JP4738002B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、複数のレーザ光を走査して複数の潜像を形成した後にカラー画像を形成する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method such as a digital copying machine, a laser printer, a facsimile, or a composite machine thereof, and more particularly, after forming a plurality of latent images by scanning a plurality of laser beams. The present invention relates to an image forming apparatus for forming a color image.
従来から、デジタルカラー複写機、レーザカラープリンタ等の画像形成装置では、色ずれの防止や高解像度を達成するために、複数の像担持体(感光体ドラム)が並設されたタンデム型のものが多く用いられている。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a digital color copying machine or a laser color printer, a tandem type in which a plurality of image carriers (photosensitive drums) are arranged in parallel in order to prevent color misregistration and achieve high resolution. Is often used.
詳しくは、複数の光源からそれぞれ射出されたレーザ光は、ポリゴンミラー(光偏向器)で偏向された後に結像光学系によってそれぞれの光路を経て、複数の像担持体(感光体ドラム)上に集光される。さらに、各像担持体上に集光されたレーザ光の光スポットが主走査方向に走査させるとともに、各像担持体が副走査方向(主走査方向に直交する方向である。)に回転することで、各像担持体上に所望の静電潜像が形成される。 Specifically, the laser beams respectively emitted from a plurality of light sources are deflected by a polygon mirror (light deflector), and then passed through respective optical paths by an imaging optical system, onto a plurality of image carriers (photosensitive drums). Focused. Further, the light spot of the laser beam condensed on each image carrier is scanned in the main scanning direction, and each image carrier is rotated in the sub-scanning direction (a direction perpendicular to the main scanning direction). Thus, a desired electrostatic latent image is formed on each image carrier.
その後、各像担持体上に形成された潜像は現像部との対向位置で現像されて、各像担持体上に各色のトナー像が形成される。複数の像担持体上にそれぞれ形成されたトナー像は、複数の像担持体に対向する被転写体(中間転写ベルト、記録媒体等である。)上に重ねて転写される。こうして、被転写体上にカラーのトナー像が形成されることになる。 Thereafter, the latent image formed on each image carrier is developed at a position facing the developing unit, and a toner image of each color is formed on each image carrier. The toner images respectively formed on the plurality of image carriers are transferred onto the transfer target (an intermediate transfer belt, a recording medium, etc.) facing the plurality of image carriers. Thus, a color toner image is formed on the transfer target.
一方、特許文献1等には、複数の光源から射出されるレーザ光の走査線ピッチのむらを検出することを目的として、潜像パターンの電位を電位センサによって検出したり、トナーパターンの画像濃度を光学センサで検出したりする技術が開示されている。
また、特許文献2等には、レーザ光のビーム径やビームピッチを最適化することを目的として、感光体ドラム上に照射されるレーザ光を検出して主走査方向及び副走査方向のビーム径を測定する技術が開示されている。
On the other hand, in
Further, in
上述した従来の画像形成装置は、レーザ光の位置ずれが充分に調整されずに、出力画像の画質が不充分なものになる場合があった。 In the conventional image forming apparatus described above, the positional deviation of the laser beam is not sufficiently adjusted, and the image quality of the output image may be insufficient.
詳しくは、以下の通りである。
近年のカラー画像形成装置は、小型化、高画質化、高速化を達成するために、複数の光源からそれぞれ射出されるレーザ光同士の間隔が狭くなっている。そのため、レーザ光のピッチ間隔や走査線幅が小さくなって、複数のレーザ光における走査線同士の位置決めをおこなうのが難しくなっている。
Details are as follows.
In recent color image forming apparatuses, in order to achieve miniaturization, high image quality, and high speed, intervals between laser beams emitted from a plurality of light sources are narrow. For this reason, the pitch interval and the scanning line width of the laser beams are reduced, and it is difficult to position the scanning lines in the plurality of laser beams.
また、温度変動や湿度変動等の装置設置環境の変化(外乱)によって、レーザ光の位置ずれ(走査状態の変化)が生じて、出力画像上に色ずれ等の不具合が発生する場合もある。
さらに、装置を長時間稼動してポリゴンミラーや定着部で熱が生じることによって、走査結像光学系を構成する光学素子間での温度変動や光学素子内での温度分布の偏りが生じて、レーザ光の位置ずれが生じて出力画像上に色ずれ等の不具合が発生する場合もある。
In addition, a laser beam position shift (scanning state change) may occur due to a change (disturbance) in the apparatus installation environment such as a temperature change or a humidity change, and a defect such as a color shift may occur on the output image.
Furthermore, when the apparatus is operated for a long time and heat is generated in the polygon mirror and the fixing unit, temperature fluctuations between optical elements constituting the scanning imaging optical system and temperature distribution in the optical elements are caused, There may be a problem such as color misregistration on the output image due to laser beam misregistration.
このようなレーザ光の位置ずれの程度は、複数の光源から射出されるレーザ光ごとに異なることが多い。すなわち、複数の光源から射出されるレーザ光はそれぞれ独立した光路(別々の光学素子や、共通する光学素子における異なる反射位置又は透過位置)を通って各像担持体上に達するために、それぞれ外乱や熱の影響の程度が等しくならない。そのため、各像担持体上でそれぞれ形成された潜像を現像してなる複数のトナー像を被転写体上で重ねて転写すると、色ずれが生じてしまう。 The degree of such laser beam misregistration is often different for each laser beam emitted from a plurality of light sources. That is, since the laser beams emitted from a plurality of light sources pass through independent optical paths (separate optical elements or different reflection positions or transmission positions in a common optical element) and reach each image carrier, disturbances are caused respectively. And the degree of heat effects are not equal. For this reason, when a plurality of toner images obtained by developing the latent images formed on the respective image carriers are transferred on the transfer target body, color misregistration occurs.
一方、上述した特許文献1、特許文献2等の技術は、トナーパターンのみ又はレーザ光のみを検出してその検出結果に基いてレーザ光の走査状態の補正をおこなうものであるために、レーザ光の位置ずれが充分に調整されない可能性が高かった。
例えば、トナーパターンのみの検出結果に基いてレーザ光の走査状態の補正をおこなう場合、各走査線に対応したレーザ光の走査位置を補正幅分だけ移動させても、各像担持体上でのレーザ光の補正前の通過位置を把握することができずに、レーザ光を適切に目標位置へ移動することができない。
On the other hand, the above-described technologies such as
For example, when correcting the scanning state of laser light based on the detection result of only the toner pattern, even if the scanning position of the laser light corresponding to each scanning line is moved by the correction width, The passing position before correction of the laser beam cannot be grasped, and the laser beam cannot be appropriately moved to the target position.
さらに、レーザ光の走査線方向の傾きや副走査方向のレジストずれ(ピッチ間隔ずれ)や倍率誤差を1つ補正することによって、新たに別の位置ずれが発生してしまう場合もあった。 Further, by correcting one of the inclination of the laser beam in the scanning line direction, the registration shift (pitch interval shift) and the magnification error in the sub-scanning direction, another positional shift may newly occur.
