JP2020131429A - Image formation apparatus and image formation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method.
複合機やプリンターでは、記録材に対する画像記録を高速に行うために、複数のレーザー光源(例えばレーザダイオード:LD)からのレーザービームを用いて、複数ラインの画像を1回の走査で感光体に書込むことにより感光体に画像形成が行われる。この画像形成を副走査方向に繰り返し行うことで、1ページの画像形成が行われる。しかし、レーザー光源は、垂下特性(ドループ)により発光時間に応じて光量が減衰する。 In multifunction devices and printers, in order to record images on recording materials at high speed, laser beams from multiple laser light sources (for example, laser diode: LD) are used to capture images of multiple lines on a photoconductor in a single scan. By writing, an image is formed on the photoconductor. By repeating this image formation in the sub-scanning direction, one page of image formation is performed. However, the amount of light of the laser light source is attenuated according to the light emission time due to the drooping characteristic (droop).
例えば、特許文献1には、周辺温度の変化に起因する光量変化を抑制するため、センサの出力波形のパルス幅に基づいて、レーザー光源の光量を制御する技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for controlling the amount of light from a laser light source based on the pulse width of the output waveform of a sensor in order to suppress a change in the amount of light due to a change in ambient temperature.
しかしながら、レーザー光源自体も熱源であり、発光時間とともに発熱して光量は変化する。そのため、特許文献1に記載の周囲温度に着目した技術では、書出し開始時の光量は一定に保つことができるが、書出し終了時の光量は一定ではない。このように、レーザー発光においては、1ラインの発光でもレーザー光源自体の発熱に起因する垂下特性により、書出し開始時と書出し終了時の光量が異なる。このため、感光体に形成される静電潜像に帯電ムラが発生し、現像後の画像に濃度ムラが発生する。 However, the laser light source itself is also a heat source, and heat is generated with the light emission time, and the amount of light changes. Therefore, in the technique focusing on the ambient temperature described in Patent Document 1, the amount of light at the start of writing can be kept constant, but the amount of light at the end of writing is not constant. As described above, in laser light emission, the amount of light at the start of writing and at the end of writing differs depending on the drooping characteristic caused by the heat generation of the laser light source itself even if one line is emitted. For this reason, uneven charging occurs in the electrostatic latent image formed on the photoconductor, and uneven density occurs in the developed image.
上記の状況から、書出し開始から書出し終了にかけて光量が変化することによる画像の濃度ムラを低減する手法が要望されていた。 From the above situation, there has been a demand for a method for reducing image density unevenness due to a change in the amount of light from the start of writing to the end of writing.
上記課題を解決するために、本発明の一態様の画像形成装置は、光源と、その光源から出射される光を主走査方向に走査する走査部と、その走査部により走査された光に基づいて画像が形成される像担持体と、その像担持体よりも光の走査方向の上流側に配置され、受光した光の光量に応じた第1の検出信号を出力する第1の光センサと、像担持体よりも光の走査方向の下流側に配置され、受光した光の光量に応じた第2の検出信号を出力する第2の光センサと、を備える。さらに、上記画像形成装置は、上記第1の検出信号と上記第2の検出信号との間の変化に基づいて、光源の光を出射する発光時間に対する光量の補正パラメータを算出する算出部と、発光時間に対する光量の補正パラメータとの対応関係を記憶する記憶部と、画像形成対象の画像データに基づいて、光源が光を出射すべき発光時間を判別する判別部と、記憶部に記憶された発光時間と光量の補正パラメータとの対応関係に基づいて、判別部で判別された発光時間に対する光源から出射する光の光量を制御する制御部と、を備える。 In order to solve the above problems, the image forming apparatus of one aspect of the present invention is based on a light source, a scanning unit that scans the light emitted from the light source in the main scanning direction, and the light scanned by the scanning unit. An image carrier on which an image is formed, and a first optical sensor that is arranged upstream of the image carrier in the scanning direction of light and outputs a first detection signal according to the amount of received light. A second optical sensor, which is arranged downstream of the image carrier in the scanning direction of light and outputs a second detection signal according to the amount of received light, is provided. Further, the image forming apparatus includes a calculation unit that calculates a correction parameter of the amount of light with respect to the emission time of emitting light from the light source based on the change between the first detection signal and the second detection signal. A storage unit that stores the correspondence between the light intensity correction parameter with respect to the light emission time, a discrimination unit that determines the light emission time that the light source should emit light based on the image data of the image formation target, and a storage unit that stores the light source. A control unit that controls the amount of light emitted from the light source with respect to the light emission time determined by the discrimination unit is provided based on the correspondence between the light emission time and the correction parameter of the light amount.
本発明の少なくとも一態様によれば、書出し開始から書出し終了にかけて光量の変化を抑え、光量の変化に起因する画像の濃度ムラを低減できる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to at least one aspect of the present invention, it is possible to suppress a change in the amount of light from the start of writing to the end of writing, and reduce uneven density of an image due to the change in the amount of light.
Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following embodiments.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と記述する)の例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, examples of embodiments for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the accompanying drawings, components having substantially the same function or configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
[画像形成装置の構成]
まず、本発明を利用する画像形成装置の一実施形態の構成について図1を参照して説明する。
[Configuration of image forming apparatus]
First, a configuration of an embodiment of an image forming apparatus using the present invention will be described with reference to FIG.
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す概略断面図である。図1に示す画像形成装置10は、プリント機能、コピー機能、ファクシミリ機能、及びスキャン機能等の複数の機能を備えた多機能デジタル画像形成装置(MFP:Multi Function Peripherals)である。画像形成装置10は、原稿から画像を読み取って得られた画像データ又は端末装置30等の外部機器から受信した画像データ(プリントデータ)に基づいて、用紙P上に画像を形成する。本発明が適用される画像形成装置10は、少なくともプリント機能を備えていればよい。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The
画像形成装置10は、画像読取部12、画像形成部13、操作パネル15、手差しトレイT1、給紙トレイT2、及び排紙トレイT3を備える。
The
画像読取部12は、図示しない原稿台又は自動原稿搬送部(ADF:Auto Document Feeder)に載置された原稿の画像を走査露光装置の光学系により走査露光し、その反射光をラインイメージセンサーにより読み取り、これにより、画像信号を得る。この画像信号は、A/D変換、シェーディング補正、圧縮等の処理が施された後、画像データとして後述するコントローラー32(図2及び図7参照)に入力される。なお、コントローラー32に入力される画像データとしては、画像読取部12で読み取ったものに限らず、例えば、不図示のネットワークインターフェースを介して外部装置から受信したものであってもよい。
The
画像形成部13は、画像処理された原画像(画像データ)における各画素の4色の画素値に応じて、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及びブラック(K)の4色の中の1色以上で構成される画像を用紙P上に形成する。画像形成部13は、図1に示すように、4つの書込みユニット131Y,131M,131C,131K、中間転写ベルト132、2次転写ローラー133、定着装置134等を備えて構成されている。以下、書込みユニット131Y,131M,131C,131Kを総称する場合又は特に区別しない場合には、書込みユニット131と称することがある。
The
4つの書込みユニット131Y,131M,131C,131Kは、中間転写ベルト132のベルト面に沿って直列(タンデム)に配置され、C、M、Y及びKの各色の画像を形成する。各書込みユニット131は、形成する画像の色が異なるだけで構成は同じである。図1に示すように、書込みユニット131は、露光装置131a、感光体131b(像担持体の一例)、現像部131c、帯電部131d、クリーニング部131e及び1次転写ローラー131fを備えて構成されている。
The four
画像形成処理時、各書込みユニット131では、帯電部131dによりドラム状の感光体131bの外周面を帯電させた後、原画像に基づいて露光装置131aにより出射した光束(光線)で感光体131bの外周面を走査し、静電潜像を形成する。この状態で、現像部131cによりトナー等の色材を供給して現像すると、感光体131bの外周面に画像が形成される。
During the image forming process, in each writing unit 131, the outer peripheral surface of the drum-
4つの書込みユニット131の感光体131bのそれぞれに形成した画像を、それぞれに対応する1次転写ローラー131fにより、中間転写ベルト132上に順次重ねて転写(1次転写)する。これにより、中間転写ベルト132上には各色からなる画像が形成される。中間転写ベルト132は、複数のローラーに巻き回されて回転する像担持体である。1次転写後、クリーニング部131eにより感光体131b上に残留する色材を除去する。
The images formed on the
画像形成部13では、回転する中間転写ベルト132上の画像が2次転写ローラー133の位置に至るタイミングに合わせて、手差しトレイT1又は給紙トレイT2から用紙を給紙する。2次転写ローラー133は、対をなす一方のローラーが中間転写ベルト132に圧接し、他方が中間転写ベルト132を巻き回す複数のローラーのうちの1つを構成している。2次転写ローラー133の圧接により、中間転写ベルト132から用紙上に画像を転写(2次転写)する。
The
その後、用紙が定着装置134に搬送され、定着装置134において用紙に定着処理を施し、排紙トレイT3へ排紙する。定着処理は、定着ローラー134aにより用紙を加熱及び加圧して画像を用紙に定着させる処理である。用紙の両面に画像を形成する場合、反転経路135に用紙を搬送して用紙面を反転させた後、2次転写ローラー133の位置へ再度用紙を給紙する。
After that, the paper is conveyed to the
[露光装置の構成]
図2は、図1における露光装置131aとその周辺の構成例を示す図である。なお、図2に示す露光装置131aは、書込みユニット131Y用の露光装置であり、他の書込みユニット用の露光装置も同様の構成を有する。以下、一度の走査に用いられる光源(レーザーダイオード)が一つである場合の例を説明する。
