JP2018010144A - Exposure device and image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光体ドラムにレーザービームを走査する露光装置、及び、この露光装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus that scans a photosensitive drum with a laser beam, and an image forming apparatus including the exposure apparatus.
複合機、複写機、プリンター、ファクシミリのような画像形成装置には、トナーを用いて印刷を行うものがある。トナーを用いる画像形成装置には、感光体ドラムに静電潜像を形成する露光装置が搭載される。露光装置には、レーザーによって走査するものがある。レーザーで走査を行う露光装置には、複数本のレーザー(マルチレーザー)で1本の感光体ドラムに走査するものがある。複数本のレーザーで走査することにより、1回の走査で複数ラインの露光を行うことができ、高速な走査を行える。 Some image forming apparatuses such as multifunction peripherals, copiers, printers, and facsimiles perform printing using toner. An image forming apparatus using toner is equipped with an exposure device that forms an electrostatic latent image on a photosensitive drum. Some exposure apparatuses scan with a laser. Some exposure apparatuses that perform scanning with a laser scan a single photosensitive drum with a plurality of lasers (multi-lasers). By scanning with a plurality of lasers, a plurality of lines can be exposed in a single scan, and high-speed scanning can be performed.
このようなマルチレーザーによって走査を行う回路の一例が特許文献1に記載されている。具体的に、特許文献1には、複数のビームをそれぞれ出射する複数の光源と、複数のビーム光量を一括してモニターする1つの光検出器を備え、光検出器により検出されたモニター電流に基づいて複数のビーム光量の時間平均値を算出し、複数のビームにそれぞれ対応する複数ラインの画像データの総和の時間平均値を算出し、複数のビーム光量の時間平均値と複数ラインの画像データの総和の時間平均値に基づいて複数のビーム光量が一定になるように負帰還制御を行うマルチビーム半導体レーザアレイの駆動回路が記載されている。この構成により、光検出器の設置数を減らそうとする(特許文献1:請求項1、段落[0042]等参照)。
An example of a circuit that performs scanning with such a multi-laser is described in
露光用レーザーを用いて感光体ドラムに走査、露光する露光装置がある。このような露光装置では、露光用レーザーから感光体ドラムまでの光路にミラーやレンズが設けられる。また、主走査方向にそってレーザービームの照射位置を移動させるポリゴンミラーが設けられる。レーザービームの方向を変える反射ミラーが設けられることもある。主走査方向でのレーザービームの照射位置の移動速度を一定とするためのfθレンズも設けられる。また、レーザービームの光束を調整するためのレンズが設けられることもある。ミラーの反射率やレンズの透過率は、レーザービームの入射角度により変わる。つまり、レーザービームの減衰率は、レーザービームの主走査方向の照射位置に応じて変化する。 There is an exposure apparatus that scans and exposes a photosensitive drum using an exposure laser. In such an exposure apparatus, a mirror and a lens are provided in the optical path from the exposure laser to the photosensitive drum. Further, a polygon mirror that moves the irradiation position of the laser beam along the main scanning direction is provided. A reflection mirror that changes the direction of the laser beam may be provided. An fθ lens is also provided to keep the moving speed of the laser beam irradiation position in the main scanning direction constant. In addition, a lens for adjusting the luminous flux of the laser beam may be provided. The reflectance of the mirror and the transmittance of the lens vary depending on the incident angle of the laser beam. That is, the attenuation rate of the laser beam changes according to the irradiation position of the laser beam in the main scanning direction.
感光体ドラムの主走査方向での位置により、光量の減少の程度が異なる。つまり、露光用レーザーが出力する光量(出力光量)を一定で維持したとき、感光体ドラムに照射されるレーザービームの光量(照射光量、エネルギー)は主走査方向の位置により異なる。主走査方向の1ライン中、どの部分の減衰率が大きくなり、どの部分の減衰率が小さくなるかは、露光用レーザーの設置位置や設置角度と関係がある。 The degree of reduction in the amount of light varies depending on the position of the photosensitive drum in the main scanning direction. That is, when the light amount (output light amount) output by the exposure laser is kept constant, the light amount (irradiation light amount, energy) of the laser beam irradiated to the photosensitive drum varies depending on the position in the main scanning direction. Which part of the line in the main scanning direction has a large attenuation factor and which part has a small attenuation factor is related to the position and angle of the exposure laser.
特許文献1記載の技術では、複数のビーム光量を一定とする。しかし、特許文献1記載の技術では、一定光量で走査するので、照射光量が1ライン中の画素ごとに異なる。そのため、印刷される画像(形成されるトナー像)に濃度ムラが生ずる。例えば、主走査方向のライン中、光量の低下が著しい部分は照射光量が不足気味となる。照射光量が不足する部分の画像の濃度は、照射光量が足りている部分に比べ薄くなる。
In the technique described in
そこで、1ライン中の各画素の実際の照射光量を目標光量(一定光量)で保つため、露光用レーザーの出力光量を増減する光量補正を行うことがある。光量補正では、露光用レーザーに供給する電流を増減させ、出力光量を増減させる。例えば、光量補正では、基本電流に主走査方向の走査位置に応じた補正電流を加える。光量の減衰が大きい部分ほど、補正電流を大きくする。 Therefore, in order to keep the actual irradiation light amount of each pixel in one line at the target light amount (constant light amount), light amount correction for increasing or decreasing the output light amount of the exposure laser may be performed. In the light amount correction, the current supplied to the exposure laser is increased or decreased to increase or decrease the output light amount. For example, in the light amount correction, a correction current corresponding to the scanning position in the main scanning direction is added to the basic current. The correction current is increased in the portion where the attenuation of the light amount is large.
従来、ある基準となる画素(基準画素。例えば、最も減衰率が小さい画素)の照射光量が目標光量となる電流を基本電流とすることがある。しかし、デバイスの精度との関係で、実際の基準画素の照射光量と目標光量には、ある程度誤差がある。また、出力光量に比例して露光用レーザーに供給する電流を増減させることがある。例えば、ある画素の露光に基本電流供給時の出力光量の2倍の光量が必要なとき、基本電流の2倍の電流を露光用レーザーに供給する。そうすると、照射光量と目標光量の誤差もあわせて2倍となり、実際の光量と理想光量との差が大きくなる。基本電流供給時の出力光量に対する出力光量の変化量(増加量)が大きい画素ほど誤差の影響が大きくなる。その結果、光量補正を行っても、主走査方向で目標光量と誤差が大きい部分と小さい部分ができ、得られた画像に濃度のムラが現れる場合があるという問題がある。 Conventionally, there is a case where a basic current is a current at which the irradiation light quantity of a reference pixel (reference pixel, for example, a pixel having the smallest attenuation rate) becomes a target light quantity. However, there is a certain amount of error between the actual irradiation light quantity of the reference pixel and the target light quantity in relation to the accuracy of the device. Also, the current supplied to the exposure laser may be increased or decreased in proportion to the amount of output light. For example, when a light amount twice as large as the output light amount at the time of supplying a basic current is required for exposure of a certain pixel, a current that is twice the basic current is supplied to the exposure laser. Then, the error between the irradiation light amount and the target light amount is also doubled, and the difference between the actual light amount and the ideal light amount is increased. The influence of the error increases as the change amount (increase amount) of the output light amount with respect to the output light amount when the basic current is supplied is large. As a result, there is a problem that even if light amount correction is performed, there are portions where the target light amount and error are large and small in the main scanning direction, and density unevenness may appear in the obtained image.
なお、特許文献1記載の技術は、複数のレーザービームの出力光量を一定に保つものであり、主走査方向の走査中に光量補正を行うものではない。光量補正を行っても、画像に濃度ムラが現れる場合があるという問題に対応できない。
Note that the technique described in
本発明は、上記問題点を鑑み、各画素に照射されるレーザービームの実際の光量(照射光量)と目標光量との誤差を少なくし、濃度ムラを低減する。 In view of the above problems, the present invention reduces errors between the actual light amount (irradiation light amount) of the laser beam irradiated to each pixel and the target light amount, and reduces density unevenness.
