JP2007245448A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、像担持体上に光による静電画像の書き込みを行う光走査装置、およびそれを備えた電子写真方式のカラー複写機(PPC),カラー複合機(MFP),カラーファクシミリ(FAX)装置,カラープリンタ等のカラー画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device for writing an electrostatic image by light on an image carrier, and an electrophotographic color copying machine (PPC), a color multifunction peripheral (MFP), and a color facsimile (FAX) provided with the same. The present invention relates to a color image forming apparatus such as an apparatus and a color printer.
上記のような光走査装置を用いた画像形成装置として、例えば以下の(1)(2)に示す制御を行うものがある。
(1)装置の起動時にスキャナモータドライバーを回転制御し、その回転数(回転速度)が所定値に収束するのを確認して、ライン周期の非画像領域のタイミング期間で半導体レーザを強制発光させる。半導体レーザから照射される光量が目標値となるようにAPC制御を行い、APC制御用に強制発光するタイミングで、同期検知部(BDモニターフォトダイオード)では主走査方向のタイミングBD同期信号を生成して制御部に出力する。そのBD同期信号により、プリンタエンジン内のタイミングを制御する。また、基準バイアス値を増減制御することにより、半導体レーザ素子から照射する発光パワーを可変し、感光体表面の光量が目標値となるように制御を繰り返す(特許文献1参照)。
As an image forming apparatus using the optical scanning device as described above, for example, there is one that performs the control shown in the following (1) and (2).
(1) The rotation of the scanner motor driver is controlled at the start of the apparatus, and it is confirmed that the rotation speed (rotation speed) converges to a predetermined value, and the semiconductor laser is forced to emit light in the timing period of the non-image area of the line cycle. . APC control is performed so that the amount of light emitted from the semiconductor laser becomes a target value, and at the timing of forced light emission for APC control, the synchronization detection unit (BD monitor photodiode) generates a timing BD synchronization signal in the main scanning direction. Output to the control unit. The timing in the printer engine is controlled by the BD synchronization signal. Further, by controlling the increase / decrease of the reference bias value, the light emission power emitted from the semiconductor laser element is varied, and the control is repeated so that the amount of light on the surface of the photoreceptor becomes a target value (see Patent Document 1).
(2)画像信号に基づいて変調されるLDユニットから発生したビームを偏向走査するポリゴンミラーと、LDユニットからのレーザビームを感光体ドラム上の回転方向に所定の間隔を隔て集光させる結像手段と、ポリゴンミラーにより偏向走査された複数のレーザビームを所定の位置で検知する同期検知部(同期検知センサ)とを備えた画像形成装置において、同期検知センサにおいて検出する複数のレーザビームの光量を個々に変更するレーザ書込制御回路を備え、各ビームごとにその光量を設定する(特許文献2参照)。
上記(1)に示した従来例では、同期検知部のアナログ光量の最大偏移レベルやスライスレベルを検知して感光体表面光量を制御しているが、この方法だと、偏移した同期検知センサ部分の光量制御は十分に行われない。この結果、ポリゴンミラー面などへの光学的な汚れの発生により、同期検知センサに入力する光量が不十分となり、その結果同期検知出力が不安定となって、最終的に主走査方向の画素にずれが生じることになる。こうした現象が発生すると、特にカラー画像形成装置の場合は、そのずれが互いの色ずれとなり、画像品質の低下を招いたり、あるいは、同期検知部分に対する光量低下に伴うシステムエラーが発生してしまうことになる。 In the conventional example shown in (1) above, the maximum deviation level and slice level of the analog light quantity of the synchronization detection unit are detected to control the light amount on the photosensitive member surface. The light amount control of the sensor part is not sufficiently performed. As a result, the amount of light input to the synchronization detection sensor becomes insufficient due to the occurrence of optical contamination on the polygon mirror surface, etc., and as a result, the synchronization detection output becomes unstable and eventually becomes a pixel in the main scanning direction. Deviation will occur. When such a phenomenon occurs, particularly in the case of a color image forming apparatus, the color shifts become the color shifts of each other, leading to a decrease in image quality, or a system error due to a decrease in the amount of light with respect to the synchronization detection portion. become.
実際に、ポリゴンモータミラーの反射面に汚れが発生することがある。これは高速回転するポリゴンミラー周辺に生じる風圧の差によって、機内に発生した微小な塵やトナーが、温度・湿度などさまざまな要因を介してポリゴンミラーの反射面の端部に汚れとなって付着する。ポリゴンミラーの反射面上のこの汚れ部分が同期検知部に入力されるスキャン位置と重なると、同期検知部に十分な光が照射されず、光量不足を招くことで、前述の不具合が生じている。 Actually, dirt may occur on the reflection surface of the polygon motor mirror. This is due to the difference in wind pressure generated around the polygon mirror that rotates at high speed, so that minute dust and toner generated in the machine become dirty and adhere to the end of the reflective surface of the polygon mirror through various factors such as temperature and humidity. To do. When this dirt portion on the reflection surface of the polygon mirror overlaps the scan position input to the synchronization detection unit, sufficient light is not irradiated to the synchronization detection unit, causing the above-mentioned problem due to insufficient light quantity. .
上記(2)に示した従来例では、各ビームごとにその光量の設定ができるようにしているが、上記(2)に示した従来例と同様に、経時的な要因や、ユニット内部の環境によるポリゴンミラーの反射面の汚れによって、同期検知部の出力が初期の状態よりも不安定になった場合の、いわゆるポリゴンミラーの反射面の状態をファクターとしたフィードバック系に関する光量制御といった手段は十分に行われていないのが現状である。
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、同期検知手段(同期検知部)への光量変化に関係なく、画像品質を安定化させることを目的とする。
In the conventional example shown in the above (2), the amount of light can be set for each beam. However, as in the conventional example shown in the above (2), the factors over time and the environment inside the unit If the output of the synchronous detector becomes unstable compared to the initial state due to contamination of the reflective surface of the polygon mirror due to, there is sufficient means such as light amount control for the feedback system with the state of the reflective surface of the polygon mirror as a factor It is the current situation that is not done.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to stabilize the image quality regardless of the change in the light amount to the synchronization detection means (synchronization detection unit).
この発明は、上記の目的を達成するため、以下に示す光走査装置およびカラー画像形成装置を提供する。
請求項1の発明による光走査装置は、発光素子から射出される光を主走査方向に反復走査することにより、該主走査方向に直交する副走査方向に回動する像担持体上に光による静電画像の書き込みを行う光走査装置であって、画像データに応じて上記発光素子を変調駆動することにより、該発光素子から対応する光を射出させる発光素子駆動手段と、上記像担持体に対する上記主走査方向の光を検知して、該主走査方向の光による画像書き込み開始位置を規定するための同期検知信号を生成して出力する同期検知手段と、該同期検知手段の光検知面における光量を設定する同期検知面光量設定手段と、上記発光素子駆動手段による上記発光素子からの光射出時に、上記同期検知手段の光検知面における光量を算出する同期検知面光量算出手段と、該同期検知面光量算出手段によって算出された光量と上記同期検知面光量設定手段によって設定された光量とを比較する光量比較手段と、該光量比較手段による比較結果に基づいて上記発光素子の光量を可変制御する光量可変制御手段とを設けたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following optical scanning device and color image forming apparatus.
In the optical scanning device according to the first aspect of the present invention, the light emitted from the light emitting element is repeatedly scanned in the main scanning direction, whereby the light is applied onto the image carrier that rotates in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. An optical scanning device for writing an electrostatic image, wherein the light emitting element is driven in a modulated manner in accordance with image data, thereby emitting light corresponding to the light emitting element, and the image carrier Synchronization detection means for detecting the light in the main scanning direction and generating and outputting a synchronization detection signal for defining the image writing start position by the light in the main scanning direction; and on the light detection surface of the synchronization detection means Synchronous detection surface light amount setting means for setting the light amount, and synchronous detection surface light amount calculation means for calculating the light amount on the light detection surface of the synchronous detection means when light is emitted from the light emitting element by the light emitting element driving means. A light amount comparison unit that compares the light amount calculated by the synchronization detection surface light amount calculation unit with a light amount set by the synchronization detection surface light amount setting unit, and a light amount of the light emitting element based on a comparison result by the light amount comparison unit And a light amount variable control means for variably controlling the light intensity.
