JP2002096502A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
し、その時間差に基づいて感光体上に形成される画像の
倍率を補正する場合において、時間差の計測頻度を最小
限に抑えることができるようする。 【解決手段】 ポリゴンミラー3で偏向されるレーザビ
ーム26を主走査線上の2か所で検出するセンサ14、
15を設けると共に、fθレンズ4の温度を検出する温
度センサ27を設ける。倍率補正部22は、検出された
温度変化が所定値を超えたときセンサ14、15のビー
ム検出時間差を計測し、その時間差に応じて基準クロッ
クCLKの周波数を制御することにより、レーザビーム
を発生するLDユニット25のLD駆動部24の駆動ク
ロック周波数VCLKの周波数を制御し、これによっ
て、感光体7上の主走査方向の画像倍率を補正する。
Description
タ、FAX、印刷機(カラーを含む)等の画像形成装置
に関し、特に、1つ又は複数の光ビームを出力する光ビ
ーム走査装置を備えた主走査方向の画像倍率を補正する
画像形成装置に関する。
えば、特開平9−58053号公報に開示される技術が
ある。この公報の技術は、等倍性と色ずれを少なく保
ち、高品位の画像を得ることを目的としている。このた
めに、複数のレーザ駆動回路及びレーザダイオードを有
し複数のビームを発生する。複数のビームの各々の一主
走査内の2カ所のレーザ検出センサでビームを検出し、
検出信号を書込クロック生成回路へ出力する。書込クロ
ック生成回路は、検出信号に基づいて所定のクロックの
カウント数を計測する。計測されたカウント数と基準カ
ウント数とを比較し、計測したカウント数が基準カウン
ト数と略一致するように書込クロックの周波数を補正し
出力する。この補正により温度変化の影響による走査速
度の変化が補正される。
報に開示される技術がある。この公報の技術は、走査光
学系が環境変動等によって変化した場合に倍率を自動的
に補正することを目的としている。このために、感光体
上を走査するビームが走査開始を検出する光検出器と走
査終了を検出する光検出器により検出される。ポリゴン
ミラーはポリゴンモータにより回転し、ポリゴンモータ
はポリゴンモータ駆動回路により駆動され、ポリゴンミ
ラーの回転速度はポリゴンモータ駆動回路を介して倍率
補正回路により制御される。倍率補正回路は2つの光検
出器により検出された各検出信号に基づいて2点間の光
ビームの偏向速度が一定になるようにポリゴンミラーの
回転速度を制御すると共に、位相同期回路を介してレー
ザ駆動回路を制御することによりレーザビームの位相を
制御する。感光体の回転速度は本体駆動回路により制御
される。
いた画像形成装置では、光ビーム(以下レーザビーム)
を画像データにより変調し、偏向手段(以下ポリゴンミ
ラー)を回転することにより主走査方向に等角速度走査
し、fθレンズにより等角速度走査光を等速度走査光に
補正し、像担持体(以下感光体)上に走査するように構
成されている。
プラスチック製のfθレンズを用いた場合には、環境温
度の変化や機内温度の変化等によって、レンズの形状、
屈折率が変化する。このため、感光体の像面での走査位
置が変化し、主走査方向の倍率誤差が発生し、高品位の
画像を得られなくなる。また、複数のレーザビーム、f
θレンズを用いて複数色の画像を形成する装置において
は、それぞれの倍率誤差によって色ずれが発生し、高品
位の画像を得られなくなる。
機内温度の変化等によって発生する画像の倍率誤差、色
ずれを補正する技術が前記特開平9−58053号公
報、特開平8−136838号公報に記載されている。
数のレーザビームの各々の一主走査内の少なくとも2カ
所でレーザビームを検知し、各々のレーザビームを1つ
のレーザビーム検出手段が検知してから他のレーザビー
ム検出手段が検知するまでの間の所定のクロックによる
カウント数を計測し、そのカウント数に応じて各々のレ
ーザビームの書込変調周波数を補正し、さらに、それぞ
れのレーザビームの同期位置から画像書込までのタイミ
ングを補正している。これにより、温度変化の影響によ
る走査速度の変化に影響されることなく、常に等倍性を
保った高品位の画像を得ることができ、また、各レーザ
