JP2023038049A - 画像形成装置、発光制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】各主走査位置における光源ごとの傾きを補正して、ピッチムラの発生を低減させることが可能な画像形成装置、発光制御方法及びプログラムを提供する。【解決手段】複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体(感光体200)において主走査方向に走査して画像を形成する画像形成部10と、複数の主走査位置における主走査間隔に応じて各光源に周波数変調をかける変調部(制御部20)と、変調結果に基づいて各光源の発光タイミングを制御する発光制御部(制御部20)と、主走査間隔を測定する第1測定部と、生産工程で複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された主走査間隔を記憶する記憶部30と、を備える。また、変調部は、記憶部30に記憶された主走査間隔及び第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて算出した周波数変調率に基づいて各光源に周波数変調をかける。【選択図】図2
Description
本発明は、画像形成装置、発光制御方法及びプログラムに関する。
従来、レーザープリンターやデジタル複写機などの画像形成装置には、光源より出射される半導体レーザーを用いて感光体を走査する画像書込部が搭載されている。
近年、画像形成装置においては、画像記録の高速高密度化が求められており、複数の光源から出射されたレーザービームを用いて複数ラインの画像を1回の走査で感光体に書き込むことで画像形成が行われ、上記の画像形成を副走査方向に繰り返し行うことで1ページの画像形成が行われる。複数の光源を用いる構成では、周辺温度の上昇等により、各光源が設計位置に対して主走査方向にずれてしまい、光源ごとの傾き(主走査間隔)が変化する場合がある。これにより、出力画像にピッチムラが発生する。
そこで、光源ごとの発光開始タイミングを調整することで、主走査間隔(主走査ピッチ)を補正する構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1記載の構成においても、fθレンズのレンズ精度やメカ調整精度により、感光体上の各主走査位置(主走査方向の各位置)における光源ごとの傾きが変化するため、光源ごとに主走査倍率が変化して主走査ピッチ補正の効果が出なくなり、結果として出力画像にピッチムラが発生するという課題がある。
本発明は、各主走査位置における光源ごとの傾きを補正して、ピッチムラの発生を低減させることが可能な画像形成装置、発光制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
画像形成装置において、
画像データに応じて複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部と、
前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源に周波数変調をかける変調部と、
前記変調部による変調結果に基づいて前記各光源の発光タイミングを制御する発光制御部と、
前記主走査間隔を測定する第1測定部と、
生産工程で前記複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された前記主走査間隔を記憶する記憶部と、
を備え、
前記変調部は、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
画像形成装置において、
画像データに応じて複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部と、
前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源に周波数変調をかける変調部と、
前記変調部による変調結果に基づいて前記各光源の発光タイミングを制御する発光制御部と、
前記主走査間隔を測定する第1測定部と、
生産工程で前記複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された前記主走査間隔を記憶する記憶部と、
を備え、
前記変調部は、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、
前記第1測定部は、画像領域外の照射開始位置及び照射終了位置付近に配置されていることを特徴とする。
前記第1測定部は、画像領域外の照射開始位置及び照射終了位置付近に配置されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
装置内の環境変化を検知する検知部を備え、
前記変調部は、前記検知部により所定以上の環境変化が検知された場合に、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
装置内の環境変化を検知する検知部を備え、
前記変調部は、前記検知部により所定以上の環境変化が検知された場合に、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1~3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記画像形成部により、前記主走査間隔を算出するためのチャートを形成させる画像形成制御部と、
前記画像形成部により形成されたチャートの濃度情報を取得する取得部と、
前記濃度情報に基づいて前記主走査間隔を算出する算出部と、
を備え、
前記変調部は、前記算出部による算出結果に基づいて前記主走査間隔の変動を検知した場合に、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
前記画像形成部により、前記主走査間隔を算出するためのチャートを形成させる画像形成制御部と、
前記画像形成部により形成されたチャートの濃度情報を取得する取得部と、
前記濃度情報に基づいて前記主走査間隔を算出する算出部と、
を備え、
前記変調部は、前記算出部による算出結果に基づいて前記主走査間隔の変動を検知した場合に、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1~4のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記変調部は、所定時間が経過した場合に、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
