JP2004074518A

JP2004074518A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004074518A
Application number: JP2002236279A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hayashi; 林　善紀; Seizo Suzuki; 鈴木　清三; Tomohiro Nakajima; 中島　智宏; Mitsuo Suzuki; 鈴木　光夫; Masaaki Ishida; 石田　雅章
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2004-03-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image forming apparatus in which a dot position can be corrected with high precision even if the dot position is shifted on a recording medium due to aging. <P>SOLUTION: The image forming apparatus comprises a means 17 for measuring the position of a measurement pattern image 15 formed on a recording medium 9, and light receiving means 10 and 11 for measuring a beam in an optical scanner. The light receiving means 10, 11 measures the beam when the optical scanner performs exposure in order to form the measurement pattern image 15. The imaging apparatus further comprises a means for storing correlation information of measurement data of the pattern image 15 and measurement data of the beam from the light receiving means 10, 11, and a means for correcting the dot position based on the correlation information thus stored and the measurement data measure only by the light receiving means 10, 11. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置によって露光された露光分布に基づき画像を形成する画像形成装置に関するもので、レーザプリンタ、普通紙ファクシミリ、デジタル複写機などに適用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連のある従来技術として、特開平１１−１３３３２５号公報記載の画像形成装置がある。これは、多色対応の画像形成装置であって、記録媒体としての転写体上に形成されたパターン像の位置ずれを検出することにより、色ずれ補正を行うものである。
他の従来技術として、特開平９−５８０５３号公報記載のものがある。これは、間隔をおいた複数箇所でビームを計測し、その時間差に基づき主走査方向のドット位置ずれを検出して補正し、位置ずれを低減するものである。
【０００３】
レーザプリンタ、デジタル複写機、普通紙ファクシミリ等の画像形成装置に関しては、高画質化の要求が年を追う毎に高まってきており、その中で、走査光ビームで形成されるドット位置の高精度化は重要なスペックの一つである。また、以下の２方式の画像形成装置において、ドット位置精度の高精度化は特に重要である。
１．タンデム方式の画像形成装置
複数の像担持体としての感光体表面からなる被走査面と、この複数の被走査面に対応する複数の走査光学系を有し、上記複数の感光体表面を同時に露光する画像形成装置であり、高速対応のカラー画像出力が可能なものである。ただ、本方式においては、各感光体上においてドット位置が相対的にずれると色ずれが発生し、出力画像が大幅に劣化する難点がある。
２．分割走査方式の画像形成装置
複数の走査光学系が主走査方向に直列的に配列されている画像形成装置であり、光学系の小型化、又は有効書き込み幅の増大を実現することができるものである。光学系の小型化が可能であるため、ビームスポットの小径化に有利である。また、光偏向器の一つ一つの偏向反射面を小さくすることができるから、ポリゴンミラーなどからなる光偏向器のサイズを小さくすることができ、低消費電力、高耐久性、低騒音化を実現することができる。ただ、本方式においては、各感光体上においてドット位置が相対的にずれると、走査ビームの繋ぎ目において濃度むら等が発生し、出力画像が大幅に劣化する難点がある。
【０００４】
上記タンデム方式と分割走査方式のいずれにせよ、感光体上でのドット位置のずれを無くすことが、形成される画像品質の向上を図るために必要であり、そのためのドット位置補正手段が提案されている。ドット位置の補正において重要なことは、高精度なドット位置ずれの計測であり、従来は以下の方法によりドット位置を計測し、計測結果に基づいてドット位置を補正していた。
１．転写体上に形成されたパターンの位置ずれを計測する。前記特開平１１−１３３３２５号公報記載のものがこれである。
２．光走査装置において走査されるビームを計測する。前記特開平９−５８０５３号公報記載のものがこれである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記１の方式は、高精度な計測が可能であるが、計測頻度を多くすることができないため、経時変化には対応することが難しい。計測頻度を多くすると、画像形成速度を遅くせざるを得なくなる。
上記２の方式は、計測頻度は多くすることができるが、光走査装置におけるビーム位置と、感光体、転写体などの記録媒体上のドット位置にずれが発生し、高精度な計測ができない。また、有効書き込み幅内での計測が困難である。
【０００６】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、経時変化によって記録媒体上でのドット位置ずれが発生しても、高精度なドット位置補正ができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる画像形成装置の実施形態について説明する。
図１に本発明にかかる画像形成装置の構成図を示す。図１において、光源としての半導体レーザ１、カップリングレンズ２、アパーチャ３、シリンドリカルレンズ４、光偏向器としてのポリゴンミラー５がこの順に配置され、ポリゴンミラー５の偏向反射面による偏向反射光路上に、第１走査レンズ６、第２走査レンズ７、防塵ガラス８、感光体ドラム９がこの順に配置されている。第１、第２走査レンズ６、７によって走査光学系を構成している。ポリゴンミラー５による偏向反射領域の始端側には、第１走査レンズ６と第２走査レンズ７との間にミラー１２が配置され、ミラー１２による反射光路上に第１受光手段１０が配置されている。一方、ポリゴンミラー５による偏向反射領域の終端側には、第１走査レンズ６と第２走査レンズ７との間にミラー１３が配置され、ミラー１３による反射光路上に第２受光手段１１が配置されている。
【０００８】
感光体ドラム９の、回転中心軸方向両端部付近および中央付近の表面に向かって照明光を照射するＬＥＤ１４、１４’、１４”が、感光体ドラム９の一端側からこの順に配置されている。感光体ドラム９の、上記両端部付近および中央付近の表面には計測用パターン像１５、１５’、１５”が形成され、これらのパターン像１５、１５’、１５”をＬＥＤ１４、１４’、１４”が照明するようになっている。各パターン像１５、１５’、１５”からの反射光路上に、結像レンズ１６、１６’、１６”と、これらの結像レンズ１６、１６’、１６”によって受光面に上記計測用パターン像１５、１５’、１５”が結ばれるエリアＣＣＤ１７、１７’、１７”が配置されている。
【０００９】
画像信号によって変調駆動される半導体レーザ１から出射された発散光束はカップリングレンズ２によりカップリングされ、アパーチャ３、副走査方向にパワーを有するシリンドリカルレンズ４を透過し、ポリゴンミラー５の偏向反射面近傍に、主走査方向（偏向反射される光束によって描かれる面と平行な方向）に長い線像が結ばれる。ポリゴンミラー５の回転駆動により上記光束はポリゴンミラー５の偏向反射面で偏向走査され、２つの走査レンズ６、７により、感光体ドラム９の表面にビームのドットとして集光されるとともに、感光体ドラム９の表面上を略等速度で走査される。
【００１０】
ここで、感光体ドラム９の面上をビーム走査して画像を書き込むのに先立ち、第１受光手段１０でビームを受光し、さらに感光体ドラム９への画像書き込み終了後に、第２受光手段１１によりビームを受光する。また、感光体ドラム９の面上の３箇所に、上記ビーム走査による露光、その後の現像によって上記計測用パターン像１５、１５’、１５”を形成し、光源であるＬＥＤ１４、１４’、１４”、結像レンズ１６、１６’、１６”、エリアＣＣＤ１７、１７’、１７”から成るセンサにより、計測用パターン像１５、１５’、１５”の主走査方向位置と副走査方向位置を計測するように構成されている。
上記計測用パターン像１５、１５’、１５”の形成は、各ジョブの開始前や、開始後等の画像出力速度に影響をおよぼさないタイミングで行うが、この計測用パターン像１５、１５’、１５”の計測のみに基づいてドット位置の補正を行っても、各計測用パターン像１５、１５’、１５”の計測の間に発生する経時変化には対応できない。
【００１１】
光走査装置に配備されている第１受光手段１０によるビーム検出から、第２受光手段１１によるビーム検出までの時間計測よって得られるビームの通過時間と、副走査方向のビーム位置を計測することによって、画像出力速度に影響を及ぼすことなく、頻繁なドット位置補正が可能になる。ところが、温度変動等の経時変化により、受光手段１０、１１の配置、受光手段１０、１１に導光するためのミラー１２、１３、感光体ドラム９と光走査装置の相対的な配置等が変化する場合、受光手段１０、１１の計測結果に基づいてドット位置補正しても画像上ではドット位置ずれが発生する。
【００１２】
そこで、本発明では以下のような方法を用いる。光走査装置が計測用パターン像１５、１５’、１５”を形成するために行う露光時に、受光手段１０、１１によりビーム計測を行い、上記計測用パターン像１５、１５’、１５”の計測データと、受光手段１０、１１によるビームの計測データすなわち受光手段１０、１１間のビーム走査時間との相関情報を記憶手段に記憶する。記憶手段として、適宜の記憶媒体を使用する。さらに、記憶された相関情報と受光手段１０、１１のみによって計測された走査時間データに基づき、適宜の補正手段によりドット位置を補正する。これは請求項１記載の発明に対応する。
【００１３】
