JP2006076126A - Adjusting method for print head and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置等に係り、より詳しくは、光書き込みを行うヘッドを備えた画像形成装置等に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile, and more particularly to an image forming apparatus including a head for performing optical writing.
プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置の中で、例えば電子写真方式を採用した画像形成装置では、一様に帯電された感光体上に、光記録手段によって光を照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視像化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行われる。かかる光記録手段として、レーザを用いて主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、装置の小型化の要請を受けて、発光素子であるＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)を主走査方向に多数、配列してなるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ：LED Print Head)を用いた光記録手段が採用されている。 Among image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles, for example, in an image forming apparatus adopting an electrophotographic method, an electrostatic recording is performed by irradiating light onto a uniformly charged photosensitive member by an optical recording unit. After obtaining the latent image, toner is added to the electrostatic latent image to make it visible, and the image is formed by transferring and fixing on the recording paper. As such an optical recording means, in addition to an optical scanning method in which a laser is used to scan and expose a laser beam in the main scanning direction, in recent years, in response to a request for downsizing of an apparatus, an LED (Light Emitting Diode) which is a light emitting element. : An optical recording means using an LED print head (LPH) in which a number of light emitting diodes) are arranged in the main scanning direction.
このＬＰＨは、一般に、多数のＬＥＤをライン状に配列したＬＥＤチップが複数配置され、結果としてＬＥＤが主走査方向(走査方向)に配列されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤから出力された光を感光体(感光体ドラム)表面に結像させるために多数のロッドレンズが主走査方向に配列されたレンズアレイとを含んで構成されている。画像形成装置では、入力される画像データに基づいてＬＰＨの各ＬＥＤを発光制御して駆動させ、感光体へ向けて光を出力し、レンズアレイによって感光体表面に光を結像させる。そして、感光体とＬＰＨとを相対移動させることにより副走査方向に静電潜像を形成している。 This LPH generally has a plurality of LED chips in which a large number of LEDs are arranged in a line, and as a result, an LED array in which the LEDs are arranged in the main scanning direction (scanning direction), and the light output from the LEDs as a photoreceptor. A (photosensitive drum) includes a lens array in which a number of rod lenses are arranged in the main scanning direction in order to form an image on the surface. In the image forming apparatus, each LED of the LPH is driven to emit light based on the input image data, light is output toward the photoconductor, and light is imaged on the photoconductor surface by the lens array. An electrostatic latent image is formed in the sub-scanning direction by relatively moving the photoconductor and LPH.
ここで、ＬＰＨを用いた画像形成装置では、搭載されるＬＰＨの焦点調整が行われる。従来のＬＰＨの焦点調整では、発光径が最小あるいはＭＴＦ(Modulation Transfer Function)が最大となる部分が感光体上にくるように、レンズアレイの位置調整を行うことにより実行されていた。この位置調整では、主走査方向の数点のビームを検知したり、あるいは一定区間(全点の場合も含む)の平均値の算出による調整が行われている。 Here, in an image forming apparatus using LPH, focus adjustment of the mounted LPH is performed. Conventional focus adjustment of LPH is performed by adjusting the position of the lens array so that the portion with the smallest emission diameter or the largest MTF (Modulation Transfer Function) is on the photosensitive member. In this position adjustment, adjustment is performed by detecting several beams in the main scanning direction or by calculating an average value in a certain section (including all points).
公報記載の従来技術として、位置決めピンを用いてピント合わせ調整作業を行う技術において、位置決めピンの高さを基準としてレンズを所定の高さに正確に位置合わせした後に、そのレンズの取り付け固定を図ることで、組み立て作業後の煩雑なピント合わせ作業に要する負担を軽減させるものが開示されている(例えば、特許文献１参照。)。 As a conventional technique described in the publication, in a technique for performing a focusing adjustment operation using a positioning pin, after the lens is accurately positioned at a predetermined height on the basis of the height of the positioning pin, the lens is attached and fixed. Thus, there has been disclosed one that reduces the burden required for a complicated focusing operation after the assembly operation (see, for example, Patent Document 1).