また、タンデム型カラー画像形成装置(又は、リボルバ型カラー画像形成装置)の場合には、複数(又は、単数)の像担持体上に複数の潜像がそれぞれ形成されるために、レーザ光のみの検出結果に基いてレーザ光の走査状態の補正をおこなっても、充分な効果を得ることができなかった。すなわち、潜像工程後の像担持体から被転写体への転写工程時に位置ずれが生じてしまうこともあった。
また、複数の走査線間の副走査方向のピッチむら(重ねられた複数の走査線同士の位置ずれである。)や走査線間における倍率誤差等の、重ね合わせによる位置ずれの要因が複数ある場合には、走査線ごとの個別の走査状態の変動も含まれる。そのため、それらを同時に検出することができないために、精度の高い走査線の重ね合わせを達成することができなかった。
In the case of a tandem type color image forming apparatus (or revolver type color image forming apparatus), a plurality of latent images are formed on a plurality (or a single number) of image carriers. Even if the scanning state of the laser beam was corrected based on the detection result, a sufficient effect could not be obtained. In other words, positional displacement may occur during the transfer process from the image carrier to the transfer target after the latent image process.
In addition, there are a plurality of causes of misalignment due to superposition, such as uneven pitch in the sub-scanning direction between a plurality of scan lines (position misalignment between a plurality of superposed scan lines) and magnification error between scan lines. In some cases, variations in individual scanning states for each scanning line are also included. Therefore, since they cannot be detected at the same time, it is not possible to achieve highly accurate scanning line superposition.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、レーザ光の位置ずれが確実に調整されて、色ずれ等の画質不良が生じない画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus in which the positional deviation of laser light is reliably adjusted and image quality defects such as color deviation do not occur.
この発明の請求項1記載の発明にかかる画像形成装置は、レーザ光を主走査方向に走査して副走査方向に走行する複数又は単数の像担持体上に複数の潜像を形成するとともに、前記像担持体上に形成された前記複数の潜像を現像してなる複数のトナー像を被転写体上に重ねて転写する画像形成装置であって、前記レーザ光の走査領域両端部の外部にそれぞれ配設された複数の受光素子を具備するとともに、前記複数の受光素子に入射される前記レーザ光を検知して前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差のうち少なくとも1つを検出する第1検出手段と、前記被転写体上に転写される前記複数のトナー像の重ねずれを検出する第2検出手段と、前記レーザ光を射出する光源から前記像担持体に至る前記レーザ光の光路中に配設された偏向素子における偏向角を可変制御するとともに、前記光源に入力される画像データのパルスを制御して、前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差をそれぞれ調整する調整手段と、を備え、前記調整手段は、前記第2検出手段の検出結果に基いて前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差のうち検出結果が目標値に一致せずに調整が必要なものを当該目標値に近づくように制御テーブルと照合して得られる最適な調整値に基いて調整した後に、前記第1検出手段の検出結果に基いて前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差のうち検出結果が目標値に一致せずに調整が必要なものを当該目標値との差異が所定範囲内になるまで調整するものである。 The image forming apparatus according to the first aspect of the present invention forms a plurality of latent images on a plurality or a single image carrier that scans a laser beam in the main scanning direction and travels in the sub-scanning direction. An image forming apparatus for transferring a plurality of toner images formed by developing the plurality of latent images formed on the image carrier in a superimposed manner on the transfer target body, outside of both ends of the scanning region of the laser beam A plurality of light receiving elements respectively disposed on the plurality of light receiving elements, and detecting the laser light incident on the plurality of light receiving elements to detect an inclination of a scanning line in the laser light, a registration shift in a main scanning direction, and a sub scanning direction. First detection means for detecting at least one of the registration error and magnification error in the main scanning direction, and second detection means for detecting an overlay error of the plurality of toner images transferred onto the transfer target body; Inject the laser beam Variably controlling a deflection angle in a deflecting element disposed in an optical path of the laser light from the light source to the image carrier, and controlling a pulse of image data input to the light source to Adjusting means for adjusting the inclination of the scanning line, the registration deviation in the main scanning direction, the registration deviation in the sub-scanning direction, and the magnification error in the main scanning direction, respectively, and the adjustment means uses the detection result of the second detection means. Based on the inclination of the scanning line in the laser beam, the registration deviation in the main scanning direction, the registration deviation in the sub-scanning direction, and the magnification error in the main scanning direction, the detection result does not match the target value and needs to be adjusted. after adjusting based on the optimal adjustment values obtained against the control table so as to approach the target value, the slope based on the detection result of the first detecting means of the scanning lines in the laser beam, Registration deviation in the scanning direction, registration deviation in the sub-scanning direction, and magnification error in the main scanning direction that do not match the target value and need to be adjusted until the difference from the target value falls within a predetermined range To be adjusted.
また、請求項2記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記調整手段は、前記第1検出手段によって前記レーザ光における走査線の傾きと主走査方向の倍率誤差とが検出された場合に、前記レーザ光の走査線の傾きを調整した後に主走査方向の倍率誤差を調整するものである。 The image forming apparatus according to a second aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the adjusting means is configured such that the first detecting means causes the scanning line inclination and the magnification in the main scanning direction in the laser light to be adjusted. When an error is detected, the magnification error in the main scanning direction is adjusted after adjusting the inclination of the scanning line of the laser beam.
また、請求項3記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記調整手段は、前記第1検出手段によって前記レーザ光における走査線の傾きと副走査方向のレジストずれとが検出された場合に、前記レーザ光の走査線の傾きを調整した後に副走査方向のレジストずれを調整するものである。 The image forming apparatus according to a third aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first aspect , wherein the adjusting unit is configured to detect the inclination of the scanning line in the laser beam and the resist in the sub-scanning direction by the first detecting unit. When a deviation is detected, the registration deviation in the sub-scanning direction is adjusted after adjusting the inclination of the scanning line of the laser beam.
また、請求項4記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記調整手段は、前記第1検出手段によって前記レーザ光における主走査方向の倍率誤差と副走査方向のレジストずれとが検出された場合に、前記レーザ光の主走査方向の倍率誤差を調整した後に副走査方向のレジストずれを調整するものである。 The image forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first aspect , wherein the adjustment unit is configured such that the first detection unit causes the magnification error in the main scanning direction in the laser light and the sub-scanning direction. When the registration error is detected, the registration error in the sub-scanning direction is adjusted after adjusting the magnification error of the laser beam in the main scanning direction.
また、請求項5記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記調整手段は、前記第2検出手段の検出結果を予め用意された制御テーブルに照合して前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差を調整するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the adjustment unit is prepared in advance with the detection result of the second detection unit. By collating with the control table, the inclination of the scanning line in the laser beam, the registration deviation in the main scanning direction, the registration deviation in the sub-scanning direction, and the magnification error in the main scanning direction are adjusted.