また、別の発明として、上記計測用パターン像１５、１５’、１５”の計測データと受光手段１０、１１によるビームの計測データの相関情報を記憶手段に記憶し、記憶された相関情報と受光手段１０、１１のみによって計測された計測データに基づいたドット位置の補正と、計測用パターン像１５、１５’、１５”の計測データのみによるドット位置補正とを併用するようにしてもよい。これは請求項２記載の発明に対応する。
さらにもう一つの発明では、計測用パターン像１５、１５’、１５”の計測データ及び受光手段１０、１１によるビームの計測データに基づき、画像上のドット位置を補正する画像形成装置であって、ビームの受光手段１０、１１による計測の頻度を、エリアＣＣＤ１７、１７’、１７”による計測用パターン像１５、１５’、１５”の計測の頻度よりも多くしている。これは請求項３記載の発明に対応する。
【００１４】
請求項１記載の発明のように、計測用パターン像１５、１５’、１５”を形成するために光走査装置が行う露光時に、受光手段１０、１１によりビーム計測を行う。例えば、異なる時刻に上記の計測を１０回繰り返し、相関情報を記憶する。１回目から１０回目までの計測状態はある程度異なっていたほうが望ましいので、ある程度の時間間隔は必要である。ここでは、説明を簡単にするため、計測用パターン像１５、１５’、１５”を形成するための画周波数は一定としている。受光手段１０、１１を通過するｎ回目の計測時間をそれぞれｔｎ、理想の通過時間をｔ０とし、
Δｘｎ＝１／ｔｎ−１／ｔ０
とする。また、計測用パターン像１５、１５’、１５”のｎ回の主走査方向ドット位置ずれ計測結果をΔＭｎとする。ここで、計測用パターン像１５、１５’、１５”のドット位置ずれは例えば以下のようにすることにより、ＬＥＤ１４、１４’、１４”、結像レンズ１６、１６’、１６”、エリアＣＣＤ１７、１７’、１７”より構成されるセンサ系の誤差を取り除くことが可能である。
１．パターン像のドット位置ずれは感光体ドラム９に形成されている基準マークからのずれとする。
２．多色対応の画像形成装置において、計測用パターン像のドット位置ずれは色毎の相対的なドット位置ずれとする。
３．分割走査方式の画像形成装置は繋ぎ目における相対的なドット位置ずれとする。
【００１５】
ここで、補正すべきドット量をＨ（Δｘ）＝ａ・Δｘ＋ｂとすると、１０個のΔｘｎとΔＭｎの値を最小ニ乗することにより、ａとｂを決定できる。
この相関情報を記憶した後、受光手段１０、１１のみによる計測時間のみによってドット位置ずれの補正が可能になる。当然、Ｈ（Δｘ）を導出するために、補正すべきドット量の関数を２次以上の多項式としても良いし、その他の関数としても良い。
なお、このＨ（Δｘ）は画像形成装置の稼動と共に更新されていく。これにより、画像形成装置に経時的な変化が発生しても高精度なドット位置補正が可能になる。
【００１６】
図２は上記実施形態における理想時間と各計測時間を示したものであり、図３は、多色画像形成装置におけるブラックトナーの計測用パターン像に対するマゼンダトナーの計測用パターン像の、主走査方向の相対的な位置ずれを示す。
なお、主走査方向のドット位置ずれの補正方法としては、例えば以下のようなものがある。
１．第１受光手段１０で受光してから書き込みを開始するまでの遅延時間の調整と、画周波数の調整を行う。
２．１に加え、１走査内で各画素を書き込むための点灯の時間間隔を調整する。像高により時間間隔が異なるからである。
【００１７】
図４に上記実施形態の動作フロー図を示す。各動作ステップを「Ｓ１」「Ｓ２」・・・のように表示している。図４において、計測用パターン像を形成する（Ｓ１）と同時に、第１、第２受光手段１０、１１の２点間をビームが走査する時間間隔を計測しておき（Ｓ３）、計測用パターン像の位置計測（Ｓ２）結果と計測時間により演算を行い（Ｓ４）、相関情報を記憶手段に記憶しておく（Ｓ５）。さらに、上記計測時刻とは別の時刻に上記のようにして計測された２点間の時間間隔と相関情報より、遅延時間演算（Ｓ６）、画周波数演算（Ｓ７）、点灯の時間間隔演算（Ｓ８）を行い、光源駆動手段に信号を送る。この信号により、前記半導体レーザ１が変調駆動される。
また、パターン像を形成するときの画周波数は一定ではなく、その度毎に異ならせても良い。その場合には、相関式に画周波数のパラメータを加えることにより、同様の補正が可能になる。これも本発明の範疇に属し、請求項１、６記載の発明に対応する。
【００１８】
計測用パターン像の位置検出を、主走査方向だけでなく、副走査方向についても行うが、やはり、計測用パターン像を形成するため光走査装置が行う露光時に、第１、第２受光手段１０、１１によりビーム計測を行う。例えば、異なる時刻に上記の計測を１０回繰り返し、相関情報を記憶手段に記憶する。ここでは、説明を簡単にするために、計測用パターン像を形成するための画周波数は一定としている。１回目から１０回目までの計測状態はある程度異なっていたほうが望ましいので、ある程度の時間間隔は必要である。受光手段１０、１１を通過するｎ回目の計測時間をそれぞれｔｎ、理想の通過時間をｔ０とし、
Δｘｎ＝１／ｔｎ−１／ｔ０
とする。また、計測用パターン像の、ｎ回の主走査方向のドット位置ずれ計測結果をΔＭｎ、副走査方向のドット位置ずれ計測結果をΔＳｎとする。ここで、計測用パターン像のドット位置ずれに関しては、例えば以下のようにすることにより、ＬＥＤ１４、１４’、１４”、結像レンズ１６、１６’、１６”、エリアＣＣＤ１７、１７’、１７”より構成されるセンサ系の誤差を取り除くことが可能である。
１．計測用パターン像のドット位置ずれは感光体９の基準マークからのずれとする。
２．多色対応の画像形成装置において、計測用パターン像のドット位置ずれは色毎の相対的なドット位置ずれとする。
３．分割走査方式の画像形成装置は繋ぎ目における相対的なドット位置ずれとする。
【００１９】
ここで、主走査方向について補正すべきドット量をＨｍ（Δｘ）＝ａｍ・Δｘ＋ｂｍ、副走査方向について補正すべきドット量をＨｓ（Δｘ）＝ａｓ・Δｘ＋ｂｓとすれば、１０個のΔｘｎとΔＭｎの値を最小ニ乗することにより、ａｍとｂｍを決定できる。また、１０個のΔｘｎとΔＳｎの値を最小ニ乗することにより、ａｓとｂｓを決定できる。この相関情報を記憶した後、受光手段１０、１１のみによる計測時間のみによってドット位置ずれの補正が可能になる。当然、Ｈｍ（Δｘ）、Ｈｓ（Δｘ）を導出するために、補正すべきドット量の関数を２次以上の多項式としても良いし、その他の関数としても良い。
なお、このＨｍ（Δｘ）、Ｈｓ（Δｘ）は画像形成装置の稼動と共に更新されていく。これにより、画像形成装置に経時的な変化が発生しても高精度なドット位置補正が可能になり、この場合、主走査方向及び副走査方向の両方について補正が可能である。
【００２０】
主走査方向のドット位置補正は前述した通りに行うが、副走査方向のドット位置補正は以下のように行う。
（１）各走査線単位で発光のタイミングを調整することにより、全有効書き込み幅に渡る副走査方向のドット位置補正が可能になる。また、マルチビーム光源を用いる場合には、書き込みを開始するための光源を選択することによっても補正が可能であり、また両者を組み合わせても良い。
像高間の副走査方向位置の偏差（走査線曲がり、走査線傾き等）については以下の方法がある。
（２）走査線傾き
図６に示すように、副走査方向にパワーを有する走査レンズを使用する。図６に示す例では第２走査レンズ７の、長さ方向両端部と中央の３点において副走査方向にばね３１で圧力をかけ、調節ねじ３２で逆側を抑える構成としている。各調節ねじ３２を個別に調節して適切な状態に設定することにより、走査レンズ７を、光軸と平行な軸を中心として回転させることができる。これにより、走査線傾きを補正できる。
（３）走査線曲がり
基本的な構成は上記（２）と同じであるが、図７に示すように、調節ねじ３２を適切に設定することにより、副走査方向にパワーを有する走査レンズ、この実施形態では第２走査レンズ７の母線を湾曲させる。これにより、走査線曲がりを補正できる。
上記実施形態の動作フローチャートを図５に示す。このフローチャートは、前述の実施形態における図４に示すフローチャートに、演算動作として、操作線単位の点灯タイミング演算（Ｓ１１）と、マルチビームの場合に光源選定のステップ（Ｓ１２）を付加したものである。このフローに上述の（２）走査線傾き補正ステップ、（３）走査線曲がり補正ステップが加わっても良いし、なくても良い。以上説明した実施形態は、請求項７記載の発明に対応する。
【００２１】
請求項７記載の発明では、第１、第２受光手段１０、１１によって計測された時間と計測用パターン像の副走査方向位置の相関をとっているが、より相関を大きくするために、受光手段１０、１１によって、ビームの副走査方向の位置を計測し、ビームの副走査方向の位置と、計測用パターン像の副走査方向位置の相関をとるのが望ましい。ここでは、説明を簡単にするため計測用パターン像を形成するための画周波数は一定としている。
ここで、図８に示すように、受光手段１０、１１を三角の受光面を有するフォトダイオードとし、各受光手段１０、１１の受光面をビームが横切って通過する時間を検知するようにする。これにより、ビームの副走査方向の変位を計測できる。ｎ回目の測定において受光手段を通過する副走査方向の変位をΔｓｎとする。また、ｎ回目の測定において受光手段１０、１１を通過する計測時間をｔｎ、理想時間をｔ０とし、Δｘｎ＝１／ｔｎ−１／ｔ０とする。また、計測用パターン像の、ｎ回の主走査方向のドット位置ずれ計測結果をΔＭｎ、副走査方向のドット位置ずれ計測結果をΔＳｎとする。
【００２２】
ここで、主走査方向について補正すべきドット量をＨｍ（Δｘ）＝ａｍ・Δｘ＋ｂｍ、副走査方向について補正すべきドット量をＨｓ（Δｓ）＝ａｓ・Δｓ＋ｂｓとすれば、１０個のΔｘｎとΔＭｎの値を最小ニ乗することにより、ａｍとｂｍを決定できる。また、１０個のΔＳｎとΔＳｎの値を最小ニ乗することにより、ａｓとｂｓを決定できる。
この相関情報を記憶した後、受光手段１０、１１のみによる計測時間のみによってドット位置ずれの補正が可能になる。当然、Ｈｍ（Δｘ）、Ｈｓ（Δｓ）を導出するために、補正すべきドット量の関数を２次以上の多項式としても良いし、その他の関数としても良い。
なお、このＨｍ（Δｘ）、Ｈｓ（Δｓ）は画像形成装置の稼動と共に更新されていく。これにより、画像形成装置に経時的な変化が発生しても高精度なドット位置補正が可能になり、この場合、主走査方向及び副走査方向の両方について補正が可能である。なお、ドット位置の補正方法については、請求項５および請求項６記載の発明に対応する説明と同様の方法がある。以上の説明は、請求項８記載の発明に対応する説明である。
【００２３】
図９に請求項９記載の発明に対応する実施形態の構成を示す。この実施形態が図１に示す実施形態と異なる点は、光源からポリゴンミラー５までの光学系が複数、具体的には図９の例では、光源としての半導体レーザ１、カップリングレンズ２、アパーチャ３、シリンドリカルレンズ４、ポリゴンミラー５がこの順に配置され、同様に、光源としての半導体レーザ１’、カップリングレンズ２’、アパーチャ３’、シリンドリカルレンズ４’、ポリゴンミラー５がこの順に配置されている点である。また、受光手段は、変更走査開始側の受光手段１０のみを有している点である。そして、複数の半導体レーザ１、１’から射出された光束がポリゴンミラー５の偏向反射面近傍で交差するように構成されている。位置が異なる複数の光源からビームが射出されるため、受光手段１０では異なる時刻に２ビームを受光することになる。その他の構成は図１に示す実施形態と同じである。
