JP2015011237A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
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、本実施例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2A、図3及び図7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。
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。
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。
上述のように、図7(a)に示すような複数の発光素子を備える画像形成装置では、各発光素子から出射されるレーザ光L1〜LNは、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。したがって、複数の発光素子について主走査方向の静電潜像(画像)の書き出し位置を一致させる必要がある。このような画像形成装置では、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生成した1つのBD信号を生成するとともに、当該BD信号を基準として、各発光素子の相対的なレーザ出射タイミングを、予め定めた固定の設定値を用いて制御する。このような、1つのBD信号に基づくレーザ出射タイミング制御では、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、画像の書き出し位置を一致させることが可能である。
次に、本実施形態に係る、複数(N個)の発光素子(LD1〜LDN)の、2つのBD信号に基づくレーザ出射タイミング制御について、より詳しく説明する。
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5A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Cref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Trefと等しい(DT1=Tref)ことを意味する。この場合には、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5A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Cref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Trefと等しくない(DT1≠Tref)ことを意味する。この場合、CPU401は、カウント値CDTと基準カウント値Cref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−Cref) (Kは1を含む任意の係数) (4)
ビーム間隔の測定を行わない非測定期間では、図5Bに示すように、それ以前の測定期間において設定されたカウント値C1〜CN(または補正後のC'1〜C'N)に基づいて、発光素子1〜Nのレーザ出射タイミング制御を行う。非測定期間では、上述のように、ビーム間隔の測定に用いる発光素子1及びNだけでなく、光源201が備える全ての発光素子1〜Nについて、上述の濃度調整動作によって設定された光量目標値に基づいて順次APCを実行する。
図6A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6A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、S601の処理が開始される。
上述の第1の実施形態では、ビーム間隔の測定の開始前に、上述の濃度調整動作によって設定された光量目標値に相当する光量となるように、測定に用いる発光素子1及びNについてAPCを実行する。この場合、例えば、光量目標値として相対的に低い値が設定されると、BDセンサ207への入射光量が低下して、BDセンサ207から出力されるBD信号の波形の立ち上がり速度が低下する可能性がある。その結果、BD信号の時間間隔の測定結果にジッタ等のばらつきが生じる可能性がある。
図11は、本実施形態に係る光走査装置104の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。同図では、CLK信号511と、BDセンサ207の出力信号512と、発光素子1、2、3及び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。
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。なお、図10において第1の実施形態(図6A)と特に異なる点は、S1005〜S1007が新たに設けられた点である。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、S1001の処理が開始される。まず、S1001〜S1003で、CPU401は、第1の実施形態におけるS601〜S603(図6)と同様の処理をそれぞれ実行する。
Claims (14)
- 複数の光ビームが感光体を走査するように前記複数の光ビームを偏向する光走査装置であって、
それぞれが光ビームを出射する複数の発光素子を含む光源と、
前記複数の発光素子のそれぞれから出射される光ビームの光量を制御する光量制御手段と、
偏向された前記複数の光ビームの走査路上に設けられ、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検出手段と、
前記複数の発光素子のうちの第1及び第2の発光素子からそれぞれ出射された第1及び第2の光ビームが前記検出手段に順に入射するよう前記光源を制御し、前記検出手段から出力される前記第1及び第2の光ビームそれぞれに対応する検出信号の時間間隔を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された時間間隔に応じて、前記複数の発光素子のそれぞれの光ビームの出射タイミングを制御する制御手段と
を備え、
前記光量制御手段は、前記検出手段に入射させる前記第1及び第2の光ビームの光量を、それぞれ予め定められた光量に制御する
ことを特徴とする光走査装置。 - 前記制御手段による制御の基準となる基準値と、前記基準値に対応して定められた、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示すタイミング値とを予め記憶した記憶手段を更に備え、