一方、ＬＰＨを用いた画像形成装置では、出力画像に１〜２ｍｍ程度の巾からなるスジが発生し易い。このスジは、ＬＰＨの軸方向距離(焦点方向距離、感光体に向いた方向の距離)の位置が僅かにずれただけで発生する。また、ＬＰＨを構成するレンズアレイの倒れが原因で発生する場合がある。このスジ発生に対する対応策として、例えばレンズアレイの特性の中で悪くなりそうな部分を予め把握し、例えばＣＣＤカメラを用いて観察することで、突発的な問題のある箇所を個別に抽出することが行われる。そして、突発的な問題のあるレンズアレイを不良品として取り扱う作業が行われている。しかしながら、かかる方法は、作業が難しく、個々の処理に時間がかかり、製造時の量産性に問題がある。また、上記特許公報記載の技術では、ＬＰＨ全体として良好な位置合わせが可能となるが、スジ状むらの発生に対応することはできない。 On the other hand, in an image forming apparatus using LPH, streaks having a width of about 1 to 2 mm are likely to occur in an output image. This streak occurs only when the position of the axial distance (the focal distance, the distance in the direction toward the photoconductor) of the LPH is slightly shifted. Moreover, it may occur due to the tilt of the lens array constituting the LPH. As countermeasures against this streak generation, for example, by grasping in advance the parts that are likely to deteriorate in the characteristics of the lens array and observing them using, for example, a CCD camera, it is possible to individually extract places with sudden problems. Is done. And the work which handles the lens array with a sudden problem as a defective article is performed. However, such a method is difficult to work, takes time for individual processing, and has a problem in mass productivity at the time of manufacture. In addition, the technique described in the above-mentioned patent publication makes it possible to achieve good alignment as a whole LPH, but cannot cope with the occurrence of streaky irregularities.
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、その主たる目的は、スジ状むらを抑制して良好な画質が得られるヘッド、およびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and a main object of the present invention is to provide a head capable of suppressing streak-like unevenness and obtaining good image quality, and an image forming apparatus using the head. It is in.
かかる目的のもと、本発明は、発光素子からの光を被写体に結像するレンズアレイを備えたヘッドの調整方法であって、被写体上の位置に対応する位置にて、ヘッドにより集光されるビーム径またはＭＴＦの値を主走査方向に亘って把握し、把握されるビーム径またはＭＴＦの値の中から変動発生箇所を特定し、特定される変動発生箇所にて位置ずれに対してスジが発生しにくい方向にて、ヘッドの全体に対して焦点位置をずらして調整することを特徴としている。 For this purpose, the present invention is an adjustment method of a head having a lens array that forms an image of light from a light emitting element on a subject, and is condensed by the head at a position corresponding to a position on the subject. The beam diameter or MTF value to be detected in the main scanning direction is identified, the fluctuation occurrence point is identified from the grasped beam diameter or MTF value, and a streak is detected against the positional deviation at the specified fluctuation occurrence point. It is characterized in that the focus position is shifted with respect to the entire head in a direction in which the occurrence of the occurrence of the head is difficult.
ここで、スジが発生しにくい方向は、ビーム径またはＭＴＦの値がヘッドの全体に対して等しくなる方向であることを特徴とすることができる。また、このスジが発生しにくい方向は、焦点位置が最大にずれた場所と焦点位置の平均値との中心が被写体上に位置される方向であることを特徴とすることができる。 Here, the direction in which the streak is less likely to occur is a direction in which the beam diameter or the MTF value is equal to the entire head. The direction in which the streak is hard to occur is a direction in which the center of the place where the focal position is shifted to the maximum and the average value of the focal positions is located on the subject.
一方、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体と、複数の発光素子をアレイ状に配設した発光素子アレイと発光素子からの光を結像するレンズアレイとを備え像担持体を露光して静電潜像を形成するプリントヘッドとを含み、このプリントヘッドは、像担持体上に結像される光の焦点位置が、プリントヘッドの主走査方向にて焦点位置がずれた場所のビーム径またはＭＴＦの値に基づいて調整されることを特徴としている。 On the other hand, an image forming apparatus to which the present invention is applied includes an image carrier, a light emitting element array in which a plurality of light emitting elements are arranged in an array, and a lens array that images light from the light emitting elements. And a print head that forms an electrostatic latent image by exposing the image to the focus position of the light focused on the image carrier, the focus position being shifted in the main scanning direction of the print head. It is characterized by being adjusted based on the beam diameter of the place or the value of MTF.
ここで、このプリントヘッドは、焦点位置がずれた場所および他の場所にて、ビーム径またはＭＴＦの値が等しくなる方向にて調整されることを特徴とすることができる。
また、このプリントヘッドは、焦点位置がずれた場所および主走査方向の焦点位置の平均値との中心が像担持体上に位置される方向にて調整されることを特徴とすることができる。
更に、このプリントヘッドは、像担持体との位置を決める基準ピンを備え、この基準ピンの位置を調整することで焦点位置を調整することを特徴とすることができる。
Here, the print head may be characterized in that the beam diameter or the MTF value is adjusted in the same direction at a position where the focal position is shifted and at other places.
Further, the print head can be characterized in that the center between the position where the focal position is shifted and the average value of the focal positions in the main scanning direction is adjusted in a direction where the center is located on the image carrier.