また、請求項6記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記第1検出手段は、前記複数の潜像に対応したレーザ光ごとに複数配設されたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any of the first to fifth aspects of the present invention, the first detection unit is configured to provide each laser beam corresponding to the plurality of latent images. A plurality of them are arranged.
また、請求項7記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記調整手段は、フィードバック制御によって前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差を調整するものである。 The image forming apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the adjusting means is configured to adjust the inclination of the scanning line in the laser light by the feedback control. It adjusts the registration error in the scanning direction, the registration error in the sub-scanning direction, and the magnification error in the main scanning direction.
また、請求項8記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、装置内の温度又は/及び湿度を検出する第3検出手段をさらに備え、前記調整手段は、前記第3検出手段の検出結果に基いてフィードフォワード制御によって前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差を調整するものである。 An image forming apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, further comprising third detection means for detecting temperature or / and humidity in the apparatus. The adjusting means adjusts the scanning line inclination, registration deviation in the main scanning direction, registration deviation in the sub-scanning direction, and magnification error in the main scanning direction by feedforward control based on the detection result of the third detection means. Is to adjust.
また、請求項9記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1〜請求項8のいずれかに記載の発明において、前記調整手段は、前記複数の潜像に対応した複数のレーザ光のうち1つのレーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差を調整して、当該1つのレーザ光を基準としてその他のレーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差を調整するものである。 An image forming apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the adjusting means is configured to emit a plurality of laser beams corresponding to the plurality of latent images. By adjusting the inclination of the scanning line in one laser beam, the registration deviation in the main scanning direction, the registration deviation in the sub-scanning direction, and the magnification error in the main scanning direction, scanning with the other laser light with the one laser beam as a reference. This adjusts the inclination of the line, the registration error in the main scanning direction, the registration error in the sub-scanning direction, and the magnification error in the main scanning direction.
また、請求項10記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1〜請求項9のいずれかに記載の発明において、前記複数の潜像は、複数の光源からそれぞれ射出されるレーザ光によって複数の前記像担持体上にそれぞれ形成されるものである。 An image forming apparatus according to a tenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the plurality of latent images are respectively emitted from a plurality of light sources. It is formed on each of the plurality of image carriers.
本発明は、レーザ光の位置ずれの検出結果と、被転写体上に重ねて転写された複数のトナー像の位置ずれの検出結果と、に基いてレーザ光の位置ずれを調整している。これによって、レーザ光の位置ずれが確実に調整されて、色ずれ等の画質不良が生じない画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, the positional deviation of the laser beam is adjusted based on the detection result of the positional deviation of the laser beam and the detection result of the positional deviation of the plurality of toner images transferred onto the transfer target. As a result, it is possible to provide an image forming apparatus in which the positional deviation of the laser light is reliably adjusted, and image quality defects such as color deviation do not occur.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図8にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する光走査装置(書込み部)、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部(スキャナ)、21Y、21M、21C、21BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、22は各感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上を帯電する帯電部、23は各感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上に形成される静電潜像を現像する現像部、24は各感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上に形成されたトナー像を中間転写ベルト27に転写する転写バイアスローラ、25は各感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a main body of a tandem type color copier as an image forming apparatus, 2 is an optical scanning device (writing unit) that emits laser light based on input image information, and 3 is an original D to an original reading unit 4. A document conveying unit for conveying, 4 is a document reading unit (scanner) for reading image information of document D, and 21Y, 21M, 21C, and 21BK are image carriers on which toner images of respective colors (yellow, magenta, cyan, and black) are formed. As the photosensitive drum, 22 is a charging unit for charging each of the
また、27は複数色のトナー像が重ねて転写される被転写体としての中間転写ベルト、28は中間転写ベルト27上に重ねて転写されたトナー像を記録媒体Pにさらに転写する第2転写バイアスローラ、29は中間転写ベルト27上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング部、30は4色カラーのトナー像が転写された記録媒体Pを搬送する搬送ベルト、61は転写紙等の記録媒体Pが収納される給紙部、66は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着部を示す。
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
First, the document D is transported from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the transport rollers of the document transport unit 3 and placed on the
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示である。)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Specifically, the document reading unit 4 scans the image of the document D on the
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、光走査装置2に送信される。そして、光走査装置2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応する感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上に向けて発せられる。
Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the
一方、4つの感光体ドラム21Y、21M、21C、21BKは、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム21Y、21M、21C、21BKの表面は、帯電部22との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
光走査装置2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。なお、光走査装置2の構成・動作については、後で詳述する。
On the other hand, the four
In the
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目の感光体ドラム21Y表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム21Yの回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部22にて帯電された後の感光体ドラム21Y上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
Laser light corresponding to the yellow component is irradiated on the surface of the first
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム21M表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム21C表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム21BK表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is irradiated onto the surface of the second
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK表面は、それぞれ、現像装置23との対向位置に達する。そして、各現像装置23から感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト27(被転写体)との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト27の内周面に当接するように転写バイアスローラ24が設置されている。そして、転写バイアスローラ24の位置で、中間転写ベルト27上に、感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
Thereafter, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
そして、第1転写工程後の感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK表面は、それぞれ、クリーニング部25との対向位置に達する。そして、クリーニング部25で、感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム21Y、21M、21C、21BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the photoconductor drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK pass through a charge removal unit (not shown), and a series of image forming processes on the photoconductor drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK is completed.