前記変調部は、所定時間が経過した場合に、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、
画像データに応じて複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部と、前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔を測定する第1測定部と、生産工程で前記複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された前記主走査間隔を記憶する記憶部と、を備える画像形成装置の発光制御方法であって、
前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源に周波数変調をかける変調工程と、
前記変調工程による変調結果に基づいて前記各光源の発光タイミングを制御する発光制御工程と、
を含み、
前記変調工程は、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
画像データに応じて複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部と、前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔を測定する第1測定部と、生産工程で前記複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された前記主走査間隔を記憶する記憶部と、を備える画像形成装置の発光制御方法であって、
前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源に周波数変調をかける変調工程と、
前記変調工程による変調結果に基づいて前記各光源の発光タイミングを制御する発光制御工程と、
を含み、
前記変調工程は、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、
画像データに応じて複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部と、前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔を測定する第1測定部と、生産工程で前記複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された前記主走査間隔を記憶する記憶部と、を備える画像形成装置のコンピュータを、
前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源に周波数変調をかける変調部、
前記変調部による変調結果に基づいて前記各光源の発光タイミングを制御する発光制御部、
として機能させ、
前記変調部は、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とするプログラムである。
画像データに応じて複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部と、前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔を測定する第1測定部と、生産工程で前記複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された前記主走査間隔を記憶する記憶部と、を備える画像形成装置のコンピュータを、
前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源に周波数変調をかける変調部、
前記変調部による変調結果に基づいて前記各光源の発光タイミングを制御する発光制御部、
として機能させ、
前記変調部は、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とするプログラムである。
本発明によれば、各主走査位置における光源ごとの傾きを補正して、ピッチムラの発生を低減させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態に係る画像形成装置1000は、例えば、レーザープリンターやデジタル複写機等として用いられ、図1及び図2に示すように、画像形成部10と、制御部20と、記憶部30と、カメラ40と、操作パネル50と、環境検知部60と、を備えて構成される。
画像形成部10は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの色ごとに設けられた複数の画像書込部100と、画像書込部100に対応して設けられた感光体ドラム等の感光体(像担持体)200と、感光体200を帯電させる帯電部210と、光を照射された感光体200に現像剤を供給することで静電潜像を現像剤による像に顕像化する現像部220と、中間転写ベルト300と、現像剤による像を用紙Pに転写する転写ローラー400と、転写ローラー400により転写された現像剤による像を用紙Pに定着する定着部500と、を備えて構成される。
画像形成部10は、画像データに応じて複数の光源1(図3参照)から発せられた複数のレーザー光(光線)を感光体200において主走査方向に照射(走査)して、画像を形成する。具体的には、まず、画像形成部10は、画像書込部100より照射されるレーザー光によって感光された感光体200でトナー像を形成し、中間転写ベルト300上に当該トナー像を転写させる。次に、画像形成部10は、中間転写ベルト300に転写されたトナー像を転写ローラー400によって用紙Pに押圧して転写させ、定着部500によって当該用紙Pを加熱及び加圧することで、トナー像を用紙P上に定着する。そして、画像形成部10は、用紙Pを排紙ローラー(図示省略)等により搬送してトレイ(図示省略)に排紙することで画像形成処理を行う。
画像書込部100は、図3に示すように、帯電部210により帯電された感光体200に対してレーザー光Lを照射することで感光体200を感光させる(感光体200上に静電潜像を形成する)。画像書込部100は、レーザー光Lを出射させる光源1と、光源1より出射されたレーザー光Lを偏向させる偏向器2と、偏向器2により偏向されたレーザー光Lを感光体200上に集光させるfθレンズ3と、fθレンズ3を透過したレーザー光Lを感光体200に向けて反射する第1反射ミラー4と、偏向器2により偏向されたレーザー光Lの一部を反射する第2反射ミラー5と、第2反射ミラー5により反射されたレーザー光Lを受光する受光部6と、を備えて構成されている。
