JP2005066934A - Image forming apparatus - Google Patents

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昌雄 渡部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent reflected light during a transit time in a change of an angle of each mirror device of DMDs (digital mirror devices) from forming a latent image on a photosensitive drum, in a light scanning system composed of a light-emitting device, the DMDs and a polygon. <P>SOLUTION: In an image forming apparatus, the light-emitting device is turned off during the transit time when each mirror device of the DMDs changes the angle, and the mirror device makes the light-emitting device turned on only with timing at a proper reflection angle to the photosensitive drum. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は複数のレーザ光により画像露光を行う複写機、プリンタ、FAX等の電子写真装置に関するものである。   The present invention relates to an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine that performs image exposure with a plurality of laser beams.

従来、画像形成の露光走査手段としてポリゴンスキャナが用いられている。   Conventionally, a polygon scanner has been used as an exposure scanning means for image formation.

しかし画像形成の高速化に伴いポリゴンモーターの回転数が限界にきており、マルチビームでの複数ライン同時書き込みなどが提案されている。しかしマルチビームは個々のビームの高量を合せるのが難しくコストアップにつながる。   However, as the speed of image formation increases, the number of rotations of the polygon motor has reached its limit, and multiple line simultaneous writing with multiple beams has been proposed. However, it is difficult to match the amount of individual beams with multi-beams, leading to increased costs.

そこで、DMD(ディジタルミラーデバイス)を用いた走査系が提案されている(特許文献1参照)。
特開平06−138403号公報
Therefore, a scanning system using DMD (digital mirror device) has been proposed (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 06-138403

しかしながら、ディジタルミラーデバイスは個々のマイクロミラーの角度を変える事で所望の方向に反射させるかどうかを切りかえるため、ミラーの物理的な移動時間が必要となる。このミラーの移動時間中もレーザを点灯したままにすると、移動によって本来望んでいたレーザビームスポットよりも伸びたビームスポット露光がなされてしまう。   However, since the digital mirror device switches whether the light is reflected in a desired direction by changing the angle of each micromirror, it takes time to physically move the mirror. If the laser is kept on during the movement time of the mirror, beam spot exposure that is longer than the laser beam spot originally desired by the movement is performed.

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、発光素子、DMD(ディジタルミラーデバイス)+ポリゴンの光走査系において、DMDの各ミラーデバイスが角度を変える際の移動時間中の反射光が、感光ドラムに潜像を形成するのを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above points. In the light scanning system of a light emitting element, DMD (digital mirror device) + polygon, reflection during movement time when each mirror device of DMD changes an angle. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that prevents light from forming a latent image on a photosensitive drum.

そこで本発明は、
(1)発光素子より出射される光ビーム、個々の角度が可変の複数のミラーをアレイ状に配列したミラーデバイス、該ミラーデバイスの個々のミラーの角度を変えることで光ビームをポリゴンミラーに照射するか否かの状態を変化させ、感光ドラム上へのドットパターンを形成するドット形成手段を有する画像露光走査装置において、前記ミラーデバイスの角度がポリゴンミラーに照射している角度から照射しない角度に状態を変化させ始めたタイミングで、発光素子を消灯させ、ポリゴンミラーに照射する角度に復帰終了したタイミングで発光素子を点灯させるよう点灯消灯制御する。
Therefore, the present invention
(1) A light beam emitted from a light emitting element, a mirror device in which a plurality of mirrors with variable individual angles are arranged in an array, and a light beam is irradiated onto a polygon mirror by changing the angle of each mirror of the mirror device In an image exposure scanning apparatus having dot forming means for forming a dot pattern on a photosensitive drum by changing the state of whether or not to perform, the angle of the mirror device is changed from an angle irradiated to the polygon mirror to an angle not irradiated The light emitting element is turned off at the timing when the state starts to be changed, and the light emitting element is turned on so that the light emitting element is turned on at the timing when the return to the angle to irradiate the polygon mirror is completed.

(2)上記(1)において主走査方向に複数のマイクロミラーデバイスを配列したDMD、該DMDを同時露光することで、主走査方向の複数画素を一度に露光する複数画素同時露光手段、ポリゴンモーターを回転させて前記複数画素同時露光手段を繰り返し、画像形成する画像形成手段において、発光素子を同時露光タイミングのみ点灯させ、次の同時露光タイミングまで消灯するとともに、消灯中に、DMDのミラー角度を変化させることにより上述の問題点を解決したものである。   (2) DMD in which a plurality of micromirror devices are arranged in the main scanning direction in (1) above, a multi-pixel simultaneous exposure means for simultaneously exposing a plurality of pixels in the main scanning direction by simultaneously exposing the DMD, and a polygon motor In the image forming means for forming an image, the light emitting element is turned on only at the simultaneous exposure timing, is turned off until the next simultaneous exposure timing, and the mirror angle of the DMD is turned off during the turn-off. The above-mentioned problems are solved by changing.

レーザ発光部、ディジタルミラーデバイスとポリゴンミラーを用いた複数ライン同時書き込みもしくは複数画素同時書き込みを行う画像形成装置で、露光スポットの尾引きによる画像劣化を防止した画像形成装置をコストアップせずに実現する。   An image forming device that performs multiple line simultaneous writing or multiple pixel simultaneous writing using a laser emitting unit, digital mirror device and polygon mirror, and realizes an image forming device that prevents image degradation due to tailing of the exposure spot without increasing the cost. To do.

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.

以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1はこの発明のシート処理方法を搭載した画像形成装置の構成を説明する断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the configuration of an image forming apparatus equipped with the sheet processing method of the present invention.

