JP2010069626A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】(再)起動時の処理負担を軽減することのできる画像処理装置およびその制御方法を提供すること目的とする。
【解決手段】画像データで変調された光ビームを反射する反射面を複数有するポリゴンミラーを用い、前記光ビームを感光体上に走査させる画像光発生手段を備えた画像形成装置であって、前記感光体の走査線上における走査開始前位置と走査終了後位置に設けられた2つの光ビーム検出手段と、前記2つの光ビーム検出手段の一方が光ビームを検出してから他方が光ビームを検出するまでの時間差を計測する時間差計測手段と、前記ポリゴンミラーの各面について、工場出荷時に計測される前記時間差計測手段の計測値の基準値と、倍率補正値とを記憶したポリゴン面補正データテーブル手段と、動作開始時、前記時間差計測手段の計測値と、前記ポリゴン面補正データテーブル手段に記憶された基準値に基づいて、前記ポリゴンミラーの面位相を判断する判断手段を備えた。
【選択図】 図2

Description

本発明は、画像データで変調された光ビームを反射する反射面を複数有するポリゴンミラーを用い、前記光ビームを感光体上に走査させる画像光発生手段を備えた画像形成装置、および、その制御方法に関する。
従来、画像データで変調された光ビームを反射する反射面を複数有するポリゴンミラーを用い、前記光ビームを感光体上に走査させる画像光発生手段を備えた画像形成装置では、ポリゴンミラーは面毎に面精度が異なり、光量、主走査倍率などが発生し、画像に悪影響がある。
特許文献1には、ポリゴンミラー各面のばらつきを考慮した主走査方向の倍率補正を行うようにしたものが開示されている。しかしながら、この従来技術の場合、2つの光ビーム検出手段による時間差計測手段では、電源ノイズなどによる測定誤差が大きく、時間差計測から算出した補正値の精度が悪いという問題があった。
このような従来技術の問題を解決するには、例えば、補正値の精度を上げるために時間差計測回数を多くすることが考えられる。
特開2006−76114号号公報
ところで、ポリゴンミラーの反射面はどのような態様で停止しているか、またどの反射面の同期検知信号から入力されるか不明であるため、ポリゴン面と補正値との関係は、ポリゴンミラーを回転停止後再起動したとき、または、光ビームの光源である半導体レーザの点灯を停止することにより、再起動前と一致しなくなることが多く、そのために、停止後の動作時には、再度、計測動作および補正値算出動作を行う必要があり、処理負担が大きくなると言う問題があった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、(再)起動時の処理負担を軽減することのできる画像処理装置およびその制御方法を提供すること目的とする。
本発明は、画像データで変調された光ビームを反射する反射面を複数有するポリゴンミラーを用い、前記光ビームを感光体上に走査させる画像光発生手段を備えた画像形成装置であって、前記感光体の走査線上における走査開始前位置と走査終了後位置に設けられた2つの光ビーム検出手段と、前記2つの光ビーム検出手段の一方が光ビームを検出してから他方が光ビームを検出するまでの時間差を計測する時間差計測手段と、前記ポリゴンミラーの各面について、予め計測された前記時間差計測手段の計測値の基準値と、倍率補正値とを記憶した記憶手段と、動作開始の際、前記時間差計測手段の計測値と、前記記憶手段に記憶された基準値に基づいて、前記ポリゴンミラーの面位相を判断する判断手段を備えたものである。
また、前記判断手段の判断結果に従って、前記記憶手段から前記倍率補正値を読み出して、前記光ビームの主走査方向の倍率を補正する補正手段をさらに備えたものである。
また、前記記憶手段に記憶された基準値、および、前記判断手段が、前記時間差計測手段の計測値として用いる値は、所定数の計測値の積算値である。
また、前記記憶手段に記憶された基準値、および、前記判断手段が、前記時間差計測手段の計測値として用いる値は、所定数の計測値の平均値である。
したがって、本発明によれば、予め計測されているポリゴン面補正データテーブル手段の内容を参照して、ポリゴン面の倍率補正を行うことができるので、(再)起動時の処理負担が軽減されるという効果を得る。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例にかかる画像形成装置の構成の概略を示している。
同図において、感光体ドラム1の表面は、帯電ローラ2により帯電され、走査型情報光発生装置(走査型の画像光発生手段)3により発生された情報光により、1ライン毎に露光され、その表面に静電潜像が作成される。
感光体ドラム1の表面に作成された静電潜像は、現像器4によりトナー現像され、感光体ドラム1の表面には、静電潜像に対応したトナー像が形成される。このトナー像は、図示しない給紙手段により1枚ずつ送り出される用紙PPに、転写ベルト5により密着転写される。
