JP2006001248A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主・副走査方式で感光体の感光面に画像の書き込みを行う画像形成装置に関し、より特定すると、書込むべき画像情報を作成するアプリケーションボードの拡張性に優れ、カラー画像形成に適した高品質の画像を形成し得る光書込信号を生成可能とした前記画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus for writing an image on a photosensitive surface of a photosensitive member by a main / sub scanning method. More specifically, the present invention has excellent expandability of an application board for creating image information to be written, and color image formation. The present invention relates to the image forming apparatus capable of generating an optical writing signal capable of forming a suitable high quality image.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、画像情報を担った光ビームにより副走査方向に移動する感光体面を周期的にライン走査する光書き込みにより画像を形成する。こうした画像形成装置では、画像形成部に、書き込むべき画像データに応じLD(レーザダイオード)を駆動するための書込信号を生成するLDB(LDコントロールボード)を備える。LDBは、原画像情報を作成するアプリケーションボードから送り込まれた画像データをもとに書込信号を生成する。
画像形成装置が複合機能を持つ場合、LDBでは、異なるアプリケーションボード、例えばプリンタコントローラ、コピーアプリ、FAXアプリ等、からの様々な画像データに対応することが求められる。即ち、各機能における画像の画素密度の相違による露光走査タイミングの制御、或いはカラー複写機能を持つ装置の場合に各色の画像を正確に重ねて形成するために各色の画像データを遅延させる制御などを最適化することが必要になる。このために、従来の複合機能を持つ複写機では、多機能を統括的に制御できる専用のコントローラを備えており、この結果として、他社のアプリケーション或いはコントローラは使用できないなど、汎用性に欠け、種々の拡張アプリケーションに容易に対応することができないなどの問題を含んでいた。また、装置全体が大型で高価なものとなっていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, an image is formed by optical writing in which a photosensitive member surface moving in the sub-scanning direction is periodically line-scanned by a light beam carrying image information. In such an image forming apparatus, the image forming unit includes an LDB (LD control board) that generates a write signal for driving an LD (laser diode) in accordance with image data to be written. The LDB generates a write signal based on image data sent from an application board that creates original image information.
When the image forming apparatus has a composite function, the LDB is required to support various image data from different application boards such as a printer controller, a copy application, and a FAX application. That is, control of exposure scanning timing based on the difference in pixel density of the image in each function, or control of delaying image data of each color in order to accurately overlap and form images of each color in the case of an apparatus having a color copying function, etc. It will be necessary to optimize. For this reason, conventional copiers with multiple functions are equipped with a dedicated controller that can control all functions in a centralized manner. As a result, other companies' applications or controllers cannot be used, resulting in lack of versatility. It included problems such as being unable to easily handle extended applications. In addition, the entire apparatus is large and expensive.
そこで、上記した問題を解決するために、下記特許文献1に示される提案がなされた。特許文献1記載の画像形成装置は、プリンタ(画像形成部)をベースにして、各種のアプリケーションボード接続することにより、コピー機能やファクシミリ機能など各種の機能を実現できるようにし、汎用性及び拡張性に優れ、しかも色ズレなどが生じない高品質な印刷出力を得ることを目的とする装置である。
特許文献1記載の画像形成装置では、LDユニット制御回路とアプリケーションとの間のI/F(インタフェース)として、主走査ライントリガ信号と副走査有効領域トリガ信号とを生成する転送トリガ信号生成手段を備える。転送トリガ信号生成手段は、画像形成部で発生する主走査(光書込走査)同期信号を基に、印刷出力すべき画像データの画素密度に応じて周期を可変させる主走査ライントリガー信号及び副走査有効領域トリガー信号を生成し、アプリケーション側は、これらのトリガ信号に同期させて、画像データをライン単位でLDユニット制御回路に転送する。この様な転送トリガ信号生成手段をI/Fとして用いることにより、所期の目的を達成し得るとしている。
In the image forming apparatus described in
上記のように、特許文献1記載の画像形成装置によって、アプリケーションボードの拡張性に優れ、カラー画像に対しては各色間のレジスト調整に狂いが起こり難く、高画質を保つことを可能とする手段が提供される。
しかしながら、画質を含む画像出力の品質の向上を図るために必要な書き込み誤差の計測を、提案したI/F(転送トリガ信号生成手段)との係わりで、どのように実現するかについて、上記特許文献1記載の画像形成装置には示していない。このために、印刷出力の画像品質の保証が不十分であり、特許文献1記載の画像形成装置に適した書き込み誤差の計測手段を提供することによって、さらに印刷出力の画質の向上を図ることが求められている。
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、これを解決するためになされたもので、その解決課題は、各種のアプリケーションボードの接続によって可能となる多機能化を、汎用性及び拡張性に優れ、しかも色ズレなどが生じない高品質な印刷出力を得るという目的のもとに提案された、上記特許文献1記載の画像形成装置をベースに、該画像形成装置に適した各種書き込み誤差の計測手段を付加した改良を加えることにより、さらに印刷出力の画像品質向上の実現を図ることにある。
As described above, the image forming apparatus described in
However, the above-mentioned patent discloses how to measure the writing error necessary for improving the quality of image output including image quality in relation to the proposed I / F (transfer trigger signal generating means). It is not shown in the image forming apparatus described in
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and the problem to be solved is the multi-functionality that can be achieved by connecting various application boards. And various writing errors suitable for the image forming apparatus based on the image forming apparatus described in
請求項1の発明は、副走査方向に移動可能とした感光体及び該感光体の感光面を画像情報で点灯制御される光によって主走査方向に周期的にライン走査させることにより走査露光する手段を有する画像形成部と、画像形成すべき画像情報を前記画像形成部に転送するアプリケーションボードとを有する画像形成装置であって、画像形成部で発生する主走査同期信号を基に、アプリケーションボードから画像情報を転送するときには、画像情報の画素密度に応じて周期を可変させる主走査ライントリガー信号及び副走査有効領域トリガー信号を生成し、アプリケーションボードから画像情報を転送するとき以外には、所定の画素密度に応じた定周期の主走査ライントリガー信号を生成する転送トリガー信号生成手段と、前記アプリケーションボードに、前記転送トリガー信号生成手段でアプリケーションボードから画像情報を転送するときに生成した主走査ライントリガー信号、副走査有効領域トリガー信号それぞれに基づいて、主走査ライン同期信号と副走査有効領域信号を生成し、生成したこれらの信号に同期して画像情報を画像形成部に転送する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。 According to the first aspect of the present invention, scanning exposure is performed by periodically scanning the photosensitive member movable in the sub-scanning direction and the photosensitive surface of the photosensitive member periodically in the main scanning direction with light controlled to be turned on by image information. And an application board for transferring image information to be imaged to the image forming unit, from the application board based on the main scanning synchronization signal generated in the image forming unit When transferring the image information, a main scanning line trigger signal and a sub-scanning effective area trigger signal that change the period according to the pixel density of the image information are generated, and the predetermined information other than when transferring the image information from the application board Transfer trigger signal generating means for generating a main scanning line trigger signal having a fixed period according to the pixel density, and the application button. Main scanning line synchronization signal and sub-scanning effective area signal based on the main scanning line trigger signal and sub-scanning effective area trigger signal generated when image information is transferred from the application board by the transfer trigger signal generating means. And an image forming apparatus comprising means for transferring image information to the image forming unit in synchronization with the generated signals.
