JP5812950B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

感光体ドラム上で光を走査して静電潜像を形成する電子写真方式の画像形成装置では、一定強度の光を照射しても、主走査方向における位置によって帯電電位が変化する。このため、このような画像形成装置では、主走査方向における位置に応じて、感光体ドラムに照射する光の強度を補正している。

その際、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などで構成されるコントローラーから、主走査方向における位置に応じた補正値を示す補正データがＤＡ（Digital to Analog）コンバーターへ転送され、その補正データがＤＡコンバーターによってアナログ信号に変換され、そのアナログ信号に従って、光源の駆動信号が補正され、感光体ドラムに照射する光の強度が補正される（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−２６５４１１号公報

このような画像形成装置では、主走査方向において当該光センサーの位置を光が走査される基準タイミングを周期的に検出し検出信号（ＢＤ信号）として出力する光センサーが設けられており、ＢＤ信号の各周期内で、この基準タイミングを基準にして印字可能区間（つまり、印刷画像に対応する静電潜像を形成可能な主走査方向における区間）が特定される。

一方、ＤＡコンバーターへの補正データの転送が完了してから、ＤＡコンバーターの内部のロード信号のエッジに同期して、アナログ信号の値が更新されるため、補正データによる補正値が実際に適用されるまでには時間がかかる。このため、ＢＤ信号の各周期内で、この基準タイミングを基準にして、印字可能区間について上述の補正値を適用しようとすると、この基準タイミングから印字可能区間の開始までにＤＡコンバーターへの補正データの転送が終了しない可能性がある。

この問題を解決するために、ＢＤ信号の１周期前の基準タイミングを基準にして、ＤＡコンバーターへの補正データの転送を行うことが考えられる。図４は、ＢＤ信号の１周期前の基準タイミングを基準にしてＤＡコンバーターへの補正データの転送を行う場合の一例を示すタイミングチャートである。図４では、印字可能区間を４つの区間＃１〜＃４に分割して、区間＃１〜＃４のそれぞれについて補正値が設定されている。

図４では、１周期前の基準タイミングＴ０から所定の時間後に当該周期についての補正データの転送が行われるため、区間＃１の開始タイミング（基準タイミングＴ１から固定時間ｔｄ後）までに、区間＃１についての補正値の転送を十分に完了させることができ、その開始タイミングでその補正値が適用される。以後、区間＃２〜＃４の開始タイミングに、区間＃２〜＃４についての補正値がそれぞれ適用される。これにより、区間＃１〜＃４についての補正値が適用される期間ｔ１〜ｔ４が、正しく設定される。

しかし、ＢＤ信号の周期は、各種の理由によって変化することがある。

ＢＤ信号の周期が長くなると、図５に示すように、区間＃１〜＃４についての補正値が適用される期間ｔ１〜ｔ４が偏ってしまい正しく設定されない。図５では、区間＃１についての補正値が適用される期間ｔ１が短くなってしまい、区間＃４についての補正値が適用される期間ｔ４が長くなってしまうとともに、期間ｔ２，ｔ３がずれてしまっている。

一方、ＢＤ信号の周期が短くなると、図６に示すように、区間＃１〜＃４についての補正値が適用される期間ｔ１〜ｔ４が偏ってしまい正しく設定されない。図６では、区間＃４についての補正値が適用される期間ｔ４が短くなってしまい、本来、区間＃１についての補正値が適用される期間ｔ４’に、区間＃４についての補正値が適用されてしまうとともに、期間ｔ１〜ｔ３がずれてしまっている。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、光センサーの検出信号（ＢＤ信号）の周期変動に対する耐性を強くしつつ、印字可能区間における複数区間についての補正値を正しく適用する画像形成装置を得ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。

本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラム上に光を照射しつつその光を所定の走査方向に走査する露光装置と、走査方向において当該光センサーの位置を光が走査される基準タイミングを周期的に検出し検出信号として出力する光センサーと、走査方向における印字可能区間を分割した複数区間のそれぞれに応じて光の強度を補正するための補正値を有する補正データを出力する補正データ出力部と、補正データをアナログ信号に変換するＤＡコンバーターと、アナログ信号で光の強度を補正する制御部とを備える。そして、ＤＡコンバーターは、（ａ）検出信号の第１周期において、第１周期の基準タイミングを基準にして所定の時間が経過したタイミングでアナログ信号の値を更新していき、（ｂ）第１周期についての複数区間における最終区間に対する光の走査の終了後に、アナログ信号の値を、複数区間における先頭区間についての補正値に更新し、（ｃ）第１周期の次の第２周期において、第２周期の基準タイミングを基準にして得られる複数区間における先頭区間の次の第２区間の開始タイミングで、アナログ信号の値を、第２区間についての補正値に更新する。