他方、感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上の各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト27表面は、図中の矢印方向に走行して、第2転写バイアスローラ28の位置に達する。そして、第2転写バイアスローラ28の位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト27上のフルカラーのトナー像が2次転写される(第2転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト27表面は、中間転写ベルトクリーニング部29の位置に達する。そして、中間転写ベルト27上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部29に回収されて、中間転写ベルト27上の一連の転写プロセスが完了する。
On the other hand, the surface of the
Thereafter, the surface of the
ここで、第2転写バイアスローラ28位置の記録媒体Pは、給紙部61から搬送ガイド63、レジストローラ64等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部61から、給紙ローラ62により給送された転写紙Pが、搬送ガイド63を通過した後に、レジストローラ64に導かれる。レジストローラ64に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト27上のトナー像とタイミングを合わせて、第2転写バイアスローラ28の位置に向けて搬送される。
Here, the recording medium P at the position of the second
Specifically, the transfer paper P fed by the
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルト30により、定着部66に導かれる。定着部66では、加熱ローラ67と加圧ローラ68とのニップにて、カラー画像が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ69によって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the full-color image is transferred is guided to the fixing
Then, the recording medium P after the fixing process is discharged as an output image by the
以下、光走査装置2について詳述する。
図2は、光走査装置2の一部とその近傍とを示す斜視図である。図3は、光走査装置2におけるブラック用の光路を示す断面図である。
図2及び図3を参照して、第1の光源40BK(半導体レーザ)から射出された第1のレーザ光L1(光ビーム)は、不図示のカップリングレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズを順次通過して、ポリゴンミラー45(光偏向部)の第1偏向部45aに入射する。そして、第1偏向部45aで反射されたレーザ光L1は、非球面形状で樹脂材料、硝子材料等からなるfθレンズ46D、調整手段としての液晶偏向素子51BKを順次透過した後に、ミラー47hで反射されて、ハーフミラー50Dに入射する。そして、ハーフミラー50Dに入射したレーザ光L1の一部が、ハーフミラー50Dを透過して、ブラック用の感光体ドラム21BKの被走査面上に照射される。
Hereinafter, the
FIG. 2 is a perspective view showing a part of the
2 and 3, the first laser beam L1 (light beam) emitted from the first light source 40BK (semiconductor laser) sequentially passes through a coupling lens, an aperture, and a cylindrical lens (not shown). Then, the light enters the
このとき、第1のレーザ光L1は、ポリゴンミラー45aの回転にともない、感光体ドラム21BKの主走査方向(図2中の破線矢印方向である。)に走査される。さらに、感光体ドラム21BKの副走査方向の回転(走行)によって、感光体ドラム21BK上にブラック用の所望の潜像が形成されることになる。
At this time, the first laser beam L1 is scanned in the main scanning direction of the photosensitive drum 21BK (in the direction of the broken line arrow in FIG. 2) as the
他方、ハーフミラー50Dに入射したレーザ光L1の残りはハーフミラー50Dで反射されて、その一部が第1検出手段としてのレーザ光検出器53BKに入射される。
ここで、図4を参照して、レーザ光検出器53BKは、フォトトランジスタ等の複数の受光素子54A、54B、55を走査領域Aの両端部の外部に配設したものである。具体的に、レーザ光検出器53BKは、レーザ光L1の走査領域A(感光体ドラム21BK上の潜像形成領域に対応するものである。)の両端にそれぞれ平行に配設された1対の受光素子54A、54Bと、走査領域Aの片側端部に斜めに配設された1つの受光素子55と、で構成される。レーザ光検出器53BKは、走査領域Aにおける書込開始前のレーザ光L1と書込終了後のレーザ光L1とを検出するものである。レーザ光検出器53BKを用いたレーザ光L1の位置ずれ調整については、後で詳しく説明する。
On the other hand, the remainder of the laser beam L1 incident on the
Here, referring to FIG. 4, the laser light detector 53BK includes a plurality of
同様に、図2を参照して、第2の光源(不図示である。)から射出された第2のレーザ光L2は、不図示のカップリングレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズを順次通過して、ポリゴンミラー45の第2偏向部45bに入射する。そして、第2偏向部45bで反射されたレーザ光L2は、fθレンズ46C、液晶偏向素子51を順次透過した後に、ミラー47g、47e、47fで反射されて、ハーフミラー50Cに入射する。そして、ハーフミラー50Cに入射したレーザ光L2の一部が、ハーフミラー50Cを透過して、シアン用の感光体ドラム21Cの被走査面上に照射される。他方、ハーフミラー50Cに入射したレーザ光L2の残りはハーフミラー50Cで反射されて、その一部が第1検出手段としてのレーザ光検出器(不図示である。)に入射される。
Similarly, referring to FIG. 2, the second laser light L2 emitted from the second light source (not shown) sequentially passes through a coupling lens, an aperture, and a cylindrical lens (not shown), The light enters the second deflection unit 45 b of the
第3の光源(不図示である。)から射出された第3のレーザ光L3は、不図示のカップリングレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズを順次通過して、ポリゴンミラー45の第1偏向部45aに入射する。そして、第1偏向部45aで反射されたレーザ光L3は、fθレンズ46A、液晶偏向素子51を順次透過した後に、ミラー47a、47bで反射されて、ハーフミラー50Aに入射する。そして、ハーフミラー50Aに入射したレーザ光L3の一部が、ハーフミラー50Aを透過して、イエロー用の感光体ドラム21Yの被走査面上に照射される。他方、ハーフミラー50Aに入射したレーザ光L3の残りはハーフミラー50Aで反射されて、その一部が第1検出手段としてのレーザ光検出器(不図示である。)に入射される。
The third laser light L3 emitted from a third light source (not shown) sequentially passes through a coupling lens, an aperture, and a cylindrical lens (not shown), and reaches the
第4の光源(不図示である。)から射出された第4のレーザ光L4は、不図示のカップリングレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズを順次通過して、ポリゴンミラー45の第2偏向部45bに入射する。そして、第2偏向部45bで反射されたレーザ光L4は、fθレンズ46B、液晶偏向素子51を順次透過した後に、ミラー47c、47dで反射されて、ハーフミラー50Bに入射する。そして、ハーフミラー50Bに入射したレーザ光L4の一部が、ハーフミラー50Bを透過して、マゼンタ用の感光体ドラム21Mの被走査面上に照射される。他方、ハーフミラー50Bに入射したレーザ光L4の残りはハーフミラー50Bで反射されて、その一部が第1検出手段としてのレーザ光検出器(不図示である。)に入射される。
A fourth laser beam L4 emitted from a fourth light source (not shown) sequentially passes through a coupling lens, an aperture, and a cylindrical lens (not shown) to reach the second deflection unit 45b of the
図2及び図3を参照して、中間転写ベルト27の下流側(4つの感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上のトナー像が重ねて転写された後の位置である。)には、走査方向の両端部及び中央部にそれぞれ第2検出手段としてのフォトセンサ52A〜52Cが配設されている。フォトセンサ52A〜52Cは、ぞれぞれ、発光ダイオード等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子とからなり、中間転写ベルト27上に形成された所定のトナーパターン(各感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上で形成された複数のトナー像が重ねて転写されたものである。)の位置ずれを検出する。