光源1は、レーザー光Lを出射させるレーザーダイオード(LD)である。光源1から出射されたレーザー光Lは、偏向器2へと照射される。なお、図3に示す例では、説明の便宜上、1つの光源1のみを図示しているが、本実施形態においては、複数の光源1が主走査方向に等間隔で配置されており、これら複数の光源1により光源部11が構成される。なお、光源部11は、色ごとに備えられている。
偏向器2は、側面が鏡面からなる多角柱形状をしたポリゴンミラーと、ポリゴンミラーに回動力を付与してポリゴンミラーを回動させるモーターと、を含んで構成される。偏向器2は、光源1から出射されたレーザー光Lを、回転に応じた向きに偏向する。そして、偏向器2は、偏向させたレーザー光Lを、fθレンズ3を介して感光体200の周面に照射する。この際、偏向器2は、回転位置に応じて感光体200の長手方向の異なる位置にレーザー光Lを照射するため、主走査方向(図3における感光体200の長手方向)へのレーザー光Lの走査を可能とする。
fθレンズ3は、偏向器2で偏向されたレーザー光Lを感光体200に集光し、結像させる。
第1反射ミラー4は、fθレンズ3を透過したレーザー光Lを感光体200に向けて反射する。
第1反射ミラー4は、fθレンズ3を透過したレーザー光Lを感光体200に向けて反射する。
第2反射ミラー5は、画像領域外の照射開始位置及び照射終了位置付近に配置され、偏向器2により偏向されてfθレンズ3を透過したレーザー光Lの一部を反射し、反射したレーザー光Lを受光部6に入射させる。
受光部6は、第2反射ミラー5と同様、画像領域外の照射開始位置及び照射終了位置付近に配置され、第2反射ミラー5により反射されたレーザー光Lを検出する。受光部6は、画像領域外の照射開始位置付近に配置されたSOS基板61と、画像領域外の照射終了位置付近に配置されたEOS基板62と、を含んで構成されている。各基板(SOS基板61、EOS基板62)には、一対のフォトダイオードPD11、PD12が備えられている。フォトダイオードPD11、PD12は、各主走査位置における主走査間隔を測定する本発明の第1測定部として機能する。
受光部6は、第2反射ミラー5と同様、画像領域外の照射開始位置及び照射終了位置付近に配置され、第2反射ミラー5により反射されたレーザー光Lを検出する。受光部6は、画像領域外の照射開始位置付近に配置されたSOS基板61と、画像領域外の照射終了位置付近に配置されたEOS基板62と、を含んで構成されている。各基板(SOS基板61、EOS基板62)には、一対のフォトダイオードPD11、PD12が備えられている。フォトダイオードPD11、PD12は、各主走査位置における主走査間隔を測定する本発明の第1測定部として機能する。
制御部20は、CPU、RAM等を備えて構成される。CPUは、記憶部30等の記憶装置に記憶されている各種処理プログラムを読み出してRAMに展開し、展開されたプログラムに従って、画像形成装置1000の各部の動作を集中制御する。
例えば、制御部20は、照射終了位置付近に配置された第2反射ミラー5により反射されたレーザー光Lを検出する受光部6により検出される検出信号に基づいて、感光体200への書き出し位置のタイミング調整などを行う。
また、制御部20は、複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔(傾き)に応じて、各光源1に周波数変調をかける。すなわち、制御部20は、本発明の変調部として機能する。
また、制御部20は、変調結果に基づいて各光源1の発光タイミングを制御する。すなわち、制御部20は、本発明の発光制御部として機能する。
例えば、制御部20は、照射終了位置付近に配置された第2反射ミラー5により反射されたレーザー光Lを検出する受光部6により検出される検出信号に基づいて、感光体200への書き出し位置のタイミング調整などを行う。
また、制御部20は、複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔(傾き)に応じて、各光源1に周波数変調をかける。すなわち、制御部20は、本発明の変調部として機能する。
また、制御部20は、変調結果に基づいて各光源1の発光タイミングを制御する。すなわち、制御部20は、本発明の発光制御部として機能する。
記憶部30は、制御部20により読み取り可能なプログラム、プログラムの実行時に用いられるファイル等を記憶している。記憶部30としては、ハードディスク等の大容量メモリーを用いることができる。
例えば、記憶部30は、生産工程で複数の主走査位置に対応するように配置されたフォトダイオードPD1、PD2(第2測定部:図6参照)により測定された主走査間隔を記憶する。また、記憶部30は、フォトダイオードPD1、PD2により測定された主走査間隔に基づいて算出された各光源1の周波数変調率を記憶するようにしてもよい。
例えば、記憶部30は、生産工程で複数の主走査位置に対応するように配置されたフォトダイオードPD1、PD2(第2測定部:図6参照)により測定された主走査間隔を記憶する。また、記憶部30は、フォトダイオードPD1、PD2により測定された主走査間隔に基づいて算出された各光源1の周波数変調率を記憶するようにしてもよい。
カメラ40は、画像形成部10により形成された画像(チャート)の濃度情報を取得する。すなわち、カメラ40は、本発明の取得部として機能する。なお、カメラ40の代わりに、フォトダイオード等のセンサーを用いるようにし、画像形成部10により形成された画像に光を照射してその反射光を受光し、受光した反射光の光量等により画像の濃度情報を取得するようにしてもよい。
操作パネル50は、ユーザーに対して各種情報を表示する表示部51と、ユーザーによる操作入力を受け付ける操作部52と、を備えて構成されている。
表示部51は、カラー液晶ディスプレイなどで構成され、制御部20から入力される表示制御信号に従って、操作画面等(各種設定画面、各種ボタン、各機能の動作状況等)を表示する。
