JP4003429B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置に係り、特に、光源から射出された光ビームを感光体上で走査させると共に、光ビーム検出器で光ビームが検出されたタイミングを基準として光ビームを変調することで画像を形成する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電子写真プロセスに従って画像を形成する画像形成装置(例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、或いはこれらの複合機)において、帯電された感光体を形成すべき画像に応じて露光し感光体上に静電潜像を形成させるための露光装置としては、レーザダイオード(LD)等の光源から射出される光ビームを形成すべき画像に応じて変調し、変調した光ビームをポリゴンミラー等の偏向手段によって偏向して感光体上で走査させる構成の光学走査装置が広く用いられている。
【0003】
この種の光学走査装置では、光ビームの走査と同期したタイミングで光ビームの変調を行うために、光ビームの走査範囲の端部(例えば走査開始側の端部(SOS:Start Of Scan)や走査終了側の端部(EOS:End Of Scan))に相当する方向に光ビームが偏向されたときに、該光ビームが入射されるように配置された光ビーム検出器が設けられており、この光ビーム検出器からは、光ビームを受光する毎にパルス状の信号レベルの変化(検知パルス)が生ずる同期信号が出力される。光ビームの各回の走査における光ビームの変調は、同期信号に同期したタイミングで(詳しくは同期信号に検知パルスが発生してから所定時間経過後に)開始される。
【0004】
従来、光ビーム検出器は単一の光電変換素子で構成することが一般的であった。この種の構成の光ビーム検出器では、受光量に応じて変化する光電変換素子の出力信号の信号レベルが所定の閾値を超えたときに、同期信号の信号レベルが切り替わるようになっているが、光ビーム自体の光量が変化すると光ビームの実際の位置に対して同期信号の信号レベルが切り替わるタイミングにずれが生じ(例として図9には、光ビームの光量の低下に伴い信号レベルの切替タイミングにΔtの遅延が生ずる例を示す)、これに伴って変調開始タイミングがずれることで、画像の書き出し位置が、変調開始タイミングのずれに相当する時間と走査速度の積に相当する距離分だけずれることになる。
【0005】
このため、特開2000−321834号公報には、光ビームの強度の変更に応じて画像のレジストレーションを補正する技術が開示されている。しかしながら、画像のレジストレーションの補正は、一般にレジストレーション補正用のトナー像を形成すると共に、形成されたトナー像の位置を測定し、レジストレーションを補正するための補正量を演算によって求めることによって実現される。従って、光ビームの強度を変更する毎に上記の処理を行ったとすると、画像形成装置の処理能力の大幅な低下を招くという問題があった。
【0006】
また、特開平7−177306号公報には、光ビームの走査方向に沿って2個の光電変換素子を並べた構成(例として図10(B)を参照)の光ビーム検出器を用い、これらの光電変換素子の出力信号の位相がずれることを利用して両者の出力信号の差をとることで、光ビームの強度(光量)の変化に拘わらず略一定のタイミングで信号レベルが切り替わる同期信号を生成する技術が記載されている。更に、特開平4−247761号公報には、2個のセンサ出力の一方を所定のレベルに強制的にクランプすることで、クランプレベルに達しないノイズによる誤作動を防止する技術が開示されている。
【0007】
2個の光電変換素子を並べた構成の光ビーム検出器では、例として図10(A)に示すように、光ビームの光量が若干変動した程度では同期信号の信号レベルの切替タイミングが変化しないという利点があり、現在、大多数の画像形成装置は、光ビーム検出器として2個の光電変換素子を並べた構成を採用している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、2個の光電変換素子を並べた構成の光ビーム検出器を用いた場合も、結局は光電変換素子の出力信号(アナログ信号)の振幅を所定の閾値と比較することで同期信号を生成しているため、光ビーム自体の光量が適正値に対して明らかに大きい場合には、例として図11(D)に「光量:過大」と表記して示すように、光電変換素子の出力信号の振幅が、受光量に対応する振幅(図11(D)に「理想電圧」と表記)に対して飽和することで、同期信号の信号レベルの切替タイミングのずれ(多くの場合は切替タイミングの遅延)が発生するという問題があった。また、光ビーム自体の光量が適正値に対して明らかに小さい場合にも、例として図11(A)に「光量:過小」と表記して示すように、光電変換素子の出力信号の波形が光量が適正値のときと相違することで、同期信号の信号レベルの切替タイミングのずれが発生する。
【0009】
近年、カラープリンタやカラー複写機等のようにカラー画像を形成する画像形成装置では、複数の感光体を有し、複数の光源から射出された複数本の光ビームによって各感光体を同時に走査露光することで各感光体に互いに異なる色の画像を形成し、各色の画像を同一の転写媒体上に重ね合せることによってカラー画像を形成する、所謂タンデム方式が主流になってきている。タンデム方式の画像形成装置は各色の画像を同時に形成するので、カラー画像の形成に要する時間を大幅に短縮できるという利点を有しているが、光ビーム検出器によって光ビームを検出して同期信号を生成し、生成した同期信号に同期したタイミングで光ビームを変調することを、複数本の光ビームについて各々独立に行う必要があり、各々の光ビームに対応する同期信号の信号レベルの切替タイミングのずれが、画像上で色ずれとして容易に視認されるという問題がある。
【0010】
特に、タンデム方式のカラー画像形成装置のうち、光ビームを偏向走査させる光ビーム走査装置が、単一の偏向手段(例えばポリゴンミラー)によって複数本の光ビームを各々偏向させる構成(所謂スプレー方式:特開平3−142412号公報等参照)である場合には、感光体上での個々の光ビームの走査方向が一定でないため、同期信号の信号レベルの切替タイミングのずれが発生した場合の画像形成位置の移動方向が、個々の光ビーム、すなわち個々の色によって相違することになるので、色ずれがより顕著に視認されるという問題がある。
【0011】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、簡易な構成により、光ビームの光量変化に起因する画像形成位置の変動を抑制できる画像形成装置を得ることが目的である。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係る画像形成装置は、光ビームを射出する光源と、前記光源から射出された光ビームが感光体上を走査するように前記光ビームを偏向させる偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された光ビームを該光ビームの走査範囲内の特定位置で検出する光ビーム検出器と、前記光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングを基準とする所定のタイミングで、前記光源から射出される光ビームを変調する変調手段と、前記光源から射出される光ビームの光量を設定する光量設定手段と、前記光源から射出される光ビームの光量が前記光量設定手段によって設定された光量に一致するように調整する光量調整手段と、前記光ビームが前記感光体上を走査することで形成された画像の位置を検出する位置検出手段と、前記変調手段による光ビームの変調開始タイミングを調整するための第1の制御値を、前記位置検出手段によって検出された画像の位置に基づいて設定する画像位置調整手段と、前記変調手段による光ビームの変調開始タイミングを調整するための第2の制御値を、前記光量設定手段による光量設定値が所定範囲内の場合は前記第2の制御値による前記変調開始タイミングの補正量が0となり、前記光量設定値が前記所定範囲の上限値よりも大きいか又は前記所定範囲の下限値よりも小さい場合は、前記光量設定値と前記上限値又は前記下限値との差が大きくなるに従って前記第2の制御値による前記変調開始タイミングの補正量が大きくなるように設定し、光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングに対し、第1の制御値と第2の制御値を加算した値に相当する時間だけ遅延したタイミングで、前記変調手段による光ビームの変調を開始させる制御手段と、を含んで構成されている。
【0013】
請求項1記載の発明では、光源から射出された光ビームが偏向手段によって感光体上を走査するように偏向される。また、偏向された光ビームは走査範囲内の特定位置で光ビーム検出器によって検出され、変調手段は、光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングを基準とする所定のタイミングで、光源から射出される光ビームを変調する。変調手段によって変調された光ビームが感光体上を走査されることで、感光体上に画像(例えば静電潜像)が形成されることになる。なお、光ビーム検出器としては、公知の種々の構成(例えば単一の光電変換素子を備えた構成や、複数の光電変換素子を光ビーム走査方向に沿って並べた構成等)を採用することができる。
【0014】
また、請求項1記載の発明では、光源から射出される光ビームの光量を設定する光量設定手段が設けられており、光量調整手段は、光源から射出される光ビームの光量が光量設定手段によって設定された光量に一致するように調整する。例えば光ビームの光量に対する感光体の感度は感光体の温度に応じて変化するが、例えば感光体の感度が変化した場合に、感光体の感度の変化が補償されるように光ビームの光量設定値を変更するよう光量設定手段を構成することで、形成される画像の濃度を、感光体の感度の変化に拘らず一定に維持することができる。
【0015】
なお、光量設定手段を上記のように構成することは、具体的には、例えば請求項3に記載したように、光ビームが感光体上を走査することで形成された画像の濃度(例えば光ビームが走査することで形成された静電潜像の電位でもよいし、静電潜像を現像することで得られるトナー像の濃度でもよい)を検出する濃度検出手段を設け、光量設定手段を、濃度検出手段によって検出された濃度に基づいて、光源から射出される光ビームの光量の最適値を演算し、演算した最適値を設定するように構成することで実現できる。
【0016】
また、請求項1記載の発明は、光ビームが感光体上を走査することで形成された画像の位置を検出する位置検出手段と、変調手段による光ビームの変調開始タイミングを調整するための第1の制御値を、位置検出手段によって検出された画像の位置に基づいて設定する画像位置調整手段が設けられており、制御手段は、変調手段による光ビームの変調開始タイミングを調整するための第2の制御値を、光量設定手段による光量設定値が所定範囲内の場合は第2の制御値による変調開始タイミングの補正量が0となり、光量設定値が所定範囲の上限値よりも大きいか又は所定範囲の下限値よりも小さい場合は、光量設定値と前記上限値又は前記下限値との差が大きくなるに従って第2の制御値による変調開始タイミングの補正量が大きくなるように設定し、光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングに対し、第1の制御値と第2の制御値を加算した値に相当する時間だけ遅延したタイミングで、変調手段による光ビームの変調を開始させる。
