JP2006289828A - Image forming apparatus and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置及びその制御方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus for forming an image by an electrophotographic method and a control method thereof.
電子写真方式で画像を印刷する、例えばレーザビームプリンタ(LBP)やデジタル複写機等に用いられるプリンタ装置では、画像信号に応じた変調信号によりレーザを駆動し、そのレーザから光変調されて出射したレーザ光束により画像を形成している。この際、レーザ光は回転多面鏡によって偏向され、fθ特性を有する走査光学素子(結像素子)によって、感光性を有する記録媒体(感光ドラム)面上にスポット状に集束され、その感光ドラムの表面を走査される。 In a printer apparatus that prints an image by an electrophotographic method, for example, used in a laser beam printer (LBP) or a digital copying machine, the laser is driven by a modulation signal corresponding to the image signal, and the light is modulated from the laser and emitted. An image is formed by a laser beam. At this time, the laser beam is deflected by a rotating polygon mirror, and is focused in a spot shape on the surface of a photosensitive recording medium (photosensitive drum) by a scanning optical element (imaging element) having fθ characteristics. The surface is scanned.
このようなレーザ光を用いたプリンタ装置において、最近は複数(例えば4個)の偏向走査装置を有するカラー画像形成装置が提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。また近年では、ブラック単色のモノクロレーザビームプリンタと同等の印刷速度を保ちながら、かつカラー画像も印刷できる画像形成装置の需要も増えてきている(特許文献3〜5参照)。
従来より黒の画像の形成速度を高めるために、黒もしくは特定の1色に対応するレーザ光の数を、他の色に対応するレーザ光の数より多くしたものがある。このような構成では2つの回転多面鏡を備え、一方の回転多面鏡の異なる反射面に、黒もしくは特定の1色に対応するそれぞれ2本のレーザ光を入射させ合計4本のレーザ光を偏向して走査させる、いわゆる2ポリゴンミラータイプの偏向走査装置が用いられる。このような偏向走査装置を用いると、特定の1色のレーザ光の数が常に2本であるのに対して、他の色のレーザ光の数は各1本であるため、例えば特定の1色を含むフルカラーの画像を形成する場合には、他の色に対応するレーザ光の本数が少なくなる。従って、フルカラー画像の形成時に、そのカラー画像の形成に使用される色に対応するレーザ光の数を合わせると、その特定の1色のレーザ光の数を1/2に減らす必要がある。このようにレーザ光の数を減らして使用すると、例えば2つあるレーザ発光点の内のいずれか一方の使用頻度が高くなってしまい、そのレーザ発光点から発光されるレーザ光の強度が低下してレーザ光量が低下する可能性がある。その場合は、黒或は特定の1色の画像形成時に、複数のレーザ発光点間でのレーザ光量のバラツキにより画像の濃度ムラが発生してしまう。 Conventionally, in order to increase the formation speed of a black image, there is one in which the number of laser beams corresponding to black or one specific color is larger than the number of laser beams corresponding to other colors. In such a configuration, two rotating polygon mirrors are provided, and two laser beams corresponding to black or one specific color are incident on different reflecting surfaces of one rotating polygon mirror to deflect a total of four laser beams. A so-called two-polygon mirror type deflection scanning device is used. When such a deflection scanning device is used, the number of laser beams of one specific color is always two, whereas the number of laser beams of other colors is one each. When a full-color image including colors is formed, the number of laser beams corresponding to other colors is reduced. Accordingly, when the number of laser beams corresponding to the colors used for forming the color image is combined when forming a full-color image, it is necessary to reduce the number of laser beams of one specific color to ½. If the number of laser beams is reduced in this way, for example, one of the two laser emission points will be used more frequently, and the intensity of the laser beam emitted from that laser emission point will decrease. As a result, the amount of laser light may decrease. In this case, when forming an image of black or one specific color, density unevenness of the image occurs due to variations in the amount of laser light between a plurality of laser emission points.
本発明の目的は上記従来例の欠点を解決することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional examples.
本発明の特徴は、出射されるレーザ光量のバラツキの要因をなくして、良好な画像形成特性を維持できる画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。 A feature of the present invention is to provide an image forming apparatus and a control method therefor that can maintain good image forming characteristics by eliminating a factor of variation in the amount of emitted laser light.
上記特徴は、独立クレームに記載の特徴の組み合わせにより達成され、従属項は発明の単なる有利な具体例を規定するものである。 The above features are achieved by combinations of the features described in the independent claims, and the dependent claims merely define advantageous embodiments of the invention.
本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
それぞれが1つの回転多面鏡を備えた複数の光偏向器を備え、1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに所定の色の画像信号に対応するレーザ光を入射して像形成を行う画像形成装置であって、
前記複数の光偏光器の少なくともいずれか1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第1及び第2の色の画像信号に対応する第1の数のレーザ光を入射し、前記複数の光偏光器の他の回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第3及び第4の色の画像信号に対応する第2の数のレーザ光を入射して像形成を行う像形成手段と、
前記1つの回転多面鏡及び前記他の回転多面鏡のそれぞれを回転駆動する第1及び第2駆動用モータと、
前記第1〜第4の色の画像信号を用いた画像形成時、前記第1及び第2駆動用モータの回転速度の比率を、前記第1及び第2の色の画像信号に対応する前記第1の数と、前記第3及び第4の色の画像信号に対応する前記第2の数とに基づいて決定して前記第1及び第2駆動用モータを回転駆動する駆動制御手段と、
を有することを特徴とする。
An image forming apparatus according to an aspect of the present invention has the following configuration. That is,
An image that includes a plurality of optical deflectors each having a single rotating polygonal mirror and that forms an image by injecting laser light corresponding to an image signal of a predetermined color into each of the different reflecting surfaces of the single rotating polygonal mirror. A forming device,
A first number of laser beams corresponding to the first and second color image signals are respectively incident on different reflecting surfaces of at least one of the plurality of optical polarizers, and the plurality of lights Image forming means for forming an image by making a second number of laser beams corresponding to the image signals of the third and fourth colors incident on different reflecting surfaces of other rotating polygon mirrors of the polarizer;
First and second drive motors for rotating and driving each of the one rotary polygon mirror and the other rotary polygon mirror;
At the time of image formation using the first to fourth color image signals, the ratio of the rotation speeds of the first and second drive motors is set to the first and second color image signals corresponding to the first and second color image signals. Drive control means for rotationally driving the first and second drive motors determined based on the number of 1 and the second number corresponding to the third and fourth color image signals;
It is characterized by having.
