JP5119755B2 - Image forming apparatus and control apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置および制御装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a control apparatus.
プリンタや複写機等といった電子写真方式のカラー画像形成装置では、露光装置から各色毎にレーザ光が出射され、感光体を走査露光する。その際に、各色画像の位置を合わせるために、各色レーザ光についての各感光体上での露光位置の調整が行われる。
例えば特許文献1には、搬送ベルトの両端部2箇所に各色毎のレジストマークを形成して、それらを搬送ベルトの両端部2箇所それぞれに配置されたマーク検出器で検出し、その検出結果に基づいて各色レーザ光の露光位置の調整を行うことが記載されている。
In an electrophotographic color image forming apparatus such as a printer or a copying machine, a laser beam is emitted for each color from an exposure device, and the photosensitive member is scanned and exposed. At that time, in order to adjust the position of each color image, the exposure position of each color laser beam on each photoconductor is adjusted.
For example, in Patent Document 1, registration marks for each color are formed at two locations on both ends of the conveyance belt, and these are detected by mark detectors arranged at two locations on both ends of the conveyance belt. Based on this, it is described that the exposure position of each color laser beam is adjusted.
ここで一般に、レーザ光の露光位置の調整を全走査領域で精度よく合わせるには、感光体上での走査線の始点位置と終点位置との双方を調整することが効果的である。ところが、そのために走査線位置を検出する複数の検出手段を設けたり、検出手段を移動させるための機構を備えると、製造コストの上昇を招くという不都合があった。
本発明は、画像形成装置における露光位置の調整機構を安価な構成により実現することを目的とする。
Here, in general, it is effective to adjust both the start point position and the end point position of the scanning line on the photosensitive member in order to accurately adjust the exposure position of the laser beam in the entire scanning region. However, providing a plurality of detection means for detecting the scanning line position or a mechanism for moving the detection means for that purpose has a disadvantage of increasing the manufacturing cost.
An object of the present invention is to realize an exposure position adjustment mechanism in an image forming apparatus with an inexpensive configuration.
請求項1に係る発明は、像保持体と、前記像保持体上を光源から出射された光束により走査露光する露光手段と、前記光源を画像データに基づいて駆動する駆動手段と、前記光源に対する前記駆動手段からの前記画像データの出力タイミングを調整するための調整データを記憶する記憶手段と、前記露光手段が前記光束を走査露光することで前記像保持体に形成された所定のパターン画像の位置を当該像保持体上または当該像保持体から当該パターン画像が転写された転写体上での位置として検出する検出手段とを備え、前記記憶手段は、前記光束の走査中央部から走査開始点側の前記像保持体上での領域に形成された前記パターン画像に関する主走査方向の位置に基づいて求められた前記調整データを記憶し、前記検出手段は、前記像保持体の前記光束の走査中央部から走査終点側の領域に形成された前記パターン画像の前記位置を検出し、前記駆動手段は、前記光源に対する1走査線内での前記画像データの出力開始タイミングを前記記憶手段により記憶された前記調整データに基づいて設定し、1走査線内での当該画像データの出力終了タイミングを前記検出手段により検出された前記パターン画像の位置に関する情報に基づいて設定して、当該光源を駆動することを特徴とする画像形成装置である。 The invention according to claim 1 is directed to an image carrier, an exposure unit that scans and exposes the image carrier with a light beam emitted from a light source, a drive unit that drives the light source based on image data, and the light source. Storage means for storing adjustment data for adjusting the output timing of the image data from the drive means, and a predetermined pattern image formed on the image carrier by the exposure means scanning and exposing the light flux. Detection means for detecting the position as a position on the image holding body or on the transfer body on which the pattern image is transferred from the image holding body, and the storage means starts scanning from the scanning central portion of the luminous flux. The adjustment data obtained based on the position in the main scanning direction with respect to the pattern image formed in the region on the image holding body on the side is stored, and the detection means stores the image holding Of the position is detected and the driving means of the pattern image formed in the region of the scanning end point from the scanning center of the light beam, the output start timing of the image data in the one scan line with respect to said light source set based on the more stored the adjusted data in the storage unit, set on the basis of the information on the position of more said detected pattern image output end timing of the image data to said detecting means in one scan line The image forming apparatus is characterized in that the light source is driven.