操作部52は、表示部51の画面上に設けられるタッチパネルと、表示部51の画面周囲に配置される各種ハードキーと、を備えて構成されている。操作部52は、画面上に表示されたボタンが手指やタッチペン等で押下された場合、押下された力点のXY座標を電圧値で検出し、検出された位置に対応付けられた操作信号を制御部20に出力する。なお、タッチパネルは感圧式に限らず、例えば静電式や光式等であってもよい。また、操作部52は、ハードキーが押下された場合、押下されたキーに対応付けられた操作信号を制御部20に出力する。ユーザーは、操作部52を操作して、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定及び用紙設定等の画像形成に関する設定、用紙搬送指示、並びに装置の停止操作などを行うことができる。
表示部51は、カラー液晶ディスプレイなどで構成され、制御部20から入力される表示制御信号に従って、操作画面等(各種設定画面、各種ボタン、各機能の動作状況等)を表示する。
操作部52は、表示部51の画面上に設けられるタッチパネルと、表示部51の画面周囲に配置される各種ハードキーと、を備えて構成されている。操作部52は、画面上に表示されたボタンが手指やタッチペン等で押下された場合、押下された力点のXY座標を電圧値で検出し、検出された位置に対応付けられた操作信号を制御部20に出力する。なお、タッチパネルは感圧式に限らず、例えば静電式や光式等であってもよい。また、操作部52は、ハードキーが押下された場合、押下されたキーに対応付けられた操作信号を制御部20に出力する。ユーザーは、操作部52を操作して、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定及び用紙設定等の画像形成に関する設定、用紙搬送指示、並びに装置の停止操作などを行うことができる。
環境検知部(検知部)60は、例えば、温湿度センサーなどであり、装置内の温度や湿度などの環境情報(環境変化)を検知する。
本実施形態では、図4(A)に示すように、4つの光源1(LD1~LD4)が主走査方向に等間隔で配置されている。本実施形態において、光源部11は、複数(4つ)の光源1(LD1~LD4)を備えている。なお、光源部11を構成する光源1の数は、4つに限られず、複数であればいかなる個数であってもよい。
図4(B)に示すように、用紙Pの主走査方向の先端、中央、後端の3か所で直線を印字する場合、図4(A)に示すような発光タイミングで、光源部11を構成する各光源1(LD1~LD4)の発光を副走査方向に繰り返し制御している。図4(A)に示す例では、主走査方向後端側の光源1から順に(すなわち、LD4→LD3→LD2→LD1の順)に発光するよう制御している。なお、図中の符号X2は主走査方向に隣接する光源1間の距離を示しており、かつ、各光源1の発光時間を示している。すなわち、各光源1は、隣接する光源1間の距離に相当する時間だけ発光(走査)するよう制御されている。また、図中の符号X1は主走査方向先端側の光源1(LD1)と主走査方向後端側の光源1(LD4)との間の距離を示しており、かつ、主走査方向後端側の光源1(LD4)が発光を開始するタイミングと主走査方向先端側の光源1(LD1)が発光を開始するタイミングとの時間差を示している。
図4(B)に示すように、用紙Pの主走査方向の先端、中央、後端の3か所で直線を印字する場合、図4(A)に示すような発光タイミングで、光源部11を構成する各光源1(LD1~LD4)の発光を副走査方向に繰り返し制御している。図4(A)に示す例では、主走査方向後端側の光源1から順に(すなわち、LD4→LD3→LD2→LD1の順)に発光するよう制御している。なお、図中の符号X2は主走査方向に隣接する光源1間の距離を示しており、かつ、各光源1の発光時間を示している。すなわち、各光源1は、隣接する光源1間の距離に相当する時間だけ発光(走査)するよう制御されている。また、図中の符号X1は主走査方向先端側の光源1(LD1)と主走査方向後端側の光源1(LD4)との間の距離を示しており、かつ、主走査方向後端側の光源1(LD4)が発光を開始するタイミングと主走査方向先端側の光源1(LD1)が発光を開始するタイミングとの時間差を示している。
本実施形態に係る画像形成装置1000の構成では、fθレンズのレンズ精度やメカ調整精度により主走査位置における光源1ごとの主走査間隔(傾き)が変化するため、用紙Pの主走査方向の先端、中央、後端の3か所で直線を印字するケースにおいて、図5に示すように、先端では直線だったとしても、中央や後端では印字位置がずれて直線ではなくなるケースがある。
そこで、本実施形態では、上記のようなピッチムラの発生を抑えるために、記憶部30に記憶された主走査間隔(生産工程で測定された主走査間隔)及び受光部6(フォトダイオードPD11、PD12)により測定された主走査間隔に基づいて周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて各光源1に周波数変調をかけ(各光源1の周波数変調率を変更し)、変調結果に基づいて各光源1の発光タイミングを制御する。
そこで、本実施形態では、上記のようなピッチムラの発生を抑えるために、記憶部30に記憶された主走査間隔(生産工程で測定された主走査間隔)及び受光部6(フォトダイオードPD11、PD12)により測定された主走査間隔に基づいて周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて各光源1に周波数変調をかけ(各光源1の周波数変調率を変更し)、変調結果に基づいて各光源1の発光タイミングを制御する。
生産工程で複数の主走査位置における各光源1の傾き(主走査間隔)を測定する方法の一例としては、センサー(フォトダイオード)を用いる方法が挙げられる。
具体的には、図6に示すように、複数のセンサー基板70を、画像書込部100からみて主走査方向の先端、中央、後端の各位置に対応するように固定配置し、各主走査位置における各光源1の傾き(主走査間隔)を測定する。なお、各センサー基板70には、一対のフォトダイオードPD1、PD2が備えられている。フォトダイオードPD1、PD2は、本発明の第2測定部として機能する。なお、図6に示す例では、センサー基板70を主走査方向の先端、中央、後端の各位置に対応するように配置するようにしているが、これに限定されるものではなく、主走査方向の各位置に合わせてより多くのセンサー基板70を配置することも可能である。