ビームによる画像の倍率が等しく保たれ、色ずれのない
高品位の画像を得ることができる。
では、主走査線上の2点間でレーザビームを検出し、検
出される2点間のレーザビームの偏向速度が一定になる
ようにポリゴンミラー(ポリゴンモータ)を制御する。
これにより、走査光学系が環境変動等により変化した場
合に、主走査方向の倍率を自動的に補正することができ
る。
を検出し、所定のクロックによってその間のカウント数
を計測し、時間差を算出することで倍率補正を行ってい
る。主走査方向の画像倍率誤差の発生は、レーザビーム
走査装置の温度変化、特にfθレンズの温度変化によっ
て生じることが分かっている。レーザビーム走査装置の
温度、特にfθレンズの温度は、プリント待機中でも変
化し、当然、プリント中でも変化する。装置が設置され
ている環境温度によっても変化の度合いが異なる。
は、プリント前に時間差を算出し、補正が必要であれば
倍率補正を行い、プリント中でも常に時間を算出し、補
正が必要であれば倍率補正を行うことになる。
ると、制御も複雑になり、プリントスピードの低下を招
く可能性がある。また、フレア光をなくすために光ビー
ムの点灯をできるだけ短くすることが好ましいが、頻繁
に時間差を算出するためには、その度に光ビームをセン
サ上で点灯させる必要があり、画質劣化の可能性があ
る。また、LDの点灯回数の増加による寿命低下の可能
性もある。
めのものであり、主走査方向の倍率補正をする際、時間
差の計測頻度をできる限り抑えることを目的としてい
る。
めに、本発明による画像形成装置においては、画像信号
に応じて変調される光ビームを主走査方向に偏向する偏
向手段と、偏向手段とこの偏向手段で偏向された光ビー
ムが透過するレンズとを備えた光ビーム走査装置と、レ
ンズを透過した光ビームが主走査方向に照射されて画像
が形成される像担持体手段と、光ビーム走査装置の温度
を検出する温度検出手段と、偏向手段により偏向された
光ビームを主走査線上の2ヶ所で検出する2つの光ビー
ム検出手段と、光ビーム検出手段の1つが光ビームを検
出してから他の光ビーム検出手段が光ビームを検出する
までの時間差を計測する計測手段と、検出された温度変
化が所定値を超えたとき、計測された時間差に応じて像
担持体手段上に形成される画像倍率を補正する補正手段
とを設けている。
と共に説明する。以下に説明する本発明の実施の形態に
よる画像形成装置は、主走査線上の2ヶ所で光ビームを
検出する光ビーム検出手段を備えた光ビーム走査装置か
らの光ビームが像担持体上を走査し、像担持体上に画像
信号に応じた画像を形成する画像形成装置において、光
ビーム走査装置の温度を検出し、その検出された温度に
基づいて光ビーム検出手段の一つが光ビームを検出して
から他の光ビーム検出手段が光ビームを検出するまでの
時間差を計測し、その時間差から主走査方向の像担持体
上の画像倍率を補正することで、時間差の計測頻度を最
小限に抑えることができるようにした。
プラスティックレンズ(fθレンズ)の温度を検出し、
その検出された温度に基づいて光ビーム検出手段の一つ
が光ビームを検出してから他の光ビーム検出手段が光ビ
ームを検出するまでの時間差を計測し、その時間差から
主走査方向の像担持体上の画像倍率を補正することで、
時間差の計測頻度を最小限に抑えることができるように
した。
像形成装置を示す構成図である。尚、本実施の形態は請
求項1、3、4に対応するものである。図1のレーザビ
ーム走査装置1において、画像データに合わせて点灯す
るLD(レーザダイオード、図示せず)からのレーザー
ビームは、コリメートレンズ(図示せず)により平行光
束化され、シリンダレンズ(図示せず)を通り、ポリゴ
ンモータ2によって回転するポリゴンミラー3によって
偏向され、fθレンズ4、BTL5を通り、折り返しミ
ラー6によって反射されて感光体7上を走査する。BT
L5とは、Barrel Toroidal Lens(バレル・トロイダル
・レンズ)の略で、副走査方向のピント合わせ(集光機
能と副走査方向の位置補正(面倒れ等))を行ってい
る。
ット9、転写器10、クリーニングユニット11、除電
器12が設けられており、通常の電子写真プロセスであ
る帯電、露光、現像、転写により記録紙13上に画像が
