JP6368120B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.
従来、光源から出射された光ビームを回転多面鏡によって偏向するとともに、偏向した光ビームによって感光体を走査することで、感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置は、回転多面鏡によって偏向された光ビームを検出するための光学センサ(ビーム検出(BD)センサ)を備えており、当該光学センサは、光ビームを検出すると同期信号を生成する。画像形成装置は、光学センサによって生成される同期信号を基準として定めたタイミングに、光源から光ビームを出射させることで、光ビームが感光体上を走査する方向(主走査方向)における静電潜像(画像)の書き出し位置を一定とする。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on a photosensitive member by deflecting a light beam emitted from a light source with a rotating polygon mirror and scanning the photosensitive member with the deflected light beam. . Such an image forming apparatus includes an optical sensor (beam detection (BD) sensor) for detecting a light beam deflected by a rotating polygon mirror, and the optical sensor generates a synchronization signal when the light beam is detected. Generate. The image forming apparatus emits a light beam from a light source at a timing determined with reference to a synchronization signal generated by an optical sensor, so that an electrostatic latent image in a direction in which the light beam scans on the photoconductor (main scanning direction). The writing start position of the image (image) is constant.
また、画像形成速度の高速化及び画像の高解像度化を実現するために、感光体上でそれぞれ異なるラインを並列に走査する複数の光ビームを出射する複数の発光素子を光源として備える、マルチビーム方式の画像形成装置が知られている。このようなマルチビーム方式の画像形成装置では、複数の光ビームで複数のラインを並列に走査することで画像形成速度の高速化を実現するとともに、副走査方向におけるライン間の間隔を調整することによって、画像の高解像度化を実現する。 In addition, in order to increase the image forming speed and increase the resolution of the image, a multi-beam including a plurality of light emitting elements that emit a plurality of light beams that scan different lines in parallel on the photoconductor as a light source. A type of image forming apparatus is known. In such a multi-beam type image forming apparatus, a plurality of lines are scanned in parallel with a plurality of light beams to increase the image forming speed and adjust the spacing between the lines in the sub-scanning direction. As a result, higher resolution of the image is realized.
特許文献1には、複数の発光素子を光源として備え、当該複数の発光素子が配置された平面内で光源を回転調整することで、副走査方向の解像度を調整可能な画像形成装置が開示されている。このような解像度の調整は、画像形成装置の組立工程において行われる。特許文献1には、組立工程における光源の取り付け誤差によって生じる、主走査方向の静電潜像の書き出し位置のずれを抑えるための技術が開示されている。具体的には、画像形成装置は、第1の発光素子及び第2の発光素子のそれぞれから出射される光ビームをBDセンサで検出して、複数のBD信号を生成する。更に、画像形成装置は、生成した複数のBD信号の生成タイミング差に基づいて、第1の発光素子の光ビームの出射タイミングに対する、第2の発光素子の光ビームの相対的な出射タイミングを設定する。これにより、組立工程における光源の取り付け誤差を補償して、発光素子間の静電潜像の書き出し位置のずれを抑えている。
また、画像形成装置では、画像形成(印刷)の開始が指示されてから、画像が印刷された記録紙が排紙されるまでの時間(FCOT:First Copy Output Time)をできる限り短縮し、少しでも早くプリント出力を得るための技術が知られている。特許文献2には、印刷開始が指示される前に、ポリゴンミラー(回転多面鏡)を回転させる駆動モータを起動しておくことで、FCOTを短縮する機能(フライングスタート機能)を有する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置は、例えばコピー用の原稿がセットされると、発光素子(レーザダイオード(LD))を点灯させずに駆動モータを起動して、駆動モータに設けられたホール素子から出力される信号に基づいて駆動モータの回転速度を制御する。その後に印刷開始指示が行われると、画像形成装置は、より高精度に駆動モータの回転速度を制御するために、LDを点灯させて、BDセンサから出力されるBD信号に基づいて駆動モータの回転速度を制御する。このように、必要に応じてBD信号に基づく駆動モータの回転制御を行うことで、FCOTの短縮とLDの寿命を延ばすことを実現している。
Further, the image forming apparatus shortens the time (FCOT: First Copy Output Time) from when the start of image formation (printing) is instructed to when the recording paper on which the image is printed is discharged as much as possible. However, techniques for quickly obtaining print output are known.
しかし、特許文献2に記載の画像形成装置にマルチビーム方式を適用し、上述のように、BDセンサによって生成されるBD信号の生成タイミング差(時間間隔)の測定を行い、各発光素子のレーザ出射タイミングを制御する場合、以下のような課題がある。具体的には、BD信号の時間間隔の測定(BD間隔測定)における測定精度の劣化を防ぐには、印刷開始指示に応じて発光素子を点灯させ、BD信号に基づく回転制御によりポリゴンミラーの回転速度が一定速度で安定した後に当該測定を実行する必要がある。しかしこの場合、印刷開始指示が行われてからポリゴンミラーの回転速度が安定するまでにある程度の時間を要する。更に、ポリゴンミラーの回転速度が安定してから、BD間隔測定が終了するまでには更に時間を要する。したがって、BD間隔測定を実行する場合、印刷開始指示が行われてから実際に記録紙への画像の印刷が完了するまでの時間(即ち、FCOT)が長くなってしまう課題がある。
However, the multi-beam method is applied to the image forming apparatus described in
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、複数の発光素子を用いる画像形成装置で、画像形成の開始指示を待たずに光ビームの検出信号に基づく回転多面鏡の回転制御を行うことで、検出信号の時間間隔の測定の実行タイミングを早める技術を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The present invention is an image forming apparatus using a plurality of light emitting elements, and performs rotation control of a rotary polygon mirror based on a detection signal of a light beam without waiting for an instruction to start image formation, thereby measuring a time interval of the detection signal. The purpose is to provide a technology that accelerates execution timing.
本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。本発明の一態様の係る画像形成装置は、感光体を露光するための光ビームをそれぞれ出射する複数の発光素子を備える光源と、前記複数の発光素子から出射された複数の光ビームが感光体を走査するよう、当該複数の光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転させる駆動モータと、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームの走査路上に設けられ、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームが入射することによって当該光ビームを検出したことを示す検出信号を出力する光学センサと、前記駆動モータに設けられ、前記駆動モータの回転速度に応じた周期の信号を出力する回転検知センサと、前記回転検知センサから出力される信号の周期に基づいて前記駆動モータの回転速度を制御する第1の回転制御、及び光ビームを受光することによって前記光学センサから出力される検出信号の周期に基づいて前記駆動モータの回転速度を制御する第2の回転制御のいずれかによって、前記回転多面鏡の回転速度を制御する回転制御手段であって、前記駆動モータの回転速度が目標速度に達するまでは前記第1の回転制御を行い、前記駆動モータの回転速度が前記目標速度に達すると、前記第1の回転制御から前記第2の回転制御に切り替える、前記回転制御手段と、前記回転制御手段が前記第2の回転制御を実行中に、前記複数の発光素子のうちの第1及び第2の発光素子のそれぞれからの光ビームが順に前記光学センサに入射するよう前記光源を制御し、前記光学センサから順に出力される第1及び第2の検出信号の時間間隔を測定する測定手段と、前記測定手段による前記時間間隔の測定の終了後に画像形成が開始されると、前記測定手段によって測定された前記時間間隔に基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの、画像データに基づく光ビームの相対的な出射タイミングを制御する制御手段と、を備え、前記測定手段による前記時間間隔の測定の終了前に前記画像形成の開始指示が行われていない場合、前記回転制御手段は、前記時間間隔の測定の終了後に前記回転速度の制御を前記第2の回転制御から前記第1の回転制御に切り替え、前記開始指示が行われた場合、前記回転速度の制御を前記第1の回転制御から前記第2の回転制御に再び切り替えることを特徴とする。 The present invention can be realized as an image forming apparatus, for example. An image forming apparatus according to one embodiment of the present invention includes a light source including a plurality of light emitting elements that respectively emit light beams for exposing a photosensitive member, and the plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting elements are photosensitive members. A rotating polygon mirror for deflecting the plurality of light beams, a drive motor for rotating the rotating polygon mirror, and a scanning path for the light beam deflected by the rotating polygon mirror. An optical sensor that outputs a detection signal indicating that the light beam deflected by the light beam is detected, and a signal that is provided in the drive motor and that has a period corresponding to the rotational speed of the drive motor is output. A rotation detection sensor that controls the rotation speed of the drive motor based on a period of a signal output from the rotation detection sensor, and a light beam. Rotation control means for controlling the rotational speed of the rotary polygon mirror by one of the second rotational controls for controlling the rotational speed of the drive motor based on the period of the detection signal output from the optical sensor by light. The first rotation control is performed until the rotation speed of the drive motor reaches a target speed, and when the rotation speed of the drive motor reaches the target speed, the first rotation control to the second rotation control are performed. The rotation control means that switches to the rotation control of the light beam, and the light beam from each of the first and second light emitting elements among the plurality of light emitting elements while the rotation control means is executing the second rotation control. Measuring means for controlling the light source to sequentially enter the optical sensor and measuring the time intervals of the first and second detection signals output in order from the optical sensor; and When the image formation is started after the measurement of the time interval, the relative light beams based on the image data of each of the plurality of light emitting elements are based on the time interval measured by the measurement unit. Control means for controlling the emission timing, and when the start of image formation is not instructed before completion of the measurement of the time interval by the measurement means, the rotation control means is configured to measure the time interval. After the end, the rotation speed control is switched from the second rotation control to the first rotation control, and when the start instruction is issued, the rotation speed control is changed from the first rotation control to the second rotation control. It switches to rotation control again, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、複数の発光素子を用いる画像形成装置で、画像形成の開始指示を待たずに光ビームの検出信号に基づく回転多面鏡の回転制御を行うことで、検出信号の時間間隔の測定(BD間隔測定)の実行タイミングを早める技術を提供できる。これにより、BD間隔測定の実行に起因してFCOTが長くなることを避けることが可能である。 According to the present invention, an image forming apparatus using a plurality of light emitting elements performs rotation control of a rotating polygon mirror based on a detection signal of a light beam without waiting for an instruction to start image formation, thereby reducing the time interval of the detection signal. It is possible to provide a technique for advancing the execution timing of measurement (BD interval measurement). As a result, it is possible to avoid an increase in the FCOT due to the execution of the BD interval measurement.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention.
