JP2006150666A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するデジタル複写機、ファクシミリ、レーザープリンター、これらの機能を複合的に併せ持つデジタル複写機等において複数のビームにより複数のラインを走査するマルチビーム画像形成装置に関する。 The present invention relates to a multi-beam image formation in which a plurality of beams are scanned by a plurality of beams in a digital copying machine, a facsimile, a laser printer, and a digital copying machine having a combination of these functions. Relates to the device.
従来の画像形成装置には、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち感光体ドラム上にレーザビーム光などの発光素子による光を照射するレーザ走査光学系を用いて、電子写真プロセスによって感光体ドラム上に静電潜像を形成する画像形成装置が提案されている。 A conventional image forming apparatus uses a drum-shaped electrophotographic photosensitive member as an image carrier, that is, a laser scanning optical system that irradiates light on a photosensitive drum with a light emitting element such as a laser beam. Has proposed an image forming apparatus for forming an electrostatic latent image on a photosensitive drum.
近年、「画像形成の高速化」と「画像形成密度(解像度)の向上」が求められている。このために、主走査方向は各画素を形成するための画像クロックを高速化し、副走査方向はポリゴンモータの回転速度を高速化することで実現している。しかし、ポリゴンモータの回転速度の限界により、複数のレーザ光を1回の走査で同時にかつ平行に感光体上に走査することにより、レーザによる走査速度を1/(レーザ素子数)で制御して感光体上に画像を形成するマルチビーム走査光学系が提案されている。 In recent years, “high speed image formation” and “improvement of image formation density (resolution)” have been demanded. For this reason, the main scanning direction is realized by increasing the image clock for forming each pixel, and the sub-scanning direction is realized by increasing the rotation speed of the polygon motor. However, due to the limitation of the rotational speed of the polygon motor, the scanning speed by the laser is controlled by 1 / (the number of laser elements) by simultaneously scanning a plurality of laser beams on the photoconductor in parallel with one scanning. A multi-beam scanning optical system for forming an image on a photoreceptor has been proposed.
マルチビーム光学系が各レーザ光を感光体上に走査する構成では、各光学素子の光学特性の製法上のばらつきから発生する主走査方向の走査倍率の等倍性の不一致を補正しなければならない。このため、主走査方向の走査倍率を決定するパラメータの1つであるレーザ変調速度を各々のレーザで別々に調整可能とし、各ビームの感光体上の走査倍率を一定かつ等倍に走査可能にして、より高画質の画像を形成可能にしなければならない。 In the configuration in which the multi-beam optical system scans each laser beam on the photosensitive member, it is necessary to correct the mismatch in the scanning magnification in the main scanning direction, which is caused by the manufacturing variation in the optical characteristics of each optical element. . Therefore, the laser modulation speed, which is one of the parameters for determining the scanning magnification in the main scanning direction, can be adjusted separately for each laser, and the scanning magnification on the photosensitive member of each beam can be scanned at a constant and equal magnification. Therefore, it must be possible to form a higher quality image.
このため、主走査方向の先頭と後端にあるBDセンサを配置し、各ビームの主走査倍率をBDセンサで検知し、各ビームの画像クロック周波数を微調することで主走査倍率を補正している(特許文献1参照)。
図1は周知のレーザ走査ユニットである。不図示のレーザダイオードから照射されたレーザ光104は、ポリゴンモータ103によって所定の回転数で回転駆動するポリゴンミラー102に折り返しミラー105を介して、感光ドラム101上を走査する。また、図2は図1を上部から見た図であり、ポリゴンミラーが矢印方向に回転駆動することで走査されるレーザ光の光路中にBDセンサ106、107が配置される。BDセンサ106はレーザ走査方向の先頭、BDセンサ107はレーザ走査方向の後端に配置され、主走査方向の同期信号出力と主走査倍率検知を行っている。 FIG. 1 shows a known laser scanning unit. Laser light 104 emitted from a laser diode (not shown) scans the photosensitive drum 101 via a folding mirror 105 to a polygon mirror 102 that is driven to rotate at a predetermined rotational speed by a polygon motor 103. FIG. 2 is a view of FIG. 1 as viewed from above. The BD sensors 106 and 107 are disposed in the optical path of the laser beam scanned by the polygon mirror being rotated in the direction of the arrow. The BD sensor 106 is disposed at the head in the laser scanning direction, and the BD sensor 107 is disposed at the rear end in the laser scanning direction, and performs synchronization signal output and main scanning magnification detection in the main scanning direction.