これにより、各周期内で、検出信号の基準タイミングを基準として補正データの転送および補正値の適用が行われるため、検出信号の周期変動に対する耐性が強くなるとともに、印字可能区間における複数区間についての補正値が正しく適用される。

また、補正データ出力部は、第１周期において、先頭区間についての補正値をＤＡコンバーターに転送し、ＤＡコンバーターは、第１周期についての最終区間に対する光の走査の終了後に、アナログ信号の値を、先頭区間についての補正値に更新し、先頭区間についての補正値を、第２周期における第２区間の開始タイミングまで維持する。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、補正データ出力部は、上述の補正値をＤＡコンバーターに転送し、ＤＡコンバーターは、補正データ出力部によるその補正値の転送が完了した後に、アナログ信号の値をその補正値に更新する。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、補正データ出力部は、第１周期において、第２区間についての補正値をＤＡコンバーターに転送しておき、ＤＡコンバーターは、第２周期において、第２区間の開始タイミングで、アナログ信号の値を、第２区間についての補正値に更新する。

これにより、先頭区間の次の第２区間についての補正値の転送が１つ前の周期で行われるため、第２区間の開始タイミングまでに、その補正値の転送が確実に完了する。

本発明によれば、光センサーの検出信号の周期変動に対する耐性を強くしつつ、印字可能区間における複数区間についての補正値を正しく適用する画像形成装置が得られる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図２は、図１における露光装置の構成例を示す図である。 図３は、図２に示す露光装置の動作を説明するタイミングチャートである。 図４は、ＢＤ信号の１周期前の基準タイミングを基準にしてＤＡコンバーターへの補正データの転送を行う場合の一例を示すタイミングチャートである。 図５は、図４に示す場合において、ＢＤ信号の周期が長くなったときの一例を示すタイミングチャートである。 図６は、図４に示す場合において、ＢＤ信号の周期が短くなったときの一例を示すタイミングチャートである。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。この画像処理装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する画像形成装置である。

この実施の形態の画像処理装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２ａ〜２ｄおよび現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。露光装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。

さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。

現像ユニット３ａ〜３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されているトナーカートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像ユニット３ａ〜３ｄは、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａ、および現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂ、および現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃ、および現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄ、および現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

センサー８は、トナー濃度調整に使用されるセンサーであって、中間転写ベルト４に光線を照射し、その反射光を検出する。トナー濃度調整の際、センサー８は、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射し光線の反射光（測定光）を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

図２は、図１における露光装置２ａ〜２ｄの構成例を示す図である。なお、図２に示す露光装置は、感光体ドラム１ａ用の露光装置２ａであり、感光体ドラム１ｂ〜１ｄ用の露光装置２ｂ〜２ｄも同様の構成を有する。

図２において、露光装置２ａは、レーザーダイオード１１と、光学系１２と、ポリゴンミラー１３と、光センサー１４と、補正データ出力部１５と、ＤＡコンバーター１６と、ドライバー回路１７とを有する。

レーザーダイオード１１は、レーザー光線を出射する光源である。光学系１２は、レーザーダイオード１１からポリゴンミラー１３までの間、および／またはポリゴンミラー１３から感光体ドラム１ａおよび光センサー１４までの間に配置された各種レンズ群である。光学系１２には、ｆθレンズなどが使用される。

また、ポリゴンミラー１３は、感光体ドラム１ａ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１３は、その軸を中心に回転し、レーザーダイオード１１から出射した光線を感光体ドラム１ａの軸方向（主走査方向）に沿って走査する。

また、光センサー１４は、主走査同期信号（つまり、ＢＤ信号）を生成するためにポリゴンミラー１３により走査された光を受光するセンサーである。光センサー１４は、光が入射すると、光量に応じた出力電圧を誘起する。光センサー１４は、光が走査される線上の所定の位置に配置され、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ために使用される。

また、補正データ出力部１５は、主走査方向における印字可能区間を分割した複数区間のそれぞれに応じて光の強度を補正するための補正値を有する補正データ（デジタルデータ）を記憶しており、ＢＤ信号の各周期において補正データを出力する。ＤＡコンバーター１６は、補正データ出力部１５から転送されてくる補正データをアナログ信号に変換する。ＤＡコンバーター１６は、補正データ出力部１５からの補正データの転送完了後に、内部のロード信号におけるエッジに同期して、アナログ信号の値を、その転送されてきてバッファリングされている補正データの値（補正値）に更新する。

