JP6401496B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
<画像形成装置のハードウェア構成>
まず、図1を参照して、本実施形態に係る画像形成装置100の構成について説明する。画像形成装置100は、イエロー(Y)色、マゼンタ(M)色、シアン(C)色、及びブラック(Bk)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101Y、101M、101C、101Bkを備えている。
次に、図2及び図3を参照して、光走査装置104Y、104M、104C、104Bkの構成を説明する。なお、画像形成部101Y、101M、101C、101Bkの構成は同一であるため、以下では、添え字Y、M、C、Bk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、102Bkのそれぞれを表し、光走査装置104と表記した場合、光走査装置104Y、104M、104C、104Bkのそれぞれを表すものとする。
図4は、本実施形態に係る画像形成装置100の制御構成を示すブロック図である。画像形成装置100は、制御構成として、CPU401、レーザドライバ403、クロック(CLK)信号生成部404、画像処理部405、メモリ406、及びモータ407を備える。なお、本実施形態では、図4に示すレーザドライバ403、光源201及びBDセンサ207は、光走査装置104に備わっているものとする。
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3(B)に示すように、レーザ光L1〜LNの結像位置S1〜SNが主走査方向において異なる。また、レーザ光が透過するレンズの主走査方向における屈折率の違いに起因して、主走査方向の各領域において、レーザ光の結像位置が理想位置から変動することで、各領域における部分的な倍率(部分倍率)に変動が生じる。このような部分倍率の変動は、レーザ光ごとに異なる変動として生じる。したがって、各レーザ光によって形成される画素(静電潜像)の主走査方向の書き出し位置を一定とし、かつ、主走査方向における走査領域全体で各レーザ光の位相を揃えるように、主走査方向の画素の書き出し位置及び部分倍率を補正する必要がある。
図6は、光走査装置104の製造工程で行われる、感光ドラム102上を走査するレーザ光L1〜LNが各センサSN1〜SN5の位置を通過するタイミングの測定について説明するための図である。なお、図6及び後述する図7では、説明の簡略化のため、レーザ光L1〜LNのうちの3つのレーザ光L1〜L3のみを示しているが、残りのレーザ光L4〜LNについても同様である。
図7(B)は、BD位置(位置701)における主走査方向の画素の書き出し位置を補正した場合(即ち、レーザ光L1〜L3の位相を揃えた場合)に、レーザ光L1〜L3によって画素が形成される位置(結像位置S1〜S3)を示している。このような画素の書き出し位置の補正は、レーザ光L1〜L3に対応する発光素子1〜3の、画像データに基づく相対的なレーザ出射タイミングを制御することによって実現できる。具体的には、画像データに基づく発光素子2の点灯タイミングを、発光素子1の点灯タイミングに対して時間TP21だけ遅延させる。同様に、画像データに基づく発光素子3の点灯タイミングを、発光素子2の点灯タイミングに対して時間TP31だけ遅延させる。その結果、図7(B)に示すように、BD位置において、レーザ光L1〜L3の位相が揃った状態で各レーザ光によって画素が形成される。なお、L1〜L3以外のL4〜LNについても同様の制御により、BD位置において位相を揃えることが可能である。
図7(B)は、更に、BD位置(位置701)における主走査方向の画素の書き出し位置を補正した後の、位置702〜705(理想位置)に対する画素の形成位置(結像位置)のずれを示している。本例では、領域1〜4のそれぞれにおいて、レーザ光ごとに異なる倍率(部分倍率)で画素の形成が行われている。ここでは、各領域における部分倍率をレーザ光ごとに補正するための補正倍率の決定方法について説明する。
画像形成中に結像位置S1〜SNの相対的な位置関係が一定である場合、上述のC1〜CNを用いることで、レーザ光L1〜LNによる主走査方向の画素(静電潜像)の書き出し位置を一致させることが可能である。また、上述の補正倍率データを用いることで、主走査方向における走査領域全体で各レーザ光の位相を揃えることが可能である。