上記目的を達成するために請求項1に係る露光装置は、画像信号供給部、発光部、光学部、ドライバー回路を含む。前記画像信号供給部は、画像信号を供給する。前記発光部は、複数であり、レーザービームにより感光体ドラムに走査して露光する。前記光学部は、回転しつつレーザービームを反射して前記感光体ドラムの主走査方向に沿ってレーザービームの照射位置を移動させるポリゴンミラーを含み、前記発光部から前記感光体ドラムまでの光路上に設けられる。前記ドライバー回路は、各前記発光部に電流を供給し、前記画像信号供給部からの画像信号に基づき各前記発光部の点消灯を行って前記画像信号に応じた静電潜像を前記感光体ドラムに形成し、前記感光体ドラムの主走査方向での1ラインの各画素に照射されるレーザービームの光量である照射光量を予め定められた目標光量で維持する場合において、1ラインの走査の最初の画素から最後の画素まで前記発光部が出力するレーザービームの光量である出力光量の変動幅を前記発光部の個数で複数の光量帯に分割し、前記光量帯に1つの前記発光部を割り当て、前記光量帯の光量で露光すべき画素に基づき主走査方向の1ラインを複数の区間に分割し、前記区間に対応する前記光量帯に割り当てられた前記発光部に前記区間を走査させ、前記区間に含まれる各画素の前記照射光量が前記目標光量となるようにそれぞれの前記発光部に供給する電流を前記区間内で変化させ、前記区間ごとに走査を行う前記発光部を切り替える。 In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to a first aspect includes an image signal supply unit, a light emitting unit, an optical unit, and a driver circuit. The image signal supply unit supplies an image signal. There are a plurality of light emitting units, and the photosensitive drum is scanned and exposed by a laser beam. The optical unit includes a polygon mirror that reflects a laser beam while rotating and moves an irradiation position of the laser beam along a main scanning direction of the photosensitive drum, and is on an optical path from the light emitting unit to the photosensitive drum. Is provided. The driver circuit supplies a current to each of the light emitting units, turns on / off each of the light emitting units based on an image signal from the image signal supply unit, and outputs an electrostatic latent image corresponding to the image signal to the photoconductor In the case where the irradiation light quantity, which is the light quantity of the laser beam formed on the drum and irradiated to each pixel of one line in the main scanning direction of the photosensitive drum, is maintained at a predetermined target light quantity, The fluctuation range of the output light amount that is the light amount of the laser beam output from the light emitting unit from the first pixel to the last pixel is divided into a plurality of light amount bands by the number of the light emitting units, and one light emitting unit is provided in the light amount band. Assigning, dividing one line in the main scanning direction into a plurality of sections based on pixels to be exposed with the light quantity of the light quantity band, and causing the light emitting unit assigned to the light quantity band corresponding to the section to scan the section, Above The current supplied to the light emitting portion of each so that the irradiation light amount of each pixel becomes the target amount of between varied within the interval, switching the light emitting unit for performing scanning for each of the sections.
本発明によれば、各画素の照射光量と目標光量との誤差を少なくし、濃度ムラを低減する。 According to the present invention, an error between the irradiation light amount of each pixel and the target light amount is reduced, and density unevenness is reduced.
以下、本発明の実施形態を図1〜図10を用いて説明する。本発明は複合機、複写機、FAX装置のような各種画像形成装置に適用できる。本説明では露光装置1を含むプリンター100(画像形成装置に相当)を例に挙げ説明する。但し、本実施形態に記載されている構成、配置の各要素は、発明の範囲を限定せず、単なる説明例にすぎない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The present invention can be applied to various image forming apparatuses such as multifunction peripherals, copiers, and fax machines. In this description, a
なお、以下の説明では、感光体ドラム41の主走査方向での1ラインの各画素に照射されるレーザービームの光量を「照射光量」と称する。また、各発光部6(第1発光部61、第2発光部62、第3発光部63、第4発光部64)が出力するレーザービームの光量を「出力光量」と称する。また、予め定められ、感光体ドラム41の各画素に照射するレーザービームの目標値(理想的な光量)を「目標光量」と称する。
In the following description, the light amount of the laser beam irradiated to each pixel of one line in the main scanning direction of the
(画像形成装置の概略構成)
まず、図1、図2を用いて、実施形態に係るプリンター100の概略を説明する。図1、図2は、実施形態に係るプリンター100の一例を示す図である。
(Schematic configuration of image forming apparatus)
First, the outline of the
図1に示すように、プリンター100は、制御部2を含む。制御部2は、プリンター100の各部を制御する。制御部2は、各種演算を行うCPU21、印刷に用いる画像データを生成し、露光装置1に供給する画像処理部22(画像信号供給部に相当)を含む。CPU21は、記憶部3に格納される制御プログラムや制御用データに基づきプリンター100の各部の制御や演算を行う。記憶部3は、RAMのような揮発性の記憶装置と、ROM、HDDのような不揮発性の記憶装置を組み合わせである。
As shown in FIG. 1, the
制御部2は、用紙搬送、トナー像形成、転写、定着を行って印刷する印刷部4(給紙部4a、搬送部4b、画像形成部4c、定着部4d)を制御する。制御部2は、記憶部3の記憶内容に基づき印刷部4に含まれる部分に関する制御、演算、処理を行う。
The
制御部2は、印刷のとき、用紙を1枚ずつ給紙部4aに供給させる。制御部2は、給紙部4aから供給された用紙を搬送部4bに搬送させる。制御部2は、トナー像を画像形成部4cに形成させ、搬送される用紙に形成したトナー像を転写させる。制御部2は、トナー像が転写された用紙の加熱、加圧を定着部4dに行わせ、用紙にトナー像を定着させる。定着部4dを通過した用紙は、排出トレイ4eに排出される。
The
図2に示すように、画像形成部4cは、露光装置1、感光体ドラム41、帯電器42、現像器43、転写ローラー44、清掃装置45を含む。感光体ドラム41は、周面にトナー像を担持し、所定のプロセススピードで回転駆動する。帯電器42は、感光体ドラム41を一定電位で帯電させる。露光装置1は、画像処理部22から送信される画像信号を変換した光信号(レーザービーム)を出力し、帯電後の感光体ドラム41に走査を行って静電潜像を形成する。現像器43は、感光体ドラム41の静電潜像にトナーを供給し、現像する。転写ローラー44は、用紙にトナー像を転写する。清掃装置45は、感光体ドラム41の清掃を行う。
As shown in FIG. 2, the
制御部2は、操作パネル23でなされた設定内容を認識する。また、制御部2には、通信部24が接続される。通信部24は、PCやサーバーのようなコンピューター200と通信を行うためのインターフェイスである。通信部24は、コンピューター200から画像データやテキストデータのような印刷内容を示す内容データと、印刷の設定内容を示す設定データを含む印刷用データを受信する。そして、制御部2(画像処理部22)は、受信した印刷用データに基づき印刷に用いる画像データを生成し、画像データに基づく印刷を印刷部4に行わせる。
The
(露光装置1の構成)
次に、図3〜5を用いて実施形態に係る露光装置1の一例を説明する。図3は、実施形態に係る露光装置1の一例を示す図である。図4は、実施形態に係る露光装置1の一部を示す図である。図5は、実施形態に係るレーザー装置6の出射面の一例を示す図である。