【００２４】
図９に示す実施形態において、ｎ回目の測定における、パターン像の主走査方向のドット位置ずれ計測結果をΔＭ’ｎとする。計測用パターン像を形成するときの２ビームが受光手段１０を通過するのに要する時間をｔ’ｎ、理想の時間をｔ’０とし、
Δｘ’ｎ＝１／ｔ’ｎ−１／ｔ’０
とする。また、計測用パターン像の、ｎ回目の主走査方向のドット位置ずれ計測結果をΔｍ’ｎとする。ここで、補正すべきドット量をＨ（Δｘ’）＝ａ・Δｘ’＋ｂとすると、１０個のΔｘｎとΔＭｎの値を最小ニ乗することにより、ａとｂを決定できる。この相関情報を記憶手段に記憶した後、受光手段１０のみによる計測時間のみによってドット位置ずれの補正が可能になる。当然、Ｈ（Δｘ’）を導出するために、補正すべきドット量の関数を２次以上の多項式としても良いし、その他の関数としても良い。
【００２５】
なお、このＨ（Δｘ’）は画像形成装置の稼動と共に更新されていく。これにより、画像形成装置に経時的な変化が発生しても高精度なドット位置補正が可能になる。当然、Δｘ’ｎとパターン像の副走査方向のドット位置ずれとの相関をとり、副走査方向の補正を行っても良いし、受光手段１０をその受光面が三角形のフォトダイオードとし、受光手段１０で得られた副走査方向変位と計測用パターン像の副走査方向のドット位置ずれとの相関データにより、副走査方向の補正を行っても良い。
【００２６】
次に、図１０に示す動作フローについて説明する。図１０に示す動作フローで表される着想は、請求項２記載の発明に対応する。基本的なハード構成は図１に示されるとおりである。請求項２記載の発明の基本的な考え方は、前記計測用パターン像の計測データと受光手段１０、１１によるビームの計測データの相関情報を記憶し（Ｓ５）、記憶された相関情報と受光手段１０、１１のみによって計測された計測データに基づいたドット位置の補正（Ｓ２１）と、計測用パターン像の計測データのみによるドット位置補正（Ｓ２２）とを併用するというものである。
ここで説明を簡単にするために、計測用パターン像を形成するときの画周波数は一定とする。まず、計測用パターン像の位置計測データに基づき、異なる時刻において２回ドット位置補正を行う。このとき、受光手段１０、１１による計測も行っておき、受光手段１０、１１によって得られた計測データと、計測用パターン像の計測データとの相関情報を記憶手段に記憶しておく。そして、次に計測用パターン像を計測しドット位置補正を行うまでの間に、受光手段１０、１１による計測データとの相関情報によりドット位置補正を行うようにする。
【００２７】
具体的には、以下のようにする。１回目、２回目のパターン像の位置計測による補正量（主走査方向）Ｈｉはパターン像の主走査方向のドット位置ずれΔｍｉに基づき、
Ｈｉ＝−Δｍｉ
となる。受光手段１、２を通過する時間をｔｉ、理想時間をｔ０とし、ｘｉ＝１／ｔｉ−１／ｔ０とする。このとき、
Ｈ１（ｘ１）＝ａ・ｘ１＋ｂ
Ｈ２（ｘ２）＝ａ・ｘ２＋ｂ
とおくことができる。上記より、ａ、ｂを決定することができ、２回目の位置計測以降、受光手段１０、１１のみによるドット位置補正が可能になる。そして、パターン像の計測データのみによるドット位置補正と、記憶された相関情報と受光手段１０、１１のみによって計測された計測データに基づいたドット位置補正を併用することにより、高精度かつ、経時変化に対応した補正が可能になる。
【００２８】
次に、請求項３、４、５記載の説明に対応する実施形態について説明する。図１１に動作フロー図を示す。基本的なハード構成は図１に示されるとおりである。転写体、又は、感光体などからなる記録媒体上に計測用のパターン像をトナーにて形成し（Ｓ１）、センサにより主走査方向、副走査方向のドット位置を計測する（Ｓ２）。計測されたデータに基づき、ドット位置を補正する（Ｓ２１）。このとき、ビームが受光手段１０、１１間を通過する時間を計測してこれをｔ０、ドット位置を補正するために変更した後の画周波数をｆ０とする。そして、次にパターン像を計測するまでに、受光手段１０、１１のみによってドット位置を補正する（Ｓ２２）。受光手段１０、１１によって計測された時間をｔ１とすると、設定すべき画周波数ｆ１は以下のようになる。
ｆ１＝ｔ０／ｔ１・ｆ０
さらに、次の補正も受光手段１０、１１のみによって行い、受光手段１０、１１によって計測された時間をｔ２、設定すべき画周波数をｆ２とすると、
ｆ２＝ｔ１／ｔ２・ｆ１
となる。このような受光手段１０、１１のみを用いた計測による補正を繰り返した後、印字速度に影響を与えない領域においてパターン画像を形成し、上記と同様の補正を行う。
【００２９】
ここで、受光手段１０、１１のみを用いた計測の頻度を、パターン像の計測の頻度よりも多くすることにより、経時変化に対応した高精度なドット位置補正が可能になる。かかる着想は、請求項３記載の発明に対応するものである。
なお、再度パターン画像の計測を行ったときは、直前に計測したデータを全く参照せずにドット位置補正を行う。かかる着想は、請求項４記載の発明に対応するものである。
また、前述したように、受光手段１０、１１による補正は直前の補正データを基準としており、これにより高精度な補正が可能になる。かかる着想は、請求項５記載の発明に対応するものである。
【００３０】
次に、請求項１１記載の発明に対応する実施形態について説明する。図１３がそれで、多色対応の画像形成装置のうち、本発明に関連する部分の副走査断面における構成図を示す。図１３において、ポリゴンミラー５、第１走査レンズ６、第２走査レンズ７、感光体ドラム９、受光手段１０は、図１に示す実施形態と同様に配置されている。また、ポリゴンミラー５によって偏向されるビームの通路上には光路を折り曲げるミラー８１、８２、８３が配置され、偏向走査範囲の始端側のビームを折り曲げて受光手段１０に導くミラー１２が配置されている。ポリゴンミラー５は２段に構成されて走査光学系が上下に配備され、さらに偏向手段としてのポリゴンミラー５を中心としてポリゴンミラー５の外周側に走査光学系を対向させて配備することにより、４つの被走査面（感光体ドラムの表面）に対応させた各走査光学系を配備している。各走査光学系には、有効画角の外の両側にミラー１２が配備され、ミラー１２によりビームを受光手段１０に導光するようになっている。このような４つの走査光学系は同じ光学部品で構成されており、タンデム型のフルカラー対応の画像形成装置を構成している。各走査光学系を構成する各光学部品には、符号として共通の数字を使用するとともに、ダッシュなし、１ダッシュ、２ダッシュ、３ダッシュを付して区別している。
【００３１】
配列された４個の感光体ドラムの下側には、４個の感光体ドラムにまたがって中間転写ベルト２９が適宜のプーリに支持されて配置されている。各感光体ドラムの周囲には、電子写真プロセスを実行するための、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各ユニットが配置されている。上記走査光学系は露光プロセスを実行する。４個の感光体ドラムには、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｋ（黒）の成分ごとの画像情報により露光されて静電潜像が形成され、それぞれに対応した色のトナーで現像される。各トナー像は中間転写ベルト２９上に位置合わせして重ねて転写され、フルカラー対応の画像が形成される。中間転写ベルト２９上のトナー像は転写紙に転写され、定着ユニットで定着されてハードコピーが得られるようになっている。
【００３２】
中間転写ベルト２９上にはまた、計測用パターン像が形成されるようになっている。計測用パターン像は、４個の走査光学系によって、それぞれの色の画像に対応した色で露光され、現像、転写されることによって形成される。この中間転写ベルト２９上の計測用パターン像は、ＬＥＤ１４、結像レンズ１６、エリアＣＣＤ１７で構成される計測手段によって計測されるように構成されている。この計測手段は、各色に対応して複数個（図１３の例の場合４個）配備され、各色毎のドット位置を計測するようになっている。
このようなタンデム型の画像形成装置において、請求項１から請求項１０までに記載されている方法で補正を行うことにより、高精度で、かつ経時変化に対応したドット位置補正が可能になり、高品質の画像を得ることができる。
【００３３】
次に、請求項１２記載の発明に対応した実施形態について、図１２を参照しながら説明する。図１２において、二つの走査光学系が主走査方向に直列的に配列されて、有効書き込み幅を分割して走査するように構成されている。図１２では、図１に示す走査光学系と同様の構成の走査光学系が配列されている。一方の走査光学系を構成する光学部品には図１に示す走査光学系を構成する光学部品と同じ符号を付し、他方の走査光学系を構成する光学部品には図１に示す走査光学系を構成する光学部品をさす符号にダッシュを付加している。符号１０、１１、１２は受光手段を、符号１２、１３、１８、２０は上記受光手段に偏向走査範囲の始端部または終端部のビームを導くミラーを示している。中間の受光手段１１は、一方の走査光学系の偏向走査範囲終端検知と、他方の走査光学系の偏向走査範囲始端検知とを兼ねている。
【００３４】
各走査光学系は、図１に示す実施形態と同様に、偏向走査範囲両端部と中央部において、感光体ドラム９上に計測用パターン像を形成するようになっており、これらのパターン像を個々に照明するＬＥＤと、個々のパターン像からの反射光を結像する結像レンズと、個々の結像面に配置された受光手段とを有している。ただし、一方の走査光学系と他方の走査光学系との境目にある受光手段は、両者の走査光学系の受光手段を兼ねている。従って、受光手段は合計５個である。
【００３５】
このように、複数の走査光学系を主走査方向に直列的に配置することにより、有効書き込み幅を大きくすることができる。また、同じ有効書き込み幅であれば、結像光学系を構成する光学素子および偏向器であるポリゴンミラーを小型化でき、メカニズムを構成する部品の公差や、温度変動によるビームウエスト位置変動が小さくなり、波面収差を低減することができる。この画像形成装置においても、請求項１から請求項１０記載の発明と同様の補正を行うことにより、高精度でかつ経時変化に対応したドット位置補正が可能になる。
【００３６】
次に、請求項１０に対応した実施形態について説明する。図１、図９、図１２に示すように、計測用パターン像は感光体に複数個形成され、なおかつそのうち一つは有効書き込み幅内に形成されている。これにより、走査線曲がりや部分倍率誤差等の画像領域内の情報がなければ、補正できない項目についても補正が可能となる。なお、これらの実施形態では、一つの走査光学系につき計測用パターン像を３つ形成していているが、計測用パターン像の個数は例えば５個や７個でも良く、２以上の任意の値に設定できる。
【００３７】