請求項2の発明は、請求項1に記載された画像形成装置において、前記画像形成部が色成分に対応する複数の感光体と、感光体毎に備えた走査露光手段を有し、前記転送トリガー信号生成手段における所定の画素密度を、感光体間の色ずれ量の検出に用いるパターン画像の形成時における画素密度としたことを特徴とするものである。
画像形成装置。
請求項3の発明は、請求項2に記載された画像形成装置において、感光体間の色ずれ量の検出に用いるパターン画像の形成時における前記画素密度を、画像形成可能な画素密度の中で、最も高密度なモードとしたことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the image forming unit includes a plurality of photoconductors corresponding to color components, and scanning exposure means provided for each photoconductor, and the transfer The predetermined pixel density in the trigger signal generating means is a pixel density at the time of forming a pattern image used for detecting the amount of color misregistration between the photoconductors.
Image forming apparatus.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the pixel density at the time of forming a pattern image used for detecting the amount of color misregistration between the photoconductors is selected from among pixel densities capable of image formation. The mode is the highest density mode.
請求項1の発明によると、アプリケーションボードから画像情報を転送するときには、画像情報の画素密度に応じて周期を可変させる主走査ライントリガー信号及び副走査有効領域トリガー信号を生成し、アプリケーションボードから画像情報を転送するとき以外には、色ずれ量やトナー濃度といった書き込み誤差を検出するためのパターンを記録する画素密度に応じた周期の主走査ライントリガー信号を生成することによって、汎用性及び拡張性に優れ、しかも色ずれ等の書き込み誤差のない高品質の印刷出力が可能な画像形成装置を提供することができる。
請求項2の発明によると、アプリケーションボードから画像情報を転送するとき以外には、書き込み誤差を検出するためのパターンの中で、色ずれ量を検出するパターンの記録画素密度を優先させたことで、ユーザーの最も懸念する色ずれを無くした印刷出力が可能になる。
また、請求項3の発明によると、最も高密度なモードによって色ずれの抑制効果を高め、パフォーマンスを向上させることが可能になる。
According to the first aspect of the present invention, when image information is transferred from the application board, a main scanning line trigger signal and a sub-scanning effective area trigger signal for changing the period according to the pixel density of the image information are generated, and the image is transmitted from the application board. Except when transferring information, versatility and expandability can be achieved by generating a main scan line trigger signal with a period according to the pixel density for recording patterns for detecting writing errors such as color misregistration and toner density. It is possible to provide an image forming apparatus that is excellent in quality and capable of high-quality print output without writing errors such as color misregistration.
According to the second aspect of the present invention, the recording pixel density of the pattern for detecting the color misregistration amount is prioritized among the patterns for detecting the write error except when transferring image information from the application board. Thus, it is possible to perform print output without the color shift most concerned by the user.
According to the invention of claim 3, the effect of suppressing color misregistration can be enhanced by the highest density mode, and the performance can be improved.
本発明に係わる画像形成装置を添付する図面とともに示す以下の実施形態に基づき説明する。以下に示す実施形態は、本発明を主・副走査方式でLD(レーザ ダイオード)光書き込みを所謂タンデムタイプで行うカラー画像形成装置(例えば、複写機、プリンタ等)に適用した例を示す。
図1は、本発明の実施形態に係わるカラー画像形成装置の概要を示す。図1を参照すると、本実施形態に係わるタンデムタイプのカラー画像形成装置は、各々異なる色(即ち、マゼンタ:M、シアン:C、イエロー:Y、ブラック:K)の画像を形成するために各色に対応した数の画像形成部を有する。画像形成部は、形成した各画像を転写紙1上にカラー画像として転写、合成するために、転写紙1を搬送する搬送ベルト2に沿って一列に配置する。搬送ベルト2は、その一方が駆動回転する駆動ローラと他方が従動回転する従動ローラである搬送ローラ3,4によって架設されており、搬送ローラ3,4の回転により図示の矢印方向に回転駆動される。搬送ベルト2の下部には、転写紙1を収納した給紙トレイ5を備える。収納された転写紙1のうち最上位置にある転写紙を、画像形成時には給紙し、途中レジストセンサ14により画像の書込を行う光学ユニットの動作とのタイミングをとって、静電吸着によって搬送ベルト2上に吸着する。吸着した転写紙1を、第1の画像形成部(マゼンタ)に搬送し、ここでマゼンタの画像形成を行う。第1の画像形成部(マゼンタ)は、感光体ドラム6Mと感光体ドラム6Mの周囲に配置された帯電器7M、露光器8、現像器9M、感光体クリーナ10Mから構成する。感光体ドラム6Mの表面は、帯電器7Mで一様に帯電された後、露光器8によりイエローの画像に対応したレーザ光11Mで露光され、静電潜像が形成される。
An image forming apparatus according to the present invention will be described based on the following embodiments shown in the accompanying drawings. The following embodiment shows an example in which the present invention is applied to a color image forming apparatus (for example, a copying machine, a printer, etc.) that performs LD (laser diode) optical writing in a so-called tandem type by a main / sub scanning method.