Further, the print head may include a reference pin that determines the position with respect to the image carrier, and the focal position may be adjusted by adjusting the position of the reference pin.
本発明によれば、スジ状むらのない良好な画質が得られる画像形成装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of obtaining a good image quality without streaking.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、画像プロセス系１０を制御する画像出力制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ(ＰＣ)２や画像読取装置(ＩＩＴ)３に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部(ＩＰＳ：Image Processing System)４０を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus to which this embodiment is applied, and shows a so-called tandem type digital color printer. An image forming apparatus shown in FIG. 1 includes an
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンからなる画像形成ユニット１１を備えている。この画像形成ユニット１１は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋで構成されている。これらの画像形成ユニット１１(１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ)は、夫々、静電潜像を形成してトナー像を担持させる像担持体(感光体)である感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光するプリントヘッドであるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた潜像を現像する現像器１５を備えている。また、画像プロセス系１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて画像形成された各色のトナー像を記録用紙に多重転写させるために、この記録用紙を搬送する用紙搬送ベルト２１、用紙搬送ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２、感光体ドラム１２のトナー像を記録用紙に転写させる転写ロール２３を備えている。
The
各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、ほぼ同様な構成要素を備えており、ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像信号は、画像処理部４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに供給される。画像プロセス系１０は、画像出力制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２の表面に、画像処理部４０から得られた画像信号に基づき、ＬＰＨ１４によって静電潜像を形成する。その静電潜像に対して現像器１５によってイエローのトナー像を形成し、形成されたイエローのトナー像は、図の矢印方向に回動する用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて転写される。同様にして、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)のトナー像が各々の感光体ドラム１２上に形成され、用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて多重転写される。多重転写された記録用紙上のトナー像は、定着器２４に搬送されて、熱および圧力によって記録用紙に定着される。
Each of the
図２は、発光装置であるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４の構成を示した図である。ＬＰＨ１４は、発光素子として多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイ５１、ＬＥＤアレイ５１を支持すると共にＬＥＤアレイ５１の駆動を制御するための回路が形成されたプリント基板５２、各ＬＥＤから出射された光ビームを感光体ドラム１２上に結像させるレンズアレイ５３を備え、プリント基板５２およびレンズアレイ５３は、ハウジング５４に保持されている。ＬＥＤアレイ５１は、主走査方向にＬＥＤが例えば画素数分、配列されている。例えば、Ａ３サイズの短手(２９７ｍｍ)を主走査方向とする場合、６００ｄｐｉの解像度では、約４２μｍ毎に少なくとも７０４０個のＬＥＤを配列させる必要がある。また、１２００ｄｐｉの解像度では、約２１μｍ毎にＬＥＤが配列される。尚、配列は、一列に並んでいる場合の他、幾つかのＬＥＤの固まりで形成されるＬＥＤチップが千鳥状に互い違いに配列される場合がある。プリント基板５２は、本実施の形態が適用される露光量測定方法によって得られた補正値に関するデータ(補正値から演算された光量補正データである場合もある)が格納されたメモリ(ＲＯＭ等)を備えており、かかるメモリに格納されたデータに基づいて、ＬＥＤアレイ５１を構成するＬＥＤの光量が補正される。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an LED print head (LPH) 14 that is a light emitting device. The
図３は、ＬＰＨ１４を支持する構造を説明するための図である。ＬＰＨ１４のハウジング５４にはレンズアレイ５３が固定され、更に、ＬＰＨ１４には、主走査方向(ＬＰＨ１４の長手方向)の画像形成領域を外れた両端部の２箇所に、基準ピン５５が取り付けられている。基準ピン５５は、本体１側(本体１におけるＬＰＨ１４の固定側)との位置決めピンとして機能し、その先端位置は本体１側との位置決め点となる。一方、本体１側には、この基準ピン５５と当接する当接部材(図示せず)が、本体１の手前側(ＯＵＴ側)と奥側(ＩＮ側)の２箇所に設けられており、この当接部材の基準ピン５５の当接位置は、感光体ドラム１２との位置が、ある一定範囲となるように構成されている。
FIG. 3 is a view for explaining a structure for supporting the
基準ピン５５は、例えばねじ切りがなされており、ハウジング５４の基準ピン５５を固定する固定箇所にも対応するねじ切りがなされている。このねじ切りにより、基準ピン５５を一方向または逆方向に回転させることで、基準ピン５５の送り出し量が決定され、レンズアレイ５３の軸方向(図のＺ方向)の＋側および−側に基準ピン５５の先端位置(本体１側との位置決め点)を移動させることができる。この基準ピン５５の送り出し量により、後述するような焦点位置の調整が実行される。
The
ここで、従来から行われていたＬＰＨ１４の位置調整では、レンズアレイ５３による発光径が最小(ＭＩＮ)となる結像点が、感光体ドラム１２の位置にくるように、基準ピン５５の位置が調整されていた。この調整は、主走査方向の数点のビームを検知したり、あるいは一定区間(または全区間)の平均値を算出することで行われていた。
Here, in the conventional position adjustment of the
図４は結像点の主走査方向の位置と、ビーム径との関係の一例を示した図である。横軸に主走査方向の位置(ｄｏｔ)をとり、縦軸にビーム径(μｍ)をとっている。上述したような位置調整によって、ビーム径は、例えば３０μｍ程度で主走査方向の各位置にて一定となるように、調整される。