また、図3を参照して、装置本体1内には、温度及び湿度を検出する第3検出手段としての温湿度センサ58が設置されている。
2 and 3, on the downstream side of the intermediate transfer belt 27 (the position after the toner images on the four
Referring to FIG. 3, a temperature /
以上のように構成された画像形成装置において、レーザ光検出器53BK、53Y、53M、53C(第1検出手段)の検出結果と、フォトセンサ52A〜52Cの検出結果と、に基いて、レーザ光L1〜L4の位置ずれ(走査状態)が調整される。
In the image forming apparatus configured as described above, laser light is generated based on the detection results of the laser light detectors 53BK, 53Y, 53M, and 53C (first detection means) and the detection results of the
ここで、レーザ光L1〜L4の位置ずれは、装置本体1内の温湿度変動等の外乱によって生じるものであって、図5(A)〜(D)のように種々の態様がある。第1の態様は、走査線の傾き(走査線傾き)といわれるもので、図5(A)に示すように、理想の潜像S0(又はトナー像)に対して実際の潜像S1(又はトナー像)が傾いてしまうものである。第2の態様は、主走査方向のレジストずれといわれるもので、図5(B)に示すように、理想の潜像S0(又はトナー像)に対して実際の潜像S1(又はトナー像)が主走査方向にずれてしまうものである。第3の態様は、副走査方向のレジストずれといわれるもので、図5(C)に示すように、理想の潜像S0(又はトナー像)に対して実際の潜像S1(又はトナー像)が副走査方向にずれてしまうものである。第4の態様は、主走査方向の倍率誤差といわれるもので、図5(D)に示すように、理想の潜像S0(又はトナー像)に対して実際の潜像S1(又はトナー像)が主走査方向に倍率が増減してしまうものである。
Here, the positional deviations of the laser beams L1 to L4 are caused by disturbances such as temperature and humidity fluctuations in the apparatus
図3を参照して、本実施の形態1では、まず、フォトセンサ52A〜52Cによって、中間転写ベルト27上に形成されたトナーパターンの位置ずれ(重ねずれ)を検出して、その検出結果を制御部57に送信した後に、レーザ光の位置ずれを粗調整する。そして、粗調整後の位置ずれをレーザ光検出器53BK、53Y、53M、53Cで検出して、その検出結果を制御部57に送信した後に、レーザ光の位置ずれを微調整する。
With reference to FIG. 3, in the first embodiment, first, the
なお、レーザ光の位置ずれの粗調整及び微調整は、液晶偏向素子51や光源40に対する制御によっておこなう。
具体的に、レーザ光の副走査方向のピッチずれが生じて走査線間隔がずれたときに、液晶偏向素子51によって走査線が調整される。液晶偏向素子51は、電気的制御によってレーザ光の射出方向を任意に偏向することができる素子である。その偏向角は駆動電圧波形の波高値又はパルス幅デューティによって任意に可変できる。
また、各走査線の倍率誤差、開始・終了点間の位置ずれ、走査線曲がりや傾き等の走査状態の変動が生じたときには、光源40に入力される画像データのパルスを制御することによって走査状態が調整される。
The coarse adjustment and fine adjustment of the positional deviation of the laser beam are performed by controlling the liquid
Specifically, the scanning line is adjusted by the liquid
In addition, when a scanning state variation such as a magnification error of each scanning line, a positional deviation between start and end points, a scanning line bending or a tilt occurs, scanning is performed by controlling a pulse of image data input to the light source 40. The state is adjusted.
このように、中間転写ベルト27上のトナーパターンの重ねずれ情報に基づいてレーザ光の粗調整をおこなった後に、レーザ光検出器53BK、53Y、53M、53Cの検出結果に基いてレーザ光の微調整をおこなうことによって、各レーザ光L1〜L4の感光体ドラム21BK、21Y、21M、21C上での絶対的な座標データを特定して、その絶対的な座標データに基づいてレーザ光L1〜L4の走査状態を高精度に最適化することができる。すなわち、トナーパターンの位置ずれ検出によって大まかに位置ずれ調整をおこなった後に、レーザ光検出器の位置ずれ検出を用いて微調整をおこなうことによって、レーザ光の位置ずれを効率よく確実に抑止することができる。
As described above, after the coarse adjustment of the laser beam based on the toner pattern overlay error information on the
フォトセンサ52A〜52Cによって大まかな位置ずれ調整をおこなった後、感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上の走査状態(開始・終了点位置ずれ、倍率誤差)をレーザ光検出器53Y、53M、53C、53BKによって検出する。同時に、レーザ光検出器53Y、53M、53C、53BKによって各レーザ光L1〜L4の感光体ドラム上における副走査方向の座標を検出して、調整前の各走査線の走査方向の原点出しをおこなう。
After roughly adjusting the positional deviation by the
色ごとの走査状態をそれぞれのレーザ光検出器53Y、53M、53C、53BKによって検出して、そのレーザ光の位置を原点とする。開始点・終了点位置ずれや倍率誤差については色ごとに個別に調整して、副走査方向ピッチむらや走査位置ずれについてはフォトセンサ52A〜52Cによる重ねずれ量から各レーザ光に対する調整量を算出して調整する。
The scanning state for each color is detected by the respective
レーザ光検出器53Y、53M、53C、53BKは、レーザ光の走査位置が副走査方向へ移動しても、受光部54A、54Bの検出時間差が一定になるように設定されている。これにより、レーザ光の副走査方向の移動量や絶対座標を検出することができる。また、レーザ光が受光部54A、54Bを通過する時間や受光部54A、54B間を通過する時間差から、副走査方向の位置座標を検出することができる。
The
なお、本実施の形態1では、フォトセンサ52A〜52Cの検出結果に基いてレーザ光の粗調整をおこなった後にレーザ光検出器53BK、53Y、53M、53Cの検出結果に基いてレーザ光の微調整をおこなったが、レーザ光検出器53BK、53Y、53M、53Cの検出結果に基いてレーザ光の粗調整をおこなった後にフォトセンサ52A〜52Cの検出結果に基いてレーザ光の微調整をおこなうこともできる。
In the first embodiment, fine adjustment of the laser light is performed based on the detection results of the laser light detectors 53BK, 53Y, 53M, and 53C after coarse adjustment of the laser light is performed based on the detection results of the
本実施の形態1では、走査線の傾きと主走査方向の倍率誤差とが生じている場合(図6(A)の状態である。)に、まず、走査線の傾きを調整する(図6(B)の状態である。)。その後、レーザ光検出器53BK、53Y、53M、53Cから倍率誤差の状況を検出して、主走査方向の倍率誤差を調整する(図6(C)の状態である。)。このような手順により、走査線傾きの調整によって新たな主走査方向の倍率誤差が発生する場合であっても、効率よく確実にレーザ光の位置ずれを調整することができる。 In the first embodiment, when the inclination of the scanning line and the magnification error in the main scanning direction occur (the state in FIG. 6A), first, the inclination of the scanning line is adjusted (FIG. 6). (B) state.) Thereafter, the magnification error state is detected from the laser beam detectors 53BK, 53Y, 53M, and 53C, and the magnification error in the main scanning direction is adjusted (the state shown in FIG. 6C). By such a procedure, even when a new magnification error in the main scanning direction occurs due to the adjustment of the scanning line inclination, the positional deviation of the laser beam can be adjusted efficiently and reliably.