【0017】
請求項1記載の発明では、光量設定手段によって光量設定値が変更設定されることで光ビームの光量が変化するが、この光ビームの光量の変化に伴い、実際の光ビームの位置に対し、光ビーム検出器が光ビームを検出するタイミングにずれが生じ、このタイミングのずれによって画像が形成される位置もずれることになる。これに対して請求項1記載の発明に係る制御手段は、光ビームの光量が、光量設定手段によって設定された光量に一致するように光量調整手段によって調整されることを利用し、変調手段による光ビームの変調開始タイミングを調整するための第2の制御値を、光量設定手段による光量設定値に応じて設定することで変調手段による変調タイミングを変更しているので、光ビームの光量変化に起因する画像形成位置の変動を抑制することができる。また、光量設定手段による光量設定値を利用することで光ビームの光量を検出するためのセンサを新たに追加する必要もなくなり、画像形成装置の構成を簡単にすることができる。
【0018】
また、本願発明者が行った実験によれば、光ビームの光量が所定範囲内であれば光ビーム検出タイミングのずれは無視できる程小さく、光ビームの光量が所定範囲から逸脱すると、光ビームの光量の所定範囲からの逸脱量に応じて光ビーム検出タイミングのずれが顕著になってくることが確認されている。このため、請求項1記載の発明に係る制御手段は、詳しくは、変調手段による光ビームの変調開始タイミングを調整するための第2の制御値を、光量設定手段による光量設定値が所定範囲内の場合は第2の制御値による変調開始タイミングの補正量が0となり、光量設定値が所定範囲の上限値よりも大きいか又は所定範囲の下限値よりも小さい場合は、光量設定値と前記上限値又は前記下限値との差が大きくなるに従って第2の制御値による変調開始タイミングの補正量が大きくなるように設定している。これにより、光ビームの光量変化に起因する画像形成位置の変動を、簡易な処理により精度良く抑制することができる。また、光ビームの光量と光ビーム検出タイミングのずれ量との関係をデータとして記憶しておいて変調タイミングの変更に用いる態様において、変調タイミングの変更に用いるために記憶しておくべきデータ量を削減できるという効果も得られる。
【0019】
また、画像形成装置における画像形成位置のずれは、実際には光ビームの光量の変化のみならず、例えば画像形成装置内部の温度の変化に伴い、画像形成装置を構成する各ユニットや各部品の相対位置が変化した等の場合にも発生する。このため、大多数の画像形成装置には、光ビームが感光体上を走査することで形成された画像の位置を位置検出手段によって検出し、検出された画像の位置に基づいて変調手段による変調タイミングを変更するための制御値を設定し、設定した制御値に応じて変調手段による変調タイミングを変更することで画像形成位置の調整を行う機能(以下、便宜的にレジ調整機能という)が搭載されている。
【0020】
このため、レジ調整機能が搭載された画像形成装置において、上記のように光量設定手段による光量設定値に応じて変調手段による変調タイミングを変更する場合、変調手段による変調タイミングを、位置検出手段によって検出された画像の位置及び光量設定手段による光量設定値に応じて各々変更することになるため、レジ調整機能を実現する処理部の構成を大幅に変更する必要が生ずる恐れもある。
【0021】
これに対して請求項1記載の発明では、光ビームが感光体上を走査することで形成された画像の位置が位置検出手段によって検出され、変調手段による光ビームの変調開始タイミングを調整するための第1の制御値が、検出された画像の位置に基づいて画像位置調整手段によって設定され、制御手段は、光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングに対し、第1の制御値と第2の制御値を加算した値に相当する時間だけ遅延したタイミングで、変調手段による光ビームの変調を開始させているので、レジ調整機能を実現するための位置検出手段及び画像位置調整手段の構成に影響を与えることなく、光ビームの光量変化に起因する画像形成位置の変動を抑制できる、という効果も得られる。
【0032】
なお、請求項1に記載の発明において、請求項2に記載したように、光源は、最終的にカラー画像として重ね合わされる互いに異なる色の複数の画像を形成するための複数本の光ビームを各々射出し、偏向手段は光源から射出された複数本の光ビームが感光体上を各々走査するように複数本の光ビームを各々偏向させ、光ビーム検出器は、偏向手段によって偏向された複数本の光ビームを各光ビームの走査範囲内の特定位置で各々検出し、変調手段は、光源から射出される複数本の光ビームを、対応する光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングを基準とする所定のタイミングで各々変調し、光量設定手段は、光源から射出される複数本の光ビームの光量を、個々の光ビーム毎に各々独立に設定し、光量調整手段は、光源から射出される複数本の光ビームの光量が、光量設定手段によって個々の光ビーム毎に各々独立に設定された光量に各々一致するように調整してもよい。
【0033】
この場合、制御手段は、光量設定手段による光量設定値の変更を監視し、光量設定値が変更された光ビームについてのみ、変調手段による変調タイミングの変更を行うように構成することができる。これにより、複数本の光ビームによって各々形成される互いに異なる色の画像が、各々一定の位置に形成されることになるので、光ビームの光量変化により、最終的に形成されるカラー画像上で色ずれが生ずることを防止することができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【0035】
〔実施形態〕
図1には、本発明に係る画像形成装置としてのカラー画像形成装置10が示されている。カラー画像形成装置10は、3個の搬送ローラ12A〜12Cと、搬送ローラ12A〜12Cに巻き掛けられた無端の転写ベルト14と、転写ベルト14を挟んで搬送ローラ12Cと対向配置された転写ローラ16と、を備えている。
【0036】
転写ベルト14の上方には、転写ベルト14が回転駆動されたときの転写ベルト14の移動方向(図1矢印A方向)に沿って、ブラック(K)画像形成用の感光体ドラム18K、シアン(C)画像形成用の感光体ドラム18C、マゼンダ(M)画像形成用の感光体ドラム18M、イエロー(Y)画像形成用の感光体ドラム18Yが略等間隔で配置されている。各感光体ドラム18は軸線が転写ベルト14の移動方向と直交するように各々配置されている。なお、以下ではK,C,M,Y各色毎に設けられた部分に対し、上記と同様に、各部分の符号にK/C/M/Yの記号を付して区別する。
【0037】
各感光体ドラム18の周囲には、感光体ドラム18を帯電させるための帯電器20が各々配置されており、各感光体ドラム18の上方には、帯電された各感光体ドラム18にレーザビームを各々照射して各感光体ドラム18に静電潜像を形成する複数ビーム走査装置30(詳細は後述)が配置されている。
【0038】
また、各感光体ドラム18の周囲には、感光体ドラム18の回転方向に沿ってレーザビーム照射位置よりも下流側に、感光体ドラム18上に形成された静電潜像を所定色(K又はC又はM又はY)のトナーによって現像しトナー像を形成させる現像器22、感光体ドラム18上に形成されたトナー像を転写ベルト14に転写する転写器24、感光体ドラム18に残されたトナーを除去する清掃器26が順に配置されている。
【0039】
各感光体ドラム18に形成された互いに異なる色のトナー像は、転写ベルト14のベルト面上で互いに重なり合うように転写ベルト14に各々転写される。これにより、転写ベルト14上にカラーのトナー像が形成され、形成されたカラーのトナー像は、搬送ローラ12Cと転写ローラ16との間に送り込まれた転写材28に転写される。そして、転写材28は図示しない定着装置に送りこまれ、転写されたトナー像が定着される。これにより、転写材28上にカラー画像(フルカラー画像)が形成される。
【0040】
また、転写ベルト14の周回路に沿って、感光体ドラム18Yよりも転写ベルト14の周回方向下流側には、濃度センサ74及び位置センサ76が各々設けられている。本実施形態に係るカラー画像形成装置10では、所定の光量制御用パターンが転写ベルト14上に定期的に形成される(例えば画像形成装置10の電源投入時や、所定時間毎、画像形成装置10の内部温度が所定値以上変化する毎、画像形成装置10で画像を転写・形成した転写材28の枚数の積算値が所定値に達する毎等)。転写ベルト14上に光量制御用パターンが形成されると、濃度センサ74は光量制御用パターンの濃度を検出する。
【0041】
また本実施形態では、光量制御用パターンの形成よりは頻度低いものの、転写ベルト14上への所定の画像位置検出用パターンの形成も定期的に行われる(例えば画像形成装置10の電源投入時や、画像形成装置10で画像を転写・形成した転写材28の枚数の積算値が所定値に達する毎等のタイミングで)。転写ベルト14上に画像位置検出用パターンが形成されると、位置センサ76は画像位置検出用パターンの形成位置を検出する。濃度センサ74及び位置センサ76は、マイクロコンピュータ等を含んで構成された制御部78に接続されており、検出結果を制御部78へ出力する。
【0042】
次に図2を参照し、複数ビーム走査装置30について説明する。複数ビーム走査装置30は底面形状が略矩形状のケーシング32を備え、ケーシング32の略中央部には、図示しないモータによって高速で回転される回転多面鏡34(本発明の偏向手段に対応)が配置されており、ケーシング32内の側部には、ケーシング32の一端から他端に亘り、感光体ドラムへ照射するためのレーザ光を射出するレーザダイオード(本発明の光源に対応:以下、LDという)36M,36K,36Y,36Cが順に配置されている。
【0043】
LD36Kのレーザ光射出側にはコリメータレンズ38K、平面ミラー40が順に配置されている。LD36Kから射出されたレーザビームKは、コリメータレンズ38Kによって平行光束とされて平面ミラー40に入射される。また、LD36Cのレーザ光射出側にはコリメータレンズ38C、平面ミラー42が順に配置されており、LD36Cから射出されたレーザビームCは、コリメータレンズ38Cによって平行光束とされた後に、平面ミラー42で反射されて平面ミラー40に入射される。
【0044】
平面ミラー40と回転多面鏡34との間にはfθレンズ44が配置されており、平面ミラー40で反射されたレーザビームK及びレーザビームCは、fθレンズ44を透過して回転多面鏡34に入射され、回転多面鏡34で反射・偏向された後に、再びfθレンズ44を透過するように構成されている(所謂ダブルパス構成)。
【0045】
LD36KとLD36Cは回転多面鏡34の軸線方向(副走査方向に対応)に沿った位置が相違されており、レーザビームK及びレーザビームYは、副走査方向に沿って異なる入射角で回転多面鏡34に各々入射されるので、fθレンズ44を2回透過したレーザビームK,Cは別々の平面ミラー46K、46Cに入射される。
【0046】
そして、平面ミラー46Kによって反射されたレーザビームKは、図1にも示すように、平面ミラー47Kで反射された後にシリンドリカルミラー48Kに入射され、シリンドリカルミラー48Kから感光体ドラム18Kへ向けて射出され、感光体ドラム18Kの周面上を走査される。また、平面ミラー46Cによって反射されたレーザビームCは、平面ミラー47Cで反射された後にシリンドリカルミラー48Cに入射され、シリンドリカルミラー48Cから感光体ドラム18Cへ向けて射出され、感光体ドラム18Cの周面上を走査される。