しかしながら、この一方で、ＬＰＨ１４には、１〜２ｍｍ程度の巾からなるスジが発生する問題点が従来から指摘されていた。出願人等による調査の結果、図４に示すようなビーム径に変動があるとスジが発生し、スジの発生は、このビーム径の変動箇所に対応することが判明した。このビーム径の変動が生じるのは、一般に、レンズアレイ５３の１本につき、数箇所であることも発見された。図４では、○印に示す２箇所にて、ビーム径の大幅な変動があり、このビーム径の変動箇所に対応してスジが発生していた。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the position of the imaging point in the main scanning direction and the beam diameter. The horizontal axis represents the position (dot) in the main scanning direction, and the vertical axis represents the beam diameter (μm). By the position adjustment as described above, the beam diameter is adjusted to be constant at each position in the main scanning direction, for example, about 30 μm.
However, on the other hand, the
更に、このスジの発生原因について、出願人等は更なる検討を加えた。
図５は、共役な位置(ベストピント位置)から所定距離だけ前後にずらして焦点をずらせたデフォーカス(Defocus)状態でのビーム径の変化を示した図である。この図５では、焦点位置の平均値における変化(実線)と、スジ有り部の焦点位置における変化(点線)が示されている。実線で示す焦点位置の平均値では、デフォーカス量の０μｍを中心として、デフォーカス量の変化に対するビーム径の変化が＋側と−側とでほぼ均等な動きを示している。一方で、スジ有り部の焦点位置では、点線で示すように焦点位置がデフォーカス量０μｍから大きくずれている。
In addition, the applicants further studied the cause of this streak.
FIG. 5 is a diagram showing a change in beam diameter in a defocus state in which the focal point is shifted by a predetermined distance back and forth from a conjugate position (best focus position). FIG. 5 shows a change in the average value of the focal position (solid line) and a change in the focal position of the streak portion (dotted line). In the average value of the focus position indicated by the solid line, the change of the beam diameter with respect to the change of the defocus amount shows a substantially uniform movement between the + side and the − side with the defocus amount of 0 μm as the center. On the other hand, at the focal position where there is a streak, the focal position deviates greatly from the defocus amount of 0 μm as indicated by the dotted line.
図８は、デフォーカスさせた状態での測定例を示している。図８には、アレイ状の点光源７０(例えばＬＥＤアレイ５１)、ビーム変化を把握するためのスリット７１と受光素子７２が示されている。デフォーカス量の＋側は、点光源７０から共役長ＴＣの距離だけ離れた共役な位置(ベストピント位置)から、プラス(＋)側に受光部(スリット７１と受光素子７２)を移動させ焦点をずらせた状態である。また、デフォーカスの−側は、共役な位置(ベストピント位置)から、マイナス(−)側に受光部を移動させ焦点をずらせた状態である。本実施の形態では、このデフォーカスした際に把握されたビーム径やＭＴＦ(Modulation Transfer Function)、スジのグレードについて検討を加えている。
尚、ＭＴＦは、レンズアレイ５３のレスポンス関数として、点像のコントラストを表わす指標として用いられる。例えば、ｘ番目の点像における光量の最大値をＩ(ｘ)max、最小値をＩ(ｘ)minとすると、ｘ番目の点像のコントラストＭＴＦ(ｘ)は以下のように定義される。
ＭＴＦ(ｘ) ＝ (Ｉ(ｘ)max−Ｉ(ｘ)min) / (Ｉ(ｘ)max＋Ｉ(ｘ)min) × 100％
FIG. 8 shows an example of measurement in a defocused state. FIG. 8 shows an array of point light sources 70 (for example, an LED array 51), a
The MTF is used as an index representing the contrast of the point image as a response function of the
MTF (x) = (I (x) max−I (x) min) / (I (x) max + I (x) min) × 100%
図６は、スジのグレードと、従来技術における焦点深度との関係を示した図である。横軸にデフォーカス量(μｍ)、縦軸にスジのグレードのレベルがとられている。縦軸のスジのグレードは、値の小さい方がスジのない方向である。図６には、スジの発生しない場所におけるデフォーカス量とスジのグレードとの関係を実線にて示し、スジの発生している場所におけるデフォーカス量とスジのグレードとの関係を点線で示している。図６に示すように、スジの発生している場所では、焦点深度が狭くなり、更に、デフォーカス量の中心位置(０μｍ)から一方にずれている。その結果、従来の技術では、僅かな位置ずれで、スジが発生し易くなる。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the streak grade and the depth of focus in the prior art. The horizontal axis indicates the defocus amount (μm), and the vertical axis indicates the stripe grade level. As for the grade of the streak on the vertical axis, the smaller the value is, the less streak direction is. In FIG. 6, the relationship between the defocus amount and the streak grade in the place where the streak does not occur is indicated by a solid line, and the relationship between the defocus amount and the streak grade in the place where the streak is generated is indicated by a dotted line. Yes. As shown in FIG. 6, at the place where the streak is generated, the depth of focus is narrowed and further deviated from the center position (0 μm) of the defocus amount. As a result, in the conventional technique, a streak is likely to occur with a slight positional deviation.