[Structure of exposure equipment]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the
図2に示すように、露光装置131aは、光源部21、光学系22a、ポリゴンミラー23、光学系22b、第1の光センサ24、第2の光センサ25、検出回路31、及びコントローラー32を備える。
As shown in FIG. 2, the
光源部21は、レーザーダイオード21Lとドライバー回路21Dを有する。レーザーダイオード21L(光源の一例)は、レーザー光を出射する光源である。レーザーダイオード21Lから出射され走査されるレーザー光のスポット径は、レーザーダイオード21Lの周辺温度が低下すると大きくなり、レーザーダイオード21Lの周辺温度が上昇すると小さくなる。
The
光学系22aは、レーザーダイオード21Lからポリゴンミラー23までの間に配置された各種レンズ群である。また、光学系22bは、ポリゴンミラー23から感光体131b、第1の光センサ24、及び第2の光センサ25までの間に配置された各種レンズ群である。光学系22a,22bには、例えばfθレンズなどが使用される。
The
ポリゴンミラー23(走査部の一例)は、感光体131bの軸に対して垂直な軸を有し、その軸に垂直な断面が多角形であり、その側面がミラーとなっている素子である。ポリゴンミラー23は、その軸を中心に回転し、レーザーダイオード21Lから出射されたレーザー光を感光体131bの軸方向(主走査方向)に沿って走査する。
The polygon mirror 23 (an example of a scanning unit) is an element having an axis perpendicular to the axis of the
第1の光センサ24は、主走査同期信号を生成するためにポリゴンミラー23により走査されたレーザー光を受光するセンサである。第1の光センサ24は、感光体131bよりもレーザー光が走査される線上の上流側(走査方向上流側)の位置に配置される。第1の光センサ24は、レーザー光が入射すると、光量(例えばlm・S)に応じた出力電圧を誘起して第1の検出信号として出力する。第1の光センサ24により、レーザー光のスポットがその位置を通過するタイミングを検出することができる。
The first
第2の光センサ25は、感光体131bよりもレーザー光が走査される線上の下流側(走査方向下流側)の位置に配置される。第2の光センサ25は、レーザー光が入射すると、光量に応じた出力電圧を誘起して第2の検出信号として出力する。第2の光センサ25により、レーザー光のスポットがその位置を通過するタイミングを検出することができる。第1の光センサ24と第2の光センサ25は同じ仕様である。第1の検出信号と第2の検出信号を、検出信号と総称することがある。
The second
ドライバー回路21Dは、レーザーダイオード21Lを駆動する回路である。ドライバー回路21Dは、コントローラー32から入力される画像形成のための駆動信号(光量指令値)に基づき、レーザーダイオード21Lを制御してレーザー光を出射させる。例えばドライバー回路21Dは、基準電圧に基づいて自動電力制御回路(APC回路)又は自動電流制御回路(ACC回路)でレーザーダイオード21Lの光量を制御する。
The
図2では、一つのレーザーダイオード21L及び一つのドライバー回路21Dを有する光源部21を示したが、実際には、光源部21が複数のレーザーダイオード21Lを備えていてもよい。この場合、ポリゴンミラー23は、一度の走査により、複数のレーザーダイオード21Lから出射される副走査方向の位置が異なる複数のレーザー光(スポット光)のそれぞれを主走査方向に走査する。
Although FIG. 2 shows a
[複数のレーザー光の露光]
図3は、複数のレーザー光による露光方法についての説明図である。例えば光源部21が、8個のレーザーダイオード21Lを備え、8個のレーザーダイオード21Lから出射されるレーザー光(スポット)の位置が副走査方向に異なる場合を想定する。この場合、図3に示すように露光装置131aは、一度の走査で、8個のレーザーダイオード21Lから出射される副走査方向の位置が異なる8個のレーザー光のそれぞれを、主走査方向に走査することができる。言い換えると、露光装置131aは、8個のレーザー光を、副走査方向の位置を異ならせて同時に主走査方向に移動させることで、一度に8本の走査線L1〜L8について走査することができる。
[Exposure of multiple laser beams]
FIG. 3 is an explanatory diagram of an exposure method using a plurality of laser beams. For example, assume that the
[光量データと実光量]
図4は、感光体131bの書出し開始位置付近と書出し終了位置付近のそれぞれに配置された第1の光センサ24及び第2の光センサ25と、光量データと、実光量との関係を示す図である。走査の1周期は、前回の走査で書出し開始位置付近の第1の光センサ24にレーザー光が入射してから次の走査で書出し開始位置付近の第1の光センサ24にレーザー光が入射するまでである。この1周期は、ポリゴンミラー23の走査範囲と対応する。
[Light intensity data and actual light intensity]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the first
レーザーダイオード21Lが出射するレーザー光の理想光量では、第1の光センサ24及び第2の光センサ25が出力する光量データ(検出信号の振幅)は同じである。すなわち、書出し開始位置と書出し終了位置で、照射される光量は同じである。しかし、実際には、レーザーダイオード21Lは、レーザーダイオード21L自体の発熱のため、書出し開始位置から書出し終了位置まで走査する間に実光量が減少する。
In the ideal amount of laser light emitted by the
[光量とパルス幅]
図5は、レーザーダイオード21Lを図4のように発光させた場合に、第1の光センサ24及び第2の光センサ25のそれぞれで検出される光量とパルス幅との関係を示すグラフである。レーザー光のガウス分布は、光量に応じて図5に示すように変化する。第1の光センサ24及び第2の光センサ25は、光量がスレッショルド(破線)を超えたときにレーザー光を検出する。
[Light intensity and pulse width]