以下では、本発明の実施形態として、複数色のトナー(現像剤)を用いてマルチカラー(フルカラー)画像を形成する画像形成装置に本発明を適用した場合を例に説明する。ただし、本発明は、単色(例えばブラック色)のトナーのみを用いてモノカラー画像を形成する画像形成装置に対しても適用可能である。 Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a case where the present invention is applied to an image forming apparatus that forms a multicolor (full color) image using a plurality of color toners (developers) will be described as an example. However, the present invention can also be applied to an image forming apparatus that forms a monocolor image using only a single color (for example, black) toner.
<カラー複合機のハードウェア構成>
まず、図1を参照して、一実施形態に係るカラー複合機の構成について説明する。カラー複合機は、図1に示すように、画像読取装置150と画像形成装置100とで構成される。
<Hardware configuration of color MFP>
First, a configuration of a color multifunction peripheral according to an embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the color multifunction peripheral includes an
画像読取装置150は、原稿152の画像を、照明ランプ153、ミラー群154A、154B及び154C、並びにレンズ155を介してカラーセンサー156に結像する。これにより、画像読取装置150は、例えば、ブルー(B)色、グリーン(G)色、レッド(R)色の色分解光ごとに原稿の画像を読み取って、当該画像を電気的な画像信号に変換し、画像形成装置100側の中央画像処理部130に送信する。
The
中央画像処理部130は、画像読取装置150で得られた画像信号に含まれるR,G,Bの各色成分の強度レベルに基づいて色変換処理を実行する。これにより、イエロー(Y)色、マゼンタ(M)色、シアン(C)色、及びブラック(K)色の色成分から成る画像データが得られる。中央画像処理部130は、画像読取装置150以外にも、カラー複合機が備える外部インタフェース(I/F)413(図4)を介して、電話回線、LAN等のネットワーク上の外部装置から、外部入力データを受信できる。その場合、外部装置から受信したデータがPDL(Page Description Language)形式であれば、中央画像処理部130は、受信した外部入力データをPDL処理部412(図4)によって画像情報に展開することで、画像データを得ることが可能である。
The central
画像形成装置100は、Y色、M色、C色、及びK色のトナーをそれぞれ用いて画像(トナー像)を形成する4つの画像形成部を備えている。各色に対応する画像形成部は、感光ドラム(感光体)102Y、102M、102C、102Kをそれぞれ備えている。感光ドラム102Y、102M、102C、102Kの周りには、帯電部103Y、103M、103C、103K、光走査部(光走査装置)104Y、104M、104C、104K、及び現像部105Y、105M、105C、105Kがそれぞれ配置されている。なお、感光ドラム102Y、102M、102C、102Kの周りには、更に、ドラムクリーニング部(図示せず)がそれぞれ配置されている。
The
感光ドラム102Y、102M、102C、102Kの下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト(中間転写体)107が配置されている。中間転写ベルト107は、駆動ローラ108と、従動ローラ109及び110とに掛け渡されている。画像形成中には、駆動ローラ108の回転に伴って、中間転写ベルト107の周面は、図1に示す矢印の方向へ移動する。中間転写ベルト107を介して感光ドラム102Y、102M、102C、102Kに対向する位置には、一次転写バイアスブレード111Y、111M、111C、111Kが配置されている。画像形成装置100は、中間転写ベルト107上に形成されたトナー像を記録紙(記録媒体)上に転写するための二次転写バイアスローラ112と、記録紙上に転写されたトナー像を当該記録紙に定着させるための定着部113とを更に備えている。
An endless belt-like intermediate transfer belt (intermediate transfer member) 107 is disposed below the
次に、上述の構成を有する画像形成装置100における、帯電プロセスから現像プロセスまでの画像形成プロセスについて説明する。なお、各色に対応する画像形成部のそれぞれで実行される画像形成プロセスは同様である。このため、以下では、Y色に対応する画像形成部における画像形成プロセスを例にして説明し、M色、C色及びK色に対応する画像形成部における画像形成プロセスについては説明を省略する。
Next, an image forming process from the charging process to the developing process in the
まず、Y色に対応する画像形成部の帯電部103Yが、回転駆動される感光ドラム102Yの表面を帯電させる。光走査部104Yは、複数のレーザ光(光ビーム)を出射して、帯電した感光ドラム102Yの表面を当該複数のレーザ光で走査することで、感光ドラム102Yの表面を露光する。これにより、回転する感光ドラム102Y上に静電潜像が形成される。感光ドラム102Y上に形成された静電潜像は、現像部105Yによって、Y色のトナーで現像される。その結果、感光ドラム102Y上にY色のトナー像が形成される。また、M色、C色及びK色に対応する画像形成部では、それぞれ、Y色に対応する画像形成部と同様のプロセスで、感光ドラム102M、102C、102K上にM色、C色、K色のトナー像がそれぞれ形成される。
First, the charging
以下、転写プロセス以降の画像形成プロセスについて説明する。転写プロセスでは、まず、一次転写バイアスブレード111Y、111M、111C、111Kが中間転写ベルト107に転写バイアスをそれぞれ印加する。これにより、感光ドラム102Y、102M、102C、102K上に形成された4色(Y色、M色、C色、K色)のトナー像が、それぞれ中間転写ベルト107に重ね合わせて転写される。
Hereinafter, an image forming process after the transfer process will be described. In the transfer process, first, the primary
中間転写ベルト107上に重ね合わせて形成された、4色のトナーから成るトナー像は、中間転写ベルト107の周面の移動に伴って、二次転写バイアスローラ112と中間転写ベルト107との間の二次転写ニップ部へ搬送される。中間転写ベルト107上に形成されたトナー像が二次転写ニップ部に搬送されるタイミングに合わせて、給紙カセット718から記録紙が二次転写ニップ部へ搬送される。二次転写ニップ部では、中間転写ベルト107上に形成されているトナー像が、二次転写バイアスローラ112によって印加される転写バイアスの作用によって、記録紙上に転写される(二次転写)。
A toner image composed of four colors of toner formed on the
その後、記録紙上に形成されたトナー像は、定着部113で加熱されることで記録紙に定着する。このようにしてマルチカラー(フルカラー)画像が形成された記録紙は、排紙部725へ排紙される。
Thereafter, the toner image formed on the recording paper is fixed on the recording paper by being heated by the fixing
なお、中間転写ベルト107へのトナー像の転写が終了した後、感光ドラム102Y、102M、102C、102Kに残留するトナーが、上述のドラムクリーニング部(図示せず)によってそれぞれ除去される。このようにして一連の画像形成プロセスが終了すると、次の記録紙に対する画像形成プロセスが続けて開始される。
Note that after the transfer of the toner image to the
<光走査部のハードウェア構成>
次に、図2及び図3を参照して、光走査部104Y、104M、104C、104Kの構成を説明する。なお、光走査部104Y、104M、104C、104K(Y色、M色、C色、K色に対応する画像形成部)の構成は同一であるため、以下では、添え字Y、M、C、Kを省略した表記を行う場合がある。例えば、感光ドラム102と表記した場合、感光ドラム102Y、102M、102C、102Kのそれぞれを表し、光走査部104と表記した場合、光走査部104Y、104M、104C、104Kのそれぞれを表すものとする。
<Hardware configuration of optical scanning unit>
Next, the configuration of the
図2は、光走査部104の構成を示す図である。光走査部104は、レーザドライバ200と、レーザ光源201と、各種の光学部材202〜206(コリメータレンズ202、シリンドリカルレンズ203、ポリゴンミラー(回転多面鏡)204、fθレンズ205及び206)とを備える。レーザドライバ200は、レーザ光源201に供給する駆動電流によってレーザ光源201の駆動を制御する。レーザ光源(以下、単に「光源」と称する。)201は、駆動電流に応じた光量のレーザ光(光ビーム)を発生させて出力(出射)する。コリメータレンズ202は、光源201から出射されたレーザ光を、平行光に整形する。シリンドリカルレンズ203は、コリメータレンズ202を通過したレーザ光を、副走査方向(感光ドラム102の回転方向に対応する方向)へ集光する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
シリンドリカルレンズ203を通過したレーザ光は、ポリゴンミラー204が備える複数の反射面のうちのいずれかの反射面に入射する。ポリゴンミラー204は、入射したレーザ光が連続的な角度で偏向されるように、図2に示す矢印の方向に回転しながら各反射面でレーザ光を反射させる。ポリゴンミラー204によって偏向されたレーザ光は、fθレンズ205、206に順に入射する。fθレンズ(走査レンズ)205、206を通過することで、レーザ光は、感光ドラム102の表面を等速で走査する走査光となる。