ここで、スジの発生している場所にて焦点深度が狭くなる理由について説明する。
図７−１(ａ)〜(ｃ)および図７−２(ｄ),(ｅ)は、デフォーカス量を変化させた場合のビーム径変動の変化を示した図である。それぞれ横軸に主走査方向の位置(ドット)、縦軸にビーム径(μｍ)をとっている。図７−１(ａ)はデフォーカス量が−１２０μｍの場合(−側に１２０μｍずらせた場合)、図７−１(ｂ)はデフォーカス量が−８０μｍの場合、図７−１(ｃ)はデフォーカス量が−４０μｍの場合、図７−２(ｄ)はデフォーカス量が０μｍの場合、図７−２(ｅ)はデフォーカス量が４０μｍの場合(＋側に１２０μｍずらせた場合)が示されている。図７−１(ａ)などに示すように、デフォーカス量が大きくなるとスジ発生箇所ではビームの変化が大きくなるが、スジなし箇所ではビームの変化が小さい。このように、スジなし箇所に比べてスジ発生箇所ではビームの変化が大きいことから、スジ発生箇所ではスジ発生に対して許容できる焦点深度が狭くなる。そのために、図６の点線に示すように、スジのグレードが良好となる範囲において、デフォーカス量が狭くなる。そして前述のように、デフォーカス量の中心位置(０μｍ)からの僅かな位置ずれで、スジが発生し易くなってしまう。
Here, the reason why the depth of focus becomes narrow at the place where the streak is generated will be described.
FIGS. 7-1 (a) to (c) and FIGS. 7-2 (d) and (e) are diagrams showing changes in beam diameter variation when the defocus amount is changed. The horizontal axis represents the position (dot) in the main scanning direction, and the vertical axis represents the beam diameter (μm). FIG. 7-1 (a) shows a case where the defocus amount is −120 μm (when the defocus amount is shifted by 120 μm), FIG. 7-1 (b) shows a case where the defocus amount is −80 μm, and FIG. FIG. 7-2 (d) shows a case where the defocus amount is 0 μm, FIG. 7-2 (e) shows a case where the defocus amount is 40 μm (when shifted to the + side by 120 μm). It is shown. As shown in FIG. 7A and the like, when the defocus amount increases, the change in the beam increases at the streak occurrence portion, but the change in the beam decreases at the no streak portion. As described above, since the change in the beam is larger at the streak occurrence portion than at the streak occurrence portion, the allowable depth of focus for the streak occurrence becomes narrower at the streak occurrence portion. Therefore, as shown by the dotted line in FIG. 6, the defocus amount becomes narrow in the range where the streak grade is good. As described above, streaks are likely to occur when the defocus amount is slightly displaced from the center position (0 μm).
そこで、本実施の形態では、感光体上(感光体ドラム１２上)に発光径最小の結像点を持ってくるのではなく、焦点位置を感光体上からずらして調整することで、スジ発生部分の焦点深度を深くとれるように設計した。
図９は、本実施の形態における調整方法を示した図である。グラフにプロットされているデータは、図５に示したものと同様であり、座標軸も同様である。ここでは、ビーム径またはＭＴＦが等しくなる位置に焦点位置を合わせている。即ち、図９に示す例では、スジ有り部の焦点位置の曲線と焦点位置の平均値の曲線との交点であるデフォーカス量が４０μｍとなる場所を感光体上の位置となるように調整する。
Therefore, in the present embodiment, a streak is not generated by adjusting the focal position by shifting the focus position from the photosensitive member, instead of bringing the imaging point with the minimum emission diameter on the photosensitive member (on the photosensitive drum 12). It was designed to increase the depth of focus of the part.