【0047】
一方、LD36Yのレーザ光射出側にはコリメータレンズ38Y、平面ミラー52が順に配置されており、LD36Yから射出されたレーザビームCは、コリメータレンズ38Yによって平行光束とされて平面ミラー52に入射される。また、LD36Mのレーザ光射出側にはコリメータレンズ38M、平面ミラー54が順に配置され、LD36Mから射出されたレーザビームMは、コリメータレンズ38Mによって平行光束とされた後に、平面ミラー54で反射されて平面ミラー52に入射される。
【0048】
平面ミラー52と回転多面鏡34との間にはfθレンズ56が配置されており、平面ミラー52で反射されたレーザビームY及びレーザビームMは、fθレンズ56を透過して回転多面鏡34に入射され、回転多面鏡34で反射・偏向された後に、再びfθレンズ56を透過するように構成されている。
【0049】
LD36YとLD36Mは回転多面鏡34の軸線方向(副走査方向に対応)に沿った位置が相違されており、レーザビームY及びレーザビームMは、副走査方向に沿って異なる入射角で回転多面鏡34に各々入射されるので、fθレンズ56を2回透過したレーザビームC,Mは別々の平面ミラー46Y、46Mに入射される。
【0050】
そして、平面ミラー46Yによって反射されたレーザビームYは、反射ミラー47Yによって反射された後にシリンドリカルミラー48Yに入射され、シリンドリカルミラー48Yから感光体ドラム18Yへ向けて射出され、感光体ドラム18Yの周面上を走査される。また、平面ミラー46Mによって反射されたレーザビームMは、反射ミラー47Mによって反射された後にシリンドリカルミラー48Mに入射され、シリンドリカルミラー48Mから感光体ドラム18Mへ向けて射出され、感光体ドラム18Mの周面上を走査される。上記より明らかなように、レーザビームK,Cと、レーザビームY,Mは回転多面鏡34の対向する面に入射されるため、レーザビームK,YとレーザビームC,Mは逆方向に走査される。
【0051】
また、平面ミラー46KのレーザビームK射出側には、レーザビームKの走査範囲のうち走査開始側端部(SOS:Start Of Scan)に相当する位置に折り返しミラー56Kが配置されており、折り返しミラー56KのレーザビームK射出側にはレンズ58K及びビーム位置検出センサ60Kが順に配置されている。LD36Kから射出されたレーザビームKは、回転多面鏡34の各反射面のうちレーザビームKを反射している反射面が、入射ビームをSOSに相当する方向へ反射する向きとなったときに、折り返しミラー56Kで反射されてビーム位置検出センサ60Kに入射される。
【0052】
同様に、平面ミラー46CのレーザビームC射出側には、レーザビームCの走査範囲のうちのSOSに相当する位置に折り返しミラー56Cが配置されており、折り返しミラー56CのレーザビームK射出側にはレンズ58C及びビーム位置検出センサ60Cが順に配置されている。また、平面ミラー46MのレーザビームM射出側には、レーザビームMの走査範囲のうちのSOSに相当する位置に折り返しミラー56Mが配置されており、折り返しミラー56MのレーザビームM射出側にはレンズ58M及びビーム位置検出センサ60Mが順に配置されている。更に、平面ミラー46YのレーザビームY射出側には、レーザビームYの走査範囲のうちのSOSに相当する位置に折り返しミラー56Yが配置されており、折り返しミラー56YのレーザビームY射出側にはレンズ58Y及びビーム位置検出センサ60Yが順に配置されている。
【0053】
次に、上記のビーム位置検出センサ60を含んで構成されたビーム位置検出器62について説明する。なお、ビーム位置検出器62は個々のレーザビームK,C,M,Yに対応して各々設けられているが、それぞれは互いに同一の構成であるので、以下ではそれぞれを区別することなく説明する。
【0054】
図3(B)に示すように、ビーム位置検出センサ60は、カソードが互いに接続された一対のフォトダイオード64A,64Bから成るカソードコモン型2分割タイプのフォトダイオードで構成されている。図3(A)に示すように、フォトダイオード64A,64Bは、ビーム位置検出センサ60に入射されたレーザビームがフォトダイオード64A,64Bの受光面を順次通過するように、各々の受光面がレーザビームの走査方向に沿って所定の間隙を隔てて並んでいる。
【0055】
フォトダイオード64A,64Bのカソードは図示しない直流電源に接続されており、直流電源によって一定電圧VCCが印加される。フォトダイオード64Aのアノードは増幅器68Aの入力端に接続されており、フォトダイオード64Bのアノードは増幅器68Bの入力端に接続されている。増幅器68A,68Bの出力端は信号処理回路72の入力端に各々接続されており、フォトダイオード64A,64Bから出力された信号は増幅器68A,68Bによって所定のゲイン(本実施形態では、増幅器68A,68Bのゲインは常に一定とされている)で増幅された後に信号処理回路72に入力される。信号処理回路72はクランプ回路及び比較器を含んで構成されており、増幅器68Aから出力された信号はクランプ回路でクランプされた後に比較器に入力され、増幅器68Bから出力された信号は比較器に直接入力される。
【0056】
これにより、レーザビームがフォトダイオード64A,64Bの受光面を順次通過すると、フォトダイオード64Aからは、増幅器68A及びクランプ回路を経由することで、図10及び図11に「素子A」と表記して示すような波形の信号(以下、センサ出力Aという)が比較器に入力され、フォトダイオード64Bからは、増幅器68Bを経由することで、図10及び図11に「素子B」と表記して示すように、センサ出力Aと同一の波形で若干位相の遅れた信号(以下、センサ出力Bという)が出力される。なお、センサ出力A,Bの信号レベルは、クランプ回路の作用により若干相違されている。
【0057】
信号処理回路72の比較器は、増幅器68Aからクランプ回路を介して入力された信号(信号A)と増幅器68Bから入力された信号(信号B)の信号レベルを比較し、信号Aの信号レベルが信号Bの信号レベル以下であれば出力信号(同期信号)をハイレベルとし、信号Aの信号レベルが信号Bの信号レベルよりも高ければ出力信号(同期信号)をローレベルにする。
【0058】
これにより、比較器54から出力される同期信号は、図10及び図11に示すように、ビーム位置検出センサ60に光ビームが入射されていない期間は常にハイレベルとなる。また、ビーム位置検出センサ60に光ビームが入射されている期間には、光ビームの照射位置の移動に伴って、フォトダイオード64Aの受光面上の光ビーム照射領域の面積が徐々に増加するとセンサ出力Aの信号レベルも徐々に増加し、センサ出力Aの信号レベルがセンサ出力Bの信号レベルよりも大きくなると、同期信号はハイレベルからローレベルに切り替わる。
【0059】
また、光ビームの照射位置の移動に伴って、フォトダイオード64Aの受光面上の光ビーム照射領域の面積が徐々に減少するとセンサ出力Aの信号レベルも徐々に減少するが、このとき同時に、フォトダイオード64Bの受光面上の光ビーム照射領域の面積が徐々に増加することでセンサ出力Bの信号レベルも徐々に増加する。そして、光ビーム照射領域の中心がフォトダイオード64Aの受光面とフォトダイオード64Bの受光面の間隙の所定位置を通過するタイミングで、センサ出力Aの信号レベルがセンサ出力Bの信号レベル以下になり、同期信号はローレベルからハイレベルに戻ることになる。
【0060】
次に図4を参照し、制御部78について説明する。制御部78は各レーザビームK,C,M,Yに対応して画像処理ユニット80K,80C,80M,80Yが各々設けられている。個々の画像処理ユニット80は互いに同一の構成であるので、以下ではそれぞれを区別することなく説明する。
【0061】
図4に示すように、画像処理ユニット80には主走査方向レジずれ補正値演算部82が設けられており、主走査方向レジずれ補正値演算部82には位置センサ76が接続されている。主走査方向レジずれ補正値演算部82は、転写ベルト14上に画像位置検出用パターンが形成され、画像位置検出用パターンの形成位置が位置センサ76によって検出されることで、レーザビームの主走査方向に沿った前記パターンの形成位置を表す信号が位置センサ76から入力されると、入力された信号に基づいて主走査方向に沿った前記パターンの形成位置のずれ量(レジずれ量)を認識し、主走査方向に沿ったレジずれを補正するためのレジ補正量を演算する。
【0062】
上記のレジ補正量は、レーザビームの各回の主走査において、レジずれを補正するためにレーザビームの変調を開始すべきタイミングを、ビーム位置検出器62から出力される同期信号がハイレベルからローレベルに切り替わったタイミング(基準タイミング)からの経過時間によって規定するデータである。主走査方向レジずれ補正値演算部82は、演算によって得られたレジ補正量を、画素クロック(1回の主走査における画像の各画素毎の変調周期を表す信号)の1周期に相当する時間で除算することにより、レジ補正量を、画素クロックの1周期を単位とするレジ補正値である主走査方向レジずれ粗補正値(除算の商)と、画素クロックの1周期よりも短い時間に相当するレジずれを補正するための主走査方向レジずれ微補正値(除算の剰余)に分解する。
【0063】
主走査方向レジずれ補正値演算部82には主走査方向レジ補正値演算部84が接続されており、主走査方向レジずれ補正値演算部82は、主走査方向レジずれ粗補正値及び主走査方向レジずれ微補正値を主走査方向レジ補正値演算部84へ出力すると共に、主走査方向に沿った画像位置検出用パターンの形成位置を表す信号が位置センサ76から新たに入力される迄の間は、上記の主走査方向レジずれ粗補正値及び主走査方向レジずれ微補正値をメモリ等に保持する。
【0064】
上記より明らかなように、位置センサ76は請求項1に記載の位置検出手段に対応しており、主走査方向レジずれ補正値演算部82は請求項1に記載の画像位置調整手段に対応している。また、上記のレジ補正量(走査方向レジずれ粗補正値及び主走査方向レジずれ微補正値)は請求項1に記載の第1の制御値に対応している。
【0065】
一方、濃度センサ74は光量設定値演算部86に接続されている。光量設定値演算部86は、転写ベルト14上に光量制御用パターンが形成され、光量制御用パターンの濃度が濃度センサ74によって検出されることで、光量制御用パターンの濃度を表す信号が濃度センサ74から入力されると、入力された信号に基づいて画像濃度を所期の濃度にするためのレーザビームの光量制御値を演算する。光量設定値演算部86はLD駆動制御部92及び主走査方向レジ補正値演算部84に接続されており、演算した光量制御値をLD駆動制御部92及び主走査方向レジ補正値演算部84へ出力すると共に、光量制御用パターンの濃度を表す信号が濃度センサ74から新たに入力される迄の間は、上記の光量制御値をメモリ等に保持する。
【0066】
なお、光量設定値演算部86は本発明の光量設定手段(詳しくは請求項3に記載の光量設定手段)に対応しており、濃度センサ74は請求項3に記載の濃度検出手段に対応している。
【0067】
主走査方向レジ補正値演算部84には、クロックジェネレータ88及び書込タイミング設定部90が接続されている。主走査方向レジ補正値演算部84は、光量設定値演算部86から入力された光量制御値に基づいて、レーザビームに光量に応じた基準タイミング(ビーム位置検出器62から出力される同期信号がハイレベルからローレベルに切り替わるタイミング)の変動による影響を、各回の主走査における画像書き出し位置(レーザビームの変調開始タイミング)を補正することで解消するための画像書出位置補正値を演算する。なお、画像書出位置補正値の演算については後述する。