The laser light that has passed through the
光走査部104は、fθレンズ205を通過したレーザ光の走査路における、当該レーザ光の走査開始側の位置に、反射ミラー(同期検知用ミラー)208を備える。反射ミラー208には、fθレンズの端部を通過したレーザ光が入射する。光走査部104は、更に、反射ミラー208からのレーザ光の反射方向に、レーザ光を検知するための光学センサとして、ビーム検出(BD)センサ207を備える。このように、BDセンサ207は、ポリゴンミラー204によって偏向されたレーザ光の走査路上に配置されている。即ち、BDセンサ207は、光源201から出射される複数のレーザ光が感光ドラム102の表面を走査する際の走査路上に設けられている。
The
BDセンサ207は、ポリゴンミラー204によって偏向されたレーザ光が入射すると、レーザ光を検出したことを示す検出信号(BD信号)を、(水平)同期信号として出力する。BDセンサ207から出力されたBD信号は、スキャナユニット制御部210へ入力される。スキャナユニット制御部210は、後述するように、BDセンサ207から出力されるBD信号を基準として、画像データに基づく各発光素子(LD1〜LDN)の点灯タイミングを制御する。
When the laser beam deflected by the
次に、図3を参照して、光源201の構成と、光源201から出射されたレーザ光による感光ドラム102及びBDセンサ207上の走査位置とについて説明する。
まず、図3(a)は、光源201の拡大図であり、図3(b)は、光源201から出射されたレーザ光による感光ドラム102上の走査位置を示す図である。光源201は、それぞれがレーザ光を出射(出力)するN個の発光素子(LD1〜LDN)を備える。光源201のn番目(nは1〜Nの整数)の発光素子n(LDn)は、レーザ光Lnを出射する。図3(a)のX軸方向は、ポリゴンミラー204によって偏向された各レーザ光が感光ドラム102上を走査する方向(主走査方向)に対応する方向である。また、Y軸方向は、主走査方向に直交する方向であり、感光ドラム102の回転方向(副走査方向)に対応する方向である。
Next, the configuration of the
First, FIG. 3A is an enlarged view of the
図3(b)に示すように、発光素子1〜Nからそれぞれ出射されたレーザ光L1〜LNは、感光ドラム102上で、副走査方向においてそれぞれ異なる位置S1〜SNに、スポット状に結像する。これにより、レーザ光L1〜LNは、感光ドラム102上で、副走査方向において隣接する複数の主走査ラインを並列に走査する。また、発光素子1〜Nが、光源201内で図3(a)に示すようにアレイ状に配置されていることに起因して、レーザ光L1〜LNは、図3(b)に示すように、感光ドラム102上で、主走査方向においてもそれぞれ異なる位置に結像する。なお、図3(a)では、N個の発光素子(LD1〜LDN)は、光源201において直線状に(1次元に)一列に配置されているが、2次元に配置されていてもよい。
As shown in FIG. 3B, the laser beams L 1 to L N emitted from the
図3(a)に示すD1は、X軸方向における、発光素子1(LD1)と発光素子N(LDN)との間隔(距離)を表す。本実施形態では、発光素子1及びNは、光源201において直線状に一列に配置された複数の発光素子のうち、両端に配置された発光素子である。発光素子Nは、X軸方向において発光素子1から最も離れている。このため、図3(b)に示すように、感光ドラム102上で、複数のレーザ光のうち、レーザ光LNの結像位置SNは、レーザ光L1の結像位置S1から、主走査方向において最も離れた位置となる。
D1 shown in FIG. 3A represents an interval (distance) between the light emitting element 1 (LD 1 ) and the light emitting element N (LD N ) in the X-axis direction. In the present embodiment, the
図3(a)に示すD2は、Y軸方向における、発光素子1(LD1)と発光素子N(LDN)との間隔(距離)を表す。複数の発光素子のうち、発光素子Nは、Y軸方向において発光素子1から最も離れている。このため、図3(b)に示すように、感光ドラム102上で、複数のレーザ光のうち、レーザ光LNの結像位置SNは、レーザ光L1の結像位置S1から、副走査方向において最も離れた位置となる。
D2 shown in FIG. 3A represents an interval (distance) between the light emitting element 1 (LD 1 ) and the light emitting element N (LD N ) in the Y-axis direction. Among the plurality of light emitting elements, the light emitting element N is farthest from the
Y軸方向(副走査方向)の発光素子間隔Ps=D2/N−1は、画像形成装置100が形成する画像の解像度に対応する間隔である。Psは、感光ドラム102上で副走査方向に隣接する結像位置Snの間隔が、所定の解像度に対応する間隔となるよう、画像形成装置100(カラー複合機)の組立工程において光源201を回転調整することによって設定される値である。光源201は、図3(a)に示すように、X軸及びY軸を含む平面(XY平面)内で矢印方向に回転調整される。光源201を回転させると、Y軸方向における発光素子の間隔が変化するとともに、X軸方向における発光素子の間隔も変化する。X軸方向(主走査方向)の発光素子間隔Pm=D1/N−1は、Y軸方向の発光素子間隔Psに依存して一意に定まる値である。
The light emitting element interval Ps = D2 / N−1 in the Y-axis direction (sub-scanning direction) is an interval corresponding to the resolution of the image formed by the
BDセンサ207によってBD信号が生成及び出力されたタイミングを基準とした、各発光素子(LDn)からレーザ光を出射させるタイミングは、発光素子ごとに、組立工程において所定の治具を用いて設定される。設定された発光素子ごとのタイミングは、画像形成装置100(カラー複合機)の工場出荷時に、初期値としてメモリ406(図5)に格納される。このようにして設定される、各発光素子(LDn)からレーザ光を出射させるタイミングの初期値には、Pmに対応した値が設定される。
The timing at which laser light is emitted from each light emitting element (LD n ) based on the timing at which the
次に、図3(c)は、BDセンサ207の概略的な構成と、光源201から出射されたレーザ光によるBDセンサ207上の走査位置とを示す図である。BDセンサ207は、光電変換素子が平面状に配置された受光面207aを備える。受光面207aにレーザ光が入射すると、BDセンサ207は、レーザ光を検出したことを示すBD信号を生成して出力する。光走査部104は、後述するBD間隔測定では、発光素子1及びN(LD1及びLDN)から出射されたレーザ光L1及びLNをBDセンサ207に順に入射させる。これにより、光走査部104は、それぞれのレーザ光に対応する2つのBD信号を、BDセンサ207から順に出力させる。なお、本実施形態では、発光素子1及びN(LD1及びLDN)は、それぞれ第1の発光素子及び第2の発光素子の一例である。
Next, FIG. 3C is a diagram showing a schematic configuration of the
図3(c)では、受光面207aの主走査方向の幅、及び副走査方向に対応する方向の幅を、それぞれD3及びD4として表している。本実施形態では、発光素子1及びN(LD1及びLDN)からそれぞれ出射されたレーザ光L1及びLNは、図3(c)に示すようにBDセンサ207の受光面207aを走査する。このため、レーザ光L1及びLNがいずれも受光面207aに入射可能となるよう、幅D4は、D4>D2×αを満たす値に定められている。ただし、αは、各種レンズを通過したレーザ光L1及びLNの間隔についての副走査方向の変動率である。また、発光素子1及びN(LD1及びLDN)を同時に点灯させた場合であっても、レーザ光L1及びLNが同時に受光面207aに入射しないよう、幅D3は、D3<D1×βを満たす値に定められている。ただし、βは、各種レンズを通過したレーザ光L1及びLNの間隔についての主走査方向の変動率である。
In FIG. 3C, the width of the
<画像形成装置の制御構成>
次に、図4を参照して、画像形成装置100の制御構成を説明する。図4に示すように、画像形成装置100は、画像形成に関連する制御構成として、中央画像処理部130、読取系画像処理部411、PDL処理部412、外部I/F413、画像メモリ414、外部メモリ415、及びスキャナユニット制御部210Y、210M、210C、210Kを備える。
<Control Configuration of Image Forming Apparatus>
Next, the control configuration of the
中央画像処理部130は、PDL処理部412によるPDL処理等が行われた画像データを、画像メモリ414に一時的に格納する。スキャナユニット制御部210は、後述するタイミングに、中央画像処理部130に画像データを要求する。中央画像処理部130は、当該要求に応じて、画像メモリ414から画像データを読み出し、外部メモリ415等を用いて画像処理を行った後、スキャナユニット制御部210に各色に対応する画像データを送信する。
The central
スキャナユニット制御部210には、BDセンサ207によって生成及び出力されたBD信号がそれぞれ入力される。スキャナユニット制御部210は、中央画像処理部130から受信した画像データを、光源201を制御するためのレーザ駆動パルス信号に変換する。更に、スキャナユニット制御部210は、BDセンサ207によってBD信号が生成されたタイミングを基準として、レーザ駆動パルス信号をレーザドライバ200に出力する。
The BD signal generated and output by the
<光走査部の制御構成>
次に、図5を参照して、光走査部104の制御構成を説明する。図5は、スキャナユニット制御部210の構成を示すブロック図である。スキャナユニット制御部210は、CPU401、クロック(CLK)信号生成部404、画像出力制御部405、メモリ(記憶部)406、駆動モータ制御部408、モータドライバ409、及びサーミスタ(温度センサ)410を備える。
<Control configuration of optical scanning unit>