本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
それぞれが1つの回転多面鏡を備えた複数の光偏向器を備え、1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに所定の色の画像信号に対応するレーザ光を入射して像形成を行う画像形成装置であって、
前記複数の光偏光器の少なくともいずれか1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第1及び第2の色の画像信号に対応する第1の数のレーザ光を入射し、前記複数の光偏光器の他の回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第3及び第4の色の画像信号に対応する第2の数のレーザ光を入射して像形成を行う像形成手段と、
前記1つの回転多面鏡及び前記他の回転多面鏡のそれぞれを同じ回転速度で回転駆動する駆動用モータと、
前記第1〜第4の色の画像信号を用いた画像形成時、前記第1及び第2の色の画像信号に対応するレーザ光による照射を、前記第3及び第4の色の画像信号に対応するレーザ光による照射タイミングとは異なるタイミングで実行するように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
An image forming apparatus according to an aspect of the present invention has the following configuration. That is,
An image that includes a plurality of optical deflectors each having a single rotating polygonal mirror and that forms an image by injecting laser light corresponding to an image signal of a predetermined color into each of the different reflecting surfaces of the single rotating polygonal mirror. A forming device,
A first number of laser beams corresponding to the first and second color image signals are respectively incident on different reflecting surfaces of at least one of the plurality of optical polarizers, and the plurality of lights Image forming means for forming an image by making a second number of laser beams corresponding to the image signals of the third and fourth colors incident on different reflecting surfaces of other rotating polygon mirrors of the polarizer;
A driving motor for rotating each of the one rotating polygon mirror and the other rotating polygon mirror at the same rotation speed;
During image formation using the image signals of the first to fourth colors, irradiation with laser light corresponding to the image signals of the first and second colors is applied to the image signals of the third and fourth colors. Control means for performing control at a timing different from the irradiation timing with the corresponding laser beam;
It is characterized by having.
本発明の一態様に係る画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
それぞれが1つの回転多面鏡を備えた複数の光偏向器を備え、1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに所定の色の画像信号に対応するレーザ光を入射して像形成を行う画像形成装置の制御方法であって、
前記複数の光偏光器の少なくともいずれか1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第1及び第2の色の画像信号に対応する第1の数のレーザ光を入射し、前記複数の光偏光器の他の回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第3及び第4の色の画像信号に対応する第2の数のレーザ光を入射して像形成を行う像形成工程と、
前記第1〜第4の色の画像信号を用いた画像形成時、前記第1及び第2の色の画像信号に対応するレーザ光による照射を、前記第3及び第4の色の画像信号に対応するレーザ光による照射タイミングとは異なるタイミングで実行するように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする。
An image forming apparatus control method according to an aspect of the present invention includes the following steps. That is,
An image that includes a plurality of optical deflectors each having a single rotating polygonal mirror and that forms an image by injecting laser light corresponding to an image signal of a predetermined color into each of the different reflecting surfaces of the single rotating polygonal mirror. A method for controlling a forming apparatus, comprising:
A first number of laser beams corresponding to the first and second color image signals are respectively incident on different reflecting surfaces of at least one of the plurality of optical polarizers, and the plurality of lights An image forming step in which a second number of laser beams corresponding to the image signals of the third and fourth colors are incident on each of the different reflecting surfaces of the other rotating polygon mirrors of the polarizer to form an image;
During image formation using the image signals of the first to fourth colors, irradiation with laser light corresponding to the image signals of the first and second colors is applied to the image signals of the third and fourth colors. A control process for controlling to execute at a timing different from the irradiation timing with the corresponding laser beam;
It is characterized by having.
尚、この発明の概要は、必要な特徴を全て列挙しているものでなく、よって、これら特徴群のサブコンビネーションも発明になり得る。 The outline of the present invention does not enumerate all necessary features, and therefore, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
本発明によれば、出射されるレーザ光量のバラツキの要因をなくして、良好な画像形成特性を維持できるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that good image forming characteristics can be maintained without causing a variation in the amount of emitted laser light.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置(レーザビームプリンタ)の画像形成部を説明するための模式断面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an image forming unit of a color image forming apparatus (laser beam printer) according to an embodiment of the present invention.