ここで、主走査方向後端側の光源1(LD4)から出射された光が主走査方向先端側のフォトダイオードPD1に入射してから主走査方向後端側のフォトダイオードPD2に入射するまでの時間をA(図7(A)参照)、主走査方向後端側の光源1(LD4)から出射された光が主走査方向先端側のフォトダイオードPD1に入射してから主走査方向先端側の光源1(LD1)から出射された光が主走査方向後端側のフォトダイオードPD2に入射するまでの時間をB(図7(B)参照)としたとき、LD1-LD4間の傾き(主走査間隔)X1は、下記式(1)を用いて算出することができる。また、隣接するLD間の傾き(主走査間隔)X2は下記式(2)を用いて算出することができる。
X1=B-A …(1)
X2=X1/3 …(2)
生産工程で第2測定部(フォトダイオードPD1、PD2)により測定された各光源1の主走査間隔は、記憶部30に記憶される。
具体的には、図6に示すように、複数のセンサー基板70を、画像書込部100からみて主走査方向の先端、中央、後端の各位置に対応するように固定配置し、各主走査位置における各光源1の傾き(主走査間隔)を測定する。なお、各センサー基板70には、一対のフォトダイオードPD1、PD2が備えられている。フォトダイオードPD1、PD2は、本発明の第2測定部として機能する。なお、図6に示す例では、センサー基板70を主走査方向の先端、中央、後端の各位置に対応するように配置するようにしているが、これに限定されるものではなく、主走査方向の各位置に合わせてより多くのセンサー基板70を配置することも可能である。
ここで、主走査方向後端側の光源1(LD4)から出射された光が主走査方向先端側のフォトダイオードPD1に入射してから主走査方向後端側のフォトダイオードPD2に入射するまでの時間をA(図7(A)参照)、主走査方向後端側の光源1(LD4)から出射された光が主走査方向先端側のフォトダイオードPD1に入射してから主走査方向先端側の光源1(LD1)から出射された光が主走査方向後端側のフォトダイオードPD2に入射するまでの時間をB(図7(B)参照)としたとき、LD1-LD4間の傾き(主走査間隔)X1は、下記式(1)を用いて算出することができる。また、隣接するLD間の傾き(主走査間隔)X2は下記式(2)を用いて算出することができる。
X1=B-A …(1)
X2=X1/3 …(2)
生産工程で第2測定部(フォトダイオードPD1、PD2)により測定された各光源1の主走査間隔は、記憶部30に記憶される。
なお、上記図6及び図7に示す例では、生産工程時に一対のフォトダイオードPD1、PD2を用いて各光源1の主走査間隔を測定する方法を説明しているが、運用開始後の実機において各光源1の主走査間隔を測定する場合も、受光部6を構成する各基板(SOS基板61、EOS基板62)が備える一対のフォトダイオードPD11、PD12を用いて、上記と同様の方法で測定することができる。
本実施形態において、制御部20は、運用開始後の実機で測定されたデータ及び事前に生産工程で測定されたデータ(記憶部30に記憶されたデータ)の、画像領域外の照射開始位置及び照射終了位置のデータを比較して、運用開始後の実機で測定不可能な領域(照射開始位置及び照射終了位置以外の主走査位置)の補正値を算出する。
図8に、生産工程で測定された変化前のデータ及び運用開始後の実機で測定された変化後のデータの一例を示す。図8に示すグラフにおいて、X軸はセンサー位置(照射開始位置に配置された基板の位置からの距離)であり、Y軸は主走査間隔(LD1-LD4のズレ量)である。なお、図中の符号L1は変化前の測定データであり、図中の符号L2は変化後の測定データである。また、図中の符号C1は照射開始位置(SOS基板61)の測定データであり、図中の符号C2は照射終了位置(EOS基板62)の測定データである。
具体的には、まず、変化前の測定データの座標を(X(n)、Y(n))、変化後の測定データを(X’(n)、Y’(n))とする。本実施形態では、6つの主走査位置で測定される構成(生産工程において基板が6つ配置された構成)を例示するものとする。nは基板の位置(順番)であり、基板の位置に応じて1~6が入力される。照射開始位置(SOS基板61)はn=1であり、照射終了位置(EOS基板62)はn=6である。
各主走査位置における変化前の補正特性A(n)は、下記式(3)を用いて算出される。
A(n)=(Y(n)-Y(n-1))/(X(n)-X(n-1))…(3)
各主走査位置における変化後の補正値A’(n)は、下記式(4)を用いて算出される。
A’(n)=(Y’(6)-Y(6))/(Y’(1)-Y(1)) ×A(n)…(4)
この補正値A’(n)は、各主走査位置における各光源1の周波数変調率として用いられる。
図8に、生産工程で測定された変化前のデータ及び運用開始後の実機で測定された変化後のデータの一例を示す。図8に示すグラフにおいて、X軸はセンサー位置(照射開始位置に配置された基板の位置からの距離)であり、Y軸は主走査間隔(LD1-LD4のズレ量)である。なお、図中の符号L1は変化前の測定データであり、図中の符号L2は変化後の測定データである。また、図中の符号C1は照射開始位置(SOS基板61)の測定データであり、図中の符号C2は照射終了位置(EOS基板62)の測定データである。
具体的には、まず、変化前の測定データの座標を(X(n)、Y(n))、変化後の測定データを(X’(n)、Y’(n))とする。本実施形態では、6つの主走査位置で測定される構成(生産工程において基板が6つ配置された構成)を例示するものとする。nは基板の位置(順番)であり、基板の位置に応じて1~6が入力される。照射開始位置(SOS基板61)はn=1であり、照射終了位置(EOS基板62)はn=6である。
各主走査位置における変化前の補正特性A(n)は、下記式(3)を用いて算出される。
A(n)=(Y(n)-Y(n-1))/(X(n)-X(n-1))…(3)
各主走査位置における変化後の補正値A’(n)は、下記式(4)を用いて算出される。
A’(n)=(Y’(6)-Y(6))/(Y’(1)-Y(1)) ×A(n)…(4)
この補正値A’(n)は、各主走査位置における各光源1の周波数変調率として用いられる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置1000の動作について、図9のフローチャートを参照して説明する。
まず、制御部20は、記憶部30に記憶されたデータを読み出す(ステップS101)。
次に、制御部20は、ステップS101で読み出されたデータが補正値(各光源1の周波数変調率)であるか否かを判定する(ステップS102)。
制御部20は、ステップS101で読み出されたデータが補正値であると判定した場合(ステップS102:YES)、ステップS104へと移行する。