請求項2の発明による光走査装置は、請求項1の光走査装置において、上記像担持体の光照射面における光量を設定する像担持体面光量設定手段を設け、上記光量可変制御手段が、上記同期検知面光量算出手段によって算出された光量と上記像担持体面光量設定手段によって設定された光量とが一致するように、上記発光素子の光量を可変制御する手段としたものである。
請求項3の発明による光走査装置は、請求項1又は2の光走査装置において、上記光量可変制御手段が、外部からの画像データの種類に応じて上記発光素子の光量の可変制御の実行/停止を選択するものである。
An optical scanning device according to a second aspect of the present invention is the optical scanning device according to the first aspect, further comprising image carrier surface light amount setting means for setting a light amount on a light irradiation surface of the image carrier, wherein the light amount variable control means is The light amount of the light emitting element is variably controlled so that the light amount calculated by the synchronization detection surface light amount calculating means matches the light amount set by the image carrier surface light amount setting means.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to the first or second aspect, wherein the light amount variable control means executes variable control of the light amount of the light emitting element according to the type of image data from the outside. Select to stop.
請求項4の発明による光走査装置は、発光素子から射出される光を主走査方向に反復走査することにより、該主走査方向に直交する副走査方向に回動する像担持体上に光による静電画像の書き込みを行う光走査装置であって、画像データに応じて上記発光素子を変調駆動することにより、該発光素子から対応する光を射出させる発光素子駆動手段と、上記像担持体に対する上記主走査方向の光を検知して、該主走査方向の光による画像書き込み開始位置を規定するための同期検知信号を生成して出力する同期検知手段と、該同期検知手段の光検知面における光量を設定する同期検知面光量設定手段と、上記発光素子駆動手段による上記発光素子からの光射出時に、上記同期検知手段の光検知面における光量を算出する同期検知面光量算出手段と、該同期検知面光量算出手段によって算出された光量と上記同期検知面光量設定手段によって設定された光量とを比較する光量比較手段と、該光量比較手段による両光量の差が所定値を越えた場合に、外部に警告信号を出力する警告出段とを設けたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device according to the present invention, wherein the light emitted from the light emitting element is repeatedly scanned in the main scanning direction, whereby the light is applied onto the image carrier that rotates in the sub scanning direction orthogonal to the main scanning direction. An optical scanning device for writing an electrostatic image, wherein the light emitting element is driven in a modulated manner in accordance with image data, thereby emitting light corresponding to the light emitting element, and the image carrier Synchronization detection means for detecting the light in the main scanning direction and generating and outputting a synchronization detection signal for defining the image writing start position by the light in the main scanning direction; and on the light detection surface of the synchronization detection means Synchronous detection surface light amount setting means for setting the light amount, and synchronous detection surface light amount calculation means for calculating the light amount on the light detection surface of the synchronous detection means when light is emitted from the light emitting element by the light emitting element driving means. The light quantity comparison means for comparing the light quantity calculated by the synchronization detection surface light quantity calculation means with the light quantity set by the synchronization detection face light quantity setting means, and the difference between both light quantities by the light quantity comparison means exceeds a predetermined value. In this case, a warning stage for outputting a warning signal to the outside is provided.
請求項5の発明によるカラー画像形成装置は、請求項1〜4のいずれかの光走査装置と、該光走査装置によって上記像担持体上に順次書き込まれる各静電画像をそれぞれ異なる色のトナーにより順次現像してトナー画像を形成する現像装置とを備え、該現像装置によって上記像担持体上に順次形成される各トナー画像を他の像担持体上に順次重ね合わせて転写して合成カラー画像を形成させるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a color image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to any one of the first to fourth aspects; and each electrostatic image sequentially written on the image carrier by the optical scanning device. A developing device that sequentially develops toner images to form toner images, and each toner image that is sequentially formed on the image carrier by the developing device is sequentially superimposed and transferred onto another image carrier. An image is formed.
請求項6の発明によるカラー画像形成装置は、請求項1〜3のいずれかの光走査装置と、該光走査装置によって上記像担持体上に順次書き込まれる各静電画像をそれぞれ異なる色のトナーにより順次現像してトナー画像を形成する現像装置とを備え、該現像装置によって上記像担持体上に順次形成される各トナー画像を他の像担持体上に順次重ね合わせて転写して合成カラー画像を形成させるカラー画像形成装置において、上記光走査装置の上記同期検知面光量設定手段が、上記像担持体上への最終色の静電画像の書き込み終了タイミングを基準として上記発光素子の光量を可変制御する手段としたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a color image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to any one of the first to third aspects; and the electrostatic images sequentially written on the image carrier by the optical scanning device. A developing device that sequentially develops toner images to form toner images, and each toner image that is sequentially formed on the image carrier by the developing device is sequentially superimposed and transferred onto another image carrier. In the color image forming apparatus for forming an image, the synchronization detection surface light amount setting unit of the optical scanning device determines the light amount of the light emitting element with reference to the end timing of writing of the electrostatic image of the final color on the image carrier. It is a means for variably controlling.
この発明によれば、光走査装置が、同期検知手段の光検知面における光量を予め設定しておき、発光素子駆動手段による発光素子からの光射出時に、同期検知手段の光検知面における光量を算出し、その算出した光量と予め設定された光量とを比較して、その比較結果に基づいて上記発光素子の光量を可変制御するか、あるいは両光量の差が所定値を越えた場合に、外部に警告信号を出力して以降の動作を停止させることができるため、同期検知手段(同期検知センサ)への光量変化に関係なく、画像品質を安定化させることが可能になる。 According to this invention, the optical scanning device presets the light amount on the light detection surface of the synchronization detection unit, and the light amount on the light detection surface of the synchronization detection unit when the light emission from the light emitting element by the light emitting element driving unit is performed. Calculate and compare the calculated light amount with a preset light amount, and variably control the light amount of the light emitting element based on the comparison result, or when the difference between both light amounts exceeds a predetermined value, Since the warning signal is output to the outside and the subsequent operation can be stopped, the image quality can be stabilized regardless of the change in the light amount to the synchronization detection means (synchronization detection sensor).
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔第1実施例〕
図1は、この発明の第1実施例であるカラー画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
このカラー画像形成装置は、FAXインタフェース(以下「インタフェース」を「I/F」ともいう)1,FAX制御部2,ホストI/F3,プリンタ制御部4,原稿読取部5,入力画像処理部6,キー操作部7,主制御部8,メモリ部9,書込制御部10,および画像印刷部11によって構成されている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a control system of a color image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
This color image forming apparatus includes a FAX interface (hereinafter, “interface” is also referred to as “I / F”) 1, a
FAXI/F1は、FAX装置(FAX機能を有するデジタル複合機等の電子装置でもよい)とのインタフェースを行う部分であり、FAX送受信データの受け渡しを行う。
FAX制御部2は、FAXI/F1と主制御部8との間のFAX送受信データ(画像データ)に対して各FAX装置の通信仕様等に合わせた処理を行う。この処理は、FAXアプリケーションによって実現できる。
ホストI/F3は、ホスト(パーソナルコンピュータ等)やLAN(ローカルエリアネツトワーク)等のネットワーク上の他の電子装置とのインタフェースを行う部分であり、画像データ等のデータの受け渡しを行う。
The FAX I /
The
The host I / F 3 is a part that interfaces with other electronic devices on the network such as a host (personal computer or the like) or a LAN (local area network), and exchanges data such as image data.