【0068】
続いて主走査方向レジ補正値演算部84は、演算によって得られた画像書出位置補正値を、主走査方向レジずれ補正値演算部82から入力された主走査方向レジずれ微補正値に加算し、この加算によって桁上がり又は桁下がりが生じた場合(主走査方向レジずれ微補正値が画素クロックの1周期以上の値となるか、又は符号が負になった場合)には、桁上がり又は桁下がりに応じて主走査方向レジずれ粗補正値も変更する。そして、主走査方向レジ補正値演算部84は、画像書出位置補正値の加算を経た主走査方向レジずれ微補正値をクロックジェネレータ88へ、主走査方向レジずれ粗補正値を書込タイミング設定部90へ出力する。
【0069】
クロックジェネレータ88にはビーム位置検出器62及び書込タイミング設定部90が接続されている。クロックジェネレータ88は周波数が一定で互いに位相が異なる複数の画素クロックを生成する機能を備えており、生成した複数の画素クロックの中から、ビーム位置検出器62から入力される同期信号によって規定される基準タイミングに対し、主走査方向レジ補正値演算部84から入力された主走査方向レジずれ微補正値に相当する時間だけ位相のずれた画素クロックを選択し、選択した画素クロックを書込タイミング設定部90へ出力する。
【0070】
書込タイミング設定部90にはビーム位置検出器62及びLD駆動制御部92が接続されている。書込タイミング設定部90は、ビーム位置検出器62から入力される同期信号に基づき基準タイミングが到来したことを検知する毎に、クロックジェネレータ88から入力される画素クロックのパルスをカウントし、カウント値が、主走査方向レジ補正値演算部84から入力された主走査方向レジずれ粗補正値に一致すると、LD駆動制御部92へ画素クロックを出力することを繰り返すことで、各回の主走査でにおける画像の各画素毎の変調タイミングを規定する書込同期信号をLD駆動制御部92に供給する。
【0071】
LD駆動制御部92は光量設定値演算部86及びLD駆動回路94に接続されており、更に、記録すべき画像のうち特定色成分(K/C/M/Yの何れか)の画像を表す画像データが入力される。LD駆動制御部92は、書込タイミング設定部90から入力された書込同期信号及び光量設定値演算部86から入力された光量設定値に基づいて、入力された画像データの各画素を、書込同期信号に同期したタイミングで、入力された光量設定値を基準光量とする光量のレーザビームによって記録するための駆動制御信号を生成し、LD駆動回路94へ出力する。
【0072】
LD駆動回路94にはLD36が接続されており、LD駆動回路94はLD駆動制御部92から入力された駆動制御信号に基づいてLD36の駆動し、LD36から射出されるレーザビームを変調する。このように、書込タイミング設定部90、LD駆動制御部92及びLD駆動回路94は本発明の変調手段に対応しており、LD駆動制御部92は本発明の光量調整手段としての機能も兼ね備えている。
【0073】
上述した処理が画像処理ユニット80K,80C,80M,80Yで各々行われることにより、LD36K,36C,36M,36Yからは、形成すべき画像のうち対応する色成分の画像に応じて変調されたレーザビームが各々射出され、これらのレーザビームは単一の回転多面鏡34によって各々偏向され、fθレンズ44(又は56)、シリンドリカルミラー48等の光学部品を介して対応する感光体ドラム18へ向けて射出され、帯電器20によって帯電された感光体ドラム18の周面上を走査される。
【0074】
レーザビームが走査することで感光体ドラム18の周面上に形成された静電潜像は、現像器22によって互いに異なる色のトナー像として現像され、各色のトナー像が転写ベルト14のベルト面上で重ね合わされることで形成されたカラー画像が転写材28へ転写される。そしてカラー画像が転写された転写材28は、定着処理を経て画像形成装置10の機体外に排出されることになる。
【0075】
次に、本実施形態の作用として、主走査方向レジ補正値演算部84における書出位置補正値の演算について説明する。ビーム位置検出器62がレーザビームを検出するタイミング、すなわちビーム位置検出器62から出力される同期信号がハイレベルからローレベルに切り替わるタイミングは、ビーム位置検出器62に入射されるレーザビームの光量の変化に対し、図5(A)に示すように変化する。
【0076】
図5(A)からも明らかなように、ビーム位置検出器62がレーザビームを検出するタイミングは、入射されるレーザビームの光量が所定範囲(図に「光量適量」と表記した範囲)内であれば光量の変化に拘らず殆ど変化しないが、光量が所定範囲の上限値よりも大きい場合や、所定範囲の下限値よりも小さい場合には、上限値又は下限値に対する光量の差が大きくなるに従って、レーザビーム検出タイミングの遅延が増大する特性を有していることが理解できる。
【0077】
なお、図5(A)に示した特性は、ビーム位置検出器62として用いている光電変換素子(フォトダイオード)の種類によって相違するが、光電変換素子の形式が同一であればほぼ同一の特性を示す。また、遅延時間は温度等の外部要因によっても僅かながら変化するが、画像形成装置10が実際に使用される環境下では、光量変化に伴う遅延時間の変化と比較して、無視できる程の値であることは本願発明者によって確認されている。
【0078】
本実施形態で用いているビーム位置検出器62では、レーザビームの光量が所定範囲の上限値よりも大きい領域、及び、レーザビームの光量が所定範囲の下限値よりも小さい領域における遅延時間が、レーザビームの光量の変化に対してほぼ直線的に変化する特性を示しているので、書出位置補正値による補正量(時間)をy、レーザビームの光量をxとすると、補正量yは一次式y=ax+bで近似することができる。
【0079】
上記に基づき、本実施形態に係る主走査方向レジ補正値演算部84は、光量設定値演算部86から入力される光量設定値を、所定範囲の上限値に相当する光量値c及び所定範囲の下限値に相当する光量値d(図5(B)参照)と各々比較し、比較結果に応じて以下の演算を行うことで書出位置補正値による補正量yを求めている。
【0080】
光量設定値≦dの場合 補正量:y=a'x+b'
d<光量設定値<cの場合 補正量:y=0
光量設定値≧cの場合 補正量:y=ax+b
なお、上記の演算式における係数a,a'及び定数b,b'は、実験によって求められて主走査方向レジ補正値演算部84のメモリ等に予め記憶されている。
【0081】
主走査方向レジ補正値演算部84は、上記のようにして求めた書出位置補正値を、主走査方向レジずれ補正値演算部82によって演算されたレジ補正量(詳しくは主走査方向レジずれ微補正値)に加算することで、主走査方向の最終的なレジ補正量を演算している。また、光量設定値演算部86から入力される光量設定値を監視し、光量設定値が更新されたことを検知した場合には、更新後の最新の光量設定値を用いて最終的なレジ補正量を演算している。
【0082】
これにより、光量設定値演算部86によって光量設定値が変更設定され、これに伴ってビーム位置検出器62に入射されるレーザビームの光量が変化することでレーザビーム検出タイミングの遅延が発生したり、レーザビーム検出タイミングの遅延時間が変化した場合にも、この遅延による画像形成位置のずれが補正されるように、基準タイミングからレーザビームの変調が開始される迄の時間が補正されることになる(図5(B)も参照)。上述したように、本実施形態に係る主走査方向レジ補正値演算部84は、請求項1に記載の制御手段に対応している。
【0083】
また、主走査方向レジ補正値演算部84による上記の書出位置補正値の演算及び最終的なレジ補正量の演算は、レーザビームK,C,M,Yに対応する個々の画像処理ユニット80K,80C,80M,80Yの主走査方向レジ補正値演算部84において各々独立して行われる(従って、本実施形態に係る主走査方向レジ補正値演算部84は、請求項2に記載の制御手段にも対応している)ので、一部のレーザビームについてのみ光量設定値が変更された等の場合にも、この影響を受けることなく各レーザビームによって形成される各色成分の画像を常に一定の位置に形成させることができ、転写ベルト14上に形成されて転写材28に転写されるカラー画像の色ずれの発生を防止することができる。
【0084】
なお、本実施形態ではレーザビームの光量が所定範囲の上限値よりも領域、及び、レーザビームの光量が所定範囲の下限値よりも小さい領域において、ビーム位置検出器62によるレーザビーム検出タイミングの遅延時間が、レーザビームの光量の変化に対してほぼ直線的に変化する特性を示すことを利用し、書出位置補正値による補正量(時間)yを、レーザビームの光量xに関する一次式y=ax+bを用いて求めていたが、これに限定されるものではなく、レーザビームの光量とレーザビーム検出タイミングの遅延時間との関係が、数式で近似することが困難な特性を示している場合や、数式による近似は可能であるものの近似式が非常に複雑になる等の場合には、例えばレーザビームの光量とレーザビーム検出タイミングの遅延時間との関係を予め測定してルックアップテーブルに記憶し、レーザビームの現在の光量に対応する遅延時間をルックアップテーブルから読み出すことで、書出位置補正値を決定するようにしてもよい。
【0085】
なお、この態様においても、レーザビームの光量の変化に拘らずビーム位置検出器62のレーザビーム検出タイミングが殆ど変化しない所定範囲に相当するデータをルックアップテーブルに記憶せず、レーザビームの光量が前記所定範囲内であった場合には書出位置補正値を0(無補正)とすることで、ルックアップテーブルの規模(データ量)を削減するようにしてもよい。
【0086】
〔第1比較例〕
次に本発明の第1比較例について説明する。なお、実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、以下、実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【0087】
図6に示すように、本第1比較例に係る画像処理ユニット80では、主走査方向レジ補正値演算部84が光量設定値演算部に接続されておらず、本第1比較例に係る主走査方向レジ補正値演算部84では、実施形態で説明した書出位置補正値の演算・主走査方向レジずれ補正値演算部82で演算されたレジ補正値への書出位置補正値の加算等の処理は行われない。
【0088】
一方、本第1比較例に係る光量設定値演算部86にはゲイン制御部96が接続されており、ゲイン制御部96はビーム位置検出器62に接続されている。本第1比較例では、ビーム位置検出器62の増幅器68A,68Bとして、外部からゲイン切替信号によってゲインを連続的又は段階的に変更可能な増幅器を用いており(図3(B)参照)、ゲイン制御部96は、光量設定値演算部86から入力された光量設定値を所定値と比較し、光量設定値が所定値未満の場合は増幅器68A,68Bのゲインを大に、光量設定値が所定値以上の場合は増幅器68A,68Bのゲインを小に設定する。
【0089】
これにより、ビーム位置検出器62に入射されるレーザビームの光量が、レーザビーム検出タイミングの遅延が発生しない所定範囲の下限値よりも小さい場合には、増幅器68A,68Bのゲインが大きくされることで、増幅器68A,68Bから信号処理回路72に入力される信号の振幅が大きくなる。また、レーザビームの光量が、レーザビーム検出タイミングの遅延が発生しない所定範囲の上限値よりも大きい場合には、増幅器68A,68Bのゲインが小さくされることで、増幅器68A,68Bから信号処理回路72に入力される信号の振幅が小さくなる。
【0090】