形成される。そして、図示していないが定着装置によっ
て記録紙13上の画像が定着される。
示す。これは図1のレーザビーム走査装置を上から見た
図であり、さらに周辺の制御系を付加したものである。
図2において、主走査方向両端部にレーザビームを検出
するセンサ14、15が2か所に備わっており、fθレ
ンズ4を透過したレーザビームがそれぞれミラー16、
17によって反射され、レンズ18、19によって集光
され、センサ14、15に入射するような構成となって
いる。センサ14は、同期検知信号になるレーザビーム
走査同期信号の検出を行うための同期検知センサの役割
も果たしている。
上でレーザビームが点灯されることにより、検出出力と
してDETP20、21が出力され、倍率補正部22に
送られる。倍率補正部22は、基準クロック発生部31
からの基準クロックCLKに基づいてレーザを変調させ
るためのクロック周波数を決定し、それを生成する機能
を有している。さらに、それぞれのクロック周波数によ
って主走査方向の画像倍率が変わることを利用し、DE
TP20と21との時間差を測定し、その測定結果と基
準時間差の比較結果より、クロック周波数を可変する倍
率補正機能も有している。
クWCLKとセンサ14からの同期検知信号DETP2
0を位相同期クロック発生部23に送り、DETP20
に同期したクロックVCLKを発生させ、レーザを点灯
制御するLD駆動部24に送る。LD駆動部24は、ク
ロックVCLKに同期した画像信号に応じてレーザを点
灯制御する。そして、LDとレンズを含むLDユニット
25からレーザビーム26が出射し、ポリゴンミラー3
で偏向され、fθレンズ4を通り、感光体7上を照射し
て主走査することになる。
度検出センサ27が設置されていて、温度検出部28に
より温度Sを検出し、コントローラ29に送る。コント
ローラ29は、検出した温度の変化度をチェックし、あ
る温度以上の変化があった場合に、ポリゴンモータ駆動
制御部30、LD駆動部24、倍率補正部22に対し
て、ポリゴンモータ2の回転と、LDの点灯とDETP
20、21の時間差測定の指示を送る。
において、図2の基準クロック発生部31からのクロッ
クCLKを書込クロック生成部32に送り、設定データ
によってクロックWCLKを生成する。コントローラ2
9からの制御信号によりDETP20とDETP21が
時間差カウント部33に入力し、クロックWCLKによ
ってDETP20とDETP21との時間差Tを計測
し、比較制御部34に送る。
す。まず、カウンタ35がDETP20でクリアされ、
クロックWCLKのカウントを開始する。そして、その
カウンタ値がラッチ36に送られ、DETP21の立ち
上がりエッジでそのカウンタ値Tがラッチされる。その
タイミングチャートを図5に示す。
り、基準時間差T0と比較し、比較結果を書込クロック
生成部32に送り、倍率が補正されるクロックWCLK
が生成される。
作フローの前に、時間差T≒T0になるようなクロック
WCLKが設定されていて、画像の主走査方向倍率が合
っている状態になっている。まず、fθレンズ4の温度
Sを検出する(S1)。そしてコントローラ29でその
温度Sがその直前に検出した温度より予め設定した温度
A以上変化したかをチェックする(S2)。変化してい
なければ、S1でそのまま温度の検出を続ける。温度A
以上変化した場合、ポリゴンミラー3を回転させ、セン
サ14、15上にLDを点灯させ、各センサ間の時間差
Tをカウントする(S3)。
し(S4)、TがT0とほぼ等しいならば処理を終了し
(S5)、クロックWCLKはそのままの周波数とな
る。T<T0であれば主走査方向に画像が拡大している
ことになるので、基準時間差T0に対する時間差Tの変
化率分だけクロックWCLKの周波数を上げる(S6、
S7)。逆に、T>T0であれば、主走査方向に画像が
縮小していることになるので、基準時間差T0に対する
時間差Tの変化率分だけクロックWCLKの周波数を下
げる(S6、S8)。
等しいか否かの判断となるが、許容できる倍率誤差範囲
であれば正常と判断するようにしている。よって、それ
以上の時間差になった場合、クロック周波数を可変する
ようにしている。
直後から行い、電源OFFするまで、スタートからエン