図において、偏向走査装置100は複数(2個)の回転多面鏡を有し、それぞれの回転多面鏡の異なる反射面に、2色に相当するレーザ光を入射し、それを反射させて光走査を行っている。この偏向走査装置100の構成は図2を参照して詳しく説明する。この偏向走査装置100からのレーザ光束の出射先には、各々像担持体としての感光ドラム1BK,1M,1C,1Yが設けられている。本実施の形態では、画像情報に基づいて各々光変調された各光束(レーザビーム)LBK(黒用のレーザ光),LM(マゼンタ用のレーザ光),LC(シアン用のレーザ光),LY(イエロー用のレーザ光)が偏向走査装置100から出射され、各々対応する感光ドラム1BK,1M,1C,1Y面上を照射してその表面に静電潜像を形成する。尚、以下の説明では、黒、マゼンタ、シアン及びイエローのそれぞれの画像形成に関係している部材は、それぞれの参照記号(番号)の後にBK,M,C,Yを付して示す。
In the figure, the
この静電潜像は、1次帯電器2BK,2M,2C,2Yのそれぞれによって各々一様に帯電されている各感光ドラム1BK,1M,1C,1Y面上に形成される。これら各感光ドラム上の静電潜像は、現像器4BK,4M,4C,4Yによって各々、黒、マゼンダ、シアン、イエローの画像に可視像化される。こうして感光ドラム1BK,1M,1C,1Yのそれぞれの面上で可視像化された画像が、それぞれ対応する転写ローラ5BK,5M,5C,5Yによって順に、転写ベルト7上の転写材Pに静電転写されることによってカラー画像が形成される。この後、感光ドラム1BK,1M,1C,1Yのそれぞれの面上に残っている残留トナーは、それぞれ対応するクリーナ6BK,6M,6C,6Yによって除去されて、次のカラー画像を形成するために再度、1次帯電器2BK,2M,2C,2Yによって一様に帯電される。 The electrostatic latent images are formed on the surfaces of the photosensitive drums 1BK, 1M, 1C, and 1Y that are uniformly charged by the primary chargers 2BK, 2M, 2C, and 2Y, respectively. The electrostatic latent images on the photosensitive drums are visualized as black, magenta, cyan, and yellow images by the developing devices 4BK, 4M, 4C, and 4Y, respectively. The images visualized on the respective surfaces of the photosensitive drums 1BK, 1M, 1C, and 1Y in this way are transferred onto the transfer material P on the transfer belt 7 in order by the corresponding transfer rollers 5BK, 5M, 5C, and 5Y. A color image is formed by electrotransfer. Thereafter, the residual toner remaining on the respective surfaces of the photosensitive drums 1BK, 1M, 1C, and 1Y is removed by the corresponding cleaners 6BK, 6M, 6C, and 6Y to form the next color image. Again, the primary chargers 2BK, 2M, 2C, and 2Y are uniformly charged.
転写材Pは、給紙トレイ8上に積載されて収容されており、給紙ローラ9の回転によって1枚ずつ順に給紙され、レジストローラ10によって画像の書き出しタイミングに同期がとられて搬送ベルト7上に送り出される。駆動ローラ11は転写ベルト7の送りを精度よく行っており、回転ムラの小さな駆動モータ(図示しない)と接続されている。こうして画像が転写された後、転写材Pは定着器25に送られ、その転写材P上に形成されたカラー画像が熱定着される。その後、その転写材Pは排紙ローラ26の回転によって搬送されて装置外に排出される。
The transfer material P is stacked and accommodated on the
図2(A)(B)は、本実施の形態1に係る偏向走査装置100の構成を説明する模式上面図(A)及びその断面図(B)である。
2A and 2B are a schematic top view (A) and a cross-sectional view (B) illustrating the configuration of the
偏向走査装置100では、黒及びマゼンタ用の半導体レーザ101BK,101Mから出射されたレーザ光は、4つの反射面をもつ回転多面鏡102aを備えた光偏向器103aの異なる反射面にそれぞれ入射される。また、シアン及びイエロー用の半導体レーザ101C,101Yから出射されたレーザ光は、回転多面鏡102bを備えた光偏向器103bの異なる反射面にそれぞれ入射され、それぞれ異なる方向に走査される。各回転多面鏡102a,102bによって走査されたレーザ光は、それぞれ1枚目の走査レンズ104BK,104M,104C,104Yを透過し、それぞれ折り返し部材105BK,105M,105C,105Yによって方向を変えられて、2枚目の走査レンズ106BK,106M,106C,106Yを透過し、それぞれ対応する感光ドラム上に結像される。このように本実施の形態に係る偏向走査装置100では、このような光学部材群を2組並列に並べて1つの筐体107に収容することで、4つの感光ドラム上にレーザ光を導いている。108〜111はビームディテクタ(BD)で、それぞれ黒、マゼンタ、シアン、イエロー用のレーザ光の走査開始タイミングを検出するために、感光ドラムへの走査露光を行う領域の外側でレーザ光が通過するのを検出している。
In the
ここで、黒に対応するレーザ光を走査する回転多面鏡102aを共通で使用して走査するマゼンダ用のレーザ光の光源101Mは、黒用のレーザ光源101BKと同様に、光源としての半導体レーザから2本のレーザ光を出射する。これには、それぞれが1つの発光点をもつ半導体レーザを2本備えてもよいし、1つの半導体レーザの中に2つの発光点をもつマルチレーザビームであってもよい。これに対してシアン、イエローのための光源101C,101Yのそれぞれは、黒及びマゼンダ用のレーザ光の数よりも少ない1本のレーザ光を出射する。
Here, the magenta
次に、本実施の形態に係る偏向走査装置100における像形成中の動作について説明する。
Next, an operation during image formation in the
黒単色、もしくはマゼンダ単色、もしくは黒とマゼンダの2次色や、黒の画像の一部にマゼンダが使用されたような画像の形成を行う場合には、黒の半導体レーザ101BK、マゼンダの半導体レーザ101Mのいずれか一方、もしくは両方を使用し、かつそれぞれ2本のレーザ光を用いて画像を形成する。 When forming an image such as black or magenta, or a secondary color of black and magenta, or an image in which magenta is used for part of a black image, the black semiconductor laser 101BK or the magenta semiconductor laser is used. One or both of 101M are used, and two laser beams are used to form an image.
また黒、マゼンタ、シアン、イエローの4色を使用するフルカラー画像の形成時には、黒及びマゼンダの半導体レーザ101BK,101Mのそれぞれから出射される各2本のレーザ光を用いる。またシアン、イエローの半導体レーザ101C,101Yのそれぞれから出射される各1本のレーザ光を用いて画像が形成される。その際、回転多面鏡102aの回転速度は、シアン及びイエロー側の回転多面鏡102bの回転速度の1/2倍で回転駆動される。
When forming a full-color image using four colors of black, magenta, cyan, and yellow, two laser beams emitted from each of the black and magenta semiconductor lasers 101BK and 101M are used. An image is formed by using one laser beam emitted from each of the cyan and
従って、黒及びマゼンダに対応するレーザ光は、画像形成モードによらず、常に各2本のレーザ光として出射されて像形成が行われる。これにより黒とマゼンタの半導体レーザの各発光点間で使用頻度に差がでることがなく、一方の半導体レーザの発光点だけが劣化する可能性が低くなる。従って、一方の半導体レーザの発光点の劣化が進んで、その発光点から出射されるレーザ光量が低下し、画像の濃度ムラが発生するといった問題が発生しない。 Accordingly, the laser beams corresponding to black and magenta are always emitted as two laser beams, regardless of the image forming mode, and image formation is performed. As a result, there is no difference in use frequency between the light emitting points of the black and magenta semiconductor lasers, and the possibility that only the light emitting point of one of the semiconductor lasers deteriorates is reduced. Therefore, the light emission point of one of the semiconductor lasers is further deteriorated, the amount of laser light emitted from the light emission point is reduced, and the problem of uneven density in the image does not occur.