前記制御手段は、前記複数の発光素子のそれぞれについて、前記測定手段によって測定された時間間隔と前記基準値との差分に応じて前記タイミング値を補正して得られる値を用いて、前記出射タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 - 前記感光体で静電潜像が形成される画像領域を走査する際の前記複数の光ビームの目標光量を設定する設定手段を更に備え、
前記予め定められた光量は、前記設定手段によって設定された前記目標光量と等しい光量に定められる
ことを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。 - 前記基準値及び前記タイミング値は、前記設定手段が前記目標光量として設定可能な複数のレベルのそれぞれに対応して予め生成され、前記記憶手段に記憶されており、
前記制御手段は、前記設定手段によって設定された前記目標光量に対応する前記基準値及び前記タイミング値を用いて、前記複数の発光素子のそれぞれについて前記出射タイミングの制御を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の光走査装置。 - 前記予め定められた光量は、前記感光体で静電潜像が形成される画像領域を走査する際の前記複数の光ビームの目標光量とは独立した光量として予め定められ、
前記光量制御手段は、前記測定手段による測定が行われる際、前記第1及び第2の光ビームの光量が前記目標光量とは独立して一定の光量となるよう、前記第1及び第2の発光素子のそれぞれによって出射される光ビームの光量を、前記予め定められた光量に制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光走査装置。 - 前記感光体で静電潜像が形成される画像領域を走査する際の前記複数の光ビームの目標光量を設定する設定手段を更に備え、
前記光量制御手段は、前記測定手段による測定が行われない期間では、前記第1及び第2の発光素子のそれぞれによって出射される光ビームの光量を、前記設定手段によって設定された前記目標光量に制御する
ことを特徴とする請求項5に記載の光走査装置。 - 前記光量制御手段は、前記測定手段による測定が行われる際、前記第1及び第2の光ビームが出射される前に、前記第1及び第2の発光素子のそれぞれによって出射される光ビームの光量を等しい光量に制御する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光走査装置。 - 前記光量制御手段は、前記測定手段による測定が行われない期間では、前記感光体に対する前記複数の光ビームの1走査周期ごとに、前記複数の発光素子のうちの所定の数の発光素子から出射される光ビームの光量を、前記感光体で静電潜像が形成される画像領域を走査する際の目標光量に制御する光量制御を実行する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光走査装置。 - 前記光量制御手段は、前記測定手段による測定が行われない期間では、前記感光体に対する前記複数の光ビームの1走査周期ごとに、前記画像領域以外の領域を光ビームが走査する間に前記光量制御を実行することを特徴とする請求項8に記載の光走査装置。
- 前記光量制御手段は、前記測定手段による測定が行われる際、前記複数の発光素子のうちの、他の発光素子についての光量の制御に優先して、前記第1及び第2の発光素子についての光量の制御を実行する
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光走査装置。 - 前記複数の発光素子は、前記光源において直線状に一列に配置されており、
前記第1及び第2の発光素子は、前記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
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光走査装置。 - 前記制御手段は、前記複数の光ビームによって走査される複数の主走査ライン間で、静電潜像の形成が開始される位置を揃えるように、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制御する
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の光走査装置。 - 感光体を備える画像形成装置であって、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
複数の光ビームで前記感光体を走査するように前記複数の光ビームを偏向する、請求項1乃至12の何れか1項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置による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
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
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、
それぞれが光ビームを出射する複数の発光素子を含む光源と、
前記複数の発光素子のそれぞれから出射される光ビームの光量を制御する光量制御手段と、
偏向された前記複数の光ビームの走査路上に設けられ、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検出手段と、
前記複数の発光素子のうちの第1及び第2の発光素子からそれぞれ出射された第1及び第2の光ビームが前記検出手段に順に入射するよう前記光源を制御し、前記検出手段から出力される前記第1及び第2の光ビームそれぞれに対応する検出信号の時間間隔を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された時間間隔に応じて、前記複数の発光素子のそれぞれの光ビームの出射タイミングを制御する制御手段と
を備え、
前記光量制御手段は、前記検出手段に入射させる前記第1及び第2の光ビームの光量を、それぞれ予め定められた光量に制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
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