プリンタ制御部4は、ホストI/F3と主制御部8との間のデータに対してコントローラ経由で処理を行う。この処理は、プリンタアプリケーションによって実現できる。
原稿読取部5は、コンタクトガラス上にセットされた原稿の画像あるいはADF(自動原稿給送装置)によって給送中の原稿の画像を読み取る。
入力画像処理部6は、原稿読取部(スキャナ)5によって読み取られた原稿の画像データを入力処理して主制御部8に渡す。その入力処理は、スキャナアプリケーションによって実現できる。
The
The
The input
キー操作部7は、このカラー画像形成装置におけるアプリケーション,プリント枚数,用紙サイズ,変倍(拡大/縮小),ユーザプログラム(UP),サービスプログラム(SP)等の選択又は設定を指示したり、設定モードのクリアや各動作のスタート又は停止を指示するための各種キーと、各種情報を表示する表示部とを備えている。
主制御部8は、このカラー画像形成装置における各部(主制御部8以外)間のデータの受け渡しを総括制御するものであり、CPUをはじめとした各周辺部を制御する制御回路との通信,タイミング制御,コマンドI/Fを司る。
The
The
メモリ部9は、RAMやHDD(ハードディスク装置)等の記憶手段であり、FAX制御部2,プリンタ制御部4,入力画像処理部6からの画像データを主制御部8経由で記憶させる。
書込制御部10は、主制御部8からの画像データに対して、用紙サイズに合わせた画像領域の設定を行ったり、LD駆動信号(LD変調用データ)ヘの変換処理を行なって、画像印刷部11に渡す。
画像印刷部11は、感光体(OPC)および中間転写ベルト等を経由して用紙(転写紙)に画像を印刷(形成)する。
The
The
The
ここで、この第1実施例では、キー操作部7からの信号に応じて各部を制御し、主制御部8からの命令信号により印刷動作を開始させることができるが、キー操作部7を用いることにより、ポリゴンクロック周波数の段階的な変更動作を外部に開放し、変更時期の柔軟性を持たせることを狙いとしている。
図2は、このカラー画像形成装置におけるプリンタエンジンの構成例を示す図である。
Here, in the first embodiment, each unit can be controlled in accordance with a signal from the
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a printer engine in the color image forming apparatus.
このカラー画像形成装置は、発光素子としてレーザダイオード(以下「LD」と略称する)を使用してフルカラー画像を形成可能なタンデム式の電子写真装置(電子写真方式のカラー複写機,カラー複合装置,カラーファクシミリ装置,カラープリンタなど)であり、複数の感光体ドラム21(21B,21M,21C,21Y)の回りに、それぞれ1次転写ローラ22(22B,22M,22C,22Y)の他に、図示しない帯電装置,現像装置,クリーニング装置等を配設している。 This color image forming apparatus uses a laser diode (hereinafter abbreviated as “LD”) as a light emitting element to form a tandem type electrophotographic apparatus (electrophotographic color copying machine, color composite apparatus, A color facsimile apparatus, a color printer, etc.) around the plurality of photosensitive drums 21 (21B, 21M, 21C, 21Y), in addition to the primary transfer rollers 22 (22B, 22M, 22C, 22Y), respectively. A charging device, a developing device, a cleaning device, etc. are provided.
また、中間転写ベルト23と、その表面の周方向に沿って等間隔で連続するように形成された図示しない複数のマーク(スリット又は透孔でもよい)を検知するマークセンサ24とを備えている。
なお、各1次転写ローラ22は、中間転写ベルト23を介して対応する感光体ドラム21に選択的に接触することができる。
Further, the
Each primary transfer roller 22 can selectively contact the corresponding
このカラー画像形成装置はまた、エンジン制御部101,アプリケーション制御部102,画像書込制御部103,およびレーザ書込装置104を備えている。それらのうち、画像書込制御部103およびレーザ書込装置104が、光走査装置を構成する。
エンジン制御部101は、画像書込制御部103経由でレーザ書込装置104を制御するなど、プリンタエンジン全体を統括的に制御する。このエンジン制御部101は、図1の主制御部8に相当するものであり、メモリ部9とのインタフェースを行う機能を有する。
The color image forming apparatus also includes an
The
アプリケーション制御部102は、上位装置であるFAX装置,ホスト,スキャナ等から入力される画像データに対して対応するアプリケーションによる処理を施す。このアプリケーション制御部102は、図1のFAX制御部2,プリンタ制御部4,入力画像処理部6としての機能を果たすものであり、FAXI/F1,ホストI/F3,原稿読取部5とは独立している。
The
画像書込制御部103は、図1の書込制御部10に相当するものであり、画素クロック生成部111,逓倍回路112,画像信号生成部113,書込位置制御部114,およびLD駆動部115を備えている。この画像書込制御部103が、この発明に係わる機能である同期検知面光量設定手段,像担持体面光量設定手段,同期検知面光量算出手段,光量比較手段,および光量可変制御手段としての機能を果たす。
画素クロック生成部111は、エンジン制御部101からのレジスタ設定値などにより源発振クロックCLKREFに基づいて画素クロックvclkを生成し、それを逓倍回路112へ出力する。
The image writing control unit 103 corresponds to the
The pixel
逓倍回路112は、画素クロック生成部111からの画素クロックvclkを所定の設定値で分周して書込位置制御部114へ出力する。
画像信号生成部113は、源発振クロックCLKREFを用い、アプリケーション制御部102からの画像データに対して変倍処理やエッジ処理等の画像処理を施すことにより、書込位置制御部114へ出力する画像信号を生成する。
書込位置制御部114は、源発振クロックCLKREFを用い、画像信号生成部113からの画像信号を逓倍回路112からの画素クロックvclkに同期させ、LD駆動信号としてLD駆動部115へ出力することにより、レーザ光による画像書込位置(画像領域)を制御する。
The
The image
The write
LD駆動部115は、例えばCML(Current Mode Logic)を用いた発光素子駆動手段であり、書込位置制御部114からのLD駆動信号に応じてレーザ書込装置104内のLD121を変調駆動することにより、対応するレーザ光を射出させる。
なお、ポリゴンモータクロックCLKPMも、画素クロックvclkと同様にエンジン制御部101から画像書込制御部103内の画像信号生成部113および書込位置制御部114に源発振クロックCLKREFが与えられ、書込位置制御部114によってレジスタ等で設定された所定の分周比により生成される構成となっている。
The
Note that the polygon motor clock CLKPM is supplied with the source oscillation clock CLKREF from the
LD駆動部115による変調駆動によってLD121から射出されたレーザ光は、図示しないコリメータレンズによりコリメートされて、ポリゴンモータ駆動部122によって回転するポリゴンミラー122aの一面に照射される。
ポリゴンミラー122aの一面に照射されたレーザ光は、それによって偏向され、感光体ドラム21における主走査書込領域外(主走査方向の有効画像領域の外)の前側に配置された同期検知部123の光検知面に入射される。
Laser light emitted from the
The laser beam applied to one surface of the
同期検知部123は、フォトダイオード等の光電変換素子および信号波形整形回路からなる同期検知センサを用いた同期検知手段であり、光検知面に入射されたレーザ光を光電変換し、同期検知信号DETP_Nとして画像信号生成部113へ出力する。
ここで、ポリゴンモータ駆動部122に入力される信号は、ポリゴンクロックCLKPMとポリゴンモータON/OFF信号PMONである。また、ポリゴンモータ駆動部122からは、ポリゴンミラー122aの回転に伴うロック状態を示すポリゴンレディ信号(図示せず)が画像書込制御部103にフィードバックされる。
ポリゴンモータ駆動部122および同期検知部123を含むレーザ書込装置104,感光体ドラム21,中間転写ベルト23,マークセンサ24は、図1の画像印刷部11を構成する。
The
Here, the signals input to the polygon
The laser writing device 104 including the polygon
ポリゴンミラー122aの一面に照射されたレーザ光は、同期検知部123の光検知面に入射された後、ポリゴンミラー122aの回転によってfθレンズ124等により、副走査方向に回動する像担持体である感光体ドラム21上(予め帯電された面)に照射されて結像される。その結像スポットは、ポリゴンミラー122aの回転により感光体ドラム21の幅方向(副走査方向に直交する方向)である主走査方向に反復して移動走査(スキャン)され、静電潜像(静電画像)が形成される。
The laser beam applied to one surface of the
なお、図2には、図示の都合上、LD121からの1本のレーザ光(例えばB用)によって1色用の静電潜像を感光体ドラム21(例えば21B)に形成するための構成しか示されていないが、実際には、LD121は4つあり、その4つのLD121からの4本のレーザ光によって4色用の静電潜像を各感光体ドラム21B,21M,21C,21Yにそれぞれ形成するための構成となっている。
ここで、例えばアプリケーション制御部102から画像書込制御部103に入力される画像データがフルカラーコピーを行うための画像データであった場合、レーザ書込装置104を含むプリンタエンジンは、以下の動作を行う。
For convenience of illustration, FIG. 2 shows only a configuration for forming an electrostatic latent image for one color on the photosensitive drum 21 (for example, 21B) by one laser beam (for example, for B) from the
Here, for example, when the image data input from the
まず、レーザ書込装置104は、感光体ドラム21Bの表面を対応する帯電装置によって帯電し、その帯電面にBレーザ光によってB静電潜像の書き込みを行い、そのB静電潜像を対応する現像装置からのBトナーで現像し、Bトナー画像を感光体ドラム21B上に形成する。
そして、そのBトナー画像を中間転写ベルト23上に1次転写ローラ22Bによって中間転写する。
First, the laser writing device 104 charges the surface of the