FIG. 1 shows an outline of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the tandem type color image forming apparatus according to the present embodiment uses each color to form images of different colors (that is, magenta: M, cyan: C, yellow: Y, black: K). The number of image forming units corresponding to the The image forming unit arranges the formed images in a line along the
感光体ドラム6M上に形成した静電潜像を、現像器9Mで現像し、感光体ドラム6M上にトナー像を形成する。トナー像は感光体ドラム6Mと搬送ベルト2上の転写紙1と接する位置(転写位置)で転写器12Mによって転写され、転写紙上にマゼンタ単色の画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム6Mは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ10Mによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。
このように、第1の画像形成部(マゼンタ)でマゼンタが転写された転写紙1は、搬送ベルト2によって第2の画像形成部(シアン)に搬送される。ここでも、第1の画像形成部(マゼンタ)と同様に感光体ドラム6C上にトナー像を形成するが、今度はシアンによるトナー像が形成され、マゼンタが転写された転写紙1上に重ねて転写される。なお、画像形成の手順はマゼンタと変わりがないので、説明は省略する。
さらに、転写紙は、第3の画像形成部(イェロー)、続いて第4の画像形成部(ブラック)に搬送され、同様に形成したイェロー、ブラックのトナー像が重ねて転写されて、各色の転写が完了すると、カラー画像が形成されることになる。第4の画像形成部(ブラック)を通過してカラー画像が形成された転写紙は、搬送ベルト2から剥離され、定着器13にて定着された後、排紙される。
また、搬送ベルト2上には、書き込んだ画像の位置合わせ用のパターンを検知するためのパターン検知センサ14,15,16が取り付けられている(パターン検知による色ズレ等の書き込み誤差の補正については、後記にて詳述)。
The electrostatic latent image formed on the
As described above, the
Further, the transfer paper is conveyed to the third image forming unit (yellow), and then to the fourth image forming unit (black), and similarly formed yellow and black toner images are transferred to overlap each other. When the transfer is completed, a color image is formed. The transfer paper on which the color image is formed by passing through the fourth image forming unit (black) is peeled off from the
Further,
図2は、図1に示した実施形態における露光器8を構成する光学ユニットを示すもので、図1の上方から見た図である。図2を参照して、光学ユニットを詳細に説明すると、LDユニットBK31およびLDユニットY32からの光ビームは、それぞれポリゴンミラー37に対して対称的な光路を経由して感光体ドラム面を露光走査する。各光ビームは、シリンダレンズCYL_BK33、CYL_Y34を通り、反射ミラーBK35、反射ミラーY36によってポリゴンミラー37の下方面に入射し、ポリゴンミラー37が回転することにより光ビームが偏向され、fθレンズBKC38、fθレンズYM39を通り、第1ミラーBK40、第1ミラーY41によって折り返される。
一方、LDユニットC42およびLDユニットM43からの光ビームは、CYL_C44、CYL_M45を通り、ポリゴンミラー37の上方面に入射し、ポリゴンミラー37が回転することにより光ビームが偏向され、fθレンズBKC38、fθレンズYM39を通り、第1ミラーC46、第1ミラーM47によって折り返される。
FIG. 2 shows an optical unit constituting the
On the other hand, the light beams from the LD unit C42 and the LD unit M43 pass through CYL_C44 and CYL_M45, enter the upper surface of the
主走査方向の書込開始位置より上流側にそれぞれシリンダミラーCYM_BKC48、CYM_YM49およびセンサBKC50、センサYM51が設けられていおり、fθレンズBKC38、fθレンズYM39を通った光ビームをCYM_BKC48、CYM_YM49よって反射集光させて、センサBKC50、センサYM51に入射するような構成となっている。
これらのセンサは、主走査方向の同期をとるための同期検知センサである。また、LDユニットBK31およびLDユニットC32からの光ビームでは、共通のCYM_BKC48ならびにセンサBKC50を使用している。LDユニットY32およびLDユニットM43についても同様である。同じセンサに2色の光ビームが入射することとなるので、各色の光ビームのポリゴンミラー37への入射角を異なるようにすることで、それぞれの光ビームがセンサBKC50、センサYM51に入射するタイミングを変え、時系列的にパルス列として出力されるようになっている。また、図2に示すようにBKとCおよびYとMは逆方向に走査される。以下、2色に対して共通の同期検知センサBKC50,YM51からの出力を各色成分に分離する方法については、従来色々な方法が発表されていることから、本実施例の説明では割愛する。
Cylinder mirrors CYM_BKC48 and CYM_YM49 and sensors BKC50 and YM51 are provided on the upstream side from the writing start position in the main scanning direction, respectively. Thus, the sensor BKC50 and the sensor YM51 are configured to enter the sensor BKC50 and the sensor YM51.
