JP2009279784A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏向手段による光ビームの偏向方向が受光センサ側に向けられているとき光源を所定の点滅パターンで発光させ、受光センサでの受光パターンが点滅パターンに合致するとの判定タイミングに基づき、感光体を露光するため光源を画像データに基づいて発光する制御を開始する。受光パターンが点滅パターンに合致しない場合は光源を発光させる制御を開始しないので、受光センサの周囲で発生する電気的なノイズによる露光タイミングのずれを低減できる。
【選択図】図5
Description
この発明によると、受光パターンが点滅パターンに合致しない場合は光源を画像データに基づいて発光させる制御を開始しないので、BD信号を出力する受光センサの周囲で発生する電気的なノイズによる露光タイミングのずれを低減できる。
受光センサから出力される出力信号に誤信号が含まれていると、パルス幅、パルス間隔及び/又はパルス周期の平均値と点滅パターンから導き出される平均値とは合致しなくなるので、受光パターンが点滅パターンに合致するか否かを判定することができる。
所定範囲についての平均値を用いて判定するようにすると、全ての出力信号が出力されるのを待たなくてよいので、短時間に判定することができる。
受光パターンが点滅パターンに合致したか否かの判定を複数回行うと、受光パターンが点滅パターンに合致したか否かをより正確に判定できる。
点灯の継続時間と消灯の継続時間とを等しくし、パルス幅とパルス間隔とを平均した平均値によって受光パターンを特定すると、パルス幅又はパルス間隔のいずれか一方のみにより受光パターンを特定する場合に比べ、受光パターンが点滅パターンと合致するか否かを判定するための情報を同一時間内により多く収集することができ、結果として短時間に判定することができる。
この発明によると、次回の一周期中における光源の点滅期間を、今回の一周期中において受光センサから出力信号が連続して出力された期間に相当する期間を少なくとも含む範囲で今回の点滅期間より短くするので、光源の無駄な点滅を低減できる。
この発明によると、光源の無駄な点滅を低減できる。
この発明によると、第1の制御手段における点滅期間を準備モードにおいて決定するので、画像形成モードでは最初から適切な長さの点滅期間にすることができる。
この発明によると、BD信号を出力する受光センサの周囲で発生する電気的なノイズによる露光タイミングのずれを低減できる。
本発明の実施形態1を図1ないし図7によって説明する。
(1)レーザプリンタの構成
図1は、レーザプリンタ1(画像形成装置の一例)の要部側断面図である。レーザプリンタ1は、本体フレーム2内に、用紙3を給紙するためのフィーダ部4や、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5などを備えている。
スキャナ部16は、レーザ発光部63(図3参照)、ポリゴンミラー19(偏向手段の一例)などを備えている。レーザ発光部63から発光されたレーザ光(図中の一点鎖線)は、ポリゴンミラー19によって偏向されつつ感光体ドラム27の表面上に照射される。
また、プロセスカートリッジ17は、現像ローラ31、感光体ドラム27、及びスコロトロン型の帯電器29を備えている。
定着部18は、用紙3上のトナーを、用紙3が加熱ローラ41と押圧ローラ42との間を通過する間に熱定着させる。熱定着後の用紙3は排紙パス44を介して排紙トレイ46上に排紙される。
図2は、レーザプリンタ1の電気的構成を例示するブロック図である。
レーザプリンタ1は、CPU50(第2の制御手段の一例)、ROM51、RAM52、EEPROM53、フィーダ部4、画像形成部5、各種ランプや液晶パネルなどからなる表示部54、入力パネルなどの操作部55などを備えている。これら以外にも、外部機器と接続するための図示しないネットワークインタフェースなどが設けられ、電気系が構成されている。
図3は、スキャナ部16を図1とは別角度から示す模式図である。スキャナ部16は、レーザ光(光ビームの一例)を発光する光源61と光源61を制御する制御回路62(第1の制御手段、判定手段、及び第2の制御手段の一例)とを有するレーザ発光部63、コリメータレンズやシリンドリカルレンズなどで構成される第1レンズ部64、ポリゴンミラー19、fθレンズやシリンドリカルレンズなどで構成される第2レンズ部65、受光センサ66などを備えている。
光源61から発光されたレーザ光は第1レンズ部64を介してポリゴンミラー19に照射される。ポリゴンミラー19は駆動モータによって高速回転しており、照射されたレーザ光はポリゴンミラー19によって偏向され、第2レンズ部65を介して感光体ドラム27に照射される。