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of light detected by each of the first
図6は、第1の光センサ24で検出される光量と第2の光センサ25で検出される光量の変化に基づくパルス幅の差を示す。図中の片矢印は、レーザー光の走査方向を表している。また、円の大きさは、レーザー光(スポット光)の光量の大きさを表している。第1の光センサ24及び第2の光センサ25の感度は変化しない。そのため、第1の光センサ24が出力する第1の検出信号、及び第2の光センサ25が出力する第2の検出信号のパルス幅は、光量に応じて変化する。図5及び図6の例では、第1の光センサ24の第1の検出信号のパルス幅と、第2の光センサ25の第2の検出信号のパルス幅との間で、差分Wが発生している。
FIG. 6 shows the difference in pulse width based on the change in the amount of light detected by the first
[画像形成装置の制御系]
図7は、画像形成装置10のコントローラー32の構成例を示すブロック図である。コントローラー32は、補正パラメータ算出部321、判別部322、記憶部323、及び制御部324を備える。
[Control system of image forming apparatus]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the
補正パラメータ算出部321(算出部の一例)は、第1の光センサ24の第1の検出信号と、第2の光センサ25の第2の検出信号との間の変化に基づいて、レーザーダイオード21Lのレーザー光を出射する発光時間に対する光量の補正パラメータを算出する。例えば補正パラメータ算出部321は、第1の検出信号のパルス幅に対する第2の検出信号のパルス幅の変化量に基づいて、光量の補正パラメータを算出する。そして、補正パラメータ算出部321は、レーザーダイオード21Lの発光時間に対する光量の補正パラメータを記憶部323へ出力する。
The correction parameter calculation unit 321 (an example of the calculation unit) is a laser diode based on a change between the first detection signal of the first
判別部322は、画像形成対象の画像データに基づいて、レーザーダイオード21Lがレーザー光を出射すべき発光時間を判別する。例えば判別部322は、レーザーダイオード21Lの発光時間として、実際の画像データに対応した発光パターンの発光期間の長さを判別する。判別部322は、画像データに対して走査ラインごとに発光パターン(書出し開始タイミング、書出し終了タイミング)を判別し、この書出し開始タイミングと書出し終了タイミングとから発光期間の長さを算出する。これにより、画像データに基づいて発光時間を決定することができる。そして、判別部322は、画像データから判別した発光時間の情報を記憶部323へ出力する。
The
記憶部323は、補正パラメータ算出部321で算出された発光時間と光量の補正パラメータとの対応関係を記憶する。また記憶部323は、判別部322で画像データから判別された発光時間の情報を記憶する。
The
制御部324は、コントローラー32を構成する各ブロックを制御する。また制御部324は、記憶部323に記憶された発光時間と光量の補正パラメータとの対応関係に基づいて、発光時間に対するレーザーダイオード21Lから出射するレーザー光の光量を制御する。すなわち、制御部324は、この補正パラメータによりドライバー回路21Dに供給する駆動信号(光量指令値)を補正することで光量を調整する。
The
この制御部324は、補正パラメータ算出部321において光量の補正パラメータを算出する際、ポリゴンミラー23が第1の光センサ24から第2の光センサ25までを走査する間、レーザーダイオード21Lから光を出射し続けるように制御する。一定の光量指令値に基づいて書出し開始時の光量指令値で書出し終了時まで走査することで、レーザーダイオード21Lの光量の垂下特性を測定することができる。
When the correction
なお、光源部21が複数個のレーザーダイオード21Lを有する場合、補正パラメータ算出部321は、レーザーダイオード21Lごとに、発光時間に対する光量の補正パラメータを算出する。また、判別部322は、画像データに基づいてレーザーダイオード21Lごとに発光時間を判別する。そして、制御部324は、レーザーダイオード21Lごとの発光時間と光量の補正パラメータとの対応関係に基づいて、レーザーダイオード21Lごとに判別部322で判別された発光時間に対する光量を制御する。
When the
後述する図11に示すように、本実施形態における補正パラメータ算出部321は、画像形成装置10が所定の条件を満たす場合には、光量の補正パラメータを再度算出して記憶部323に記憶する。所定の条件の一例は、補正パラメータ算出部321が光量の補正パラメータを算出してからの経過時間が所定の時間以上となることである。また、所定の条件の他の例は、補正パラメータ算出部321が光量の補正パラメータを算出してからの印刷枚数が設定枚数以上となることである。
As shown in FIG. 11 to be described later, when the
[パルス幅と発光時間]
図8は、一実施形態に係るパルス幅と発光時間との関係例を示すグラフである。図8の横軸(X軸)は発光時間を表し、縦軸(Y軸)はパルス幅を表す。横軸の発光時間は、第1の光センサ24にレーザー光が入射されたときを基点(経過時間ゼロ)としている。
[Pulse width and emission time]
FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the pulse width and the light emission time according to the embodiment. The horizontal axis (X axis) of FIG. 8 represents the light emission time, and the vertical axis (Y axis) represents the pulse width. The light emission time on the horizontal axis is based on the time when the laser beam is incident on the first optical sensor 24 (elapsed time is zero).