ＤＡコンバーター１６は、（ａ）ＢＤ信号のある周期（以下、第１周期という）において、第１周期の基準タイミングを基準にして所定の時間が経過したタイミングでアナログ信号の値を更新していき、（ｂ）第１周期についての複数区間における最終区間に対する光の走査の終了後に、アナログ信号の値を、複数区間における先頭区間についての補正値に更新し、（ｃ）第１周期の次の第２周期において、第２周期の基準タイミングを基準にして得られる複数区間における第２区間（つまり、先頭区間の次の区間）の開始タイミングで、アナログ信号の値を、第２区間についての補正値に更新する。

この実施の形態では、補正データ出力部１５は、その第１周期において、先頭区間についての補正値をＤＡコンバーター１６に転送し、ＤＡコンバーター１６は、第１周期についての最終区間に対する光の走査の終了後に、アナログ信号の値を、先頭区間についての補正値に更新し、先頭区間についての補正値を、第２周期における第２区間の開始タイミングまで維持する。

また、この実施の形態では、補正データ出力部１５は、第１周期において、第２区間についての補正値をＤＡコンバーター１６に転送しておき、ＤＡコンバーター１６は、第２周期において、第２区間の開始タイミングで、アナログ信号の値を、その補正値に更新する。

また、ドライバー回路１７は、駆動信号に従って、レーザーダイオード１１を制御する。そのとき、ドライバー回路１７は、光センサー１４のＢＤ信号に基づいて主走査方向の同期を取りつつ、ＤＡコンバーター１６からの補正値（アナログ信号）に基づいて駆動信号を補正し、補正した駆動信号でレーザーダイオードを制御する。これにより、主走査方向における位置に応じて、光の強度が補正される。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。図３は、図２に示す露光装置２ａの動作を説明するタイミングチャートである。なお、露光装置２ｂ〜２ｄについても同様である。また、図３については、印字可能区間を４つの区間＃１〜＃４に分割した場合を示しているが、分割数は４に限らない。

図３に示すように、この実施の形態では、ＢＤ信号の各周期内で、ＢＤ信号のエッジによる基準タイミングＴ０を基準として、補正データの転送が行われるとともに、ロード信号の生成（つまり、補正データによる補正値の適用）が行われる。このため、ＢＤ信号の周期（つまり、ＢＤ信号のエッジの時間間隔）が変動しても、各周期についてのＢＤ信号のエッジにより基準タイミングＴ０が決定されるため、補正データの転送およびロード信号が印字可能区間に正しく対応付けられる。

まず、ＢＤ信号のエッジの検出時刻（つまり、基準タイミング）Ｔ０では、ＤＡコンバーター１６の出力アナログ信号の値は、１つ前の周期の最後に適用された区間＃１（つまり、先頭区間）についての補正値となっている。その後、基準タイミングＴ０から固定時間ｔｄが経過すると、光の走査位置が印字可能区間の先頭に到達し、さらにその時点から区間＃１に対応する時間ｔ１が経過するまで継続して、区間＃１についての補正値が光強度の補正に適用される。

次に、区間＃１の終端に対応するタイミングで（基準タイミングＴ０から所定の時間経過後に）、ＤＡコンバーター１６は、ロード信号で、ドライバー回路１７に供給するアナログ信号の値を更新する。このとき、ＢＤ信号の１つ前の周期で、区間＃２についての補正値の転送が行われているので、このタイミングで、ＤＡコンバーター１６の出力アナログ信号の値は、区間＃１についての補正値から、区間＃２についての補正値へ更新される。したがって、その時点から区間＃２に対応する時間ｔ２が経過するまで継続して、区間＃２についての補正値が光強度の補正に適用される。また、補正データ出力部１５は、ＤＡコンバーター１６の出力アナログ値の更新が完了すると、ただちに、区間＃３についての補正値の転送を開始する。

そして、区間＃２の終端に対応するタイミングで（基準タイミングＴ０から所定の時間経過後に）、ＤＡコンバーター１６は、ロード信号で、ドライバー回路１７に供給するアナログ信号の値を更新する。このとき、区間＃２についての補正値が適用されているときに区間＃３についての補正値の転送が行われているので、このタイミングで、ＤＡコンバーター１６の出力アナログ信号の値は、区間＃２についての補正値から、区間＃３についての補正値へ更新される。したがって、その時点から区間＃３に対応する時間ｔ３が経過するまで継続して、区間＃３についての補正値が光強度の補正に適用される。また、補正データ出力部１５は、ＤＡコンバーター１６の出力アナログ値の更新が完了すると、ただちに、区間＃４についての補正値の転送を開始する。

さらに、区間＃３の終端に対応するタイミングで（基準タイミングＴ０から所定の時間経過後に）、ＤＡコンバーター１６は、ロード信号で、ドライバー回路１７に供給するアナログ信号の値を更新する。このとき、区間＃３についての補正値が適用されているときに区間＃４についての補正値の転送が行われているので、このタイミングで、ＤＡコンバーター１６の出力アナログ信号の値は、区間＃３についての補正値から、区間＃４についての補正値へ更新される。したがって、その時点から区間＃４に対応する時間ｔ４が経過するまで継続して、区間＃４についての補正値が光強度の補正に適用される。また、補正データ出力部１５は、ＤＡコンバーター１６の出力アナログ値の更新が完了すると、ただちに、区間＃１についての補正値の転送を開始する。

