JP2016120667A - 画像形成装置及び光束の走査位置の補正方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなポリゴンミラーに起因する走査位置のずれは、ポリゴンミラーの回転周期で繰り返し生じ、濃度ムラとして観察されてしまうことがある。
特に、網点が規則的に配置されたスクリーンパターン等のように、周期的なパターンの画像は、周期的な走査位置のずれによって、モアレと呼ばれる濃度ムラが発生しやすい。
光走査装置により感光体上に光束を走査して露光する画像形成装置であって、
前記光走査装置は、
光源から出射された光束を偏向して、前記感光体上を主走査方向に走査するポリゴンミラーと、
あらかじめ検出された、主走査方向における各基準位置からの前記光束の主走査方向の走査位置のずれ量に応じて、前記光束の走査位置が各基準位置に一致するように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正する補正部と、
副走査方向における基準位置からの前記光束の副走査方向の走査位置のずれ量を検出する位置ずれ検出部と、を備え、
前記補正部は、前記光束の走査によりスクリーン線を形成する場合、前記位置ずれ検出部により検出されたずれ量で副走査方向の走査位置がずれた前記光束の走査により、目的のスクリーン角度のスクリーン線が形成されるように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正することを特徴とする画像形成装置が提供される。
前記位置ずれ検出部は、各走査線の始端付近を走査する光束を検出して水平同期信号を生成するセンサーを用いて、前記光束の副走査方向の走査位置のずれ量を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置が提供される。
前記光走査装置は、前記光源により複数の光束を並行して出射し、前記ポリゴンミラーにより前記複数の光束を並行して走査し、前記補正部により前記複数の光束の主走査方向の走査位置をそれぞれ補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置が提供される。
直列に配置された、各色に対応する複数の前記光走査装置を備え、
前記複数の光走査装置は、それぞれの補正部により、各色に対応するスクリーン角度のスクリーン線が形成されるように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
光源から出射された光束をポリゴンミラーにより偏向して、主走査方向に走査する光束の走査位置の補正方法であって、
(a)あらかじめ検出された、主走査方向における各基準位置からの前記光束の主走査方向の走査位置のずれ量に応じて、前記光束の走査位置が各基準位置に一致するように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正するステップと、
(b)副走査方向における基準位置からの前記光束の副走査方向の走査位置のずれ量を検出するステップと、
(c)前記ステップ(b)において検出されたずれ量で副走査方向の走査位置がずれた前記光束の走査により、目的のスクリーン角度のスクリーン線が形成されるように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正するステップと、
を含むことを特徴とする光束の走査位置の補正方法が提供される。
画像形成装置1は、図1に示すように画像形成部2を備え、ビットマップ形式の原画像データに基づいて、画像形成部2により用紙上に画像を形成する。
また、画像形成装置1は、原稿を読み取って原画像データを生成する画像読取部3、外部からの画像形成の指示に応じて原画像データを生成する画像生成部4、生成された原画像データに画像処理を施す画像処理部5、ユーザーインターフェイスとしての操作部6及び表示部7を備えている。
画像形成部2は、図1に示すように、4つの書込みユニット21、中間転写ベルト22、2次転写ローラー23、定着装置24、給紙トレイ25及び反転経路26を備えている。
各書込みユニット21は、中間転写ベルト22のベルト面に沿って直列(タンデム)に配置されている。中間転写ベルト22は、複数のローラーにより巻き回されて回転する像担持体である。複数のローラーのなかには、1次転写ローラー2f及び2次転写ローラー23が含まれる。2次転写ローラー23及び定着装置24は、給紙トレイ25から搬送される用紙の搬送経路上に配置されている。
画像形成時、各書込みユニット21では、帯電部2dにより感光体2bに電圧を印加して帯電させた後、光走査装置2aにより原画像データに基づいて発光させた光束で感光体2b上を走査して静電潜像を形成する。現像部2cによりトナー等の色材を供給して、感光体2b上の静電潜像を現像すると、感光体2b上に画像が形成される。
次に、給紙トレイ25により用紙を給紙し、2次転写ローラー23によって中間転写ベルト22上の画像を用紙上に転写する。転写後の用紙を定着装置24により加熱及び加圧して、画像を用紙に定着させる。
1枚の用紙の両面に画像を形成する場合は、反転経路26に用紙を搬送して用紙面を反転させた後、再度2次転写ローラー23へ用紙を搬送する。
また、画像処理部5は、色変換後の原画像データ又は画像生成部4により生成された原画像データに階調補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。階調補正処理は、原画像データの各画素の階調値を、用紙上に形成された画像の濃度が目標の濃度と一致するように補正された階調値に変換する処理である。中間調処理は、例えば誤差拡散処理、組織的ディザ法を用いたスクリーン処理等である。
