００４９】
上記基準のビームディテクトパルス信号ＤＰ１のカウント数が（ｍ＋１）となったとき、２色目のビームディテクトパルス信号ＤＰ２のカウントを開始する（ステップ６，７）。そして、この信号ＤＰ２の入力開始により、２色目の画像の書込を開始し、信号ＤＰ２をライン同期信号として１ラインずつ感光体ドラム１上に書き込んでいく（ステップ８，９）。そして、上記信号ＤＰ２が規定ライン数（書込ライン数）カウントされたら、信号ＤＰ２のカウントを終了し、そのラインで２色目の画像の書込を終了する（ステップ１０〜１２）。
【００５０】
また、上記基準のビームディテクトパルス信号ＤＰ１のカウント数が（２ｍ＋１）となったとき、３色目のビームディテクトパルス信号ＤＰ３のカウントを開始する（ステップ１３，１４）。そして、この信号ＤＰ３の入力開始により、３色目の画像の書込を開始し、信号ＤＰ３をライン同期信号として１ラインずつ感光体ドラム１上に書き込んでいく（ステップ１５，１６）。そして、上記信号ＤＰ３が規定ライン数（書込ライン数）カウントされたら、信号ＤＰ３のカウントを終了し、そのラインで３色目の画像の書込を終了する（ステップ１７〜１９）。
【００５１】
また、上記基準のビームディテクトパルス信号ＤＰ１のカウント数が（３ｍ＋１）となったとき、４色目のビームディテクトパルス信号ＤＰ４のカウントを開始する（ステップ２０，２１）。そして、この信号ＤＰ４の入力開始により、４色目の画像の書込を開始し、信号ＤＰ４をライン同期信号として１ラインずつ感光体ドラム１上に書き込んでいく（ステップ２２，２３）。そして、上記信号ＤＰ４が規定ライン数（書込ライン数）カウントされたら、信号ＤＰ４のカウントを終了し、そのラインで４色目の画像の書込を終了する（ステップ２４〜２６）。
【００５２】
以上、本実施形態では、基準となる１色目の画像に対応したビームディテクトパルス信号ＤＰ１がそれぞれ所定回（ｍ＋１，２ｍ＋１，３ｍ＋１）検出された直後に検出されるビームディテクトパルス信号ＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４により、２色目〜４色目の画像書込を開始することにより、副走査方向において各画像をの１走査ピッチ単位で重ね合わせ、各画像の色ずれが発生しないようにしている。
【００５３】
また、上記画像書込の開始の制御を行っているため、常にビームディテクトパルス信号ＤＰ１の直後に残りの信号ＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４が検出されることにより、画像全体にわたって１走査ピッチ単位での画像の重ね合わせが行われるようになっているが、本実施形態では、前述の位相制御により、各ポリゴンミラー９の回転ムラ等によって上記信号ＤＰ１に対する残りの信号ＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４の時間差が変動しても、常に上記ＤＰ１対して信号ＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４が同時又は遅れて出力されるようになるので、画像書込動作中に１走査ピッチに近い色ずれが突然発生するのを防止できる。
【００５４】
また、前述の位相制御により、１走査ピッチ以下の色ずれは、上記ビームディテクトパルス信号ＤＰ１に対する信号ＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４の時間ずれの変動幅Ｔ５に相当する分だけしか発生しない。
【００５５】
〔実施形態２〕
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態に係る光ビーム走査装置の光学系、制御系は、上記図２及び図３の構成と同様とする。
図８は本実施形態に係るポリゴンモータの回転位相制御のフローチャートである。上記実施形態１における位相制御と異なるのは、電源ＯＮ後の１回目の位相制御が終了してモータロック信号を検出した後も、上記ディテクトパルス信号から時間差を算出してその値と予め規定した時間差と比較し、その結果に基づいて位相制御を行なっている点である。
【００５６】
以下、１回目の位相制御後のモータロック信号を検出してからの制御フローについて説明する。１回目の位相制御でモータロック信号を検出したら（ステップ１６）、画像書込可能（ＲＥＡＤＹ）状態となるが、その後もディテクトパルス信号ＤＰ１〜４の検出及び時間差（図５（ｂ）のＴ１，Ｔ２，Ｔ３等）の算出をｎ回続け、その複数の時間差の最小値Ｔ２を選出する（ステップ１７〜２１）。そして、その時間差データ（最小値）が、予め規定した時間差データよりも大きくなった場合、画像書込中でなければ、上記実施形態１で説明したデータの変換以降の動作を行い、同様の位相制御を行う（ステップ２２〜２９）。そして、以上の動作を繰り返し行う。ここで、新たに算出された時間差データ（最小値）が予め規定した時間差データ以下の場合や、画像書込動作中の場合は、上記ディテクトパルス信号ＤＰ１〜４の検出及び時間差の算出を繰り返し行うことになる。
【００５７】
なお、図８のフローチャートでは、ディテクトパルス信号ＤＰ１に対するＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４の時間差に基づいてポリゴンミラー９（２）〜９（４）の位相制御が同時に行われるように示されているが、すべてパラレルで処理されている。よって、ディテクトパルス信号ＤＰ１と残りの信号ＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４との時間差の最小値のひとつだけ、予め規定した時間差データよりも大きくなった場合は、その他は時間差の算出を続けることになり、その大きくなったところだけ位相制御することになる。上記時間差データの規定値は、許容できる色ずれ量から決まり、予め記憶しておき、さらに外部から変更可能としても良い。