受光センサ66は、ポリゴンミラー19で変更されたレーザ光が感光体ドラム27を通過するより前に通過する位置に配置されている。受光センサ66は光源61を画像データに基づいて発光する制御を開始するタイミングを決定するためのものであって、光源61から発光されたレーザ光を受光して制御回路62にBD(Beam Detect)信号を出力する。なお、受光センサ66はレーザ光が感光体ドラム27を通過した後に通過する位置に配置されてもよい。
制御回路62は光源61を制御するASICであり、図3に示すようにBD制御回路62a、クロック発生回路62b、ORゲート62cなどを有している。
BD制御回路62aは、BD信号を得るために光源61を強制的に点灯させるBD強制点灯信号(制御信号の一例)を出力するととともに、受光センサ66から出力されるBD信号に基づいてCPU50に同期信号を出力する回路である。
ORゲート62cは、BD強制点灯信号と画像データ信号(以下「Video信号」という)とのORをとり、光源61に出力する回路である。
なお、本実施形態では光源61のレーザドライバと制御回路62とは別構成であるが、制御回路62内にレーザドライバを実装する構成であってもよい。
BD制御回路62aは、クロック発生回路62bから出力されるクロック信号をカウントし、一周期中においてレーザ光の偏向方向が受光センサ66側に向けられている間、光源61にBD強制点灯信号を出力する。
本実施形態では図4に示すようにBD強制点灯信号として複数のパルスを連続して出力するが、その理由については後述する。
BD制御回路62aは、受光センサ66からBD信号が出力されると、BD信号に基づいてCPU50に同期信号を出力するとともに、クロック信号をカウントするカウンタをリセットする。
CPU50から出力されたVideo信号は制御回路62のORゲート62cを介して光源61に出力される。
光源61は、Video信号のON/OFFに応じて点滅する。これにより感光体ドラム27に1ライン分の静電潜像が形成される。
前述したように本実施形態ではBD強制点灯信号として複数のパルスを連続して出力するが、その理由は、受光センサ66が周囲の電気的なノイズに反応して誤信号を出力したときに、画像データに基づいて発光する制御を開始するタイミング、言い換えると、Video信号を出力するタイミングを誤って決定してしまわないようにするためである。
本実施形態では、受光センサ66から出力された出力信号の連続する所定範囲についてパルス幅とパルス間隔との平均値を算出し、算出した平均値が継続時間(点滅パターンから導き出される平均値の一例)の例えば±(プラスマイナス)5%以内に収まっているか否かを判定する。
Taverage=(50+31+10+11)/4=25.5 ・・・ 式1
前述したようにパルスP2は誤信号であるので、平均値Taverageは継続時間の±5%以内(47.5〜52.5)に収まらない。この場合、制御回路62は受光パターンが点滅パターンに合致しないと判定する。
図示する例ではパルスP3のパルス幅からパルスP4とパルスP5とのパルス間隔までが算出対象となったとき、式2に示すように平均値Taverageが継続時間の±5%以内に収まる。
Taverage=(49+51+48+50)/4=49.5 ・・・ 式2
平均値Taverageが継続時間の±5%以内に収まると、制御回路62は受光パターンが点滅パターンに合致すると判定する。
本実施形態では、最初の一周期中におけるBD強制点灯信号の出力期間(点滅期間に相当)を、レーザ光の偏向方向が受光センサ66側に向けられている期間の前後の期間を含むように設定している。すなわち、BD強制点灯信号の出力期間を、レーザ光の偏向方向が受光センサ66側に向けられている期間よりも長く設定している。このようにすると、レーザ光の偏向方向が受光センサ66側に向けられている間は絶えず光源61が点滅していることになり、BD信号を確実に出力させることができる。
そこで、本実施形態では、次回の一周期中における出力期間を、今回の一周期中において所定時間未満の時間間隔で受光センサ66から出力信号が連続して出力された期間に相当する期間を少なくとも含む範囲で今回の出力期間より短くする。以下、具体的に説明する。
今回の一周期中の出力期間H1は、BD信号を確実に出力させるためにレーザ光の偏向方向が受光センサ66側に向けられている期間よりも長く設定されているので、図示するようにBD強制点灯信号を出力しているにもかかわらず出力信号が出力されていない無駄な出力期間H1'が生じている。