The B toner image is intermediately transferred onto the
その後、感光体ドラム21B上に残留するBトナーを対応するクリーニング装置によって除去した後、再び対応する帯電装置による帯電に始まり、レーザ書き込み,現像,中間転写,クリーニング等と続く上述したサイクルを繰り返す。それによって、各感光体ドラム21B,21M,21C,21Y上に順次形成されたB,M,C,Yの各トナー画像を中間転写ベルト23上に順次位置合わせしながら転写することにより4色重ねのカラー画像が形成され、それを図示しない給紙ユニットから給紙された用紙上に、図示しない2次転写ローラを用紙を介して中間転写ベルト23に接触させて一括転写する。
Thereafter, the B toner remaining on the
そのため、中間転写ベルト23上にBトナー画像を形成するB工程が終了すると、次に中間転写ベルト23上にMトナー画像を形成するM工程に進むが、そのMトナー画像の先端部と中間転写ベルト23上のBトナー画像の先端部とが一致するように、レーザ書込装置104によるM潜像用レーザ書き込み開始のタイミングが調整される。このとき、中間転写ベルト23の表面の周方向に沿って等間隔で連続するように形成された複数のマークを検知するマークセンサ24の出力信号をフィードバックして用いることにより、トナー画像の位置合わせ制御が行われる。つまり、副走査位置基準信号が生成され、この副走査基準信号からタイミングをはかり、レーザ書込装置104によるM潜像用レーザ書き込みが開始される。
Therefore, when the B process for forming the B toner image on the
同様に、C工程およびY工程が行われて中間転写ベルト23上に4色重ねのカラー画像が形成される。但し、画像形成順序は上述のようなB,M,C,Yの順序に限定されるものではなく、トナーの特性と最終的に用紙上に形成されるカラー画像の仕上り効果とに応じて決定されている。
2次転写ローラによって4色重ねのカラー画像が一括転写された用紙は、図示しない定着ユニットに送られ、定着ローラと加圧ローラとによってカラー画像が熱定着され、排紙される。
また、2次転写ローラによる一括転写後は、2次転写ローラを中間転写ベルト23から離間させた後、図示しないクリーニング装置によって中間転写ベルト23上に残留するトナーを除去する。
Similarly, the C process and the Y process are performed, and a four-color superimposed color image is formed on the
The paper on which the four-color superimposed color images are collectively transferred by the secondary transfer roller is sent to a fixing unit (not shown), and the color image is thermally fixed by the fixing roller and the pressure roller, and is discharged.
After batch transfer by the secondary transfer roller, the secondary transfer roller is separated from the
次に、電子写真方式を用いた画像形成装置におけるLD光量制御であるAPC(Automatic Power Control:定出力制御)について、図3を参照して説明する。
APCは広く知られており、その機能は発光素子駆動手段であるLD駆動部115に備えられている。APCとは、LD121の近傍に配置されたPD(フォトダイオード)の情報を検出し、この情報からLD121の光量が標準光量となるように制御される一連の動作であり、例えばLD121の温度上昇に伴う光量低下を一定に保つために用いられる制御である。
Next, APC (Automatic Power Control) which is LD light quantity control in an image forming apparatus using an electrophotographic method will be described with reference to FIG.
APC is widely known, and its function is provided in the
図3は、図2のLD駆動部115の基本構成例を示すブロック図である。
このLD駆動部115は、コンパレータ201,基準バイアス部202,S&H(サンプル&ホールド)回路203,電流源204,および電流スイッチング回路205を備えている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a basic configuration example of the
The
コンパレータ201には、LD121の光量をモニタするPD131からのモニタ信号と、基準バイアス部202からの目標光量設定バイアス信号が入力されている。この目標光量設定バイアス信号の値は、LD121の光量が目標光量となるように関係付けられている。また、ボリュームVR1は、目標光量設定バイアスに対して、LD121の光量が目標光量となるようにAPCフィードバックループのゲインを調整するものである。
The comparator 201 receives a monitor signal from the
S&H回路203は、外部からのレーザENB信号により動作タイミングが制御される。そして、コンパレータ201の出力値を外部から入力するS&H制御信号のタイミングによってコンデンサC1にホールドする。
電流源204は、そのホールドした値に従ってLD駆動電流量を設定する。
電流スイッチング回路205は、LD駆動信号に従ってLD121かまたは抵抗器R2のいずれかの経路に上述した電流源204で設定された量のLD駆動電流を流す。
The operation timing of the S &
The current source 204 sets the LD drive current amount according to the held value.
The
ここで、APC制御期間中は、LD駆動電流がLD121にのみ流れるようにLD駆動信号が設定される。S&H回路203は、このときのコンパレータ201の出力値をコンデンサC1にサンプリングする。サンプル期間中、逐次更新してサンプルされた値は、ホールドモードになると次のサンプルタイミングまで保持される。ホールド期間中は、ホールドした値に従ってLD駆動電流が決定されて、LD121または抵抗器R2の経路のいずれかに流れる。
このような制御を、所定の間隔毎、例えばライン周期の非画像領域のタイミング期間で実施することにより、LD121の光量が目標光量に制御される。
Here, during the APC control period, the LD drive signal is set so that the LD drive current flows only through the
By performing such control at a predetermined interval, for example, in the timing period of the non-image region of the line cycle, the light amount of the
前述したAPCによりLD121の光量を一定にするフィードバック制御は、あくまでLD121の発光面(チップ面)上で所定の標準光量が得られるような動作であるが、電子写真プロセスにおいて実際に必要とされるのは、同期検知部123の光検知面および感光体ドラム21の光照射面における光量である。
しかし、APC動作だけでは、同期検知部123の光検知面および感光体ドラム21の光照射面における光量の経時的な劣化に対する制御は完全なものではなく、更にLD121から感光体ドラム21までの光学経路には、コリメータレンズ,シリンドリカルレンズ,ポリゴンミラー122a,球面レンズ,Fθレンズ,反射ミラーなどの走査光学系部品が存在しているため、APC制御されたLD121の標準光量は、それ以降の走査光学系における経時的な変化等も考慮して制御される必要がある。
The feedback control that makes the light amount of the
However, the APC operation alone does not completely control the deterioration of the light amount with time on the light detection surface of the
例えば、上記走査光学系を経て同期検知部123の光検知面や感光体ドラム21の光照射面で得られる光量は、上記走査光学系を構成する部品に経時的に埃などの汚れが付着されてしまうと、装置製造初期に対して低下し、結果として所定の画像濃度が得られなくなってしまう。
上記走査光学系の構成部品に埃などの汚れが付着することによって発生するエラーとして、従来から懸案となっていたポリゴンミラー122aの反射面の汚れによる位置ずれ、およびシステムエラーなどがある。
For example, the amount of light obtained from the light detection surface of the
Examples of errors that occur when dirt such as dust adheres to the components of the scanning optical system include misalignment due to dirt on the reflecting surface of the
デジタルカラー複写機など、ポリゴンミラーを使用して画像形成を行う画像形成装置においては、ポリゴンミラーの反射面に汚れが発生することがあるが、これは高速回転するポリゴンミラー周辺において、回転方向と風圧の差によって、機内に発生した微小な塵やトナーが、温度・湿度などさまざまな要因との複合によって経時的に発生するものであり、この汚れ部分が同期検知部(同期検知センサ)の光検知面にレーザ光が入射されるタイミング(スキャン位置)と重なると、その同期検知部に十分な量のレーザ光が照射されず、光量不足を招く。 In an image forming apparatus that forms an image using a polygon mirror, such as a digital color copying machine, dirt may occur on the reflecting surface of the polygon mirror. Due to the difference in wind pressure, minute dust and toner generated in the machine are generated over time due to the combination of various factors such as temperature and humidity, and this dirty part is the light of the synchronization detection unit (synchronization detection sensor). If it overlaps with the timing (scan position) at which the laser beam is incident on the detection surface, a sufficient amount of laser beam is not irradiated to the synchronization detection unit, resulting in insufficient light amount.