図１４に画像形成装置の基本プロセスを説明するための図を示す。図１４において、符号１９は記録媒体としての感光体ドラムを示している。感光体ドラム１９の周囲には、帯電、露光、現像、転写、定着、クニーニングという、電子写真プロセスを実行することによって転写紙に画像を形成する次の各装置が配置されている。感光体ドラム１９は図１４において時計方向に回転駆動される。この感光体ドラム１９の表面を一様に帯電する帯電器２０が配置されている。帯電された感光体ドラム１９の表面を画像信号に従って露光する光走査装置２１が配置されている。光走査装置２１は、図１、図９、図１２に示すような走査光学系からなる。光走査装置２１で露光されることにより感光体ドラム１９の表面には上記画像信号に対応した静電潜像が形成され、この静電潜像は現像器２２からトナーが供給されることによりトナー像として現像される。このトナー像は、タイミングを合わせて供給される転写紙２６に、転写用帯電器２３によって転写される。転写紙２６に転写されたトナー像は定着器２４によって定着され、適宜の排紙トレーに排出される。転写を終えた感光体ドラム１９の表面はクリーニング器２５によって残留トナーおよび残留電荷が除去され、再び帯電プロセスに供される。このように、帯電→露光→現像→転写→定着という工程を通して記録媒体としての転写紙２６上に画像が形成される。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、計測用パターン像を形成するため光走査装置が露光を行うときに、受光手段によりビーム計測を行い、計測用パターン像の計測データと受光手段によるビームの計測データの相関情報を記憶し、記憶された相関情報と受光手段のみによって計測された計測データに基づき、ドット位置の補正を行うことにより、簡単な構成で、高精度かつ経時変化に対応したドット位置の補正が可能になる。
【００３９】
請求項２記載の発明によれば、計測用パターン像の計測データと受光手段によるビームの計測データの相関情報を記憶し、記憶された相関情報と受光手段のみによって計測された計測データに基づいたドット位置の補正と、パターン像の計測データのみによるドット位置補正とを併用することにより、簡単な構成で、高精度かつ経時変化に対応したドット位置の補正が可能になる。
【００４０】
請求項３記載の発明によれば、光走査装置により露光された露光分布に基づき画像を形成する画像形成装置において、感光体、転写体などの記録媒体上に付着した計測用パターン像の位置を計測する計測手段と、光走査装置におけるビームの計測を行うための受光手段とを有し、計測用パターン像の計測データ及びビームの計測データに基づき、画像上のドット位置を補正し、なおかつ、上記ビームの受光手段による計測の頻度を、パターン像の計測の頻度よりも多くすることにより、高精度かつ経時変化に対応したドット位置の補正が可能になる。
【００４１】
請求項４記載の発明によれば、上記受光手段による計測データに基づいたドット位置の補正はその直前に行った以下のいずれかの補正データを基準として行うことにより、高精度かつ経時変化に対応したドット位置の補正が可能になる。
（１）パターン像計測に基づく補正データ。
（２）受光手段による計測に基づく補正データ。
【００４２】
請求項５記載の発明によれば、計測用パターン像の計測に基づく補正データは、それ以前に行った計測データを参照しないようにすることにより、より高精度な計測及びドット位置補正が可能になる。
【００４３】
請求項６記載の発明によれば、計測用パターン像を形成するため光走査装置が行う露光時にビームの通過時間を計測し、計測用パターン像位置の計測データと通過時間の計測データの相関情報を記憶し、記憶された相関情報と受光手段のみによって計測された計測データに基づき、主走査方向のドット位置を補正することにより、簡単な構成で高精度かつ経時変化に対応した主走査方向のドット位置補正が可能になる。
【００４４】
請求項７記載の発明によれば、受光手段は複数個配設され、その間のビーム通過時間を計測するものであり、計測用パターン像を形成するため光走査装置が行う露光時にビームの通過時間を計測し、計測用パターン像の主走査方向及び副走査方向の位置の計測データと通過時間の計測データの相関情報を記憶し、記憶された相関情報と受光手段のみによって計測された計測データに基づき、主走査方向及び副走査方向のドット位置を補正することにより、簡単な構成で高精度かつ経時変化に対応した主走査及び副走査方向のドット位置補正が可能になる。
【００４５】
請求項８記載の発明によれば、計測用パターン像の計測手段は主走査方向及び副走査方向についてパターン像の位置を計測するものであり、受光手段は複数個配設されてビームの通過時間と副走査方向のビーム通過位置を計測するものであり、計測用のパターン像を形成するため光走査装置が行う露光時にビームの通過時間と副走査方向のビームの通過位置を計測し、計測用パターン像の主走査方向位置の計測データとビームの通過時間の計測データの相関情報と、計測用パターン像の副走査方向位置の計測データと副走査方向のビーム通過位置の相関情報を記憶し、記憶された相関情報と受光手段のみによって計測された計測データに基づき、主走査方向及び副走査方向のドット位置を補正することにより、より高精度に経時変化に対応した主走査、副走査方向のドット位置補正が可能になる。
【００４６】
請求項９記載の発明によれば、複数ビームとすることにより、高速化が可能になり、偏向器の小型化、低消費電力化、低騒音化、高耐久化を実現することができる。また、受光手段を１つだけ配備すれば良いので、低コスト化、組み立て工数の低減を実現できる。さらに、受光手段は、複数光源によるビームの検知の時間差を計測するものであり、計測用パターン像位置の計測データと計測された複数ビームの時間差の相関情報を記憶し、記憶された相関情報と受光手段のみによって計測された計測データに基づき、主走査方向のドット位置を補正することにより、高精度に経時変化に対応したドット位置補正が可能になる。
【００４７】
請求項１０記載の発明によれば、計測用パターン像は複数個形成され、なおかつそのうち一つは有効書き込み幅内に形成されることにより、走査線曲がりや部分倍率誤差等の画像領域内の情報がなければ補正できない項目についても補正が可能となる。
【００４８】
請求項１１記載の発明によれば、複数の被走査面に対応する複数の走査光学系を配備することにより、高速化が可能になる。また、請求項１から１０のいずれかに記載されている補正を行うことにより、高精度かつ経時変化に対応したドット位置補正が可能になる。
【００４９】
請求項１２記載の発明によれば、複数の走査光学系を主走査方向に配列することにより、有効書き込み幅を複数の走査光学系で分割して走査している。このように走査光学系を主走査方向に配列することにより、有効書き込み幅を大きくできる。また、同じ有効書き込み幅であれば、光学素子、偏向器を小型化でき、メカニズムを構成する部品の公差や温度変動によるビームウエスト位置変動が小さくなり、波面収差を低減することができる。この画像形成装置においても、請求項１から１０までのいずれかに記載の補正を行うことにより、高精度かつ経時変化に対応したドット位置補正が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の実施形態を平面方向から示す光学配置図である。
【図２】上記実施形態における理想時間と各計測時間を比較して示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態である多色画像形成装置における異なる色の計測用パターン像相互の主走査方向位置ずれの例を示す模式図である。
【図４】上記実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明にかかる別の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図６】走査線傾きを補正することができる調節機構の例を示す正面図である。
【図７】走査線曲がりを補正することができる調節機構の例を示す正面図である。
【図８】本発明に適用可能な受光手段の変形例を示す正面図である。
【図９】本発明にかかる画像形成装置の別の実施形態を平面方向から示す光学配置図である。
【図１０】上記実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１１】さらに別の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明にかかる画像形成装置のさらに別の実施形態を平面方向から示す光学配置図である。
【図１３】本発明にかかる画像形成装置のさらに別に実施形態であるタンデム型画像形成装置の例を示す光学配置図である。
【図１４】画像形成装置の基本プロセスを説明するための正面図である。
【符号の説明】
５　ポリゴンミラー
９　記録媒体としての感光体ドラム
１０　受光手段
１１　受光手段
１５　計測用パターン像
１７　計測手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image based on an exposure distribution exposed by an optical scanning device, and is applicable to a laser printer, a plain paper facsimile, a digital copying machine, and the like.
[0002]
[Prior art]
As a related art related to the present invention, there is an image forming apparatus described in JP-A-11-133325. This is a multi-color image forming apparatus for correcting a color shift by detecting a position shift of a pattern image formed on a transfer body as a recording medium.
As another conventional technique, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-58053. In this method, the beam is measured at a plurality of places at intervals, and the dot displacement in the main scanning direction is detected and corrected based on the time difference, thereby reducing the displacement.
[0003]
With respect to image forming apparatuses such as laser printers, digital copiers, and plain paper facsimile machines, the demand for higher image quality has been increasing each year, and among them, the high accuracy of dot positions formed by a scanning light beam has been increasing. Is one of the important specifications. In the following two types of image forming apparatuses, it is particularly important to increase the dot position accuracy.