請求項2に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記検出手段は、前記光束の走査中央部から走査終点側に対応する第1の配置位置および当該光束の走査中央部から走査開始点側に対応する第2の配置位置のそれぞれに移動可能に設けられ、前記記憶手段は、所定時に前記第2の配置位置において前記検出手段により検出された前記パターン画像の位置に基づいて求められた前記調整データを記憶し、前記駆動手段は、1走査線内での前記画像データの出力タイミングを、前記第1の配置位置において前記検出手段により検出された前記パターン画像の位置に関する情報に基づいて設定して、前記光源を駆動することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記光源から前記像保持体に対して出射される前記光束の走査開始タイミングを検出する走査開始タイミング検出手段をさらに備え、前記駆動手段は、前記走査開始タイミング検出手段にて検出された前記走査開始タイミングに関する情報と前記調整データとに基づいて前記出力開始タイミングを設定し、前記光源を駆動することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the detecting means includes a first arrangement position corresponding to a scanning end point from the scanning center portion of the light beam and a scanning central portion of the light beam. Based on the position of the pattern image detected by the detection means at the second arrangement position at a predetermined time, the storage means is provided to be movable to each of the second arrangement positions corresponding to the scanning start point side. The obtained adjustment data is stored, and the driving unit is configured to determine the output timing of the image data within one scanning line, and information on the position of the pattern image detected by the detection unit at the first arrangement position. The light source is driven based on the setting.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the image forming apparatus further includes a scanning start timing detecting unit that detects a scanning start timing of the light beam emitted from the light source to the image carrier, The drive means sets the output start timing based on information relating to the scan start timing detected by the scan start timing detection means and the adjustment data, and drives the light source.
請求項4に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記光源から前記像保持体に対して出射される前記光束の走査開始タイミングを検出する走査開始タイミング検出手段をさらに備え、前記記憶手段は、所定時に前記走査開始タイミング検出手段にて検出された前記走査開始タイミングに関する情報をさらに記憶し、前記駆動手段は、前記記憶手段に記憶された前記走査開始タイミングに関する情報と前記調整データとに基づいて前記出力開始タイミングを設定し、前記光源を駆動することを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る画像形成装置にて、前記記憶手段は、所定の温度環境の下で前記第2の配置位置において前記検出手段により検出された前記パターン画像の位置に基づいて求められた前記調整データ、および所定の温度環境の下で前記走査開始タイミング検出手段にて検出された前記走査開始タイミングに関する情報を記憶したことを特徴とする
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the image forming apparatus further includes a scanning start timing detecting unit that detects a scanning start timing of the light beam emitted from the light source to the image carrier, The storage unit further stores information on the scan start timing detected by the scan start timing detection unit at a predetermined time, and the drive unit stores information on the scan start timing stored in the storage unit and the adjustment. The output start timing is set based on the data, and the light source is driven.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, the storage means is a position of the pattern image detected by the detection means at the second arrangement position under a predetermined temperature environment. The adjustment data obtained based on the information and information on the scanning start timing detected by the scanning start timing detection means under a predetermined temperature environment are stored.
請求項6に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記像保持体が複数配置され、前記露光手段は、前記複数の像保持体各々を当該複数の像保持体各々に対応して設けられた複数の前記光源から出射された光束により走査露光し、前記記憶手段は、前記駆動手段からの前記複数の光源各々に対する前記画像データの出力タイミングを調整するための前記調整データを記憶することを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記像保持体が複数配置され、前記露光手段は、前記複数の像保持体各々を当該複数の像保持体各々に対応して設けられた複数の前記光源から出射された光束により走査露光し、前記記憶手段は、前記複数の像保持体における前記パターン画像に関する副走査方向の位置に基づいて求められた副走査方向の位置情報をさらに記憶し、前記駆動手段は、前記副走査方向の位置情報に基づいて前記複数の光源各々から出射される前記光束相互間に設定される時間差を調整して前記光源を駆動することを特徴とする。
請求項8に係る発明は、請求項2に係る画像形成装置にて、前記検出手段を前記第1の配置位置および/または前記第2の配置位置に保持する保持手段を更に備えたことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention , in the image forming apparatus according to the first aspect, a plurality of the image holding bodies are arranged, and the exposure unit corresponds to each of the plurality of image holding bodies. Scanning exposure is performed with light beams emitted from the plurality of light sources provided, and the storage unit adjusts the adjustment data for adjusting the output timing of the image data for each of the plurality of light sources from the driving unit. It is memorized.