101は原稿台ガラスであり、原稿自動送り装置160から給送された原稿が順次、所定位置に載置される。102は例えば蛍光灯から構成される原稿照明ランプで、原稿台ガラス101に載置された原稿を露光する。103、104、105は走査ミラーであり、図示しない光学走査ユニットに収容され、往復運動しながら、原稿からの反射光をCCDユニット106に導く。CCDユニット106はCCDに原稿からの反射光を結像させる結像レンズ107、例えばCCDから構成される撮像素子108、撮像素子108を駆動するCCDドライバ109等から構成されている。撮像素子108からの画像信号出力は例えば8ビットのデジタルデータに変換された後、コントローラ部150に入力される。   Reference numeral 101 denotes an original platen glass on which originals fed from the automatic document feeder 160 are sequentially placed at predetermined positions. Reference numeral 102 denotes a document illumination lamp composed of, for example, a fluorescent lamp, which exposes a document placed on the document table glass 101. Reference numerals 103, 104, and 105 denote scanning mirrors, which are accommodated in an optical scanning unit (not shown), and guide reflected light from the document to the CCD unit 106 while reciprocating. The CCD unit 106 includes an imaging lens 107 that forms an image of reflected light from an original on the CCD, for example, an image sensor 108 composed of a CCD, a CCD driver 109 that drives the image sensor 108, and the like. An image signal output from the image sensor 108 is converted into, for example, 8-bit digital data and then input to the controller unit 150.

また、110は感光ドラムであり、112の前露光ランプによって画像形成に備えて除電される。113は一次帯電器であり、感光ドラム110を一様に帯電させる。117は露光手段であり、例えば半導体レーザ等で構成され、画像処理や装置全体の制御を行うコントローラ部150で処理された画像データに基づいて感光ドラム110を露光し、静電潜像を形成する。118は現像器であり、黒色の現像剤(トナー)が収容されている。119はトナーを収容するバッファ部と呼ばれるもので、120にセットされた着脱式トナー収納容器(以下、カートリッジと称す)からトナーが補給される。バッファ部119に補給されたトナーは現像器内のトナー量に応じて現像器に補給される。121は転写前帯電器であり、感光ドラム110上に現像されたトナー像を用紙に転写する前に高圧をかける。   Reference numeral 110 denotes a photosensitive drum, which is discharged by a pre-exposure lamp 112 in preparation for image formation. A primary charger 113 uniformly charges the photosensitive drum 110. Reference numeral 117 denotes an exposure unit, which is composed of, for example, a semiconductor laser and exposes the photosensitive drum 110 based on image data processed by the controller unit 150 that performs image processing and overall control of the apparatus, thereby forming an electrostatic latent image. . Reference numeral 118 denotes a developing device that contains a black developer (toner). Reference numeral 119 denotes a buffer unit that stores toner, and the toner is supplied from a detachable toner storage container (hereinafter referred to as a cartridge) set at 120. The toner supplied to the buffer unit 119 is supplied to the developing device according to the amount of toner in the developing device. A pre-transfer charger 121 applies a high voltage before transferring the toner image developed on the photosensitive drum 110 onto a sheet.

122、124、126、128、130は給紙ユニットであり、各給紙ローラ123、125、127、129、131の駆動により、転写用紙が装置内へ給送され、レジストローラ132の配設位置で一旦停止し、感光ドラム110に形成された画像との書き出しタイミングがとられ再給送される。133は転写帯電器であり、感光ドラム110に現像されたトナー像を給送される転写用紙に転写する。134は分離帯電器であり、転写動作の終了した転写用紙を感光ドラム110より分離する。   Reference numerals 122, 124, 126, 128, and 130 denote paper feed units, and each paper feed roller 123, 125, 127, 129, 131 drives the transfer paper into the apparatus, and the registration roller 132 is disposed. Is temporarily stopped, the writing timing with the image formed on the photosensitive drum 110 is taken, and the sheet is fed again. Reference numeral 133 denotes a transfer charger, which transfers the toner image developed on the photosensitive drum 110 onto a transfer sheet to be fed. A separation charger 134 separates the transfer sheet on which the transfer operation has been completed from the photosensitive drum 110.

転写されずに感光ドラム110上に残ったトナーはクリーナー111によって回収される。135は搬送ベルトで、転写プロセスの終了した転写用紙を定着器136に搬送し、例えば熱により定着される。137はフラッパであり、定着プロセスの終了した転写用紙の搬送パスを、ステイプルソーター145または反転パス139方向のいずれかに制御する。ステイプルソーター145に排紙された用紙は各ビンに仕分けされ、コントローラ部150からの指示によりステイプル部146がステイプルを行う。反転パス139は、フェイスダウン排紙、両面コピーを行う際に使用され、フェイスダウン排紙を行う際は反転部139で反転してから排紙される。また、両面コピーを行う際は反転パス139から両面パス144に搬送される。140〜142は給紙ローラであり、両面パス144上の再転写紙を再給紙ローラ143まで搬送する。再転写紙は140〜142、143の給紙ローラにより、給紙ユニットから給紙される転写紙とタイミングをとりながら搬送され、再度レジストローラ132の配設位置まで搬送される。   The toner remaining on the photosensitive drum 110 without being transferred is collected by the cleaner 111. Reference numeral 135 denotes a conveyance belt which conveys the transfer sheet on which the transfer process has been completed to the fixing device 136 and is fixed by heat, for example. Reference numeral 137 denotes a flapper which controls the transfer sheet transport path after the fixing process in either the staple sorter 145 direction or the reverse path 139 direction. The sheets discharged to the staple sorter 145 are sorted into bins, and the staple unit 146 performs stapling according to instructions from the controller unit 150. The reverse path 139 is used when face-down paper discharge and double-sided copy are performed, and when face-down paper discharge is performed, the paper is reversed by the reversing unit 139 before being discharged. When performing double-sided copying, the paper is conveyed from the reverse path 139 to the double-sided path 144. Reference numerals 140 to 142 denote paper feed rollers that convey the retransfer paper on the duplex path 144 to the refeed roller 143. The retransfer sheet is conveyed by the sheet feeding rollers 140 to 142 and 143 while being timed with the transfer sheet fed from the sheet feeding unit, and is again conveyed to the position where the registration roller 132 is disposed.