ドまでを繰り返し行う。これにより、プリント開始時に
は常に倍率が合った状態となっていて、プリント中にも
倍率の補正を行うことができる。
置ずれ量を示す。温度上昇によって主走査方向にレーザ
ビームが広がり、画像が拡大することが示されている。
間差の変化を示す。温度上昇によって時間差が短くなっ
ている。両者の関係から、時間差の比較結果に対する倍
率変化量が分かるので、これからクロック設定データを
決めると良い。
る。本実施の形態は請求項5に対応するものである。画
像形成装置の構成については図1と同様なので説明を省
略する。図7に画像形成装置における本実施の形態によ
る画像書込部を示す。第1の実施の形態とは、fθレン
ズ4の温度を検出する温度検出センサ27が複数個設け
られている点が異なる。本実施の形態では、左右と中央
の3個としている。温度検出部28は、検出した温度の
平均値を算出する平均値算出部の機能も備える。そして
算出した温度データSaをコントローラに送る。その他
は第1の実施の形態と同様である。
実施の形態の図6のフローに対して平均値Saを算出す
る処理(S1a、S1b)が追加されている点、及びS
2で平均値Saに対する変化を判断する点が異なるだけ
で、その他は同じなので説明を省略する。
る。本実施の形態は、請求項6に対するものである。図
9に本実施の形態による4ドラム方式の画像形成装置を
示す。この画像形成装置は、4色(イエロー(Y)、マ
ゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK))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
画像形成部と4組のレーザビーム走査装置を備えてい
る。従って、図1に示した画像形成装置を4つ並べてた
構成であり、図1と対応する部分には同一番号を付して
重複する説明は省略する。
で駆動される転写ベルト38によって矢印方向に搬送さ
れる記録紙13上に1色目の画像を形成し、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上に形
成することができる。その場合、各色の主走査方向の画
像倍率補正については、第1及び第2の実施の形態と同
様なので説明を省略する。
が変動すると、主走査方向の画像位置ずれが生じるが、
それぞれ倍率補正を行うことで、画像位置ずれの発生も
抑えることができる。
る。本実施の形態は、請求項7、8に対するものであ
る。図10に本実施の形態による画像形成装置における
画像書込部を示もので、図2、図7と対応する部分には
同一番号を付して重複する説明は省略する。本実施の形
態は、第3の実施の形態のように複数のレーザビーム走
査装置を備えた場合に相当し、そのうちの1つのレーザ
ビーム走査装置内にfθレンズ4の温度を検出する温度
検出センサ27を備え、その検出された温度に基づいて
全ての画像書込部におけるクロックWCLKn(n=
1、2…、N、N:レーザビーム走査装置の個数)を生
成し、画像倍率を補正することになる。本実施の形態の
場合はn=2に相当している。尚、倍率補正動作フロー
は、それぞれの画像書込部においては図6の第1の実施
の形態の場合と同様なので説明を省略する。
ての画像書込部の画像倍率を補正するための代表値であ
ることから、レーザービーム走査装置毎の温度差、特に
fθレンズ毎の温度差があまりない場合に適している。
温度を検出する走査装置については、できる限り他との
温度差が小さくなる箇所のものが好ましい。例えば図9
に示した構成の場合は、中央2つのの走査装置のどちら
かの温度を検出することになる。
についてのみ、その温度差、特にfθレンズの温度差が
あまりない場合は、ある隣り合わない2つの走査装置に
温度検出センサを設けて、それぞれの検出温度によっ
て、隣り合う走査装置の倍率を補正しても良い。この場
合、図10に示した画像書込部が2つ設けられることに
なる。
る。本実施の形態は、請求項2に対するものである。図
11に本実施の形態による4ドラム方式の画像形成装置
を示す。図9の第3の実施の形態とはレーザビーム走査
装置1が異なり、感光体回りの画像形成部については同
様なので説明を省略する。
は、1つのポリゴンミラー3を用いて、ポリゴンミラー
