JPH08183200A - レーザビームプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザビームプリンタにおけるファーストプ
リントタイムを短縮するとともに、回転多面鏡１０５を
回転駆動するスキャナモータ１０４の故障の特定を簡便
に行う。 【構成】 水平同期信号を得るために走査レーザビーム
を所定位置で検出する手段１１１の出力周期を計数する
カウンタを設け、回転多面鏡１０５の同一面における２
回の検出周期を比較することにより回転多面鏡１０５が
安定して回転していることを判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
に使用する回転多面鏡駆動手段（スキャナモータ）の回
転数検知方法、及び、それを利用したファーストプリン
トタイムの向上に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７に、本発明が対象とするレーザビー
ムプリンタの構成を示す。この図をもとにレーザビーム
プリンタの画像形成動作について説明する。

【０００３】１０１は画像信号（ＶＤＯ信号）で、レー
ザユニット１０２に入力される。１０３は、前記レーザ
ユニット１０２によりオン／オフ変調されたレーザビー
ムである。１０４はスキャナモータで回転多面鏡（ポリ
ゴンミラー）１０５を定常回転させる。１０６は結像レ
ンズでポリゴンミラーによって偏向されたレーザビーム
１０７を被走査面である感光ドラム１０８上に焦点を結
ばせる。

【０００４】したがって、画像信号１０１により変調さ
れたレーザビーム１０７は、感光ドラム１０８上を水平
走査（主走査方向の走査）される。１０９は、ビーム検
出口でスリット状の入射口よりレーザビームを取り入れ
る。この入射口より入ったレーザビームは、光ファイバ
１１０内を通って光電変換素子１１１に導かれる。光電
変換素子１１１により電気信号に変換されたレーザビー
ムは、増幅回路（図示しない）により増幅された後水平
同期信号（以下ＢＤ信号と呼ぶ）となる。１１２は、転
写紙であり、感光ドラム１０８に形成される潜像は、現
像器（図示しない）により可視化されたトナー像とな
り、転写器（図示しない）によって、この転写紙１１２
に転写される。

【０００５】次に画像形成するための制御信号について
図８を用いて説明する。

【０００６】１２１は、画像を形成する転写紙である。
トナー像は、この転写紙１２１上に形成されるが、転写
紙１２１の、ずれ等により形成したトナー像が転写紙１
２１から、はみでることがないようにレーザにより露光
が可能な領域（画像形成領域）１２２を設ける。また、
画像信号１２６を出力するのは、イメージコントローラ
（図示しない）であり、ＢＤ信号などの制御信号を取り
扱う制御部とは別のコントローラや、外部のコンピュー
タであることが多い。このような構成の場合、イメージ
コントローラが非画像領域で画像信号をオンにしても感
光体を露光しないようにするためにも画像形成領域１２
２を設ける。それゆえ、この画像形成領域１２２は、転
写紙１２１のサイズにあわせておのおの異なる大きさを
持つことになる。

【０００７】次に、転写紙１２１上の一主走査線１２３
に相当する画像を形成する際の画像形成信号について説
明する。ＢＤ信号１２４は先に説明した主走査方向の同
期信号で、このＢＤ信号に同期してその他の信号を生成
する。

【０００８】マスク信号１２５は、転写紙１２１上のマ
スク領域１２２に合わせてオン、オフする信号で、これ
により画像情報を有する画像信号１２６を禁止し、画像
形成領域１２２外への露光を禁止する。

【０００９】このようにして、各主走査の画像形成を繰
り返し行うことにより１ページ分の画像を形成する。

【００１０】以上説明した画像形成動作を大きく２つに
分けるとモータを回転させ転写紙を給紙し画像を形成し
て排紙する副走査方向の制御と、マスク信号を発生させ
たりポリゴンミラーを規定の回転数で回転させる主走査
方向の制御とに分けられる。