その結果、主走査方向の同期位置が不安定となり、複数色で形成されるカラー画像においては、位置ずれに伴う主走査方向の色ずれが発生してしまうことになる。更に、同期検知部に対する光量低下に伴うシステムエラーも誘発してしまい、装置の信頼性が著しく低下することにもつながる。
このように、ポリゴンミラーの反射面の部分的な汚れの発生により、感光体面上の光量は一定の値を保っていても、同期検知部の光検知面上の光量が変動することがあり、その結果、前述のような主走査方向の色ずれや、システムエラーを招くことがあり得るため、この第1実施例では、この点に着目して、ポリゴンミラーの反射面上に発生した汚れ等の影響を解消するための手段を提供するものとする。
As a result, the synchronization position in the main scanning direction becomes unstable, and in a color image formed with a plurality of colors, a color shift in the main scanning direction due to the position shift occurs. Furthermore, a system error accompanying a decrease in the amount of light with respect to the synchronization detection unit is also induced, leading to a significant decrease in the reliability of the apparatus.
In this way, due to the occurrence of partial contamination on the reflection surface of the polygon mirror, the light amount on the light detection surface of the synchronization detection unit may fluctuate even if the light amount on the photoconductor surface maintains a constant value. As a result, the above-described color shift in the main scanning direction and a system error may be caused. Therefore, in the first embodiment, focusing on this point, dirt generated on the reflection surface of the polygon mirror, etc. Means shall be provided to eliminate the effects of.
上述した問題を考慮して、この第1実施例では、LD光量制御として一般的に用いられるAPCとは別に、同期検知部123の光検知面における光量を設定する機能と、感光体ドラム21の光照射面における光量を設定する機能とを備え、それらの光量を制御する際には、LD駆動部115に備えた図示しないシェーディング補正機能を用いるようにする。
In consideration of the above-described problems, in the first embodiment, apart from APC generally used for LD light amount control, a function for setting the light amount on the light detection surface of the
そのシェーディング補正機能は、一般的に知られたLD光量に関する主走査方向の制御方法であり、同期検知面光量設定機能と感光体面光量設定機能を独立に、つまり同期検知部と感光体とで対象物ごとに分けているのが特徴である。これは、同期検知部の光検知面における光量と、感光体の光照射面における光量に対し、その差を極力発生させないように制御するためであり、例えば図4に示すように実施する。 The shading correction function is a generally known method for controlling the LD light quantity in the main scanning direction. The synchronization detection surface light quantity setting function and the photoconductor surface light quantity setting function are independent of each other, that is, the synchronization detection unit and the photoconductor. The feature is that each item is divided. This is for the purpose of controlling the difference between the light amount on the light detection surface of the synchronization detection unit and the light amount on the light irradiation surface of the photosensitive member so as not to occur as much as possible, for example, as shown in FIG.
図4は、LD駆動部115に備えたシェーディング補正機能を説明するためのタイミングチャートである。
図4を見て分かるように、シェーディング補正機能によるLD光量制御用アナログ電圧(シェーディング出力)LDLVLを、主走査方向の任意の位置に応じて変化させることにより、LD121の光量を像高に対応する値に変化させることができる。
図2のLD駆動部115中のLDドライバに出力されるシェーディング出力LDLVLは、レジスタ設定値によって、そのレベル変化点が制御される。これは、分割PWM(pulse width modulation)方式を採用した場合の例であり、PWM周期を8分割に設定した場合のものである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the shading correction function provided in the
As can be seen from FIG. 4, the
The level change point of the shading output LDLVL output to the LD driver in the
ここで、同期検知信号DETP_N(NはLowアクティブの意)を基準にエリア0をオフセット期間とし、以降、エリア1,2,3,・・・,8までを等間隔に設定し、各エリアに対応した光量を図2の画像書込制御部103に配置したラッチ(LUT)のデータ(shdlut #1〜shdlut #8)に対応させて変化させることで、LDドライバへのシェーディング出力LDLVLを制御する。更に、主走査方向の残りのエリアをエリア9として与えている。
Here, the
なお、この第1実施例では、エリア0とエリア1に対するLD光量は、同一のラッチ(shdlut #1)により制御されるものとし、更に各エリアは画素クロックvclk、あるいはそれと同等の周波数を有するクロックによって領域制御されるものとする。
この制御に基づくシェーディング出力LDLVLにより光量が追従して変化するため、主走査方向の所望の像高(光学的主走査位置)で、光量を制御することができる。つまり、同期検知部123の光検知面における光量と、実際の画像領域(感光体ドラム21における光照射面)における光量をそれぞれ自在に制御することができる。
In the first embodiment, the LD light quantity for
Since the light amount changes following the shading output LDLVL based on this control, the light amount can be controlled at a desired image height (optical main scanning position) in the main scanning direction. That is, it is possible to freely control the amount of light on the light detection surface of the
次に、同期検知部123の光検知面における光量をフィードバックして算出する機能と、その算出した光量と予め設定された同期検知部123の光検知面における光量とを比較する構成について説明する。
図5は、図2のLD駆動部115のこの発明に関わる主要部とレーザ書込装置104の光学系の構成例を示す図である。
図6は、図5のポリゴンミラー122aの反射面が正常な場合と汚れが付着した場合におけるその反射面でのレーザ光の走査位置と汚れとの関係を説明するための図である。
Next, a function for feeding back and calculating the light amount on the light detection surface of the
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a main part related to the present invention of the
FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the scanning position of the laser beam on the reflection surface and the contamination when the reflection surface of the
図7は、図5のポリゴンミラー122aの反射面が正常な場合と汚れが付着した場合にそれぞれ同期検知部123から出力される同期検知信号のパルス幅の違いを説明するための図である。
図8は、図5の同期検知光量算出部301による同期検知信号DETP_Nのパルス幅のカウントを説明するためのタイミングチャートである。
図9は、図5の同期検知光量算出部301による同期検知信号DETP_Nのパルス幅のカウント値と同期検知部123の光検知面における光量との関係を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the difference in pulse width of the synchronization detection signal output from the
FIG. 8 is a timing chart for explaining the counting of the pulse width of the synchronization detection signal DETP_N by the synchronization detection light
FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the count value of the pulse width of the synchronization detection signal DETP_N by the synchronization detection light
図2のLD121のレーザ光射出時に同期検知部123の光検知面における光量をフィードバックして算出する方法として、その同期検知部123から出力される同期検知信号DETP_Nの波形に基づいて同期検知部123の光検知面における光量を算出する方法がある。
ポリゴンミラー122aにより反射されたレーザ光は、同期検知部123により同期検知信号DETP_Nとして画像信号生成部113および書込位置制御部114に入力されるが、この第1実施例では、書込位置制御部114にて同期検知信号DETP_Nについて以下の判定を行い、その結果によって次段のLD駆動部115でLD121の光量を可変制御する。
As a method for calculating by feeding back the amount of light on the light detection surface of the
The laser beam reflected by the
その判定方法は、同期検知信号DETP_Nを図5の同期検知光量算出部301に入力し、その同期検知光量算出部301で算出される同期検知部123の光検知面における光量(実際にはそれに比例する同期検知信号DETP_Nのパルス幅のカウント値)を予め設定された同期検知部123の光検知面における光量と光量比較部302で比較することで行うものである。
The determination method is such that the synchronization detection signal DETP_N is input to the synchronization detection light