図1のように感光ドラム101への走査入射角が各ビームとも同じであればよいが、通常は感光ドラムからの反射による戻り光を低減させたり、装置サイズの制約上の理由から図3にように入射角が異なってしまう。このため、BDセンサ配置位置では正しい走査倍率が、感光ドラム上では異なってしまうことになる。その結果、図4(4ビームLD1〜LD4の場合の感光体上でのレーザ走査光)のようにレーザビームの感光ドラム101上での走査長が異なってしまう。この結果、縦線揺らぎ等が発生し、画像劣化に影響を与えてしまうという問題がある。 As shown in FIG. 1, it is sufficient that the scanning incident angle to the photosensitive drum 101 is the same for each beam. Usually, however, the return light due to reflection from the photosensitive drum is reduced, or the reason shown in FIG. Thus, the incident angle is different. For this reason, the correct scanning magnification at the BD sensor arrangement position differs on the photosensitive drum. As a result, the scanning length of the laser beam on the photosensitive drum 101 differs as shown in FIG. 4 (laser scanning light on the photosensitive member in the case of four beams LD1 to LD4). As a result, there is a problem that vertical line fluctuations occur and affect image degradation.
また、各ビームごとに画像クロックの周波数を調整するためには、ビーム数だけ周波数変調手段をもつことになり、また複数の画像形成ユニットを有する画像形成装置にいたってはビーム数×画像形成ユニット数だけの周波数変調手段をもつことになる。周波数変調手段は比較的高価なものであるため、各ビーム間の主走査調整手段は高価になってしまうという問題がある。 Further, in order to adjust the frequency of the image clock for each beam, the frequency modulation means is provided by the number of beams, and in the case of an image forming apparatus having a plurality of image forming units, the number of beams × the image forming unit. There are as many frequency modulation means as there are numbers. Since the frequency modulation means is relatively expensive, there is a problem that the main scanning adjustment means between the beams becomes expensive.
本発明は、上述の問題点に着目してなされたものであって、マルチビームの画像形成装置において、正確に各レーザビームの主走査長差を検知することができ、各ビームの主走査倍率の補正が安価な構成で正確にでき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-described problems, and in a multi-beam image forming apparatus, the main scanning length difference of each laser beam can be accurately detected, and the main scanning magnification of each beam can be detected. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of accurately correcting the above with an inexpensive configuration.
本発明は、複数のビームによりそれぞれ対応するラインを走査するマルチビーム走査光学系を有する画像形成装置であって、前記複数のビームのそれぞれによる走査長の差を検出するためのパターンを形成するパターン形成手段と、前記パターン形成時は形成速度を1/(ビーム数)に減速し、前記パターンを検知する検知手段と、前記検知手段の結果に基づいて前記複数のビームのそれぞれによる走査長の差を検出する走査長差検出手段と、前記走査長差検出手段は基準となるビームと他のビームの走査長差を算出し、所定の周波数を有する複数個の高周波クロックから構成されるメインクロックを前記複数のビームのそれぞれに対して書込みクロックとして発生し、前記複数のビームのそれぞれに対する書込み位置に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を可変制御するクロック発生手段と、前記走査長差検出手段の検出結果に基づき、前記複数のビームのうち、基準となるビーム以外の対応するビームのメインクロックを構成する高周波クロックの個数を変える書込み位置を制御することによって、前記対応するビームによる走査長を補正する補正手段とを備える。 The present invention is an image forming apparatus having a multi-beam scanning optical system that scans corresponding lines with a plurality of beams, and a pattern for forming a pattern for detecting a difference in scanning length between the plurality of beams. A difference in scanning length between each of the plurality of beams based on a result of the forming means, a detecting means for reducing the forming speed to 1 / (number of beams) at the time of forming the pattern, and detecting the pattern; The scanning length difference detecting means for detecting the difference between the scanning length difference and the scanning length difference detecting means calculates a scanning length difference between a reference beam and another beam, and a main clock composed of a plurality of high frequency clocks having a predetermined frequency. A write clock is generated for each of the plurality of beams, and the main clock is generated according to a write position for each of the plurality of beams. Based on the detection result of the scanning length difference detection means, the clock generation means for variably controlling the number of high-frequency clocks constituting the clock, and the main clock of the corresponding beam other than the reference beam among the plurality of beams Correction means for correcting the scanning length by the corresponding beam by controlling the writing position for changing the number of high-frequency clocks to be configured.
マルチビームの画像形成装置において、正確に各レーザビームの主走査長差を検知することができる。また、各ビームの主走査倍率の補正が安価な構成で正確にできる。 In the multi-beam image forming apparatus, it is possible to accurately detect the main scanning length difference of each laser beam. Further, the correction of the main scanning magnification of each beam can be accurately performed with an inexpensive configuration.