【００１１】各制御は、副走査が垂直同期信号、主走査
が水平同期信号（ＢＤ信号）に同期して制御されてい
る。

【００１２】つぎに、ファーストプリントタイムについ
て説明する。ファーストプリントタイムとは、プリンタ
の画像形成部がイメージ展開部からプリント指示を受け
て画像形成をし排紙するまでの時間である。この時間
は、プリンタの基本性能の一つとして重要な値である。
このファーストプリントタイムについて図９をもとに説
明する。図９はレーザビームプリンタのファーストプリ
ントタイムの内訳を説明するための図であり縦軸にファ
ーストプリントタイムに関係する事象を記載し、横軸に
時間を取ったものである。

【００１３】各事象はそれぞれ各事象が終ると次の動作
に進むシーケンシャルなものと考えることが出来る。

【００１４】まず、プリンタの画像形成部は、プリント
指示を受け付けると給紙動作に入ると同時にスキャナモ
ータの立ち上げを行う（１３１）。給紙動作は、プリン
タの構成にもよるが、小型のレーザビームプリンタの場
合には、スキャナモータが立ち上がる前に給紙動作を終
了してしまうことが多いために図９のタイミングチャー
ト上には記載してない。（つまり、ファーストプリント
タイムを制約する要因となることはない構成について説
明する）スキャナモータの立ち上げ終了は、スキャナモ
ータのレディ信号をもって判断する。ところがスキャナ
モータは、図１０に示すように回転指示が有り定常回転
数１３５に達した後しばらくは揺らぎを有するものであ
る。そのためにスキャナモータのレディ信号には、目的
の回転数に対して有る幅をもってレディとなるよう設定
されている。そのために、そのレディ信号の出力をもっ
てスキャナモータが正常回転数（画像を形成しても問題
ないくらいの精度での回転数）で回転していると判断す
ることはできない。そこで一定の待ち時間（１３２）を
もって画像形成に遷移する。この一定の待ち時間を有す
ることなく、あるいは十分に待ち時間が確保されていな
い状態で画像形成動作に入ると、画像の水平比率が正常
でないために画像の上部において揺らいだ画像が出力さ
れてしまう。

【００１５】つぎに画像形成動作（１３３）についは、
先に説明したように静電写真プロセスに基づいて画像形
成を行ってその後に排紙動作（定着を含む、用紙を排紙
トレイに搬送する動作）（１３４）を行う。

【００１６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、先
の従来例ではスキャナモータの揺らぎが最大の場合でも
正常な画像が出力されるように十分な余裕を見て待ち時
間を設定する必要があった。

【００１７】そのために、ほとんどの場合スキャナモー
タが正常回転数になっているにもかかわらず（画像が形
成できる状態になっているにもかかわらず）、この待ち
時間のために何もしないで待っているという状態が存在
する。このことは、ファーストプリントタイムを延ばし
てしまう一要因となっていた。

【００１８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、水平
同期信号の期間を監視することによってスキャナモータ
の正常回転を検知し、最短の待ち時間で画像を形成する
ことができるレーザビームプリンタを提供するものであ
る。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）図１をもとに第１の実施例について説明す
る。１６は、レーザビームプリンタのシーケンスを制御
するＣＰＵであり、各種アクチュエータの制御、センサ
による動作状態の監視などを行う。ただし、これらの回
路は本発明に直接関係がないので図１では省略してあ
る。２は、主走査方向の制御信号発生タイミングを書き
込むためのレジスタであり、画像マスク信号４の開始と
終了のタイミングを示すデータ、ＢＤを検出するために
強制的にレーザを発光させるためのアンブランキング信
号５の開始と終了のタイミングを示すデータ、及び外来
ノイズなどの影響で規定範囲外にＢＤ信号が来ても無視
するためのＢＤ許容信号１０の開始と終了のタイミング
を示すデータを格納する。１３は、主走査カウンタであ
りＢＤ信号１４によりリセットされ基準クロックをカウ
ントアップする。このカウント値は、比較器３により先
に述べたレジスタ２の値と比較される。この比較結果が
一致した場合は次段のＪ／Ｋフリップフロップ４、５、
１０を経て制御信号発生部１７へと送られる。１７では
これらの信号からレーザの強制発光信号６及び画像信号
によるレーザの発光を許可するイネーブル信号７をレー
ザドライバへと送る。