先ず、出力期間H5の開始時については、制御回路62は今回の一周期中において光源61に最初のBD強制点灯信号の出力を開始した時(出力期間H1の開始時)から、受光センサ66から最初に出力された出力信号に対応するBD強制点灯信号の出力を開始した時(出力期間H2の開始時)までの時間をカウントする。そして、制御回路62は次回の一周期中における出力期間H5の開始時を、カウントした時間分だけ今回の出力期間H1の開始時より遅らせる。
なお、出力期間H5は期間H4を含む範囲で期間H3より短ければよく、どの程度短くするかは適宜選択可能な設計事項である。
図7は、レーザプリンタ1の処理の概略を示すフローチャートである。本処理は、例えばネットワークインタフェースを介してクライアントコンピュータから印刷指示が入力されると開始される。
S105では、制御回路62は準備モードに移行し、ポリゴンミラー19を少なくとも2周期以上回転させて出力期間H5を決定する。準備モードは出力期間H5を決定するためのモードであり、Video信号は出力されない。
制御回路62は、準備モードで決定された出力期間H5の間、BD強制点灯信号を出力し、前述した手順で受光パターンが点滅パターンに合致するか否かを判定する。制御回路62は合致すると判定すると、合致すると判定したタイミングでCPU50に同期信号を出力する。これにより、合致するとの判定タイミングに基づき、感光体を露光するため光源を画像データに基づいて発光する制御が開始される。CPU50は同期信号に同期して1ライン分のVideo信号を出力し、出力されたVideo信号に応じて光源61が発光することにより感光体ドラム27が露光される。
次に、本発明の実施形態2を図8によって説明する。
実施形態2では、所定範囲の幅を一定にして順にずらしながら出力信号のON時間の平均値とOFF時間の平均値とを交互に算出し、いずれかの平均値が継続時間の±5%以内に収まると、受光パターンが点滅パターンに合致すると判定する。
図示する例では、所定範囲の幅を「継続時間×3」とし、最初の所定範囲(図中の「1回目の算出範囲」に相当)についてON時間の平均値を算出する。1回目の算出範囲には本来は2つのパルスのみが含まれるはずであり、誤信号が含まれていなければON時間の合計値を本来のパルス数である2で除算した平均値は継続時間とほぼ一致するはずである。そこで、制御回路62はON時間の平均値が継続時間とほぼ一致すれば、受光パターンが点滅パターンに合致すると判定する。ここでON時間の平均値はパルス幅の平均値に相当する。
Taverage=(50+5+49)/2=52 ・・・ 式3
算出した平均値52は継続時間の±5%以内であるので、誤信号P12は含まれているものの、制御回路62は受光パターンが点滅パターンに合致すると判定する。
Taverage=(31+14+51)/2=48 ・・・ 式4
算出した平均値48は継続時間の±5%以内であるので、制御回路62は受光パターンが点滅パターンに合致すると判定する。
次に、本発明の実施形態3を図9によって説明する。
実施形態3は、次回の一周期中におけるBD強制点灯信号の出力期間を、実施形態1とは異なる手順で今回の出力期間より短くする。
そして、次回の一周期中においては、今回の一周期中において最初のBD強制点灯信号の出力を開始した時よりもカウント数分だけ遅らせてBD強制点灯信号の出力を開始する。カウント数分だけ遅らせてBD強制点灯信号の出力を開始することにより、無駄なBD強制点灯信号の出力を低減することができる。
実施形態3はその他の点において実施形態1と実質的に同一である。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
19…ポリゴンミラー(偏向手段)
27…感光体ドラム(感光体)
50…CPU(第2の制御手段)
61…光源
62…制御回路(第1の制御手段、判定手段、第2の制御手段)
66…受光センサ
Claims (10)
- 光ビームを発光する光源と、
前記光源から発光された光ビームを偏向する偏向手段と、
感光体と、
前記偏向手段で偏向された光ビームを受光可能な位置に配置された受光センサと、
前記偏向手段による光ビームの偏向方向が前記受光センサ側に向けられているとき、前記光源を所定の点滅パターンで発光させる第1の制御手段と、
前記受光センサでの受光パターンを監視し、当該受光パターンが前記点滅パターンに合致するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段にて合致するとの判定タイミングに基づき、前記感光体を露光するため前記光源を画像データに基づいて発光する制御を開始する第2の制御手段と、