例えば、ポリゴンミラー122aの反射面に図6の(a)に示すように汚れがない正常時に、同期検知部123の出力信号である同期検知信号DETP_Nのパルス幅として、図7の(a)に示すような初期幅(正常幅)tvoを予め設定しておき、その後、図6の(b)に示すようにポリゴンミラー122aの反射面に汚れが付着し、その反射面の反射率の低下による光量の低下により、同期検知信号DETP_Nのパルス幅が図7の(b)に示すようにtvo’となり、初期幅tvoに比べて狭くなる。このとき、同期検知信号DETP_Nの立ち下がりエッジを用いて各ライン同期を制御する構成では、主走査方向にライン同期タイミングにずれが生じ、その結果、主走査方向の画像形成位置がずれ、色ずれなどの影響が出ることになる。
For example, when the reflection surface of the
このようなパルス幅の変動において、同期検知部123から出力される同期検知信号DETP_Nの初期設定時のパルス幅とその後のパルス幅とを比較することにより、同期検知部123の光検知面における光量の相対的な変動量を推定することができる。その結果、その光量にどの程度の減少又は増加がみられたかを推測することができる。
In such a variation in pulse width, the amount of light on the light detection surface of the
同期検知光量算出部301は、例えば図8に示すように、同期検知部123から出力される同期検知信号DETP_Nのパルス幅(同期検知部123の光検知面における光量に比例する)を、画素クロックvclkをカウント(サンプリング計測)することによって計測し、その計測値つまりカウント値を光量比較部302へ出力する。
なお、同期検知光量算出部301の構成に関しては、任意のタイミングでレジスタ設定などで初期化を行い、更に任意のタイミングでのカウントイネーブル信号の入力によってカウント動作を実施する構成にするなど、カウントしたいタイミングで同期検知信号DETP_Nのパルス幅をカウントできるのであれば、構成の中身は問わない。
For example, as illustrated in FIG. 8, the synchronization detection light
Regarding the configuration of the synchronization detection light
光量比較部302は、例えば図9に示すような関係のデータをルックアップテーブル(LUT)のデータとして用意しており、予め設定された光量(初期設定光量)でのLD121のレーザ光の射出時に同期検知光量算出部301から出力される同期検知信号DETP_Nのパルス幅(初期幅)tvoのカウント値を基準のカウント値として記憶しておき、その値とその後同期検知光量算出部301から出力される同期検知信号DETP_Nのパルス幅tvo’のカウント値とを比較することによってその各カウント値の比を算出し、上記ルックアップテーブルからその算出結果に応じた光量を求める。
The light
画像データ識別部303は、画像書込制御部103に入力された画像データがモノカラーモード用の画像データであるかフルカラーモード用の画像データであるかを識別し、その識別結果をLD光量制御部304へ出力する。
LD光量制御部304は、光量比較部302によって求められた光量に応じたLD駆動信号を生成してLD121へ出力することにより、同期検知信号DETP_Nのパルス幅の変動に伴うLD121の光量、つまり同期検知部123の光検知面における光量の可変制御を実施する。このとき、画像データ識別部303による識別結果に応じて制御を切り換えるが、それについては追って詳細に説明する。
The image
The LD light
図10は、図5の同期検知部(同期検知センサ)123の構成例を示す回路図である。
同期検知部123の光検知面における光量は、フォトセンサの電源端子Vccと端子(Ro)との間に挿入する外付けのゲイン抵抗Ro、および電源端子Vccと出力端子(Vo)との間に挿入する外付けの負荷抵抗RLの値によって決定する。ここでは、ゲイン抵抗Ro=5.1kΩ、負荷抵抗RL=510Ωとしているが、画像形成装置に要求される仕様に応じて、それらの値は柔軟に変更して使用すればよい。
FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the synchronization detection unit (synchronization detection sensor) 123 of FIG.
The amount of light on the light detection surface of the
この第1実施例では、出力端子(Vo)から出力される同期検知信号DETP_Nのパルス幅に着目して同期検知部123の光検知面における光量の変動量を算出する例を示したが、同期検知信号DETP_Nの電圧レベルの変動量をもとにした光量の変動量を求めるようにしてもよい。また、図10において、出力端子(Vo)の出力のみでなく、端子(Ro)の出力のアナログレベルを比較するようにしてもよい。
In the first embodiment, an example in which the amount of fluctuation of the light amount on the light detection surface of the
ここで、同期検知部123の光検知面および感光体ドラム21の光照射面における光量を予め設定する方法については、図11に示すような光学系の光利用効率を考慮した計算式により求めるものとする。なお、図11に示した光学系部品の配置は、光量算出の一例を説明するためのものであり、図5に示した構成とは異なる。
Here, a method for presetting the light amounts on the light detection surface of the
図11の構成では、LD121から出射されたレーザ光が、
コリメートレンズ →・・・→ 第2ミラー → 第3ミラー → 防塵ガラス → 感光体ドラム21へ到達する経路と、
コリメートレンズ →・・・→ 第2ミラー → 同期ミラー → シリンドリカルレンズ(CYレンズ) → 同期検知部(同期検知センサ)123へ到達する経路
と第2ミラー後を境に分かれるものとすると、各光学系部品におけるレンズの透過率、ミラーの反射率を
第3ミラー・・・R3m
防塵ガラス・・・Rg
同期ミラー・・・Rdm
CYレンズ・・・Rcy
としたとき、感光体ドラム21の光照射面における光量をPopcとすると、ポイントA(第2折り返しミラー後)での光量Paは、
Pa=Popc÷Rg÷R3m
で表され、同様に、同期検知部123の光照射面での光量について、ポイントB(CYレンズ前)までの光量Pdetは、
Pdet=Popc×Rdm×Rcy
で表される。
In the configuration of FIG. 11, the laser beam emitted from the
Collimating lens → ・ ・ ・ → Second mirror → Third mirror → Dust-proof glass → Path to reach the
Collimating lens → ・ ・ ・ → Second mirror → Synchronous mirror → Cylindrical lens (CY lens) → Path to reach synchronous detector (synchronous detection sensor) 123 and after the second mirror The transmittance of the lens and the reflectance of the mirror in the part. Third mirror ... R3m
Dust-proof glass ... Rg
Synchronous mirror ... Rdm
CY lens ... Rcy
Assuming that the amount of light on the light irradiation surface of the
Pa = Popc / Rg / R3m
Similarly, the light amount Pdet up to the point B (before the CY lens) with respect to the light amount on the light irradiation surface of the
Pdet = Popc × Rdm × Rcy
It is represented by
このようにして、感光体ドラム21の光照射面における光量が分かれば、光学系を構成する各部品の光透過率および光反射率をそれぞれ演算することにより、必要とする光量を任意の部品の位置で算出することができる。
この原理をもとに、第1実施例では、予め設定される同期検知部123の光照射面での光量および感光体ドラム21の光照射面における光量をそれぞれ算出し、それらをもともとその光学系がもつシェーディング特性(約0.9〜1.0)を考慮して、一意的に任意の位置での光量が決定する。
In this way, if the amount of light on the light irradiation surface of the
Based on this principle, in the first embodiment, the light amount on the light irradiation surface of the
なお、前述の各部品の光透過率および光反射率は約0.8〜1.0までの間をとるのが一般的で、更に温度条件などの外的要因によるtyp., min., max.値を考慮した計算により、それぞれの光量を設定するものとする。
以上、同期検知部123に入射されたレーザ光に対し、算出した光量と予め設定された光量とを比較し、その比較結果をフィードバックすることにより、LD121の光量を前述のシェーディング補正機能を用いて可変制御するのがこの発明に関わる制御となる。
The light transmittance and light reflectance of each of the above-mentioned components are generally in the range of about 0.8 to 1.0, and further, typ., Min., Max due to external factors such as temperature conditions. Each light quantity shall be set by calculation considering the value.
As described above, the light quantity of the
この構成によって、ポリゴンミラー122aの反射面の経時的な環境変化による汚れ等が原因となる同期検知部123の光検知面における光量の低下に対しても、同期検知部123の光検知面における算出された光量と予め設定された光量との比較結果を元に、LD121の光量を修正するため、常に安定した光量を与えることが可能となる。
その結果、ポリゴンミラー122aの反射面に経時的な汚れが発生したとしても、同期検知位置が常に一定になるようにLD121の光量が制御されるため、主走査方向に対する位置ずれが軽減し、各色の色ずれが起こりにくくなり、安定した画像の提供が継続可能となる。
With this configuration, the calculation on the light detection surface of the
As a result, even if the reflection surface of the
なお、この第1実施例では、シェーディング補正機能を図2のLD駆動部115内に設けているが、画像書込制御部103内にその機能を配置するのであれば、それに関する限定はない。
また、同期検知部123を構成するフォトセンサを1PDタイプのもの(図10)を用いて説明したが、既存の2PDタイプのものであっても、フィードバック光量を算出する手段としては、この第1実施例と同様に適用することが可能である。
In the first embodiment, the shading correction function is provided in the
Further, although the photosensor constituting the
〔第2実施例〕
次に、この発明の第2実施例について説明する。なお、第1実施例と若干異なるだけなので、それについてのみ説明する。
第2実施例では、図2のLD121のレーザ光射出時に同期検知部123の光検知面における光量をフィードバックして算出し、その光量と予め設定された感光体ドラム21の光照射面における光量とが一致するように、LD121の光量を可変制御する。
[Second Embodiment]
Next explained is the second embodiment of the invention. Note that only a slight difference from the first embodiment will be described.