(Configuration of exposure apparatus 1)
Next, an example of the
露光装置1は、プリンター100に含まれる。制御部2は、露光装置1に動作指示を与えるので、露光装置1の制御部2としても動作する。記憶部3は、露光装置1に関するデータも記憶する。露光装置1の筐体内に光学部5(ポリゴンモーター51、ポリゴンミラー52、fθレンズ53、レンズ54)、レーザー装置6が設けられる(図4参照)。
The
レーザー装置6は、感光体ドラム41に走査するためのレーザービームを発する発光部を複数有する。具体的に、レーザー装置6は、各発光部を含む。各発光部は、レーザーダイオードである。各発光部の仕様は同じである。露光装置1は、4本のレーザービームで感光体ドラム41に走査する。
The
画像処理部22は、形成する画像の内容にあわせ、トナーをのせる画素では、レーザービームの点灯を指示し、トナーをのせない画素ではレーザービームの消灯を指示する画像信号(各発光部の点消灯信号)を生成する。画像処理部22は、1回の走査開始前に、次の走査に用いる画像信号を出力する。各発光部は画像処理部22から供給された画像信号に基づき、レーザービームの点消灯を行う。
In accordance with the content of the image to be formed, the
ポリゴンミラー52は、レーザービームを反射する多面鏡である。各発光部は、ポリゴンミラー52に向けてレーザービームを出射する。ポリゴンミラー52は、ポリゴンモーター51によって高速回転する。これにより、ポリゴンミラー52は、各発光部からの各レーザービームを感光体ドラム41の主走査方向にそって移動するように反射する。
The
ポリゴンミラー52と感光体ドラム41の間の光路上に、レーザービームの感光体ドラム41での走査速度(各レーザービームの照射位置の移動速度)を一定(等速)とするためのfθレンズ53が光学部5として設けられる。レンズ54は、屈折を用いてレーザービームが平行状態になるよう調整する(コリメーターレンズ)。なお、レーザービームを反射させて感光体ドラム41にレーザービームの方向を変えるミラーのような他の部材が設けられてもよい。
On the optical path between the
また、ポリゴンミラー52によるレーザービームの照射範囲内(走査範囲内)、かつ、感光体ドラム41への照射範囲外に、ビーム検知部55が設けられる。ビーム検知部55は、レーザービームが照射されると、出力電流(出力電圧)が変化する。ビーム検知部55は、フォトダイオード65やフォトトランジスタのような受光素子を含む。そして、制御部2は、ビーム検知部55の出力に基づき、感光体ドラム41への露光(書込)の開始タイミングを取る。制御部2は、ビーム検知部55のレーザービームの受光検知から一定時間経過した時点で、ドライバー回路7に1ラインの走査を開始させる。
Further, a
次に、図5を用いて、レーザー装置6の一例を説明する。1つのレーザー装置6は、4つの発光部(第1発光部61、第2発光部62、第3発光部63、第4発光部64)を有する。レーザー装置6は、4本のレーザービームを同時に発することができる。尚、4つ以外の複数の発光部を含むレーザー装置6を用いることもできる(例えば、8ビーム)。本説明では、4ビーム型のレーザー装置6を例に挙げて説明する。
Next, an example of the
図5の左側に示すように、レーザー装置6では、レーザービームの出射部分(各発光部)は、一列に並べられる。各発光部の間隔は均等である。並べられた状態での各レーザービームのピッチL0は、レーザー装置6によって異なるが、1画素(1ドット)の幅と一致しない。1ドットの幅(大きさ)は、プリンター100の仕様(印刷の解像度)により決まる。600dpiの場合、1ドットの幅は、25.4mm(1インチ)÷600≒42.3μmとなる。
As shown on the left side of FIG. 5, in the
そこで、図5の右側に示すように、レーザー装置6は、副走査方向のビームピッチL1と1ドットの間隔が一致するように、回転させて露光装置1に取り付けられる。言い換えると、レーザー装置6は、それぞれの発光部のレーザービームの照射位置が副走査方向で1ドットずつずれるように設置される。600dpiの場合、レーザー装置6は、治具や測定装置を用いて、副走査方向におけるビームピッチL1が42.3μmとなるように露光装置1に取り付けられる。これにより、1ラインの幅と、露光装置1における副走査方向のビームピッチL1が一致し、副走査方向の1ドットの再現性が確保される。
Therefore, as shown on the right side of FIG. 5, the
一方、レーザー装置6を回転させて取り付けるので、主走査方向においては、各発光部に位置的なずれがある(図5におけるビームピッチL2)。このビームピッチL2は、第1発光部61、第2発光部62、第3発光部63、第4発光部64が同じタイミングで走査を開始したときの感光体ドラム41の主走査方向での画像のずれとして現れる。
On the other hand, since the
各発光部を同じタイミングで画像信号(描画を指示する画像データ)を入力して描画を開始させたとき、第1発光部61と第2発光部62の露光開始位置と露光終了位置はビームピッチL2分だけずれる。そこで、画像処理部22(制御部2)は、ビームピッチL2の移動に要する時間分、第1発光部61の書き込み開始タイミングよりも第2発光部62の書き込み開始タイミングを早めさせる。制御部2は、ビームピッチL2の2倍の距離の移動に要する時間分、第1発光部61の書き込み開始タイミングよりも第3発光部63の書き込み開始タイミングを早めさせる。また、制御部2は、ビームピッチL2の3倍の距離の移動に要する時間分、第1発光部61の書き込み開始タイミングよりも第4発光部64の書き込み開始タイミングを早めさせる。これにより、画素の主走査方向の位置のずれを防ぐことができる。
When drawing is started by inputting an image signal (image data instructing drawing) at the same timing to each light emitting unit, the exposure start position and the exposure end position of the first
(ドライバー回路7)
次に、図6を用いて実施形態に係るドライバー回路7を説明する。図6は、実施形態に係る露光装置1に搭載されるドライバー回路7の一例を示す図である。
(Driver circuit 7)
Next, the
ドライバー回路7は、露光装置1に搭載される。ドライバー回路7は、コントローラー70、4つの電圧変換回路(第1電圧変換回路71a、第2電圧変換回路71b、第3電圧変換回路71c、第4電圧変換回路71d)、4つの比較回路(第1比較回路72a、第2比較回路72b、第3比較回路72c、第4比較回路72d)、4つの電流出力回路(第1電流出力回路73a、第2電流出力回路73b、第3電流出力回路73c、第4電流出力回路73d)を含む。
The
第1電流出力回路73aは第1発光部61に電流を供給する。第2電流出力回路73bは、第2発光部62に電流を供給する。第3電流出力回路73cは、第3発光部63に電流を供給する。第4電流出力回路73dは、第4発光部64に電流を供給する。つまり、ドライバー回路7の各電流出力回路(第1電流出力回路73a、第2電流出力回路73b、第3電流出力回路73c、第4電流出力回路73d)は、対応する発光部に電流を供給する。各電流出力回路は、コントローラー70の指示に応じ、対応する発光部に供給する電流を変化させる。
The first current output circuit 73 a supplies current to the first
ドライバー回路7のコントローラー70は、画像処理部22(画像信号供給部)から供給される画像信号に基づき各発光部の点消灯を各電流出力回路に指示し、画像信号に応じた静電潜像を感光体ドラム41に形成させる。また、コントローラー70は、基準電圧生成部70aを含む。
The
1つの電流出力回路の出力と1つの発光部が接続される。各電流出力回路は、出力電流を制御する。各電圧変換回路、各比較回路、各電流出力回路を用いて、発光部から出力されるレーザービームの光量(出力光量)を一定で保持するAPC(Automatic Power control)制御を行うことができる。APC制御のため、各発光部には、レーザービームの光量をモニターするためのフォトダイオード65が設けられる。
The output of one current output circuit and one light emitting unit are connected. Each current output circuit controls the output current. Using each voltage conversion circuit, each comparison circuit, and each current output circuit, it is possible to perform APC (Automatic Power Control) control that keeps the light amount (output light amount) of the laser beam output from the light emitting unit constant. For APC control, each light emitting unit is provided with a
出力光量が大きいほど、大きな電流がフォトダイオード65に流れる。第1発光部61のフォトダイオード65の出力電流は、第1電圧変換回路71aに入力される。第2発光部62のフォトダイオード65の出力電流は、第2電圧変換回路71bに入力される。第3発光部63のフォトダイオード65の出力電流は、第3電圧変換回路71cに入力される。第4発光部64のフォトダイオード65の出力電流は、第4電圧変換回路71dに入力される。
As the output light quantity increases, a larger current flows through the
各電圧変換回路は、対応するフォトダイオード65の出力電流をモニター電圧に変換する。具体的に、第1電圧変換回路71aは、第1発光部61のフォトダイオード65の出力電流を第1モニター電圧Vm1に変換する。第2電圧変換回路71bは、第2発光部62のフォトダイオード65の出力電流を第2モニター電圧Vm2に変換する。第3電圧変換回路71cは、第3発光部63のフォトダイオード65の出力電流を第3モニター電圧Vm3に変換する。第4電圧変換回路71dは、第4発光部64のフォトダイオード65の出力電流を第4モニター電圧Vm4に変換する。
Each voltage conversion circuit converts the output current of the corresponding