Next, the control configuration of the
CPU401は、メモリ406に格納された制御プログラムを実行することで、光走査部104全体を制御する。CLK信号生成部404は、所定周波数のクロック信号(CLK信号)を生成し、生成したCLK信号をCPU401に出力する。CPU401は、CLK信号生成部404から入力されるCLK信号のパルスをカウントするとともに、当該CLK信号に同期して、駆動モータ制御部408、画像出力制御部405及びレーザドライバ200に制御信号を送信する。CPU401は、当該制御信号を用いて、駆動モータ制御部408、画像出力制御部405及びレーザドライバ200を制御する。
The
駆動モータ制御部408は、CPU401からの指示に応じて、モータドライバ409に対して加速信号または減速信号を出力することで、ポリゴンミラー204の回転速度を制御する。駆動モータ407は、ポリゴンミラー204を回転駆動するモータである。モータドライバ409は、駆動モータ制御部408から出力される加速信号または減速信号に従って駆動モータ407の回転を加速または減速させる。
The drive
駆動モータ407は、駆動モータ自身の回転速度に比例した周波数信号を発生させる周波数発電機(FG:Frequency Generator)方式を採用した速度センサ(回転検知センサ)420を備える。速度センサ420は、ポリゴンミラー204の回転速度に応じた周期の信号(FG信号)を出力する。速度センサ420は、例えば、駆動モータ407の回転に応じた周波数の信号を出力するホール素子である。駆動モータ407は、ポリゴンミラー204の回転速度に応じた周波数(周期)のFG信号を速度センサ420によって発生させ、駆動モータ制御部408に出力する。駆動モータ制御部408は、駆動モータ407から入力されるFG信号の発生周期を測定し、測定したFG信号の発生周期が所定の目標周期に達すると、ポリゴンミラー204の回転速度が所定の目標速度に達したと判定する。このように、駆動モータ制御部408は、CPU401からの指示に応じて、フィードバック制御によりポリゴンミラー204の回転速度を制御する。CPU401も、駆動モータ407から出力されたFG信号を駆動モータ制御部408を介して受信することで、ポリゴンミラー204の回転速度を判定できる。
The
なお、FG信号は、モータの永久磁石を使用することによって生成される信号であり、FG信号の周期はモータ製造時の永久磁石の着磁精度の影響を受けやすい。そのため、FG信号の周期よりもBD信号の周期の方がよりポリゴンミラーの回転速度を反映させたパラメータであるといえる。以上の理由により、少なくとも静電潜像形成中は、BD信号を用いた駆動モータのフィードバック制御を実行する。 The FG signal is a signal generated by using the permanent magnet of the motor, and the period of the FG signal is easily affected by the magnetization accuracy of the permanent magnet at the time of manufacturing the motor. Therefore, it can be said that the period of the BD signal is a parameter reflecting the rotational speed of the polygon mirror more than the period of the FG signal. For the above reasons, at least during electrostatic latent image formation, feedback control of the drive motor using the BD signal is executed.
本実施形態では、CPU401(駆動モータ制御部408)は、駆動モータ407(ポリゴンミラー204)の回転速度の制御(回転制御)を行う方法として、以下の2つの方法のいずれかを選択的に用いる。第1の方法は、上述のように、速度センサ420から出力される信号(FG信号)の周期に基づいて駆動モータ407の回転速度を制御する回転制御(以下、「FG制御」とも称する。)である。第2の方法は、光ビーム(レーザ光)を受光することによってBDセンサ207がセンサから出力される検出信号(BD信号)の周期に基づいて駆動モータ407の回転速度を制御する回転制御(以下、「BD制御」とも称する。)である。BD制御には、発光素子1〜N(LD1〜LDN)のうちの1つが用いられる。なお、本実施形態のCPU401(または駆動モータ制御部408)は、回転多面鏡(ポリゴンミラー204)の回転速度を制御する回転制御手段の一例として機能する。また、FG制御及びBD制御はそれぞれ、第1の回転制御及び第2の回転制御の一例である。
In the present embodiment, the CPU 401 (drive motor control unit 408) selectively uses one of the following two methods as a method for controlling the rotation speed (rotation control) of the drive motor 407 (polygon mirror 204). . In the first method, as described above, rotation control that controls the rotation speed of the
BD制御を行う場合、CPU401(駆動モータ制御部408)は、特定の発光素子から出射されたレーザ光によってBDセンサ207から出力されるBD信号の周期(生成周期)を測定する。CPU401は、測定した周期が所定の目標周期に達すると、ポリゴンミラー204の回転速度が所定の目標速度に達したと判定する。BD信号は、特定の発光素子から出射されたレーザ光による感光ドラム102の1走査ごとに、BDセンサ207から出力される。BD信号がBDセンサ207から出力される周期は、ポリゴンミラー204の回転速度が速くなるほど(即ち、レーザ光の走査速度が速くなるほど)短くなる。
When performing the BD control, the CPU 401 (drive motor control unit 408) measures the period (generation period) of the BD signal output from the
BDセンサ207によって生成及び出力されたBD信号は、CPU401、画像出力制御部405及びレーザドライバ200に入力される。画像出力制御部405は、画像形成時には、BDセンサ207から出力されたBD信号が入力されると、1ラインごとの画像データを中央画像処理部130に要求する。画像出力制御部405は、当該要求に応じて中央画像処理部130から取得したラインごとの画像データをレーザ駆動パルス信号に変換し、当該レーザ駆動パルス信号をレーザドライバ200に出力する。
The BD signal generated and output by the
CPU401は、画像形成時には、入力されたBD信号を基準として、画像データに基づく発光素子1〜Nからの相対的なレーザ光の出射タイミングを制御するための制御信号を画像出力制御部405に送信する。発光素子1〜Nからのレーザ光の出射タイミングは、発光素子1〜Nについて主走査方向の静電潜像(画像)の書き出し位置が一致するように制御される。画像出力制御部405は、当該制御信号に基づくタイミングに、各発光素子用の、1ラインの画像データに対応するレーザ駆動パルス信号をレーザドライバ200に転送する。
At the time of image formation, the
レーザドライバ200は、画像形成時には、画像出力制御部405から入力される画像形成用の画像データに基づく(即ち、画像データに応じて変調した)駆動電流を、各発光素子(LD1〜LDN)に供給する。これにより、レーザドライバ200は、駆動電流に応じた光量のレーザ光を各発光素子から出射させる。
At the time of image formation, the
サーミスタ410は、スキャナユニット制御部210の温度(光走査部104の内部の温度)を測定し、その測定結果をCPU401に出力する。ただし、サーミスタ410は、光源201の温度を測定するように構成されてもよい。
The
<光走査部の温度変化の影響>
画像形成装置100では、図3(a)に示すような光源201の構成に起因して、図6(a)に示すように、各発光素子から出射されたレーザ光が、感光ドラム102上で、主走査方向において異なる位置S1〜SNに結像する。このような画像形成装置では、各発光素子から出射されるレーザ光によって形成される静電潜像(画像)の主走査方向の書き出し位置を一定とするために、レーザ光を出射するタイミングを発光素子ごとに適切に制御する必要がある。
<Influence of temperature change of optical scanning unit>
In the
例えば、特定の発光素子から出射されたレーザ光に基づいて単一のBD信号を生成し、当該BD信号を基準として、発光素子ごとに予め設定された固定のタイミングにレーザ光を出射するよう、各発光素子を制御する。この制御によれば、画像形成中に、結像位置S1〜SNの相対的な位置関係が常に一定である限り、各発光素子から出射されるレーザ光によって形成される静電潜像(画像)の主走査方向の書き出し位置を一致させることが可能である。 For example, a single BD signal is generated based on the laser light emitted from a specific light emitting element, and the laser light is emitted at a fixed timing preset for each light emitting element with the BD signal as a reference. Each light emitting element is controlled. According to this control, as long as the relative positional relationship between the imaging positions S 1 to S N is always constant during image formation, an electrostatic latent image formed by the laser light emitted from each light emitting element ( It is possible to match the writing position in the main scanning direction of (image).