In the second embodiment, the amount of light on the light detection surface of the
すなわち、第1実施例において、図11によって説明したように、同期検知部123の光検知面における光量と感光体ドラム21の光照射面における光量について、各光学経路におけるミラーおよびレンズ等の反射率,透過率を加味した光量を算出することができるため、これらの値を用いて感光体ドラム21の光照射面における光量を求め、それをLD光量制御部304に備えているレジスタ等に一時記憶して設定しておき、LD光量制御部304が、その光量に、第1実施例と同様にしてルックアップテーブルから求めた光量が一致するように、LD121の光量を可変制御する。
That is, in the first embodiment, as described with reference to FIG. 11, with respect to the light amount on the light detection surface of the
このようにすることで、ポリゴンミラー122aの反射面上の汚れの有無に関わらず、同期検知部123からの同期検知信号をもとに任意の像高における光量をフィードバック制御する構成となるため、同期検知部123の光検知面における光量と感光体ドラム21の光照射面における光量とを一定にすることが可能となる。
By doing so, the light amount at an arbitrary image height is feedback-controlled based on the synchronization detection signal from the
〔第3実施例〕
次に、この発明の第3実施例について説明する。なお、第1実施例又は第2実施例と若干異なるだけなので、それについてのみ説明する。
第3実施例では、同期検知部123の光検知面における光量の設定タイミングは、感光体ドラム21Yに対する最終色(Y)の静電画像の書き込み終了タイミングを基準として(感光体ドラム21Yにおける副走査画像領域の終端を起点として)制御する。つまり、第1実施例と同様にして算出された同期検知部123の光検知面における光量を、図5のLD光量制御部304が、印刷すべき画像の最終色の副走査画像領域の終端を示す副走査ゲート信号(他の信号でもよい)のネゲートエッジを検出して、そのタイミングにて反映する。
[Third embodiment]
Next explained is the third embodiment of the invention. Note that only a slight difference from the first embodiment or the second embodiment will be described.
In the third embodiment, the light amount setting timing on the light detection surface of the
これは、フルカラー画像の印刷などを考慮して、色の途中で対応するLD光量の増減を行わないよう、1ページ分の画像印刷の終了を検知して次のページの画像データから確実に反映されることを狙いとするためである。このような制御を行うことで、LD121の光量の変更が各色に対して確実に行われるため、色毎の光量のばらつきの発生が抑えられ、画像に与える影響を最小限に抑えることが可能になる。
In consideration of printing a full-color image, etc., the end of image printing for one page is detected and reliably reflected from the image data of the next page so as not to increase or decrease the corresponding LD light quantity in the middle of the color. This is to aim to be done. By performing such control, the amount of light of the
図12は、その制御タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
図12では、最終色状態フラグを図2の書込位置制御部114から図5のLD光量制御部304に与え、そのLD光量制御部304が、その最終色状態フラグと副走査ゲート信号のネゲート状態を見て、光量をP0からフィードバック後に算出されたP1に変更するタイミング例を示している。
FIG. 12 is a timing chart showing an example of the control timing.
In FIG. 12, the final color state flag is given from the writing
〔第4実施例〕
次に、この発明の第4実施例について説明する。なお、第1実施例〜第3実施例のいずれかと若干異なるだけなので、それについてのみ説明する。
第4実施例では、図5の画像データ識別部303が、図2のエンジン制御部101からのモノカラーモード/フルカラーモードの状態フラグにより、画像書込制御部103に入力された画像データがモノカラーモード用の画像データであるかフルカラーモード用の画像データであるかを識別する。
[Fourth embodiment]
Next explained is the fourth embodiment of the invention. Note that only a slight difference from any of the first to third embodiments will be described.
In the fourth embodiment, the image
LD光量制御部304は、その識別結果に応じてLD121の光量の可変制御の実行/停止を上位装置(外部)からの画像データの種類に応じて選択する。つまり、同期検知部123の光検知面における算出された光量と予め設定された光量との差と、画像データの種類をパラメータとし、その組み合わせによって、LD121の光量を可変制御して印刷を続行するか、現在値のままで印刷を続行するかを一意的に選択する。
The LD light
例えば、同期検知部123の光検知面における算出された光量と予め設定された光量との差がある値の範囲内にあり、印刷される画像データが文字を中心とし、且つモノカラー(単色)モードの印刷であれば、色ずれ等の影響は低く、画質に与える影響も少ないと判断できるので、LD121の光量を現在値のままで印刷を継続する。一方で、光量差が同じ範囲内にあっても、印刷されるべき画像データが人物や細かな対象物を含むフルカラーの写真データのような場合、主走査方向の色ずれは、画質低下に大きな影響を与える。このような場合、つまりフルカラーモードの印刷の場合には、同期検知部123の光検知面における光量が、例えば感光体ドラム21の光照射面における光量に一致するように、LD121の光量を可変制御する。
For example, the difference between the calculated light amount on the light detection surface of the
これらの実行タイミングは、第3実施例で示したように、最終色の副走査画像領域の終端を起点として制御するようにしてもよい。
このようにすることで、ポリゴンミラー122aの反射面に発生した汚れに伴う同期検知部123の光検知面における光量低下による画質劣化に対しても、対象となる画像に見合った光量制御を行うため、LD121の光量の可変制御を最適な条件に絞って実施することが可能となる。
These execution timings may be controlled starting from the end of the sub-scanning image area of the final color as shown in the third embodiment.
By doing in this way, in order to perform light quantity control corresponding to the target image, even for image quality deterioration due to light quantity reduction on the light detection surface of the
〔第5実施例〕
次に、この発明の第5実施例について説明する。なお、第1実施例〜第4実施例の制御加え、以下の制御を行う。
LD光量制御部304は、光量比較部302によって比較された同期検知部123から出力される同期検知信号DETP_Nの初期設定時のパルス幅のカウント値(同期検知部123の光検知面における算出光量)とその後のパルス幅のカウント値(同期検知部123の光検知面における算出光量)との差が所定値を超えた場合(著しく異なる場合)に、光学系を構成するポリゴンミラーやその他の光学系部品に汚れなど、何らかの重大な異常が発生したと判断し、その異常内容を示す警告信号をエンジン制御部101へ出力する。
[Fifth embodiment]
Next explained is the fifth embodiment of the invention. In addition to the controls of the first to fourth embodiments, the following control is performed.
The LD light
エンジン制御部101(主制御部8)は、その警告信号を受けると、それを外部の操作部(キー操作部7)に出力して、その表示器に異常内容を表示させる。よって、その表示を見たユーザは、カラー画像形成装置における以降の動作を停止させることができる。
あるいは、エンジン制御部101は、上記警告信号を受けた場合に、以降の動作を自動停止する。
したがって、異常画像を印刷させずに済む。
When the engine control unit 101 (main control unit 8) receives the warning signal, the engine control unit 101 (main control unit 8) outputs the warning signal to an external operation unit (key operation unit 7), and displays the abnormality content on the display. Therefore, the user who sees the display can stop the subsequent operation in the color image forming apparatus.
Alternatively, the
Therefore, it is not necessary to print an abnormal image.
以上、この発明を、画像形成用の像担持体の組み合わせとして感光体ドラムと中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置に適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、画像形成用の他の像担持体の組み合わせ、例えば感光体ベルトと中間転写ドラムの組み合わせや感光体ドラムと転写搬送ベルトの組み合わせを用いたカラー画像形成装置にも適用可能である。
すなわち、中間転写ベルト上に各感光体ドラムが複数並べて配設されるタンデム式のカラー画像形成装置にこの発明を適用した例について説明したが、この発明が適用可能なカラー画像形成装置はこの構成に限るものではない。
As described above, the embodiment in which the present invention is applied to a color image forming apparatus using a photosensitive drum and an intermediate transfer belt as a combination of image bearing members for image formation has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to color image forming apparatuses using other image carrier combinations such as a combination of a photosensitive belt and an intermediate transfer drum, or a combination of a photosensitive drum and a transfer conveyance belt.
That is, an example in which the present invention is applied to a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of photosensitive drums are arranged side by side on an intermediate transfer belt has been described. However, a color image forming apparatus to which the present invention can be applied has this configuration. It is not limited to.