コントローラー70の基準電圧生成部70aは、発光部ごとにAPCにて発光させようとする光量に対応する基準電圧を生成する。例えば、基準電圧生成部70aは、D/A変換回路である。具体的に、基準電圧生成部70aは、第1発光部61の基準電圧として第1基準電圧Vref1を生成し、第2発光部62の基準電圧として第2基準電圧Vref2を生成し、第3発光部63の基準電圧として第3基準電圧Vref3を生成し、第4発光部64の基準電圧として第4基準電圧Vref4を生成する。
The reference
各比較回路は、APC制御のモニター電圧Vmと基準電圧Vrefを比較し、両電圧が等しくなったか否かを確認する。具体的に、第1比較回路72aは、第1モニター電圧Vm1と第1基準電圧Vref1を比較する。第2比較回路72bは、第2モニター電圧Vm2と第2基準電圧Vref2を比較する。第3比較回路72cは、第3モニター電圧Vm3と第3基準電圧Vref3を比較する。第4比較回路72dは、第4モニター電圧Vm4と第4基準電圧Vref4を比較する。
Each comparison circuit compares the monitor voltage Vm of the APC control with the reference voltage Vref, and confirms whether or not both voltages are equal. Specifically, the first comparison circuit 72a compares the first monitor voltage Vm1 with the first reference voltage Vref1. The
各比較回路は、比較結果に基づき、対応する電流出力回路に接続された発光部に流す電流を増減させる。具体的に、第1比較回路72aは、第1基準電圧Vref1>第1モニター電圧Vm1のとき、第1発光部61に流す電流を第1電流出力回路73aに増加させ、第1基準電圧Vref1<第1モニター電圧Vm1のとき、第1発光部61に流す電流を第1電流出力回路73aに減少させる。また、第1基準電圧Vref1=第1モニター電圧Vm1のとき、または、両電圧差が予め定められた許容範囲内のとき、第1電流出力回路73aは、そのときに第1発光部61に供給していた電流値を第1基準電流値として記憶する。
Each comparison circuit increases or decreases the current flowing through the light emitting unit connected to the corresponding current output circuit based on the comparison result. Specifically, when the first reference voltage Vref1> the first monitor voltage Vm1, the first comparison circuit 72a increases the current flowing through the first
第2比較回路72bは、第2基準電圧Vref2>第2モニター電圧Vm2のとき、第2発光部62に流す電流を第2電流出力回路73bに増加させ、第2基準電圧Vref2<第2モニター電圧Vm2のとき、第2発光部62に流す電流を第2電流出力回路73bに減少させる。また、第2基準電圧Vref2=第2モニター電圧Vm2のとき、または、両電圧差が予め定められた許容範囲内のとき、第2電流出力回路73bは、そのときに第2発光部62に供給していた電流値を第2基準電流値として記憶する。
When the second reference voltage Vref2> the second monitor voltage Vm2, the
第3比較回路72cは、第3基準電圧Vref3>第3モニター電圧Vm3のとき、第3発光部63に流す電流を第3電流出力回路73cに増加させ、第3基準電圧Vref3<第3モニター電圧Vm3のとき、第3発光部63に流す電流を第3電流出力回路73cに減少させる。また、第3基準電圧Vref3=第3モニター電圧Vm3のとき、または、両電圧差が予め定められた許容範囲内のとき、第3電流出力回路73cは、そのときに第3発光部63に供給していた電流値を第3基準電流値として記憶する。
When the third reference voltage Vref3> the third monitor voltage Vm3, the
第4比較回路72dは、第4基準電圧Vref4>第4モニター電圧Vm4のとき、第4発光部64に流す電流を第4電流出力回路73dに増加させ、第4基準電圧Vref4<第4モニター電圧Vm4のとき、第4発光部64に流す電流を第4電流出力回路73dに減少させる。また、第4基準電圧Vref4=第4モニター電圧Vm4のとき、または、両電圧差が予め定められた許容範囲内のとき、第4電流出力回路73dは、そのときに第4発光部64に供給していた電流値を第4基準電流値として記憶する。
When the fourth reference voltage Vref4> the fourth monitor voltage Vm4, the fourth comparison circuit 72d increases the current flowing through the fourth
(主走査方向の濃度ムラ)
次に、図7を用いて、従来の露光装置1での主走査方向の濃度ムラ補正の一例を説明する。図7は、従来の露光装置1での主走査方向の濃度ムラ補正の一例を説明するための図である。
(Density unevenness in the main scanning direction)
Next, an example of density unevenness correction in the main scanning direction in the
半導体レーザー装置を用いる露光装置には、感光体ドラムに走査、露光するため各種レンズや各種ミラーが設けられる。レンズの透過率やミラーの反射率は、レーザービームの入射角によって異なる。一方、レーザービームの照射位置は主走査方向で移動する。従って、各種ミラーや各種レンズへのレーザービームの入射角は走査中変化する。 In an exposure apparatus using a semiconductor laser device, various lenses and various mirrors are provided for scanning and exposing a photosensitive drum. The transmittance of the lens and the reflectance of the mirror vary depending on the incident angle of the laser beam. On the other hand, the irradiation position of the laser beam moves in the main scanning direction. Therefore, the incident angle of the laser beam to various mirrors and various lenses changes during scanning.
そのため、出力光量を一定として主走査方向に沿って感光体ドラムに走査したとき、照射光量(感光体ドラムに入射される光量、光エネルギー)は、一定とならない。その結果、出力光量を一定としても、印刷で得られる画像に目立つほどの濃度ムラが発生する場合がある。 Therefore, when the photosensitive drum is scanned along the main scanning direction with the output light amount being constant, the irradiation light amount (light amount incident on the photosensitive drum, light energy) is not constant. As a result, even if the output light quantity is constant, there is a case where the density unevenness is conspicuous in the image obtained by printing.
そこで、主走査方向の各画素の照射光量が目標光量で維持されるように、半導体レーザー装置に供給する電流を補正することがある。例えば、ある大きさの電流を基本電流とし、基本電流に補正電流を加えた電流を半導体レーザー装置に供給する。補正電流を増減させて光量補正が行われる。 Therefore, the current supplied to the semiconductor laser device may be corrected so that the irradiation light amount of each pixel in the main scanning direction is maintained at the target light amount. For example, a current having a certain magnitude is set as a basic current, and a current obtained by adding a correction current to the basic current is supplied to the semiconductor laser device. The light amount is corrected by increasing or decreasing the correction current.
例えば、レーザービームの入射角度により、主走査方向の各画素のうち、レンズの透過率やミラーの反射率が小さい画素では、レンズの透過率やミラーの反射率が大きい画素よりも半導体レーザー装置に供給する電流(補正電流)を増加させる。これにより、主走査方向のどの画素でも照射光量を目標光量で維持することができる。その結果、主走査方向でのムラが解消される。 For example, among the pixels in the main scanning direction, depending on the incident angle of the laser beam, a pixel having a low lens transmittance or mirror reflectivity is used as a semiconductor laser device than a pixel having a large lens transmittance or mirror reflectivity. Increase the supplied current (correction current). Thereby, the irradiation light quantity can be maintained at the target light quantity in any pixel in the main scanning direction. As a result, unevenness in the main scanning direction is eliminated.