150のコントローラ部には後述するマイクロコンピュータ、画像処理部等を備えており、操作パネル151からの指示に従って、前述の画像形成動作を行う。152はプリントデータコントローラー部である。これはコピーを使用する際、コントロールカードなるカードを挿入することにより、コピー機の使用を許可するもので、コピーした枚数をそのコントロールカードを有する使用者IDごとに複写機本体が記憶する。   The controller unit 150 includes a microcomputer, an image processing unit, and the like, which will be described later, and performs the above-described image forming operation in accordance with instructions from the operation panel 151. Reference numeral 152 denotes a print data controller unit. This is to permit use of the copy machine by inserting a card as a control card when using a copy, and the copying machine main body stores the number of copies for each user ID having the control card.

ここでは使用者IDが書かれたコントロールを複写機本体に挿入して、複写機本体がIDを判別し、カウント枚数を管理する方法を例としたが、カード自体に記憶させる構成をとってもよい。例えば強誘電メモリのような非接触メモリをカードの中に内蔵し、プリントデータコントローラー側からカウント信号を書き込んでもよい。   In this example, the control in which the user ID is written is inserted into the copying machine main body, the copying machine main body discriminates the ID, and the count number is managed. However, a configuration may be adopted in which the card itself is stored. For example, a non-contact memory such as a ferroelectric memory may be built in the card, and a count signal may be written from the print data controller side.

図2は本発明の画像形成装置におけるコントローラ部150のブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram of the controller unit 150 in the image forming apparatus of the present invention.

201は画像処理装置全体の制御を行うCPUであり、装置本体の制御手順(制御プログラム)を記憶した読み取り専用メモリ203(ROM)からプログラムを順次読み取り、実行する。CPU201のアドレスバスおよびデータバスは202のバスドライバー回路、アドレスデコーダ回路をへて各負荷に接続されている。また、204は入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置であるところのランダムアクセスメモリ(RAM)である。   A CPU 201 controls the entire image processing apparatus, and sequentially reads and executes a program from a read-only memory 203 (ROM) that stores a control procedure (control program) of the apparatus main body. The address bus and data bus of the CPU 201 are connected to each load through 202 bus driver circuits and address decoder circuits. Reference numeral 204 denotes a random access memory (RAM) which is a main storage device used for storing input data, a working storage area, and the like.

205は画像データ用ハードディスクで、CCDユニットから入力され、画像処理されたデータが記憶される。また、ネットワーク等に接続されている場合なども画像データを記憶する。   Reference numeral 205 denotes an image data hard disk which stores data input from the CCD unit and subjected to image processing. The image data is also stored when connected to a network or the like.

206はI/Oインターフェースであり、操作者がキー入力を行い、装置の状態等を液晶、LEDを用いて表示する151の操作パネルや給紙系、搬送系、光学系の駆動を行うモータ類207、クラッチ類208、ソレノイド類209、また、搬送される用紙を検知するための紙検知センサ類210等の装置の各負荷に接続される。現像器118には現像器内のトナー量を検知する211のトナー残検センサが配置されており、その出力信号がI/Oポート206に入力される。さらに、各負荷のホームポジション、ドアの開閉状態等を検知するためのスイッチ類212の信号もI/Oポート206に入力される。213は高圧ユニットであり、CPUの指示に従って、前述の1次帯電器113、現像器118、転写前帯電器121、転写帯電器133、分離帯電器134へ高圧を出力する。   Reference numeral 206 denotes an I / O interface, which is used by an operator to input keys and displays operation states of the apparatus 151 using liquid crystal and LEDs, and motors for driving a paper feed system, a transport system, and an optical system. 207, clutches 208, solenoids 209, and paper detection sensors 210 for detecting the paper to be conveyed are connected to each load of the apparatus. The developing device 118 is provided with a 211 residual toner detection sensor that detects the amount of toner in the developing device, and its output signal is input to the I / O port 206. In addition, signals from switches 212 for detecting the home position of each load, the open / closed state of the door, and the like are also input to the I / O port 206. A high voltage unit 213 outputs a high voltage to the above-described primary charger 113, developing device 118, pre-transfer charger 121, transfer charger 133, and separation charger 134 in accordance with instructions from the CPU.

また複写機本体内の温度および湿度を検知する温湿度センサ(不図示)からの出力は、直接CPU201のアナログポートに接続されており、A/D変換されてディジタル値で演算される。温湿度センサからは温度を表す電圧値と、湿度を表す電圧値がCPUのアナログポートに入力される。   Further, an output from a temperature / humidity sensor (not shown) for detecting the temperature and humidity in the copying machine main body is directly connected to an analog port of the CPU 201, and is A / D converted and calculated as a digital value. From the temperature / humidity sensor, a voltage value representing temperature and a voltage value representing humidity are input to the analog port of the CPU.