【００２０】１１の破線で囲んだ箇所が特に本発明に特
徴的な回路であり、ＢＤ信号１４で、主走査カウンタ１
３をクリアする際に、それと同時にカウント値をレジス
タ１２へとストアする。

【００２１】ＣＰＵ１６へは、ＣＰＵ１６の割り込み端
子８にＢＤ信号が接続されているために、レジスタ１２
の内容が更新されたことを知ることができる。

【００２２】以降、図２のフローチャートをもとにポリ
ゴンミラーが６面の場合のＣＰＵ１６の動作を説明す
る。

【００２３】図２はＣＰＵ１６の割り込み端子８へ割り
込み信号（この場合ＢＤ信号）が入力された場合に実行
する割り込み処理ルーチン（２１）である。

【００２４】まず割り込みが発生するとＣＰＵ１６内の
レジスタＲ（ｉ）を参照する。６面ポリゴンミラーのた
めＣＰＵ内のレジスタは、各面毎のＢＤ周期が格納でき
るようにＲ（１）〜Ｒ（６）の６箇所確保しておく。

【００２５】仮に今ｉ＝１であったとするとＲ（１）と
Ｒ１２の差の絶対値がある一定の値Ｃ以下であるかどう
か判断する（２２）。このＣは予め決めておいた値であ
り、ポリゴンミラーが正常回転と見なせる値である。先
ほどの絶対値がＣより小さい場合にはスキャナモータが
規定回転数であると判断（２３）し、次の画像形成シー
ケンスに移行する。また、絶対値がＣ以上であった場合
には、スキャナが定常状態に達する前の状態であると判
断し、２４へ移る。２４では、ＣＰＵ１６内のレジスタ
に現在のＲ１２の値を確保する。ｉの値は次のＢＤのた
めに＋１加算する（２６）。ここでｉ＝６の場合には、
ｉを１に設定する（２５、２７）。以上の処理を経て、
割り込み処理ルーチンを終了する。

【００２６】ポリゴンミラーの各面毎に比較を行う理由
としては、ポリゴンミラーの面分割精度のバラツキによ
ってスキャナモータが正常に回転していたとしてもＲ１
２にストアされる値が面ごとに異なるためである。

【００２７】本実施例に示すように面ごとにやることに
より面分割精度が悪くても全く影響を受けず回転状態を
検知することが可能となる。

【００２８】（実施例２）次の実施例では、スキャナの
回転数にオーバシュートがある場合についての本発明の
適用例について説明する。ハードウエア構成は図１に示
した構成と同じであるため図１を用いて説明する。レジ
スタ１２に格納されるデータを図３に示す（３２）。上
図がＲ１２に格納されるある面のデータ（６面ポリゴン
ミラーの場合には、Ｒ１２にラッチされるデータは１面
目から６面目までのデータが繰返しラッチされるため、
６回毎のデータ）である。縦軸は上側に行くにしたがっ
てデータ値が大きくなり、下側に行くにしたがってデー
タ値が小さくなる。つまり、上側ではデータ値（主走査
カウンタ１３のカウント値）が大きいためＢＤ周期が長
いことを示す。このことは言い替えるとポリゴンミラー
の回転数が遅いと考えることができる。横軸は、時間を
示しており、右に行くにしたがって時間が経過する。図
に示すように回転数が上がってくるにしたがってデータ
は下がってくる。直線３１は、ポリゴンミラーが規定の
回転数で回転している場合のデータ値を示すラインであ
る。データは、ポリゴンミラーの回転数が上がってくる
と下がるが、図３の上図に示すように規定回転数を過ぎ
ても若干高めの回転数に上がった後に規定回転数に収束
する。