【００５８】
本実施形態に係る位相制御によれば、電源ＯＮ時だけでなく、その後継続して上記時間差を算出し、必要に応じて位相制御を実行しているので、経時変化による色ずれの増大を防止できる。
【００５９】
〔実施形態３〕
次に、本発明の更に他の実施形態について説明する。本実施形態に係る光ビーム走査装置の光学系、制御系は、上記図２、図３の構成と同様とする。
図９は本実施形態に係るポリゴンミラーの回転位相制御のフローチャートである。上記実施形態１における位相制御と異なるのは、最小時間差ではなく、ｎ回取り込んだ分の変動幅を算出し、その中の任意の時間差から変動幅を引いたものに基づいて位相制御を行なっている点（図中のステップ１０及び１１）である。
【００６０】
図１０〜図１２はそれぞれ本実施形態３における位相制御後のボリゴンミラー９（１），９（２）の回転基準信号と位相制御後のディテクトパルス信号ＤＰ１、２を示している。位相制御前のＤＰ１とＤＰ２との関係は、図５（ｂ）に示したものとし、そのＤＰ１に対するＤＰ２の時間差の変動幅はＴ５とする。ここで、仮に上記時間差がＴ２だったとすると、回転基準信号／ＰＣＬＫ２は図１０（ａ）に示したように基準の／ＰＣＬＫ１よりＴ２‐Ｔ５だけ位相が進んだものとなり、その結果、図１０（ｂ）のように、最小Ｔ５、最大Ｔ５×２の時間差となり、その分だけ色ずれが生じる（その１）。また、仮に上記時間差がＴ１だったとすると、回転基準信号／ＰＣＬＫ２は図１１（ａ）に示したように基準の／ＰＣＬＫ１よりＴ１−Ｔ５だけ位相が進んだものとなり、その結果、図１１（ｂ）のように、最小Ｔ４、最大Ｔ４＋Ｔ５の時間差となり、その分だけ色ずれが生じる（その２）。また、仮に上記時間差がＴ３だったとすると、回転基準信号／ＰＣＬＫ２は図１２（ａ）に示したように基準の／ＰＣＬＫ１よりＴ３−Ｔ５だけ位相が進んだものとなり、その結果、図１２（ｂ）のように、最小０、最大Ｔ５の時間差となり、その分だけ色ずれが生じる（その３）。
以上、３通りの例を挙げたが、それぞれ色ずれ量に差はあるものの、いずれの場合も、１ライン近い色ずれは生じないことが分かる。
【００６１】
〔実施形態４〕
図１３は、更に他の実施形態に係る位相制御のフローチャートである。この位相制御は、基本的には上記実施形態３の図９に示す制御フローと同じであるが、ディテクトパルス信号ＤＰ１に対する信号ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４の時間差の変動幅をあらかじめ測定して記憶し、その記憶値を制御に用いている点が異なる。この場合は、図１３の制御フローのステップ７，８に示すように、上記時間差のみ算出し、その値からあらかじめ記憶してある変動幅のデータを引いて、その減算値を用いて位相制御することになる。
本実施形態に係る位相制御によれば、変動幅を算出するための機能が不要となるため、コントローラ１４の構成を簡素化することができる。
【００６２】
〔実施形態５〕
次に、本発明の更に他の実施形態について説明する。本実施形態に係る光ビーム走査装置の光学系、制御系は、上記図２、図３の構成と同様とする。
図１４は本実施形態に係るポリゴンミラーの回転位相制御のフローチャートである。本実施形態の位相制御は、基本的には上記実施形態３の制御と同じであるが、上記ディテクトパルス信号から算出した時間差の変動幅を記憶している点（図中のステップ１１）と、電源ＯＮ後の１回目の位相制御が終了してモータロック信号を検出した後も、複数のディテクトパルス信号から算出した時間差の変動幅と前回の値とを比較し、更に複数のディテクトパルス信号から選出した任意の時間差の値と予め規定した時間差とを比較し、その比較結果に基づいて位相制御を行なっている点が、上記実施形態３と異なっている。
【００６３】
図１４において、電源をＯＮした後、１回目の位相制御を行ってモータロック信号が検出されたら、画像書込可能（ＲＥＡＤＹ）状態となる（ステップ１〜１７）。このＲＥＡＤＹ状態になった後も、ディテクトパルス信号ＤＰ１〜４の検出を行い、ｎ回取り込んだ分の変動幅を算出し、複数の時間差の中から任意の時間差を選出する（ステップ１８〜２２）。そして、上記変動幅もしくは上記選出した時間差が前の位相制御で用いて記憶している変動幅、予め規定した時間差よりも大きくなった場合、画像書込中でなければ、その新しい変動幅を記憶し、時間差から変動幅を引いた減算値に基づいて位相制御を行う（ステップ２３〜３１）。変動幅が記憶されている値以下、時間差が規定値以下であった場合や、画像書込動作中の場合は、上記ディテクトパルス信号ＤＰ１〜４の検出からデータの比較までの処理を行う。また、位相制御が終了すれば、再度、上記ディテクトパルス信号ＤＰ１〜４の検出からデータの比較までの処理を行う。
【００６４】
なお、図１４のフローチャートでは、ディテクトパルス信号ＤＰ１に対するＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４の時間差に基づいてポリゴンミラー９（２）〜９（４）の位相制御が同時に行われるように示されているが、すべてパラレルで処理されている。よって、ディテクトパルス信号ＤＰ１と残りの信号ＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４との時間差若しくは変動幅のひとつだけ、予め規定した時間差、記憶されている変動幅と異なった場合は、その他は時間差若しくは変動幅の算出を続けることになり、異なったところだけ位相制御することになる。上記時間差データの規定値は、許容できる色ずれ量から決まり、予め記憶しておき、さらに外部から変更可能としても良い。
【００６５】
本実施形態に係る位相制御によれば、電源ＯＮ時だけでなく、その後継続して上記時間差を算出し、必要に応じて位相制御を実行しているので、経時変化による色ずれの増大を防止できる。
【００６６】
〔実施形態６〕