215は画像処理部であり、CCDユニット106から出力された画像信号が入力され、後述する画像処理を行い、画像データに従って117のレーザーユニットの制御信号を出力する。レーザーユニット117から出力されるレーザ光は感光ドラム110を照射し、露光するとともに非画像領域において受光センサであるところの214のビーム検知センサによって発光状態が検知され、その出力信号がI/Oポート206に入力される。   An image processing unit 215 receives an image signal output from the CCD unit 106, performs image processing to be described later, and outputs a control signal for the laser unit 117 according to the image data. Laser light output from the laser unit 117 irradiates and exposes the photosensitive drum 110, and a light emission state is detected by a 214 beam detection sensor which is a light receiving sensor in a non-image area, and an output signal thereof is an I / O port. 206 is input.

図3は本発明の画像形成装置におけるコントローラ部150内の画像処理部215のブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram of the image processing unit 215 in the controller unit 150 in the image forming apparatus of the present invention.

CCD106により電気信号に変換された画像信号は、まずシェーディング回路301によって画素間のばらつきの補正を行った後、302の変倍回路において、縮小コピー時はデータの間引き処理を行い、拡大コピー時はデータの補間を行う。次に、303のエッジ強調回路において、例えば5×5のウインドウで2次微分を行い、画像のエッジを強調する。この画像データは輝度データであるのでプリンタに出力するための濃度データに変換するため304のγ変換回路でテーブルサーチによりデータ変換を行う。濃度データに変換された画像データは305の2値化処理部へ入力される。ここでは例えばED法により多値データを2値データに変換する。2値に変換された画像データは307の合成回路に入力される。合成回路307では、入力された画像データと、例えばハードディスク309により構成される画像用メモリ310内の画像データを選択的に出力する、またはORをとって出力する。この画像用メモリ310に対するリードライト制御はメモリコントローラ306で行い、画像を回転させる場合はメモリ内の画像データの読み出しアドレスを制御することで行う。これらの画像データはレーザの発光強度の信号に変換するためPWM回路308へ入力され、画像の濃度に従ったパルス幅をレーザーユニットに対して出力する。   The image signal converted into an electrical signal by the CCD 106 is first corrected for variation between pixels by the shading circuit 301, and then subjected to data thinning processing at the zooming circuit 302 at the time of reduced copy and at the time of enlarged copy. Interpolate data. Next, in the edge enhancement circuit 303, for example, secondary differentiation is performed in a 5 × 5 window to enhance the edge of the image. Since this image data is luminance data, data conversion is performed by table search in the γ conversion circuit 304 in order to convert it into density data for output to the printer. The image data converted into the density data is input to the binarization processing unit 305. Here, for example, multi-value data is converted into binary data by the ED method. The image data converted into binary data is input to the combining circuit 307. The combining circuit 307 selectively outputs the input image data and the image data in the image memory 310 constituted by the hard disk 309, for example, or outputs the result of OR. The read / write control for the image memory 310 is performed by the memory controller 306, and when the image is rotated, the read address of the image data in the memory is controlled. These image data are input to the PWM circuit 308 for conversion into a signal of laser emission intensity, and a pulse width corresponding to the image density is output to the laser unit.

次に図7のブロック図を用いて一般的なレーザスキャナモータの回転速度制御、位相制御に関して説明する。   Next, the rotation speed control and phase control of a general laser scanner motor will be described with reference to the block diagram of FIG.

レーザスキャナモータとしてはブラシレスモータが用いられ、破線の内部はその等価回路を示している。インダクタンス705は星型結線され、ブリッジ回路700により励磁され、回転磁界を生成する。ロータ704には磁性パターンが着磁されており、インダクタンス705の回転磁界により回転し、回転多面鏡802の回転駆動を行う。ホール素子701〜703はロータ704に着磁されている磁界を検出し、検出された磁界は回転磁界制御回路706に入力される。回転磁界制御回路706はホール素子701〜703の出力信号に基づいてロータ704の回転位置を検出し、常にロータ704が回転運動を行う磁界を発生するようにブリッジ回路700を制御する。また、回転磁界制御回路706には加減速制御部707からの加速信号、減速信号が入力され、その信号に基づいてモータの回転制御を行うことで速度制御さらには位相制御を行う。   A brushless motor is used as the laser scanner motor, and the inside of the broken line shows the equivalent circuit. The inductance 705 is star-connected and excited by the bridge circuit 700 to generate a rotating magnetic field. A magnetic pattern is magnetized on the rotor 704, and the rotor 704 is rotated by a rotating magnetic field having an inductance 705 to rotate the rotary polygon mirror 802. The Hall elements 701 to 703 detect the magnetic field magnetized in the rotor 704, and the detected magnetic field is input to the rotating magnetic field control circuit 706. The rotating magnetic field control circuit 706 detects the rotational position of the rotor 704 based on the output signals of the Hall elements 701 to 703, and controls the bridge circuit 700 so as to always generate a magnetic field in which the rotor 704 performs rotational motion. The rotating magnetic field control circuit 706 receives an acceleration signal and a deceleration signal from the acceleration / deceleration control unit 707, and performs speed control and phase control by controlling the rotation of the motor based on the signals.

加減速制御部707は第一の加減速制御部(速度制御部)708と第二の加減速制御部(位相制御部)709、さらに前記制御部の信号を合成する加減速信号合成部、基準信号生成部711から成る。   The acceleration / deceleration control unit 707 includes a first acceleration / deceleration control unit (speed control unit) 708, a second acceleration / deceleration control unit (phase control unit) 709, and an acceleration / deceleration signal combining unit that combines signals from the control unit, a reference It consists of a signal generator 711.