そして、用紙PPに転写されたトナー像は、熱定着器6により熱定着され、用紙PPの表面に固定される。
また、感光体ドラム1の表面に残留したトナーは、クリーニング装置7により清掃除去され、感光体ドラム1の表面の残留電荷は、除電器8により除去される。また、クリーニングローラ9は、帯電ローラ2の表面を清掃するためのものである。
図2は、図1の走査型情報光発生装置3を構成する部品の一つである、画像書込機能を有するレーザビーム走査装置およびその周辺の制御系を記載したものである。図2を参照してレーザビーム走査装置およびその周辺の制御系に関する構成及び動作の説明をする。
レーザビーム走査装置は、主走査方向両端部に光ビーム(レーザビーム)を検知する光ビーム検出手段としての先行同期検知センサ105、後行同期検知センサ106が備えられており、fθレンズ103を透過したレーザビームが先行同期検知センサ105、後行同期検知センサ106に入射し検知されるような構成となっている。
図2においては、複数あるレンズの代表としてfθレンズ103のみを示し、他のレンズはその図示を省略している。先行同期検知センサ105、後行同期検知センサ106は、同期検知信号となるレーザビーム走査同期信号の検知を行うための同期検知の役割も果たしている。
レーザビームが走査されることにより、先行同期検知センサ105、後行同期検知センサ106がそれぞれレーザビームを検知してレーザビーム検知信号DETP1、DETP2を出力し、このレーザビーム検知信号DETP1、DETP2が、時間差計測部107へ送られる。
時間差計測部107は、先行同期検知センサ105の出力信号DETP1と後行同期検知センサ106の出力信号DETP2との時間差を測定し、平均化するなどの算術機能を有し、制御装置(CPU111)からの設定タイミングに応じて時間差を測定し、その測定値に基づいて、図3に示すようなポリゴン面補正データテーブルを参照して、ポリゴン面特定を行い(面位相の判断)、ポリゴン面補正データテーブルより読み出した倍率補正値を、ポリゴンミラー102の回転に同期して倍率補正制御部110へ送る。また、この時間差計測部107から倍率補正制御部110に送られる倍率補正値は、ポリゴンミラー102の回転に同期して、各反射面に対応した値に順次変更される。したがって、本実施例では、ポリゴン面の面位相(後述)を判断する判断手段は、時間差計測手段107が備える機能により実現されている。
ここで、時間差計測部107が備えるポリゴン面補正データテーブルについて説明する。このポリゴン面補正データテーブルは、ポリゴンミラー102の各反射面を表す各面位相(面位相については、図2(b)を参照のこと)について、レーザビーム検知信号DETP1、DETP2の時間差測定値(計測結果1)の基準値と、この時間差測定値に基づいて算出される倍率補正値を記憶したものである。また、時間差測定値については、予め計測された時間差測定値(工場出荷時等に高精度で計測された時間差測定値)が保存される。また、時間差測定値に基づいた倍率補正値の演算方法については、公知であるため説明しないが、たとえば特許文献1に説明された方法を採用することができる。
倍率補正制御部110は、CPU111から設定された書込クロック周波数及び位相シフト値の初期設定値又は/かつ現在の設定値を記憶する記憶部(不図示)を有する。そして、書込クロックの周波数によって主走査方向の画像倍率が変わることを利用して、または書込クロック調整単位では、調整することが出来ない微少時間を、位相をシフトさせることにより画像倍率が変わることを利用して、最適な書込クロック周波数及び位相シフト値を算出する機能を有する。
又、書込クロック周波数を固定して、最適な位相シフト値を算出する機能も有する。前記位相シフト値とCPU111から設定された基準値を比較する機能も有する。CPU111の設定により以上の機能を発揮して、書込クロック設定及び位相シフトを実行する制御信号を書込クロック生成部108へ送る。
書込クロック生成部108は、PLL発信装置108−1と位相制御装置108−2により構成されており、上記倍率補正制御部110の制御を受けて書込クロックの生成、及び位相シフトを実行する。
PLL発信装置108−1は発振器112からのクロックを受けて、書込クロックVCLKのn倍の周波数を有するPLL発信クロックを生成する機能を有する。
位相制御装置108−2は同期検知信号である上記DETP1に同期してPLL発信クロックをn分周し、DETP1に同期した書込クロックVCLKを生成する機能を有する。そして、上記PLL発信クロック半周期の整数倍量を書込クロックVCLKの特定周期に加減することで、1画素単位で書込クロック周期をシフトする機能を有する。
書込クロック生成部108で周波数可変及び位相可変による主走査の画像倍率補正がなされた書込クロックVCLKは、光ビーム発生手段駆動部としてのLD(レーザダイオード)変調装置101へ送られる。