FIG. 9 is a diagram showing an adjustment method in the present embodiment. The data plotted in the graph is the same as that shown in FIG. 5, and the coordinate axes are also the same. Here, the focal position is adjusted to a position where the beam diameter or MTF is equal. That is, in the example shown in FIG. 9, the position where the defocus amount, which is the intersection of the curve of the focal position of the streak portion and the curve of the average value of the focal position, is 40 μm is adjusted to be the position on the photoconductor. .
図１０は、本実施の形態における調整方法を採用した際の、デフォーカス量とスジのグレードとの関係を示した図である。図６と同様に、横軸にデフォーカス量(μｍ)、縦軸にスジのグレードのレベルがとられ、縦軸のスジのグレードは、値の小さい方がスジのない方向である。また、スジの発生しない場所におけるデフォーカス量とスジのグレードとの関係を実線にて示し、従来の状態にてスジの発生している場所におけるデフォーカス量とスジのグレードとの関係を点線で示している。本実施の形態の調整方法では、図９に示すように、デフォーカス量が４０μｍとなる場所が感光体上の位置となるように調整されている。その結果、従来の状態にてスジが発生している場所について、図１０に示す位置にデフォーカスの０の値が調整された結果、許容されるデフォーカス量の巾を広くとることが可能となる。即ち、図６と比較すると、図６のデフォーカス量０μｍの箇所は、点線(スジが発生している場所をプロットしたもの)の傾き箇所に近く、僅かなデフォーカス量の変化でスジが発生し易くなる。しかしながら、図９に示す場合では、デフォーカス量０μｍの箇所が点線の水平部分の中央に近く、僅かなデフォーカス量の変化でもスジが発生しにくくなる。また、実線で示すスジが発生していない場所については、デフォーカス量０μｍの箇所が移動した場合であっても、実線の水平部分には十分に余裕があり、僅かなデフォーカス量の変化でもスジが発生することはない。このように、本実施の形態が適用される調整方法によれば、デフォーカス量０の状態にて、特異点も含めて全体としてスジが発生しにくくなり、また、位置ずれに対してもスジを発生しにくくすることができる。 FIG. 10 is a diagram showing a relationship between the defocus amount and the stripe grade when the adjustment method according to the present embodiment is employed. Similar to FIG. 6, the horizontal axis represents the defocus amount (μm), the vertical axis represents the streak grade level, and the smaller vertical axis streak grade is the direction in which there is no streak. In addition, the relationship between the defocus amount and the streak grade in the place where the streak does not occur is indicated by a solid line, and the relationship between the defocus amount and the streak grade in the conventional state where the streak is generated is indicated by a dotted line. Show. In the adjustment method of the present embodiment, as shown in FIG. 9, the position where the defocus amount is 40 μm is adjusted to be the position on the photoconductor. As a result, the defocus value of 0 is adjusted to the position shown in FIG. 10 where the streak is generated in the conventional state, so that the allowable defocus amount can be widened. Become. That is, as compared with FIG. 6, the portion with the defocus amount of 0 μm in FIG. 6 is close to the inclined portion of the dotted line (the plot of the place where the streaks are generated), and the streaks are generated by a slight change in the defocus amount. It becomes easy to do. However, in the case shown in FIG. 9, the portion with the defocus amount of 0 μm is close to the center of the horizontal portion of the dotted line, and streaks are less likely to occur even if the defocus amount changes slightly. In addition, as for the place where the streak indicated by the solid line does not occur, there is a sufficient margin in the horizontal part of the solid line even when the defocus amount of 0 μm moves, and even a slight change in the defocus amount. There are no streaks. As described above, according to the adjustment method to which the present embodiment is applied, it is difficult to generate a streak as a whole including a singular point in a state where the defocus amount is 0. Can be made difficult to occur.