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
図5は本発明を実施した画像形成装置の要部断面図である。本実施例の画像形成装置は電子写真方式とし、さらに本発明が特に有効であると考えられる複数の画像形成部を並列に配し、かつ中間転写方式を採用したカラー画像出力装置として説明していく。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of the image forming apparatus embodying the present invention. The image forming apparatus of the present embodiment is an electrophotographic system, and is described as a color image output apparatus in which a plurality of image forming units considered to be particularly effective for the present invention are arranged in parallel and an intermediate transfer system is adopted. Go.
カラー画像形成装置は画像読取部1Rと画像出力部1Pからなる。画像読取部1Rは原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部1Pに送るが、詳細の説明については省略する。
The color image forming apparatus includes an image reading unit 1R and an
画像出力部1Pは大別して、画像形成部10(4つのステーションa、b、c、dが並設されており、その構成は同一である。)、給紙ユニット20、中間転写ユニット30、定着ユニット40、クリーニングユニット50、光センサユニット60および制御ユニット70から構成される。
The
さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部10は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム11a、11b、11c、11dがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム11a〜11dの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器12a、12b、12c、12d、光学系13a、13b、13c、13d、折り返しミラー16a、16b、16c、16d、現像装置14a、14b、14c、14dが配置されている。一次帯電器12a〜12dにおいて感光ドラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで光学系13a〜13dにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザビームなどの光線を折り返しミラー16a〜16dを介して感光ドラム11a〜11d上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった4色の現像剤(以下、これをトナーと呼ぶ)をそれぞれ収納した現像装置14a〜14dによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体に転写する画像転写領域Ta、Tb、Tc、Tdの下流側では、クリーニング装置15a、15b、15c、15dにより転写材に転写されずに感光ドラム11a〜11d上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
Further, each unit will be described in detail. The
給紙ユニット20は,記録材Pを収納するためのカセット21から記録材Pを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ22から送り出された記録材Pをレジストローラ25まで搬送するための給紙ローラ対23及び給紙ガイド24、そして画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Pを二次転写領域Teへ送り出すためのレジストローラ25から成る。
The
中間転写ユニット30について詳細に説明する。中間転写ベルト31は、中間転写ベルト31に駆動を伝達する駆動ローラ32、中間転写ベルト31の回動に従動する従動ローラ33、ベルトを挟んで二次転写領域Teに対向する二次転写対向ローラ34に巻回させる。これらのうち駆動ローラ32と従動ローラ33の間に一次転写平面Aが形成される。駆動ローラ32は金属ローラの表面に数mm厚のゴム(ウレタンまたはクロロプレン)をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ32はパルスモータ(不図示)によって回転駆動される。各感光ドラム11a〜11dと中間転写ベルト31が対向する一次転写領域Ta〜Tdには、中間転写ベルト31の裏に一次転写用帯電器35a〜35dが配置されている。二次転写対向ローラ34に対向して二次転写ローラ36が配置され、中間転写ベルト31とのニップによって二次転写領域Teを形成する。二次転写ローラ36は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト上、二次転写領域Teの下流には中間転写ベルト31の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット50(ブレード51、および廃トナーを収納する廃トナーボックス52)が設けられている。
The
定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ41aとそのローラに加圧される加圧ローラ41b(このローラにも熱源を備える場合もある)、及び上記ローラ対のニップ部へ転写材Pを導くためのガイド43、定着ユニットの熱を内部で閉じ込めるための定着断熱カバー46、47、また、上記ローラ対から排出されてきた転写材Pをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ44、外排紙ローラ45、転写材Pを積載する排紙トレー48などから成る。
The fixing
レジスト(色ずれ)検知センサ60は、中間転写ベルト31上に形成されたレジストレーション補正用パターン画像や濃度補正用パターン画像を読み取る。その結果を基にレジストレーション(色ずれ)補正および濃度/階調補正を行い、画像品位の向上を図る。
The registration (color misregistration)
制御ユニット70は、上記各ユニット内の機構の動作を制御するためのCPU(不図示)や、モータドライバ部(不図示)などから成る。 The control unit 70 includes a CPU (not shown) for controlling the operation of the mechanism in each unit, a motor driver unit (not shown), and the like.
次に装置の動作に即して説明を加える。 Next, a description will be added in accordance with the operation of the apparatus.