を備える画像形成装置。 - 前記判定手段は、前記受光センサから一連のパルスとして出力される出力信号のパルス幅、パルス間隔及び/又はパルス周期の平均値を算出し、算出した平均値と前記点滅パターンから導き出される平均値とが合致する場合は前記受光パターンが前記点滅パターンに合致すると判定する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記判定手段は、前記受光センサから一連のパルスとして出力される出力信号の連続する所定範囲についてパルス幅、パルス間隔及び/又はパルス周期の平均値を算出し、算出した平均値と前記点滅パターンから導き出される平均値とが合致する場合は前記受光パターンが前記点滅パターンに合致すると判定し、合致しない場合は算出対象とした範囲より後の範囲を含む連続する所定範囲について平均値を算出して前記点滅パターンに合致するか否かを判定する請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記判定手段は、前記連続する所定範囲について平均値を算出し、算出した平均値と前記点滅パターンから導き出される平均値とが合致する場合は、算出対象とした範囲より後の範囲を含む連続する所定範囲について平均値を算出して前記点滅パターンに合致するか否かを判定し、合致した回数が所定回数以上になると前記受光パターンが前記点滅パターンに合致すると判定する請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記第1の制御手段は、前記点滅パターンにおいて点灯の継続時間と消灯の継続時間とを等しくし、
前記判定手段は、前記一連のパルスのパルス幅とパルス間隔とを平均した平均値を算出する請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記偏向手段は、前記光ビームを周期的に偏向し、
前記第1の制御手段は、次回の一周期中における前記光源の点滅期間を、今回の一周期中において所定時間未満の時間間隔で前記受光センサから出力信号が連続して出力された期間に相当する期間を少なくとも含む範囲で今回の点滅期間より短くする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1の制御手段は、次回の一周期中における点滅期間の開始時を、今回の一周期中において前記光源に最初の制御信号の出力を開始した時から最初に出力された前記出力信号に対応する制御信号の出力を開始した時までの時間分だけ今回の点滅期間の開始時より遅らせる請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記第1の制御手段は、今回の一周期中において最初に出力した制御信号から最初に出力された前記出力信号に対応する制御信号までの制御信号の数をカウントし、次回の一周期中における点滅期間の開始時を、カウントした数に応じた時間分だけ今回の点滅期間の開始時より遅らせる請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段の動作モードには、前記第1の制御手段による制御を実行する準備モード、並びに前記第1の制御手段による制御及び前記第2の制御手段による制御を実行する画像形成モードの少なくとも2つの動作モードがあり、前記準備モードにおいて前記点滅期間を決定し、前記画像形成モードにおける前記点滅期間を前記準備モードで決定された点滅期間とする請求項6乃至請求項8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 光ビームを発光する光源と、
前記光源から発光された光ビームを偏向する偏向手段と、
感光体と、
前記偏向手段で偏向された光ビームを受光可能な位置に配置された受光センサと、
前記光源を制御する制御手段と、
を備える画像形成装置を用いた画像形成方法であって、
前記制御手段が、前記偏向手段による光ビームの偏向方向が前記受光センサ側に向けられているとき、前記光源を所定の点滅パターンで発光させる段階と、
前記制御手段が、前記受光センサでの受光パターンを監視し、当該受光パターンが前記点滅パターンに合致するか否かを判定する段階と、
前記制御手段が、前記判定段階にて合致するとの判定タイミングに基づき、前記感光体を露光するため前記光源を画像データに基づいて発光する制御を開始する段階と、
を含む画像形成方法。
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