一方、制御部20は、ステップS101で読み出されたデータが補正値でない(すなわち、測定値(第2測定部(フォトダイオードPD1、PD2)により測定された主走査間隔)である)と判定した場合(ステップS102:NO)、次のステップS103へと移行する。
制御部20は、ステップS101で読み出されたデータが補正値であると判定した場合(ステップS102:YES)、ステップS104へと移行する。
一方、制御部20は、ステップS101で読み出されたデータが補正値でない(すなわち、測定値(第2測定部(フォトダイオードPD1、PD2)により測定された主走査間隔)である)と判定した場合(ステップS102:NO)、次のステップS103へと移行する。
ステップS103において、制御部20は、ステップS101で読み出されたデータ(測定値)に基づいて、各主走査位置における補正値を算出する。
ステップS104において、制御部20は、ステップS101で読み出された補正値又はステップS103で算出された補正値に基づいて、各光源1に周波数変調をかける。
次に、制御部20は、所定の条件を満たしているか否かを判定する(ステップS105)。ここで、所定の条件とは、各光源1の主走査間隔が変化するおそれがある条件のことであり、例えば、環境検知部60により所定以上の環境変化(温度変化)が検知されたこと、ステップS104における周波数変調から所定時間が経過したこと、などが挙げられる。ここで、所定以上の環境変化(温度変化)とは、例えば、光学系が変形するおそれがある程度の変化のことである。また、所定時間とは、光学系の劣化が発生するおそれがある程度の時間のことである。
制御部20は、所定の条件を満たしている(例えば、所定以上の環境変化が検知された、所定時間が経過した)と判定した場合(ステップS105:YES)、次のステップS106へと移行する。
一方、制御部20は、所定の条件を満たしていない(例えば、所定以上の環境変化が検知されていない、所定時間が経過していない)と判定した場合(ステップS105:NO)、所定の条件を満たしていると判定するまでステップS105の処理を繰り返す。
制御部20は、所定の条件を満たしている(例えば、所定以上の環境変化が検知された、所定時間が経過した)と判定した場合(ステップS105:YES)、次のステップS106へと移行する。
一方、制御部20は、所定の条件を満たしていない(例えば、所定以上の環境変化が検知されていない、所定時間が経過していない)と判定した場合(ステップS105:NO)、所定の条件を満たしていると判定するまでステップS105の処理を繰り返す。
ステップS106において、制御部20は、第1測定部(フォトダイオードPD11、PD12)により測定された測定値(主走査間隔)を取得する。
次に、制御部20は、ステップS106で取得された測定値及び記憶部30に記憶された測定値に基づいて、各主走査位置における補正値を算出する(ステップS107)。具体的には、制御部20は、上記式(3)及び式(4)を用いて各主走査位置における補正値A’(n)を算出する。
その後、制御部20は、ステップS104へと移行し、ステップS107で算出された補正値に基づいて、各光源1に周波数変調をかける。
その後、制御部20は、ステップS104へと移行し、ステップS107で算出された補正値に基づいて、各光源1に周波数変調をかける。
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置1000は、画像データに応じて複数の光源1から発せられた複数の光線(レーザー光L)を像担持体(感光体200)において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部10と、複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源1に周波数変調をかける変調部(制御部20)と、変調部による変調結果に基づいて各光源1の発光タイミングを制御する発光制御部(制御部20)と、主走査間隔を測定する第1測定部(フォトダイオードPD11、PD12)と、生産工程で複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部(フォトダイオードPD1、PD2)により測定された主走査間隔を記憶する記憶部30と、を備える。また、変調部は、記憶部30に記憶された主走査間隔及び第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて各光源1の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて各光源1に周波数変調をかける。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、各主走査位置における光源1ごとの傾きを補正することができるので、ピッチムラの発生を低減させることができる。特に、実機内で起きた経時的な変化に対応することができるので、使用開始後の実機においても、ピッチムラの発生を低減させることができる。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、各主走査位置における光源1ごとの傾きを補正することができるので、ピッチムラの発生を低減させることができる。特に、実機内で起きた経時的な変化に対応することができるので、使用開始後の実機においても、ピッチムラの発生を低減させることができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、第1測定部は、画像領域外の照射開始位置及び照射終了位置付近に配置されている。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、画像領域への照射を妨げない位置に配置された測定部により主走査間隔を測定することができるので、通常通りの画像形成を行いつつ、ピッチムラの発生を低減させることができる。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、画像領域への照射を妨げない位置に配置された測定部により主走査間隔を測定することができるので、通常通りの画像形成を行いつつ、ピッチムラの発生を低減させることができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、装置内の環境変化を検知する検知部(環境検知部60)を備える。