According to a seventh aspect of the present invention , in the image forming apparatus according to the first aspect, a plurality of the image holding bodies are arranged, and the exposure unit corresponds to each of the plurality of image holding bodies. Scanning exposure is performed with light beams emitted from the plurality of light sources provided in the sub-scanning direction, and the storage unit is arranged in the sub-scanning direction obtained based on positions in the sub-scanning direction with respect to the pattern image on the plurality of image carriers. Position information is further stored, and the drive means drives the light source by adjusting a time difference set between the light beams emitted from each of the plurality of light sources based on the position information in the sub-scanning direction. It is characterized by.
The invention according to claim 8 is the image forming apparatus according to claim 2, further comprising holding means for holding the detection means at the first arrangement position and / or the second arrangement position. And
請求項9に係る発明は、光源を画像データに基づいて駆動する駆動手段から当該光源への当該画像データの出力タイミングを調整するための調整データを記憶する記憶手段と、前記光源からの光束が走査露光されることで像保持体に形成された所定のパターン画像に関する当該像保持体上での位置または当該像保持体から当該パターン画像が転写された転写体上での位置に関する情報を取得する位置情報取得手段と、前記駆動手段から前記光源への1走査線内での前記画像データの出力開始タイミングを前記記憶手段に記憶された前記調整データに基づいて指示し、1走査線内での当該画像データの出力終了タイミングを前記位置情報取得手段にて取得された前記パターン画像の位置に関する情報に基づいて指示する指示手段とを備え、前記記憶手段は、前記光束の走査中央部から走査開始点側の前記像保持体上での領域に形成された前記パターン画像に関する主走査方向の位置に基づいて求められた前記調整データを記憶し、前記位置情報取得手段は、前記像保持体の前記光束の走査中央部から走査終点側の領域に形成された前記パターン画像の前記位置に関する情報を取得することを特徴とする制御装置である。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided storage means for storing adjustment data for adjusting the output timing of the image data from the driving means for driving the light source based on the image data to the light source, and light flux from the light source. Information relating to the position on the image carrier with respect to a predetermined pattern image formed on the image carrier by scanning exposure or information on the position on the transfer body to which the pattern image has been transferred from the image carrier is obtained. A position information acquisition unit, and an output start timing of the image data within one scanning line from the driving unit to the light source are instructed based on the adjustment data stored in the storage unit, and within one scanning line and a instruction means for instructing on the basis of the output end timing of the image data to the information on the position of the acquired pattern images by the position information acquiring unit, wherein The storage means stores the adjustment data obtained based on the position in the main scanning direction with respect to the pattern image formed in the region on the image holding body on the scanning start point side from the scanning central portion of the luminous flux, The position information acquisition unit is a control device that acquires information related to the position of the pattern image formed in a region on the scanning end point side from the scanning center portion of the light flux of the image carrier .
請求項10に係る発明は、請求項9に係る制御装置にて、前記記憶手段は、複数の前記像保持体各々に対して前記光束を出射する複数の前記光源各々に対する前記画像データの出力タイミングを調整するための前記調整データを記憶することを特徴とする。
請求項11に係る発明は、請求項9に係る制御装置にて、前記光源から前記像保持体に対して出射される前記光束の走査開始タイミングに関する情報を取得する走査開始タイミング取得手段をさらに備え、前記記憶手段は、所定時に前記走査開始タイミング取得手段にて取得された前記走査開始タイミングに関する情報をさらに記憶し、前記指示手段は、前記記憶手段に記憶された前記走査開始タイミングに関する情報と前記調整データとに基づいて前記出力開始タイミングを指示することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the control device according to the ninth aspect, the storage means outputs the image data to each of the plurality of light sources that emits the light flux to each of the plurality of image carriers. The adjustment data for adjusting is stored.