LD変調装置101は、レーザビーム走査装置におけるLDユニット内のLD109の点灯を書込クロック生成部108からの書込クロックVCLKに同期させた画像信号に応じて制御する。従ってLDユニット内のLD109から画像信号に応じて変調されたレーザビームが出射され、このレーザビームがポリゴンミラー102により偏向されてfθレンズ103を介して図1の感光体ドラム1に相当する感光体104上を走査することになる。
図4は、時間差計測部107が行う時間差計測のタイミングチャートを示す。計測開始フラグ=1で計測を開始する。
まず、レーザビーム検知信号DETP1とレーザビーム検知信号DETP2の時間差を書込クロックVCLK単位でカウントする。カウント値をレジスタlinecnt(図示略)にラッチする。
一方、ポリゴンミラー102の反射面の位相(面位相)はfacetカウンタにて管理する。このfacetカウンタはレーザビーム検知信号DETP1の立下りでインクリメントされる。
そして、facetカウンタの値が「3」の時、レジスタlinecntの値をレジスタpcnt3に積算することで時間差をポリゴン面毎に計測する。
図5は、時間差計測部107が行うポリゴンミラー102の各反射面のばらつき補正における動作概略フローを示す。
ポリゴンミラー102の回転を開始すると(ステップS10)、LD109を点灯させ(ステップS11)、レーザビーム検知信号DETP1,DETP2を検知する(ステップS12)。次いで、レーザビーム検知信号DETP1とレーザビーム検知信号DETP2との時間差を計測し(ステップS13)、その計測値に基づき、ポリゴン面補正データテーブルを参照して、ポリゴン面特定を行う(ステップS114)。
そして、ポリゴン面補正データテーブルを参照して、倍率補正値を読み出し、面間ばらつき補正を行う(ステップS15)。
また、ポリゴンミラー102の面特定は、まず、次の式(1)〜(4)に基づいて演算した偏差が最も小さくなる式を検索する。ここに、|a|はaの絶対値を表す。
|pcnt_0−pcnt_pre0|+|pcnt_1−pcnt_pre1|+|pcnt_2−pcnt_pre2|+|pcnt_3−pcnt_pre3| …(1)
|pcnt_0−pcnt_pre1|+|pcnt_1−pcnt_pre2|+|pcnt_2−pcnt_pre3|+|pcnt_3−pcnt_pre0| …(2)
|pcnt_0−pcnt_pre2|+|pcnt_1−pcnt_pre3|+|pcnt_2−pcnt_pre0|+|pcnt_3−pcnt_pre1| …(3)
|pcnt_0−pcnt_pre3|+|pcnt_1−pcnt_pre0|+|pcnt_2−pcnt_pre1|+|pcnt_3−pcnt_pre2| …(4)
例えば式(4)で求めた偏差が最小値となる場合、現在回転している面位相0は、工場での求めた面位相3が同じ面となる。したがって、この場合には、カウンタfacetの値が「0」の時には補正値はS3を、カウンタfacetの値が「1」の時には補正値はS0を、カウンタfacetの値が「2」の時には補正値はS1を、カウンタfacetの値が「3」の時には補正値はS2を、それぞれ選択すると良い。
したがって、時間差計測部107は、カウンタfacetの値を参照し、補正値S0〜S3を順次切り替えて、倍率補正制御部110へと出力することで、ポリゴンミラー102の各面に適切な倍率補正値を、倍率補正制御部110へと出力することができる。
さて、時間差計測値の算出時には、なるべく精度を向上するために、サンプル数を多く取得することが好ましいこととなる。また、算出する時間差計測値としては、図4に示したように、各面について、測定値の積算値、または、測定値の平均値を用いることが考えられる。
あるいは、図6に示すように、各測定値について基準値defからの偏差を算出し、それらの偏差の積算値を採用することもできる。このようにすることで、測定値を保持するハードウェアリソースを少なくすることが可能である。
図7は、本発明の他の実施例にかかるカラープリンタユニットの画像形成系の一例を示している。この画像形成系は、複数の色成分の画像を形成する色成分画像形成部を、中間転写ベルトの移動方向に沿って配列し、この複数の色成分画像形成部で形成する色成分の画像を中間転写ベルトに順次重ねることで、その中間転写ベルト上にカラー画像を形成するタンデム型カラー画像形成手段を有している。
同図において、中間転写ベルト21は、搬送ローラ22,23,24に巻回されており、矢印RA方向に速度Vで無限駆動される。この中間転写ベルト21の搬送ローラ23,24の間には、搬送方向の上流から下流に向けて、シアン色成分の画像を形成するシアン色成分画像形成部26、マゼンタ色成分の画像を形成するマゼンタ色成分画像形成部27、イエロー色成分の画像を形成するイエロー色成分画像形成部28、および、黒色成分の画像を形成する黒色成分画像形成部29がそれぞれ配設されている。