まず、第一の加減速制御部708の制御について図4のタイミングチャートを用いて説明する。図4−aに減速信号が出力される場合のタイミングを示す。BDセンサ52の信号の間隔を2つのカウンタを用いて交互にカウントする。このカウンタは設定値Xに達すると、カウント動作を停止する。カウンタが停止した時点で、次のBDセンサ信号が入力されていない場合、すなわちモータの速度が設定値に達していない場合は、次のBDセンサ信号が入力されるまで減速信号が出力される。図4−bに加速信号が出力される場合のタイミングを示す。これは設定値Xに達する前にBDセンサ信号が入力された場合、すなわちモータの速度が設定値を超えている場合で、BDセンサ信号入力後、設定値Xに達するまでの間加速信号が出力される。これらの制御をBDセンサ信号が入力されるたびに行い、目標速度Xで回転するように速度を制御する。   First, the control of the first acceleration / deceleration control unit 708 will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 4-a shows the timing when the deceleration signal is output. The signal interval of the BD sensor 52 is alternately counted using two counters. When this counter reaches the set value X, it stops counting. If the next BD sensor signal is not input when the counter stops, that is, if the motor speed has not reached the set value, a deceleration signal is output until the next BD sensor signal is input. FIG. 4-b shows the timing when the acceleration signal is output. This is when the BD sensor signal is input before reaching the set value X, that is, when the motor speed exceeds the set value, and after the BD sensor signal is input, the acceleration signal is output until the set value X is reached. Is done. These controls are performed each time a BD sensor signal is input, and the speed is controlled so as to rotate at the target speed X.

次に第二の加減速制御部709の制御について、図5のタイミングチャートを用いて説明する。図5−aに減速信号が出力される場合のタイミングを示す。第二の加減速制御部に位相ON信号が入力されると、BDセンサ信号をカウントするカウンタ1と基準信号生成部で生成される基準信号をカウントするカウンタ2がカウントを開始する。そのカウント値がCPU等によって設定された値になった時の差分を検出する。図5−aにおいては設定値が3の場合を示す。BD信号の方が設定したカウント値に先に到達した場合は前記差分から算出される減速信号を出力する。例えば図で示すように、差分の1/4されたパルス幅を出力するようにする。実際には、検出された差分に対して出力するパルス幅の比はモータの特性などにより決定される(図5−aに示すのはあくまでも一例である)。図5−bに加速信号が出力される場合を示す。この場合は、BD信号よりも基準信号をカウントするカウンタ値が設定したカウント値に先に到達した場合は差分から算出される加速信号を出力する。図5−bに減速時同様、設定値を3にし、差分の1/4のパルス幅が出力されるように設定された場合を示す。これもあくまでも一例で減速時同様、パルス幅の比はモータの特性などにより決定される。上記例では差分比較するカウント値を3にした場合について述べたが、この値もモータの特性や第一の加減速制御部から出力される信号も考慮した上で決定するとより精度の高い制御ができる。   Next, the control of the second acceleration / deceleration control unit 709 will be described using the timing chart of FIG. FIG. 5-a shows the timing when the deceleration signal is output. When the phase ON signal is input to the second acceleration / deceleration control unit, the counter 1 that counts the BD sensor signal and the counter 2 that counts the reference signal generated by the reference signal generation unit start counting. A difference when the count value becomes a value set by the CPU or the like is detected. FIG. 5A shows a case where the set value is 3. When the BD signal first reaches the set count value, a deceleration signal calculated from the difference is output. For example, as shown in the figure, a pulse width that is 1/4 of the difference is output. Actually, the ratio of the output pulse width to the detected difference is determined by the motor characteristics or the like (shown in FIG. 5-a is merely an example). FIG. 5B shows a case where an acceleration signal is output. In this case, when the counter value for counting the reference signal reaches the set count value earlier than the BD signal, an acceleration signal calculated from the difference is output. FIG. 5B shows a case where the setting value is set to 3 and a pulse width of 1/4 of the difference is output as in the case of deceleration. This is only an example, and the ratio of the pulse width is determined by the characteristics of the motor as in the case of deceleration. In the above example, the case where the count value for difference comparison is set to 3 has been described, but if this value is also determined in consideration of the motor characteristics and the signal output from the first acceleration / deceleration control unit, more accurate control can be performed. it can.

上記の第一、第二の加減速制御部で生成される加減速信号を加減速信号合成部710で合成し、制御回路706に対して出力しモータの回転制御を行う。   The acceleration / deceleration signals generated by the first and second acceleration / deceleration control units are combined by the acceleration / deceleration signal combining unit 710 and output to the control circuit 706 to control the rotation of the motor.

また特に今回は加速信号、減速信号の出力タイミングに関しては特に規定はしていないが、非画像領域に加速、減速を行う方が画質の劣化を招くことがない。前記構成を用いた場合、BDセンサの入力タイミングがわかっているため、当然、画像領域を知ることが可能である。よって、非画像領域を検知し、それ以外の領域で信号を出力することが望まれる。   In particular, the output timing of the acceleration signal and the deceleration signal is not particularly specified this time, but the image quality is not deteriorated by accelerating or decelerating the non-image area. When the above configuration is used, since the input timing of the BD sensor is known, it is naturally possible to know the image area. Therefore, it is desired to detect a non-image area and output a signal in other areas.