According to an eleventh aspect of the present invention, the control device according to the ninth aspect further includes scanning start timing acquisition means for acquiring information related to a scanning start timing of the light beam emitted from the light source to the image carrier. The storage means further stores information on the scan start timing acquired by the scan start timing acquisition means at a predetermined time, and the instruction means stores information on the scan start timing stored in the storage means and the information The output start timing is instructed based on the adjustment data.
本発明の請求項1によれば、本発明を採用しない場合に比べて、画像形成装置における露光位置の調整機構を安価な構成により実現することができる。
本発明の請求項2によれば、本発明を採用しない場合に比べて、記憶手段に記憶される調整データを算出する際に用いるパターン画像の位置の検出を正確に行うことができる。
本発明の請求項3によれば、画像データの出力開始タイミングを位置調整用のパターン画像を形成せずに設定することができる。
本発明の請求項4によれば、本発明を採用しない場合に比べて、走査開始タイミングが変動した場合にも走査開始位置の調整を精度良く行うことができる。
本発明の請求項5によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温度環境が変動した場合にも走査開始位置の調整を精度良く行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, the exposure position adjusting mechanism in the image forming apparatus can be realized with an inexpensive configuration as compared with the case where the present invention is not adopted.
According to the second aspect of the present invention, the position of the pattern image used when calculating the adjustment data stored in the storage means can be detected more accurately than when the present invention is not adopted.
According to the third aspect of the present invention, the output start timing of the image data can be set without forming a pattern image for position adjustment.
According to the fourth aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, the scan start position can be adjusted with high accuracy even when the scan start timing fluctuates.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to adjust the scanning start position with high accuracy even when the temperature environment fluctuates, compared to the case where the present invention is not adopted.
本発明の請求項6によれば、本発明を採用しない場合に比べて、複数の像保持体各々を露光する光束各々の走査開始タイミングのずれ量を低減することができる。
本発明の請求項7によれば、本発明を採用しない場合に比べて、複数の像保持体各々を露光する複数の光束相互間の副走査方向のずれ量を低減することができる。
本発明の請求項8によれば、本発明を採用しない場合に比べて、記憶手段に記憶される調整データを算出する際に用いるパターン画像の位置の検出を正確に行うことができる。
According to the sixth aspect of the present invention, as compared with the case where the present invention is not adopted, it is possible to reduce the shift amount of the scanning start timing of each light beam for exposing each of the plurality of image carriers.
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to reduce the amount of deviation in the sub-scanning direction between the plurality of light beams that expose each of the plurality of image carriers, compared to the case where the present invention is not adopted.
According to the eighth aspect of the present invention, the position of the pattern image used when calculating the adjustment data stored in the storage means can be detected more accurately than in the case where the present invention is not adopted.
本発明の請求項9によれば、本発明を採用しない場合に比べて、画像形成装置における露光位置の調整機構を安価な構成により実現することができる。
本発明の請求項10によれば、本発明を採用しない場合に比べて、複数の像保持体各々を露光する光束各々の走査開始タイミングのずれ量を低減することができる。
本発明の請求項11によれば、本発明を採用しない場合に比べて、走査開始タイミングが変動した場合にも走査開始位置の調整を精度良く行うことができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the exposure position adjusting mechanism in the image forming apparatus can be realized with an inexpensive configuration as compared with the case where the present invention is not adopted.
According to the tenth aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, it is possible to reduce the shift amount of the scanning start timing of each light beam for exposing each of the plurality of image carriers.
According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to adjust the scanning start position with high accuracy even when the scanning start timing fluctuates, compared to the case where the present invention is not adopted.