また、変調部は、検知部により所定以上の環境変化が検知された場合に、記憶部30に記憶された主走査間隔及び第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて各光源1の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて各光源1に周波数変調をかける。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、光学系が変形するおそれがある場合に各光源1に周波数変調をかけることができるので、より適切なタイミングで各主走査位置における光源1ごとの傾きを補正することができる。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、光学系が変形するおそれがある場合に各光源1に周波数変調をかけることができるので、より適切なタイミングで各主走査位置における光源1ごとの傾きを補正することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、変調部は、所定時間が経過した場合に、記憶部30に記憶された主走査間隔及び第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて各光源1の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて各光源1に周波数変調をかける。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、光学系の劣化が発生するおそれがある場合に各光源1に周波数変調をかけることができるので、より適切なタイミングで各主走査位置における光源1ごとの傾きを補正することができる。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置1000によれば、光学系の劣化が発生するおそれがある場合に各光源1に周波数変調をかけることができるので、より適切なタイミングで各主走査位置における光源1ごとの傾きを補正することができる。
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記実施形態では、所定の条件として、所定以上の環境変化(温度変化)が検知された場合や、所定時間が経過した場合に、第1測定部(フォトダイオードPD11、PD12)により測定された測定値及び記憶部30に記憶された測定値に基づいて、各主走査位置における補正値を算出するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、主走査間隔を算出するための画像(チャート)の濃度情報に基づいて主走査間隔を算出するようにし、当該算出結果に基づいて主走査間隔の変動を検知した場合に、フォトダイオードPD11、PD12により測定された測定値及び記憶部30に記憶された測定値に基づいて、各主走査位置における補正値を算出するようにしてもよい。
具体的には、まず、制御部20は、画像形成部10により、主走査間隔を算出するための画像(チャート)を形成させる。すなわち、制御部20は、本発明の画像形成制御部として機能する。次いで、制御部20は、取得部(カメラ40)により取得された画像(チャート)の濃度情報に基づいて各光源1の複数の主走査位置における主走査間隔を算出する。すなわち、制御部20は、本発明の算出部として機能する。次いで、制御部20は、算出結果に基づいて主走査間隔の変動を検知した場合に、フォトダイオードPD11、PD12により測定された測定値及び記憶部30に記憶された測定値に基づいて、各主走査位置における補正値を算出する。
上記のように、画像形成部10により、主走査間隔を算出するためのチャートを形成させる画像形成制御部(制御部20)と、画像形成部10により形成されたチャートの濃度情報を取得する取得部(カメラ40)と、濃度情報に基づいて主走査間隔を算出する算出部(制御部20)と、を備え、変調部が、算出部による算出結果に基づいて主走査間隔の変動を検知した場合に、記憶部30に記憶された主走査間隔及び第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて各光源1の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて各光源1に周波数変調をかけることで、実際に主走査間隔の変動を検知した場合に各光源1に周波数変調をかけることができるので、より適切なタイミングで各主走査位置における光源1ごとの傾きを補正することができる。
具体的には、まず、制御部20は、画像形成部10により、主走査間隔を算出するための画像(チャート)を形成させる。すなわち、制御部20は、本発明の画像形成制御部として機能する。次いで、制御部20は、取得部(カメラ40)により取得された画像(チャート)の濃度情報に基づいて各光源1の複数の主走査位置における主走査間隔を算出する。すなわち、制御部20は、本発明の算出部として機能する。次いで、制御部20は、算出結果に基づいて主走査間隔の変動を検知した場合に、フォトダイオードPD11、PD12により測定された測定値及び記憶部30に記憶された測定値に基づいて、各主走査位置における補正値を算出する。
上記のように、画像形成部10により、主走査間隔を算出するためのチャートを形成させる画像形成制御部(制御部20)と、画像形成部10により形成されたチャートの濃度情報を取得する取得部(カメラ40)と、濃度情報に基づいて主走査間隔を算出する算出部(制御部20)と、を備え、変調部が、算出部による算出結果に基づいて主走査間隔の変動を検知した場合に、記憶部30に記憶された主走査間隔及び第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて各光源1の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて各光源1に周波数変調をかけることで、実際に主走査間隔の変動を検知した場合に各光源1に周波数変調をかけることができるので、より適切なタイミングで各主走査位置における光源1ごとの傾きを補正することができる。