図7は、主走査方向の1ライン中のレーザービームの出力光量増減の一例を示す。図7は、感光体ドラムの中心で光量の減衰が最も大きい露光装置での光量補正の一例を示す。図7の例では走査の開始から感光体ドラムの中心に向けて出力光量(補正電流)を次第に増やし、中心から最後の画素にかけて出力光量(補正電流)を次第に減らす補正を行う。なお、感光体ドラム41のうち、どの部分が最も減衰率が高くなるかは、半導体レーザー装置の設置位置や設置角度と関係がある。露光装置によっては、走査の開始位置と終了位置が最も光量の減衰が大きくなる場合もある。その場合、光量補正のグラフは、下に凸となる。
FIG. 7 shows an example of increase / decrease in the output light amount of the laser beam in one line in the main scanning direction. FIG. 7 shows an example of the light amount correction in the exposure apparatus having the largest attenuation of the light amount at the center of the photosensitive drum. In the example of FIG. 7, the output light amount (correction current) is gradually increased from the start of scanning toward the center of the photosensitive drum, and the output light amount (correction current) is gradually decreased from the center to the last pixel. Note that which portion of the
ここで、デバイスの精度(正確性)のような各種誤差要因によって、目標光量と照射光量の誤差が大きくなる場合がある。また、全ての発光部について、同様の補正電流を供給するタイプの露光装置(補正電流の電流源が共通の露光装置)では、発光部の個体差(発光効率の差)により、光量の誤差が大きくなる場合もある。特に、最大光量付近(補正電流の最大値付近)では、目標光量と照射光量の誤差が大きくなりやすいことがわかっている。光量の誤差が大きい部分では、濃度が薄くなったり、濃くなったりする。 Here, the error between the target light amount and the irradiation light amount may increase due to various error factors such as the accuracy (accuracy) of the device. Further, in an exposure apparatus that supplies the same correction current for all the light emitting sections (exposure apparatus having a common correction current source), an error in the amount of light may occur due to individual differences in the light emitting sections (difference in light emission efficiency). Sometimes it grows. In particular, it has been found that the error between the target light amount and the irradiation light amount tends to increase near the maximum light amount (near the maximum value of the correction current). In a portion where the error in the amount of light is large, the density becomes lighter or darker.
そのため、主走査方向での濃度ムラを避けるための光量補正を行ってもなお、濃度ムラが生ずることがある。そこで、本実施形態の露光装置1では、主走査方向1ラインの全画素において、照射光量と目標光量との誤差を小さくし、目立つほどの濃度ムラを生じなくして、印刷される画像を高画質化する。
For this reason, even when the light amount correction is performed to avoid density unevenness in the main scanning direction, density unevenness may still occur. Therefore, in the
(光量の変動幅の分割)
次に、図8を用いて、実施形態に係る露光装置1での出力光量の変動幅の分割の一例を説明する。図8は実施形態に係る露光装置1での出力光量の変動幅の分割の一例を示す図である。
(Division of light intensity fluctuation range)
Next, an example of division of the fluctuation range of the output light amount in the
露光装置1では、照射光量と目標光量の誤差を小さくするため、光量補正での出力光量(発光部の発光量)の変動幅を複数の光量帯8に分割する。
In the
まず、いずれかの発光部を基準発光部とする。そして、基準発光部において、感光体ドラム41の主走査方向での1ラインの走査の開始から終了までの間の照射光量を予め定められた目標光量で維持するうえでの出力光量の変動幅は実験等により把握しておくことができる。例えば、光量測定器を用いて、各画素の照射光量を予め定められた目標光量で維持するのに必要な出力光量を測る。必要な出力光量の最小値と最大値の幅が出力光量の変動幅となる。
First, any one of the light emitting units is set as a reference light emitting unit. Then, in the reference light emitting unit, the fluctuation range of the output light amount for maintaining the irradiation light amount from the start to the end of scanning of one line in the main scanning direction of the
また、感光体ドラム41の主走査方向での1ラインの走査の開始から終了までの間に照射光量を目標光量で維持するように電流を基準発光部に流したときの各フォトダイオード65によるモニター電圧の変化幅に基づき、出力光量の変動幅を把握してもよい。
In addition, monitoring by each
図8は、感光体ドラム41の主走査方向の中央で光量の減衰が最大となり、主走査方向の両端で光量の減衰が最小となる場合の基準発光部の出力光量の変動幅を実線で示している。ドライバー回路7のコントローラー70は、変動幅を発光部の個数で複数の光量帯8に分割する。図8は、実施形態に係るレーザー装置6が4つの発光部を含むことに対応し、4つの光量帯8(第1光量帯81、第2光量帯82、第3光量帯83、第4光量帯84)に分ける例を示している。図8は、ドライバー回路7のコントローラー70が、感光体ドラム41の主走査方向での1ラインの画素の走査の開始から終了までの間に照射光量を目標光量で維持する場合、基準発光部の出力光量の最大値と最小値を変動幅とし、変動幅を発光部の個数で均等又はほぼ均等となるように分割する例を示している。
FIG. 8 shows, by a solid line, the fluctuation range of the output light amount of the reference light emitting unit when the attenuation of the light amount is maximum at the center in the main scanning direction of the
以下、光量が最も大きい光量帯8を第1光量帯81と称する。光量が2番目に大きい光量帯8を第2光量帯82と称する。光量が3番目に大きい光量帯8を第3光量帯83と称する。光量が4番目に大きい(最も小さい)光量帯8を第4光量帯84と称する。
Hereinafter, the
第1光量帯81の範囲のいずれかの光量となる各発光部の基準電圧(第1基準電圧Vref1、第2基準電圧Vref2、第3基準電圧Vref3、第4基準電圧Vref4)と、第2光量帯82の範囲のいずれかの光量となる各発光部の基準電圧と、第3光量帯83の範囲のいずれかの光量となる各発光部の基準電圧と、第4光量帯84の範囲のいずれかの光量となる各発光部の基準電圧が光量データD1として記憶部3に記憶される。
A reference voltage (first reference voltage Vref1, second reference voltage Vref2, third reference voltage Vref3, fourth reference voltage Vref4) of each light emitting unit that has a light quantity in the range of the first
具体的に、第1光量帯81の範囲の中央光量に対応する各発光部の基準電圧と、第2光量帯82の範囲の中央光量に対応する各発光部の基準電圧と、第3光量帯83の範囲の中央光量に対応する各発光部の基準電圧と、第4光量帯84の範囲の中央光量に対応する各発光部の基準電圧が光量データD1として記憶部3に記憶される。
Specifically, the reference voltage of each light emitting unit corresponding to the central light amount in the range of the first
そして、ドライバー回路7のコントローラー70は、光量帯8ごとに、各光量帯8の範囲内の光量で露光すべき画素を基準に1ライン(主走査方向の走査範囲)を複数の区間9に分割する。言い換えると、コントローラー70は、光量帯8の範囲の光量で発光部を発光させて露光すべき画素の単位で1ラインを複数の区間9に分割する。具体的に、ドライバー回路7は、各光量帯8の境界値に対応する電流を基準発光部に流したときに照射光量が目標光量となる画素の位置を区間9の境界とする。
Then, the
図8の例では、コントローラー70は、第1光量帯81の範囲の光量で露光すべき画素の区間9(以下「第1区間91」)と、第2光量帯82の範囲の光量で露光すべき画素の区間9(以下「第2区間92」)と、第3光量帯83の範囲の光量で露光すべき画素の区間9(以下「第3区間93」)と、第4光量帯84の光量で露光すべき画素の区間9(以下「第4区間94」)に主走査方向のラインを分割する。