図8において、発光時間“0”のとき第1の光センサ24における第1の検出信号のパルス幅は“B1”であり、発光時間“A1”のとき第2の光センサ25における第2の検出信号のパルス幅は“B2”である。また、次周期の発光時間“A2”のとき第1の光センサ24における第1の検出信号のパルス幅は“B3”である。B1〜B3の大小関係は、B1>B3>B2である。
In FIG. 8, when the light emission time is “0”, the pulse width of the first detection signal in the first
したがって、発光時間“0”から発光時間“A1”にかけての破線は減衰率を表し、発光時間“A1”から発光時間“A2”にかけての二点鎖線は復帰率を表す。レーザーダイオード21Lは、停止中の放熱により光量が停止時間に応じて復帰する。停止時間は、連続する書出し処理間の時間、すなわち前の書出し処理の書出し終了タイミングから次の書出し処理の書出し開始タイミングまでの時間である。そして、発光時間“0”から発光時間“A1”にかけての実線は減衰時補正率(補正分)を表し、発光時間“A1”から発光時間“A2”にかけての実線は復帰時補正率(補正分)を表す。発光時間“0”から発光時間“A1”にかけて光量を一定に維持するためには、発光時間“A1”において第2の光センサの第2の検出信号のパルス幅が“B1+(B1−B2)”となることが必要である。
Therefore, the broken line from the light emission time "0" to the light emission time "A 1 " represents the attenuation rate, and the alternate long and short dash line from the light emission time "A 1 " to the light emission time "A 2 " represents the recovery rate. The amount of light of the
第1の光センサ24の第1の検出信号のパルス幅と、第2の光センサ25の第2の検出信号のパルス幅との違いから、光量の補正パラメータ(復帰時補正量Y’、減衰時補正量Y)は、式(1)及び式(2)で求められる。
From the difference between the pulse width of the first detection signal of the first
(復帰時補正量Y’)
(Correction amount Y'at return)
(減衰時補正量Y)
(Attenuation correction amount Y)
補正パラメータ算出部321は、式(1)及び式(2)を用いて、レーザー光の光量ごとに補正パラメータを算出する。レーザー光の光量ごとに補正パラメータを算出することで、使用する光量ごとに適切な補正パラメータを適用することができる。ここで、初回の書出し処理(発光)に対する光量を補正する場合には、式(2)の右辺における復帰時補正量Y’の項を削除することができる。
The correction
なお、本実施形態では、式(1),(2)に示すように、レーザーダイオード21Lの停止時間に応じた光量の復帰分(復帰時補正量Y’)を反映して減衰時補正量Yを求めているが、2回目以降の書出し処理でも復帰時補正量Y’を考慮しない構成としてもよい。ただし、復帰時補正量Y’を考慮して減衰時補正量Yを算出することで、より精度の高い光量補正が実現できる。
In this embodiment, as shown in the equations (1) and (2), the attenuation correction amount Y reflects the recovery amount of the light amount (return correction amount Y') according to the stop time of the
[画像データと実光量と補正光量]
次に、実際の画像データを例に補正光量を求める方法を説明する。
図9は、一実施形態に係る画像データと、補正がない場合の実光量と、補正光量指令値との関係例を示す。図9の横軸(X軸)は発光時間を表す。画像データは、画像領域に対応する期間において、レーザーダイオード21Lが発光すべき発光時間aと発光時間bを有し、また発光時間aと発光時間bの間に停止時間cを有する。発光時間a、発光時間b及び停止時間cのそれぞれにおける光量の補正量は、以下の式(3)〜(5)のように求められる。
[Image data, actual light amount, and corrected light amount]
Next, a method of obtaining the corrected light amount will be described using actual image data as an example.
FIG. 9 shows an example of the relationship between the image data according to one embodiment, the actual light amount when there is no correction, and the corrected light amount command value. The horizontal axis (X-axis) in FIG. 9 represents the light emission time. The image data has a light emitting time a and a light emitting time b to be emitted by the
(A)発光時間aでは、発光時間a点灯して光量Yaの分だけ光量減衰
(A) In the light emission time a, the light emission time a is turned on and the light amount is attenuated by the amount of the light amount Ya.