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。
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置1の構成の一例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、電子写真方式を用いた所謂タンデム型のデジタルカラープリンタであって、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部70、画像形成装置1全体の動作を制御する制御部80、例えばパーソナルコンピュータ(PC)3やスキャナ等の画像読取装置4等から受信した画像データに所定の画像処理を施す画像処理部81、処理プログラムや画像データ等が記憶される例えばハードディスク(Hard Disk Drive)にて実現される主記憶部82、商用電源からの電力を所定の電圧に変換して各部に供給する電源部85を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an image forming apparatus 1 to which the exemplary embodiment is applied. An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a so-called tandem type digital color printer using an electrophotographic system, and an image forming
画像形成プロセス部70は、4つの画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K(以下、「画像形成ユニット10」とも総称する)が上下方向(略鉛直方向)に一定の間隔で並列配置されている。画像形成ユニット10は、像保持体の一例としての感光体ドラム11、感光体ドラム11の表面を帯電する帯電ロール12、感光体ドラム11上に形成された静電潜像を各色トナーで現像する現像器13、転写後の感光体ドラム11表面を清掃するドラムクリーナ14を備えている。
そして、各画像形成ユニット10は、画像形成装置1本体に対して着脱自在に構成され、例えば現像器13内のトナーが消費されたり、感光体ドラム11が寿命に達した場合等には、画像形成ユニット10単位で交換される。
In the image forming
Each image forming unit 10 is configured to be detachable from the main body of the image forming apparatus 1. For example, when the toner in the developing device 13 is consumed or the
帯電ロール12は、アルミニウムやステンレス等の導電性の芯金上に、導電性弾性体層と導電性表面層とが順次積層されたロール部材で構成されている。そして、帯電電源(不図示)から帯電バイアス電圧の供給を受け、感光体ドラム11に対して従動回転しながら感光体ドラム11の表面を所定電位で一様に帯電する。
現像器13は、画像形成ユニット10それぞれにおいて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を保持して、感光体ドラム11上に形成された静電潜像を各色トナーで現像する。
ドラムクリーナ14は、ウレタンゴム等のゴム材料により形成された板状部材を感光体ドラム11表面に接触させて、感光体ドラム11上に付着したトナーや紙粉等を除去する。
The
The developing device 13 holds a two-component developer composed of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toners and a magnetic carrier in each of the image forming units 10, and is photosensitive. The electrostatic latent image formed on the
The
また、本実施の形態の画像形成装置1には、各画像形成ユニット10それぞれに配設された感光体ドラム11を露光する露光手段の一例としてのレーザ露光器20が設けられている。レーザ露光器20は、各色毎の画像データを画像処理部81から取得し、取得した各色画像データに基づいて点灯制御されたレーザ光により、各画像形成ユニット10の感光体ドラム11上をそれぞれ走査露光する。
さらに、各画像形成ユニット10の感光体ドラム11と接触しながら移動するように、記録材(記録紙)である用紙Pを搬送する用紙搬送ベルト30が配置されている。用紙搬送ベルト30は、用紙Pを静電吸着するフィルム状の無端ベルトで形成されている。そして、上部側(排紙側)の駆動ロール32と下部側(給紙側)のアイドルロール33とに張り渡されて循環移動し、感光体ドラム11との間に用紙Pが略鉛直方向下方から上方に向けて搬送される用紙搬送路M1を形成している。
Further, the image forming apparatus 1 according to the present embodiment is provided with a
Further, a