また、前述の実施形態では、中間転写ベルト上に4色のトナー像を転写して、4色重ね合わせた後に転写紙に一括して転写する間接転写方式のカラー画像形成装置に、この発明を適用したが、転写搬送ベルトによって転写紙を搬送し、その転写紙上で感光体ドラムからの4色のトナー像を順次転写する直接転写方式のカラー画像形成装置にも、この発明を適用可能である。
さらに、前述の実施例では露光光源としてはレーザ光を使用しているが、これに限ったものではない。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to an indirect transfer type color image forming apparatus that transfers toner images of four colors onto an intermediate transfer belt, superimposes the four colors, and transfers them onto a transfer sheet at once. Although applied, the present invention can also be applied to a direct transfer type color image forming apparatus that transports transfer paper by a transfer transport belt and sequentially transfers four color toner images from the photosensitive drum onto the transfer paper. .
Further, in the above-described embodiment, laser light is used as the exposure light source, but the present invention is not limited to this.
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、同期検知手段への光量変化に関係なく、画像品質を安定化させることが可能になる。したがって、この発明を利用すれば、高品質の画像を取得可能な光走査装置、および色ずれのないカラー合成画像を形成可能なカラー画像形成装置を提供することができる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to stabilize the image quality regardless of the change in the light amount to the synchronization detecting means. Therefore, by using the present invention, it is possible to provide an optical scanning device capable of acquiring a high-quality image and a color image forming device capable of forming a color composite image without color misregistration.
1:FAXI/F 2:FAX制御部 3:ホストI/F 4:プリンタ制御部
5:原稿読取部 6:入力画像処理部 7:キー操作部 8:主制御部
9:メモリ部 10:書込制御部
21(21B,21M,21C,21Y):感光体ドラム
22(22B,22M,22C,22Y):1次転写ローラ 23:中間転写ベルト
24:マークセンサ 101:エンジン制御部 102:アプリケーション制御部
103:画像書込制御部 104:レーザ書込装置 111:画素クロック生成部
112:逓倍回路 113:画像信号生成部 114:書込位置制御部
115:LD駆動部 121:LD 122:ポリゴンモータ駆動部
122a:ポリゴンミラー 123:同期検知部 124:fθレンズ
201:コンパレータ 202:基準バイアス部 203:S&H回路
204:電流源 205:電流スイッチング回路 301:同期検知光量算出部
302:光量比較部 303:画像データ識別部 304:LD光量制御部
1: FAX I / F 2: FAX control unit 3: Host I / F 4: Printer control unit 5: Document reading unit 6: Input image processing unit 7: Key operation unit 8: Main control unit 9: Memory unit 10: Write Control unit 21 (21B, 21M, 21C, 21Y): photosensitive drum 22 (22B, 22M, 22C, 22Y): primary transfer roller 23: intermediate transfer belt 24: mark sensor 101: engine control unit 102: application control unit 103: Image writing control unit 104: Laser writing device 111: Pixel clock generation unit 112: Multiplication circuit 113: Image signal generation unit 114: Writing position control unit 115: LD driving unit 121: LD 122: Polygon
Claims (6)
画像データに応じて前記発光素子を変調駆動することにより、該発光素子から対応する光を射出させる発光素子駆動手段と、
前記像担持体に対する前記主走査方向の光を検知して、該主走査方向の光による画像書き込み開始位置を規定するための同期検知信号を生成して出力する同期検知手段と、
該同期検知手段の光検知面における光量を設定する同期検知面光量設定手段と、
前記発光素子駆動手段による前記発光素子からの光射出時に、前記同期検知手段の光検知面における光量を算出する同期検知面光量算出手段と、
該同期検知面光量算出手段によって算出された光量と前記同期検知面光量設定手段によって設定された光量とを比較する光量比較手段と、
該光量比較手段による比較結果に基づいて前記発光素子の光量を可変制御する光量可変制御手段とを設けたことを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device that writes an electrostatic image with light on an image carrier that rotates in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction by repeatedly scanning light emitted from a light emitting element in the main scanning direction. There,
A light emitting element driving means for emitting light corresponding to the light emitting element by modulating and driving the light emitting element according to image data;
Synchronization detecting means for detecting light in the main scanning direction with respect to the image carrier and generating and outputting a synchronization detection signal for defining an image writing start position by the light in the main scanning direction;
Synchronization detection surface light amount setting means for setting the light amount on the light detection surface of the synchronization detection means;
A synchronization detection surface light amount calculating means for calculating a light amount on a light detection surface of the synchronization detection means when light is emitted from the light emitting element by the light emitting element driving means;
A light amount comparison unit that compares the light amount calculated by the synchronization detection surface light amount calculation unit with the light amount set by the synchronization detection surface light amount setting unit;
An optical scanning apparatus comprising: a light amount variable control unit that variably controls the light amount of the light emitting element based on a comparison result by the light amount comparison unit.
前記像担持体の光照射面における光量を設定する像担持体面光量設定手段を設け、
前記光量可変制御手段は、前記同期検知面光量算出手段によって算出された光量と前記像担持体面光量設定手段によって設定された光量とが一致するように、前記発光素子の光量を可変制御する手段であることを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1,
An image carrier surface light amount setting means for setting the light amount on the light irradiation surface of the image carrier is provided,
The light quantity variable control means is a means for variably controlling the light quantity of the light emitting element so that the light quantity calculated by the synchronization detection surface light quantity calculating means matches the light quantity set by the image carrier surface light quantity setting means. There is provided an optical scanning device.
前記光量可変制御手段は、外部からの画像データの種類に応じて前記発光素子の光量の可変制御の実行/停止を選択することを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1 or 2,
The light amount variable control means selects execution / stop of variable control of the light amount of the light emitting element according to the type of image data from the outside.
画像データに応じて前記発光素子を変調駆動することにより、該発光素子から対応する光を射出させる発光素子駆動手段と、
前記像担持体に対する前記主走査方向の光を検知して、該主走査方向の光による画像書き込み開始位置を規定するための同期検知信号を生成して出力する同期検知手段と、
該同期検知手段の光検知面における光量を設定する同期検知面光量設定手段と、
前記発光素子駆動手段による前記発光素子からの光射出時に、前記同期検知手段の光検知面における光量を算出する同期検知面光量算出手段と、
該同期検知面光量算出手段によって算出された光量と前記同期検知面光量設定手段によって設定された光量とを比較する光量比較手段と、
該光量比較手段による両光量の差が所定値を越えた場合に、外部に警告信号を出力する警告出段とを設けたことを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device that writes an electrostatic image with light on an image carrier that rotates in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction by repeatedly scanning light emitted from a light emitting element in the main scanning direction. There,
A light emitting element driving means for emitting light corresponding to the light emitting element by modulating and driving the light emitting element according to image data;
Synchronization detecting means for detecting light in the main scanning direction with respect to the image carrier and generating and outputting a synchronization detection signal for defining an image writing start position by the light in the main scanning direction;
Synchronization detection surface light amount setting means for setting the light amount on the light detection surface of the synchronization detection means;
A synchronization detection surface light amount calculating means for calculating a light amount on a light detection surface of the synchronization detection means when light is emitted from the light emitting element by the light emitting element driving means;
A light amount comparison unit that compares the light amount calculated by the synchronization detection surface light amount calculation unit with the light amount set by the synchronization detection surface light amount setting unit;
An optical scanning device comprising a warning stage for outputting a warning signal to the outside when a difference between both light amounts by the light amount comparing means exceeds a predetermined value.
前記光走査装置の前記同期検知面光量設定手段は、前記像担持体上への最終色の静電画像の書き込み終了タイミングを基準として前記発光素子の光量を可変制御する手段であることを特徴とするカラー画像形成装置。 The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3 and electrostatic images sequentially written on the image carrier by the optical scanning device are sequentially developed with different color toners to form toner images. A color image forming apparatus comprising: a developing device that forms the toner image; and a toner image that is sequentially formed on the image carrier by the developing device is sequentially superimposed and transferred onto another image carrier to form a composite color image. In
The synchronization detection surface light amount setting unit of the optical scanning device is a unit that variably controls the light amount of the light emitting element with reference to the end timing of writing of the electrostatic image of the final color on the image carrier. A color image forming apparatus.
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JP2011104814A (en) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Canon Inc | Image forming apparatus |
JP2012228837A (en) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Kyocera Document Solutions Inc | Exposure device and image forming apparatus |
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