These sensors are synchronization detection sensors for synchronizing in the main scanning direction. In addition, the light beams from the LD unit BK31 and the LD unit C32 use a common CYM_BKC48 and sensor BKC50. The same applies to the LD unit Y32 and the LD unit M43. Since two color light beams are incident on the same sensor, the timing at which the light beams are incident on the sensor BKC50 and the sensor YM51 by making the incident angles of the light beams of the respective colors different from each other on the
次に、光書き込みのために点灯制御されるLDユニットの制御回路について説明する。
図3は、LDB(LDコントロールボード)への画像情報の転送を行うためのI/F(インタフェース)を備えた制御回路の構成を示すブロック図である。この制御回路は、図3に示すように、Y,M,C,Kの各色毎に設けたLDB111〜114とコピーアプリ100との間に介在するI/Fとして、基準選択回路106とY,M,C,Kの各色毎のタイミング、パターン生成回路102〜105を備える。
基準選択回路106は、Y,M,C,Kの書込信号に対する基準信号を生成する。各色毎のタイミング、パターン_Y生成回路102、タイミング、パターン_M生成回路103、タイミング、パターン_C生成回路104、タイミング、パターン_K生成回路105は、コピーアプリ100が各色の画像データを転送する時には、タイミング信号として、主走査ライントリガー信号及び副走査有効領域トリガー信号を生成し、この信号をコピーアプリ100に通知する。コピーアプリ100は、作成した画像データを通知されてきた各色毎のタイミング信号に合わせ込んで書込画像データとし、タイミング、パターン生成回路102〜105を介して、画像形成装置本体側でレーザビーム書込を行うLDを点灯制御するために各色毎のLDB111〜114に転送する。また、各色毎のタイミング、タイミング、パターン生成回路102〜105は、色ずれ量やトナー濃度といった書き込み誤差を検出するためのパターンを形成する時には、予め用意しておいた形成すべきパターン画像データを、所定周期の主走査ライントリガー信号のタイミングでLDB111〜114に転送する。
同期分離回路(Y)107、同期分離回路(M)108は、前述した図2に示した同期信号検知用のセンサYM51の出力から各色の同期信号に分離する回路で、同様に同期分離回路(C)109、同期分離回路(K)110は、同期信号検知用のセンサBKC50の出力から各色の同期信号に分離する回路である。LDB(Y)111は、LDユニットY32(図2参照)に内蔵されており、同様に、LDB(M)112はLDユニットM43、LDB(C)113はLDユニットC42、LDB(K)114はLDユニットBK31に内蔵されている。
Next, a control circuit of the LD unit that is controlled to be turned on for optical writing will be described.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a control circuit including an I / F (interface) for transferring image information to an LDB (LD control board). As shown in FIG. 3, the control circuit includes
The
The synchronization separation circuit (Y) 107 and the synchronization separation circuit (M) 108 are circuits that separate the synchronization signal detection sensor YM51 shown in FIG. C) 109 and synchronization separation circuit (K) 110 are circuits for separating the output of the synchronization signal detection sensor BKC50 into the synchronization signals of the respective colors. The LDB (Y) 111 is built in the LD unit Y32 (see FIG. 2). Similarly, the LDB (M) 112 is the LD unit M43, the LDB (C) 113 is the LD unit C42, and the LDB (K) 114 is Built in the LD unit BK31.
LDユニットの制御回路(図3参照)の動作を詳細に説明する。先ず、図4に示すタイミングチャートを参照して、転写紙に印刷を行うために、コピーアプリ100が各色の画像データを転送する時の動作について記す。
各色の同期分離回路107〜110からライン走査に応じて同期信号が1ライン毎に出力される。即ち、同期分離回路(Y)107から同期信号DETP_Y、同期分離回路(M)108からDETP_M、同期分離回路(C)109からDETP_C、同期分離回路(K)110からDETP_Kが出力される。なお、同期信号DETP_Y,DETP_M,DETP_C,DETP_Kは、非同期信号であり、図4に示すようなタイミングでそれぞれ出力される。これは、Y,M側とC,K側で同一のミラー面を使用していないことや、各LDユニットから出射するLD光の位置が異なることによる。しかしながら、図4のXで示した各同期信号DETPのアサートエッジが来ない期間が存在し、その期間を光学系の部品精度から導き出すことが出来る。
LDB(Y)111は、、同期分離回路(Y)107からのDETP_Yを基にしてLD(Y)の書込クロックで同期をとった同期信号DPSYNC_Yを基準選択回路106に出力する。同様に同期信号として、LDB(M)112はDPSYNC_M、LDB(C)113はDPSYNC_C、LDB(K)114はDPSYNC_Kを出力する。
The operation of the LD unit control circuit (see FIG. 3) will be described in detail. First, the operation when the
A sync signal is output for each line from the
The LDB (Y) 111 outputs a synchronization signal DPSYNC_Y, which is synchronized with the write clock of the LD (Y) based on DETP_Y from the synchronization separation circuit (Y) 107, to the
基準選択回路106は、Y,M,C,Kの同期信号DPSYNCを任意に選択し、そのDPSYNCの任意のタイミングにCNT_LD(基準信号)を生成する。
タイミング、パターン_Y生成回路102は転写紙1の先端通過時にその検知信号としてレジストセンサ101(図1では、レジストセンサ14として示す)から出力されるXSTARTを基準信号CNT_LDまで遅延し、基準信号CNT_LDからPFGDLY_Yの設定ライン数分DPSYNC_Yでカウントを行い、副走査有効領域トリガー信号として機能するフレーム同期信号XFSYNC_Yをアサートし、主走査ライントリガー信号として機能する書込同期信号XWRSYNC_Yと共に、コピーアプリ100に転送する。なお、図4に示されるXLDSYNC_Yは、書込同期信号XWRSYNC_Yを生成する中間段階で発生する同期信号で、DPSYNC_Yに応じた信号である。
Y以外の色についても同様で、XFSYNC_Mは、CNT_LDからPFGDLY_Mの設定ライン数分DPSYNC_Mでカウントすることでアサートし、XFSYNC_Cは、CNT_LDからPFGDLY_Cの設定ライン数分DPSYNC_Cで、XFSYNC_Kは、CNT_LDからPFGDLY_Kの設定ライン数分DPSYNC_Kでそれぞれアサートし、それぞれ書込同期信号XWRSYNC_M,XWRSYNC_C,XWRSYNC_Kと共に、コピーアプリ100に転送する。
The
The timing /
The same applies to colors other than Y. XFSYNC_M is asserted by counting DPSYNC_M for the number of set lines from CNT_LD to PFGDL_M, XFSYNC_C is DPSYNC_C for the number of set lines from CNT_LD to PFGDYLY_C, and XFSYNC_K is from CNT_LD to PF. DPSYNC_K is asserted for the set number of lines, and transferred to the
図5は、コピーアプリ100で生成され、LDB111〜114に送信する信号および画像情報の送信タイミングを示すタイムチャートである。