また、黒を除けば、マゼンダが単色、或は黒との2次色として使用される頻度が最も高い。その結果、マゼンダ用の半導体レーザを黒と同一の回転多面鏡102aを使用する位置に配置している。これにより、黒だけでなく、マゼンダ単色や、黒とマゼンダの2次色の画像を形成する際にも、マゼンダのレーザ光の数を2本としているため、より画像形成の速度を上げることができる。これは、黒単色や、黒単色にマゼンダを使用した強調文字やアンダーラインが入った画像を印刷する際に非常に有効である。
Except for black, magenta is most frequently used as a single color or a secondary color with black. As a result, the magenta semiconductor laser is disposed at a position where the same rotating
また例えば、A4サイズで毎分20枚の画像形成速度で、解像度が600dpi(ドット/インチ)の画像形成装置に用いられる偏向走査装置100において、本実施の形態と同様に4面の反射面を有する回転多面鏡102a,102bを用いた場合のプロセススピードは約99mm/秒となる。その場合、シアン、イエロー側の光偏向器103bの回転速度は35079rpmとなる。一方、各2本のレーザ光を用いる黒側の光偏向器103aの回転速度は、その半分の17539rpmとなる。
Further, for example, in the
このように、黒及びマゼンダのレーザ光を走査する光偏向器103aの回転速度を、シアン及びイエローを走査する光偏向器103bの回転速度の1/2にできる。このため、フルカラー画像の形成時の黒側の光偏向器103aの動的不釣合いに起因する振動レベルが、シアン側の光偏向器103bに比べて(1/2)×(1/2)=1/4となる。同様に、回転多面鏡の回転によって発生する騒音も劇的に減少する。
In this way, the rotation speed of the
また、黒側の回転多面鏡102aの回転速度が低いため、回転多面鏡102aを駆動するためのエネルギーも小さくて済み、その回転を駆動するモータによる発熱量も少なくてすむ。
Further, since the rotation speed of the black
また一般的に、フルカラーモードと比較して黒単色モードの頻度が高い。このため、回転多面鏡102aの軸受の耐久性は、シアン側の回転多面鏡102bと軸受けの耐性と比較して厳しくなるが、フルカラーモード時における回転多面鏡102aの回転速度を少なくできる。これにより、フルカラーモード時における、回転多面鏡102aの軸受に対する負荷を軽くすることができ、軸受の寿命を延ばすことができる。
In general, the frequency of the black monochrome mode is higher than that of the full color mode. For this reason, the durability of the bearing of the
それでも単色モードでの画像形成の頻度が高く、2つの光偏向器103a,103bの軸受の寿命に差がでてしまう場合は、使用頻度の高い黒側の光偏向器103aの軸受に、耐磨耗性を向上させる手段を持たせておくと良い。例えば、同じボールベアリングを使う場合でも、黒側にはセラミックボールを用いたボールベアリングにするといった手段が考えられる。特に最近の回転多面鏡の軸受には、動圧流体軸受を用いるのが一般的であるため、その場合には、黒側の回転多面鏡102aの軸受部にNi−P等の耐磨耗性メッキを用いることで、高耐久化を図ることができる。
If the frequency of image formation in the monochromatic mode is still high and there is a difference in the service life between the bearings of the two
尚、上記実施の形態1では説明を簡易化するために、黒及びマゼンダのレーザ光の数を各2本、シアン及びイエロのレーザ光の数を各1本にし、フルカラー画像を形成する時の黒側の回転多面鏡102aの回転速度を、シアン側の回転多面鏡102bの回転速度の1/2にする場合で説明した。しかし一般的に、黒及びマゼンダ側のレーザ光の数をa、シアン及びイエロー側のレーザ光の数をbとし、a>bの関係を満たせば、どのような構成でもよい。
In the first embodiment, in order to simplify the description, the number of black and magenta laser beams is two each, and the number of cyan and yellow laser beams is one, respectively. In the above description, the rotation speed of the black
図3は、本実施の形態に係る偏向走査装置100において、A4サイズで毎分20枚の画像形成速度で、解像度が600dpiの画像形成装置に用いられるの場合の構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example when the
図3において、回転多面鏡102a,102bのそれぞれは4面を有し、プロセススピードは99mm/秒の場合を示し、レーザ光の本数(a,b)に対応して2つの光偏向器103a,103bのそれぞれの回転速度が示されている。
In FIG. 3, each of the rotary polygon mirrors 102a and 102b has four surfaces and the process speed is 99 mm / second, and two
フルカラー画像形成時には、黒側の回転多面鏡102aの回転速度はb/aとなる。また、黒やマゼンダ単色、もしくはその2次色の画像を形成する場合は、光偏向器103aの回転速度によって画像形成の速度が変わってくる。例えば、フルカラー画像の形成時の光偏向器103bと同じ回転速度で走査を行った場合の画像形成速度は、フルカラー画像の形成時のa/b倍となり、使用する頻度が高いモードの画像形成速度を増加させることができる。
When a full-color image is formed, the rotation speed of the black-side
図4は、本実施の形態1に係るレーザビームプリンタの制御に関する部分を説明するためのブロック図で、前述した各部と共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明を省略している。 FIG. 4 is a block diagram for explaining the parts related to the control of the laser beam printer according to the first embodiment. The parts common to the parts described above are indicated by the same symbols, and the explanations thereof are omitted.