従って、例として図7に示すように、レーザビーム検出タイミングの遅延が発生しない範囲(レーザビームの光量範囲)が大幅に拡大されることになり、レーザビームの光量変化に伴って画像形成位置のずれが発生することを、広範な光量範囲に亘って抑制することができる。また、上述したビーム位置検出器62の増幅器68A,68Bのゲインの切替えは、個々の画像処理ユニット80K,80C,80M,80Yで各々独立して行われるので、実施形態と同様に、各レーザビームによって形成される各色成分の画像を常に一定の位置に形成させることができ、転写ベルト14上に形成されて転写材28に転写されるカラー画像の色ずれの発生を防止することができる。
【0091】
なお、第1比較例では増幅器68A,68Bのゲインを2段階に切替える場合を例に説明したが、レーザビームの光量に応じてより多数段階にゲインを切替えるようにしてもよいし、増幅器68A,68Bから信号処理回路72に入力される信号の振幅が、ビーム位置検出器62に入射されるレーザビームの光量に拘らずほぼ一定になるように、レーザビームの光量に応じてゲインを連続的に変更するようにしてもよい。
【0092】
〔第2比較例〕
次に本発明の第2比較例について説明する。なお、第1比較例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、以下、第1比較例と異なる部分についてのみ説明する。
【0093】
本第2比較例に係る複数ビーム走査装置30は、レーザビームKが回転多面鏡34によってSOSに相当する方向へ反射されたときにレーザビームKが通過する光路上に、透過するレーザビームKに対する減衰率を外部から連続的又は段階的に変更可能な光減衰器100Kが配置されている(図示省略)。なお、光減衰器100Kの配置位置は、回転多面鏡34とビーム位置検出センサ60Kとの間であればよく、回転多面鏡34と平面ミラー46Kとの間、平面ミラー46Kと折り返しミラー56Kとの間、折り返しミラー56Kとレンズ58Kとの間、レンズ58Kとビーム位置検出センサ60Kとの間の何れの位置に配置してもよい。光減衰器100Kとしては、例えばツイストネマチック液晶を利用した減衰器を用いることができる。ツイストネマチック液晶は印加電圧を制御することで、減衰率(光透過率)を0〜100%近くまで変化させることができる。
【0094】
また、図示は省略するが、レーザビームC,M,Yについても、回転多面鏡34によってSOSに相当する方向へ反射されたときに個々のレーザビームが通過する光路上に、光減衰器100Kと同様の構成の光減衰器100C,100M,100Yが各々配置されている。
【0095】
本第2比較例に係る画像処理ユニット80では、第1比較例で説明したゲイン制御部96に代えて光減衰器制御部98が設けられており、この光減衰器制御部98は、光量設定値演算部86に接続されていると共に、光減衰器100に接続されている。光減衰器制御部98は、光量設定値演算部86から入力された光量設定値を所定値と比較し、例えば光量設定値が所定値未満の場合は光減衰器100によるレーザビームの減衰率が小となるように制御し、光量設定値が所定値以上の場合は光減衰器100によるレーザビームの減衰率が大となるように制御する。
【0096】
これにより、ビーム位置検出器62に入射されるレーザビームの光量を、光量設定値演算部86によって演算された光量設定値に拘らず、レーザビーム検出タイミングの遅延が発生しない所定範囲内の値にすることができるので、LD36から射出されるレーザビームの光量変化に伴って画像形成位置のずれが発生することを防止することができる。また、上述した光減衰器100によるレーザビームの減衰率の制御は、個々の画像処理ユニット80K,80C,80M,80Yで各々独立して行われるので、実施形態及び第1比較例と同様に、各レーザビームによって形成される各色成分の画像を常に一定の位置に形成させることができ、転写ベルト14上に形成されて転写材28に転写されるカラー画像の色ずれの発生を防止することができる。
【0097】
なお、第2比較例では光減衰器100によるレーザビームの減衰率を2段階に切替える場合を例に説明したが、レーザビームの光量設定値に応じて減衰率をより多数段階に切替えるようにしてもよいし、ビーム位置検出器62に入射されるレーザビームの光量が、光量設定値に拘らずほぼ一定になるように、光量設定値に応じて光減衰器100による減衰率を連続的に変更するようにしてもよい。
【0098】
また、上記ではレーザビームの走査方向に沿って配列された複数の光電変換素子(フォトダイオード64A,64B)を備えたビーム位置検出センサ60(光ビーム検出器)によってレーザビームを検出する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は単一の光電変換素子によってレーザビームを検出する場合にも適用可能である。
【0099】
また、上記では本発明に係る画像形成装置として、光ビームを偏向走査させる光ビーム走査装置が、単一の偏向手段によって複数本の光ビームを各々偏向させ、複数の感光体に互いに異なる色成分の画像を形成した後に、各色成分の画像を重ね合わせることでカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置を例に説明したが、これに限定されるものではなく、他の方式により複数本の光ビームを偏向するカラー画像形成装置や、他の方式によりカラー画像を形成するカラー画像形成装置、モノクロの画像を形成する画像形成装置に適用することも可能であることは言うまでもない。
【0100】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明は、光ビームが前記感光体上を走査することで形成された画像の位置を検出し、光ビームの変調開始タイミングを調整するための第1の制御値を検出した画像の位置に基づいて設定すると共に、光ビームの変調開始タイミングを調整するための第2の制御値を、光量設定手段による光量設定値が所定範囲内の場合は第2の制御値による変調開始タイミングの補正量が0となり、光量設定値が所定範囲の上限値よりも大きいか又は所定範囲の下限値よりも小さい場合は、光量設定値と上限値又は下限値との差が大きくなるに従って第2の制御値による変調開始タイミングの補正量が大きくなるように設定し、光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングに対し、第1の制御値と第2の制御値を加算した値に相当する時間だけ遅延したタイミングで光ビームの変調を開始させるので、簡易な構成により、光ビームの光量変化に起因する画像形成位置の変動を精度良く抑制できる、という優れた効果を有する。
【0105】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、最終的にカラー画像として重ね合わされる互いに異なる色の複数の画像を形成するための複数本の光ビームが光源から各々射出され、光量設定手段による光量設定値の変更を監視し、光量設定値が変更された光ビームについてのみ、変調手段による変調タイミングの変更、光ビーム検出器の増幅器のゲインの変更、及び光減衰器による光量減衰量の変更の何れかを行うので、上記効果に加え、光ビームの光量変化により、最終的に形成されるカラー画像上で色ずれが生ずることを防止することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係るカラー画像形成装置(及び複数ビーム走査装置)の概略構成図である。
【図2】複数ビーム走査装置の概略平面図である。
【図3】(A)はビーム位置検出センサの一対のフォトダイオードの受光面の配置を示す平面図、(B)はビーム位置検出センサの回路図である。
【図4】実施形態に係る制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図5】 (A)はレーザビームの光量の変化に伴うレーザビーム検出タイミングの変化を示す線図、(B)は第1実施形態に係る書出位置補正値の演算を説明するための線図である。
【図6】第1比較例に係る制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図7】ビーム位置検出器の増幅器のゲイン切替えに伴う、レーザビームの光量とレーザビーム検出タイミングとの関係の変化を示す線図である。
【図8】第2比較例に係る制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図9】単一の光電変換素子から成る光ビーム検出器において、光ビームの光量の変化に伴う、同期信号の信号レベルの切替タイミングのずれを説明するための線図である。
【図10】複数の光電変換素子から成る光ビーム検出器における個々の素子の出力信号及び同期信号の一例を示す線図である。
【図11】複数の光電変換素子から成る光ビーム検出器において、光ビームの光量の変化に伴う、同期信号の信号レベルの切替タイミングのずれを説明するための線図である。
【符号の説明】
10 カラー画像形成装置
34 回転多面鏡
60 ビーム位置検出センサ
62 ビーム位置検出器
68 増幅器
74 濃度センサ
76 位置センサ
80 画像処理ユニット
82 主走査方向レジずれ補正値演算部
84 主走査方向レジ補正値演算部
86 光量設定値演算手段
86 光量設定値演算部
96 ゲイン制御部
98 光減衰器制御部
100 光減衰器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and in particular, scans a light beam emitted from a light source on a photoconductor, and modulates the light beam based on the timing at which the light beam is detected by a light beam detector. The present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus that forms an image according to an electrophotographic process (for example, a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a complex machine thereof), a charged photoconductor is exposed according to an image to be formed on the photoconductor. As an exposure apparatus for forming an electrostatic latent image on a light source, a light beam emitted from a light source such as a laser diode (LD) is modulated according to an image to be formed, and the modulated light beam is deflected by a polygon mirror or the like. 2. Description of the Related Art Optical scanning devices that are configured to be deflected by means and scan on a photoreceptor are widely used.