図１５は、更に他の実施形態に係る位相制御のフローチャートである。この位相制御は、基本的には上記実施形態５の図１４に示す制御フローと同じであるが、検出した複数の時間差から最大の時間差を選出して制御に用いている点が異なる。図５（ｂ）のディテクトパルス信号の例では、Ｔ３が最大時間差となる。
本実施形態に係る位相制御によれば、上記実施形態５の場合に比して、更に色ずれ量を少なくすることができる。
【００６７】
〔実施形態７〕
図１６は、更に他の実施形態に係る位相制御のフローチャートである。この位相制御は、基本的には上記実施形態２の図８の制御フローと同じであるが、位相制御を画像書込動作中に行わないようにし、且つ位相制御中は画像書込を禁止した画像書込待機状態にしている点が異なる。
図１６において、電源をＯＮした後、１回目の位相制御を行ってモータロック信号が検出されたら、画像書込可能（ＲＥＡＤＹ）状態となる（ステップ１〜１６）。このＲＥＡＤＹ状態になった後、画像書込可状態であることを画像書込コントロール部に知らせる（ステップ１７）。さらに最小値Ｔ２を選出して位相制御を行う際に、画像書込不可状態を同じく画像書込コントロール部に知らせ、画像書込待機状態とし、書込開始信号がきても待機していてもらう（ステップ１８〜２５）。そして、位相制御後、モータロック信号が検出されたら、画像書込を開始する（ステップ２６〜３２）。
本実施形態に係る位相制御によれば、位相制御中に画像書込を行うことによる画像の乱れを防止できる。
【００６８】
なお、上記各実施形態においては、本発明に係る光ビーム走査装置をレーザ走査ユニット及び感光体ドラムを４組備えた４ドラム方式のカラープリンターに適用した例について示したが、本発明は、４ドラム方式に限定されることなく、２ドラム、３ドラム、若しくは５ドラム方式にも適用できるものである。更に、感光体ドラム１に対して複数のレーザ走査ユニットを備えたものにも適用できるものである。
【００６９】
また、上記各実施形態においては、本発明に係る光ビーム走査装置をカラープリンターに適用した例について示したが、本発明は、複写機、ファクシミリ等の他の画像形成装置に用いる光ビーム走査装置にも適用できるものである。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１乃至７の発明によれば、次の位相制御までの期間内において、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの画像ずれ量に対応した時間差をできるだけ短くするとともに、前記画像ずれ量に対応した時間差が前記出力信号の１周期に近い時間分だけ突然長くならないようにしている。従って、各回転多面鏡の回転位相差による画像ずれ量をできる限り少なくするとともに、回転多面鏡の回転ムラ等による副走査方向の画像ずれが突然発生するのを防止することができるという効果がある。
【００７１】
特に、請求項２又は５の発明によれば、前記画像ずれ量に対応した時間差が通常の変動だけでなく経時的に変化しようとする場合でも、前記画像ずれ量に対応した時間差をできるだけ短くするとともに、前記画像ずれ量に対応した時間差が前記出力信号の１周期に近い時間分だけ突然長くならないようにしているので、経時的な変化による画像ずれも防止できるという効果がある。
【００７２】
また特に、請求項４の発明によれば、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対する前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号の時間差から、予め測定して記憶している前記時間差の変動幅を引いた減算値に基づいて、前記回転基準信号発生手段を制御しているので、前記時間差を複数回算出し、その複数の時間差から変動幅を更に算出するものに比して、前記変動幅を算出する機能の分だけ位相制御手段の構成を簡素化することができるという効果がある。
【００７３】
また特に、請求項６の発明によれば、前記複数の時間差の最大値から前記変動幅を引いた減算値に基づいて、その減算値をゼロにする方向に前記回転基準信号発生手段を制御することにより、前記画像ずれ量に対応した時間差がより短くなるので、更に画像ずれ量を少なくすることができるという効果がある。
【００７４】
また特に、請求項７の発明によれば、前記時間差に基づく位相制御を前記画像書込動作中に行わないようにし、且つ前記時間差に基づく位相制御を行っている間は画像書込動作を禁止した画像書込待機状態にすることにより、画像書込動作中に前記画像ずれ量に対応した時間差が突然変化しないようにしているので、位相制御中に画像書込を行うことによる画像の乱れを防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す斜視図。
【図２】同カラープリンタのレーザビーム走査ユニットの光学系の説明図。
【図３】同カラープリンタの光ビーム走査装置の制御系のブロック図。
【図４】同光ビーム走査装置における回転位相制御のフローチャート。
【図５】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ位相制御前の回転基準信号及び各レーザビーム検知器の出力信号のタイムチャート。
【図６】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ位相制御後の回転基準信号及び各レーザビーム検知器の出力信号のタイムチャート。
【図７】同光ビーム走査装置による画像書込制御のフローチャート。
【図８】他の実施形態に係る回転位相制御のフローチャート。