モータ402は、光偏光器103aの回転多面鏡102aを回転駆動しているモータで、制御部401からの信号に応じてモータドライバ403により回転駆動される。またモータ404は、光偏光器103bの回転多面鏡102bを回転駆動しているモータで、制御部401からの信号に応じてモータドライバ405により回転駆動される。制御部401は、このプリンタ全体の動作を制御しており、CPU410、CPU410により実行されるプログラムやデータを記憶するROM411、CPU410による制御処理時に各種データを一時保存するワークエリアとして使用されるRAM412を備えている。
The
図5は、実施の形態1に係るレーザビームプリンタの制御部401で実行される制御処理を説明するフローチャートで、この処理を実行するプログラムはROM411に記憶されており、CPU410の制御の下に実行される。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a control process executed by the
この処理は印刷データが入力されて印刷開始が指示されることにより開始され、まずステップS1で、黒又はマゼンタのみによる画像形成(印刷)かどうかを判定する。そうであればステップS4に進み、モータ402と404の回転速度を同じに設定する。一方ステップS1で、黒又はマゼンタのみによる画像形成でないときはステップS2に進み、フルカラー(黒及びマゼンタと他の色との混色)での画像形成かどうかを判定する。そうでないときはステップS4に進んで前述の処理を行うが、フルカラーの時はステップS3に進み、モータ402の回転速度をモータ404の回転速度の半分(1/2)に設定する。こうして、その設定された回転速度に従って光偏光器103a,103bの回転多面鏡102a,102bの回転駆動を開始し、ステップS5で各色のビームディテクト(BD)信号を検出すると、その検出したBD信号に対応する色の画像信号を出力して感光ドラム上に像形成を行う。こうしてステップS7で、1ページ分のが像形成が行われるまで、ステップS5〜S7の処理を繰り返し実行する。
This process is started by inputting print data and instructing the start of printing. First, in step S1, it is determined whether image formation (printing) is performed only with black or magenta. If so, the process proceeds to step S4, and the rotational speeds of the
このようにフルカラーモードでは、黒及びマゼンタのレーザ光が1走査して2ライン分の画像が形成される間に、シアン及びイエローのレーザ光が2走査して2ライン分の画像が形成される。これにより、黒及びマゼンタの各半導体レーザの一方のレーザ発光点のみが使用されることによる、各発光点の特性の変化が生じることがなくなり、それに起因する画像の劣化を防止できる。 As described above, in the full-color mode, two lines of images are formed by two scans of the cyan and yellow laser beams while the black and magenta laser beams perform one scan to form the image of two lines. . As a result, only one laser emission point of each of the black and magenta semiconductor lasers is used, so that a change in characteristics of each emission point does not occur, and image deterioration caused by the change can be prevented.
[実施の形態2]
次に本発明の実施の形態2について説明する。尚、この実施の形態2に係る画像形成装置のハードウェア構成は基本的に前述の実施の形態1と同様であるため、その説明を省略する。また本実施の形態2に係る偏向走査装置100の構成も前述の図2(A)(B)と同様であるため、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since the hardware configuration of the image forming apparatus according to the second embodiment is basically the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. The configuration of the
本実施の形態2では前述の実施の形態1と同様に、回転多面鏡102aを黒に対応するレーザ光と共通で使用して走査するマゼンダのレーザ光の本数は、黒と同様に2本としている。他方のシアン、イエロー用のレーザ光源101C,101Yのそれぞれは、黒及びマゼンダ側よりも少ない1本のレーザ光を出射する。また、回転多面鏡102aは、レーザ光の本数の整数倍(2倍)である4面の反射面を備えている。ここで画像形成時、黒もしくは、マゼンダ単色、もしくは黒とマゼンダの2次色や、黒の画像の一部にマゼンダが使用された画像の形成を行う場合には、黒の半導体レーザ101BK、マゼンダの半導体レーザ101Mのいずれか一方、もしくは両方とも使用し、かつ各2本のレーザ光を用いて画像を形成する。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment described above, the number of magenta laser beams to be scanned using the
本実施の形態2では、黒、マゼンタ、シアン、イエローの4色を使用するフルカラー画像の形成時には、黒及びマゼンダの半導体レーザ101BK,101Mは、それぞれ2本のレーザ光を出射し、回転多面鏡102aにて走査する面を1面飛ばしで2面毎に反射して走査する。一方、シアン、イエローの半導体レーザ101C,101Yはそれぞれ1本のレーザ光を出射し、回転多面鏡102bの全ての反射面を使用して画像が形成される。この際、黒側の回転多面鏡102aとシアン側の回転多面鏡102bの回転速度は同一である。
In the second embodiment, when a full color image using four colors of black, magenta, cyan, and yellow is formed, the black and magenta semiconductor lasers 101BK and 101M each emit two laser beams, and the rotating polygon mirror The surface to be scanned in 102a is skipped by one surface and reflected every two surfaces for scanning. On the other hand, each of the cyan and
従って、黒及びマゼンダ側の半導体レーザは、画像形成モードによらず、常に2本のレーザ光を出射するため、各半導体レーザ間で使用頻度に差がでることがなく、一方の半導体レーザだけが劣化する可能性が低い。従って、片側の半導体レーザの劣化にともなう光量低下が発生せず、画像上の濃度ムラといった問題が発生しない。 Therefore, the black and magenta side semiconductor lasers always emit two laser beams regardless of the image forming mode, so there is no difference in use frequency between the semiconductor lasers, and only one semiconductor laser is used. The possibility of deterioration is low. Therefore, the light amount is not reduced due to the deterioration of the semiconductor laser on one side, and the problem of uneven density on the image does not occur.