図2に示すように、光走査装置2aには、光源A1とポリゴンミラーA4が配置されている。光源A1は、レーザー発光して光束を出射する。ポリゴンミラーA4は、回転軸の周囲に複数のミラーを備え、回転軸を中心に回転する各ミラー面上で光源A1から出射された光束を反射することにより、感光体2b上を主走査方向xに走査するように光束を偏向する。図2においては、6面のミラーが正六角形の辺を形成するように配置されたポリゴンミラーA4の例を示しているが、ミラーの面数は6面に限定されない。
ポリゴンミラーA4と感光体2bの間には、レンズ群A5が配置されている。レンズ群A5は、ポリゴンミラーA4により偏向された光束が感光体2b上を等速走査するように、光束を収差補正するfθレンズ、副走査方向yにパワー(屈折力)を有し、光束を感光体2b上で結像するシリンドリカルレンズ等からなる。
また、主走査方向xの始端付近には、各走査線の画像領域よりも始端側を走査する光束を検出して水平同期信号を生成するセンサーA7と、センサーA7に光束を導くミラーA6が配置されている。水平同期信号は、各走査線の主走査方向xの走査開始タイミングを示す同期信号である。
図3に示すように、光走査装置2aは、制御部11、記憶部12、補正部13、光源A1の駆動部14、ポリゴンミラーA4の駆動部15、感光体2bの駆動部16及び位置ずれ検出部Bを備えている。
例えば、制御部11は、センサーA7により生成された水平同期信号を駆動部14に出力し、光源A1の発光動作を制御する。
また、制御部11は、駆動部15及び16に回転駆動用のクロック信号を出力して、ポリゴンミラーA4及び感光体2bの回転速度を制御する。
制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等により構成することができ、記憶部12から読み出したプログラムを実行することにより、上記制御を行う。
記憶部12は、ポリゴンミラーA4により走査する光束の、主走査方向xにおける各基準位置からの走査位置のずれ量と、副走査方向yの基準位置からの走査位置のずれ量と、を記憶している。主走査方向xの走査位置のずれ量は、画像形成装置1の製造時等において専用の位置ずれ検出部によりあらかじめ検出されたずれ量であり、副走査方向yの走査位置のずれ量は、位置ずれ検出部Bによって検出されたずれ量である。ずれ量は、ポリゴンミラーA4の各ミラーによって異なるため、記憶部12は各ミラーの番号に対応付けて、各ミラーのずれ量を記憶している。
補正部13は、駆動部14に出力するクロック信号をずれ量に応じて生成することにより、主走査方向xの走査位置を任意の位置に補正することができる。
この場合、補正部13は、制御部11に水平同期信号の補正信号を出力して、水平同期信号が示す走査開始タイミングを遅延させるか、早めさせることにより、光束の主走査方向xの走査位置を走査線単位で補正することができる。
同様にして、感光体2bの駆動部16は、制御部11から出力された感光体2bの回転駆動用のクロック信号に基づいて、感光体2bを所定の回転速度で回転駆動する。
位置ずれ検出部Bは、図3に示すように、2つのセンサーB1及びB2と演算部B3とを備えている。
センサーB1及びB2は、センサーA7と同様にミラーA6によって導かれる画像領域外の光束の走査線上に配置されている。コスト削減のため、センサーB1としては、水平同期信号を生成するセンサーA7を利用することもできる。演算部B3は、各センサーB1及びB2からの検出信号に基づいて、副走査方向yの走査位置のずれ量を算出する。
図4に示すように、センサーB1は、副走査方向yに平行に配置されたラインセンサーであり、センサーB2は、副走査方向yに対して角度θbだけ傾斜するように配置されたラインセンサーである。
光走査装置2aの主走査方向xの走査位置のずれ量は、画像形成装置1の製造時等においてあらかじめ検出され、記憶部12に保存されている。
位置ずれ検出部Cは、図5に示すように、主走査方向xの6つの基準位置X0〜X5に配置された複数のセンサーC30〜C35と、各センサーC30〜C35の検出信号に基づいてずれ量を演算する演算部C36とを備えている。
各基準位置X0〜X5は、主走査方向xの走査線の始端から終端までの間の等間隔の位置であってもよいし、任意の位置であってもよい。なお、走査線の始端側の基準位置X0に配置されるセンサーC30として、水平同期信号を生成するセンサーA7を利用することもできる。基準位置をセンサーの数より多く設ける場合には、光束に合わせて各センサーC30〜C35を主走査方向xに等速移動させて、各基準位置において光束を検出するようにしてもよい。
図6は、ある基準位置Xn−1、Xn及びXn+1において、ずれがない場合とある場合の光束の走査位置を、第1面から第6面までのミラーごとに示している。
図6に示すように、第1面から第6面までの各ミラーによって基準位置からの走査位置のずれ方が異なっている一方、1回転目の第1面と2回転目の第1面のずれ方は同じである。また、1つの走査線内でも基準位置によって走査位置のずれ量が異なっている。各基準位置に一致するように走査位置を補正するためには、それぞれのずれ量に応じた補正が必要である。
光束の副走査方向yの走査位置のずれが生じる場合、当該光束によりスクリーン線を形成すると、スクリーン線が部分的にずれ、このずれの繰り返しが濃度ムラとして観察されることがある。この場合、副走査方向yの走査位置のずれ量に応じて、光束の主走査方向xの走査位置を補正することにより、ずれに起因する濃度ムラを減らすことができる。