1. Tandem image forming apparatus
An image forming apparatus having a scanned surface including a plurality of photoconductor surfaces as image carriers and a plurality of scanning optical systems corresponding to the plurality of scanned surfaces, and exposing the plurality of photoconductor surfaces simultaneously. It can output color images at high speed. However, in this method, if the dot positions are relatively shifted on each photoconductor, a color shift occurs, and there is a problem that an output image is largely deteriorated.
2. Split-scan image forming apparatus
This is an image forming apparatus in which a plurality of scanning optical systems are arranged in series in the main scanning direction, and can realize a reduction in the size of the optical system or an increase in the effective writing width. Since the optical system can be reduced in size, it is advantageous for reducing the beam spot diameter. In addition, since each deflecting and reflecting surface of the optical deflector can be reduced, the size of the optical deflector such as a polygon mirror can be reduced, resulting in low power consumption, high durability, and low noise. Can be realized. However, in this method, if the dot positions are relatively displaced on each photoconductor, density unevenness or the like occurs at a joint of scanning beams, and there is a problem that an output image is largely deteriorated.
[0004]
Either the tandem method or the division scanning method, it is necessary to eliminate the deviation of the dot position on the photoconductor in order to improve the quality of the formed image, and a dot position correcting means has been proposed. ing. What is important in the correction of the dot position is the measurement of the dot position deviation with high accuracy. Conventionally, the dot position is measured by the following method, and the dot position is corrected based on the measurement result.
1. The displacement of the pattern formed on the transfer body is measured. This is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-133325.
2. The beam scanned by the optical scanning device is measured. This is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-58053.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the first method can perform high-accuracy measurement, it is difficult to increase the frequency of measurement, and thus it is difficult to cope with temporal changes. If the measurement frequency is increased, the image forming speed must be reduced.
In the above two methods, the measurement frequency can be increased, but a deviation occurs between the beam position in the optical scanning device and the dot position on a recording medium such as a photoconductor and a transfer body, and high-precision measurement cannot be performed. Also, it is difficult to measure within the effective writing width.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the related art, and an image forming apparatus capable of performing high-precision dot position correction even when a dot position shift occurs on a recording medium due to aging. The purpose is to provide.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 1, a semiconductor laser 1 as a light source, a coupling lens 2, an aperture 3, a cylindrical lens 4, and a polygon mirror 5 as an optical deflector are arranged in this order. , A first scanning lens 6, a second scanning lens 7, a dustproof glass 8, and a photosensitive drum 9 are arranged in this order. The first and second scanning lenses 6 and 7 constitute a scanning optical system. A mirror 12 is disposed between the first scanning lens 6 and the second scanning lens 7 on the starting end side of the deflecting / reflecting area by the polygon mirror 5, and a first light receiving unit 10 is disposed on an optical path reflected by the mirror 12. I have. On the other hand, a mirror 13 is arranged between the first scanning lens 6 and the second scanning lens 7 at the end side of the deflecting / reflecting area by the polygon mirror 5, and the second light receiving means 11 is arranged on an optical path reflected by the mirror 13. Have been.
[0008]
The LEDs 14, 14 ′, and 14 ″ that irradiate the illumination light toward the surface near the both ends in the rotation center axis direction and near the center of the photosensitive drum 9 are arranged in this order from one end side of the photosensitive drum 9. Measurement pattern images 15, 15 ′, 15 ″ are formed on the surface of the photosensitive drum 9 near the both ends and near the center, and these pattern images 15, 15 ′, 15 ″ are displayed on the LEDs 14, 14 ′, 14. "Is illuminated. On the optical path reflected from each of the pattern images 15, 15 ', 15 ", the image forming lenses 16, 16', 16" and the measurement pattern images on the light receiving surface by the image forming lenses 16, 16 ', 16 " Area CCDs 17, 17 ', 17 "connecting 15, 15', 15" are arranged.
[0009]
A divergent light beam emitted from a semiconductor laser 1 modulated and driven by an image signal is coupled by a coupling lens 2, passes through an aperture 3, a cylindrical lens 4 having power in a sub-scanning direction, and is deflected and reflected by a polygon mirror 5. In the vicinity, a long line image is formed in the main scanning direction (the direction parallel to the plane drawn by the light beam deflected and reflected). The light beam is deflected and scanned by the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror 5 by the rotation driving of the polygon mirror 5, and is condensed as beam dots on the surface of the photosensitive drum 9 by the two scanning lenses 6 and 7. The surface of the drum 9 is scanned at a substantially constant speed.
[0010]
Here, before writing an image by scanning the surface of the photosensitive drum 9 with a beam, the first light receiving unit 10 receives the beam, and after the image writing on the photosensitive drum 9 is completed, the second light receiving unit 11 Receives the beam. The measurement pattern images 15, 15 ', and 15 "are formed at three locations on the surface of the photosensitive drum 9 by the beam scanning exposure and subsequent development, and the LEDs 14, 14', and 14" serving as light sources are formed. The position of the measurement pattern images 15, 15 ', 15 "in the main scanning direction and the position in the sub-scanning direction are measured by a sensor comprising imaging lenses 16, 16', 16" and area CCDs 17, 17 ', 17 ". Is configured.
The measurement pattern images 15, 15 ′, and 15 ″ are formed at timings that do not affect the image output speed, such as before or after the start of each job. Even if the dot position is corrected based only on the measurement of “15”, the change over time that occurs during the measurement of each measurement pattern image 15, 15 ′, 15 ″ cannot be handled.
[0011]
By measuring the beam transit time obtained by measuring the time from the beam detection by the first light receiving means 10 provided in the optical scanning device to the beam detection by the second light receiving means 11, and the beam position in the sub-scanning direction Frequent dot position correction can be performed without affecting the image output speed. However, due to a temporal change such as a temperature change, the arrangement of the light receiving units 10 and 11, the mirrors 12 and 13 for guiding the light to the light receiving units 10 and 11, the relative arrangement of the photosensitive drum 9 and the optical scanning device, and the like change. In this case, even if the dot position is corrected based on the measurement results of the light receiving units 10 and 11, a dot position shift occurs on the image.
[0012]
Therefore, the present invention uses the following method. At the time of exposure performed by the optical scanning device to form the measurement pattern images 15, 15 ', and 15 ", beam measurement is performed by the light receiving means 10 and 11 to obtain measurement data of the measurement pattern images 15, 15' and 15". And the beam measurement data by the light receiving units 10 and 11, that is, correlation information with the beam scanning time between the light receiving units 10 and 11 is stored in the storage unit. An appropriate storage medium is used as storage means. Further, based on the stored correlation information and the scanning time data measured only by the light receiving units 10 and 11, the dot position is corrected by an appropriate correcting unit. This corresponds to the first aspect of the present invention.
[0013]
As another invention, correlation information between the measurement data of the measurement pattern images 15, 15 ', 15 "and the measurement data of the beam by the light receiving means 10, 11 is stored in a storage means. The correction of the dot position based on the measurement data measured only by the means 10 and 11 and the correction of the dot position only by the measurement data of the measurement pattern images 15, 15 ′ and 15 ″ may be used together. This corresponds to the second aspect of the present invention.
According to yet another aspect, there is provided an image forming apparatus that corrects a dot position on an image based on measurement data of measurement pattern images 15, 15 ′, and 15 ″ and beam measurement data by light receiving units 10, 11. The frequency of measurement by the light receiving means 10 and 11 of the beam is made higher than the frequency of measurement of the measurement pattern images 15, 15 'and 15 "by the area CCDs 17, 17' and 17". Corresponding to the invention of the above.
[0014]
As in the first aspect, at the time of exposure performed by the optical scanning device to form the measurement pattern images 15, 15 ', and 15 ", beam measurement is performed by the light receiving units 10 and 11. For example, at different times. The above measurement is repeated 10 times, and the correlation information is stored.Because it is desirable that the measurement states from the first time to the tenth time are different to some extent, a certain time interval is required. The image frequency for forming the measurement pattern images 15, 15 ', 15 "is constant. The n-th measurement time passing through the light receiving means 10 and 11 is tn, and the ideal passing time is t0,
Δxn = 1 / tn−1 / t0
And Further, the measurement result of n times of the dot displacement of the measurement pattern images 15, 15 ′, 15 ″ in the main scanning direction is ΔMn. Here, the dot displacement of the measurement pattern images 15, 15 ′, 15 ″ is, for example, In the following manner, it is possible to eliminate errors in a sensor system composed of the LEDs 14, 14 ', 14 ", the imaging lenses 16, 16', 16", and the area CCDs 17, 17 ', 17 ". .
1. The dot position deviation of the pattern image is a deviation from a reference mark formed on the photosensitive drum 9.
2. In the multi-color image forming apparatus, the dot displacement of the measurement pattern image is a relative dot displacement for each color.
3. In the case of the image forming apparatus of the division scanning method, the relative dot position shift at the joint is determined.
[0015]
Here, assuming that the dot amount to be corrected is H (Δx) = a · Δx + b, a and b can be determined by raising the values of ten Δxn and ΔMn to the least square.
After storing the correlation information, the dot position deviation can be corrected only by the measurement time by the light receiving means 10 and 11 alone. Naturally, in order to derive H (Δx), the function of the dot amount to be corrected may be a second-order or higher polynomial, or may be another function.
Note that H (Δx) is updated with the operation of the image forming apparatus. As a result, even if the image forming apparatus changes over time, highly accurate dot position correction can be performed.
[0016]
FIG. 2 shows an ideal time and each measurement time in the above embodiment, and FIG. 3 shows a main scanning direction of a magenta toner measurement pattern image with respect to a black toner measurement pattern image in the multicolor image forming apparatus. Shows the relative misalignment.
In addition, as a method of correcting a dot position shift in the main scanning direction, for example, there is the following method.
1. The adjustment of the delay time from when the light is received by the first light receiving means 10 to the start of the writing and the adjustment of the image frequency are performed.
In addition to 2.1, the lighting time interval for writing each pixel within one scan is adjusted. This is because the time interval differs depending on the image height.