【図９】更に他の実施形態に係る回転位相制御のフローチャート。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、同回転位相制御における位相制御後の回転基準信号及びレーザビーム検知器の出力信号の一例を示すタイムチャート。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、同回転位相制御における位相制御後の回転基準信号及びレーザビーム検知器の出力信号の他の一例を示すタイムチャート。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ同回転位相制御における位相制御後の回転基準信号及びレーザビーム検知器の出力信号の更に他の一例を示すタイムチャート。
【図１３】更に他の実施形態に係る回転位相制御のフローチャート。
【図１４】更に他の実施形態に係る回転位相制御のフローチャート。
【図１５】更に他の実施形態に係る回転位相制御のフローチャート。
【図１６】更に他の実施形態に係る回転位相制御のフローチャート。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来例に係る回転位相制御の前及び後におけるレーザビーム検知器の出力信号のタイムチャート。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
３ 光ビーム走査ユニット
８ レーザ光源
９ ポリゴンミラー
１０ ポリゴンモータ
１１ ホール素子
１２ モータドライバ
１３ レーザビーム検知器
１４ コントローラ
１５ 基準信号発生器
１６ 回転基準信号発生部
１７ セレクタ

Claims (7)

1. 光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを像担持体に偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転基準信号及び前記回転位置検出手段の出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する回転駆動制御手段と、前記回転多面鏡により偏向走査された光ビームを走査経路上の所定位置で検出する光ビーム検出手段とを複数組備え、
   前記各回転多面鏡に対応させて前記回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段と、前記複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と、残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との間の時間差を算出し、その時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対して前記残りの各回転多面鏡の回転位相がほぼ一致するように前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御手段と、前記各光ビーム検出手段の出力信号に基づいて各主走査方向における光ビーム走査を開始するとともに、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に基づいて、前記残りの各回転多面鏡で偏向走査される光ビームによる副走査方向の画像書き込みを開始するように、前記光ビーム発生手段を制御する光ビーム発生制御手段とを備えた光ビーム走査装置において、
   前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差を複数回算出するとともに、その複数の時間差の最小値である最小時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御することを特徴とする光ビーム走査装置。
2. 請求項１の光ビーム走査装置において、画像書込待機時に、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差をある周期で算出し、その時間差が予め規定した時間差よりも大きくなったときに、そのときの時間差に基づく位相制御を行うことを特徴とする光ビーム走査装置。
3. 光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを像担持体に偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転基準信号及び前記回転位置検出手段の出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する回転駆動制御手段と、前記回転多面鏡により偏向走査された光ビームを走査経路上の所定位置で検出する光ビーム検出手段とを複数組備え、
   前記各回転多面鏡に対応させて前記回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段と、前記複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と、残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との間の時間差を算出し、その時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対して前記残りの各回転多面鏡の回転位相がほぼ一致するように前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御手段と、前記各光ビーム検出手段の出力信号に基づいて各主走査方向における光ビーム走査を開始するとともに、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に基づいて、前記残りの各回転多面鏡で偏向走査される光ビームによる副走査方向の画像書き込みを開始するように、前記光ビーム発生手段を制御する光ビーム発生制御手段とを備えた光ビーム走査装置において、