しかし、画像形成中には、各発光素子がレーザ光を出射すると、発光素子自体の温度の上昇に伴って、各発光素子から出射されるレーザ光の波長が変化する。また、ポリゴンミラー204を回転させる際に駆動モータ407から発生する熱によって、光走査部104全体の温度が上昇し、走査レンズ205、206等の光学特性(屈折率等)が変化する。これにより、各発光素子から出射されたレーザ光の光路が変化する。このようなレーザ光の波長または光路の変化が生じると、各レーザ光の結像位置S1〜SNが、図6(a)に示す位置から例えば図6(b)に示す位置に変化する。このように、結像位置S1〜SNの相対的な位置関係が変化した場合、上述の単一のBD信号に基づくレーザ出射タイミング制御では、各発光素子から出射されるレーザ光によって形成される静電潜像の主走査方向の書き出し位置が一致させることができない。
However, when each light emitting element emits laser light during image formation, the wavelength of the laser light emitted from each light emitting element changes as the temperature of the light emitting element itself increases. Further, due to the heat generated from the
そこで、本実施形態では、発光素子1〜Nのうちの2つの発光素子(第1及び第2の発光素子)から出射されるレーザ光によってBDセンサ207に2つのBD信号を生成させ、2つのBD信号の時間間隔(本明細書では「BD間隔」とも称する。)を測定する。このBD間隔測定を非画像形成期間に行い、当該非画像形成期間の後に画像形成を行う際に、単一のBD信号を基準として、各発光素子の、画像データに基づくレーザ光の相対的な出射タイミングを、BD間隔測定で得られる測定値に応じて制御する。BD間隔測定を行う非画像形成期間は、記録材への画像形成の開始前の期間と、複数の記録紙に画像形成を行う場合、各記録紙への画像形成後、次の記録紙への画像形成を開始する前の期間である。これにより、画像形成の実行中に発光素子等の温度変化が発生したとしても、各発光素子から出射されるレーザ光によって形成される静電潜像の主走査方向の書き出し位置が一致するよう、レーザ出射タイミングを制御できる。
Therefore, in the present embodiment, two BD signals are generated in the
<BD間隔測定とレーザ出射タイミング制御>
次に、図7及び図8を参照して、本実施形態に係る光走査部104の、BD間隔測定時及び画像形成時の動作について説明する。
CPU401は、BD間隔測定時には、2つの発光素子のそれぞれが順にレーザ光を出射し、各レーザ光が順にBDセンサ207に入射するよう、レーザドライバ200を介して光源201を制御する。即ち、BD間隔測定は、BDセンサ207から順に出力される2つのBD信号に基づいて行われる(ダブルBDモード)。一方、CPU401は、画像形成時には、特定の発光素子が出射したレーザ光がBDセンサ207に入射するよう、レーザドライバ200を介して光源201を制御する。更に、CPU401は、レーザ光が入射することによってBDセンサ207から出力される単一のBD信号を基準として、画像データに基づくレーザ光の相対的な出射タイミングを発光素子ごとに制御する(シングルBDモード)。
<BD interval measurement and laser emission timing control>
Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, operations of the
When measuring the BD interval, the
図7(a)及び図7(b)はそれぞれ、BD間隔測定時及び画像形成時の、レーザ光の1走査期間における各発光素子の動作タイミングとBDセンサによるBD信号の生成タイミングとを示すタイミングチャートである。なお、以下では、BD間隔測定における2つのBD信号の生成には発光素子1及びNを用いるものとし、画像形成時の単一のBD信号の生成には発光素子1を用いるものとする。
FIGS. 7A and 7B are timings showing the operation timing of each light emitting element and the generation timing of the BD signal by the BD sensor in one scanning period of the laser beam at the time of BD interval measurement and image formation, respectively. It is a chart. In the following, it is assumed that the
図7(a)に示すように、非画像形成期間に実行されるBD間隔測定時には、発光素子1及びN(LD1及びLDN)から出射されたレーザ光が順にBDセンサ207に入射するように、レーザドライバ200から発光素子1及びNにそれぞれ駆動信号が供給される。その結果、発光素子1からのレーザ光を受光することによってBDセンサ207が生成するBD信号と、発光素子Nからのレーザ光を受光することによってBDセンサ207が生成するBD信号とが、BDセンサ207から出力される(ダブルBDモード)。CPU401は、BDセンサ207から順に出力されるこれら2つのBD信号の生成タイミングの時間間隔の測定(BD間隔測定)を行う。
As shown in FIG. 7A, during the BD interval measurement performed in the non-image forming period, the laser beams emitted from the
一方、図7(b)に示すように、画像形成時には、まず、発光素子1(LD1)から出射されたレーザ光がBDセンサ207に入射するように、レーザドライバ200から発光素子1に駆動信号が供給される。その結果、発光素子1からのレーザ光を受光することによってBDセンサ207が生成する単一のBD信号が、BDセンサ207から出力される(シングルBDモード)。その後、記録紙に画像を形成する際には、CPU401は、BDセンサ207から出力される当該単一のBD信号と、各発光素子に対して設定される発光開始タイミング値A1〜ANとに基づいて、発光素子1〜Nのレーザ出射タイミングを制御する。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, at the time of image formation, first, the
図7(b)に示す発光開始タイミング値A1〜ANは、BDセンサ207による単一のBD信号の生成タイミングを基準とした、発光素子1〜Nのそれぞれの発光開始タイミングに相当する。即ち、A1〜ANは、BDセンサ207から出力される単一のBD信号に対する、発光素子1〜Nのそれぞれの、画像データに基づくレーザ光の出射タイミングの相対遅延時間に相当する。A1〜ANは、発光素子1〜Nからそれぞれ出射されるレーザ光によって形成される静電潜像(画像)の主走査方向の書き出し位置が一致するように設定される。
The light emission start timing values A 1 to A N shown in FIG. 7B correspond to the light emission start timings of the
A1〜ANは、各発光素子について、補正値Asnを用いて、基準タイミング値Adnを次式に示すように補正することによって得られる。
An=Adn+Asn (n=1, 2,..., N) (1)
CPU401は、A1〜ANを画像出力制御部405に設定することで、発光素子1〜Nのレーザ出射タイミングを制御する。図7(b)に示すように、画像出力制御部405は、単一のBD信号の生成タイミングを基準として、A1〜ANに従ったタイミングに、各発光素子に対応する画像データをレーザドライバ200に出力する。これにより、A1〜ANに従ったタイミングに、レーザドライバ200によって各発光素子が駆動され、感光ドラム102上で所望の主走査位置に、各ラインの静電潜像(画像)が形成される。
A 1 to A N are obtained by correcting the reference timing value Ad n as shown in the following equation using the correction value As n for each light emitting element.