CPUより画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ22により、カセット21から転写材Pが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対23によって転写材Pが給紙ガイド24の間を案内されてレジストローラ25まで搬送される。その時レジストローラは停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、転写材Pと画像形成部より中間転写ベルト上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Teにおいてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
When an image forming operation start signal is issued from the CPU, first, the transfer material P is sent one by one from the
一方画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト31の回転方向において一番上流にある感光ドラム11d上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器35dによって一次転写領域Tdにおいて中間転写ベルト31に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Tcまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写される事になる。以下も同様の工程が繰り返され、結局4色のトナー像が中間転写ベルト31上において一次転写される。
On the other hand, in the image forming unit, when an image forming operation start signal is issued, a high voltage is applied to the toner image formed on the
その後記録材Pが二次転写領域Teに進入、中間転写ベルト31に接触すると、記録材Pの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ36に、高電圧を印加させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された4色のトナー画像が記録材Pの表面に転写される。その後記録材Pは搬送ガイド43によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そしてローラ対41a、41bの熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、内外排紙ローラ44、45により搬送され、紙は機外に排出され、排紙トレー48に積載される。
Thereafter, when the recording material P enters the secondary transfer region Te and contacts the
次に、レジストレーション補正について説明する。 Next, registration correction will be described.
図6はフォトセンサ60a,60bが転写ベルト31上のレジストレーション補正パターンを読み取る様子を表した図である。フォトセンサ60a,60bはLED501とPTr(フォトトランジスタ)502からなり、LED501から例えば赤外光を転写ベルト31上に照射し、反射光をPTr502で読み取り、不図示の受光回路に転送される。このフォトセンサ60,60bは、図7に示すように、転写ベルト進行方向と垂直な方向に2つ配置され、複数の感光体ドラムのうちベルト進行方向において最下流に位置する感光体ドラム11aと駆動ローラ32の間に位置する。トナーで形成されたレジストレーション補正パターンと転写ベルト31の反射率の違いを利用して、中間転写ベルト31上に形成されたレジストレーション補正用パターン画像601を読み取る。
FIG. 6 is a diagram showing how the
図8にレジストレーション補正用パターンの一例を示す。補正用パターン601はパターン801とパターン802で構成されている。パターン801は副走査の書き出し位置と主走査傾きのずれ量を検知するためで、パターン802は主走査の書き出し位置と主走査倍率のずれ量を検知するためのものである。
FIG. 8 shows an example of a registration correction pattern. The
図9を用いて、各色の主走査倍率のずれ量を検知する原理について説明する。図9に示すように第一線分901を検知してから第二線分902を検知するまでの時間をT1とする。第一線分901と第二線分902の交点から主走査方向にセンサが通過する位置までの距離はT1に比例することになり、第一線分901と第二線分902間の角度が90度であればT1/2となる。主走査の走査長が異なれば、パターンが形成される位置が異なるためこのT1/2が異なることになる。
The principle of detecting the shift amount of the main scanning magnification of each color will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the time from when the
各色の主走査倍率のずれ量の算出方法について説明する。図10のパターン701a、701cはイエローで形成され、パターン701b、701dはマゼンタで形成される。主走査方向手前側に配置されたセンサ60aは中間転写ベルト31が搬送されることによってパターン701a、701bを検知する。同様にセンサ60bによってパターン701c、701dを検知する。各々のセンサはパターン701a〜dを検知することで、図10のように検知結果を出力することになる。センサ出力はパターン領域を論理“H”、パターン外すなわち下地領域を論理“L”となっている。パターン701aの論理“H”の区間の中心から中心までをT1とし、同様にパターン701b〜701dの場合をT2〜T4とする。T1、T2、T3、T4はパターンの線間の通過時間を表し、T1/2とT2/2を比較することで各ビームの書き出し位置の差を、T3/2とT4/2を比較することで各ビームの書き終わり位置の差を算出することができる。すなわち、
(T1−T2)/2+(T3−T4)/2 (1)
が各色の主走査倍率差となる。
A method for calculating the shift amount of the main scanning magnification of each color will be described. The
(T1-T2) / 2 + (T3-T4) / 2 (1)
Is the main scanning magnification difference of each color.
また、中間転写ベルト31を駆動するモータや感光体を駆動するモータ等の駆動ムラをキャンセルするために、レジストレーション補正用パターンを複数回(例えば10回)読み取ることで補正精度を向上させている。
Further, in order to cancel drive unevenness such as a motor for driving the
本実施例では、画像形成動作を行う前に所定のタイミングで中間転写ベルト31上にこのレジストレーション補正用パターン画像601を形成し、フォトセンサ61a、61bで読み取り、各色に相当する感光体ドラム上でのレジストレーションずれを検出し、記録されるべき画像信号に電気的補正をかけ、及び/又は、レーザビーム光路中に設けられている折り返しミラー16aを駆動して、光路長変化或いは光路変化の補正を行う。
In this embodiment, the registration
次に、各レーザビーム間の感光ドラム上での走査長差の補正手段について説明する。本実施形態では各レーザビーム間の主走査長差を検知するためのパターンを形成し、フォトセンサで読み取って、主走査長差を検出し、この検出結果に基づき対応するレーザ光で走査されるライン上の特定の1画素を形成する高周波クロックを変化させる。 Next, a means for correcting the scanning length difference on the photosensitive drum between the laser beams will be described. In this embodiment, a pattern for detecting the main scanning length difference between the laser beams is formed, read by a photo sensor, the main scanning length difference is detected, and scanning is performed with the corresponding laser light based on the detection result. The high-frequency clock that forms a specific pixel on the line is changed.