用紙搬送ベルト30の内側であって各感光体ドラム11と対向する位置には、それぞれ転写ロール31が配置されている。各転写ロール31は、感光体ドラム11との間に転写電界を形成することで、用紙搬送ベルト30に保持・搬送される用紙P上に、各画像形成ユニット10で形成された各色トナー像を順次転写する。さらに、用紙搬送ベルト30の外側であって各転写ロール31の下流側には、転写後の感光体ドラム11を除電する除電ランプ35が設けられている。
用紙搬送ベルト30の感光体ドラム11側の最上流部には、用紙搬送ベルト30を帯電する吸着ロール34が配置されている。用紙搬送ベルト30は、表面が吸着ロール34により所定電位に帯電されることで、用紙Pを安定的に静電吸着させる。
Transfer rolls 31 are arranged at positions inside the
An
用紙搬送ベルト30が駆動ロール32に張り渡される領域の幅方向の一方の端部側位置には、レーザ露光器20の感光体ドラム11上での露光位置を調整する際に使用する検出手段の一例としての検出センサ60が配置されている。検出センサ60は、用紙搬送ベルト30上に形成された各色トナー像からなる位置補正用パターンの用紙搬送ベルト30上での位置を検出する。そして、検出した各色毎の位置補正用パターンについての位置データを制御部80に送信する。
本実施の形態の検出センサ60は、装置本体に対して着脱自在に構成されている。そして、レーザ露光器20に関する後段で説明する工場出荷前の調整を行う際には、用紙搬送ベルト30の一方の幅方向端部側位置から取り外され、他方の幅方向端部側位置に移動される。
The detection means used when adjusting the exposure position of the
The
また、用紙搬送ベルト30の各画像形成ユニット10が配置された領域とは反対側には、位置の検出が行われた後に用紙搬送ベルト30上に保持された位置補正用パターンを除去するためのベルトクリーナ36が設けられている。
また、用紙搬送路M1に沿って用紙搬送ベルト30の下流側には、用紙P上の未定着トナー像に対して熱および圧力による定着処理を施す定着器40が配置されている。
Further, the position correction pattern held on the
In addition, a fixing
さらに、用紙搬送ベルト30以外の用紙搬送系として、給紙側に、用紙Pを収容する用紙収容部50、この用紙収容部50に収容された用紙Pを所定のタイミングで繰り出すピックアップロール51、ピックアップロール51により繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52、画像形成動作に合わせて用紙Pを用紙搬送ベルト30に送り出すレジストロール53が設けられている。
一方、排紙側には、定着器40にて定着処理された用紙Pを搬送する排紙ロール54、片面プリントの場合には用紙Pを装置本体上部に設けられた排紙部90に向けて排出し、両面プリントの場合には所定のタイミングで排紙部90に向けた回転方向から逆方向に反転することで、定着器40にて片面が定着された用紙Pを両面搬送路M2に向けて送り出す反転ロール55が配設されている。加えて、両面搬送路M2には、両面搬送路M2に沿って複数の搬送ロール56が設けられている。
Further, as a paper transport system other than the
On the other hand, on the paper discharge side, a
本実施の形態の画像形成装置1においては、PC3や画像読取装置4等から入力された画像データは、画像処理部81によって所定の画像処理が施され、画像形成プロセス部70のレーザ露光器20に供給される。そして、画像形成プロセス部70の例えば黒(K)の画像形成ユニット10Kでは、感光体ドラム11表面が帯電ロール12により所定電位で一様に帯電され、さらにレーザ露光器20により黒色画像データに基づいて点灯制御されたレーザ光で走査露光されて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器13により現像され、感光体ドラム11上には黒(K)のトナー像が形成される。画像形成ユニット10Y,10M,10Cにおいても、同様にして、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色トナー像が形成される。
In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, image data input from the PC 3, the image reading apparatus 4, or the like is subjected to predetermined image processing by the
一方、各画像形成ユニット10での各色トナー像の形成が開始されると、用紙収容部50から繰り出された用紙Pは、トナー像の形成タイミングに合わせてレジストロール53により用紙搬送ベルト30に供給される。用紙搬送ベルト30は、吸着ロール34により表面が所定電位に帯電される。それにより、用紙Pは用紙搬送ベルト30上に静電吸着され、図1の矢印方向に循環移動する用紙搬送ベルト30により、用紙搬送路M1に沿って搬送される。その途中で、転写ロール31により形成される転写電界によって各色トナー像が用紙P上に順次転写される。