In the example of FIG. 8, the
図8の例では、感光体ドラム41の中央ほど補正電流が大きいので(上に凸なので)、主走査方向の1ラインのうち、真ん中部分が第1区間91となる。1ラインの先頭画素から順に第4区間94、第3区間93、第2区間92となる。第1区間91の後端画素から最終画素にかけて第2区間92、第3区間93、第4区間94となる。主走査方向の1ラインを先頭側(後尾側)からみれば、区間9の順番は、第4区間94→第3区間93→第2区間92→第1区間91→第2区間92→第3区間93→第4区間94となる。
In the example of FIG. 8, since the correction current is larger toward the center of the photosensitive drum 41 (because it is convex upward), the middle portion of one line in the main scanning direction is the
ドライバー回路7は、1つの光量帯8に対応する区間9に対し、1つの発光部を割り当てる。そして、ドライバー回路7は、各画素の照射光量が目標光量となるように、割り当てた光量帯8の範囲内で発光部の発光量を変化させる。このように、ドライバー回路7は、区間9ごとに走査を行う発光部を切り替えて1ラインの走査、露光を行う。
The
従来、1本のレーザービームが感光体ドラム41の主走査方向の1ラインの走査に用いられている。例えば、4ビームの露光装置1では、1回の走査で4本の主走査ラインが走査される。これにより、1回の走査で主走査方向の複数ラインを走査でき、高速に感光体ドラム41に走査することができる。しかし、上述のように、光量補正を行っても目立つほどの濃度ムラが生ずることがある。
Conventionally, one laser beam is used for scanning one line of the
本実施形態の露光装置1は、主走査方向の区間9に1つの発光部が割り当てられる。そして、ドライバー回路7は、割り当てられた区間9に対応する光量帯8の範囲内で発光部の光量を変化させる。これにより、光量補正における電流の振幅(増減幅)を抑え、目標光量と照射光量との誤差が大きくならないようにすることができる。
In the
(露光装置1の露光、走査の流れ)
次に、図9、図10を用いて、実施形態に係る露光装置1での走査、露光の流れの一例を説明する。図9は、実施形態に係る露光装置1の走査、露光の流れの一例を示すフローチャートである。図10は、実施形態に係る露光装置1での走査の一例を示す図である。
(Exposure of
Next, an example of the flow of scanning and exposure in the
本説明では、1ページの印刷での感光体ドラム41への走査の流れを説明する。複数枚の用紙に連続して印刷するとき、図9のフローチャートが繰り返される。図9のフローチャートのスタートは、印刷のため、感光体ドラム41への走査を開始する時点である。
In this description, the flow of scanning onto the
まず、ドライバー回路7は、光量帯8(区間9)に1つの発光部を割り当てる(ステップ♯1)。このとき、ドライバー回路7は、光量帯8に割り当てる発光部を印刷ごと(1枚ごと)に切り替えてもよい。例えば、1つの発光部に、第1光量帯81(第1区間91)、第2光量帯82(第2区間92)、第3光量帯83(第3区間93)、第4光量帯84(第4区間94)が順番に割り当てられる。これにより、各区間9の画素数にバラツキがあっても、長期的にみて、各発光部の点灯時間がほぼ均等となる。従って、レーザー装置6の寿命が長くなる。なお、複数ページごと、印刷ジョブごとに区間9に割り当てる発光部を切り替えてもよい。
First, the
次に、各画素の走査の開始前に、ドライバー回路7のコントローラー70は、割り当てた光量帯8の中央光量に対応する基準電流値を、発光部ごとに把握する(ステップ♯2)。ドライバー回路7のコントローラー70は、区間9に対応する光量帯8内の中央光量に対応する基準電圧を各比較回路に入力し、モニター電圧=基準電圧またはモニター電圧と基準電圧の差が許容範囲内となる電流値である基準電流値を発光部ごとに求め、各電流出力回路に記憶させる。
Next, before starting the scanning of each pixel, the
具体的に、基準電流値を求めるとき、コントローラー70は、APC制御を行う。基準電圧生成部70aは、第1発光部61に割り当てた区間の光量帯8の中央光量に対応する基準電圧(第1基準電圧Vref1)を生成し、第1比較回路72aに入力する。コントローラー70(第1電流出力回路73a)は、モニター電圧=基準電圧となる電流値を第1基準電流値として認識する。基準電圧生成部70aは、第2発光部62に割り当てた区間の光量帯8の中央光量に対応する基準電圧(第2基準電圧Vref2)を生成し、第2比較回路72bに入力する。コントローラー70(第2電流出力回路73b)は、モニター電圧=基準電圧となる電流値を第2基準電流値として認識する。基準電圧生成部70aは、第3発光部62に割り当てた区間の光量帯8の中央光量に対応する基準電圧(第3基準電圧Vref3)を生成し、第3比較回路72cに入力する。コントローラー70(第3電流出力回路73c)は、モニター電圧=基準電圧となる電流値を第3基準電流値として認識する。基準電圧生成部70aは、第4発光部62に割り当てた区間の光量帯8の中央光量に対応する基準電圧(第4基準電圧Vref4)を生成し、第4比較回路72dに入力する。コントローラー70(第4電流出力回路73d)は、モニター電圧=基準電圧となる電流値を第4基準電流値として認識する。
Specifically, when obtaining the reference current value, the
画像処理部22は、形成しようとする画像の静電潜像となるように、区間9単位で供給する画像信号のラインをずらしつつ、ドライバー回路7に4ライン分の画像信号を送信する(ステップ♯3)。
The
ドライバー回路7は、画像処理部22から供給された画像信号に基づき、感光体ドラム41への走査、露光を行う(ステップ♯4)。このとき、ドライバー回路7(各電流出力回路)は、発光部の点灯時、各画素の照射光量が目標光量となるように各発光部に電流を供給する(ステップ♯4)。また、ドライバー回路7は、区間9ごとに走査を行う発光部を切り替えて走査する(ステップ♯4)。
The
照射光量が目標光量となるように、各区間において、画素ごとに、基準電流値と各発光部に供給すべき電流値の差が予め定められ、差分データとして記憶部3に不揮発的に記憶される。言い換えると、区間において、発光部に供給する電流値の変化パターンが予め定められる。ドライバー回路7(各電流出力回路)は、差分データに基づき、基準電流値を中心として発光部に供給する電流を変化させる。
In each section, the difference between the reference current value and the current value to be supplied to each light emitting unit is determined in advance in each section so that the irradiation light amount becomes the target light amount, and is stored in the
具体的に、ドライバー回路7(電流出力回路)は、差分データに基づき、照射光量が目標光量となるように所定の変化パターンで第1基準電流値の電流を増減させることにより、第1発光部61に供給する電流を変化させる。また、ドライバー回路7(電流出力回路)は、差分データに基づき、照射光量が目標光量となるように所定の変化パターンで第2基準電流値の電流を増減させることにより、第2発光部62に供給する電流を変化させる。ドライバー回路7(電流出力回路)は、差分データに基づき、照射光量が目標光量となるように所定の変化パターンで第3基準電流値の電流を増減させることにより、第3発光部63に供給する電流を変化させる。ドライバー回路7(電流出力回路)は、差分データに基づき、照射光量が目標光量となるように所定の変化パターンで第4基準電流値の電流を増減させることにより、第4発光部64に供給する電流を変化させる。
Specifically, the driver circuit 7 (current output circuit) increases or decreases the current of the first reference current value with a predetermined change pattern based on the difference data so that the irradiation light amount becomes the target light amount. The current supplied to 61 is changed. Further, the driver circuit 7 (current output circuit) causes the second
図10を用いて画像信号のラインをずらす点、及び、実際の走査を説明する。各光量帯8と発光部の割り当てのパターンは複数ある。図10での光量帯8、区間9、発光部の割り当ては以下のとおりである。
(1)走査ラインが副走査方向で最も先頭側にある発光部が第1発光部61である。この第1発光部61の割り当ては、第1光量帯81(第1区間91)である。
(2)走査ラインが副走査方向で先頭側から2番目にある発光部が第2発光部62である。この第2発光部62の割り当ては、第2光量帯82(第2区間92)である。
(3)走査ラインが副走査方向で先頭側から3番目にある発光部が第3発光部63である。この第3発光部63の割り当ては、第3光量帯83(第3区間93)である。
(4)走査ラインが副走査方向で最も後端側にある発光部が第4発光部64である。この第4発光部64の割り当ては、第4光量帯84(第4区間94)である。
The point of shifting the line of the image signal and the actual scanning will be described with reference to FIG. There are a plurality of allocation patterns for each
(1) The first
(2) The second
(3) The third
(4) The light emitting part whose scanning line is the rearmost end side in the sub-scanning direction is the fourth
各光量帯8(区間9)に1つの発光部が割り当てられる。そして、区間9ごとに走査を行う発光部を切り替えて走査する。そのため、図10の割り当ての場合、第4発光部64には、生成しようとする画像のうち、第4区間94の画素に対してのみレーザービームの点消灯を指示する画像信号が与えられる。画像処理部22は、第4発光部64が第3区間93、第2区間92、第1区間91を走査する間の画像信号として、ダミーデータ(消灯を指示するデータ、露光しない旨のデータ)を与える。そのため、第4発光部64は、第4区間94でのみ点灯する。