また、上記実施形態では、生産工程で複数の主走査位置における各光源1の主走査間隔を測定する方法の一例として、フォトダイオードPD1、PD2を用いる構成を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、フォトダイオードPD1、PD2を用いる代わりに、カメラ(CCDカメラ)を用いるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、受光部6が、第2反射ミラー5により反射されたレーザー光Lを検出する構成を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、第2反射ミラー5を設けないようにし、受光部6を第2反射ミラー5の位置に配置する構成としてもよい。また、受光部6は、必ずしも画像書込部100の内部に配置される必要はなく、照射開始時及び照射終了時のレーザー光Lを検出可能であれば、画像書込部100の外部に配置されていてもよい。
その他、画像形成装置を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
1000 画像形成装置
10 画像形成部
100 画像書込部
11 光源部
1 光源
2 偏向器
3 fθレンズ
4 第1反射ミラー
5 第2反射ミラー
6 受光部
61 SOS基板
62 EOS基板
PD11、PD12 フォトダイオード(第1測定部)
200 感光体(像担持体)
210 帯電部
220 現像部
300 中間転写ベルト
400 転写ローラー
500 定着部
20 制御部(変調部、発光制御部、画像形成制御部、算出部)
30 記憶部
40 カメラ(取得部)
50 操作パネル
51 表示部
52 操作部
60 環境検知部(検知部)
70 センサー基板
PD1、PD2 フォトダイオード(第2測定部)
L レーザー光(光線)
10 画像形成部
100 画像書込部
11 光源部
1 光源
2 偏向器
3 fθレンズ
4 第1反射ミラー
5 第2反射ミラー
6 受光部
61 SOS基板
62 EOS基板
PD11、PD12 フォトダイオード(第1測定部)
200 感光体(像担持体)
210 帯電部
220 現像部
300 中間転写ベルト
400 転写ローラー
500 定着部
20 制御部(変調部、発光制御部、画像形成制御部、算出部)
30 記憶部
40 カメラ(取得部)
50 操作パネル
51 表示部
52 操作部
60 環境検知部(検知部)
70 センサー基板
PD1、PD2 フォトダイオード(第2測定部)
L レーザー光(光線)
Claims (7)
- 画像データに応じて複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部と、
前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源に周波数変調をかける変調部と、
前記変調部による変調結果に基づいて前記各光源の発光タイミングを制御する発光制御部と、
前記主走査間隔を測定する第1測定部と、
生産工程で前記複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された前記主走査間隔を記憶する記憶部と、
を備え、
前記変調部は、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1測定部は、画像領域外の照射開始位置及び照射終了位置付近に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 装置内の環境変化を検知する検知部を備え、
前記変調部は、前記検知部により所定以上の環境変化が検知された場合に、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけ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。 - 前記画像形成部により、前記主走査間隔を算出するためのチャートを形成させる画像形成制御部と、
前記画像形成部により形成されたチャートの濃度情報を取得する取得部と、
前記濃度情報に基づいて前記主走査間隔を算出する算出部と、
を備え、
前記変調部は、前記算出部による算出結果に基づいて前記主走査間隔の変動を検知した場合に、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけ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。 - 前記変調部は、所定時間が経過した場合に、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 画像データに応じて複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部と、前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔を測定する第1測定部と、生産工程で前記複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された前記主走査間隔を記憶する記憶部と、を備える画像形成装置の発光制御方法であって、
前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源に周波数変調をかける変調工程と、
前記変調工程による変調結果に基づいて前記各光源の発光タイミングを制御する発光制御工程と、
を含み、
前記変調工程は、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とする発光制御方法。 - 画像データに応じて複数の光源から発せられた複数の光線を像担持体において主走査方向に走査して、画像を形成する画像形成部と、前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔を測定する第1測定部と、生産工程で前記複数の主走査位置に対応するように配置された第2測定部により測定された前記主走査間隔を記憶する記憶部と、を備える画像形成装置のコンピュータを、
前記複数の光線の複数の主走査位置における主走査間隔に応じて、各光源に周波数変調をかける変調部、
前記変調部による変調結果に基づいて前記各光源の発光タイミングを制御する発光制御部、
として機能させ、
前記変調部は、前記記憶部に記憶された主走査間隔及び前記第1測定部により測定された主走査間隔に基づいて前記各光源の周波数変調率を算出し、当該算出した周波数変調率に基づいて前記各光源に周波数変調をかけることを特徴とするプログラム。
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