シアン色画像形成部26において、感光体ドラム26aは、帯電器26bにより表面が帯電され、光書込ユニット(画像光発生手段)30から出力されるシアン画像光30aによりその表面が露光されて、シアン画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器26cによりトナー現像され、転写器26dにより、中間転写ベルト21の所定の転写位置の表面に転写される。また、感光体ドラム26a上の残留電荷は除電装置26eにより除電される。
また、マゼンタ色画像形成部27において、感光体ドラム27aは、帯電器27bにより表面が帯電され、光書込ユニット30から出力されるマゼンタ画像光30bによりその表面が露光されて、シアン画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器27cによりトナー現像され、転写器27dにより、中間転写ベルト21の所定の転写位置の表面に転写される。これにより、中間転写ベルト1の所定の転写位置の表面には、シアン色成分トナー画像とマゼンタ色成分トナー画像が重ねて転写されることとなる。また、感光体ドラム27a上の残留電荷は除電装置27eにより除電される。
また、イエロー色画像形成部28において、感光体ドラム28aは、帯電器28bにより表面が帯電され、光書込ユニット30から出力されるイエロー画像光30cによりその表面が露光されて、イエロー画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器28cによりトナー現像され、転写器28dにより、中間転写ベルト21の所定の転写位置の表面に転写される。これにより、中間転写ベルト21の所定の転写位置の表面には、シアン色成分トナー画像と、マゼンタ色成分トナー画像と、イエロー色成分トナー画像が重ねて転写されることとなる。また、感光体ドラム28a上の残留電荷は除電装置28eにより除電される。
また、黒色画像形成部29において、感光体ドラム29aは、帯電器29bにより表面が帯電され、光書込ユニット30から出力される黒(白黒)画像光30dによりその表面が露光されて、黒(白黒)画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器29cによりトナー現像され、転写器29dにより、中間転写ベルト21の所定の転写位置の表面に転写される。これにより、中間転写ベルト21の所定の転写位置の表面には、シアン色成分トナー画像と、マゼンタ色成分トナー画像と、イエロー色成分トナー画像と、黒色成分トナー画像が重ねて転写され、それにより、フルカラートナー画像が中間転写ベルト21の所定の転写位置の表面上で完成することとなる。また、感光体ドラム29a上の残留電荷は除電装置29eにより除電される。
一方、給紙部(図示略)に載置されている転写紙31は、給紙ローラ対(図示略)により一番上のものがピックアップされて矢印RB方向へ搬送され、中間転写ベルト21の表面のフルカラートナー画像と位置合わせされた状態で、搬送ローラ22に当接する転写ローラ32へと送り出され、転写ローラ32により、中間転写ベルト21の表面に形成されたフルカラートナー画像がその表面に転写される。
転写後の転写紙31は、定着器33へ送り込まれ、その表面に転写されたフルカラートナー画像が熱定着されて、排紙部へ搬送されて排出される。
このようなタンデム型カラー画像形成手段では、画像光発生手段である光書込ユニット30から、4種類の画像光30a,30b,30c,30dを形成しており、例えば、図8に示すような光走査手段を構成する。
この場合、シアン画像光30aを発生するLD109cから出力される光ビームと、イエロー画像光30cを発生するLD109yから出力される光ビームは、ポリゴンミラー102の同一面に照射され、マゼンタ画像光30bを発生するLD109mから出力される光ビームと、黒画像光30dを発生するLD109kから出力される光ビームは、ポリゴンミラー102の対向する他の同一面に照射される(いわゆる、「対向走査方式」の光学系)。
同図では、マゼンタ画像光30bを発生するLD109mから出力される光ビームと、黒画像光30dを発生するLD109kから出力される光ビームは、面位相:0の反射面に照射され、シアン画像光30aを発生するLD109cから出力される光ビームと、イエロー画像光30cを発生するLD109yから出力される光ビームは、対向する面位相:2の反射面に照射される。
このような構成の場合、例えば、黒画像光30dについて、上述したポリゴンミラー102の反射面の特定処理を行い、その結果を利用して、黒画像光30dについての倍率補正値の算出処理を行う。
また、マゼンタ画像光30bについては、黒画像光30dの反射面の特定処理の結果をそのまま用いる。
そして、シアン画像光30aとイエロー画像光30cについては、黒画像光30dの反射面の特定結果について、面位相の差(この場合は、面位相:2と面位相:0との差)を適用し、反射面を特定する。