また黒を除けば、マゼンダが、単色或は黒との2次色として使用される頻度が最も高い。その結果、黒と共通に使用する回転多面鏡102aを使用する位置にマゼンダのレーザを配置することにより、黒だけでなく、マゼンダ単色や、黒とマゼンダの2次色の画像を形成する際にも、フルカラーモード時より画像形成速度を上げることができる。これは、黒単色や、黒単色にマゼンダの強調文字やアンダーラインが入った画像を印刷する際に非常に有効である。
Except for black, magenta is most frequently used as a single color or a secondary color with black. As a result, by arranging a magenta laser at a position where the
また、本実施の形態2に特有の効果として、黒及びマゼンダのレーザ光の走査線の副走査方向の周期的な位置ずれを略1/2にできる。これにより、画像における濃度ムラなどの欠陥を減少させることができる。 Further, as an effect peculiar to the second embodiment, it is possible to substantially halve the periodic positional deviation of the scanning lines of the black and magenta laser beams in the sub-scanning direction. Thereby, defects such as density unevenness in the image can be reduced.
図6は、実施の形態2に係るレーザビームプリンタの制御部401で実行される制御処理を説明するフローチャートで、この処理を実行するプログラムはROM411に記憶されており、CPU410の制御の下に実行される。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a control process executed by the
この処理は印刷データが入力されて印刷開始が指示されることにより開始され、まずステップS11で、黒又はマゼンタのみによる画像形成(印刷)かどうかを判定する。そうであれば前述の図5のステップS4に進み、モータ402と404の回転速度を同じに設定する。一方ステップS11で、黒又はマゼンタのみによる画像形成でないときはステップS12に進み、フルカラー(黒及びマゼンタと他の色との混色)での画像形成かどうかを判定する。そうでないときはステップS4(図5)に進んで前述の処理を行うが、フルカラーの時はステップS13に進み、モータ402の回転速度をモータ404の回転速度と同じに設定する。こうして、その設定された回転速度に従って光偏光器103a,103bの回転多面鏡102a,102bの回転駆動を開始し、ステップS14で、RAM412の画像出力フラグをオンにする。次にステップS15で、黒又はマゼンタのビームディテクト(BD)信号を検出したかを調べ、検出しないときはステップS20に進むが、検出するとステップS16に進み画像出力フラグがオンかどうかを判定する。オンであればステップS17で、その画像出力フラグをオフにし、ステップS18で、その検出したBD信号に対応する黒又はマゼンタの画像信号を出力してステップS20に進む。一方、ステップS16で、画像出力フラグがオンでないときはステップS19で、その画像出力フラグをオフにし、画像信号を出力せず(面飛ばしを実行)にステップS20に進む。
This process is started by inputting print data and instructing to start printing. First, in step S11, it is determined whether or not image formation (printing) is performed only with black or magenta. If so, the process proceeds to step S4 in FIG. 5 described above, and the rotational speeds of the
ステップS20では、シアン又はイエローのビームディテクト(BD)信号を検出したかを調べ、検出しないときはステップS15に戻るが、検出するとステップS21に進み、その検出したBD信号に対応するシアン又はイエローの画像信号を出力してステップS22に進む。こうしてステップS22で、1ページ分のが像形成が行われるまで、ステップS15〜S21の処理を繰り返し実行する。 In step S20, it is checked whether or not a cyan or yellow beam detect (BD) signal has been detected. If not detected, the process returns to step S15. If detected, the process proceeds to step S21, and cyan or yellow corresponding to the detected BD signal is detected. The image signal is output and the process proceeds to step S22. In this manner, the processes of steps S15 to S21 are repeatedly executed until image formation for one page is performed in step S22.
このしくみを図7〜図10を用いて説明する。 This mechanism will be described with reference to FIGS.
図7は、本願発明者らが測定した黒の各反射面毎の副走査方向の位置ずれを説明する図である。図において、横軸は走査面数を示し、縦軸は位置ずれ量を示している。 FIG. 7 is a diagram for explaining the positional deviation in the sub-scanning direction for each black reflecting surface measured by the inventors of the present application. In the figure, the horizontal axis indicates the number of scanning planes, and the vertical axis indicates the amount of displacement.
図に示すように、回転多面鏡の面数である4面毎に周期的な位置ずれが発生しているのが分かる。この原因としては、回転多面鏡やその取付座面の精度によって発生する反射面の静的な倒れに加えて、回転多面鏡を含む偏向手段の重量アンバランスによって発生する動的不釣合いによると考えられる。これは4つの反射面を持つ回転多面鏡の場合、4面毎に繰り返す周期的ずれとなって表れる。このずれの結果、画像上でも同様に副走査方向のライン毎の周期的な位置ずれが発生してしまい、重大な画像の欠陥となる。 As shown in the figure, it can be seen that periodic positional deviation occurs every four surfaces, which is the number of surfaces of the rotary polygon mirror. This is thought to be due to the dynamic unbalance caused by the weight imbalance of the deflecting means including the rotating polygon mirror, in addition to the static tilting of the reflecting surface caused by the accuracy of the rotating polygon mirror and its mounting seat surface. It is done. In the case of a rotating polygon mirror having four reflecting surfaces, this appears as a periodic shift repeated every four surfaces. As a result of this shift, a periodic positional shift for each line in the sub-scanning direction is similarly generated on the image, resulting in a serious image defect.
近年、画像形成速度が早くなるのに伴い、非常に複雑なモードシェープをもつ振動特性に対して各光学素子の振動を全て回避することは困難である。特に本実施の形態のように、光偏向器を2つ備えた偏向走査装置100では、2つの光偏向器のアンバランス量や状態によっては、光学素子が激しく振動してしまう場合がある。
In recent years, as the image forming speed increases, it is difficult to avoid the vibration of each optical element with respect to the vibration characteristics having a very complicated mode shape. In particular, as in the present embodiment, in the
図8(A)〜(E)は、これらの副走査方向のライン毎の周期的な位置ずれを説明する図で、図8(A)はSIN型1、(B)はSIN型2、(C)はL型、(D)は階段型、(E)M型をそれぞれ示している。
8A to 8E are diagrams for explaining the periodic positional deviation for each line in the sub-scanning direction. FIG. 8A shows
本実施の形態2では、1面飛ばしで2面毎に走査するため、黒及びマゼンダにおける周期的な位置ずれがどのような型になっても、また面飛ばしのパターンが1又は2であっても、それらの発生確率は全て均等となる。これにより図9に示すように、期待値(確率変数の平均)として副走査方向の位置ずれ量を1/2にできる。 In the second embodiment, since every two surfaces are scanned by skipping one surface, the pattern of the surface skipping is 1 or 2 regardless of the type of periodic displacement in black and magenta. However, their probability of occurrence is all equal. As a result, as shown in FIG. 9, the positional deviation amount in the sub-scanning direction can be halved as an expected value (average of random variables).