(C)停止時間cでは、上記(A)後、停止時間c消灯して光量Y’cの分だけ光量復帰
(C) In the stop time c, after the above (A), the stop time c is turned off and the light amount is restored by the amount of light Y'c.
(B)発光時間bでは、上記(C)後、発光時間b点灯して光量Ybの分だけ光量減衰
(B) In the light emission time b, after the above (C), the light emission time b is turned on and the light amount is attenuated by the amount of the light amount Yb.
制御部324は、補正パラメータ算出部321で算出される各補正パラメータを用いて、光量の減衰量を補完するような駆動信号(補正光量指令値)をドライバー回路21Dに供給する。すなわち、書出し開始から書出し終了にかけてのレーザー光の光量の減衰分(補正パラメータ)を、書出し開始時の光量指令値に反映(発光時間に応じた減衰量分を加算)することで、書出し開始時と書出し終了時の光量を揃える。制御部324は、このように光量指令値を補正することにより、書出し開始時と書出し終了時とにおけるレーザー光の光量が一定となるように調整することができる。さらに、本実施形態では、2回目の書出し開始時の光量指令値に補正パラメータを反映(停止時間に応じた復帰量分を加味)することで、光量指令値と実際に照射されるレーザー光の光量を合わせることができる。
The
[補正パラメータの算出及び記憶]
次に、画像形成装置10の電源ON後におけるコントローラー32の処理を説明する。
図10は、コントローラー32の補正パラメータの算出処理及び記憶処理の手順例を示すフローチャートである。
[Calculation and storage of correction parameters]
Next, the processing of the
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure example of the correction parameter calculation process and the storage process of the
まず、コントローラー32の制御部324は、画像形成装置10への電源の供給が開始(電源ON)されたことを検知すると、テストモードに移行する(S1)。一般に、テストモードにおいてノズル詰まり等の欠陥の有無がチェックされる。本実施形態では、このテストモード時に、光量の補正パラメータの算出を行う。
First, when the
次いで、制御部324は、補正パラメータ算出部321による補正パラメータの算出処理を開始する(S2)。ここで、制御部324は、補正パラメータ算出部321において光量の補正パラメータを算出する際、ポリゴンミラー23が第1の光センサ24から第2の光センサ25まで走査する間、一定の光量指令値に基づいてレーザーダイオード21Lから光を出射し続けるように制御する。そして、補正パラメータ算出部321は、式(1)〜(2)により、第1の光センサ24の第1の検出信号のパルス幅に対する第2の光センサ25の第2の検出信号のパルス幅の変化量に基づいて、レーザーダイオード21Lのレーザー光を出射する発光時間に対する光量の補正パラメータを算出する。
Next, the
次いで、補正パラメータ算出部321は、算出した各補正パラメータを記憶部323に記憶する(S3)。ステップS3の処理が終了後、本フローチャートの処理を終了する。
Next, the correction
[印刷の手順]
図11は、画像形成装置10による印刷の手順例を示すフローチャートである。
まず、画像形成装置10に印刷指令(印刷ジョブ)が入力されると、コントローラー32の制御部324は、印刷モードに移行し、記憶部323に記憶された補正パラメータの再調整が必要であるか否かを判定する(S11)。例えば図10の手順により補正パラメータを算出後、予め設定した時間(閾値)が経過したかどうかにより、再調整の要否を判定する。補正パラメータを算出後、設定した時間が経過した場合には、再調整要と判定する。
[Printing procedure]
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a printing procedure by the
First, when a print command (print job) is input to the
次いで、補正パラメータの再調整が不要である場合には(S11のNO)、判別部322は、印刷ジョブに含まれる画像形成対象の画像データを判別する(S12)。判別部322は、印刷ジョブに含まれる画像データをページ単位で判別し、判別の結果として当該画像データに対する光源部21の発光時間を記憶部323に記憶する。
Next, when it is not necessary to readjust the correction parameters (NO in S11), the
一方、ステップS11において補正パラメータの再調整が必要である場合には(S11のYES)、制御部324は図10の手順に従い、補正パラメータ算出部321により補正パラメータを再度算出する(S17)。そして、補正パラメータ算出部321は、記憶部323に記憶されている補正パラメータを、新たに算出した補正パラメータに更新する(S18)。
On the other hand, when it is necessary to readjust the correction parameter in step S11 (YES in S11), the
次いで、補正パラメータ算出部321は、記憶部323から補正パラメータを読み出し、記憶部323に格納する(S13)。次いで、制御部324は、記憶部323に格納された補正パラメータを使用して、指定されたnページ目(例えば1ページ目)の印刷を開始する(S14)。制御部324は、読み出した補正パラメータを用いて、発光時間の書出し開始時と書出し終了時においてレーザーダイオード21Lから出射するレーザー光の光量が一定となるように制御する。
Next, the correction
そして、制御部324は、記憶部323に記憶された補正パラメータの再調整が必要であるか否かを判定する(S15)。制御部324は、画像形成装置10の使用状態が所定の条件を満たすか否かにより再調整の要否を判定する。例えば電源ON後又は印刷開始後の印刷枚数が予め設定した枚数(閾値)以上である場合に、再調整要と判断してもよい。あるいは、補正パラメータを算出後、予め設定した時間が経過した場合には、再調整要と判断してもよい。このように、画像形成装置10の使用状態に応じて補正パラメータを更新することにより、光量の補正精度を一定の水準以上に維持することができる。
Then, the
補正パラメータの再調整が不要である場合には(S15のYES)、制御部324は、ステップS17及びS18の処理を実行し、補正パラメータを再度算出して記憶部323に記憶されている補正パラメータを更新する。ステップS18の処理後、ステップS13に進む。
When it is not necessary to readjust the correction parameter (YES in S15), the
一方、ステップS15の判定処理において補正パラメータの再調整が不要である場合には(S15のNO)、制御部324は、全ページの印刷が完了したか否かを判定し(S16)、印刷が完了していなければ(S16のNO)、ステップS14の処理の戻り次ページ目(n+1ページ目)の印刷を行う。また、全ページの印刷が完了した場合には(S16のYES)、本フローチャートの処理を終了する。
On the other hand, when it is not necessary to readjust the correction parameter in the determination process in step S15 (NO in S15), the