まず、各レーザビームによる感光体上の走査長差を検出する方法について説明する。図11は、各レーザビーム間の主走査長差を検知するためのパターンの一例であるが、基本的には各色の主走査倍率補正用パターンと同形状である。このパターンは、各レーザビーム(本実施レでは4ビーム:LD1〜4)の各々の主走査長差を検知するため各々のレーザビームで形成することになる。しかしながらLD1のみで形成したパターンは図12のように4ビームで生成したパターンとは異なる解像度になるため、正確な検知ができなくなる。このため、パターン形成時は副走査方向の形成速度(感光ドラムの回転速度および中間転写ベルトの搬送スピード)を1/(ビーム数)にすることで、通常の画像形成時と同じ副走査方向の解像度が得られることになる。本実施例では4ビームであるため、副走査方向の形成速度を1/4にしている。パターン検知後の主走査長差量は、各色間の主走査倍率誤差と同様の計算で算出することができる。 First, a method for detecting the scanning length difference on the photosensitive member by each laser beam will be described. FIG. 11 shows an example of a pattern for detecting the main scanning length difference between the laser beams, which is basically the same shape as the main scanning magnification correction pattern for each color. This pattern is formed by each laser beam in order to detect the main scanning length difference of each laser beam (four beams in this embodiment: LD1 to LD4). However, since the pattern formed only by LD1 has a resolution different from that of the pattern generated by four beams as shown in FIG. 12, accurate detection cannot be performed. For this reason, at the time of pattern formation, the formation speed in the sub-scanning direction (the rotational speed of the photosensitive drum and the conveyance speed of the intermediate transfer belt) is set to 1 / (number of beams). The resolution will be obtained. In this embodiment, since there are four beams, the formation speed in the sub-scanning direction is ¼. The main scanning length difference after pattern detection can be calculated by the same calculation as the main scanning magnification error between colors.
各レーザビームの主走査長が図4のように、LD1<LD2<LD3<LD4であったとすると、本実施例ではLD1〜3を主走査長が最も長いLD4の走査長に合わせることになる。このため、LD1−LD4間、LD2−LD4間、LD3−LD4間の各々の走査長差を検出し、LD1〜3の走査長を補正することになる。 Assuming that the main scanning length of each laser beam is LD1 <LD2 <LD3 <LD4 as shown in FIG. 4, in this embodiment, LD1 to LD3 are matched with the scanning length of LD4 having the longest main scanning length. For this reason, each scanning length difference between LD1-LD4, between LD2-LD4, and between LD3-LD4 is detected, and the scanning length of LD1-3 is correct | amended.
次に、各レーザビーム間の主走査長差の補正手段について説明する。図13にレーザ制御部を示す。光学系13は4つのレーザダイオード1001、ポリゴンミラー1002、ポリゴンモータ1003、ポリゴン制御部1004、f−θレンズ1010からなる。レーザダイオード1001から照射されたレーザ光は、回転駆動するポリゴンモータ1003によって、図中矢印方向に回転するポリゴンミラー1002によって走査され、f−θレンズ1009によって周知のfθ補正され、折り返しミラー16を介して感光ドラム11に照射される。また、ポリゴンモータ制御部1004はポリゴンモータ1003を所定回転で正確に回転するための制御部である。BDセンサ1005はレーザ光の1ラインの走査開始位置近傍に設けられ、レーザ光のライン走査(BD信号)を検出し、画像信号タイミング制御部1006に入力される。