[0017]
FIG. 4 shows an operation flowchart of the above embodiment. Each operation step is displayed as "S1,""S2," and so on. In FIG. 4, at the same time when the measurement pattern image is formed (S1), the time interval at which the beam scans between the two points of the first and second light receiving means 10 and 11 is measured (S3). The calculation is performed based on the image position measurement (S2) result and the measurement time (S4), and the correlation information is stored in the storage unit (S5). Further, the delay time calculation (S6), the image frequency calculation (S7), and the lighting time interval calculation (S6) are performed based on the time interval between the two points measured as described above and the correlation information at a time different from the measurement time. S8) is performed, and a signal is sent to the light source driving unit. The semiconductor laser 1 is modulated and driven by this signal.
Further, the image frequency at the time of forming a pattern image is not constant, and may be different each time. In that case, the same correction becomes possible by adding the parameter of the image frequency to the correlation equation. This also belongs to the category of the present invention and corresponds to the first and sixth aspects of the present invention.
[0018]
The position of the measurement pattern image is detected not only in the main scanning direction but also in the sub-scanning direction. However, the first and second light receiving means 10 are also used during the exposure performed by the optical scanning device to form the measurement pattern image. , 11 perform beam measurement. For example, the above measurement is repeated 10 times at different times, and the correlation information is stored in the storage unit. Here, in order to simplify the explanation, the image frequency for forming the measurement pattern image is fixed. Since it is desirable that the measurement states from the first to the tenth measurement are different to some extent, a certain time interval is required. The n-th measurement time passing through the light receiving means 10 and 11 is tn, and the ideal passing time is t0,
Δxn = 1 / tn−1 / t0
And Further, the measurement result of the dot position deviation in the main scanning direction of the measurement pattern image in the main scanning direction is ΔMn, and the measurement result of the dot position deviation in the sub-scanning direction is ΔSn. Here, regarding the dot position shift of the measurement pattern image, for example, as described below, the LEDs 14, 14 ', 14 ", the imaging lenses 16, 16', 16", the area CCDs 17, 17 ', 17 ". It is possible to remove the error of the sensor system composed of
1. The dot position deviation of the measurement pattern image is a deviation from the reference mark of the photoconductor 9.
2. In the multi-color image forming apparatus, the dot displacement of the measurement pattern image is a relative dot displacement for each color.
3. In the case of the image forming apparatus of the division scanning method, the relative dot position shift at the joint is determined.
[0019]
Here, if the dot amount to be corrected in the main scanning direction is Hm (Δx) = am · Δx + bm, and the dot amount to be corrected in the sub-scanning direction is Hs (Δx) = as · Δx + bs, ten Δxn and ΔMn Is raised to the least power of two, am and bm can be determined. Further, as and bs can be determined by raising the ten values of Δxn and ΔSn to the least power of two. After storing the correlation information, the dot position deviation can be corrected only by the measurement time by the light receiving means 10 and 11 alone. Naturally, in order to derive Hm (Δx) and Hs (Δx), the function of the dot amount to be corrected may be a second-order or higher polynomial, or may be another function.
Note that Hm (Δx) and Hs (Δx) are updated with the operation of the image forming apparatus. This enables highly accurate dot position correction even if the image forming apparatus changes over time. In this case, correction can be performed in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.
[0020]
The dot position correction in the main scanning direction is performed as described above, but the dot position correction in the sub-scanning direction is performed as follows.
(1) By adjusting the light emission timing for each scanning line, dot position correction in the sub-scanning direction over the entire effective writing width becomes possible. When a multi-beam light source is used, correction can be made by selecting a light source for starting writing, or both may be combined.
Regarding the deviation of the position in the sub-scanning direction between image heights (scanning line bending, scanning line inclination, etc.), there are the following methods.
(2) Scan line inclination
As shown in FIG. 6, a scanning lens having power in the sub-scanning direction is used. In the example shown in FIG. 6, the spring 31 applies pressure in the sub-scanning direction at three points at both ends in the longitudinal direction and the center of the second scanning lens 7, and the opposite side is suppressed by the adjusting screw 32. The scanning lens 7 can be rotated about an axis parallel to the optical axis by individually adjusting each adjusting screw 32 and setting it in an appropriate state. Thereby, the scanning line inclination can be corrected.
(3) Scan line bending
The basic configuration is the same as the above (2), but as shown in FIG. 7, by setting the adjusting screw 32 appropriately, a scanning lens having power in the sub-scanning direction, in this embodiment, the second scanning The generatrix of the lens 7 is curved. This makes it possible to correct the scanning line bending.
FIG. 5 shows an operation flowchart of the above embodiment. This flowchart is obtained by adding a lighting timing calculation (S11) for each operation line and a light source selection step (S12) in the case of a multi-beam to the flowchart shown in FIG. . This flow may or may not include the above-described (2) scan line tilt correction step and (3) scan line curve correction step. The embodiment described above corresponds to the invention described in claim 7.
[0021]
According to the seventh aspect of the invention, the time measured by the first and second light receiving means 10 and 11 is correlated with the position of the measurement pattern image in the sub-scanning direction. It is desirable to measure the position of the beam in the sub-scanning direction by means 10 and 11, and to correlate the position of the beam in the sub-scanning direction with the position of the measurement pattern image in the sub-scanning direction. Here, the image frequency for forming the measurement pattern image is fixed for the sake of simplicity.
Here, as shown in FIG. 8, the light receiving units 10 and 11 are photodiodes having triangular light receiving surfaces, and the time when the beam passes across the light receiving surfaces of the light receiving units 10 and 11 is detected. Thereby, the displacement of the beam in the sub-scanning direction can be measured. In the n-th measurement, the displacement in the sub-scanning direction passing through the light receiving means is defined as Δsn. In the n-th measurement, the measurement time passing through the light receiving means 10 and 11 is tn, the ideal time is t0, and Δxn = 1 / tn−1 / t0. Further, the measurement result of the dot position deviation in the main scanning direction of the measurement pattern image in the main scanning direction is ΔMn, and the measurement result of the dot position deviation in the sub-scanning direction is ΔSn.
[0022]
Here, if the dot amount to be corrected in the main scanning direction is Hm (Δx) = am · Δx + bm, and the dot amount to be corrected in the sub-scanning direction is Hs (Δs) = as · Δs + bs, ten Δxn and ΔMn Is raised to the least power of two, am and bm can be determined. In addition, as and bs can be determined by raising the ten values of ΔSn and ΔSn to the least square.
After storing the correlation information, the dot position deviation can be corrected only by the measurement time by the light receiving means 10 and 11 alone. Of course, in order to derive Hm (Δx) and Hs (Δs), the function of the dot amount to be corrected may be a second-order or higher polynomial, or may be another function.
Note that Hm (Δx) and Hs (Δs) are updated with the operation of the image forming apparatus. This enables highly accurate dot position correction even if the image forming apparatus changes over time. In this case, correction can be performed in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. As for the dot position correcting method, there is a method similar to the description corresponding to the fifth and sixth aspects of the present invention. The above description is a description corresponding to the eighth aspect of the present invention.
[0023]
FIG. 9 shows a configuration of an embodiment corresponding to the ninth aspect of the present invention. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that a plurality of optical systems from a light source to a polygon mirror 5 are provided. Specifically, in the example of FIG. 9, a semiconductor laser 1 as a light source, a coupling lens 2, an aperture 3, a cylindrical lens 4 and a polygon mirror 5 are arranged in this order. Similarly, a semiconductor laser 1 'as a light source, a coupling lens 2', an aperture 3 ', a cylindrical lens 4' and a polygon mirror 5 are arranged in this order. It is a point. Further, the light receiving means has only the light receiving means 10 on the changed scanning start side. The light beams emitted from the plurality of semiconductor lasers 1 and 1 ′ are configured to intersect in the vicinity of the deflecting and reflecting surface of the polygon mirror 5. Since beams are emitted from a plurality of light sources at different positions, the light receiving means 10 receives two beams at different times. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG.
[0024]
In the embodiment shown in FIG. 9, the result of the dot position shift measurement in the main scanning direction of the pattern image in the n-th measurement is ΔM′n. The time required for the two beams to pass through the light receiving means 10 when forming the measurement pattern image is t'n, and the ideal time is t'0,
Δx'n = 1 / t'n-1 / t'0
And In addition, the result of the n-th dot position shift measurement of the measurement pattern image in the main scanning direction is Δm′n. Here, assuming that the dot amount to be corrected is H (Δx ′) = a · Δx ′ + b, a and b can be determined by raising the values of ten Δxn and ΔMn to the least square. After storing the correlation information in the storage means, the dot position deviation can be corrected only by the measurement time by the light receiving means 10 alone. Of course, in order to derive H (Δx ′), the function of the dot amount to be corrected may be a second-order or higher polynomial, or may be another function.
[0025]
Note that H (Δx ′) is updated with the operation of the image forming apparatus. As a result, even if the image forming apparatus changes over time, highly accurate dot position correction can be performed. Naturally, the correlation between Δx'n and the dot position shift of the pattern image in the sub-scanning direction may be obtained to perform correction in the sub-scanning direction. Alternatively, the light receiving means 10 may be a photodiode having a triangular light receiving surface. The correction in the sub-scanning direction may be performed based on the correlation data between the displacement in the sub-scanning direction obtained in step 10 and the dot position shift in the sub-scanning direction of the measurement pattern image.
[0026]
Next, the operation flow shown in FIG. 10 will be described. The idea represented by the operation flow shown in FIG. 10 corresponds to the second aspect of the present invention. The basic hardware configuration is as shown in FIG. The basic idea of the invention according to claim 2 is that the correlation data between the measurement data of the measurement pattern image and the beam measurement data by the light receiving means 10 and 11 is stored (S5), and the stored correlation information and light receiving means are stored. The correction of the dot position based on the measurement data measured only by 10 and 11 (S21) and the correction of the dot position by only the measurement data of the measurement pattern image (S22) are used together.