A n = Ad n + As n (n = 1, 2,..., N) (1)
The
基準タイミング値Ad1〜AdNは、工場調整時に、特定の温度条件下で、発光素子1〜Nについて、所望の主走査位置に静電潜像が形成され、かつ、主走査方向の静電潜像の書き出し位置が複数のライン間で一致するように定められる値である。Ad1〜AdNは、メモリ406に予め格納されている。なお、工場調整時には、同じ温度条件下でBD間隔測定が行われ、その測定結果であるカウント値が基準カウント値Crとしてメモリ406に予め格納される。このように、基準タイミング値Ad1〜AdNは、基準カウント値Crに対応して予め定められている。
The reference timing values Ad 1 to Ad N are obtained when an electrostatic latent image is formed at a desired main scanning position with respect to the
ここで、カウント値とは、CLK信号生成部404によって生成されるCLK信号のパルスをCPU401がカウントして得られる値に相当する。CPU401は、BD間隔測定を行う際、図8に示すように、発光素子1に対応するBD信号1が生成されたタイミングから、発光素子Nに対応するBD信号2が生成されたタイミングまでの間、CLK信号のパルスをカウントすることで、カウント値を生成する。このカウント値は、BD信号の時間間隔ΔTに対応し、BD間隔測定の測定結果として生成される。
Here, the count value corresponds to a value obtained by the
一方、発光素子等の温度変化による結像位置S1〜SNのずれが発生すると、上述のように、主走査方向の静電潜像の書き出し位置を複数のライン間で一致させることができなくなる。このため、補正値As1〜AsNは、このような結像位置S1〜SNのずれを補償するために、次式を用いてCPU401によって生成される。
Asn=(Cs−Cr)/(N−1)×k×(n−1) (n=1, 2,..., N) (2)
ここで、nは、発光素子の番号を表す。Csは、後述するBD間隔測定1及び2における測定結果に相当する、(S127、S147で)メモリ406に保存されるカウント値である。Crは、工場調整時の測定によって得られる、BD間隔測定の基準値である。kは、2つのBD信号の時間間隔を示すカウント値を、感光ドラム102上の結像位置における走査時間間隔に変換するための変換係数である。
On the other hand, when the image formation positions S 1 to S N are shifted due to temperature changes of the light emitting elements, the electrostatic latent image writing position in the main scanning direction can be matched between the plurality of lines as described above. Disappear. For this reason, the correction values As 1 to As N are generated by the
As n = (Cs−Cr) / (N−1) × k × (n−1) (n = 1, 2,..., N) (2)
Here, n represents the number of the light emitting element. Cs is a count value stored in the memory 406 (in S127 and S147) corresponding to a measurement result in
式(2)から明らかなように、発光素子1に対応する補正値As1は、常に0となる。このため、式(2)は、発光素子等の温度変化による結像位置S1〜SNのずれを、発光素子1に対応する結像位置S1を基準として補正するための補正値を生成する。式(1)及び図7(b)に示すように、CPU401は、算出したAs1〜AsNを、メモリ406に格納されているAd1〜AdNに加算することで、発光素子1〜Nのそれぞれに対して設定すべき発光開始タイミング値A1〜ANを算出できる。
As is clear from the equation (2), the correction value As 1 corresponding to the light emitting element 1 is always 0. Therefore, equation (2), generates a correction value for correcting the deviation of the imaging position S 1 to S N by a temperature change, such as a light emitting element, the imaging position S 1 corresponding to the
<ポリゴンミラーの回転制御>
上述のように、本実施形態に係る画像形成装置100は、ポリゴンミラー204の回転制御として、FG制御及びBD制御を選択的に実行する。BD制御は、FG制御よりも高い精度でポリゴンミラー204の回転速度を制御可能である。これは、BDセンサBD信号自体の精度が、FG信号自体の精度よりも高いためである。一方、FG制御では、BD制御より回転制御の精度は劣るものの、発光素子を発光させることなくポリゴンミラー204の回転制御を行える。このため、FG制御では、発光素子の寿命を縮めずに回転制御を行うことができる。
<Polygon mirror rotation control>
As described above, the
画像形成装置100は、例えば画像読取装置150への(コピー用の)原稿のセット、操作部(図示せず)に対するユーザの操作等が行われると、画像形成の開始指示が行われる前に画像形成の準備動作を開始する機能(フライングスタート機能)を有する。画像形成装置100は、フライングスタート機能により画像形成の準備動作を開始する場合、駆動モータ407を起動してポリゴンミラー204の回転を開始することで、FCOTを短縮する。以下では、フライングスタート機能が実行される場合の、ポリゴンミラー204の回転制御について、図9及び図10を参照して説明する。
For example, when a document (for copying) is set on the
図9は、ポリゴンミラーの回転制御のタイミングとBD間隔測定の実行タイミングとの関係の一例を示すタイミングチャートであり、本実施形態に対する比較例を示している。図9では、ポリゴンミラーの動作(回転のオン/オフ)及び回転状態、並びにBD間隔測定の実行状態を示し、図9(a)は、BD間隔測定を実行しない場合、図9(b)は、BD間隔測定を実行する場合を示している。 FIG. 9 is a timing chart showing an example of the relationship between the polygon mirror rotation control timing and the BD interval measurement execution timing, and shows a comparative example with respect to the present embodiment. FIG. 9 shows the operation (rotation on / off) and rotation state of the polygon mirror, and the execution state of the BD interval measurement. FIG. 9A shows a case where the BD interval measurement is not executed, and FIG. , BD interval measurement is performed.
図9(a)に示す比較例では、フライングスタート機能によりポリゴンミラーの回転が開始されると、画像形成(印刷)の開始指示が行われる(入力される)までの間、FG制御によりポリゴンミラーの回転制御が行われる。FG制御によりポリゴンミラーの回転速度が目標速度に達すると、FG制御がそのまま継続されることで、ポリゴンミラーが目標速度で安定して回転している状態が維持される。その後、印刷開始指示が行われると、より高精度にポリゴンミラーの回転速度を制御するために、ポリゴンミラーの回転制御がFG制御からBD制御に切り替えられる。BD制御によりポリゴンミラーの回転速度が目標速度に達すると、印刷準備が完了し、BD制御によりポリゴンミラーが目標速度で安定して回転している状態で、記録紙への画像の印刷が開始される。このように、BD制御の実行を印刷開始指示が行われた後に限定することで、発光素子の寿命をより長くすることができる。 In the comparative example shown in FIG. 9A, when rotation of the polygon mirror is started by the flying start function, the polygon mirror is controlled by FG control until an instruction to start (input) image formation (printing) is performed. Rotation control is performed. When the rotation speed of the polygon mirror reaches the target speed by the FG control, the FG control is continued as it is, so that the polygon mirror is stably rotated at the target speed. Thereafter, when a print start instruction is issued, the polygon mirror rotation control is switched from FG control to BD control in order to control the rotation speed of the polygon mirror with higher accuracy. When the rotation speed of the polygon mirror reaches the target speed by the BD control, printing preparation is completed, and printing of the image on the recording paper is started in a state where the polygon mirror is stably rotated at the target speed by the BD control. The As described above, by limiting the execution of the BD control after the print start instruction is performed, the lifetime of the light emitting element can be extended.
しかし、上述の比較例において、BD間隔測定を印刷開始前に実行する場合、図9(b)に示すように、BD間隔測定を実行可能なタイミングは、BD制御によりポリゴンミラーが目標速度で安定して回転している状態となった後になる。この場合、印刷開始指示が行われたタイミングから、印刷準備が完了する(印刷が実際に開始される)タイミングまでの時間が、BD間隔測定に要する時間だけ遅延する。このように、印刷開始指示が行われ、ポリゴンミラーの回転制御がFG制御からBD制御に切り替わった後にBD間隔測定を実行する場合、印刷開始指示が行われてから実際に記録紙への画像の印刷が完了するまでの時間(即ち、FCOT)が長くなってしまう。 However, in the above comparative example, when the BD interval measurement is executed before the start of printing, as shown in FIG. 9B, the timing at which the BD interval measurement can be executed is stable at the target speed by the BD control. And after it is in a rotating state. In this case, the time from the timing when the print start instruction is given to the timing when the print preparation is completed (printing is actually started) is delayed by the time required for the BD interval measurement. As described above, when the BD interval measurement is performed after the print start instruction is performed and the polygon mirror rotation control is switched from the FG control to the BD control, the image on the recording sheet is actually printed after the print start instruction is performed. The time until printing is completed (that is, FCOT) becomes long.