【００２９】一方、下図は上図の隣り合うデータの差分
を取りその絶対値を示したものである。３５にしめすラ
インは、回転が一定回転になった場合に差分が取る値を
示している。

【００３０】図に示すように回転の加速中はラインより
上側を推移し、その後図に示すように収束していく。破
線の３４は、３５に対する許容範囲である。この範囲内
に入っていれば、許容できる回転変動に収まっているこ
とを示す。回転にオーバーシュートがある場合３７に示
すように回転が高い位置で一度定回転になったように差
分データ示してしまう。これを防止するために一度差分
データが３５に一致したから、すぐに規定回転収束した
と判断するのではなく規定回転に相当するデータが連続
してある数だけ続いたことを持って判断する。これによ
り上記誤判断を防止することが可能となる。例えば、連
続して１０回続いて３５の値と一致したことを持って収
束と判断するシーケンスを組めば３７のような過渡状態
は無視することが可能である。

【００３１】（実施例３）先の実施例では、ＢＤ信号１
４が発生される度ごとにＣＰＵ１６に対し割り込みをか
け、ＣＰＵ１６で先に説明した処理を行っていた。この
ＢＤ信号１４が発生する周期は、数百μｓｅｃという単
位であり、処理速度の遅いＣＰＵを使用した場合や、他
に高速で処理しなければならないタスクがあった場合に
はＣＰＵの処理時間を割いてしまうために、ハードウエ
アでこれらの負担を軽くする必要が生じる場合がある。
次の実施例では、先に述べた機能の一部をハードウエア
で行うことによりＣＰＵの負担を軽くする例について説
明する。図４にその構成を示す。先の実施例で説明した
図１と同じ機能を有するものについては同じ番号を付け
てある。これらの回路の中でこの実施例のために追加し
た部分は、４１のＢＤ信号分周回路である。このＢＤ信
号分周回路の詳細について次に説明する。図５は、ＢＤ
分周回路の一構成例である。また、この回路の各部の波
形を図６に示す。この回路の機能としては、ポリゴンミ
ラーが一回転する度に複数回発生するＢＤ信号がそのま
まＣＰＵに送るのではなく、ある面に着目し、その面か
らＢＤ信号がでた場合のみＣＰＵに割り込みをかける。
これによりＣＰＵの負担を軽減させるものである。本実
施例では、ポリゴン面数が６面の場合について説明して
いる。したがってポリゴンミラーの一回転でＢＤ信号１
４が６回発生するがその中の１つをＣＰＵ１６の割り込
み信号へと送るというものである。

【００３２】それでは、図５、図６についてその構成に
ついて説明する。

【００３３】ＢＤ信号分周回路４１は、大きく分けてＢ
Ｄ信号とクロックを同期を取り波形を成形するための波
形成回路５３、６つのＢＤ信号から１つのＢＤ信号を発
生させるための分周回路５４、およびこれらを接続する
ためのフリップフロップ５５よりなる。リセット信号４
２により初期化された後、これらの回路は、基本クロッ
ク４３に同期して動作する。ＢＤ信号４４が波形成形回
路５３に入力されるとＢＤ信号は基本クロック４３に同
期した一定の波形になる。（図６に示すＢＤ信号は、紙
面の都合上、間隔が短く設定してある。実際のレーザビ
ームプリンタでは、ローレベルの時間がこの波形に比べ
て非常に長い。しかし、この回路の動作としては、実際
のレーザビームプリンタと変わりはない。）この波形成
形されたＢＤ信号４７は、フリップフロップ５５を介し
て分周器５４に入力される。分周器５４は、ジョンソン
カウンタを用いたものであり、その詳細については波形
４８〜５１に記載してある。５２が分周後のＢＤ割り込
み信号であり、この信号をＣＰＵ１６の割り込み端子８
に入力することによりＣＰＵ１６の負担を軽減させるこ
とが可能となる。以降、先の実施例に述べたように差分
を取り、スキャナモータの定常回転を検知したことを持
って画像形成のための次のシーケンスへと移行する。