また、走査線の傾きと副走査方向のレジストずれ(ピッチずれ)とが生じている場合(図7(A)の状態である。)に、まず、走査線の傾きを調整する(図7(B)の状態である。)。その後、レーザ光検出器53BK、53Y、53M、53Cからレジストずれの状況を検出して、副走査方向のレジストずれを調整する(図7(C)の状態である。)。このような手順により、走査線傾きの調整によって新たな副走査方向のレジストずれが発生する場合であっても、効率よく確実にレーザ光の位置ずれを調整することができる。 In addition, when the inclination of the scanning line and the registration deviation (pitch deviation) in the sub-scanning direction are generated (the state shown in FIG. 7A), first, the inclination of the scanning line is adjusted (FIG. 7 ( B).) Thereafter, the status of registration deviation is detected from the laser beam detectors 53BK, 53Y, 53M, and 53C, and the registration deviation in the sub-scanning direction is adjusted (the state in FIG. 7C). By such a procedure, even when a new registration deviation in the sub-scanning direction occurs due to the adjustment of the scanning line inclination, the positional deviation of the laser beam can be adjusted efficiently and reliably.
また、図示は省略するが、主走査方向の倍率誤差と副走査方向のレジストずれとが生じている場合に、まず、主走査方向の倍率誤差を調整する。その後、レーザ光検出器53BK、53Y、53M、53Cの検出結果に基いて副走査方向のレジストずれを調整する。このような手順により、主走査方向の倍率誤差の調整によって新たな副走査方向のレジストずれが発生する場合であっても、効率よく確実にレーザ光の位置ずれを調整することができる。 Although not shown, when a magnification error in the main scanning direction and a registration error in the sub-scanning direction occur, first, the magnification error in the main scanning direction is adjusted. Thereafter, the registration deviation in the sub-scanning direction is adjusted based on the detection results of the laser beam detectors 53BK, 53Y, 53M, and 53C. By such a procedure, even when a new registration error in the sub-scanning direction occurs due to the adjustment of the magnification error in the main scanning direction, the positional deviation of the laser beam can be adjusted efficiently and reliably.
なお、制御部57の演算部には、フォトセンサ52A〜52Cで検出された検出結果と照合するための制御テーブル(調整ルールテーブル)が予め記憶されている。そして、フォトセンサ52A〜52Cで検出された検出結果を、制御テーブルと照合して得られる最適な調整値に基いて、調整手段40、51を制御することになる。これにより、迅速かつ適切なレーザ光の位置ずれ調整をおこなうことができる。
Note that a control table (adjustment rule table) for collating with the detection results detected by the
本実施の形態1では、複数の光源から射出されて複数の感光体ドラム21Y、21M、21C、21BK上に照射されるレーザ光L1〜L4の走査状態がそれぞればらばらに変動するような場合であっても、複数の感光体ドラム21Y、21M、21C、21BKにおける副走査ビームピッチむらや走査間位置ずれを調整することができる。タンデム型の画像形成装置は、複数の感光体ドラム21Y、21M、21C、21BKに同時に潜像を形成することができるために、画像出力の高速化が達成される。そして、本実施の形態1では、高速化された画像出力にともない走査線位置ずれ調整を並列しておこなうことができるので、走査線の調整処理による画像出力時間の増加がほとんど発生しない。これにより、画像出力にともなう定着部66のヒータの加熱時間やポリゴンミラー45の駆動時間等の増加も抑止されて、消費電力の増加が防止される。
In the first embodiment, the scanning states of the laser beams L1 to L4 emitted from a plurality of light sources and irradiated onto the plurality of
また、本実施の形態1では、複数の光源から射出されるレーザ光L1〜L4ごとにレーザ光検出器53BK、53Y、53M、53Cが配設されて、各レーザ光L1〜L4の位置ずれがレーザ光間の走査状態も把握されながら調整される。これにより、全体としてバランスのとれたレーザ光L1〜L4の調整が的確におこなわれる。 In the first embodiment, laser light detectors 53BK, 53Y, 53M, and 53C are provided for each of the laser beams L1 to L4 emitted from a plurality of light sources, and the positional deviations of the laser beams L1 to L4 are shifted. Adjustment is performed while grasping the scanning state between the laser beams. Thereby, the adjustment of the laser beams L1 to L4 balanced as a whole is accurately performed.
また、本実施の形態1において、レーザ光検出器53BK、53Y、53M、53Cの検出結果に基いてレーザ光L1〜L4の位置ずれを調整する際に、位置ずれの偏差が所定範囲内になった時点でその調整を終了するように制御することができる。これによって、位置ずれの調整制御が目標値に一致するまで無限に続けられる不具合(無限ループ)の発生を防止するとともに、レーザ光の位置ずれを一定の範囲内に維持することができる。 In the first embodiment, when the positional deviation of the laser beams L1 to L4 is adjusted based on the detection results of the laser beam detectors 53BK, 53Y, 53M, and 53C, the deviation of the positional deviation is within a predetermined range. It is possible to control so that the adjustment is finished at the time. As a result, it is possible to prevent the occurrence of a problem (infinite loop) in which the positional deviation adjustment control is continued indefinitely until it matches the target value, and the laser beam positional deviation can be maintained within a certain range.
また、本実施の形態1において、複数の光源から射出されるレーザ光L1〜L4のうち、特定の光源(例えば、ブラック用の光源40BKである。)から射出されるレーザ光を基準のレーザ光として調整工程をおこなうこともできる。この場合、まず、基準となるレーザ光の位置ずれを調整した後に、他のレーザ光の副走査方向のビームピッチを調整して他のレーザ光の位置ずれを調整する。これにより、1つのレーザ光の調整によって発生する新たな位置ずれを考慮した調整が可能になって、全体として迅速かつ確実な位置ずれ調整がおこなわれる。 In the first embodiment, the laser light emitted from a specific light source (for example, the black light source 40BK) among the laser lights L1 to L4 emitted from a plurality of light sources is used as a reference laser light. The adjustment process can also be performed. In this case, first, after adjusting the positional deviation of the reference laser beam, the positional deviation of the other laser beam is adjusted by adjusting the beam pitch of the other laser beam in the sub-scanning direction. As a result, an adjustment that takes into account a new misalignment that occurs due to the adjustment of one laser beam is possible, and a quick and reliable misalignment adjustment is performed as a whole.
また、本実施の形態1において、複数の光源から射出されるレーザ光L1〜L4の副走査方向のピッチを調整した後に、各レーザ光L1〜L4の位置ずれをそれぞれ調整することもできる。これにより、全体としてバランスのとれたレーザ光L1〜L4の調整が的確におこなわれる。 In the first embodiment, after adjusting the pitch in the sub-scanning direction of the laser beams L1 to L4 emitted from a plurality of light sources, the positional deviations of the laser beams L1 to L4 can be adjusted. Thereby, the adjustment of the laser beams L1 to L4 balanced as a whole is accurately performed.