コピーアプリ100で生成された印刷すべき画像情報を、LDB111〜114に送信する際、タイミング、パターン生成回路102〜105からコピーアプリ100に転送された信号のタイミングに対応させて、その画像情報を送信する。なお、図5に記した、タイミング、パターン生成回路102〜105から転送されてくるフレーム同期信号XFSYNCおよび書込同期信号XWRSYNCは、図4に記した信号と同じである。
図5に示すタイムチャートを参照して動作を詳細に説明すると、コピーアプリ100は各色について、受け取った副走査有効領域トリガー信号として機能するフレーム同期信号XFSYNCからはフレームゲート信号XIPUFGTを、また主走査ライントリガー信号として機能する書込同期信号XWRSYNCからは主走査ライン同期信号XIPULSYCを生成し、これらに同期して画像情報IPUDATを各色に対応したLDB111〜114に返す。
LDB111〜114では、転送されたこれらの信号に従い、コピーアプリ100からの画像情報に応じてLDの点灯を制御して露光を行う。本実施例では、コピーアプリ100を接続した例について説明を行ったが、コピーアプリをプリンタアプリ(コントローラ)やFAXアプリに交換されるか、或いはこれらのアプリを増設していずれかを選択して使用する場合でも、同様のI/Fとすることで、容易に画像形成が可能となる。なお、増設する場合、アプリを選択する選択信号を設け、選択されていないアプリの出力をHi−zとすることで、対応可能とする。
FIG. 5 is a time chart showing transmission timings of signals and image information generated by the
When transmitting the image information to be printed generated by the
The operation of the
The
前述のような3種類(コピー,プリンタ,FAX)の中の選択されたアプリケーションから転送された画像データにより画像を形成する場合を例にとると、アプリケーションそれぞれの機能の違いから、画像情報の画素密度が、例えば、プリンタコントローラは、1200,600,300dpiが主流で、コピーアプリでは600dpi、FAXアプリではdpi系の解像度ではなく、本/mmの解像度が主流となっており、画素密度がそれぞれ異なる。本発明では、画素密度の違いに対して、従来のようなポリゴンモータの回転速度(光ビームによる主走査の周期)やLDを点灯する周波数をそのつど可変制御することをせずに、固定化された同期信号DETPを基準とし、画素密度が異なる場合、主副の各走査方向でその調整を行う。
副走査方向については、ライン間引きを行うことにより対応した密度を得るようにする。即ち、アプリ側から出力される主走査ライン同期信号XIPULSYCの基になる、書込同期信号XWRSYNCをライン間引きによる調整後の信号として生成することで、アプリ側に対して1つの書込同期信号XWRSYNCに対して、1ラインのデータを転送するというシンプルなI/Fを使用し、これを実現している。同時に、主走査方向の書込密度を、各アプリが採用する画素密度の最小公倍数、即ち上記の3種のアプリを例にすると1200dpiとし、画素密度と書込密度の間に生じる違いを調整するために、ラインメモリ等を用いてダブリングする方法によって対応する。
Taking the case where an image is formed by image data transferred from an application selected from the above three types (copy, printer, FAX) as an example, the pixel of image information is different from the function of each application. For example, 1200, 600, and 300 dpi printer printers are mainstream, copy apps have 600 dpi, and fax apps do not have dpi resolution, but have a main / mm resolution, and pixel densities are different. . In the present invention, the rotation speed of the polygon motor (the period of main scanning by the light beam) and the frequency at which the LD is lit are fixed without varying each time against the difference in pixel density. If the pixel density is different based on the sync signal DETP, the adjustment is performed in each of the main and sub scanning directions.
In the sub-scanning direction, the corresponding density is obtained by performing line thinning. That is, one write synchronization signal XWRSYNC is generated for the application side by generating the write synchronization signal XWRSYNC, which is the basis of the main scanning line synchronization signal XIPULSYNC output from the application side, as an adjusted signal by line thinning. On the other hand, this is realized by using a simple I / F that transfers one line of data. At the same time, the writing density in the main scanning direction is set to the least common multiple of the pixel density adopted by each application, that is, 1200 dpi when the above three kinds of applications are taken as an example, and the difference between the pixel density and the writing density is adjusted. Therefore, this is handled by a doubling method using a line memory or the like.
図5のタイムチャートに示す動作例では、ポリゴンモータの回転速度(光ビームによる主走査の周期)を固定し、書込密度を一定(例えば、1200dpi)で動作させるように設定されている。また、このチャートに示す例では、タイミング、パターン生成回路102〜105で間引きなしに生成された書込同期信号XWRSYNCに応じてアプリ100から画像データのライン同期信号XIPULSYNCを発生させ、各ライン同期信号XIPULSYNCに各ライン毎の画像情報IPUDATを合わせ込んでいる。
従って、図5のタイムチャートに示す動作例は、アプリ側の画素密度とLDB側の書込密度が同一である場合を示している。なお、図5のタイムチャートに表われないが、主走査方向の書込密度を一定(例えば、1200dpi)とするように、LDを点灯する周波数も固定しているので、アプリ側の画素密度とLDB側の書込密度が異なる場合には調整が必要であるが、この場合、アプリ側の画像データも同じ密度であり、ダブリング処理を必要としない例である。
In the operation example shown in the time chart of FIG. 5, the rotation speed of the polygon motor (main scanning cycle by the light beam) is fixed and the writing density is set to be constant (for example, 1200 dpi). In the example shown in this chart, the line synchronization signal XIPULSYNC of the image data is generated from the
Therefore, the operation example shown in the time chart of FIG. 5 shows a case where the pixel density on the application side and the writing density on the LDB side are the same. Although not shown in the time chart of FIG. 5, the frequency at which the LD is turned on is also fixed so that the writing density in the main scanning direction is constant (for example, 1200 dpi). Adjustment is necessary when the writing density on the LDB side is different, but in this case, the image data on the application side has the same density and does not require doubling processing.