図9は、回転多面鏡へのレーザ光の照射方法に対応して、図8(A)〜(E)に示す周期的な位置ずれの型と、副走査方向の位置ずれとの関係、及び期待値との関係を説明する図である。 FIG. 9 shows the relationship between the cyclic misalignment type shown in FIGS. 8A to 8E and the misalignment in the sub-scanning direction, corresponding to the method of irradiating the rotary polygon mirror with laser light, and It is a figure explaining the relationship with an expected value.
ここで回転多面鏡102aの面数を、半導体レーザ101BK及び101Mからのレーザ光の数aの整数倍とし、a面毎に面飛ばしを実施する。これにより回転多面鏡102aの同一反射面が常に使用されることになり、回転多面鏡102aの反射面がもつ直角度誤差による副走査方向の位置ずれの影響を少なくできる。
Here, the number of surfaces of the
尚、上記実施の形態2では説明を簡易化するために、黒及びマゼンダのレーザ光の数を2本、シアン及びイエロのレーザ光の数を1本とし、回転多面鏡102a,102bの反射面の面数を共に4面、そして黒側の回転多面鏡102aによる走査を1面飛ばしで2面毎に走査する場合で説明した。
In the second embodiment, in order to simplify the description, the number of black and magenta laser beams is two, the number of cyan and yellow laser beams is one, and the reflecting surfaces of the rotary polygon mirrors 102a and 102b. In the above description, the number of surfaces is four, and the scanning by the black
しかし実際には、図10に示すように、黒及びマゼンダ側の回転多面鏡102aのレーザ光の数をa本、シアン及びイエロー側の回転多面鏡102bのレーザ光の数をb本とし、回転多面鏡102bの反射面の数をaの整数倍という関係を満たせば、どのような構成でもよい。その場合の黒のレーザ光の走査は、a面毎に走査(面飛ばし)することになる。
However, in practice, as shown in FIG. 10, the number of laser beams of the black and magenta
尚、前述の図6のフローチャートで、面飛ばしの数が「4」の場合は、画像出力フラグではなく、そのフラグエリアをBD信号を計数する2ビットのカウンタとして使用し、ステップS18で画像信号を出力した後、この2ビットのカウンタからキャリイ信号が出力される度にステップS18で、黒或はマゼンタに対応する画像信号を出力するようにすればよい。 In the flowchart of FIG. 6 described above, when the number of skips is “4”, the flag area is used as a 2-bit counter for counting the BD signal instead of the image output flag. After that, every time a carry signal is output from the 2-bit counter, an image signal corresponding to black or magenta may be output in step S18.
尚、前述の図5及び図6のフローチャートでは説明を簡略化しているが、実際には各色のレーザ光に対応するBD信号に同期して、その色に対応する画像信号(PWM信号)により、各対応する半導体レーザ101Bk,101M,101C,101Yが駆動されて像形成が行われる。 Although the description is simplified in the flowcharts of FIGS. 5 and 6 described above, actually, in synchronization with the BD signal corresponding to the laser beam of each color, the image signal (PWM signal) corresponding to the color is used. Each corresponding semiconductor laser 101Bk, 101M, 101C, 101Y is driven to form an image.
また上記実施の形態では、それぞれが回転多面鏡を備えた光偏向器を2つ備えた例で説明したが、これ以上の光偏向器を備えても良い。 In the above-described embodiment, an example in which two optical deflectors each including a rotary polygon mirror have been described, but more optical deflectors may be provided.
また1つの光偏向器で同時に走査されるレーザ光の数は2に限定されず、それ以上でも良く、1つの回転多面鏡の反射面の数も4に限定されない。 Further, the number of laser beams scanned simultaneously by one optical deflector is not limited to two, and may be more than that, and the number of reflecting surfaces of one rotary polygon mirror is not limited to four.
いずれにしても、図3或は図10で示すような原則が適用できれば、これら数値に限定されるものでない。 In any case, as long as the principle shown in FIG. 3 or FIG. 10 can be applied, it is not limited to these numerical values.