[0003]
In this type of optical scanning device, in order to modulate the light beam at a timing synchronized with the scanning of the light beam, the end of the scanning range of the light beam (for example, the end of the scanning start side (SOS: Start Of Scan) or A light beam detector disposed so that the light beam is incident when the light beam is deflected in a direction corresponding to an end portion (EOS: End Of Scan) on the scanning end side; This light beam detector outputs a synchronizing signal that causes a pulse-like change in signal level (detection pulse) each time a light beam is received. The modulation of the light beam in each scan of the light beam is started at a timing synchronized with the synchronization signal (specifically, after a predetermined time has elapsed since the detection pulse was generated in the synchronization signal).
[0004]
Conventionally, the light beam detector is generally constituted by a single photoelectric conversion element. In this type of light beam detector, the signal level of the synchronization signal is switched when the signal level of the output signal of the photoelectric conversion element that changes according to the amount of received light exceeds a predetermined threshold. When the light amount of the light beam itself changes, the timing at which the signal level of the synchronization signal switches with respect to the actual position of the light beam is shifted (for example, FIG. 9 shows the switching of the signal level as the light amount of the light beam decreases. An example in which a delay of Δt occurs is shown), and the modulation start timing is shifted accordingly, so that the image writing position is the distance corresponding to the product of the time corresponding to the shift of the modulation start timing and the scanning speed. It will shift.
[0005]
For this reason, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-321834 discloses a technique for correcting image registration in accordance with a change in the intensity of a light beam. However, image registration correction is generally realized by forming a toner image for registration correction, measuring the position of the formed toner image, and calculating a correction amount for correcting the registration. Is done. Accordingly, if the above processing is performed every time the intensity of the light beam is changed, there is a problem in that the processing capability of the image forming apparatus is significantly reduced.
[0006]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-177306 uses a light beam detector having a configuration in which two photoelectric conversion elements are arranged along the scanning direction of a light beam (see FIG. 10B as an example). A signal that switches the signal level at a substantially constant timing regardless of changes in the intensity (light quantity) of the light beam by taking the difference between the two output signals by utilizing the phase shift of the output signal of the photoelectric conversion element Techniques for generating are described. Further, JP-A-4-247761 discloses a technique for preventing malfunction caused by noise that does not reach the clamp level by forcibly clamping one of the two sensor outputs to a predetermined level. .
[0007]
In an optical beam detector having a configuration in which two photoelectric conversion elements are arranged, as shown in FIG. 10A as an example, the switching timing of the signal level of the synchronization signal does not change to the extent that the amount of light beam varies slightly. At present, the majority of image forming apparatuses employ a configuration in which two photoelectric conversion elements are arranged as a light beam detector.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, even when using a light beam detector with a configuration in which two photoelectric conversion elements are arranged, in the end, the synchronization signal is generated by comparing the amplitude of the output signal (analog signal) of the photoelectric conversion element with a predetermined threshold value. Therefore, when the light amount of the light beam itself is clearly larger than the appropriate value, the output signal of the photoelectric conversion element is shown as “light amount: excessive” in FIG. 11D as an example. Is saturated with respect to the amplitude corresponding to the amount of received light (denoted as “ideal voltage” in FIG. 11D), thereby causing a shift in the switching timing of the signal level of the synchronization signal (in many cases, the switching timing). There was a problem that delay) occurred. Further, even when the light amount of the light beam itself is clearly small with respect to the appropriate value, the waveform of the output signal of the photoelectric conversion element is, as shown in FIG. A difference in timing of switching the signal level of the synchronization signal occurs due to the difference between the light amount and the appropriate value.
[0009]
In recent years, an image forming apparatus that forms a color image, such as a color printer or a color copying machine, has a plurality of photoconductors, and simultaneously scans and exposes each photoconductor with a plurality of light beams emitted from a plurality of light sources. As a result, so-called tandem systems, in which images of different colors are formed on the respective photoconductors and color images are formed by superimposing the images of the respective colors on the same transfer medium, are becoming mainstream. The tandem image forming apparatus forms each color image at the same time, so it has the advantage that the time required to form a color image can be greatly shortened. And modulating the light beam at a timing synchronized with the generated synchronization signal must be performed independently for each of the plurality of light beams, and the signal level switching timing of the synchronization signal corresponding to each light beam There is a problem that the shift is easily visually recognized as a color shift on the image.
[0010]
In particular, among the tandem color image forming apparatuses, a configuration in which a light beam scanning device that deflects and scans a light beam deflects each of a plurality of light beams by a single deflecting unit (for example, a polygon mirror) (so-called spray method: In the case of Japanese Patent Laid-Open No. 3-142212, etc., since the scanning directions of the individual light beams on the photosensitive member are not constant, image formation when the switching timing of the signal level of the synchronization signal occurs is generated. Since the moving direction of the position differs depending on each light beam, that is, each color, there is a problem that the color shift is visually recognized more remarkably.
[0011]
The present invention has been made in consideration of the above facts, and an object of the present invention is to obtain an image forming apparatus capable of suppressing fluctuations in the image forming position due to a change in the amount of light beams with a simple configuration.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a first aspect of the present invention includes a light source that emits a light beam, and deflects the light beam so that the light beam emitted from the light source scans on a photoconductor. And a light beam detector for detecting the light beam deflected by the deflection means at a specific position within a scanning range of the light beam, and a timing at which the light beam is detected by the light beam detector as a reference. Modulation means for modulating the light beam emitted from the light source, light amount setting means for setting the light amount of the light beam emitted from the light source, and the light amount of the light beam emitted from the light source. A light amount adjusting means for adjusting to match the light amount set by the light amount setting means;A position detecting means for detecting a position of an image formed by scanning the photosensitive member with the light beam; and a first control value for adjusting a modulation start timing of the light beam by the modulating means, An image position adjusting unit that is set based on the position of the image detected by the position detecting unit, and a second control value for adjusting the modulation start timing of the light beam by the modulating unit are set as the light amount by the light amount setting unit. When the value is within a predetermined range, the correction amount of the modulation start timing by the second control value is 0, and the light amount setting value is larger than the upper limit value of the predetermined range or lower than the lower limit value of the predetermined range When the value is small, the correction amount of the modulation start timing by the second control value increases as the difference between the light amount setting value and the upper limit value or the lower limit value increases. The light beam by the modulation means is set at a timing delayed by a time corresponding to a value obtained by adding the first control value and the second control value to the timing at which the light beam is detected by the light beam detector. Control means for starting the modulation ofIt is comprised including.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, the light beam emitted from the light source is deflected so as to scan on the photosensitive member by the deflecting means. Further, the deflected light beam is detected by the light beam detector at a specific position within the scanning range, and the modulation means is supplied from the light source at a predetermined timing based on the timing at which the light beam is detected by the light beam detector. Modulates the emitted light beam. An image (for example, an electrostatic latent image) is formed on the photosensitive member by scanning the photosensitive member with the light beam modulated by the modulating unit. As the light beam detector, various known configurations (for example, a configuration including a single photoelectric conversion element or a configuration in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in the light beam scanning direction) are employed. Can do.
[0014]
According to the first aspect of the present invention, the light amount setting means for setting the light amount of the light beam emitted from the light source is provided, and the light amount adjusting means is configured such that the light amount of the light beam emitted from the light source is changed by the light amount setting means. Adjust to match the set light intensity. For example, the sensitivity of the photoconductor with respect to the amount of light beam changes according to the temperature of the photoconductor. For example, when the sensitivity of the photoconductor changes, the light amount of the light beam is set so that the change in the sensitivity of the photoconductor is compensated. By configuring the light amount setting means so as to change the value, the density of the formed image can be kept constant regardless of the change in the sensitivity of the photoconductor.
[0015]
Note that the configuration of the light amount setting means as described above specifically includes, for example, claims.3As described above, the density of the image formed by scanning the light beam on the photosensitive member (for example, the potential of the electrostatic latent image formed by scanning the light beam may be used, or the electrostatic latent image may be Density detection means for detecting the density of the toner image obtained by development) is provided, and the light quantity setting means is configured to optimize the light quantity of the light beam emitted from the light source based on the density detected by the density detection means. This can be realized by calculating the value and setting the calculated optimum value.
[0016]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a position detecting means for detecting a position of an image formed by scanning a light beam on a photosensitive member, and a first means for adjusting a modulation start timing of the light beam by the modulating means. Image position adjustment means for setting the control value of 1 based on the position of the image detected by the position detection means is provided, and the control means adjusts the light beam modulation start timing by the modulation means. If the light quantity setting value by the light quantity setting means is within a predetermined range, the correction amount of the modulation start timing by the second control value is 0 and the light quantity setting value is larger than the upper limit value of the predetermined range, or When the value is smaller than the lower limit value of the predetermined range, the correction amount of the modulation start timing by the second control value increases as the difference between the light amount setting value and the upper limit value or the lower limit value increases. And the timing at which the light beam is detected by the modulation means at a timing delayed by a time corresponding to a value obtained by adding the first control value and the second control value to the timing at which the light beam is detected by the light beam detector. Start modulation.
[0017]
In the first aspect of the invention, the light amount setting value is changed and set by the light amount setting means, so that the light amount of the light beam changes. With the change in the light amount of the light beam, the actual light beam position is changed. There is a shift in the timing at which the light beam detector detects the light beam, and the shift in the timing also shifts the position at which the image is formed. On the other hand, the control means according to the first aspect of the invention uses the fact that the light quantity of the light beam is adjusted by the light quantity adjusting means so as to coincide with the light quantity set by the light quantity setting means. Since the modulation timing by the modulation means is changed by setting the second control value for adjusting the modulation start timing of the light beam according to the light quantity setting value by the light quantity setting means, the light quantity change of the light beam The resulting variation in the image forming position can be suppressed. Further, by using the light amount setting value by the light amount setting means, it is not necessary to add a new sensor for detecting the light amount of the light beam, and the configuration of the image forming apparatus can be simplified.
[0018]
Further, according to an experiment conducted by the inventor of the present application, if the light amount of the light beam is within a predetermined range, the deviation of the light beam detection timing is negligibly small, and when the light beam amount deviates from the predetermined range, It has been confirmed that the deviation of the light beam detection timing becomes significant according to the amount of deviation of the light amount from the predetermined range. For this reason, in detail, the control means according to the first aspect of the invention provides the second control value for adjusting the modulation start timing of the light beam by the modulation means, and the light quantity setting value by the light quantity setting means is within a predetermined range. In this case, the correction amount of the modulation start timing by the second control value is 0, and when the light amount setting value is larger than the upper limit value of the predetermined range or smaller than the lower limit value of the predetermined range, the light amount setting value and the upper limit The correction amount of the modulation start timing by the second control value is set to increase as the value or the difference from the lower limit value increases. As a result, fluctuations in the image forming position caused by changes in the light amount of the light beam can be accurately suppressed by simple processing. Further, in the aspect in which the relationship between the light beam quantity and the deviation amount of the light beam detection timing is stored as data and used for changing the modulation timing, the amount of data to be stored for use in changing the modulation timing is determined. The effect that it can reduce is also acquired.