アプリ側の画素密度とLDB側の書込密度が異なる場合、例えば、LDB側の書込密度が1200dpiであり、アプリ側の画素密度が600dpiで、LDB側の1/2である場合の動作例を説明する。
この場合の動作例を図6のタイムチャートに示す。図6に示すように、タイミング、パターン生成回路102〜105からコピーアプリ100に転送される信号の送信タイミングに対応させて、コピーアプリ100で生成され、LDB111〜114に送信される信号および画像情報の送信タイミングを示すタイムチャートである。ここで上記した画素密度と書込密度が同一の時と異なるのは、ここでは、各色に対応したタイミング、パターン生成回路102〜105において、フレーム同期信号XFSYNCをアサートしてからXLDSYNCを基に1/2間引きを行い、書込同期信号XWRSYNCとしアプリボード100に出力することにある(図6に示すように、各色の書込同期信号XWRSYNCの周期が、それぞれのフレーム同期信号XFSYNCのアサート後、間引きにより倍の長さになっている)。
ここに、間引き率はアプリ側の画素密度とLDB側の書込密度の比によって決められる。コピーアプリ100は、タイミング、パターン生成回路102〜105からフレーム同期信号XFSYNC、書込同期信号XWRSYNCが入力されるとそれらを基に、フレームゲート信号XIPUFGT、主走査ライン同期信号XIPULSYC、画像データIPUDATを1:1となるようにして、転送を開始する。つまり、図6のチャートに示すように、タイミング、パターン生成回路102〜105で1/2間引きして生成された書込同期信号XWRSYNCに応じてコピーアプリ100から画像データのライン同期信号XIPULSYNCを発生させ、各ライン同期信号XIPULSYNCに各ライン毎の画像情報IPUDATを合わせ込んで、転送する。
図6のタイムチャートに表われないが、主走査方向の書込密度を一定(例えば、1200dpi)とするように、LDを点灯する周波数も固定しているので、アプリの画素密度とLDBの書込密度が異なる場合には調整が必要である。この例の場合、LDBの書込密度が1200dpiであり、アプリの画素密度が600dpiであるから、コピーアプリ100における1ライン分の画像データをダブリング処理により2倍にし、1200dpiに対応可能な調整をして、LDBの書き込みに用いる。このように、アプリ側の画素密度とLDB側の書込密度が異なる場合でも、LDBの書込ユニットの制御が簡略化される。
When the pixel density on the application side is different from the writing density on the LDB side, for example, the writing example on the LDB side is 1200 dpi, the pixel density on the application side is 600 dpi, and the operation example is ½ on the LDB side. Will be explained.
An example of the operation in this case is shown in the time chart of FIG. As shown in FIG. 6, signals and image information generated by the
Here, the thinning rate is determined by the ratio of the pixel density on the application side and the writing density on the LDB side. When the frame synchronization signal XFSYNC and the write synchronization signal XWRSYNC are input from the timing and
Although not shown in the time chart of FIG. 6, since the LD lighting frequency is also fixed so that the writing density in the main scanning direction is constant (for example, 1200 dpi), the pixel density of the application and the writing of the LDB are fixed. Adjustment is necessary if the density is different. In this example, since the writing density of the LDB is 1200 dpi and the pixel density of the application is 600 dpi, the image data for one line in the
フレームゲート信号XIPUFGTは、所定ライン数分の画像情報の転送を完了すると、フレームゲート信号XIPUFGTをネゲートする。前述のタイミング、パターン生成回路102〜105は、フレームゲート信号XIPUFGTがネゲートされると、書込同期信号XWRSYNCの間引き処理を中止し、通常のタイミングに戻し、次の画像形成待ちとなる。
アプリ側から受け取る画像データの画素密度がLDB側の書込密度と異なる場合、LDB111〜114はラインメモリを使用しダブリング処理で1200dpi化を実施し、感光体ドラムに露光を行う。その他の画素密度に関しても、本方式を応用することで対応可能となる。
また、FAXアプリで用いられる、16本/mm系の密度に関しては、dpi換算すると406dpiとなり、ポリゴンモータの微調は必要となるが、この微調を条件に、タイミング、パターン生成回路102〜105は、画素密度400dpi時に近似させ、3倍のダブリング処理を行うことによって、対応することが可能となる。
The frame gate signal XIPUFGT negates the frame gate signal XIPUFGT when the transfer of the image information for a predetermined number of lines is completed. When the frame gate signal XIPUFGT is negated, the timing and
When the pixel density of the image data received from the application side is different from the writing density on the LDB side, the
Also, regarding the density of 16 lines / mm system used in the FAX application, when converted to dpi, it becomes 406 dpi, and fine adjustment of the polygon motor is necessary. However, on the condition of this fine adjustment, the timing and
次に、上記したLDユニットの制御回路(図3参照)をベースに、さらに印刷出力の品質向上を図るための改良を加えた実施形態について説明する。
この改良点は、形成された画像が適正であるかを検査するために必要な要素をLDユニットの制御回路の構成において考慮し、付加した点にある。具体的には、画像の位置合わせや濃度等の書き込み誤差を検出するためのテストパターンを形成するための手段をLDユニットの制御回路(図3参照)に備えることにより、この実現を図るようにしたものである。
先ず、テストパターンによる画像の位置合わせやトナー濃度等の書き込み誤差の計測について、概要を説明する。書き込み画像の位置ずれ(或いは位置合わせ)の検出には、検出用のテストパターンを書かせ、書かせたパターンをセンサにより読み取り、その検出値を基準値と比較するという方法をとる。
テストパターンの書き込みは、画像形成装置の仕様によって、正しい位置への画像書き込みが可能な動作条件が予め定められので、その動作条件に従った設定によって、画像形成装置にテストパターンを書かせる。本実施形態の装置においては、後述するようにテストモードの動作によって、搬送ベルト2上に実際にテストパターンが転写され、そこに形成されたテストパターンは、検知センサ14,15,16によってその位置が検出される。
検出する位置ずれ(書き込み誤差)は、パターン検知センサ14,15,16によって得た検出値の基準値からのずれとして求める。LDユニットの制御回路は、上記のようにして求めた誤差に応じて、動作条件に補正をかけることにより、適正な位置合わせを可能とする。
なお、トナー濃度の補正も、位置ずれの検出と同様に、誤差を検出するためのパターンの画像を出力させ、濃度テストのために設けたセンサ(不図示)の検知出力を基準値と比較し、そのずれから補正値を算出することによる。
Next, an embodiment in which an improvement for further improving the quality of print output is added based on the control circuit of the LD unit (see FIG. 3) will be described.
The improvement is that elements necessary for inspecting whether the formed image is appropriate are taken into account in the configuration of the control circuit of the LD unit. More specifically, the LD unit control circuit (see FIG. 3) is provided with means for forming a test pattern for detecting writing errors such as image alignment and density, so as to achieve this. It is a thing.