次に、図5を参照して、上述のような位相ずれ特性(図9(B))を用いた、レーザ光の位相補正(位相ずれの補正)について具体的に説明する。図5は、本実施形態に係る光走査装置104(画像形成装置100)の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。図5では、CLK信号511と、BDセンサ207の出力信号512と、発光素子1,2,3,Nによってそれぞれ出射されるレーザ光の光量513〜516とを示している。なお、図5では、BD間隔測定を実行する際の、発光素子1〜Nによるレーザ光の出射タイミングと、BDセンサ207によるBD信号の出力タイミングとを示している。
次に、上述の測定によって得られたカウント値CDTに基づく、各発光素子(LDn)のレーザ出射タイミングを制御について説明する。まず、図5に示す測定期間1における測定によって得られたカウント値CDTは、メモリ406に予め格納された基準カウント値CrefBと等しいものとする。これは、カウント値CDTが示す、BD信号501及び502の時間間隔の測定結果DT1が、基準値TrefBと等しい(DT1=TrefB)ことを意味する。この場合、図9(B)に示す位相ずれ特性によれば位相ずれは0であるため、レーザ光の位相補正は必要ない。このため、メモリ406に予め格納されたカウント値C1〜CNをそのまま用いて各発光素子のレーザ出射タイミングを制御することで、各レーザ光による画像の書き出し位置を一致させる(即ち、レーザ光の位相を揃える)ことが可能である。
Cn=C1+(CN−C1)×(n−1)/(N−1)
=C1×(N−n)/(N−1)+CN×(n−1)/(N−1) (1)
のように算出すればよい。
C2=C1+(C4−C1)×1/3=C1×2/3+C4×1/3 (2)
C3=C1+(C4−C1)×2/3=C1×1/3+C4×2/3 (3)
次に、図5に示す測定期間2における測定によって得られたカウント値CDTには、メモリ406に予め格納された基準カウント値CrefBから誤差が生じているものとする。これは、カウント値CDTが示す、BD信号503及び504の時間間隔の測定結果DT2が、基準値TrefBと等しくない(DT2≠TrefB)ことを意味する。この場合、図9(B)に示す位相ずれ特性によれば位相ずれが0ではないため、レーザ光の位相補正が必要となる。このため、CPU401は、カウント値CDTと基準カウント値CrefBとの差分に基づいて、カウント値C1〜CNを補正することで、各発光素子のレーザ出射タイミング制御用のカウント値C'1〜C'Nを導出する。導出したカウント値C'1〜C'Nを用いて各発光素子のレーザ出射タイミングを制御することで、各レーザ光による画像の書き出し位置を一致させることが可能である。
C'N=CN+K(CDT−CrefB) (4)
図10は、本実施形態に係る、画像形成装置100で実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。図10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、画像形成装置100上で実現される。画像形成装置100に画像データが入力されたことに応じて、S101の処理が開始される。
上述したように、光走査装置104と感光ドラム102の相対位置が適正でない場合、位相ずれ特性に基づく位相ずれ(環境変動による位相ずれ)の補正を行っても、レーザ光L1〜LNの位相を揃えることができない可能性がある。これは、光走査装置104と感光ドラム102の相対位置が適正でない場合、感光ドラム102上をレーザ光L1〜LNが走査する際にピントがずれることによって起こり得る。
図14は、本実施形態に係る、画像形成装置100で実行される、相対位置ずれによる位相ずれの補正(第1の補正)の手順を示すフローチャートである。図14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、画像形成装置100上で実現される。
第1の実施形態では、相対位置ずれによる位相ずれの補正(図14)において、位相調整用の画像を記録媒体Sに出力することで、ユーザが位相調整値を操作画面1201を介して入力する例を示している。本実施形態では、位相調整用の画像を記録媒体Sに出力することなく中間転写ベルト107上に出力(形成)した状態で、当該画像を画像センサ120によって読み取ることによって、相対位置ずれによる位相ずれの補正を行う例を示す。これにより、相対位置ずれによる位相ずれの補正を画像形成装置100が自動的に実行できるようになるため、ユーザの負担が軽減される。なお、説明の簡略化のため、第1の実施形態と重複する部分については説明を省略する。
第3の実施形態では、第1の実施形態の変形例として、複数のレーザ光L1〜LNの走査状態に対応するパラメータとして、BD間隔に代えて、画像形成装置100(光走査装置104)の内部の温度を用いる例について説明する。なお、説明の簡略化のため、第1の実施形態と重複する部分については説明を省略する。
Claims (9)