Next, a means for correcting the main scanning length difference between the laser beams will be described. FIG. 13 shows the laser control unit. The
画像信号タイミング制御部1006は、図14に示すように、セレクタ1100、FIFO(First In First Out memory)1101〜1104、およびBDディレイ回路1105を有する。セレクタ1100には画像信号が入力され、入力された画像信号を1ライン毎に切り替え、FIFO(First In First Out memory)1101〜1104に入力する。BDディレイ回路1105は、BDセンサ1005から送られてくるBD信号を各レーザダイオードの主走査書き出しタイミングに応じて、BDセンサ36の出力の取り込みを遅延させる。この遅延量は4つのレーザビームが感光ドラム11上での主走査方向の物理的な位置ずれ量に応じて決定される。
As illustrated in FIG. 14, the image signal
FIFO1101〜1104はラインメモリーであり、不図示の画像信号生成部より入力される4つのレーザダイオードに対応した画像データをBDディレイ回路1100からのタイミング信号に基づいて変調部1007に出力する。
一方、センサ60からのパターン検知出力は補正量算出部1010に入力され、補正量算出部1010では各レーザビームの主走査長差補正量を変調部1007に出力する。
On the other hand, the pattern detection output from the
変調部1007は、図15に示すように、PLL回路1201と、分周回路1202と、変調回路1203と、出力回路1204と、カウンタ回路1205とを有する。PLL回路1201は、基本クロック(基本CLK)を入力とし、この基本クロックのn倍の高周波クロックを出力する。この高周波クロックは、分周回路1202、出力回路1204にそれぞれ入力される。分周回路1202は、入力された高周波クロックをx回に一度カウントすることにより、入力された高周波クロックを1/x分周したクロック(メインクロック)を出力する(図16を参照)。ここで、xは整数であればいくつでもかまわない。また、ここでは、説明の便宜のため、1/n分周しPLL回路1201に入力される基本クロックと同じ周期のメインクロックを出力すると仮定する。分周回路61から出力されるクロックは、カウンタ回路1205に入力される。
As illustrated in FIG. 15, the
変調回路1203は、後述するクロック信号に同期して、画像信号を変調する。通常、レーザの階調性を表すために、単位時間内での点灯時間をPWM変調で制御することが行われているので、本実施形態では、PWM変調(特にデジタルPWM変調)を行うものとして説明する。例えば、Aビットの画像信号をPWM変調する場合、この画像信号は2Aのパルス幅データに変換される。ここで、
2A=n (2)
となるように定数が決められている。この変調回路1203は、画像信号からパルス幅データを生成し、このパルス幅データを出力回路1204に出力する(図17を参照)。
The
2 A = n (2)
The constants are determined so that The
出力回路1204は、変調回路1203から出力されたパルス幅データに応じて、PLL回路1201から出力された高周波クロックに同期したPWM信号、高周波クロックに同期したクロック信号を出力する。PWM信号はレーザドライバ1008に、クロック信号は画像処理部(図示せず)および変調回路1203にそれぞれ出力される(図18(a),(d)および(e)を参照)。
The
カウンタ回路1205は、分周回路1202から出力されたクロック(高周波クロックを1/n分周したクロック)をカウントする(図18(b)を参照)。カウンタ回路1205は、そのカウント値が設定された値に達すると、所定の信号を出力回路1204に出力する(図18(b)および(c)を参照)。ここで、カウンタ回路1205に設定された値は、上記(1)式で求められた値に応じて決定された値である。
The
このカウンタ回路1205が上記所定の信号を出力回路1204に出力すると、出力回路1204は、通常と異なる動作を行う。通常動作においては、n個の高周波クロックで(PWM信号、クロック信号の)1つの周期を生成していたのに対し、上記所定の信号を入力した際には、上記周期と異なる周期のPWM信号、クロック信号を出力する(図18を参照)。
When the
次に、上記出力回路1204の具体的な構成について図Gを参照しながら説明する。図19は図15の出力回路1204の構成を示すブロック図である。
Next, a specific configuration of the
出力回路1204は、図19に示すように、変調制御部80と、9つのDタイプのフリップフロップ81a〜81iと、9つの2入力AND回路82a〜82iと、2つの2入力セレクタ回路83,84と、9入力OR回路86と、2入力OR回路87とを含む。
As shown in FIG. 19, the
変調回路1203は、入力された画像信号を8ビットのパルス幅データに変調する。このパルス幅データの各ビットは、2入力AND回路82a〜82iの入力の一方に入力される。ここで、2入力AND回路82hおよび82iには、同じデータが入力される。
The
フリップフロップ81a〜81iは、高周波クロック(CLK)の立ち上がりでD端子の入力をQ端子に出力する。各フリップフロップ81a〜81iの出力は、上記2入力AND回路82a〜82iの入力の他方に接続される。それと同時に各フリップフロップ81a〜81iは、フリップフロップ81aの出力がフリップフロップ81bの入力に、フリップフロップ81bの出力がフリップフロップ81cの入力にというような縦続に接続されている。また、フリップフロップ81hの出力は2入力セレクタ回路83および2入力セレクタ回路84にも接続される。フリップフロップ81iの出力は、2入力セレクタ回路83にも接続される。