なお、ステップS12において画像データのページ単位で発光時間の判別を行う構成としたが、1ページ内の走査ライン単位で判別処理及び記憶処理を繰り返す構成としてもよい。 Although the light emission time is determined for each page of the image data in step S12, the determination process and the storage process may be repeated for each scanning line within one page.
上述した一実施形態によれば、感光体131bの走査開始側付近と走査終了側付近に第1の光センサ24と第2の光センサ25をそれぞれ配置し、式(1)〜(2)により光量の補正パラメータを算出する。そして、この補正パラメータを用いて、レーザーダイオード21Lの発光時間に対して書出し開始時と書出し終了時の光量が一定となるように、レーザーダイオード21Lの発光を制御する。このように、第1の光センサ24と第2の光センサ25を用いてレーザーダイオード21Lの光量の垂下特性を測定し、光量制御にフィードバックすることにより、書出し開始から書出し終了にかけて光量の変化を抑えることができる。それゆえ、光量の変化に起因する画像の濃度ムラを低減し、濃度ムラの少ない画像を形成することが可能となる。
According to the above-described embodiment, the first
さらに、本発明は上述した各実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various other application examples and modifications can be taken as long as the gist of the present invention described in the claims is not deviated. ..
例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために画像形成装置10及びコントローラー32の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加、削除、置換をすることも可能である。
For example, the above-described embodiment describes in detail and concretely the configurations of the
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成要素、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、半導体メモリやハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は磁気や光を利用する記録媒体に置くことができる。 In addition, each of the above configurations, functions, processing units, and the like may be realized by hardware, for example, by designing a part or all of them with an integrated circuit. Further, each of the above components, functions, and the like may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be placed in a semiconductor memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium that uses magnetism or light.
10…画像形成装置、 21…光源部、 21L…レーザーダイオード(光源)、 21D…ドライバー回路、 23…ポリゴンミラー(走査部)、 24…第1の光センサ、 25…第2の光センサ、 31…検出回路、 32…コントローラー、 131a…露光装置、 131b…感光体(像担持体)、 321…補正パラメータ算出部、322…判別部、 323…記憶部、 324…制御部 10 ... Image forming apparatus, 21 ... Light source unit, 21L ... Laser diode (light source), 21D ... Driver circuit, 23 ... Polygon mirror (scanning unit), 24 ... First optical sensor, 25 ... Second optical sensor, 31 ... detection circuit, 32 ... controller, 131a ... exposure device, 131b ... photoconductor (image carrier), 321 ... correction parameter calculation unit, 322 ... discrimination unit, 323 ... storage unit, 324 ... control unit
Claims (11)
前記光源から出射される光を主走査方向に走査する走査部と、
前記走査部により走査された前記光に基づいて画像が形成される像担持体と、
前記像担持体よりも前記光の走査方向の上流側に配置され、受光した光の光量に応じた第1の検出信号を出力する第1の光センサと、
前記像担持体よりも前記光の走査方向の下流側に配置され、受光した光の光量に応じた第2の検出信号を出力する第2の光センサと、
前記第1の検出信号と前記第2の検出信号との間の変化に基づいて、前記光源の前記光を出射する発光時間に対する光量の補正パラメータを算出する算出部と、
前記発光時間に対する前記光量の補正パラメータとの対応関係を記憶する記憶部と、
画像形成対象の画像データに基づいて、前記光源が前記光を出射すべき発光時間を判別する判別部と、
前記記憶部に記憶された前記発光時間と前記光量の補正パラメータとの対応関係に基づいて、前記判別部で判別された前記発光時間に対する前記光源から出射する前記光の光量を制御する制御部と、を備える
画像形成装置。 Light source and
A scanning unit that scans the light emitted from the light source in the main scanning direction,
An image carrier on which an image is formed based on the light scanned by the scanning unit, and
A first optical sensor, which is arranged upstream of the image carrier in the scanning direction of the light and outputs a first detection signal according to the amount of received light,
A second optical sensor, which is arranged downstream of the image carrier in the scanning direction of the light and outputs a second detection signal according to the amount of received light,
Based on the change between the first detection signal and the second detection signal, a calculation unit that calculates a correction parameter of the amount of light with respect to the emission time of the light emitted from the light source, and a calculation unit.