面の上方と下方で異なる色のレーザビームを偏向走査さ
せ、さらに、ポリゴンミラー3を中心に対向振分走査さ
せることで、4色分のレーザビームBK、C、M、Yで
それぞれの感光体BK、C、M、Y上を走査する。各色
のレーザビームは、ポリゴンミラー3によって偏向し、
2つのfθレンズBK、C、MYを通り、第1ミラーB
K、C、M、Y、第2ミラーBK、C、M、Yで折り返
され、BTLを通り、第3ミラーBK、C、M、Yで折
り返されて感光体BK、C、M、Y上を走査する。尚、
転写器、現像ユニット、帯電器、除電器はそれぞれB
K、C、M、Y毎に設けられている。
図11のレーザビーム走査装置1を上から見た図であ
る。LDユニットBK及びLDユニットYからのレーザ
ビームは、CYL_BK、CYL_Y(シリンダレン
ズ)を通り、反射ミラーBK、Yによってポリゴンミラ
ー3の下方面に入射し、ポリゴンミラー3が回転するこ
とによりレーザビームを偏向し、fθレンズBK、C、
MYを通り、第1ミラーBK、Yによって折り返され
る。
レーザビームは、CYL_C、CYL_Mを通り、ポリ
ゴンミラー3の上方面に入射し、ポリゴンミラー3が回
転することによりレーザビームを偏向し、fθレンズB
K、C、MYを通り、第1ミラーC、Mによって折り返
される。
YM1_BK、C、CYM1_MY、CYM2_BK、
C、CYM2_MY、センサ1_BK、C、センサ1_
MY、センサ2_BK、C、センサ2_MYが備わって
おり、fθレンズBK、C、MYを通ったレーザビーム
がCYM1_BK、C、CYM1_MY、CYM2_B
K、C、CYM2_MYによって反射集光させてセンサ
1_BK、C、センサ1_MY、センサ2_BK、C、
センサ2_MYに入射するような構成となっている。
同期検知信号になるレーザビーム走査同期信号の検出を
行うための同期検知センサの役割も果たしている。ま
た、LDユニットBKからのレーザビームとLDユニッ
トCからのレーザビームでは、共通のCYM1_BK、
C、CYM2_BK、C、並びにセンサ1_BK、C、
センサ2_BK、Cを使用している。LDユニットYと
LDユニットMについても同様である。同じセンサに2
つのレーザビームが入射することになるので、それぞれ
検出できるように、それぞれ入射するタイミングが異な
るようにしてある。しかし、それぞれのレーザビームに
対し、2つずつのセンサを設けるようにしてもかまわな
い。
し、YとMが逆方向に走査している。尚、各色の主走査
方向の画像倍率補正については、前記の各実施の形態と
同様なので説明を省略する。
ズそれぞれに温度検出センサを設置し、それぞれ検出さ
れた温度に基づいて時間差の計測を行っても良いが、2
つのfθレンズについて、その温度差がほとんど無い場
合は、どちらかに温度センサを設置し、その温度に基づ
いて時間差の計測を行っても良い。
のセンサ間の時間差をカウントし、そのデータに基づい
て倍率補正する場合と、同方向に走査する色については
どちらか一方で時間差をカウントし、そのデータに基づ
いて2つの色の倍率補正する場合と、ある1つの色で時
間差をカウントし、そのデータに基づいて各色の倍率補
正する場合とがある。
温度差がほとんどない場合は、同方向に走査する色につ
いてはどちらか一方で時間差をカウントし、そのデータ
に基づいて2つの色の倍率補正するか、又はある1つの
色で時間差をカウントし、そのデータに基づいて各色の
倍率補正すれば良い。
発明によれば、主走査線上の2か所で光ビームを検出
し、その時間差に基づいて主走査方向の倍率補正をする
際、時間差の計測頻度をできる限り抑えることができ
る。また、請求項3、4、5の発明によれば、補正精度
を向上させることができる。また、請求項7、8の発明
によれば、コストを下げることができる。
を示す構成図である。
の画像書込部を示す構成図である。
ある。
成図である。
ートである。
すフローチャートである。
の画像書込部を示す構成図である。
すフローチャートである。
の画像形成装置を示す構成図である。
置の画像書込部を示す構成図である。
式の画像形成装置を示す構成図である。
式の画像形成装置におけるレーザビーム走査装置を示す
構成図である。
示す特性図である。