そこで、本実施形態の画像形成装置100は、フライングスタート機能により印刷の準備動作を開始した場合、印刷開始指示が行われる前に、ポリゴンミラー204の回転制御をFG制御からBD制御に切り替えて、BD間隔測定を実行する。即ち、印刷開始指示が行われる前にBD間隔測定の実行を開始できるように、ポリゴンミラー204の回転制御を行う。これにより、BD間隔測定の実行に起因してFCOTが長くなることを避けることができる。
In view of this, the
具体的には、画像形成装置100は、フライングスタート機能により印刷の準備動作を開始すると、まず、ポリゴンミラー204の回転を開始してFG制御を行う。FG制御によりポリゴンミラー204の回転速度が目標速度に達すると、画像形成装置100は、印刷の開始前に、印刷開始指示を待たずにポリゴンミラー204の回転制御をFG制御からBD制御に切り替えて、BD制御の実行中にBD間隔測定を実行する。このように、画像形成装置100は、ポリゴンミラー204(駆動モータ407)の回転速度が目標速度に達するまではFG制御を行い、当該回転速度が目標速度に達すると、FG制御からBD制御に切り替え、BD制御の実行中にBD間隔測定を行う。なお、BD間隔測定は、上述の比較例と同様、BD制御によってポリゴンミラー204の回転速度が目標速度で一定となっている間に実行される。
Specifically, when the printing preparation operation is started by the flying start function, the
ポリゴンミラー204が一定速度で安定して回転している状態でBD間隔測定を実行することで、BD間隔測定における測定誤差を低減できる。なお、本実施形態では、ポリゴンミラー204の回転速度が目標速度で一定となっている状態とは、目標回転速度から±0.5%以内の変動する状態を指すものとする。即ち、ポリゴンミラーの目標回転速度(静電潜像形成中の回転速度)を40000rpmとしたとき、±200rpmを回転速度の変動の許容範囲とする。以下では、図10を参照して、光走査部104で実行されるこのような制御の具体例について説明する。
By performing the BD interval measurement while the
(第1の制御例)
図10(a)は、BD間隔測定の終了前に印刷開始指示が行われていない場合を示している。この場合、光走査部104は、BD間隔測定の終了後に、ポリゴンミラー204の回転制御をBD制御からFG制御に戻す(切り替える)。その後、印刷開始指示が行われると、光走査部104は、ポリゴンミラー204の回転制御をFG制御からBD制御に再び切り替える。BD制御によりポリゴンミラー204が目標速度で安定して回転している状態になると、印刷準備が完了し、画像形成装置100は記録紙への画像の印刷を開始する。このように、BD間隔測定が終了してから印刷開始指示が行われるまでの期間にFG制御を行うことにより、BD制御を継続する場合と比べて、BD制御に用いる発光素子の寿命を延ばすことができる。
(First control example)
FIG. 10A shows a case where a print start instruction has not been issued before the end of the BD interval measurement. In this case, the
BD間隔測定の終了後に印刷準備の完了に応じて印刷が開始されると、光走査部104は、BD間隔測定で測定されたBD間隔に基づいて、発光素子1〜N(LD1〜LDN)のそれぞれの、画像データに基づくレーザ光の出射タイミングを制御する。
When printing in response to the completion of print preparation after completion of the BD interval measurement is started, the
(第2の制御例)
図10(b)は、BD間隔測定の終了前に印刷開始指示が行われている場合を示している。この場合、光走査部104は、BD間隔測定の終了後に、図10(a)の場合のようにFG制御に切り替えることはなく、ポリゴンミラー204の回転制御としてBD制御を継続する。これにより、BD間隔測定の終了と同時に、画像形成装置100は印刷準備が完了した状態となり、記録紙への画像の印刷を素早く開始することが可能である。
(Second control example)
FIG. 10B shows a case where a print start instruction is given before the end of the BD interval measurement. In this case, the
(第3の制御例)
図10(c)は、BD間隔測定の終了前に印刷開始指示が行われておらず、当該測定の終了後に比較的長い時間が経過した後に印刷開始指示が行われる場合を示している。この場合、光走査部104は、図10(a)の場合と同様、BD間隔測定の終了後に、ポリゴンミラー204の回転制御をBD制御からFG制御に戻す(切り替える)。その後、光走査部104は、ポリゴンミラー204の回転制御をFG制御に戻してから、印刷開始指示が行われずに所定時間が経過すると、ポリゴンミラー204の回転制御をBD制御に切り替えて、再びBD間隔測定を実行する。これは、ポリゴンミラー204の回転によって光走査部104の内部の温度が時間とともに上昇する結果、BD間隔測定で得られた測定結果に誤差が生じるためである。このような測定結果の誤差を補償するために、本例では、所定時間が経過するごとにBD間隔測定を実行し、その測定結果を更新する。なお、BD間隔測定の終了後には、ポリゴンミラー204の回転制御を再びBD制御からFG制御に戻す(切り替える)。
(Third control example)
FIG. 10C shows a case where a print start instruction is not made before the end of the BD interval measurement, and a print start instruction is made after a relatively long time has elapsed after the end of the measurement. In this case, as in the case of FIG. 10A, the
FG制御からBD制御に切り替えるタイミングを判定するための、上述の所定時間は、サーミスタ410による、光走査部104の内部の温度または光源201の温度の測定結果に基づいて、例えば図14に示すように変化させてもよい。具体的には、サーミスタ410によって測定された温度が高いほど、所定時間として長い時間を定めてもよい。即ち、温度が高くなるほど、BD間隔測定の測定値の変化が少なくなるため、BD間隔測定の実行時間間隔を長くする。このような制御により、時間の経過とともにBD制御の実行時間間隔を長くすることができるため、BD制御に用いる発光素子の寿命を延ばすことにつながる。
The predetermined time for determining the timing for switching from the FG control to the BD control is based on the measurement result of the temperature inside the
<画像形成処理>
以下では、図11〜図13を参照して、画像形成装置100(光走査部104)における画像形成処理の実行手順について説明する。図11は、画像形成装置100(光走査部104)における画像形成処理の実行手順を示すフローチャートであり、図12及び図13はそれぞれ、図11のS104及びS102における処理の実行手順を示すフローチャートである。なお、図11に示す各ステップの処理は、CPU401が、メモリ406に格納された制御プログラムを読み出して実行することによって実現される。図11〜図13のフローチャートに従った処理により、図10(a)〜図10(c)に示す制御を画像形成装置100(光走査部104)において実現することが可能である。
<Image formation processing>
Hereinafter, an execution procedure of image forming processing in the image forming apparatus 100 (optical scanning unit 104) will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a flowchart showing an execution procedure of the image forming process in the image forming apparatus 100 (optical scanning unit 104), and FIGS. 12 and 13 are flowcharts showing an execution procedure of the processes in S104 and S102 of FIG. 11, respectively. is there. Note that the processing of each step shown in FIG. 11 is realized by the
まず、S101で、CPU401は、画像読取装置150への原稿のセット、操作部に対するユーザ操作等が行われると、上述のフライングスタートを実行するか否かを判定する。CPU401は、例えば、画像形成装置100において予めフライングスタート機能を使用することが設定されている場合には、フライングスタートを実行すると判定し、処理をS102に進める。一方、CPU401は、フライングスタートを実行しないと判定した場合、処理をS103に進め、印刷開始指示を受信するまで待機する。S103で、CPU401は、印刷開始指示を受信していない場合には、処理をS101に戻し、印刷開始指示を受信した場合には、処理をS104に進める。
First, in step S <b> 101, when a document is set on the
S104では、CPU401は、図12に示す手順に従って、フライングスタートを実行しないモード1の印刷準備を実行する。一方、S102では、CPU401は、図13に示す手順に従って、フライングスタートを実行するモード2の印刷準備を実行する。S104またはS102の処理が終了すると(即ち、印刷準備が完了すると)、S105で、CPU401は、記録紙への画像の印刷を行うための制御(即ち、ポリゴンミラー204の回転制御、発光素子1〜Nの発光制御等)を実行する。記録紙への画像の印刷が終了すると、CPU401は、処理を終了する。
In step S <b> 104, the
<印刷準備(モード1)>
次に、図12を参照して、S104における印刷準備(モード1)の実行手順について説明する。まず、S201で、CPU401は、ポリゴンミラー204の回転を開始して、FG制御によるポリゴンミラー204の回転制御を開始する。FG制御の実行中に、S202で、CPU401は、ポリゴンミラー204の回転速度が、FG制御により目標速度で安定したか否かを判定し、当該回転速度が安定したと判定すると、処理をS203に進める。
<Preparation for printing (mode 1)>
Next, with reference to FIG. 12, the execution procedure of the print preparation (mode 1) in S104 will be described. First, in step S201, the
S203で、CPU401は、ポリゴンミラー204の回転制御をFG制御からBD制御に切り替えることで、印刷の開始に備えてより高精度に回転制御を行う。なお、本実施形態では、BD制御は、上述のシングルBDモードと同様、発光素子1(LD1)を特定の発光素子として用いて行われるものとする。BD制御の実行中に、S204で、CPU401は、ポリゴンミラー204の回転速度が、BD制御により目標速度で安定したか否かを判定し、当該回転速度が安定したと判定すると、処理をS205に進める。
In step S203, the
S205で、CPU401は、BD制御を継続した状態で、BD間隔測定を実行する。更に、S206で、CPU401は、BD間隔測定の測定結果に基づいて、発光素子(LD1〜LDN)のレーザ出射タイミングの制御を行う。具体的には、CPU401は、BD間隔測定の測定結果から補正値As1〜AsNを生成するとともに、発光素子1〜Nのそれぞれに対して設定すべき発光開始タイミング値A1〜ANを算出する。以上により、CPU401は、印刷準備を完了して処理をS105に進める。
In step S205, the
<印刷準備(モード2)>
次に、図13を参照して、S102における印刷準備(モード2)の実行手順について説明する。まず、S301〜S306の処理は、S201〜S206と同様である。S306の次に、S307で、CPU401は、BD間隔測定(S305)の終了前に、印刷開始指示を受信しているか否かを判定する。CPU401は、印刷開始指示を受信していると判定した場合、図10(b)に示すように、印刷準備を完了し、処理をS105に進める。一方、CPU401は、印刷開始指示を受信していないと判定した場合、処理をS308に進め、図10(a)及び図10(c)に示すように、ポリゴンミラー204の回転制御をBD制御からFG制御に戻す。
<Preparation for printing (mode 2)>
Next, with reference to FIG. 13, the execution procedure of the print preparation (mode 2) in S102 will be described. First, the process of S301-S306 is the same as that of S201-S206. Following S306, in S307, the
FG制御の実行中に、S309で、CPU401は、印刷開始指示を受信したか否かを判定する。印刷開始指示を受信していないと判定した場合、CPU401は、処理をS310に進め、ポリゴンミラー204の回転制御をFG制御に戻してから所定時間が経過したか否かを判定する。CPU401は、所定時間が経過していないと判定した場合、処理をS309に戻し、印刷開始指示を受信したか否かを再び判定する。一方、CPU401は、所定時間が経過したと判定した場合、処理をS303に戻し、図10(c)に示すように、ポリゴンミラー204の回転制御をFG制御からBD制御に戻すとともに、BD間隔測定を再び実行する(S305)。