First, an outline of image alignment using a test pattern and measurement of writing errors such as toner density will be described. In order to detect misalignment (or alignment) of a written image, a test pattern for detection is written, the written pattern is read by a sensor, and the detected value is compared with a reference value.
The test pattern is written in such a manner that an operation condition capable of writing an image at a correct position is determined in advance according to the specifications of the image forming apparatus. Therefore, the test pattern is written in the image forming apparatus by setting according to the operation condition. In the apparatus of the present embodiment, the test pattern is actually transferred onto the
The detected positional deviation (writing error) is obtained as a deviation from the reference value of the detection value obtained by the
As with the detection of misregistration, the toner density is corrected by outputting a pattern image for error detection and comparing the detection output of a sensor (not shown) provided for the density test with a reference value. By calculating a correction value from the deviation.
ところで、こうしたテストパターンによる書き込み誤差の計測及び補正動作は、コピーアプリ100から転送される画像データによる転写紙への画像形成動作とは別の動作モードとして行う。これは、位置ずれ等の補正は、経時変化する動作環境等に対応して時々行う必要があり、かつ一定のテスト条件を設定して検出及び補正動作を行わせる必要があるということや、補正結果を、その後行う転写紙への画像形成動作に即時に反映させることを可能とする、といったことを理由とする。
このために、本実施形態では、転写紙への画像形成動作を行う期間、即ち、副走査有効領域トリガー信号(図5、図6のフレームゲート信号XIPUFGT)により転写紙への画像形成動作が有効な期間以外(XIPUFGTのネゲート、即ち「H」となっている期間)にテストパターンの書き込み動作を行わせる。この動作は、LDユニットの制御回路(図3参照)に設けたタイミング、パターン_Y生成回路102、タイミング、パターン_M生成回路103、タイミング、パターン_C生成回路104、タイミング、パターン_K生成回路105によって、そこで生成されたテストパターンデータの転送制御により行う。
また、位置合わせのテストパターンは、位置ずれを計測するために用いるので、位置精度が求められる。従って、タイミング、パターン生成回路102〜105で生成するテストパターンは、解像度(書き込み密度)を最大にした設定とする。LDB111〜114は、タイミング、パターン生成回路102〜105から同期信号に基づいて最大の書き込み密度で転送されてくるテストパターンデータを受け取り(上記した実施形態の書き込みデータの転送制御の例では、LDB側の書込密度を最大1200dpiとしているから、走査ラインを間引かずに、1200dpiの密度に対応したテストパターンデータの転送を行う)、パターンの形成動作を行う。
なお、トナー濃度のテストの場合には、位置ずれの補正におけるパターンのように解像度(書き込み密度)を最大にすることは、必ずしも必要条件にならない。従って、書き込み誤差を検出するためのパターンの中で、色ずれ量を検出するパターンの記録画素密度を優先させることは有意義であり、この様な条件にすることで、ユーザーの最も懸念する色ずれを無くした印刷出力が可能になる。
By the way, the writing error measurement and correction operation by such a test pattern is performed as an operation mode different from the image forming operation on the transfer paper by the image data transferred from the
For this reason, in this embodiment, the image forming operation on the transfer paper is effective in the period during which the image forming operation is performed on the transfer paper, that is, the sub-scanning effective area trigger signal (the frame gate signal XIPUFGT in FIGS. 5 and 6). The test pattern writing operation is performed during a period other than the above period (XIPUFGT negation, that is, a period in which “H” is set). This operation is performed by the timing,
Further, since the alignment test pattern is used for measuring the positional deviation, positional accuracy is required. Therefore, the test pattern generated by the timing and
In the case of a toner density test, it is not always necessary to maximize the resolution (writing density) as in the pattern for correcting misregistration. Therefore, it is meaningful to prioritize the recording pixel density of the pattern for detecting the color misregistration amount among the patterns for detecting the writing error. By setting such a condition, the color misregistration that the user is most concerned about It is possible to print output without the.
図7は、位置合わせ用テストパターンとしてのトナーマーク列17の一部を例示する。このテストパターンは、転写紙への画像形成とは別に、テストモードの動作を行わせ、搬送ベルト2上にパターン形成を行う。図7に示すように、色毎にベルト搬送(副走査)方向に対し直角な横線と斜め線、即ち、各色の横線4本、斜め線4本からなるマークを1組とし、スキュー等を検出するために、主走査方向に整合させて備えた3つのパターン検知センサ14,15,16、それぞれによって各組のマークの位置検出を可能とする配列で書き込む。また、マーク列17は、マークの組を8組形成し、8組のマークの検出を行う。8組の検出を行い、得た検出値の平均を算出し、その値をもとに位置ずれ等の書き込み誤差求め、求めた結果から補正量を決定し、補正を施す。この補正によって、より適正な位置への書き込みが可能になるので、各色の位置ずれが少ない高画質の画像が形成できるようになる。
主走査方向に並べられたパターン検知センサ14,15,16により検出したマークの位置情報から基準色(例えばBK)に対するスキュー、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差の計測が可能である。スキューはパターン検知センサ14,15,16の各検出値(横線に対する)の相対関係から、副走査レジストずれは横線4本の各検出値をもとに基準色(例えばBK)に対する関係から、主走査レジストずれは斜め線4本の各検出値をもとに基準色に対する関係から、主走査倍率誤差はパターン検知センサ14,15,16の各検出値(斜め線に対する)の相対関係から、求めることができる。
トナーマーク列17をもとに得た位置ずれ等の書き込み誤差に従って、この誤差を無くすための補正をかけるが、例えば、各パターン検知センサ14,15,16で検出された最大の位置ずれ量の1/2だけ、位置ずれ方向と逆向きに画像をシフトさせることにより、主走査方向の倍率偏差によるずれ量を目立たないように補正することが可能となる。
各種のずれ量、補正量の算出および補正の実行命令は、後述のメインCPU(画像形成装置全体の制御機能を実現する手段を成し、図8のCPU26がこれに当たる)により行われる。検出の終わったテストパターン(トナーマーク列17)は、クリーニング手段18によりクリーニングが行われる。
FIG. 7 illustrates a part of the
Measurement of skew, sub-scanning registration deviation, main-scanning registration deviation, and main-scanning magnification error with respect to a reference color (for example, BK) is possible from the mark position information detected by the