Δy=V(t0−t1)×tanθb
Δxs=Δy/tanθa
このように走査開始タイミングが補正された水平同期信号に基づいて、駆動部14が光源A1の発光駆動を行うことにより、副走査方向yの走査位置がずれた光束の走査により、目的のスクリーン角度のスクリーン線を形成することができる。
図8Bは、光束の走査時に、副走査方向yの走査位置のずれが生じた場合のスクリーン線を示している。第1面、第4面及び第6面の各ミラーにより走査された光束のスポットは、スクリーン線から位置がずれ、スクリーン線が部分的にずれて線形状が崩れている。
各ミラーのずれは、ポリゴンミラーA4の回転周期と同じ周期で繰り返し生じるため、スクリーン線の部分的なずれの繰り返しが濃度ムラとして観察されやすくなる。
図8Cに示すように、第1面においては副走査方向yの走査位置が終端側にずれている。この副走査方向yのずれによってスポットがスクリーン線から主走査方向xにずれたずれ量をΔxs1と表すと、Δxs1の位相だけ水平同期信号を早めることにより、図8Cに示すように、スポットがスクリーン角度θaのスクリーン線上に重なるように、主走査方向xの走査位置を補正することができる。一方、第4面においては、副走査方向yの走査位置が始端側にずれている。この副走査方向yのずれによってスポットがスクリーン線から主走査方向xにずれたずれ量をΔxs2と表すと、Δxs2の位相だけ水平同期信号を遅延させることにより、図8Cに示すように、スポットがスクリーン角度θaのスクリーン線上に重なるように、主走査方向xの走査位置を補正することができる。このような補正により、スクリーン線の部分的なずれを解消することができ、ずれに起因する濃度ムラを減らすことができる。
例えば、主走査方向xの走査位置のずれの補正を、補正部13からクロック信号を出力して光源A1の発光タイミングを調整することにより実現していたが、主走査方向xの走査位置が基準位置と一致するように原画像データを補正することによっても実現できる。この場合、補正部13が、画像処理部5から原画像データを入力して各画素の主走査方向の位置をずれ量に応じて補正し、補正後の画像データを駆動部14に出力するようにすればよい。
2 画像形成部
2a 光走査装置
A1 光源
A4 ポリゴンミラー
B 位置ずれ検出部
B1、B2 センサー
B3 演算部
C 位置ずれ検出部
2b 感光体
2c 現像部
22 中間転写ベルト
5 画像処理部
Claims (5)
- 光走査装置により感光体上に光束を走査して露光する画像形成装置であって、
前記光走査装置は、
光源から出射された光束を偏向して、前記感光体上を主走査方向に走査するポリゴンミラーと、
あらかじめ検出された、主走査方向における各基準位置からの前記光束の主走査方向の走査位置のずれ量に応じて、前記光束の走査位置が各基準位置に一致するように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正する補正部と、
副走査方向における基準位置からの前記光束の副走査方向の走査位置のずれ量を検出する位置ずれ検出部と、を備え、
前記補正部は、前記光束の走査によりスクリーン線を形成する場合、前記位置ずれ検出部により検出されたずれ量で副走査方向の走査位置がずれた前記光束の走査により、目的のスクリーン角度のスクリーン線が形成されるように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正することを特徴とする画像形成装置。 - 前記位置ずれ検出部は、各走査線の始端付近を走査する光束を検出して水平同期信号を生成するセンサーを用いて、前記光束の副走査方向の走査位置のずれ量を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記光走査装置は、前記光源により複数の光束を並行して出射し、前記ポリゴンミラーにより前記複数の光束を並行して走査し、前記補正部により前記複数の光束の主走査方向の走査位置をそれぞれ補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 直列に配置された、各色に対応する複数の前記光走査装置を備え、
前記複数の光走査装置は、それぞれの補正部により、各色に対応するスクリーン角度のスクリーン線が形成されるように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 光源から出射された光束をポリゴンミラーにより偏向して、主走査方向に走査する光束の走査位置の補正方法であって、
(a)あらかじめ検出された、主走査方向における各基準位置からの前記光束の主走査方向の走査位置のずれ量に応じて、前記光束の走査位置が各基準位置に一致するように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正するステップと、
(b)副走査方向における基準位置からの前記光束の副走査方向の走査位置のずれ量を検出するステップと、
(c)前記ステップ(b)において検出されたずれ量で副走査方向の走査位置がずれた前記光束の走査により、目的のスクリーン角度のスクリーン線が形成されるように、前記光束の主走査方向の走査位置を補正するステップと、
を含むことを特徴とする光束の走査位置の補正方法。
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