   前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差を複数回算出し、その複数の時間差から変動幅を求め、前記複数の時間差のいずれか一つから前記変動幅を引いた減算値に基づいて、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の 出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御することを特徴とする光ビーム走査装置。
4. 光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを像担持体に偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転基準信号及び前記回転位置検出手段の出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する回転駆動制御手段と、前記回転多面鏡により偏向走査された光ビームを走査経路上の所定位置で検出する光ビーム検出手段とを複数組備え、
   前記各回転多面鏡に対応させて前記回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段と、前記複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と、残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との間の時間差を算出し、その時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対して前記残りの各回転多面鏡の回転位相がほぼ一致するように前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御手段と、前記各光ビーム検出手段の出力信号に基づいて各主走査方向における光ビーム走査を開始するとともに、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に基づいて、前記残りの各回転多面鏡で偏向走査される光ビームによる副走査方向の画像書き込みを開始するように、前記光ビーム発生手段を制御する光ビーム発生制御手段とを備えた光ビーム走査装置において、
   前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差を算出し、その時間差から予め測定して記憶している前記時間差の変動幅を引いた減算値に基づいて、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御することを特徴とする光ビーム走査装置。
5. 請求項３又は４の光ビーム走査装置において、
   電源ＯＮ時に前記減算値に基づく前記回転基準信号発生手段の制御を行った後、
   前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されてから、その直後の前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が出力されるまでの時間差をある周期で複数回算出し、その複数の時間差のいずれか一つが予め規定した時間差よりも大きくなったとき又はその複数の時間差から求めた変動幅が前回の位相制御に用いた変動幅よりも大きくなったとき、画像書込中でなければ、そのときの時間差から変動幅を引いた減算値に基づいて、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御を行うことを特徴とする光ビーム走査装置。
6. 請求項３の光ビーム走査装置において、
   前記位相制御に用いる時間差として、前記複数の時間差の最大値を用いることを特徴とする光ビーム走査装置。
7. 光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを像担持体に偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転基準信号及び前記回転位置検出手段の出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する回転駆動制御手段と、前記回転多面鏡により偏向走査された光ビームを走査経路上の所定位置で検出する光ビーム検出手段とを複数組備え、
   前記各回転多面鏡に対応させて前記回転基準信号を発生する回転基準信号発生手段と、前記複数の回転多面鏡のうち基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号と、残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号との間の時間差を算出し、そ の時間差に基づいて、前記基準回転多面鏡に対して前記残りの各回転多面鏡の回転位相がほぼ一致するように前記回転基準信号発生手段を制御する位相制御手段と、前記各光ビーム検出手段の出力信号に基づいて各主走査方向における光ビーム走査を開始するとともに、前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に基づいて、前記残りの各回転多面鏡で偏向走査される光ビームによる副走査方向の画像書き込みを開始するように、前記光ビーム発生手段を制御する光ビーム発生制御手段とを備えた光ビーム走査装置において、
   前記基準回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号に対して、前記残りの各回転多面鏡に対応する光ビーム検出手段の出力信号が同時又は常に遅れて出力されるように、前記回転基準信号発生手段を制御し、
   前記時間差に基づく位相制御を前記画像書込動作中に行わないようにし、且つ前記時間差に基づく位相制御を行っている間は画像書込動作を禁止した画像書込待機状態にすることを特徴とする光ビーム走査装置。

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