During execution of FG control, in step S309, the
一方、S309で、印刷開始指示を受信したと判定した場合、CPU401は、処理をS311に進め、図10(a)及び図10(c)に示すように、ポリゴンミラー204の回転制御をFG制御から再びBD制御に切り替える。更に、S312で、CPU401は、ポリゴンミラー204の回転速度が、BD制御により目標速度で安定したか否かを判定し、当該回転速度が安定したと判定すると、印刷準備を完了し、処理をS105に進める。
On the other hand, if it is determined in S309 that the print start instruction has been received, the
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置100は、フライングスタート機能により画像形成の準備動作を開始する場合、印刷開始指示を待たずに、ポリゴンミラー204の回転制御をFG制御からBD制御に切り替えてBD間隔測定を実行する。これにより、印刷開始指示を待ってBD間隔測定を実行する場合と比べてBD間隔測定の実行タイミングを早めることが可能になり、BD間隔測定の実行に起因してFCOTが長くなることを避けることが可能である。
As described above, when the
100:画像形成装置、102(Y,M,C,K):感光ドラム、104(Y,M,C,K):光走査部、201:レーザ光源、LD1〜LDN:発光素子1〜N、204:ポリゴンミラー、207:BDセンサ、401:CPU、407:駆動モータ、420:速度センサ(回転検知センサ) 100: Image forming apparatus, 102 (Y, M, C , K): a photosensitive drum, 104 (Y, M, C , K): the optical scanning unit, 201: laser light source, LD 1 to Ld N: the light emitting element 1 N, 204: Polygon mirror, 207: BD sensor, 401: CPU, 407: Drive motor, 420: Speed sensor (rotation detection sensor)
Claims (9)
前記複数の発光素子から出射された複数の光ビームが感光体を走査するよう、当該複数の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を回転させる駆動モータと、
前記回転多面鏡によって偏向された光ビームの走査路上に設けられ、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームが入射することによって当該光ビームを検出したことを示す検出信号を出力する光学センサと、
前記駆動モータに設けられ、前記駆動モータの回転速度に応じた周期の信号を出力する回転検知センサと、
前記回転検知センサから出力される信号の周期に基づいて前記駆動モータの回転速度を制御する第1の回転制御、及び光ビームを受光することによって前記光学センサから出力される検出信号の周期に基づいて前記駆動モータの回転速度を制御する第2の回転制御のいずれかによって、前記回転多面鏡の回転速度を制御する回転制御手段であって、前記駆動モータの回転速度が目標速度に達するまでは前記第1の回転制御を行い、前記駆動モータの回転速度が前記目標速度に達すると、前記第1の回転制御から前記第2の回転制御に切り替える、前記回転制御手段と、
前記回転制御手段が前記第2の回転制御を実行中に、前記複数の発光素子のうちの第1及び第2の発光素子のそれぞれからの光ビームが順に前記光学センサに入射するよう前記光源を制御し、前記光学センサから順に出力される第1及び第2の検出信号の時間間隔を測定する測定手段と、
前記測定手段による前記時間間隔の測定の終了後に画像形成が開始されると、前記測定手段によって測定された前記時間間隔に基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの、画像データに基づく光ビームの相対的な出射タイミングを制御する制御手段と、を備え、
前記測定手段による前記時間間隔の測定の終了前に前記画像形成の開始指示が行われていない場合、前記回転制御手段は、前記時間間隔の測定の終了後に前記回転速度の制御を前記第2の回転制御から前記第1の回転制御に切り替え、前記開始指示が行われた場合、前記回転速度の制御を前記第1の回転制御から前記第2の回転制御に再び切り替えることを特徴とする画像形成装置。 A light source comprising a plurality of light emitting elements that respectively emit light beams for exposing the photoreceptor;
A rotary polygon mirror that deflects the plurality of light beams so that the plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting elements scan the photoconductor;
A drive motor for rotating the rotary polygon mirror;
An optical sensor provided on a scanning path of the light beam deflected by the rotating polygon mirror, and outputting a detection signal indicating that the light beam is detected by the incidence of the light beam deflected by the rotating polygon mirror;
A rotation detection sensor which is provided in the drive motor and outputs a signal having a period according to the rotation speed of the drive motor;
Based on the first rotation control for controlling the rotation speed of the drive motor based on the period of the signal output from the rotation detection sensor, and the period of the detection signal output from the optical sensor by receiving the light beam. Rotation control means for controlling the rotation speed of the rotary polygon mirror by one of the second rotation controls for controlling the rotation speed of the drive motor until the rotation speed of the drive motor reaches a target speed. The rotation control means for performing the first rotation control and switching the first rotation control to the second rotation control when the rotation speed of the drive motor reaches the target speed;
While the rotation control means is executing the second rotation control, the light source is controlled so that light beams from each of the first and second light emitting elements among the plurality of light emitting elements are sequentially incident on the optical sensor. Measuring means for controlling and measuring a time interval between the first and second detection signals sequentially output from the optical sensor;
When image formation is started after the measurement of the time interval by the measurement unit, the light beam based on the image data of each of the plurality of light emitting elements is based on the time interval measured by the measurement unit. Control means for controlling the relative emission timing ,
If the image forming start instruction has not been given before the measurement of the time interval by the measuring unit, the rotation control unit controls the rotation speed after the measurement of the time interval. Switching from rotation control to the first rotation control, and when the start instruction is issued, the rotation speed control is switched again from the first rotation control to the second rotation control. apparatus.
前記回転制御手段は、前記回転速度の制御を前記第1の回転制御から前記第2の回転制御に切り替え、
前記測定手段は、前記回転制御手段による前記第2の回転制御の実行中に、前記時間間隔の測定を行い、
前記回転制御手段は、前記時間間隔の測定の終了後に前記回転速度の制御を前記第2の回転制御から前記第1の回転制御に切り替える
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 After the rotation control means switches the rotation speed control to the first rotation control, a predetermined time elapses without the start instruction being performed,
The rotation control means switches the rotation speed control from the first rotation control to the second rotation control,
The measuring means measures the time interval during the execution of the second rotation control by the rotation control means,
3. The image formation according to claim 1, wherein the rotation control unit switches the rotation speed control from the second rotation control to the first rotation control after completion of the measurement of the time interval. apparatus.
前記所定時間は、前記温度センサによって測定された温度が高いほど、長い時間に定められる
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 A temperature sensor for measuring a temperature inside the image forming apparatus or a temperature of the light source;
The image forming apparatus according to claim 3 , wherein the predetermined time is set to a longer time as the temperature measured by the temperature sensor is higher.
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
前記複数の光ビームの走査によって前記感光体に形成された静電潜像を現像して、記録媒体に転写すべき画像を前記感光体に形成する現像手段と
を更に備えることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The photoreceptor;
Charging means for charging the photoreceptor;
And developing means for developing an electrostatic latent image formed on the photoconductor by scanning the plurality of light beams to form an image on the photoconductor to be transferred to a recording medium. Item 9. The image forming apparatus according to any one of Items 1 to 8 .
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