Claims (22)
前記複数の光偏光器の少なくともいずれか1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第1及び第2の色の画像信号に対応する第1の数のレーザ光を入射し、前記複数の光偏光器の他の回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第3及び第4の色の画像信号に対応する第2の数のレーザ光を入射して像形成を行う像形成手段と、
前記1つの回転多面鏡及び前記他の回転多面鏡のそれぞれを回転駆動する第1及び第2駆動用モータと、
前記第1〜第4の色の画像信号を用いた画像形成時、前記第1及び第2駆動用モータの回転速度の比率を、前記第1及び第2の色の画像信号に対応する前記第1の数と、前記第3及び第4の色の画像信号に対応する前記第2の数とに基づいて決定して前記第1及び第2駆動用モータを回転駆動する駆動制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image that includes a plurality of optical deflectors each having a single rotating polygonal mirror and that forms an image by injecting laser light corresponding to an image signal of a predetermined color into each of the different reflecting surfaces of the single rotating polygonal mirror. A forming device,
A first number of laser beams corresponding to the first and second color image signals are respectively incident on different reflecting surfaces of at least one of the plurality of optical polarizers, and the plurality of lights Image forming means for forming an image by making a second number of laser beams corresponding to the image signals of the third and fourth colors incident on different reflecting surfaces of other rotating polygon mirrors of the polarizer;
First and second drive motors for rotating and driving each of the one rotary polygon mirror and the other rotary polygon mirror;
At the time of image formation using the first to fourth color image signals, the ratio of the rotation speeds of the first and second drive motors is set to the first and second color image signals corresponding to the first and second color image signals. Drive control means for rotationally driving the first and second drive motors determined based on the number of 1 and the second number corresponding to the third and fourth color image signals;
An image forming apparatus comprising:
前記複数の光偏光器の少なくともいずれか1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第1及び第2の色の画像信号に対応する第1の数のレーザ光を入射し、前記複数の光偏光器の他の回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第3及び第4の色の画像信号に対応する第2の数のレーザ光を入射して像形成を行う像形成手段と、
前記1つの回転多面鏡及び前記他の回転多面鏡のそれぞれを同じ回転速度で回転駆動する駆動用モータと、
前記第1〜第4の色の画像信号を用いた画像形成時、前記第1及び第2の色の画像信号に対応するレーザ光による照射を、前記第3及び第4の色の画像信号に対応するレーザ光による照射タイミングとは異なるタイミングで実行するように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image that includes a plurality of optical deflectors each having a single rotating polygonal mirror and that forms an image by injecting laser light corresponding to an image signal of a predetermined color into each of the different reflecting surfaces of the single rotating polygonal mirror. A forming device,
A first number of laser beams corresponding to the first and second color image signals are respectively incident on different reflecting surfaces of at least one of the plurality of optical polarizers, and the plurality of lights Image forming means for forming an image by making a second number of laser beams corresponding to the image signals of the third and fourth colors incident on different reflecting surfaces of other rotating polygon mirrors of the polarizer;
A driving motor for rotating each of the one rotating polygon mirror and the other rotating polygon mirror at the same rotation speed;
During image formation using the image signals of the first to fourth colors, irradiation with laser light corresponding to the image signals of the first and second colors is applied to the image signals of the third and fourth colors. Control means for performing control at a timing different from the irradiation timing with the corresponding laser beam;
An image forming apparatus comprising:
前記複数の光偏光器の少なくともいずれか1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第1及び第2の色の画像信号に対応する第1の数のレーザ光を入射し、前記複数の光偏光器の他の回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第3及び第4の色の画像信号に対応する第2の数のレーザ光を入射して像形成を行う像形成工程と、
前記第1〜第4の色の画像信号を用いた画像形成時、前記1つの回転多面鏡及び前記他の回転多面鏡のそれぞれを回転駆動する第1及び第2駆動用モータの回転速度の比率を、前記第1及び第2の色の画像信号に対応する前記第1の数と、前記第3及び第4の色の画像信号に対応する前記第2の数とに基づいて決定して前記第1及び第2駆動用モータを回転駆動する駆動制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 An image that includes a plurality of optical deflectors each having a single rotating polygonal mirror and that forms an image by injecting laser light corresponding to an image signal of a predetermined color into each of the different reflecting surfaces of the single rotating polygonal mirror. A method for controlling a forming apparatus, comprising:
A first number of laser beams corresponding to the first and second color image signals are respectively incident on different reflecting surfaces of at least one of the plurality of optical polarizers, and the plurality of lights An image forming step in which a second number of laser beams corresponding to the image signals of the third and fourth colors are incident on each of the different reflecting surfaces of the other rotating polygon mirrors of the polarizer to form an image;
Ratio of rotational speeds of first and second drive motors that rotate each of the one rotary polygon mirror and the other rotary polygon mirror during image formation using the first to fourth color image signals. Is determined based on the first number corresponding to the first and second color image signals and the second number corresponding to the third and fourth color image signals, and A drive control step of rotationally driving the first and second drive motors;
A control method for an image forming apparatus, comprising:
前記複数の光偏光器の少なくともいずれか1つの回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第1及び第2の色の画像信号に対応する第1の数のレーザ光を入射し、前記複数の光偏光器の他の回転多面鏡の異なる反射面のそれぞれに第3及び第4の色の画像信号に対応する第2の数のレーザ光を入射して像形成を行う像形成工程と、
前記第1〜第4の色の画像信号を用いた画像形成時、前記第1及び第2の色の画像信号に対応するレーザ光による照射を、前記第3及び第4の色の画像信号に対応するレーザ光による照射タイミングとは異なるタイミングで実行するように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 An image that includes a plurality of optical deflectors each having a single rotating polygonal mirror and that forms an image by injecting laser light corresponding to an image signal of a predetermined color into each of the different reflecting surfaces of the single rotating polygonal mirror. A method for controlling a forming apparatus, comprising:
A first number of laser beams corresponding to the first and second color image signals are respectively incident on different reflecting surfaces of at least one of the plurality of optical polarizers, and the plurality of lights An image forming step in which a second number of laser beams corresponding to the image signals of the third and fourth colors are incident on each of the different reflecting surfaces of the other rotating polygon mirrors of the polarizer to form an image;
During image formation using the image signals of the first to fourth colors, irradiation with laser light corresponding to the image signals of the first and second colors is applied to the image signals of the third and fourth colors. A control process for controlling to execute at a timing different from the irradiation timing with the corresponding laser beam;
A control method for an image forming apparatus, comprising:
第1の光偏向器を用いる第1色及び第2色としてそれぞれa本のレーザ光を射出可能に構成し、
第2の光偏向器を用いる第3色及び第4色としてそれぞれ前記a本より少ないb本のレーザ光を射出可能に構成したことを特徴とする画像形成装置。 An image that includes a plurality of optical deflectors each having a single rotating polygonal mirror and that forms an image by injecting laser light corresponding to an image signal of a predetermined color into each of the different reflecting surfaces of the single rotating polygonal mirror. A forming device,
A laser beam is configured to be emitted as a first color and a second color using the first optical deflector,
An image forming apparatus configured to emit b laser beams, which are fewer than a, respectively, as a third color and a fourth color using a second optical deflector.
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