Here, for the sake of simplicity, the image frequency when forming the measurement pattern image is assumed to be constant. First, dot position correction is performed twice at different times based on the position measurement data of the measurement pattern image. At this time, measurement by the light receiving units 10 and 11 is also performed, and correlation information between the measurement data obtained by the light receiving units 10 and 11 and the measurement data of the measurement pattern image is stored in the storage unit. Then, before the measurement pattern image is measured and the dot position is corrected, the dot position is corrected based on the correlation information with the measurement data by the light receiving units 10 and 11.
[0027]
Specifically, the following is performed. The correction amount (main scanning direction) Hi by the first and second pattern image position measurements is based on the dot position deviation Δmi of the pattern image in the main scanning direction.
Hi = −Δmi
It becomes. The time passing through the light receiving means 1 and 2 is ti, the ideal time is t0, and xi = 1 / ti-1 / t0. At this time,
H1 (x1) = a · x1 + b
H2 (x2) = a × 2 + b
I can put it. From the above, a and b can be determined, and dot position correction by only the light receiving means 10 and 11 becomes possible after the second position measurement. Then, the dot position correction based on only the measurement data of the pattern image and the dot position correction based on the stored correlation information and the measurement data measured only by the light receiving units 10 and 11 are used together to achieve high-precision and time-dependent change. Can be corrected.
[0028]
Next, an embodiment corresponding to the description in claims 3, 4, and 5 will be described. FIG. 11 shows an operation flowchart. The basic hardware configuration is as shown in FIG. A pattern image for measurement is formed on a recording medium such as a transfer body or a photoreceptor with toner (S1), and dot positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction are measured by sensors (S2). The dot position is corrected based on the measured data (S21). At this time, the time during which the beam passes between the light receiving means 10 and 11 is measured, and this is set to t0, and the image frequency after being changed to correct the dot position is set to f0. Then, until the next pattern image measurement, the dot position is corrected only by the light receiving means 10 and 11 (S22). Assuming that the time measured by the light receiving units 10 and 11 is t1, the image frequency f1 to be set is as follows.
f1 = t0 / t1 · f0
Further, the following correction is also performed only by the light receiving units 10 and 11, and the time measured by the light receiving units 10 and 11 is t2, and the image frequency to be set is f2.
f2 = t1 / t2 · f1
It becomes. After repeating such correction by measurement using only the light receiving units 10 and 11, a pattern image is formed in an area that does not affect the printing speed, and the same correction as described above is performed.
[0029]
Here, by setting the frequency of measurement using only the light receiving units 10 and 11 to be higher than the frequency of measurement of the pattern image, highly accurate dot position correction corresponding to aging can be performed. Such an idea corresponds to the third aspect of the present invention.
When the pattern image is measured again, the dot position is corrected without referring to the data measured immediately before. This idea corresponds to the invention described in claim 4.
Further, as described above, the correction by the light receiving means 10 and 11 is based on the immediately preceding correction data, thereby enabling highly accurate correction. This idea corresponds to the invention described in claim 5.
[0030]
Next, an embodiment corresponding to the invention described in claim 11 will be described. FIG. 13 shows a configuration diagram in a sub-scanning cross section of a part related to the present invention in the multi-color compatible image forming apparatus. 13, a polygon mirror 5, a first scanning lens 6, a second scanning lens 7, a photosensitive drum 9, and a light receiving unit 10 are arranged in the same manner as in the embodiment shown in FIG. Further, mirrors 81, 82, and 83 for bending the optical path are arranged on the path of the beam deflected by the polygon mirror 5, and a mirror 12 for bending the beam at the start end side of the deflection scanning range and guiding the beam to the light receiving means 10 is arranged. I have. The polygon mirror 5 is composed of two stages, and scanning optical systems are arranged vertically. Further, the scanning optical system is arranged so as to face the outer peripheral side of the polygon mirror 5 with the polygon mirror 5 serving as a deflecting unit as a center. Each scanning optical system corresponding to one scanned surface (the surface of the photosensitive drum) is provided. In each scanning optical system, mirrors 12 are provided on both sides outside the effective angle of view, and the mirror 12 guides a beam to the light receiving unit 10. These four scanning optical systems are composed of the same optical components, and constitute a tandem type full-color image forming apparatus. Each optical component constituting each scanning optical system uses a common numeral as a code, and is distinguished by adding no dash, 1 dash, 2 dash, and 3 dash.
[0031]
Below the four photoconductor drums arranged, an intermediate transfer belt 29 is disposed so as to be supported by appropriate pulleys over the four photoconductor drums. Around each photoconductor drum, units for charging, exposing, developing, transferring, and cleaning for executing an electrophotographic process are arranged. The scanning optical system performs an exposure process. The four photosensitive drums are exposed to image information for each of R (red), G (green), B (blue), and K (black) components to form electrostatic latent images, for example. Is developed with the selected color toner. Each toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 29 in a superimposed manner, and an image corresponding to full color is formed. The toner image on the intermediate transfer belt 29 is transferred to transfer paper and fixed by a fixing unit to obtain a hard copy.
[0032]
On the intermediate transfer belt 29, a pattern image for measurement is formed. The measurement pattern image is formed by exposing, developing, and transferring by the four scanning optical systems in colors corresponding to the respective color images. The measurement pattern image on the intermediate transfer belt 29 is configured to be measured by a measurement unit including the LED 14, the imaging lens 16, and the area CCD 17. A plurality of measuring means (four in the example of FIG. 13) are provided corresponding to each color, and measure the dot position for each color.
In such a tandem-type image forming apparatus, by performing correction by the method described in claim 1 to claim 10, it is possible to perform dot position correction with high accuracy and corresponding to aging, High quality images can be obtained.
[0033]
Next, an embodiment corresponding to the invention described in claim 12 will be described with reference to FIG. In FIG. 12, two scanning optical systems are arranged in series in the main scanning direction, and are configured to scan while dividing the effective writing width. 12, a scanning optical system having the same configuration as the scanning optical system shown in FIG. 1 is arranged. Optical components constituting one scanning optical system are denoted by the same reference numerals as those of the scanning optical system shown in FIG. 1, and optical components constituting the other scanning optical system are designated by the scanning optical system shown in FIG. The dashes are added to the reference numerals indicating the optical components constituting. Reference numerals 10, 11, and 12 denote light receiving means, and reference numerals 12, 13, 18, and 20 denote mirrors for guiding the beam at the beginning or end of the deflection scanning range to the light receiving means. The intermediate light receiving means 11 serves both to detect the end of the deflection scanning range of one scanning optical system and to detect the beginning of the deflection scanning range of the other scanning optical system.
[0034]
As in the embodiment shown in FIG. 1, each scanning optical system forms a measurement pattern image on the photosensitive drum 9 at both ends and the center of the deflection scanning range. It has LEDs for individually illuminating, an imaging lens for imaging reflected light from each pattern image, and light receiving means arranged on each imaging plane. However, the light receiving means at the boundary between one scanning optical system and the other scanning optical system also serves as the light receiving means of both scanning optical systems. Therefore, there are a total of five light receiving means.
[0035]
Thus, by arranging a plurality of scanning optical systems in series in the main scanning direction, the effective writing width can be increased. If the effective writing width is the same, the optical element constituting the imaging optical system and the polygon mirror serving as the deflector can be reduced in size, and the tolerance of the components constituting the mechanism and the fluctuation of the beam waist position due to the temperature fluctuation can be reduced. , Wavefront aberration can be reduced. Also in this image forming apparatus, by performing the same correction as in the first to tenth aspects of the invention, it is possible to perform dot position correction with high accuracy and corresponding to aging.
[0036]
Next, an embodiment corresponding to claim 10 will be described. As shown in FIGS. 1, 9, and 12, a plurality of measurement pattern images are formed on the photosensitive member, and one of them is formed within the effective writing width. This makes it possible to correct items that cannot be corrected if there is no information in the image area such as scanning line bending and partial magnification error. In these embodiments, three measurement pattern images are formed for one scanning optical system. However, the number of measurement pattern images may be, for example, five or seven, and may be an arbitrary value of two or more. Can be set to
[0037]
FIG. 14 is a diagram illustrating a basic process of the image forming apparatus. In FIG. 14, reference numeral 19 denotes a photosensitive drum as a recording medium. Around the photoreceptor drum 19, the following devices for forming an image on transfer paper by executing an electrophotographic process such as charging, exposure, development, transfer, fixing, and cleaning are arranged. The photosensitive drum 19 is driven to rotate clockwise in FIG. A charger 20 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 19 is provided. An optical scanning device 21 that exposes the charged surface of the photosensitive drum 19 according to an image signal is provided. The optical scanning device 21 includes a scanning optical system as shown in FIGS. Exposure by the optical scanning device 21 forms an electrostatic latent image corresponding to the image signal on the surface of the photosensitive drum 19, and the electrostatic latent image is supplied Developed as an image. This toner image is transferred by the transfer charger 23 to the transfer paper 26 supplied in a timely manner. The toner image transferred to the transfer paper 26 is fixed by the fixing device 24 and discharged to an appropriate discharge tray. After the transfer, the surface of the photosensitive drum 19 is cleaned of residual toner and residual charge by the cleaning device 25, and is subjected to the charging process again. In this way, an image is formed on the transfer paper 26 as a recording medium through the steps of charging → exposure → development → transfer → fixing.
[0038]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when the optical scanning device performs exposure to form a pattern image for measurement, beam measurement is performed by the light receiving unit, and measurement data of the measurement pattern image and measurement of the beam by the light receiving unit are performed. By storing the correlation information of the data and correcting the dot position based on the stored correlation information and the measurement data measured only by the light receiving means, the dot position can be adjusted with high accuracy and with the lapse of time with a simple configuration. Can be corrected.
[0039]
According to the second aspect of the present invention, the correlation information between the measurement data of the measurement pattern image and the measurement data of the beam by the light receiving means is stored, and based on the stored correlation information and the measurement data measured only by the light receiving means. By using both the dot position correction and the dot position correction using only the measurement data of the pattern image, it is possible to correct the dot position with a simple configuration and with high accuracy and corresponding to a change with time.