最後に、区間＃４（つまり、最終区間）の終端に対応するタイミングで（基準タイミングＴ０から所定の時間経過後に）、ＤＡコンバーター１６は、ロード信号で、ドライバー回路１７に供給するアナログ信号の値を更新する。このとき、区間＃４についての補正値が適用されているときに区間＃１についての補正値の転送が行われているので、このタイミングで、ＤＡコンバーター１６の出力アナログ信号の値は、区間＃４についての補正値から、区間＃１についての補正値へ更新される。したがって、その時点からＢＤ信号の次の周期においてロード信号が発行されるまで継続して、区間＃１についての補正値が光強度の補正に適用される。また、補正データ出力部１５は、ＤＡコンバーター１６の出力アナログ値の更新が完了すると、ただちに、区間＃２についての補正値の転送を開始する。

以上のように、上記実施の形態によれば、ＤＡコンバーター１６は、（ａ）ＢＤ信号の第１周期において、第１周期の基準タイミングを基準にして所定の時間が経過したタイミングでアナログ信号の値を更新していき、（ｂ）第１周期についての複数区間における最終区間に対する光の走査の終了後に、アナログ信号の値を、複数区間における先頭区間についての補正値に更新し、（ｃ）第１周期の次の第２周期において、第２周期の基準タイミングを基準にして得られる複数区間における第２区間の開始タイミングで、アナログ信号の値を、第２区間についての補正値に更新する。

これにより、各周期内で、ＢＤ信号の基準タイミングを基準として補正データの転送および補正値の適用が行われるため、ＢＤ信号の周期変動に対する耐性が強くなるとともに、印字可能区間における複数区間についての補正値が正しく適用される。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記実施の形態に係る画像形成装置は、カラーの画像形成装置であるが、モノクロの画像形成装置とすることも勿論可能である。

また、上記実施の形態に係る画像形成装置は、間接転写方式の画像形成装置であるが、直接転写方式の画像形成装置とすることも勿論可能である。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム
２ａ〜２ｄ 露光装置
１４ 光センサー
１５ 補正データ出力部
１６ ＤＡコンバーター
１７ ドライバー回路（制御部の一例）

Claims (3)

1. 感光体ドラム上に光を照射しつつその光を所定の走査方向に走査する露光装置と、
   前記走査方向において当該光センサーの位置を前記光が走査される基準タイミングを周期的に検出し検出信号として出力する光センサーと、
   前記走査方向における印字可能区間を分割した複数区間のそれぞれに応じて前記光の強度を補正するための補正値を有する補正データを出力する補正データ出力部と、
   前記補正データをアナログ信号に変換するＤＡコンバーターと、
   前記アナログ信号で前記光の強度を補正する制御部とを備え、
   前記ＤＡコンバーターは、（ａ）前記検出信号の第１周期において、前記第１周期の前記基準タイミングを基準にして所定の時間が経過したタイミングで前記アナログ信号の値を更新していき、（ｂ）前記第１周期についての前記複数区間における最終区間に対する前記光の走査の終了後に、前記アナログ信号の値を、前記複数区間における先頭区間についての前記補正値に更新し、（ｃ）前記第１周期の次の第２周期において、前記第２周期の前記基準タイミングを基準にして得られる前記複数区間における前記先頭区間の次の第２区間の開始タイミングで、前記アナログ信号の値を、前記第２区間についての前記補正値に更新し、
   前記補正データ出力部は、前記第１周期において、前記第２周期の前記複数区間における前記先頭区間についての前記補正値を前記ＤＡコンバーターに転送し、
   前記ＤＡコンバーターは、前記第１周期についての前記最終区間に対する前記光の走査の終了後に、前記アナログ信号の値を、前記先頭区間についての前記補正値に更新し、前記先頭区間についての前記補正値を、前記第２周期における前記第２区間の開始タイミングまで維持すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正データ出力部は、前記補正値を前記ＤＡコンバーターに転送し、
   前記ＤＡコンバーターは、前記補正データ出力部による前記補正値の転送が完了した後に、前記アナログ信号の値をその補正値に更新すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正データ出力部は、前記第１周期において、前記第２区間についての補正値を前記ＤＡコンバーターに転送しておき、
   前記ＤＡコンバーターは、前記第２周期において、前記第２区間の開始タイミングで、前記アナログ信号の値を、前記第２区間についての補正値に更新すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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