One light emitting unit is assigned to each light quantity band 8 (section 9). And it scans by switching the light emission part which scans for every
また、図10の割り当ての場合、第3発光部63には、生成しようとする画像のうち、第3区間93の画素に対してのみレーザービームの点消灯を指示する画像信号が与えられる。画像処理部22は、第3発光部63が第4区間94、第2区間92、第1区間91を走査する間の画像信号として、ダミーデータを与える。そのため、第3発光部63は、第3区間93でのみ点灯する。
In the case of the assignment shown in FIG. 10, the third
また、図10の割り当ての場合、第2発光部62には、生成しようとする画像のうち、第2区間92の画素に対してのみレーザービームの点消灯を指示する画像信号が与えられる。画像処理部22は、第2発光部62が第4区間94、第3区間93、第1区間91を走査する間の画像信号として、ダミーデータを与える。そのため、第2発光部62は、第2区間92でのみ点灯する。
In the case of the assignment shown in FIG. 10, the second
また、図10の割り当ての場合、第1発光部61には、生成しようとする画像のうち、第1区間91の画素に対してのみレーザービームの点消灯を指示する画像信号が与えられる。画像処理部22は、第1発光部61が第4区間94、第3区間93、第2区間92を走査する間の画像信号として、ダミーデータを与える。そのため、第1発光部61は、第1区間91でのみ点灯する。このように、画像処理部22は、発光部が割り当てられた区間9については、画素を走査するための信号(レーザービームの点消灯を指示する信号)を、発光部が割り当てられていない区間9についてはダミーデータを、画像信号としてドライバー回路7に与える。
In the case of the assignment shown in FIG. 10, the first
ここで、図10では、2点鎖線の矢印で1ページの印刷の先頭ラインを図示している。また、区間9を示す矩形の内部には、何回目の走査で描画されるかを示す数字を記載している。上述のように、1つのレーザー装置6内に複数の発光部が並んで設けられる。そして、レーザー装置6は、それぞれの発光部のレーザービームの照射位置が副走査方向で1ドットずつずれるように設置される(図5参照)。そのため、第4発光部64が先頭ラインを走査する位置のとき、第3発光部63の走査位置は、先頭ラインから1つ手前のラインの位置であり、第2発光部62の走査位置は、先頭ラインから2つ手前のラインの位置であり、第1発光部61の走査位置は、先頭ラインから3つ手前のラインの位置である。
Here, in FIG. 10, the top line of printing of one page is illustrated by a two-dot chain line arrow. In addition, inside the rectangle indicating the
つまり、第4発光部64の走査位置と第3発光部63の走査位置は、副走査方向で1ドット(1ライン)分ずれる。第4発光部64の走査位置と第2発光部62の走査位置は、副走査方向で2ドット分ずれる。第4発光部64の走査位置と第1発光部61の走査位置は、副走査方向で3ドット分ずれる。
That is, the scanning position of the fourth
このズレを考慮して、画像処理部22は、ドライバー回路7に送信する画像信号のラインを区間9の単位でずらす。具体的に、画像処理部22は、走査位置が先頭ラインに最も早く到達する発光部(本説明では第4発光部64)に供給する画像信号はずらさない。画像処理部22は、走査位置が先頭ラインに最も早く到達する発光部とずれているドット分、画像信号のラインをずらす。1ドットずれている発光部(第3発光部63)に割り当てられた区間9のデータを1ライン(1ドット分)遅らせる。2ドットずれている発光部(第2発光部62)に割り当てられた区間9のデータを2ライン(2ドット分)遅らせる。3ドットずれている発光部(第1発光部61)に割り当てられた区間9のデータを3ライン(3ドット分)遅らせる。つまり、画像処理部22は、走査位置が先頭ラインに最も早く到達する発光部とずれているドット数分、発光部に割り当てられた区間9のデータを遅らせる方向でずらす。
In consideration of this shift, the
このずれのため、図10の例では、先頭ラインは、1回目の走査で画像信号に基づく第4区間94の走査、露光が行われ、2回目の走査で画像信号に基づく第3区間93の走査、露光が行われ、3回目の走査で画像信号に基づく第2区間92の走査、露光が行われ、4回目の走査で画像信号に基づく第1区間91の走査、露光が行われる。以下、先頭ライン以降の走査が順次行われる。このように、各発光部の走査を組み合わせて主走査方向1ラインの走査が行われる。
Due to this shift, in the example of FIG. 10, the first line is scanned and exposed in the
尚、第4発光部64の走査位置が先頭ラインに到達しても、第3発光部63、第2発光部62、第1発光部61は、先頭ラインを走査する位置となっていない。先頭ラインを走査する位置となるまで、第3発光部63、第2発光部62、第1発光部61に対しては、画像処理部22は、ダミーデータ(消灯を指示する信号)をドライバー回路7に与える。図10の例では、ダミーデータの部分を破線の矩形で図示している。このように、画像処理部22は、走査位置が描画エリア外の発光部への画像信号として、ダミーデータをドライバー回路7に与える。
Even if the scanning position of the fourth
1回の走査が終わった後、ドライバー回路7は、1ページの全ラインの走査が終わったか否かを確認する(ステップ♯5)。全ラインの走査が終わったとき(ステップ♯5のYes)、本フローは終了する(エンド)。全ラインの走査が終わっていないとき(ステップ♯5のNo)、フローは、ステップ♯3に戻る。
After one scan, the
主走査の1ラインを目標光量で維持しつつ露光する光量補正において、1ラインのうち補正のための電流を大きくする部分では、発光部に流す電流の誤差により、目標光量と実際に画素に照射光量の誤差が大きくなることがある。そこで、実施形態に係る露光装置1は、画像信号供給部(画像処理部22)、発光部(第1発光部61、第2発光部62、第3発光部63、第4発光部64)、光学部5、ドライバー回路7を含む。画像信号供給部は、画像信号を供給する。発光部は、複数であり、レーザービームにより感光体ドラム41に走査して露光する。光学部5は、も回転しつつレーザービームを反射して感光体ドラム41の主走査方向に沿ってレーザービームの照射位置を移動させるポリゴンミラー52を含み、発光部から感光体ドラム41までの光路上に設けられる。ドライバー回路7は、
各発光部に電流を供給し、画像信号供給部からの画像信号に基づき各発光部の点消灯を行って画像信号に応じた静電潜像を感光体ドラム41に形成し、感光体ドラム41の主走査方向での1ラインの各画素に照射されるレーザービームの光量である照射光量を予め定められた目標光量で維持する場合において、1ラインの走査の最初の画素から最後の画素まで発光部が出力するレーザービームの光量である出力光量の変動幅を発光部の個数で複数の光量帯8(第1光量帯81、第2光量帯82、第3光量帯83、第4光量帯84)に分割し、光量帯8に1つの発光部を割り当て、光量帯8の光量で露光すべき画素に基づき主走査方向の1ラインを複数の区間9(第1区間91、第2区間92、第3区間93、第4区間94)に分割し、区間9に対応する光量帯8に割り当てられた発光部に区間9を走査させ、区間9に含まれる各画素の照射光量が目標光量となるようにそれぞれの発光部に供給する電流を区間9内で変化させ、区間9ごとに走査を行う発光部を切り替える
In the light amount correction for exposure while maintaining one line of main scanning with the target light amount, the target light amount and the actual pixel are irradiated due to an error in the current flowing through the light emitting unit in the portion of the line where the current for correction is increased. The error in the amount of light may increase. Therefore, the
A current is supplied to each light emitting unit, and each light emitting unit is turned on and off based on an image signal from the image signal supply unit to form an electrostatic latent image corresponding to the image signal on the
このように、変動幅を複数の光量帯8に分割する。光量帯8に1つの発光部を割り当てる。また、光量帯8にあわせて1ラインを複数に区分けする。区間9を対応する発光部のみで走査する。その結果、複数の発光部は共同して1ラインを走査する。さらに、照射光量が一定となるように各発光部を点灯させる。これにより、電流の補正量の絶対値を小さくすることができ、照射光量と目標光量との誤差は、小さく抑えられる。誤差は、濃度ムラが目立つほど大きくはならない。従って、濃度のムラが少なく高画質の画像を形成できる露光装置1を提供することができる。
In this way, the fluctuation range is divided into a plurality of
また、1つのレーザー装置6内に複数の発光部が並んで設けられる。レーザー装置6は、それぞれの発光部のレーザービームの照射位置が副走査方向で1ドットずつずれるように設置される。画像信号供給部は、形成しようとする静電潜像となるように、区間9単位でドライバー回路7に供給する画像信号のラインをずらす。これにより、1ラインを区間9で分割しても、濃度ムラが少なくズレのない画像を形成することができる。
In addition, a plurality of light emitting units are provided side by side in one