[0019]
In addition, the displacement of the image forming position in the image forming apparatus is actually not only a change in the light amount of the light beam, but also, for example, due to a change in the temperature inside the image forming apparatus, This also occurs when the relative position changes. For this reason, in most image forming apparatuses, the position of the image formed by the light beam scanning on the photosensitive member is detected by the position detecting means, and the modulation by the modulating means is performed based on the detected position of the image. Equipped with a function to adjust the image forming position by setting a control value for changing the timing and changing the modulation timing by the modulation means according to the set control value (hereinafter referred to as “registration adjustment function” for convenience) Has been.
[0020]
Therefore, in the image forming apparatus equipped with the registration adjustment function, when the modulation timing by the modulation unit is changed according to the light amount setting value by the light amount setting unit as described above, the modulation timing by the modulation unit is changed by the position detection unit. Since each change is made in accordance with the detected position of the image and the light amount setting value by the light amount setting means, there is a possibility that the configuration of the processing unit for realizing the registration adjustment function needs to be significantly changed.
[0021]
On the other hand, according to the first aspect of the present invention, the position of the image formed by the light beam scanning on the photosensitive member is detected by the position detection means, and the modulation start timing of the light beam by the modulation means is adjusted. The first control value is set by the image position adjusting means based on the position of the detected image, and the control means determines the first control value with respect to the timing when the light beam is detected by the light beam detector. Since the modulation of the light beam by the modulation means is started at a timing delayed by a time corresponding to the value obtained by adding the second control value, the position detection means and the image position adjustment means for realizing the registration adjustment function There is also an effect that the fluctuation of the image forming position due to the change in the light amount of the light beam can be suppressed without affecting the configuration.
[0032]
Claims1In the claimed invention, the claim2As described above, the light source emits a plurality of light beams for forming a plurality of images of different colors, which are finally superimposed as a color image, and the deflecting means is a plurality of light beams emitted from the light source. A plurality of light beams are deflected so that each light beam scans on the photosensitive member, and the light beam detector identifies the plurality of light beams deflected by the deflecting means within the scanning range of each light beam. Each detecting unit detects the position, and the modulation unit modulates each of the plurality of light beams emitted from the light source at a predetermined timing based on the timing at which the corresponding light beam detector detects the light beam, and sets the light amount. The means sets the light quantity of the plurality of light beams emitted from the light source independently for each light beam, and the light quantity adjustment means sets the light quantity of the plurality of light beams emitted from the light source. It may be adjusted to each match the individual light quantity set in independently each light beam by the step.
[0033]
In this case, the control unit monitors the change of the light amount setting value by the light amount setting unit, and changes the modulation timing by the modulation unit only for the light beam whose light amount setting value has been changed.FurtherCan be configured to do. As a result, different color images respectively formed by a plurality of light beams are formed at fixed positions, so that a change in the light amount of the light beam causes a final color image to be formed. Color misregistration can be prevented.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0035]
[ActualForm]
FIG. 1 shows a color
[0036]
Above the
[0037]
Around each photosensitive drum 18, a charger 20 for charging the photosensitive drum 18 is disposed. Above each photosensitive drum 18, a laser beam is applied to each charged photosensitive drum 18. Are arranged, and a plurality of beam scanning devices 30 (details will be described later) for forming an electrostatic latent image on each photosensitive drum 18 are disposed.
[0038]
Further, around each photosensitive drum 18, an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 18 is arranged in a predetermined color (K) on the downstream side of the laser beam irradiation position along the rotation direction of the photosensitive drum 18. Or a developing device 22 that forms a toner image by developing with toner of C, M, or Y), a transfer device 24 that transfers the toner image formed on the photosensitive drum 18 to the
[0039]
The toner images of different colors formed on the respective photosensitive drums 18 are respectively transferred to the
[0040]
A
[0041]
Further, in this embodiment, although the frequency is lower than that of the light amount control pattern, a predetermined image position detection pattern is also periodically formed on the transfer belt 14 (for example, when the
[0042]
Next, the multiple
[0043]
A
[0044]
An
[0045]
The positions of the
[0046]
Then, as shown in FIG. 1, the laser beam K reflected by the
[0047]
On the other hand, a
[0048]
An
[0049]
LD36Y and LD36M have different positions along the axial direction (corresponding to the sub-scanning direction) of the
[0050]
The laser beam Y reflected by the
[0051]
Further, on the laser beam K emission side of the
[0052]
Similarly, on the laser beam C emission side of the
[0053]
Next, the beam position detector 62 configured to include the beam
[0054]
As shown in FIG. 3B, the beam
[0055]
The cathodes of the
[0056]
As a result, when the laser beam sequentially passes through the light receiving surfaces of the
[0057]
The comparator of the
[0058]
As a result, the synchronization signal output from the
[0059]
Further, as the area of the light beam irradiation region on the light receiving surface of the
[0060]
Next, the
[0061]
As shown in FIG. 4, the image processing unit 80 is provided with a main scanning direction registration deviation correction
[0062]
The above registration correction amount indicates the timing at which the modulation of the laser beam should be started in order to correct the registration error in each main scanning of the laser beam, and the synchronization signal output from the beam position detector 62 from the high level to the low level. This data is defined by the elapsed time from the timing of switching to the level (reference timing). The main scanning direction registration deviation correction
[0063]
A main scanning direction registration correction
[0064]
As is clear from the above, the
[0065]
On the other hand, the
[0066]
The light quantity set
[0067]
A
[0068]
Subsequently, the main scanning direction registration correction
[0069]
A beam position detector 62 and a write
[0070]
A beam position detector 62 and an LD
[0071]
The LD
[0072]
The LD drive circuit 94 is connected to the
[0073]
By performing the above-described processing in the
[0074]
The electrostatic latent image formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 18 by scanning with the laser beam is developed as a different color toner image by the developing device 22, and the toner image of each color is transferred to the belt surface of the
[0075]
next,RealAs an operation of the embodiment, calculation of the writing position correction value in the main scanning direction registration correction
[0076]
As is clear from FIG. 5A, the timing at which the beam position detector 62 detects the laser beam is within the predetermined range (the range indicated as “appropriate amount of light” in the drawing) of the incident laser beam. If there is a change in the amount of light, it hardly changes, but if the amount of light is larger than the upper limit value of the predetermined range or smaller than the lower limit value of the predetermined range, the difference in the light amount with respect to the upper limit value or the lower limit value becomes large. Accordingly, it can be understood that the delay of the laser beam detection timing increases.
[0077]
The characteristics shown in FIG. 5A differ depending on the type of photoelectric conversion element (photodiode) used as the beam position detector 62. However, if the photoelectric conversion elements have the same type, the characteristics are almost the same. Indicates. Further, the delay time slightly changes depending on external factors such as temperature, but in an environment where the
[0078]
In the beam position detector 62 used in this embodiment, the light amount of the laser beam is higher than the upper limit value of the predetermined range.largeSince the delay time in the area and the area where the laser beam light quantity is smaller than the lower limit of the predetermined range shows a characteristic that changes almost linearly with respect to the change in the laser beam light quantity, the writing position correction value The correction amount y can be approximated by the linear expression y = ax + b, where y is the correction amount (time) due to x and x is the amount of laser beam.
[0079]
Based on the above,RealThe main scanning direction registration correction
[0080]
When the light amount setting value ≦ d Correction amount: y = a′x + b ′
When d <light intensity setting value <c Correction amount: y = 0
When the light quantity setting value ≧ c Correction amount: y = ax + b
It should be noted that the coefficients a and a ′ and the constants b and b ′ in the above arithmetic expression are obtained through experiments and stored in advance in the memory of the main scanning direction registration correction
[0081]
The main scanning direction registration correction
[0082]
Accordingly, the light amount setting value is changed and set by the light amount setting
[0083]
Further, the calculation of the writing position correction value and the final registration correction amount by the main scanning direction registration correction
[0084]
In addition,RealIn the embodiment, in the region where the light amount of the laser beam is smaller than the upper limit value of the predetermined range and the region where the light amount of the laser beam is smaller than the lower limit value of the predetermined range, the delay time of the laser beam detection timing by the beam position detector 62 is By using the characteristic that changes almost linearly with respect to the change in the light amount of the laser beam, the correction amount (time) y based on the writing position correction value is used as a linear expression y = ax + b regarding the light amount x of the laser beam. However, the present invention is not limited to this, and the relationship between the light amount of the laser beam and the delay time of the laser beam detection timing shows a characteristic that is difficult to approximate with an equation, or If approximation is possible but the approximation formula becomes very complex, the relationship between the amount of laser beam light and the delay time of the laser beam detection timing, for example, Stored in a look-up table to fit measured by reading the delay time corresponding to the current amount of the laser beam from the look-up table may be determined writing out position correction value.
[0085]
Even in this aspect, the data corresponding to a predetermined range in which the laser beam detection timing of the beam position detector 62 hardly changes regardless of the change in the light amount of the laser beam is not stored in the look-up table, and the light amount of the laser beam is reduced. If it is within the predetermined range, the writing position correction value may be set to 0 (no correction) to reduce the scale (data amount) of the lookup table.
[0086]
[First comparative example]
Next, the present inventionFirst comparative exampleWill be described. In addition, RealThe same parts as those in the embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted., RealOnly portions different from the embodiment will be described.
[0087]
As shown in FIG.First comparative exampleIn the image processing unit 80 according to the above, the main scanning direction registration correction
[0088]
On the other hand, bookFirst comparative exampleA
[0089]
As a result, when the light amount of the laser beam incident on the beam position detector 62 is smaller than the lower limit value of the predetermined range in which the delay of the laser beam detection timing does not occur, the gains of the
[0090]
Therefore, as shown in FIG. 7 as an example, the range in which the delay of the laser beam detection timing does not occur (laser beam light amount range) is greatly expanded, and the image forming position is changed with the change in the light amount of the laser beam. It is possible to suppress the occurrence of deviation over a wide light amount range.. MaSince the gains of the
[0091]
In addition,First comparative exampleIn the above description, the case where the gains of the
[0092]
[Second comparative example]
Next, the present inventionSecond comparative exampleWill be described. In addition,First comparative exampleThe same reference numerals are given to the same parts as in FIG.First comparative exampleOnly different parts will be described.