次に図6のフローチャートを用いて位相制御、速度制御シーケンスを説明する。まず、f1でレーザスキャナモータがONされるのを待つ。モータがONされたら、f2に進み位相制御(第二の加減速制御)がONされているかどうかを判断する。単色モードの場合は位相制御をONする必要はなく、フルカラーモード時にのみ位相制御がONされる。すなわち位相制御がONされていない場合(単色モード)には第一の加減速制御(速度制御)のみが動作する。この場合はf4に進み、前記図4で説明したような制御(第一の加減速制御)、つまりBDセンサ信号の間隔が一定になるように加速もしくは減速信号を生成する。f6に進みそれらの信号を制御回路706に与え、モータの回転を制御する。f2で位相制御が(第二の加減速制御)ONされている場合(フルカラーモード)はf3に進み、前記回転制御(第一の加減速制御)だけでなく、第二の加減速制御(位相制御)も動作する。これは前記図5で説明したような制御で、基準信号にBDセンサ信号の位相を合せる為の制御信号を生成する。f5に進み、第一、第二の加減速制御で生成される信号を合成し、制御回路706に与え、モータの回転速度と位相を制御する。次にf7に進みモータがOFFされていない場合には、再びf2に戻り位相制御がONされているかを判断し、繰り返し制御を行う。f7でモータOFFされた場合には、制御を終了する。   Next, the phase control and speed control sequence will be described with reference to the flowchart of FIG. First, it waits for the laser scanner motor to be turned on at f1. When the motor is turned on, the process proceeds to f2 to determine whether or not the phase control (second acceleration / deceleration control) is turned on. In the case of the single color mode, it is not necessary to turn on the phase control, and the phase control is turned on only in the full color mode. That is, when the phase control is not turned on (monochromatic mode), only the first acceleration / deceleration control (speed control) operates. In this case, the process proceeds to f4, and the acceleration or deceleration signal is generated so that the control (first acceleration / deceleration control) described in FIG. 4, that is, the interval between the BD sensor signals becomes constant. Proceeding to f6, these signals are given to the control circuit 706 to control the rotation of the motor. When the phase control (second acceleration / deceleration control) is ON at f2 (full color mode), the process proceeds to f3, and not only the rotation control (first acceleration / deceleration control) but also the second acceleration / deceleration control (phase Control) also works. This is the control described with reference to FIG. 5, and generates a control signal for adjusting the phase of the BD sensor signal to the reference signal. Proceeding to f5, the signals generated by the first and second acceleration / deceleration controls are combined and supplied to the control circuit 706 to control the rotational speed and phase of the motor. Next, the process proceeds to f7, and if the motor is not turned off, the process returns to f2 again to determine whether the phase control is turned on, and the control is repeated. If the motor is turned off at f7, the control is terminated.

図8は従来のポリゴンスキャナの構成を示した図である。この図はレーザ光路をL字にした場合を示す。802は回転多面鏡、803は回転多面鏡802を回転駆動するレーザスキャナモータである。回転多面鏡802の面数はプリントスピード、解像度などのパラメータにより決定される。801は記録用光源であるところのレーザダイオードである。レーザダイオード801は図示しない駆動回路により画像信号もしくはコントロール信号に応じて点灯または消灯し、レーザダイオード801から発した光変調レーザ光は回転多面鏡802に向けて照射される。   FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a conventional polygon scanner. This figure shows a case where the laser beam path is L-shaped. Reference numeral 802 denotes a rotary polygon mirror, and 803 denotes a laser scanner motor that rotationally drives the rotary polygon mirror 802. The number of surfaces of the rotary polygon mirror 802 is determined by parameters such as print speed and resolution. Reference numeral 801 denotes a laser diode which is a recording light source. The laser diode 801 is turned on or off according to an image signal or a control signal by a drive circuit (not shown), and the light modulation laser light emitted from the laser diode 801 is irradiated toward the rotary polygon mirror 802.

回転多面鏡802は矢印の方向に回転していて、レーザダイオード801から発したレーザ光は回転多面鏡802の回転に伴い、その反射面で連続的に角度を変える変更ビームとして反射される。この反射光は図示しないレンズ群により歪曲収差の補正等を受け、反射鏡805を経て感光ドラム11の主走査方向に走査する。回転多面鏡802の1つの面は1ラインの走査に対応し、回転多面鏡802の回転によりレーザダイオード801から発したレーザ光は1ラインづつ感光ドラム11の主走査方向に走査する。   The rotating polygon mirror 802 is rotated in the direction of the arrow, and the laser light emitted from the laser diode 801 is reflected as a modified beam that continuously changes its angle on its reflecting surface as the rotating polygon mirror 802 rotates. The reflected light is subjected to distortion correction and the like by a lens group (not shown), and scans in the main scanning direction of the photosensitive drum 11 via the reflecting mirror 805. One surface of the rotary polygon mirror 802 corresponds to one line scanning, and the laser light emitted from the laser diode 801 by the rotation of the rotary polygon mirror 802 scans the photosensitive drum 11 in the main scanning direction line by line.

さらに、主走査方向の走査開始位置基準信号を生成するためにBDセンサ52が配置される。実際には走査開始位置近傍(感光ドラム11近傍)に設置するのが理想であるが、折り返しミラー807を利用することにより、BDセンサ52をレーザスキャナユニットに配置している。すなわち、回転多面鏡802の各反射面で反射されたレーザ光は各々1ラインの走査に先立ってBDセンサ52により検出される。検出されたBD信号は主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、この信号を基準として各ラインの主走査方向の書き出し開始位置の同期がとられる。   Further, a BD sensor 52 is arranged to generate a scanning start position reference signal in the main scanning direction. Actually, it is ideally installed near the scanning start position (near the photosensitive drum 11), but by using the folding mirror 807, the BD sensor 52 is arranged in the laser scanner unit. That is, the laser light reflected by each reflecting surface of the rotary polygon mirror 802 is detected by the BD sensor 52 prior to scanning one line. The detected BD signal is used as a scanning start reference signal in the main scanning direction, and the writing start position of each line in the main scanning direction is synchronized based on this signal.