A storage unit that stores the correspondence between the light emission time and the correction parameter of the amount of light,
A discriminator that determines the emission time for the light source to emit the light based on the image data of the image formation target.
A control unit that controls the amount of light emitted from the light source with respect to the light emission time determined by the discrimination unit based on the correspondence between the light emission time stored in the storage unit and the correction parameter of the light amount. An image forming apparatus comprising.
請求項1に記載の画像形成装置。 When calculating the correction parameter of the light amount, the light source emits the light based on a constant light amount command value while the scanning unit scans from the first light sensor to the second light sensor. The image forming apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a correction parameter for the amount of light based on the amount of change in the pulse width of the second detection signal with respect to the pulse width of the first detection signal.
請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the discrimination unit determines the length of the light emission period of the light emission pattern corresponding to the image data as the light emission time of the light source.
請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a correction parameter of the light amount for each light amount.
請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit recalculates the correction parameter of the amount of light and stores it in the storage unit when the usage state satisfies a predetermined condition.
請求項6に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6, wherein the predetermined condition is that a predetermined time elapses after the calculation unit calculates the correction parameter of the amount of light.
請求項6に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6, wherein the predetermined condition is that the number of printed sheets after the calculation unit calculates the correction parameter of the amount of light becomes the set number of sheets or more.
前記走査部は、一度の走査により、複数の前記光源から出射される副走査方向の位置が異なる複数の光のそれぞれを主走査方向に走査し、
前記算出部は、前記光源ごとに前記発光時間に対する前記光量の補正パラメータを算出し、
前記判別部は、前記画像データに基づいて前記光源ごとに前記発光時間を判別し、
前記制御部は、前記光源ごとの前記発光時間と前記光量の補正パラメータとの対応関係に基づいて、前記光源ごとに前記判別部で判別された前記発光時間に対する前記光量を制御する
請求項1に記載の画像形成装置。 Equipped with multiple light sources
The scanning unit scans each of a plurality of lights emitted from the plurality of light sources at different positions in the sub-scanning direction in the main scanning direction by one scanning.
The calculation unit calculates a correction parameter for the amount of light with respect to the light emission time for each light source.
The discrimination unit discriminates the light emission time for each light source based on the image data, and determines the light emission time.
The control unit controls the amount of light for the light emission time determined by the discrimination unit for each light source based on the correspondence between the light emission time for each light source and the correction parameter for the light amount. The image forming apparatus described.
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The image forming according to any one of claims 1 to 9, wherein when calculating the correction parameter of the light amount, the calculation unit reflects the return amount of the light amount according to the stop time of the light source in the correction parameter. apparatus.
前記画像形成装置が、前記像担持体よりも前記光の走査方向の上流側に配置された第1の光センサが出力する、受光した光の光量に応じた第1の検出信号と、前記像担持体よりも前記光の走査方向の下流側に配置された第2の光センサが出力する、受光した光の光量に応じた第2の検出信号との間の変化に基づいて算出された、前記光源の前記光を出射する発光時間に対する光量の補正パラメータを記憶する記憶部、を備え、
画像形成対象の画像データに基づいて、前記光源が前記光を出射すべき発光時間を判別する処理と、
前記記憶部に記憶された前記発光時間と前記光量の補正パラメータとの対応関係に基づいて、判別された前記発光時間に対する前記光源から出射する前記光の光量を制御する処理と、を含む
画像形成方法。 An image forming apparatus comprising a light source, a scanning unit that scans light emitted from the light source in the main scanning direction, and an image carrier that forms an image based on the light scanned by the scanning unit. It is an image formation method
The image forming apparatus outputs a first detection signal according to the amount of received light, which is output by a first optical sensor arranged on the upstream side of the image carrier in the scanning direction of the light, and the image. It was calculated based on the change between the second detection signal output by the second optical sensor arranged on the downstream side of the carrier in the scanning direction of the light and the second detection signal according to the amount of the received light. A storage unit for storing a correction parameter of the amount of light with respect to the emission time of the light source to emit the light is provided.
A process of determining the light emission time at which the light source should emit the light based on the image data of the image formation target, and
Image formation including a process of controlling the amount of light emitted from the light source with respect to the determined light emission time based on the correspondence between the light emission time stored in the storage unit and the correction parameter of the light amount. Method.
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