また、各発光部に対し出力光量をモニターするためのフォトダイオード65が設けられる。ドライバー回路7は、区間9に対応する光量帯8の中央値に対応する基準電流値を中心として各発光部に供給する電流を変化させる。これにより、照射光量と目標光量との誤差は、平均的に小さくなる。従って、目立つ濃度ムラは生じない。濃度ムラが少なく高画質の画像を形成できる露光装置1を提供することができる。
In addition, a
特定の光量帯8の範囲が広いと画素に照射されるレーザービームの実際の光量と目標光量との誤差が大きくなる画素が現れる可能性がある。そこで、ドライバー回路7は、発光部のうち、1つの発光部である基準発光部において、感光体ドラム41の主走査方向での1ラインの画素の走査の開始から終了までの間に照射光量を目標光量で維持する場合の出力光量の最大値と最小値に基づき変動幅を定め、変動幅を発光部の個数で均等となるように分割する。これにより、各光量帯8の幅を揃えることができる。そして、照射光量と目標光量との誤差を平均的に小さくすることができる。従って、目立つほどの濃度むらを生じないようにすることができる。
When the range of the specific
また、ドライバー回路7は、印刷ごとに、発光部に割り当てる光量帯8を切り替える。これにより、特定の発光部のみに、電流が大きい光量帯8が割り当てられることを避けることができる。従って、特定の発光部だけ劣化が進まず、レーザー装置6の寿命を延ばすことができる。
Further, the
また、画像形成装置(プリンター100)は、上述の露光装置1を含む。濃度のムラが少ない露光装置1を含むので、高画質な画像形成装置を提供することができる。
The image forming apparatus (printer 100) includes the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 The embodiment of the present invention has been described above, but the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本発明は、レーザービームで露光を行う露光装置や画像形成装置に利用可能である。 The present invention is applicable to an exposure apparatus and an image forming apparatus that perform exposure with a laser beam.
100 プリンター(画像形成装置) 1 露光装置
22 画像処理部(画像信号供給部) 41 感光体ドラム
5 光学部 52 ポリゴンミラー
6 レーザー装置 61 第1発光部
62 第2発光部 63 第3発光部
64 第4発光部 7 ドライバー回路
8 光量帯 81 第1光量帯
82 第2光量帯 83 第3光量帯
84 第4光量帯 9 区間
91 第1区間 92 第2区間
93 第3区間 94 第4区間
DESCRIPTION OF
Claims (6)
レーザービームにより感光体ドラムに走査して露光するための複数の発光部と、
回転しつつレーザービームを反射して前記感光体ドラムの主走査方向に沿ってレーザービームの照射位置を移動させるポリゴンミラーを含み、前記発光部から前記感光体ドラムまでの光路上に設けられる光学部と、
各前記発光部に電流を供給し、前記画像信号供給部からの画像信号に基づき各前記発光部の点消灯を行って前記画像信号に応じた静電潜像を前記感光体ドラムに形成し、前記感光体ドラムの主走査方向での1ラインの各画素に照射されるレーザービームの光量である照射光量を予め定められた目標光量で維持する場合において、1ラインの走査の最初の画素から最後の画素まで前記発光部が出力するレーザービームの光量である出力光量の変動幅を前記発光部の個数で複数の光量帯に分割し、前記光量帯に1つの前記発光部を割り当て、前記光量帯の光量で露光すべき画素に基づき主走査方向の1ラインを複数の区間に分割し、前記区間に対応する前記光量帯に割り当てられた前記発光部に前記区間を走査させ、前記区間に含まれる各画素の前記照射光量が前記目標光量となるようにそれぞれの前記発光部に供給する電流を前記区間内で変化させ、前記区間ごとに走査を行う前記発光部を切り替えるドライバー回路と、を含むことを特徴とする露光装置。 An image signal supply unit for supplying an image signal;
A plurality of light emitting portions for scanning and exposing the photosensitive drum with a laser beam;
An optical unit including a polygon mirror that reflects the laser beam while rotating and moves the irradiation position of the laser beam along the main scanning direction of the photosensitive drum, and is provided on an optical path from the light emitting unit to the photosensitive drum When,
Supplying an electric current to each of the light emitting units, turning on and off each of the light emitting units based on an image signal from the image signal supply unit to form an electrostatic latent image corresponding to the image signal on the photosensitive drum, In the case where the irradiation light amount, which is the light amount of the laser beam irradiated to each pixel in one line in the main scanning direction of the photosensitive drum, is maintained at a predetermined target light amount, the first pixel to the last scanning in one line are performed. The fluctuation range of the output light amount, which is the light amount of the laser beam output from the light emitting unit up to the pixel, is divided into a plurality of light amount bands by the number of the light emitting units, one light emitting unit is assigned to the light amount band, and the light amount band One line in the main scanning direction is divided into a plurality of sections based on pixels to be exposed with a light amount of light, and the light emitting unit assigned to the light amount band corresponding to the section is scanned with the section, and is included in the section For each pixel A driver circuit that changes a current supplied to each of the light emitting units within the section so that an irradiation light amount becomes the target light amount, and switches the light emitting unit that performs scanning for each of the sections. Exposure equipment to do.
前記レーザー装置は、それぞれの前記発光部のレーザービームの照射位置が副走査方向で1ドットずつずれるように設置され、
前記画像信号供給部は、形成しようとする静電潜像となるように、前記区間単位で前記ドライバー回路に供給する画像信号のラインをずらすことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 A plurality of the light emitting units are provided side by side in one laser device,
The laser device is installed such that the irradiation position of the laser beam of each light emitting unit is shifted by one dot in the sub-scanning direction,
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the image signal supply unit shifts a line of an image signal supplied to the driver circuit for each section so that an electrostatic latent image to be formed is obtained.
前記ドライバー回路は、前記区間に対応する前記光量帯の中央値に対応する基準電流値を中心として各前記発光部に供給する電流を変化させることを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。 A photodiode for monitoring the output light amount is provided for each of the light emitting units,
3. The exposure according to claim 1, wherein the driver circuit changes a current supplied to each of the light emitting units around a reference current value corresponding to a median value of the light amount band corresponding to the section. apparatus.
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