[0040]
According to the third aspect of the present invention, in an image forming apparatus for forming an image based on an exposure distribution exposed by an optical scanning device, a position of a measurement pattern image adhered on a recording medium such as a photoreceptor or a transfer body is determined. Measuring means for measuring, has a light receiving means for measuring the beam in the optical scanning device, based on the measurement data of the measurement pattern image and the measurement data of the beam, to correct the dot position on the image, and, By making the frequency of measurement by the light receiving means of the beam higher than the frequency of measurement of the pattern image, the dot position can be corrected with high accuracy and corresponding to a change with time.
[0041]
According to the fourth aspect of the invention, the correction of the dot position based on the measurement data by the light receiving means is performed with high accuracy and with the lapse of time by performing any one of the following correction data immediately before the correction. The corrected dot position can be corrected.
(1) Correction data based on pattern image measurement.
(2) Correction data based on measurement by the light receiving means.
[0042]
According to the fifth aspect of the invention, the correction data based on the measurement of the measurement pattern image does not refer to the measurement data performed before that, thereby enabling more accurate measurement and dot position correction. Become.
[0043]
According to the invention of claim 6, the beam transit time is measured at the time of exposure performed by the optical scanning device to form the measurement pattern image, and the correlation information between the measurement data of the measurement pattern image position and the transit time measurement data. By correcting the dot position in the main scanning direction based on the stored correlation information and the measurement data measured only by the light receiving means, a simple configuration with high accuracy and corresponding to temporal changes in the main scanning direction can be obtained. Dot position correction becomes possible.
[0044]
According to the seventh aspect of the present invention, a plurality of light receiving means are provided and measure the beam passage time therebetween, and the beam passage time at the time of exposure performed by the optical scanning device to form a measurement pattern image. And stores the correlation information between the measurement data of the position of the measurement pattern image in the main scanning direction and the sub-scanning direction and the measurement data of the passage time, and stores the stored correlation information and the measurement data measured only by the light receiving means. Based on the above, by correcting the dot positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction, it is possible to correct dot positions in the main scanning and sub-scanning directions with high accuracy and corresponding to aging with a simple configuration.
[0045]
According to the eighth aspect of the present invention, the measuring means for measuring the pattern image for measurement measures the position of the pattern image in the main scanning direction and the sub-scanning direction. It measures the beam passage position in the sub-scanning direction and the beam passage time in the sub-scanning direction during exposure performed by the optical scanning device to form a pattern image for measurement. Correlation information between the measurement data of the main scanning direction position of the pattern image and the measurement data of the passage time of the beam, and the measurement data of the sub-scanning direction position of the measurement pattern image and the correlation information of the beam passing position in the sub-scanning direction are stored. By correcting the dot positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction based on the stored correlation information and the measurement data measured only by the light receiving means, it can respond to temporal changes with higher accuracy. Main scanning allows the sub-scanning direction of the dot position correction.
[0046]
According to the ninth aspect of the present invention, by using a plurality of beams, it is possible to increase the speed, and to realize the miniaturization, low power consumption, low noise, and high durability of the deflector. Further, since only one light receiving means needs to be provided, cost reduction and reduction in the number of assembly steps can be realized. Further, the light receiving means is for measuring a time difference between the detection of the beams by the plurality of light sources, and stores the correlation data between the measurement data of the measurement pattern image position and the measured time difference between the plurality of beams. By correcting the dot position in the main scanning direction based on the measurement data measured only by the light receiving means, it becomes possible to perform dot position correction corresponding to temporal changes with high accuracy.
[0047]
According to the tenth aspect of the present invention, a plurality of measurement pattern images are formed, and one of them is formed within an effective writing width, so that information in an image area such as a scanning line curve and a partial magnification error can be obtained. Items that cannot be corrected without, can be corrected.
[0048]
According to the eleventh aspect, by providing a plurality of scanning optical systems corresponding to a plurality of scanned surfaces, it is possible to increase the speed. Further, by performing the correction described in any one of the first to tenth aspects, it is possible to perform dot position correction with high accuracy and corresponding to aging.
[0049]
According to the twelfth aspect, by arranging a plurality of scanning optical systems in the main scanning direction, the effective writing width is divided and scanned by the plurality of scanning optical systems. By arranging the scanning optical systems in the main scanning direction in this manner, the effective writing width can be increased. Further, with the same effective writing width, the optical element and the deflector can be reduced in size, the beam waist position fluctuation due to the tolerance of components constituting the mechanism and the temperature fluctuation can be reduced, and the wavefront aberration can be reduced. Also in this image forming apparatus, by performing the correction according to any one of the first to tenth aspects, the dot position can be corrected with high accuracy and corresponding to a change with time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an optical layout diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention from a planar direction.
FIG. 2 is a graph showing a comparison between an ideal time and each measurement time in the embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of misalignment of measurement pattern images of different colors in the main scanning direction in the multicolor image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of another embodiment according to the present invention.
FIG. 6 is a front view showing an example of an adjustment mechanism capable of correcting a scanning line inclination.
FIG. 7 is a front view showing an example of an adjusting mechanism capable of correcting a scanning line bending.
FIG. 8 is a front view showing a modified example of the light receiving means applicable to the present invention.
FIG. 9 is an optical arrangement diagram showing another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention from a plane direction.
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing an operation of still another embodiment.
FIG. 12 is an optical arrangement diagram showing a still another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention from a planar direction.
FIG. 13 is an optical layout diagram illustrating an example of a tandem-type image forming apparatus as still another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 14 is a front view for explaining a basic process of the image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
5 Polygon mirror
9 Photoreceptor drum as recording medium
10 Light receiving means
11 Light receiving means
15 Pattern image for measurement
17 Measuring means

Claims

In an image forming apparatus in which an image is formed based on an exposure distribution when a recording medium is optically scanned and exposed by an optical scanning device,
Measuring means for measuring the position of the measurement pattern image formed on the recording medium,
Light receiving means for performing beam measurement in the optical scanning device,
The light receiving means performs beam measurement during exposure performed by the optical scanning device to form a measurement pattern image,
With storage means for storing correlation information of the measurement data of the pattern image and the measurement data of the beam by the light receiving means,
An image forming apparatus comprising: a correction unit configured to correct a dot position based on stored correlation information and measurement data measured only by a light receiving unit.

In an image forming apparatus in which an image is formed based on an exposure distribution when a recording medium is optically scanned and exposed by an optical scanning device,
Measuring means for measuring the position of the measurement pattern image formed on the recording medium,
Light receiving means for performing beam measurement in the optical scanning device,
The light receiving means performs beam measurement during exposure performed by the optical scanning device to form a measurement pattern image,
With storage means for storing correlation information of the measurement data of the pattern image and the measurement data of the beam by the light receiving means,
An image forming apparatus comprising: a correction unit that uses both dot position correction based on stored correlation information and measurement data measured only by a light receiving unit and dot position correction based only on pattern image measurement data.

In an image forming apparatus in which an image is formed based on an exposure distribution when a recording medium is optically scanned and exposed by an optical scanning device,
Measuring means for measuring the position of the measurement pattern image formed on the recording medium,
Light receiving means for measuring a beam in the optical scanning device,
Correction means for correcting the dot position on the recording medium based on the measurement data of the measurement pattern image and the measurement data of the beam,
An image forming apparatus, wherein the frequency of measurement of a beam by the light receiving means is higher than the frequency of measurement of a pattern image for measurement.

4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the correction of the dot position based on the measurement data by the light receiving unit is based on (1) the correction data based on the pattern image measurement and (2) the measurement by the light receiving unit performed immediately before. An image forming apparatus, wherein the correction is performed based on one of the correction data.

5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the correction data based on the measurement of the pattern image does not refer to measurement data performed before the correction data.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The pattern image measuring means is for measuring the position of the pattern image at least in the main scanning direction,
The light receiving means is provided at a plurality of intervals and measures the beam transit time. The optical scanning device measures the beam transit time during exposure performed to form a measurement pattern image. ,
Having storage means for storing correlation information between the measurement data of the pattern image position and the measurement data of the passage time,
An image forming apparatus comprising: a correction unit configured to correct a dot position in a main scanning direction based on the stored correlation information and measurement data measured only by a light receiving unit.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The pattern image measuring means is for measuring the position of the pattern image in the main scanning direction and the sub-scanning direction,
The light receiving means is provided at a plurality of intervals and measures the beam transit time. The optical scanning device measures the beam transit time during exposure performed to form a measurement pattern image. ,
A storage unit for storing correlation information between the measurement data of the position of the measurement pattern image in the main scanning direction and the sub-scanning direction and the measurement data of the passage time,
An image forming apparatus comprising: a correction unit configured to correct a dot position in a main scanning direction and a sub-scanning direction based on the stored correlation information and measurement data measured only by a light receiving unit.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The pattern image measuring means is for measuring the position of the pattern image in the main scanning direction and the sub-scanning direction,
The light receiving means is provided at a plurality of intervals and measures a beam passing time and a beam passing position in the sub-scanning direction, and is used when an optical scanning device performs exposure for forming a measurement pattern image. Measure the beam transit time and the beam transit position in the sub-scanning direction,
Correlation information between the position measurement data of the measurement pattern image in the main scanning direction and the measurement data of the beam passing time, and the correlation information between the position measurement data of the pattern image in the sub-scanning direction and the beam passing position in the sub-scanning direction are stored. Storage means for performing
An image forming apparatus comprising: means for correcting dot positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction based on the stored correlation information and measurement data measured only by the light receiving means.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The pattern image measuring means is for measuring the position of the pattern image at least in the main scanning direction,
The optical scanning device has a plurality of light sources,
The light receiving means is for measuring a time difference of beam detection by a plurality of light sources, and has a storage means for storing correlation information between the position measurement data of the pattern image and the measured time difference of the plurality of beams,
An image forming apparatus comprising: a correction unit configured to correct a dot position in a main scanning direction based on the stored correlation information and measurement data measured only by a light receiving unit.

4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the measurement pattern images are formed, at least one of which is formed within an effective writing range in the main scanning direction. Image forming apparatus.

The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10, further comprising: a plurality of scanned surfaces; and a plurality of scanning optical systems corresponding to the plurality of scanned surfaces.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein a plurality of scanning optical systems are arranged in a main scanning direction.