性図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 画像信号に応じて変調される光ビームを
主走査方向に偏向する偏向手段と、 前記偏向手段とこの偏向手段で偏向された光ビームが透
過するレンズとを備えた光ビーム走査装置と、 前記レンズを透過した光ビームが主走査方向に照射され
て画像が形成される像担持体手段と、 前記光ビーム走査装置の温度を検出する温度検出手段
と、 前記偏向手段により偏向された光ビームを主走査線上の
2ヶ所で検出する2つの光ビーム検出手段と、 前記光ビーム検出手段の1つが光ビームを検出してから
他の光ビーム検出手段が光ビームを検出するまでの時間
差を計測する計測手段と、 前記検出された温度変化が所定値を超えたとき、前記計
測された時間差に応じて前記像担持体手段上に形成され
る画像倍率を補正する補正手段とを設けたことを特徴と
する画像形成装置。 - 【請求項2】 前記光ビーム走査装置に前記偏向手段及
びレンズが複数設けられて複数の光ビームが1つ又は複
数の前記像担持体手段に照射されるようになされると共
に、前記複数の光ビームうちの少なくとも1つの光ビー
ムが他の光ビームに対して走査方向が逆となるようにな
され、 前記光ビーム検出手段は前記少なくとも一つの光ビーム
について主走査線上の2ヶ所で光ビームを検出し、 前記補正手段は、前記1つ又は複数の像担持体手段に形
成される画像の倍率を補正することを特徴とする請求項
1記載の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記温度検出手段は、前記光ビーム走査
装置内に備えたプラスチックレンズの温度を検出するこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記プラスチックレンズは、偏向された
光ビームを等角速度走査光から等速度走査光に補正する
fθレンズであることを特徴とする請求項3記載の画像
形成装置。 - 【請求項5】 前記温度検出手段を複数設け、前記補正
手段は、検出された温度の平均値の変化が所定値を超え
たとき、前記画像倍率を補正することを特徴とする請求
項1から4の何れか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記光ビーム走査装置を複数設けて複数
の光ビームを一つ又は複数の像担持体手段に照射するこ
とによりカラー画像を形成することを特徴とする請求項
1から5の何れか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項7】 前記温度検出手段は前記複数の光ビーム
走査装置のいずれか一つに設けられ、前記検出された温
度に基づいてそれぞれの光ビーム走査装置に対して時間
差の計測を行い、その時間差から前記画像倍率を補正す
ることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。 - 【請求項8】 光ビーム走査装置は3つ以上設けられる
と共に、前記温度検出手段は3つ以上の光ビーム走査装
置のいずれか2つにのみ設けられ、2つの光ビーム走査
装置から検出された温度の何れかに基づいてそれぞれの
光ビーム走査装置において時間差の計測を行い、その時
間差から前記画像倍率を補正することを特徴とする請求
項6記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
JP2000290555A JP2002096502A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 画像形成装置 |
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JP2000290555A Pending JP2002096502A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 画像形成装置 |
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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