図9は本発明のディジタルミラーデバイス(DMD)を用いた場合のレーザスキャナの構成図である。DMDとは16μm×16μmの正方形のマイクロミラーを半導体製造プロセスでアレイ状に配置したもので、独立的に個々のマイクロミラーの角度をかえることができる。本実施例では、画像の副走査方向に一列に配列したDMDを用いて説明する。   FIG. 9 is a block diagram of a laser scanner when the digital mirror device (DMD) of the present invention is used. DMD is an array of 16 μm × 16 μm square micromirrors arranged in an array by a semiconductor manufacturing process, and the angles of individual micromirrors can be changed independently. In this embodiment, description will be made using DMDs arranged in a line in the sub-scanning direction of an image.

DMD811を副走査方向に並べ、個々のマイクロミラーを独立的に角度を変えてポリゴン走査することで、複数ライン同時の書き込みが可能となる。その様子を図10に示す。   By arranging DMD 811 in the sub-scanning direction and performing polygon scanning by individually changing the angle of each micromirror, it becomes possible to simultaneously write a plurality of lines. This is shown in FIG.

個々のマイクロミラーは角度を変える事で、ポリゴンミラー802にレーザ光を照射するか照射しないかが切り替わる。ここで、発光源のレーザ801を点灯しっぱなしで、DMDの個々のミラーの角度を変えた場合、図11に示すように、ミラーの角度が変わっている間もレーザのスポットがポリゴン面に照射され、結果的に本来露光したいスポットより長く伸びたスポットになってしまう。   By changing the angle of each individual micromirror, whether the polygon mirror 802 is irradiated with laser light or not is switched. Here, when the angle of each mirror of the DMD is changed while the light source laser 801 is kept on, as shown in FIG. 11, the laser spot remains on the polygonal surface even while the angle of the mirror is changed. Irradiation results in a spot that extends longer than the spot originally intended to be exposed.

そこで図12に示すように、DMD811の個々のマイクロミラーがポリゴン面に対して反射位置にある状態が確定している時間だけレーザ801を点灯する方式を取る。   Therefore, as shown in FIG. 12, a method is employed in which the laser 801 is turned on for a time during which it is determined that the individual micromirrors of the DMD 811 are in the reflection position with respect to the polygon surface.

図12では例えばひとつのマイクロミラーが1画素ごとにオンオフを繰り返した場合、図のようにミラーの移動時間t1、t3後にミラーの位置が確定する。   In FIG. 12, for example, when one micromirror is repeatedly turned on and off for each pixel, the mirror position is determined after the mirror movement times t1 and t3 as shown in the figure.

そこでレーザ801はミラー駆動信号が反射方向に移動開始したあとのt1後に点灯し、次の画素がミラーオフの場合はt2の時間内に消灯するように構成する。   Therefore, the laser 801 is configured to turn on after t1 after the mirror drive signal starts moving in the reflection direction, and to turn off within the time t2 when the next pixel is in the mirror off state.

このt1、t2、t3はミラーデバイスの応答速度の仕様から固定値で決めておけばよい。   These t1, t2, and t3 may be determined as fixed values from the response speed specifications of the mirror device.

次にDMD811の画素配列が主走査方向だった場合について図13を用いて説明する。DMD811が主走査方向に複数個並んだ形状で使用する場合は、一度のレーザ露光で主走査複数画素が露光できる。次の露光タイミングは、ポリゴンミラーが複数画素分移動して、前の複数画素につなげるタイミングである。一度露光した後、次の複数画素の露光までにはポリゴンミラーが回転して角度が変わる時間が必要で、その時間中にDMD811の各マイクロミラーの反射角度を切りかえる。その時間ではレーザ801を消灯する。   Next, the case where the pixel arrangement of the DMD 811 is in the main scanning direction will be described with reference to FIG. When a plurality of DMDs 811 are used in the main scanning direction, a plurality of main scanning pixels can be exposed by a single laser exposure. The next exposure timing is a timing at which the polygon mirror moves by a plurality of pixels and connects to the previous plurality of pixels. After the exposure once, the polygon mirror rotates to change the angle until the next plurality of pixels are exposed, and the reflection angle of each micromirror of the DMD 811 is switched during that time. At that time, the laser 801 is turned off.

タイミングを図14に示す。ここでミラーオンの状態は主走査方向に複数画素同時に露光しているタイミングを表す。その時間だけレーザ801を点灯させる。ミラーオフの状態はポリゴンモーターが回転して次の複数画素を露光する位置までの時間である。   The timing is shown in FIG. Here, the mirror-on state represents the timing at which a plurality of pixels are simultaneously exposed in the main scanning direction. The laser 801 is turned on for that time. The mirror-off state is the time until the position where the polygon motor rotates to expose the next plurality of pixels.

この時間はレーザ801をオフしておく。主走査方向のミラーの数が多ければ多いほど消灯時間およびミラーの切り替え時間を長く取ることができる。   During this time, the laser 801 is turned off. The longer the number of mirrors in the main scanning direction, the longer the turn-off time and mirror switching time.

以上が本発明の実施例の説明である。   The above is the description of the embodiment of the present invention.

なお本発明ではレーザの点灯消灯で、レーザビームスポットが伸びることを防いだが、特定角度で入射した光のみを通過させる偏光フィルタや、スリットを用いても同様の効果が得られる。   In the present invention, the laser beam spot is prevented from extending by turning on / off the laser, but the same effect can be obtained by using a polarizing filter or slit that allows only incident light at a specific angle to pass.