The flip-
2入力AND回路82a〜82iの出力は、それぞれ9入力OR回路86に接続され、9入力OR回路86の出力はPWM信号として出力される。2入力セレクタ回路83は、変調制御部80の出力に応じて、フリップフロップ81h〜81iの出力を選択し、2入力OR回路87の入力の一方に接続される。2入力セレクタ回路84の他方の入力はGNDに接続されている。2入力セレクタ回路84は、変調制御部80の出力によって、フリップフロップ81hの出力をフリップフロップ81iに入力させるか否かを制御する。
The outputs of the 2-input AND
変調制御部80は、カウンタ回路64の出力に応じて、2入力セレクタ回路83,84のセレクト動作を切り換える。
The
2入力OR回路87の入力の他方には、タイミング信号が入力され、2入力OR回路87の出力はフリップフロップ81aに入力される。
A timing signal is input to the other input of the 2-input OR
次に、出力回路1204の動作について図20を参照しながら説明する。図20は図15の出力回路1204の動作例を示すタイミングチャートである。
Next, the operation of the
2入力OR回路87には、フリップフロップ81a〜81iに入力される高周波クロック(CLK)に同期してタイミング信号が入力される。このタイミング信号は、高周波クロックの1クロック分の幅の信号である。これにより、フリップフロップ81a〜81iで構成されるリングのシフトレジスタの出力の1つが常に“1”となる。変調制御部80では、カウンタ回路64の出力を受け、上記リング状のシフトレジスタの大きさ(すなわちリング状シフトレジスタを構成するフリップフロップの数)を制御するように2入力セレクタ回路83,84の動作を切り換える。1画素を8個の高周波クロック(CLK)で構成する場合は、2入力セレクタ回路83によりフリップフロップ81hの出力を選択し、2入力セレクタ回路84によりGNDを選択する。1画素を9個の高周波クロック(CLK)で構成する場合は、2入力セレクタ回路83によりフリップフロップ81iの出力を選択し、2入力セレクタ回路84によりフリップフロップ81hの出力を選択する。これらの切り替えで、フリップフロップ81a〜81iの出力として、8/9の高周波クロック(CLK)に1回“1”が出力されるようになる。
A timing signal is input to the 2-input OR
2入力OR回路82a〜82iにはパルス幅データが設定されており、そのパルス幅データは、1画素(=8/9CLK)毎に変化する。そして、各2入力AND回路82a〜82iにおいて、設定されたデータと8/9個の高周波クロック(CLK)に1度の“1”とのAND演算が行われ、9入力OR回路86において、各2入力OR回路82a〜82iのAND出力がOR演算される。このOR演算の結果として、8/9個の高周波クロック(CLK)で構成されたPWM信号が出力される。
Pulse width data is set in the 2-input OR
なお、図示しないが、これと同じ構成を使用し、画像データに相当するところに画像クロックのパターンを入力したり、フリップフロップ81a〜81iの特定箇所(例えば81aと81e)の出力をJKフリップフロップ回路に入力することによって、PWM信号と同様に8/9個の高周波クロック(CLK)で構成されたクロック信号を出力することができる。
Although not shown in the figure, the same configuration is used, and an image clock pattern is input to a location corresponding to the image data, or outputs of specific locations (for example, 81a and 81e) of the flip-
以上により、図20に示すように、1周期(画像有効エリア)内の特定箇所(書込み位置)で1画素の構成数を9個の高周波クロック(CLK)に、その他のときには、8個の高周波クロック(CLK)になるように制御することで、感光ドラム11面上の各レーザビームの走査長差が電気的に補正され、4つのレーザ光による走査長を互いに等しくすることが可能になる。
As described above, as shown in FIG. 20, the number of components of one pixel is set to nine high-frequency clocks (CLK) at a specific location (writing position) in one cycle (image effective area), and eight high-frequency clocks at other times. By controlling to be the clock (CLK), the scanning length difference of each laser beam on the surface of the
なお、本実施形態では、1画素を構成する幅を変化させる特定箇所を、カウンタ回路64で決定しているが、例えば別のタイマー手段などで決定してもよい。 In the present embodiment, the specific location where the width of one pixel is changed is determined by the counter circuit 64, but may be determined by another timer means, for example.