また、ＭＴＦを用いて調整する場合には、算出されるＭＴＦの中で、スジの発生しない良好な場所におけるＭＴＦと、スジ有り部(不具合の生じる場所)におけるＭＴＦの値を、デフォーカス量に応じてプロットする。具体的には、図９に示す縦軸のビーム径に代わり、縦軸にＭＴＦの値をとってプロットする。そして、同様に、焦点位置の平均と、スジ有り部(不具合の生じる場所)とのグラフの交点をとり、そのデフォーカス量を感光体ドラム１２上の位置とすればよい。このＭＴＦを指標として用いても、同様な結果を得ることができる。 In addition, when adjusting using the MTF, the MTF value in a good place where no streak occurs and the MTF value in a part with a streak (a place where a defect occurs) in the calculated MTF are used as the defocus amount. Plot accordingly. Specifically, the MTF value is plotted on the vertical axis instead of the beam diameter on the vertical axis shown in FIG. Similarly, the intersection of the graphs of the average focal position and the streaked portion (the place where the defect occurs) may be taken and the defocus amount may be set as the position on the photosensitive drum 12. Similar results can be obtained even when this MTF is used as an index.
尚、ＬＰＨ１４の調整方法としては、他の調整方法もある。その調整方法としては、例えば、測定された焦点位置がＭＡＸ(最大)にずれた場所と、焦点位置の平均値との中心が感光体上に位置されるようにＬＰＨ１４を調整するものである。この焦点位置がＭＡＸにずれた場所は、例えば、図９に示す下に凸の点線(スジ有り部の焦点位置)について、その最下点のデフォーカス量６０μｍが採用される。また、焦点位置の平均値のデフォーカス量を０μｍとすると、
(６０＋０)/２＝３０(μｍ)
の位置が感光体上の位置となるように調整すればよい。このような調整方法によっても、従来、スジ有り部であった箇所についてデフォーカス量の許容範囲が広がり、位置ずれに対してスジを発生しにくくすることが可能となる。
There are other adjustment methods for adjusting the
(60 + 0) / 2 = 30 (μm)
May be adjusted so that the position of is located on the photosensitive member. Even with such an adjustment method, the permissible range of the defocus amount is widened at a portion that has conventionally been a streak portion, and it becomes possible to make it difficult for a streak to occur with respect to a positional deviation.
次に、このようにして感光体上の焦点位置が決定された後、本体１にＬＰＨ１４を搭載する際の調整について説明する。本実施の形態では、前述した基準ピン５５の調整が行われる。ビーム径の変動箇所が１個または２個の場合には、基準ピン５５の調整だけによって対応することが可能となる。
図１１は、基準ピン５５による調整例を示した図である。ここでは、ＬＰＨ１４を模式的に示しており、突発的な不具合箇所が２箇所あり(スジ有り部ａとスジ有り部ｂ)、この不具合箇所を、２箇所に設けられる基準ピン５５で調整する場合を例に挙げている。前述のような測定によって、スジ有り部ａの調整量がＤａ、スジ有り部ｂの調整量がＤｂと算出されたものと仮定する。このときのスジ有り部ａのスジ位置が左端の基準ピン５５からＬ１、スジ有り部ｂのスジ位置が左端の基準ピン５５からＬ２の位置であったものとする。距離Ｌだけ離れた２箇所の基準ピン５５の調整量Ｐ１およびＰ２は、既知のＤａ、Ｄｂ、Ｌ、Ｌ１、Ｌ２を用い、簡単な幾何の公式を利用することによって以下のように算出できる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an adjustment example using the
また、不具合箇所が３箇所以上、存在する場合には、図１１にて説明した２つの基準ピン５５の調整に加え、ＬＰＨ１４に搭載されるレンズアレイ５３の位置を複数箇所で調整することにより、焦点位置調整が可能となる。例えば、レンズアレイ５３を取り付けるハウジング５４とレンズアレイ５３との間に、調整用のねじ部材等を複数箇所に設け、このねじ部材を回転させて突出させることで、レンズアレイ５３の位置を例えば２０〜３０μｍ程度まで変えることができるように構成する。そして、不具合箇所、およびそのレベルに応じて、ねじ部材を選定し、ねじ部材の突出量を調整することで、ある一定の範囲まで、不具合箇所を調整することが可能となる。
In addition, when there are three or more defective portions, in addition to the adjustment of the two
以上のようにして、焦点位置の調整が行われるが、これらをまとめて、処理の流れについて説明する。
図１２は、ＬＰＨ１４の調整方法の一例を示したフローチャートである。まず、各種値の測定と値の算出は、ＬＰＨ１４が本体１に搭載された状態で把握される場合には、例えば、画像出力制御部３０のＣＰＵ(図示せず)によって実行される。ＬＰＨ１４が所定の治具に搭載されて値の測定等が実行される場合には、この治具の制御部や、この治具に接続されるパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等によって実行される。
The focus position is adjusted as described above, and the flow of processing will be described collectively.