また、本実施の形態1において、複数の光源から射出されるレーザ光L1〜L4を走査する順番を一定化することもできる。中間転写ベルト27上にトナーパターンを形成するためのレーザ光L1〜L4の走査順を特定することによって、一定の状態での書込み環境が維持されて、安定した出力画像を形成することができる。
In the first embodiment, the order of scanning the laser beams L1 to L4 emitted from a plurality of light sources can be made constant. By specifying the scanning order of the laser beams L1 to L4 for forming the toner pattern on the
また、本実施の形態1において、図8に示すように、フィードバック制御によってレーザ光の位置ずれ調整をおこなうこともできる。
図8を参照して、まず、中間転写ベルト27上にトナーパターンが形成されて(ステップS1)、フォトセンサ52A〜52C(第2検出手段)によって走査線ピッチずれが検出される(ステップS2〜S3)。これを初期値として、この初期値に基いて制御部の演算部で調整値が算出されて、調整手段に向けて位置ずれ調整信号が送信される(ステップS4〜S5)。
In the first embodiment, as shown in FIG. 8, it is possible to adjust the positional deviation of the laser beam by feedback control.
Referring to FIG. 8, first, a toner pattern is formed on intermediate transfer belt 27 (step S1), and scanning line pitch deviation is detected by
その後、調整手段によってレーザ光の調整がおこなわれる(ステップS6)。他方、第3検出手段としての温湿度センサ58によって、装置本体1内の温湿度が検出されて(ステップS8)、その検出結果に基いてレーザ光の走査状態の補正がおこなわれる(ステップS7)。
そして、レーザ光を感光体ドラムに向けて1ライン毎に照射して(ステップS9)、レーザ光検出器53BK、53Y、53M、53C(第1検出手段)によって副走査方向のビーム位置等が検出される(ステップS10〜S11)。この検出値はフィードバックされてステップS3で検出された初期値と比較されて(ステップS4)、ステップS5以降のフローが繰り返される。
Thereafter, the adjustment of the laser light is performed by the adjusting means (step S6). On the other hand, the temperature and humidity in the apparatus
Then, the laser beam is irradiated to the photosensitive drum line by line (step S9), and the beam position in the sub-scanning direction is detected by the laser beam detectors 53BK, 53Y, 53M, and 53C (first detection means). (Steps S10 to S11). This detected value is fed back and compared with the initial value detected in step S3 (step S4), and the flow after step S5 is repeated.
このように、第2検出手段による位置ずれデータを初期値として、演算部によってトナーパターン位置ずれに対応した調整手段による調整値を算出して、調整手段を調整値分だけ調整制御した後にレーザ光の走査状態を検出して、目標値との差異が所定範囲内になるようにフィードバック制御をおこなうことによって、各走査線の位置ずれと形状変動とを軽減して、走査線同士のピッチ間隔、位置ずれを調整することができる。また、第1検出手段によって各感光体ドラム上でのレーザ光の絶対的な座標が検出されるために、位置ずれ調整のために必要となるフィードバック制御のループ回数を削減することができて、調整に要する時間や画像出力に要する時間を短縮化することができる。 As described above, the position deviation data obtained by the second detection means is used as an initial value, the calculation value is calculated by the adjustment means corresponding to the toner pattern position deviation by the calculation unit, and the adjustment light is adjusted and controlled by the adjustment value. By detecting the scanning state and performing feedback control so that the difference from the target value is within a predetermined range, the positional deviation and the shape variation of each scanning line are reduced, and the pitch interval between the scanning lines, The misalignment can be adjusted. Further, since the absolute coordinates of the laser light on each photosensitive drum are detected by the first detection means, the number of feedback control loops necessary for adjusting the positional deviation can be reduced, The time required for adjustment and the time required for image output can be shortened.
以上説明したように、本実施の形態1では、レーザ光L1〜L4の位置ずれの検出結果と、中間転写ベルト27上に重ねて転写された複数のトナー像の位置ずれの検出結果と、に基いてレーザ光L1〜L4の位置ずれを調整している。これによって、レーザ光L1〜L4の位置ずれが確実に調整されて、色ずれ等の画質不良の発生を抑止することができる。
As described above, in the first embodiment, the detection result of the positional deviation of the laser beams L1 to L4 and the detection result of the positional deviation of the plurality of toner images transferred and superimposed on the
なお、本実施の形態1では、ポリゴンミラー45に第1偏向部45aと第2偏向部45bとを設けて、第1偏向部45aに第1のレーザ光L1と第3のレーザ光L3とを入射させ、第2偏向部45bに第2のレーザ光L2と第4のレーザ光L4とを入射させる構成とした。これに対して、ポリゴンミラー45に4つの偏向部を設けて、各偏向部にそれぞれレーザ光L1〜L4を入射させる構成にすることもできる。そのような場合でも、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the
また、本実施の形態1では、複数の感光体ドラム21BK、21Y、21M、21Cが並設されたタンデム型カラー画像形成装置について、本発明を適用した。これに対して、単数の感光体ドラムに対して各色の作像プロセスが順次おこなわれて感光体ドラム上に順次形成された各色のトナー像が被転写体上に順次重ねて転写されるリボルバ型カラー画像形成装置であっても、当然に本発明を適用することができる。その場合も、各色のレーザ光の位置ずれの検出結果と、被転写体上に重ねて転写された複数のトナー像の位置ずれの検出結果と、に基いてレーザ光の位置ずれを調整することで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。 In the first embodiment, the present invention is applied to a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of photosensitive drums 21BK, 21Y, 21M, and 21C are arranged in parallel. On the other hand, a revolver type in which an image forming process of each color is sequentially performed on a single photosensitive drum, and toner images of each color sequentially formed on the photosensitive drum are sequentially transferred onto the transfer target. Of course, the present invention can be applied to a color image forming apparatus. Even in such a case, the positional deviation of the laser beam is adjusted based on the detection result of the positional deviation of the laser beam of each color and the detection result of the positional deviation of the plurality of toner images transferred onto the transfer target. Thus, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
実施の形態2.
図9にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図9は、実施の形態2における画像形成装置でおこなわれるレーザ光の位置ずれ調整の手順を示すフローチャートであって、前記実施の形態1における図8に相当する図である。本実施の形態2は、第3検出手段としての温湿度センサ58の検出結果に基いてフィードフォワード制御がおこなわれる点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for adjusting the positional deviation of the laser beam performed in the image forming apparatus in the second embodiment, and corresponds to FIG. 8 in the first embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the feedforward control is performed based on the detection result of the temperature /
図9を参照して、まず、中間転写ベルト27上にトナーパターンが形成されて(ステップS1)、フォトセンサ52A〜52C(第2検出手段)によって走査線ピッチずれが検出される(ステップS2〜S3)。これを初期値として、この初期値に基いて演算部(PID制御部)で調整値が算出される(ステップS4、S15)。このとき、第3検出手段としての温湿度センサ58によって装置本体1内の温湿度が検出されて(ステップS18)、その検出結果に基いて外乱を打消す走査量として調整値が算出される。そして、温湿度センサ58の検出結果に基いたフィードフォワード制御によるレーザ光の調整がおこなわれる(ステップS16)。
Referring to FIG. 9, first, a toner pattern is formed on intermediate transfer belt 27 (step S1), and scanning line pitch deviation is detected by
そして、調整手段によるレーザ光の調整後に、レーザ光を感光体ドラムに向けて1ライン毎に照射して(ステップS17、S9)、レーザ光検出器53BK、53Y、53M、53C(第1検出手段)によって副走査方向のビーム位置等が検出される(ステップS10〜S11)。この検出値はフィードバックされてステップS3で検出された初期値と比較されて(ステップS4)、ステップS15以降のフローが繰り返される。 Then, after adjusting the laser beam by the adjusting unit, the laser beam is irradiated to the photosensitive drum line by line (steps S17 and S9), and the laser beam detectors 53BK, 53Y, 53M, and 53C (first detecting unit). ) To detect the beam position and the like in the sub-scanning direction (steps S10 to S11). This detected value is fed back and compared with the initial value detected in step S3 (step S4), and the flow after step S15 is repeated.