各色トナー像が静電転写された用紙Pは、画像形成ユニット10Kの下流で用紙搬送ベルト30から剥離され、定着器40に搬送される。定着器40では、用紙P上の未定着トナー像が熱および圧力による定着処理を受けて用紙Pに定着される。各色トナー像が定着された用紙Pは、画像形成装置1の排出部に設けられた排紙部90に積載される。一方、両面プリント時には、両面搬送路M2を経由して再度の同様な画像形成動作が行われた後、排紙部90に積載されることとなる。
On the other hand, when the formation of each color toner image in each image forming unit 10 is started, the paper P fed out from the
The sheet P on which each color toner image is electrostatically transferred is peeled from the
次に、本実施の形態のレーザ露光器20に関して行われる感光体ドラム11上での露光位置の調整について説明する。
まず、本実施の形態のレーザ露光器20の構成について説明する。図2は、本実施の形態のレーザ露光器20の概略構成を示す側面図である。図2に示したように、本実施の形態のレーザ露光器20は、例えば4つの半導体レーザからなる光源21と走査光学系とを備えている。走査光学系を構成する光学部材としては、光源21から出射されるレーザ光(光束)各々に対応して設けられた4つのコリメータレンズ22、シリンドリカルレンズ23、例えば正六角面体で形成された回転多面鏡(ポリゴンミラー)24、複数の折り返しミラー25、fθレンズ26を備えている。
また、レーザ露光器20に備えられた光源21および走査光学系は、保持部材の一例としてのハウジング27内に配置されている。そしてハウジング27には、各色レーザ光を感光体ドラム11に向けて出射する部分に、例えばガラス板からなる防塵ウィンドウ28が設けられている。それにより、光源21および走査光学系を構成する各種光学部材はハウジング27内に密封され、レーザ光の外部への漏洩や光源21および各種光学部材への埃等の付着を抑えている。
Next, adjustment of the exposure position on the
First, the configuration of the
Further, the
本実施の形態のレーザ露光器20では、光源21から出射された4つのレーザ光は、各コリメータレンズ22によって平行光に変換され、副走査方向にのみ屈折力(パワー)を持つシリンドリカルレンズ23により、ポリゴンミラー24の偏向反射面24aにて主走査方向に長い線像として結像される。そして、各レーザ光は、高速で定速回転するポリゴンミラー24の偏向反射面24aにより反射され、等角速度的に走査される。そして各レーザ光は、fθレンズ26を通過し、複数の折り返しミラー25により感光体ドラム11の表面に向けて方向を変えられながら、防塵ウィンドウ28から各画像形成ユニット10の感光体ドラム11の表面を走査露光する。
ここで、fθレンズ26は、4本のレーザ光各々の光スポットの走査速度を感光体ドラム11表面上で等速化する機能を有している。
また、上記したように、各光源21からの4本のレーザ光は、シリンドリカルレンズ23によりポリゴンミラー24の偏向反射面24aに線像として結像される。さらに、fθレンズ26は副走査方向に関して偏向反射面24aを物点として光スポットを感光体ドラム11の表面上に結像させる。それにより、レーザ露光器20の走査光学系は、偏向反射面24aの面倒れを補正する機能を有している。
In the
Here, the
Further, as described above, the four laser beams from the respective
また、本実施の形態のレーザ露光器20には、図2に示した光源21や走査光学系の他に、各色レーザ光の露光位置を調整するために用いるレーザ光検出系が設けられている。図3は、4本のレーザ光の中の1本のレーザ光を例として、各色レーザ光の露光位置の調整に用いられるレーザ光検出系を説明する図である。図3では、理解を容易とするため、折り返しミラー25の記載を省略している。
図3に示したように、本実施の形態のレーザ露光器20には、レーザ光検出系として、4本のレーザ光各々に対応して設けられた各レーザ光の走査開始タイミングを検出する走査開始タイミング検出手段の一例としての4つのSOS(Start of Scan)センサ(受光素子)291と4つの反射ミラー292、さらにはレーザ駆動回路29が備えられている。
なお、図3には、1本のレーザ光に関するレーザ光検出系の構成要素を記載しているが、他の3本のレーザ光に関しても同様の構成要素がそれぞれ設けられる。また、走査光学系の構成によっては、複数のレーザ光について共通のレーザ光検出系を用いてもよい。
In addition to the
As shown in FIG. 3, the
In FIG. 3, the constituent elements of the laser light detection system relating to one laser beam are shown, but similar constituent elements are also provided for the other three laser lights. Further, depending on the configuration of the scanning optical system, a common laser beam detection system may be used for a plurality of laser beams.