According to a writing error such as a positional deviation obtained based on the
Various deviation amounts and correction amount calculation and correction execution instructions are executed by a main CPU (which constitutes a means for realizing the control function of the entire image forming apparatus, which corresponds to the
図8は、検出した位置ずれ(書き込み誤差)に基づいて、位置合わせ制御を行う制御システムの1実施形態を示すブロック図である。なお、ここではパターン検知センサ14,15,16中の1つの検知センサにおける構成のみを示したが、他の検知センサにおいても同様の構成をとるので、図8では割愛している。
パターン検知センサ14(15、16)から得られた信号は、AMP19によって増幅され、フィルタ20によって必要としている周波数以上の周波数成分をカットする。
次に、A/D変換器21によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。データのサンプリングは、サンプリング制御部22によって制御される。本実施例ではサンプリング速度は100KHzである。サンプリングされたデータは順次FIFOメモリ23に格納される。
所定数のテストパターン(トナーマーク列17)の検知が終了した後、格納されていたデータはI/Oポート24を介し、データバス25によりCPU26およびRAM27にロードされ、種々のずれ量を算出するための演算処理、及びずれ量に基づき画像形成条件を最適化するための設定データの演算処理を行う。
ROM28には、種々のずれ量を演算するためのプログラム、及び画像形成条件を最適化するための設定データの演算処理を行うためのプログラムを始め、位置合わせ制御に必要な処理を行うためのプログラムを格納しておく。CPU26は、ROM28に格納した位置合わせ制御に必要な処理を行うためのプログラムに従って、処理を実行する。なお、処理に必要なデータは、アドレスバス29によって、ROMアドレス、RAMアドレス、各種入出力機器の指定を行い、指定された格納場所との間で転送される。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an embodiment of a control system that performs alignment control based on the detected misalignment (writing error). Here, only the configuration of one detection sensor among the
The signal obtained from the pattern detection sensor 14 (15, 16) is amplified by the
Next, the A /
After the detection of the predetermined number of test patterns (toner mark row 17) is completed, the stored data is loaded to the
The
また、CPU26は、パターン検知センサ14(15、16)からの検知信号を適当なタイミングでモニタしており、テストパターンが形成される搬送ベルト2及びパターン検知センサ14(15、16)の発光部の劣化等が起こっても確実に検知ができるように発光量制御部30によって発光量を制御しており、受光部からの受光信号のレベルが常に一定となるようにしている。
CPU26は、テストパターン(トナーマーク列17)の検知結果から求めたずれ補正量に基づく主、副レジストの変更、スキューの補正、及び倍率誤差に基づく画周波数の変更、をするために、タイミング、パターン_Y生成回路102、タイミング、パターン_M生成回路103、タイミング、パターン_C生成回路104、タイミング、パターン_K生成回路105に対して、その設定を行う。
上記のように、LDB111〜114とコピーアプリ100との間に介在するI/Fとして、基準選択回路106と各色毎のタイミング、パターン生成回路102〜105を備えたLDBの制御回路は、汎用性及びアプリの拡張性に優れている。しかも、このI/Fは、コピーアプリ100から転送される画像データによる転写紙への画像形成動作時以外の期間を利用して、最大の書き込み密度によりテストパターンを書き込むことを可能にし、よって、書き込んだテストパターンの測定で得た誤差データをもとに、色ずれの生じない書き込みタイミングに設定を変更することができ、色ずれ等の書きこみ誤差の無い高品質の印刷出力を可能とする。
Further, the
The
As described above, as an I / F interposed between the
1・・転写紙、 2・・搬送ベルト、
6Y,6M,6C,6K・・感光体ドラム、
8・・露光器、 14〜16・・パターン検知センサ、
31,32,42,43・・LD(レーザダイオード)ユニット、
50,51・・同期信号検知センサ、 100・・コピーアプリ、
101・・レジストセンサ、 106・・基準選択回路、
102〜105・・タイミング、パターン生成回路、
107〜110・・同期分離回路、
111〜114・・LDB(LDコントロールボード)。
1 .... transfer paper, 2 .... conveyor belt,
6Y, 6M, 6C, 6K..Photosensitive drum,
8 .... Exposure unit, 14-16 ... Pattern detection sensor,
31, 32, 42, 43 .. LD (laser diode) unit,
50, 51 ... Sync signal detection sensor, 100 ... Copy application,
101 ..
102-105 .. Timing, pattern generation circuit,
107-110 .. Sync separation circuit,
111-114 .. LDB (LD control board).
Claims (3)
画像形成部で発生する主走査同期信号を基に、アプリケーションボードから画像情報を転送するときには、画像情報の画素密度に応じて周期を可変させる主走査ライントリガー信号及び副走査有効領域トリガー信号を生成し、アプリケーションボードから画像情報を転送するとき以外には、所定の画素密度に応じた定周期の主走査ライントリガー信号を生成する転送トリガー信号生成手段と、
前記アプリケーションボードに、前記転送トリガー信号生成手段でアプリケーションボードから画像情報を転送するときに生成した主走査ライントリガー信号、副走査有効領域トリガー信号それぞれに基づいて、主走査ライン同期信号と副走査有効領域信号を生成し、生成したこれらの信号に同期して画像情報を画像形成部に転送する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit having a photosensitive member movable in the sub-scanning direction and means for scanning and exposing the photosensitive surface of the photosensitive member by periodically performing line scanning in the main scanning direction with light controlled to be turned on by image information; An image forming apparatus having an application board for transferring image information to be imaged to the image forming unit,
When image information is transferred from the application board based on the main scanning synchronization signal generated by the image forming unit, a main scanning line trigger signal and a sub-scanning effective area trigger signal that change the period according to the pixel density of the image information are generated. In addition to transferring image information from the application board, transfer trigger signal generating means for generating a main scanning line trigger signal having a fixed period according to a predetermined pixel density, and
Based on the main scanning line trigger signal and the sub scanning effective area trigger signal generated when the image information is transferred from the application board to the application board by the transfer trigger signal generating means, the main scanning line synchronization signal and the sub scanning effective An image forming apparatus comprising means for generating region signals and transferring image information to an image forming unit in synchronization with the generated signals.
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