図12のフローチャートを用いて、レジストレーション補正および各レーザビーム間の主走査長差補正の動作について説明する。レジストレーション補正およびレーザビーム間主走査長差補正は、電源投入して所定時間経過後もしくは所定枚数プリント後もしくはメイン電源ON直後に行う必要がある。ただし、各々の補正は補正が必要なプリント枚数間隔や所定時間が異なることになる。そこで、ステップ1で電源投入後所定時間経過後もしくは所定枚数プリント後もしくはメイン電源ON直後かを判断し、YESならステップ2に、NOならステップ1に戻る。ステップ2ではレジストレーション補正が必要なタイミング(所定枚数経過したか、所定時間経過したか、メイン電源ON直後か)を判断し、YESならステップ3へNOならステップ7へ進む。通常のレジストレーション補正の時とレーザビーム間主走査長差補正の時では、補正用パターン形成時は副走査方向の形成速度が異なるため、ステップ3では副走査方向の搬送速度を通常の設定にし(具体的には感光ドラムの回転速度と中間転写ベルトの搬送速度の設定)、ステップ4で補正用パターンを形成し、ステップ5で補正用パターンを検知し、ステップ6で検知結果に基づきレジストレーション補正を行い、その後ステップ7に進む。ステップ7ではレーザビーム間主走査長差補正が必要なタイミングかを判断し、YESならステップ8に、NOならエンドに進む。ステップ8では副走査方向の搬送速度を1/ビーム数、本実施例の場合は1/4に設定し、ステップ9で補正用パターンを形成し、ステップ10で補正用パターンを検知し、ステップ11で検知結果に基づきレーザビーム間主走査長差補正を行い、エンドに進み本フローを終了する。
The operations of registration correction and main scanning length difference correction between laser beams will be described using the flowchart of FIG. Registration correction and laser beam main scanning length difference correction need to be performed after a predetermined time has elapsed since the power was turned on, after a predetermined number of sheets have been printed, or immediately after the main power is turned on. However, each correction differs in the number of printed sheets and the predetermined time that need to be corrected. Therefore, it is determined in
以上のように、各レーザビームの主走査長差補正用パターンを1/(ビーム数)の形成速度で形成し、補正用パターンを検知することで、正確に各レーザビームの主走査長差を検知することができる。 As described above, the main scanning length difference correction pattern of each laser beam is formed at a formation speed of 1 / (number of beams), and the correction pattern is detected to accurately determine the main scanning length difference of each laser beam. Can be detected.
また、検知結果を基に対応するレーザ光で走査されるライン上の特定箇所で1画素を形成する高周波クロック数を変化させて走査長を補正する構成をとることで、安価な補正手段が可能になる。 In addition, an inexpensive correction means is possible by adopting a configuration in which the scanning length is corrected by changing the number of high-frequency clocks forming one pixel at a specific location on the line scanned with the corresponding laser beam based on the detection result. become.
1R 画像読取部
1P 画像出力部
10 画像形成部
11a〜11d 感光ドラム
60 フォトセンサ
1R
Claims (3)
前記複数のビームのそれぞれによる走査長の差を検出するためのパターンを形成するパターン形成手段と、
前記パターン形成時は形成速度を1/(ビーム数)に減速し、
前記パターンを検知する検知手段と、
前記検知手段の結果に基づいて前記複数のビームのそれぞれによる走査長の差を検出する走査長差検出手段と、
前記走査長差検出手段は基準となるビームと他のビームの走査長差を算出し、
所定の周波数を有する複数個の高周波クロックから構成されるメインクロックを前記複数のビームのそれぞれに対して書込みクロックとして発生し、前記複数のビームのそれぞれに対する書込み位置に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を可変制御するクロック発生手段と、
前記走査長差検出手段の検出結果に基づき、前記複数のビームのうち、基準となるビーム以外の対応するビームのメインクロックを構成する高周波クロックの個数を変える書込み位置を制御することによって、前記対応するビームによる走査長を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having a multi-beam scanning optical system that scans corresponding lines with a plurality of beams,
Pattern forming means for forming a pattern for detecting a difference in scanning length due to each of the plurality of beams;
When forming the pattern, reduce the formation speed to 1 / (number of beams)
Detecting means for detecting the pattern;
A scanning length difference detecting means for detecting a difference in scanning length of each of the plurality of beams based on a result of the detecting means;
The scanning length difference detecting means calculates a scanning length difference between a reference beam and another beam,
A main clock composed of a plurality of high-frequency clocks having a predetermined frequency is generated as a write clock for each of the plurality of beams, and the main clock is configured according to a write position for each of the plurality of beams. Clock generation means for variably controlling the number of high-frequency clocks;
Based on the detection result of the scanning length difference detection means, the correspondence is achieved by controlling the write position for changing the number of high-frequency clocks constituting the main clock of the corresponding beam other than the reference beam among the plurality of beams. Correcting means for correcting the scanning length by the beam to be
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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JP2004342160A JP2006150666A (en) | 2004-11-26 | 2004-11-26 | Image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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