このように、本実施の形態2では、装置本体1内の温湿度変動や装置本体1の傾斜等の外乱による各レーザ光L1〜L4の走査状態の変動やトナーパターンの位置ずれを、予め教師データ(調整手段40、51の調整量に係わるデータである。)として固定する。これによって、外乱の影響を最小限にして、位置ずれの変動を最小限にすることができる。すなわち、調整後の位置ずれ量の状態を検出しながら、適切な位置ずれ偏差の目標値にスムーズに調整することで、温度変動による画像の劣化を比較的短時間に調整することができる。
As described above, in the second embodiment, the variation in the scanning state of each of the laser beams L1 to L4 and the displacement of the toner pattern due to disturbances such as temperature and humidity fluctuations in the apparatus
以上説明したように、本実施の形態2でも、前記実施の形態1と同様に、レーザ光L1〜L4の位置ずれの検出結果と、中間転写ベルト27上に重ねて転写された複数のトナー像の位置ずれの検出結果と、に基いてレーザ光L1〜L4の位置ずれを調整している。これによって、レーザ光L1〜L4の位置ずれが確実に調整されて、色ずれ等の画質不良の発生を抑止することができる。
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the detection result of the positional deviation of the laser beams L1 to L4 and the plurality of toner images transferred on the
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1 画像形成装置本体(装置本体)、 2 光走査装置、
21BK、21Y、21M、21C 感光体ドラム(像担持体)、
27 中間転写ベルト(被転写体)、
40BK 光源、 45 ポリゴンミラー(光偏向器)、
45a 第1偏向部、 45b 第2偏向部、
46A〜46D fθレンズ(結像光学系)、 47a〜47h ミラー、
50A〜50D ハーフミラー、
51、51BK 液晶偏向素子(調整手段)、
52、52A〜52C フォトセンサ(第2検出手段)、
53BK、53Y、53M、53C レーザ光検出器(第1検出手段)、
54A、54B、55 受光素子、
57 制御部(調整手段)、 58 温湿度センサ(第3検出手段)、
L1〜L4 レーザ光(光ビーム)、 A 走査領域。
1 image forming apparatus main body (apparatus main body), 2 optical scanning device,
21BK, 21Y, 21M, 21C photosensitive drum (image carrier),
27 Intermediate transfer belt (transfer object),
40BK light source, 45 polygon mirror (light deflector),
45a first deflection unit, 45b second deflection unit,
46A to 46D fθ lens (imaging optical system), 47a to 47h mirror,
50A-50D half mirror,
51, 51BK liquid crystal deflection element (adjustment means),
52, 52A to 52C Photosensor (second detection means),
53BK, 53Y, 53M, 53C Laser light detector (first detection means),
54A, 54B, 55 light receiving element,
57 control part (adjustment means), 58 temperature / humidity sensor (third detection means),
L1 to L4 Laser light (light beam), A scanning region.
Claims (10)
前記レーザ光の走査領域両端部の外部にそれぞれ配設された複数の受光素子を具備するとともに、前記複数の受光素子に入射される前記レーザ光を検知して前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差のうち少なくとも1つを検出する第1検出手段と、
前記被転写体上に転写される前記複数のトナー像の重ねずれを検出する第2検出手段と、
前記レーザ光を射出する光源から前記像担持体に至る前記レーザ光の光路中に配設された偏向素子における偏向角を可変制御するとともに、前記光源に入力される画像データのパルスを制御して、前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差をそれぞれ調整する調整手段と、
を備え、
前記調整手段は、前記第2検出手段の検出結果に基いて前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差のうち検出結果が目標値に一致せずに調整が必要なものを当該目標値に近づくように制御テーブルと照合して得られる最適な調整値に基いて調整した後に、前記第1検出手段の検出結果に基いて前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差のうち検出結果が目標値に一致せずに調整が必要なものを当該目標値との差異が所定範囲内になるまで調整することを特徴とする画像形成装置。 A plurality of latent images are formed on a plurality or a single image carrier that scans laser light in the main scanning direction and travels in the sub-scanning direction, and the plurality of latent images formed on the image carrier are developed. An image forming apparatus for transferring a plurality of toner images formed on a transfer target,
A plurality of light receiving elements respectively disposed outside both ends of the scanning region of the laser light, and detecting the laser light incident on the plurality of light receiving elements to detect an inclination of a scanning line in the laser light; First detection means for detecting at least one of registration deviation in the main scanning direction, registration deviation in the sub-scanning direction, and magnification error in the main scanning direction;
Second detection means for detecting an overlay error of the plurality of toner images transferred onto the transfer target;
While variably controlling the deflection angle in the deflection element disposed in the optical path of the laser beam from the light source emitting the laser beam to the image carrier, the pulse of image data input to the light source is controlled. Adjusting means for adjusting the inclination of the scanning line in the laser beam, the registration deviation in the main scanning direction, the registration deviation in the sub-scanning direction, and the magnification error in the main scanning direction, respectively.
With
The adjustment means detects a detection result among the inclination of the scanning line in the laser beam, registration deviation in the main scanning direction, registration deviation in the sub-scanning direction, and magnification error in the main scanning direction based on the detection result of the second detection means. After adjusting based on the optimum adjustment value obtained by collating the control value with the control table so that it does not coincide with the target value and needs to be adjusted, based on the detection result of the first detection means Among the laser beam inclination, main scanning direction registration deviation, sub-scanning direction registration deviation, and main scanning direction magnification error, the detection result does not match the target value and needs to be adjusted. The image forming apparatus is characterized in that the adjustment is performed until the difference between the two is within a predetermined range.
前記調整手段は、前記第3検出手段の検出結果に基いてフィードフォワード制御によって前記レーザ光における走査線の傾き、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差を調整することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の画像形成装置。 A third detection means for detecting temperature or / and humidity in the apparatus;
The adjusting unit is configured to reduce the scanning line inclination, the registration error in the main scanning direction, the registration error in the sub-scanning direction, and the magnification error in the main scanning direction by feedforward control based on the detection result of the third detection unit. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is adjusted.
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