- 感光体を露光するための光ビームをそれぞれが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前記感光体を走査するよう、当該複数の光ビームを偏向する偏向手段と、
前記偏向手段によって偏向された光ビームが入射する位置に設けられ、前記偏向手段によって偏向された光ビームが入射すると当該光ビームを検出したことを示す検出信号を生成するビーム検出手段と、
前記複数の光ビームによる露光によって前記感光体に形成された静電潜像を現像することで、画像を形成する画像形成手段と、
前記複数の発光素子の、画像データに基づく光ビームの出射タイミングを補正するための補正シーケンスを実行する補正手段であって、前記補正シーケンスとして、前記画像形成手段に補正用の画像を形成させ、形成された前記補正用の画像に基づいて、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補正する第1の補正と、前記複数の発光素子のうちの第1及び第2の発光素子が第1及び第2の光ビームを順に出射するよう前記光源を制御し、前記ビーム検出手段によって生成される、前記第1及び第2の光ビームに対応する2つの検出信号の時間間隔を、前記複数の光ビームによる前記感光体上の走査状態に対応するパラメータとして測定し、得られたパラメータ値に基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの前記出射タイミングを補正する第2の補正と、を実行する、前記補正手段と、
前記補正手段によって補正された前記出射タイミングに従って、前記複数の発光素子のそれぞれが画像データに基づく光ビームを出射するよう、前記光源を制御する制御手段と、を備え、
前記補正手段は、前記補正シーケンスにおいて、前記第2の補正を実行してから前記第1の補正を実行し、
前記制御手段は、前記補正手段による前記補正シーケンスの実行が完了した後に、前記補正手段によって補正された前記出射タイミングに従って、前記複数の発光素子のそれぞれが画像データに基づく光ビームを出射するよう、前記光源を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記補正手段は、前記第1の補正では、前記画像形成手段に前記補正用の画像を記録媒体に形成させ、当該記録媒体に形成された画像に応じた、前記出射タイミングの補正用の補正値の入力を、ユーザから受け付ける
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成手段によって形成された画像が転写される転写体を更に備え、
前記補正手段は、前記第1の補正では、前記転写体に転写された前記補正用の画像を画像センサで読み取ることによって、前記出射タイミングの補正用の補正値を決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記補正手段は、前記画像形成手段によって画像データに基づく画像の形成が行われる際に、前記第2の補正を実行することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記補正手段は、ユーザからの実行指示に応じて、前記第1の補正を実行することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 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ためのタイミング制御データが格納された記憶手段を更に備え、
前記補正手段は、前記記憶手段に格納された前記タイミング制御データを補正する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記補正手段は、前記第2の補正では、前記時間間隔と、前記複数の光ビームが前記感光体を走査する際の、主走査方向における相対的な走査位置のずれに対応する、前記複数の光ビームの位相ずれとの関係を示す補正特性を用いて、前記出射タイミングを補正する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記補正手段は、前記複数の光ビームが前記感光体を走査する際の、主走査方向における相対的な走査位置が一致するよう、前記複数の発光素子のそれぞれの前記出射タイミングを補正することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段は、
前記感光体と、
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による露光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。
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