FIG. 12 is a flowchart showing an example of a method for adjusting the
まず、各種制御部では、ＬＰＨ１４の主走査方向全体に亘り、感光体上(感光体ドラム１２上)の位置に対応する位置にて結像されるビーム径またはＭＴＦの値が算出される(ステップ１０１)。そして、この算出された値に基づき、ビーム径またはＭＴＦの変動箇所が把握される(ステップ１０２)。また並行して、変動箇所近傍におけるビーム径またはＭＴＦの平均値を算出する(ステップ１０３)。この平均値に変動箇所を除いても構わないが、誤差程度の差であり、実質的には影響は少ない。次に、算出された平均値と把握された変動箇所の値に基づき、感光体上の焦点位置を決定する(ステップ１０４)。この決定方法としては、上述したように、例えば、主走査方向全体に亘って値が等しくなるビーム径またはＭＴＦの位置を決定する方法や、焦点位置が最大にずれた場所と焦点位置の平均値との中心が感光体上に位置されるように位置を決定する方法等がある。このようにしてビーム径やＭＴＦの値が決定された後、例えば図１１に示すようにして基準ピン５５の送り出し量が調整されて(ステップ１０５)、処理が終了する。
First, the various control units calculate the beam diameter or MTF value formed at a position corresponding to the position on the photosensitive member (on the photosensitive drum 12) over the entire main scanning direction of the LPH 14 (step). 101). Based on this calculated value, the beam diameter or MTF fluctuation point is grasped (step 102). In parallel, the average value of the beam diameter or MTF in the vicinity of the fluctuation part is calculated (step 103). This average value may exclude the fluctuating portion, but it is a difference of about an error and has substantially no influence. Next, the focal position on the photoconductor is determined based on the calculated average value and the value of the grasped variation part (step 104). As the determination method, as described above, for example, a method of determining the beam diameter or MTF position where the values are equal throughout the entire main scanning direction, or the average value of the position where the focal position is shifted to the maximum and the focal position. There is a method of determining the position so that the center of is positioned on the photoreceptor. After the beam diameter and the MTF value are determined in this way, the feed amount of the
以上、詳述したように、本実施の形態では、スジ発生の不具合箇所と、不具合の生じていない箇所の不具合状況を、ビーム径またはＭＴＦといったレンズアレイ５３の特性を用いて把握し、これに基づいて、感光体上の焦点位置を調整している。これによって、スジ状むらを抑制した良好な画像形成装置を提供することが可能となる。
As described above in detail, in the present embodiment, the failure state of the streak occurrence portion and the failure state of the portion where the failure does not occur are grasped using the characteristics of the
本発明は、例えば、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用することができる。 The present invention can be applied to, for example, an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic system.
１０…画像プロセス系、１１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)、１５…現像器、５１…ＬＥＤアレイ、５３…レンズアレイ、５４…ハウジング、５５…基準ピン、７０…点光源、７１…スリット、７２…受光素子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記被写体上の位置に対応する位置にて、前記ヘッドにより集光されるビーム径またはＭＴＦの値を主走査方向に亘って把握し、
把握されるビーム径またはＭＴＦの値の中から変動発生箇所を特定し、
特定される前記変動発生箇所にて位置ずれに対してスジが発生しにくい方向にて、前記ヘッドの全体に対して焦点位置をずらして調整することを特徴とするヘッドの調整方法。 A method of adjusting a head including a lens array that forms an image of light from a light emitting element on a subject,
The beam diameter or MTF value collected by the head at a position corresponding to the position on the subject is grasped over the main scanning direction,
Specify the location of fluctuation from the grasped beam diameter or MTF value,
A method of adjusting a head, characterized in that the focal position is shifted relative to the entire head in a direction in which streaks are unlikely to occur with respect to positional deviation at the specified fluctuation occurrence point.
複数の発光素子をアレイ状に配設した発光素子アレイと当該発光素子からの光を結像するレンズアレイとを備え前記像担持体を露光して静電潜像を形成するプリントヘッドとを含み、
前記プリントヘッドは、前記像担持体上に結像される光の焦点位置が、当該プリントヘッドの主走査方向にて焦点位置がずれた場所のビーム径またはＭＴＦの値に基づいて調整されることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
A light-emitting element array having a plurality of light-emitting elements arranged in an array; and a print head that exposes the image carrier to form an electrostatic latent image, and a lens array that forms an image of light from the light-emitting elements. ,
The print head is adjusted based on the beam diameter or MTF value at a position where the focal position of light focused on the image carrier is shifted in the main scanning direction of the print head. An image forming apparatus.
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|---|---|---|---|---|
| JP2008055667A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Kyocera Corp | Optical printer head |
| US9250560B1 (en) * | 2014-09-05 | 2016-02-02 | Xerox Corporation | LED print bar imaging apparatus and systems useful for electrophotographic printing |
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2004
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