[0093]
BookSecond comparative exampleThe
[0094]
Although not shown, the laser beams C, M, and Y are also connected to the
[0095]
BookSecond comparative exampleIn the image processing unit 80 according toFirst comparative exampleAn optical
[0096]
Thus, the light amount of the laser beam incident on the beam position detector 62 is set to a value within a predetermined range in which the delay of the laser beam detection timing does not occur regardless of the light amount setting value calculated by the light amount setting
[0097]
In the second comparative example, the case where the attenuation rate of the laser beam by the optical attenuator 100 is switched to two levels has been described as an example. However, the attenuation rate is switched to a larger number of levels according to the light amount setting value of the laser beam. Alternatively, the attenuation rate by the optical attenuator 100 is continuously changed according to the light amount setting value so that the light amount of the laser beam incident on the beam position detector 62 becomes substantially constant regardless of the light amount setting value. You may make it do.
[0098]
In the above description, the laser beam is detected by the beam position detection sensor 60 (light beam detector) including a plurality of photoelectric conversion elements (
[0099]
In the above description, as the image forming apparatus according to the present invention, a light beam scanning device that deflects and scans a light beam deflects a plurality of light beams by a single deflecting unit, and a plurality of photosensitive members have different color components. The tandem type color image forming apparatus that forms a color image by superimposing the images of the respective color components after forming the image is described as an example, but the present invention is not limited to this. Needless to say, the present invention can also be applied to a color image forming apparatus that deflects the light beam, a color image forming apparatus that forms a color image by another method, and an image forming apparatus that forms a monochrome image.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, the invention described in claim 1The position of the image formed by the light beam scanning on the photoconductor is detected, and the first control value for adjusting the modulation start timing of the light beam is set based on the detected image position. The second control value for adjusting the modulation start timing of the light beam, and when the light amount setting value by the light amount setting means is within a predetermined range, the correction amount of the modulation start timing by the second control value is 0, and the light amount When the set value is larger than the upper limit value of the predetermined range or smaller than the lower limit value of the predetermined range, the modulation start timing of the second control value increases as the difference between the light amount set value and the upper limit value or lower limit value increases. A correction amount is set to be large, and a timing delayed by a time corresponding to a value obtained by adding the first control value and the second control value to the timing at which the light beam is detected by the light beam detector. To start modulation of the light beam at timingTherefore, with a simple configuration, fluctuations in the image forming position due to changes in the light amount of the light beam can be reduced.AccurateIt has an excellent effect that it can be suppressed.
[0105]
Claim2The described invention is claimed.1In the invention described above, a plurality of light beams for forming a plurality of images of different colors that are finally superimposed as a color image are respectively emitted from the light source, and the change of the light amount setting value by the light amount setting means is monitored. Since only the light beam whose light amount setting value has been changed, either the modulation timing change by the modulation means, the gain change of the amplifier of the light beam detector, or the light amount attenuation change by the optical attenuator is performed. In addition to the effect, there is an effect that it is possible to prevent color misregistration from occurring on a color image that is finally formed due to a change in the light amount of the light beam.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color image forming apparatus (and a multiple beam scanning apparatus) according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic plan view of a multiple beam scanning device.
3A is a plan view showing the arrangement of light receiving surfaces of a pair of photodiodes of a beam position detection sensor, and FIG. 3B is a circuit diagram of the beam position detection sensor.
[Fig. 4]FruitIt is a block diagram which shows schematic structure of the control part which concerns on embodiment.
5A is a diagram showing a change in laser beam detection timing accompanying a change in the amount of laser beam, and FIG. 5B is a line for explaining the calculation of the write position correction value according to the first embodiment. FIG.
[Fig. 6]First comparative exampleIt is a block diagram which shows schematic structure of the control part which concerns on.
FIG. 7 is a diagram showing a change in the relationship between the light amount of a laser beam and the laser beam detection timing in accordance with the gain switching of the amplifier of the beam position detector.
[Fig. 8]Second comparative exampleIt is a block diagram which shows schematic structure of the control part which concerns on.
FIG. 9 is a diagram for explaining a shift in the signal level switching timing of the synchronization signal accompanying a change in the light amount of the light beam in the light beam detector composed of a single photoelectric conversion element;
FIG. 10 is a diagram showing an example of output signals and synchronization signals of individual elements in a light beam detector composed of a plurality of photoelectric conversion elements.
FIG. 11 is a diagram for explaining a shift in the signal level switching timing of the synchronization signal accompanying a change in the light amount of the light beam in the light beam detector including a plurality of photoelectric conversion elements;
[Explanation of symbols]
10 Color image forming apparatus
34 Rotating polygon mirror
60 Beam position detection sensor
62 Beam position detector
68 Amplifier
74 Concentration sensor
76 Position sensor
80 Image processing unit
82 Main scanning direction registration error correction value calculator
84 Main scanning direction registration correction value calculator
86 Light intensity set value calculation means
86 Light intensity setting value calculator
96 Gain controller
98 Optical attenuator controller
100 optical attenuator
Claims (3)
前記光源から射出された光ビームが感光体上を走査するように前記光ビームを偏向させる偏向手段と、
前記偏向手段によって偏向された光ビームを該光ビームの走査範囲内の特定位置で検出する光ビーム検出器と、
前記光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングを基準とする所定のタイミングで、前記光源から射出される光ビームを変調する変調手段と、
前記光源から射出される光ビームの光量を設定する光量設定手段と、
前記光源から射出される光ビームの光量が前記光量設定手段によって設定された光量に一致するように調整する光量調整手段と、
前記光ビームが前記感光体上を走査することで形成された画像の位置を検出する位置検出手段と、
前記変調手段による光ビームの変調開始タイミングを調整するための第1の制御値を、前記位置検出手段によって検出された画像の位置に基づいて設定する画像位置調整手段と、
前記変調手段による光ビームの変調開始タイミングを調整するための第2の制御値を、前記光量設定手段による光量設定値が所定範囲内の場合は前記第2の制御値による前記変調開始タイミングの補正量が0となり、前記光量設定値が前記所定範囲の上限値よりも大きいか又は前記所定範囲の下限値よりも小さい場合は、前記光量設定値と前記上限値又は前記下限値との差が大きくなるに従って前記第2の制御値による前記変調開始タイミングの補正量が大きくなるように設定し、光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングに対し、第1の制御値と第2の制御値を加算した値に相当する時間だけ遅延したタイミングで、前記変調手段による光ビームの変調を開始させる制御手段と、
を含む画像形成装置。A light source that emits a light beam;
Deflecting means for deflecting the light beam so that the light beam emitted from the light source scans on the photoreceptor;
A light beam detector for detecting the light beam deflected by the deflecting means at a specific position within a scanning range of the light beam;
Modulation means for modulating the light beam emitted from the light source at a predetermined timing based on the timing at which the light beam is detected by the light beam detector;
A light amount setting means for setting a light amount of a light beam emitted from the light source;
A light amount adjusting means for adjusting the light amount of the light beam emitted from the light source so as to coincide with the light amount set by the light amount setting means;
Position detecting means for detecting the position of an image formed by the light beam scanning on the photosensitive member;
Image position adjusting means for setting a first control value for adjusting the modulation start timing of the light beam by the modulating means based on the position of the image detected by the position detecting means;
The second control value for adjusting the modulation start timing of the light beam by the modulation means, and the modulation start timing correction by the second control value when the light quantity setting value by the light quantity setting means is within a predetermined range. When the amount is 0 and the light amount setting value is larger than the upper limit value of the predetermined range or smaller than the lower limit value of the predetermined range, the difference between the light amount setting value and the upper limit value or the lower limit value is large. The amount of correction of the modulation start timing by the second control value is set so as to increase, and the first control value and the second control value with respect to the timing at which the light beam is detected by the light beam detector. Control means for starting modulation of the light beam by the modulation means at a timing delayed by a time corresponding to a value obtained by adding
An image forming apparatus including:
前記偏向手段は前記光源から射出された複数本の光ビームが感光体上を各々走査するように前記複数本の光ビームを各々偏向させ、
前記光ビーム検出器は、前記偏向手段によって偏向された複数本の光ビームを各光ビームの走査範囲内の特定位置で各々検出し、
前記変調手段は、前記光源から射出される複数本の光ビームを、対応する光ビーム検出器によって光ビームが検出されたタイミングを基準とする所定のタイミングで各々変調し、
前記光量設定手段は、前記光源から射出される複数本の光ビームの光量を、個々の光ビーム毎に各々独立に設定し、
前記光量調整手段は、前記光源から射出される複数本の光ビームの光量が、前記光量設定手段によって個々の光ビーム毎に各々独立に設定された光量に各々一致するように調整し、
前記制御手段は、光量設定手段による光量設定値の変更を監視し、光量設定値が変更された光ビームについてのみ、前記変調手段による変調タイミングの変更を行う
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The light source respectively emits a plurality of light beams for forming a plurality of images of different colors, which are finally superimposed as a color image,
The deflecting means deflects the plurality of light beams such that the plurality of light beams emitted from the light source respectively scan the photoreceptor.
The light beam detector detects a plurality of light beams deflected by the deflecting means at specific positions within a scanning range of each light beam,
The modulation means modulates each of a plurality of light beams emitted from the light source at a predetermined timing based on a timing at which the light beam is detected by a corresponding light beam detector,
The light amount setting means sets the light amounts of a plurality of light beams emitted from the light source independently for each light beam,
The light amount adjusting means adjusts the light amounts of a plurality of light beams emitted from the light source so as to coincide with the light amounts independently set for each individual light beam by the light amount setting means,
Wherein the control means monitors the change of light quantity set value of the light amount setting device, the light beam light quantity setting value is changed only, claim 1 Symbol which is characterized in that the change of the modulation timing by the modulating means The image forming apparatus.
前記光量設定手段は、前記濃度検出手段によって検出された濃度に基づいて 前記光源から射出される光ビームの光量の最適値を演算し、演算した最適値を設定する
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。A density detector for detecting a density of an image formed by the light beam scanning on the photoconductor;
The light amount setting means, on the basis of the concentration detected by the concentration detection means calculates the optimum value of the quantity of the light beam emitted from the light source, according to claim 1, characterized in that setting the calculated optimum value serial mounting the image forming apparatus.
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