【００３４】（実施例４）先の実施例においては、スキ
ャナモータが一定回転数になったことをいかに早く検知
するかという観点で説明を行ってきた。次の実施例で
は、このハード構成でスキャナモータの異常検知を行う
場合について説明する。図３に示すように回転数が規定
の回転数にならなくとも回転の変動がなくなれば差分の
値は、目標の３５に一致する。しかし、スキャナモータ
の異常によって規定の回転数以外の回転数で定常回転に
なってしまった場合には、システムとしては、故障とし
て処理をする必要がある。そのために、差分が、目標値
に一致した時点でＲ１２に格納されている値が所定の範
囲内の値であるかどうかをみることにより故障検知を行
うことが可能である。こうすることにより異常画像の出
力を防止し、スキャナモータの故障が発生した場合に異
常箇所を容易に特定することが可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明を、用いるこ
とにより、スキャナモータの収束待ち時間を最小限に留
めることができる。そのために、ユーザがプリントをお
こなってからその印刷物を手にするまでの時間を短縮す
ることができ、より使いやすいレーザビームプリンタを
提供することが可能となる。

【００３６】また、スキャナモータが故障した場合にお
いても故障した箇所を容易に特定でき、サービス性が向
上するというメリットもある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を説明するための回路図である。

【図２】第１の実施例を説明するためのフローチャート
である。

【図３】第２の実施例を説明するためのグラフである。

【図４】第３の実施例を説明するための回路図である。

【図５】第３の実施例を説明するための回路図である。

【図６】第３の実施例を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図７】レーザビームプリンタの構成を説明するための
図である。

【図８】主走査方向の信号を説明するための図である。

【図９】ファーストプリントタイムを説明するためのタ
イミングチャートである。

【図１０】スキャナモータの立上り状態を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１２ レジスタ １３ 主走査カウンタ １４ ＢＤ信号 １６ ＣＰＵ ４１ ＢＤ信号分周回路 １０２ レーザユニット １０４ スキャナモータ １０５ 回転多面鏡（ポリゴンミラー） １０８ 感光ドラム １１１ 光電変換素子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平同期信号を得るために感光体上を走
   査するレーザビームの走査路上でレーザビームを検出す
   る検出手段と、 前記水平同期信号によりリセットされ、基準クロックの
   カウントを開始する主走査カウンタと、 前記水平同期信号によりリセットされる際の前記主走査
   カウンタの値を保持する保持手段と、 該保持手段に保持された値を参照して、前記回転多面鏡
   の回転状態を判断する判断手段を有することを特徴とす
   るレーザビームプリンタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のレーザビームプリンタ
   において、前記判別手段は、前記回転多面鏡の面数をｎ
   とした場合、ｍ回目（ｍ＝整数）の水平同期信号により
   保持した前記保持手段の第１の値とｍ＋（ｎ＊１）回目
   （１＝整数）の水平同期信号により保持した前記保持手
   段の第２の値の差の絶対値が、所定の値以下であること
   をもって、前記回転多面鏡が定常回転数、または、定常
   回転数間近であると判断し、更に、前記レーザビームプ
   リンタは、画像形成動作への移行を許容する手段を有す
   ることを特徴とする前記請求項１記載のレーザビームプ
   リンタ。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記判断手段は、回
   転多面鏡の回転開始後、所定時間経過しても前記第１の
   値が規定の範囲内にならなかった場合に、故障と判断す
   ることを特徴とするレーザビームプリンタ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のレーザビームプリンタ
   において、前記判断手段により故障と判断された場合、
   画像形成動作の中断、または報知を行うことを特徴とす
   る前記請求項２記載のレーザビームプリンタ。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のレーザビームプリンタ
   において、前記判断手段は前記回転多面鏡の同一の面で
   反射されたレーザビームの検出に対応して得られる保持
   手段により保持される２つのカウント値を比較すること
   により、前記回転多面鏡の回転状態を判断することを特
   徴とするレーザビームプリンタ。