例えば、黒画像光30dの面特定結果により、黒画像光30dについては、カウンタfacetの値が「0」時には補正値はS3を、カウンタfacetの値が「1」時には補正値はS0を、カウンタfacetの値が「2」時には補正値はS1を、カウンタfacetの値が「3」時には補正値はS2を選択している場合には、マゼンタ画像光30cについても、カウンタfacetの値が「0」時には補正値はS3を、カウンタfacetの値が「1」時には補正値はS0を、カウンタfacetの値が「2」時には補正値はS1を、カウンタfacetの値が「3」時には補正値はS2を選択すればよい。
また、対向走査側のシアン画像光30aとイエロー画像光30cについては、カウンタfacetの値が「0」時には補正値はS1を、カウンタfacetの値が「1」時には補正値はS2を、カウンタfacetの値が「2」時には補正値はS3を、カウンタfacetの値が「3」時には補正値はS0を選択する。
このようにすることで、1つの画像光について反射面の特定を行うだけで、他の画像光について反射面の特定を行うことができる。
本発明の一実施例にかかる画像形成装置の構成の概略を示した概略図。 図1の走査型情報光発生装置(走査型情報光発生手段)3を構成する部品の一つである、画像書込機能を有するレーザビーム走査装置およびその周辺の制御系を記載した概略図。 ポリゴン面補正データテーブルの一例を示した概略図。 時間差計測の一例を示したタイミングチャート。 ポリゴンミラー102の各反射面のばらつき補正における概略動作を示したフローチャート。 時間差計測の他の例を示したタイミングチャート。 本発明の他の実施例にかかるカラープリンタユニットの画像形成系の一例を示した概略図。 タンデム型カラー画像形成手段の光走査手段の構成の一例を示した概略図。
符号の説明
101 LD変調装置
102 ポリゴンミラー
104 感光体
105 先行同期検知センサ
106 後行同期検知センサ
107 時間差計測部
108 書込クロック生成部
110 倍率補正制御部

Claims (6)

  1. 画像データで変調された光ビームを反射する反射面を複数有するポリゴンミラーを用い、前記光ビームを感光体上に走査させる画像光発生手段を備えた画像形成装置であって、
    前記感光体の走査線上における走査開始前位置と走査終了後位置に設けられた2つの光ビーム検出手段と、
    前記2つの光ビーム検出手段の一方が光ビームを検出してから他方が光ビームを検出するまでの時間差を計測する時間差計測手段と、
    前記ポリゴンミラーの各面について、予め計測された前記時間差計測手段の計測値の基準値と、倍率補正値とを記憶した記憶手段と、
    動作開始の際、前記時間差計測手段の計測値と、前記記憶手段に記憶された基準値に基づいて、前記ポリゴンミラーの面位相を判断する判断手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記判断手段の判断結果に従って、前記記憶手段から前記倍率補正値を読み出して、前記光ビームの主走査方向の倍率を補正する補正手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記記憶手段に記憶された基準値、および、前記判断手段が、前記時間差計測手段の計測値として用いる値は、所定数の計測値の積算値であることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
  4. 前記記憶手段に記憶された基準値、および、前記判断手段が、前記時間差計測手段の計測値として用いる値は、所定数の計測値の平均値であることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
  5. 画像データで変調された光ビームを反射する反射面を複数有するポリゴンミラーを用い、前記光ビームを感光体上に走査させる画像光発生手段を備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記感光体の走査線上における走査開始前位置と走査終了後位置に設けられた2つの光ビーム検出手段と、
    前記2つの光ビーム検出手段の一方が光ビームを検出してから他方が光ビームを検出するまでの時間差を計測する時間差計測手段と、
    前記ポリゴンミラーの各面について、予め計測された前記時間差計測手段の計測値の基準値と、倍率補正値とを記憶した記憶手段を備え、
    動作開始の際、前記時間差計測手段の計測値と、前記記憶手段に記憶された基準値に基づいて、前記ポリゴンミラーの面位相を判断する判断手段を備えたことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
  6. さらに、前記判断結果に従って、前記記憶手段から前記倍率補正値を読み出して、前記光ビームの主走査方向の倍率を補正することを特徴とする請求項5記載の画像形成装置の制御方法。
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