本発明の画像形成装置断面図Cross-sectional view of the image forming apparatus of the present invention 本発明の画像形成装置の構成を表すブロック図1 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus of the present invention. 画像処理部のブロック図Block diagram of the image processing unit 速度制御(第一の加減速制御部)におけるタイミングチャートTiming chart for speed control (first acceleration / deceleration control unit) 位相制御(第二の加減速制御部)におけるタイミングチャートTiming chart for phase control (second acceleration / deceleration control unit) 位相制御、速度制御シーケンスを説明したフローチャートFlow chart explaining phase control and speed control sequence 本発明のレーザスキャナモータの制御ブロック図Control block diagram of laser scanner motor of the present invention 従来のレーザスキャナユニットの構成図Configuration of conventional laser scanner unit 本発明のDMDを用いたレーザスキャナユニットの構成図Configuration diagram of laser scanner unit using DMD of the present invention 本発明のDMDを用いたレーザスキャナユニットでの露光の様子を示した図The figure which showed the mode of exposure with the laser scanner unit using DMD of this invention 本発明のDMDを用いたレーザスキャナユニットでの露光のタイミングを示した図The figure which showed the timing of exposure in the laser scanner unit using DMD of this invention DMD角度切り換わりでのレーザ露光スポットが伸びる様子を示した図The figure which showed a mode that the laser exposure spot extended by DMD angle change 本発明のDMDを用いたレーザスキャナユニットでDMDを主走査方向に配列した場合の露光の様子を示した図The figure which showed the mode of exposure when DMD was arranged in the main scanning direction with the laser scanner unit using DMD of this invention 本発明のDMDを用いたレーザスキャナユニットでDMDを主走査方向に配列した場合の露光のタイミングを示した図The figure which showed the timing of exposure at the time of arranging DMD in the main scanning direction with the laser scanner unit using DMD of this invention

符号の説明Explanation of symbols

101 原稿台ガラス
102 原稿照明ランプ
103、104、105 走査ミラー
106 CCDユニット
107 結像レンズ
108 撮像素子
109 CCDドライバ
110 感光ドラム
111 クリーナー
112 前露光ランプ
113 一次帯電器
117 露光手段(レーザユニット)
118 現像器
119 バッファ部
120 着脱式トナー収納容器(カートリッジ)
121 転写前帯電器
122、124、126、128、130 給紙ユニット
123、125、127、129、131 給紙ローラ
132 レジストローラ
133 転写帯電器
134 分離帯電器
135 搬送ベルト
136 定着器
137 フラッパ
139 反転パス(反転部)
140〜142 給紙ローラ
143 再給紙ローラ
144 両面パス
145 ステイプルソーター
146 ステイプル部
150 コントローラ部
151 操作パネル
152 プリントデータコントローラー部
160 原稿自動送り装置
801 レーザダイオード(レーザ)
802 回転多面鏡(ポリゴンミラー)
805 反射鏡
807 折り返しミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Document glass 102 Document illumination lamps 103, 104, 105 Scanning mirror 106 CCD unit 107 Imaging lens 108 Imaging element 109 CCD driver 110 Photosensitive drum 111 Cleaner 112 Pre-exposure lamp 113 Primary charger 117 Exposure means (laser unit)
118 Developer 119 Buffer 120 Removable Toner Storage Container (Cartridge)
121 Pre-transfer charger 122, 124, 126, 128, 130 Paper feed unit 123, 125, 127, 129, 131 Paper feed roller 132 Registration roller 133 Transfer charger 134 Separation charger 135 Transport belt 136 Fixing device 137 Flapper 139 Reverse Path (reversing part)
140 to 142 Paper feed roller 143 Refeed roller 144 Double-sided path 145 Staple sorter 146 Staple unit 150 Controller unit 151 Operation panel 152 Print data controller unit 160 Automatic document feeder 801 Laser diode (laser)
802 Rotating polygon mirror
805 Reflective mirror 807 Folding mirror

Claims (2)

発光素子より出射される光ビーム、個々の角度が可変の複数のミラーをアレイ状に配列したミラーデバイス、該ミラーデバイスの個々のミラーの角度を変えることで光ビームをポリゴンミラーに照射するか否かの状態を変化させ、感光ドラム上へのドットパターンを形成するドット形成手段を有する画像露光走査装置において、前記ミラーデバイスの角度がポリゴンミラーに照射している角度から照射しない角度に状態を変化させ始めたタイミングで、発光素子を消灯させ、ポリゴンミラーに照射する角度に復帰終了したタイミングで発光素子を点灯させるよう点灯消灯制御することを特徴とする画像形成装置。   A light beam emitted from the light emitting element, a mirror device in which a plurality of mirrors with variable individual angles are arranged in an array, and whether to irradiate a polygon mirror with a light beam by changing the angle of each mirror of the mirror device In an image exposure scanning apparatus having dot forming means for forming a dot pattern on a photosensitive drum by changing the state, the angle of the mirror device is changed from an angle at which the polygon mirror is irradiated to an angle at which the polygon mirror is not irradiated. An image forming apparatus, wherein the light emitting element is turned off at a timing when the light emitting element is started, and the light emitting element is turned on at a timing when the light emitting element is returned to the angle irradiated to the polygon mirror. 上記請求項1記載の画像形成装置において、主走査方向に複数のマイクロミラーデバイスを配列したDMD、該DMDを同時露光することで、主走査方向の複数画素を一度に露光する複数画素同時露光手段、ポリゴンモーターを回転させて前記複数画素同時露光手段を繰り返し、画像形成する画像形成手段において、発光素子を同時露光タイミングのみ点灯させ、次の同時露光タイミングまで消灯するとともに、消灯中に、DMDのミラー角度を変化させることを特徴とする画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a DMD in which a plurality of micromirror devices are arranged in the main scanning direction, and a multi-pixel simultaneous exposure unit that exposes a plurality of pixels in the main scanning direction at the same time by simultaneously exposing the DMD. In the image forming means for forming an image by rotating the polygon motor and repeating the plural pixel simultaneous exposure means, the light emitting element is turned on only at the simultaneous exposure timing, and is turned off until the next simultaneous exposure timing. An image forming apparatus characterized by changing a mirror angle.
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