4本のレーザ光各々は、感光体ドラム11表面上を走査露光するのに先立ち、反射ミラー292を介してSOSセンサ291に入射する。すなわち、SOSセンサ291には、各色レーザ光が感光体ドラム11の表面を走査する毎に、各走査線の最初のレーザ光が入射される。そして、SOSセンサ291は、レーザ光が感光体ドラム11の走査を開始するタイミング(走査開始タイミング)を走査線毎に検出し、各走査線の画像書き出しタイミングを同期させるための基準となる信号(以下、「SOS信号」と称する)を生成する。
SOSセンサ291は制御部80とレーザ駆動回路29とに接続されている。そして、通常の画像形成時には、生成したSOS信号をレーザ駆動回路29に送信する。一方、後段で述べる出力開始タイミング調整量を算出する際には、生成したSOS信号をレーザ駆動回路29および制御部80に送信する。
レーザ駆動回路29は、画像処理部81から所定の処理が施された各色画像データを取得する。そして、各光源21に対して、各色画像データに応じたレーザ駆動信号を所定のタイミングで出力する。すなわち、レーザ駆動回路29は、半導体レーザからなる光源21を駆動する駆動手段の一例である。なお、駆動手段は、単にレーザ駆動回路29だけで構成される場合に限定されない。レーザ駆動回路29に例えば制御部80、さらにはその他の機能部も含めて駆動手段を構成する場合も含まれる。
Each of the four laser beams enters the
The
The
続いて、本実施の形態のレーザ露光器20に関する感光体ドラム11上での露光位置の調整について述べる。レーザ露光器20には、通常、上記の走査光学系やレーザ光検出系を構成する各種光学部材に、部品精度や組立て精度等のバラツキが存在する。また、画像形成動作中に機内昇温が発生することに起因して、各種光学部材の部品寸法や組立て位置、さらには光学性能やレーザ波長等に変動が生じる。そのため、各画像形成ユニット10において、各感光体ドラム11表面上での各色レーザ光が走査を開始する位置(走査開始点位置)や走査を終了する位置(走査終点位置)にバラツキが生じる。そのため、一般に走査開始点位置および走査終点位置を一致させるために、露光位置の調整が行われる。しかし、感光体ドラム11上での走査開始点位置と走査終点位置との双方を検出するには、走査開始点位置と走査終点位置との双方に検出手段を設けることが必要となる。その結果として、従来より、画像形成装置1の製造コストの低減に対する阻害要因となっていた。
Next, adjustment of the exposure position on the
そこで、本実施の形態の画像形成装置1では、各色レーザ光の走査開始点位置に関しては、予め求めておいた位置調整データに基づきレーザ駆動回路29での各レーザ駆動信号の1走査線内における出力開始タイミングを調整することで、各色レーザ光の走査開始点位置のバラツキを低減している。
また、各色レーザ光の走査終点位置に関しては、走査終点位置に対応する位置の用紙搬送ベルト30上に所定の位置補正用パターンを形成し、位置補正用パターンの用紙搬送ベルト30上での主走査方向位置を検出する。そして、検出された位置補正用パターンの主走査方向位置に基づき、各レーザ駆動信号の1走査線内における出力終了タイミング(「印字幅」、「画像倍率」とも称する)を調整することで、各色レーザ光の走査終点位置のバラツキを低減している。
それにより、画像形成装置1に設置する、感光体ドラム11上での走査線の位置を検出する検出手段の数を最少限とすることで、画像形成装置1の製造コストの低廉化を図っている。
Therefore, in the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the scanning start point position of each color laser beam is within one scanning line of each laser driving signal in the
As for the scanning end point position of each color laser beam, a predetermined position correction pattern is formed on the
As a result, the number of detection means for detecting the position of the scanning line on the
ここで図4は、制御部80におけるレーザ光の露光位置の調整を行う機能構成の一例を示したブロック図である。図4に示したように、本実施の形態の制御部80は、レーザ光の露光位置の調整を行う機能部として、SOSセンサ291からSOS信号の入力を受け付ける走査開始タイミング取得手段の一例としてのSOS信号入力部801、検出センサ60から位置補正用パターンに関する位置データの入力を受け付ける位置情報取得手段の一例としての位置データ入力部802を備えている。また、各光源21に対する画像データの出力開始タイミングに関する調整量(出力開始タイミング調整量)の算出等を行う演算部803、演算部803にて生成された出力開始タイミング調整量データ等を記憶する記憶手段の一例としての記憶部804、記憶部804に記憶された出力開始タイミング調整量データをレーザ駆動回路29に出力する調整データ出力部805、画像クロックを変更するための指示信号(画像クロック指示信号)をレーザ駆動回路29に出力する画像クロック指示信号出力部806を備えている。
Here, FIG. 4 is a block diagram showing an example of a functional configuration for adjusting the exposure position of the laser beam in the
ここで制御部80では、図示しないCPUがSOS信号入力部801、位置データ入力部802、演算部803、調整データ出力部805、画像クロック指示信号出力部806の各機能を実現するプログラムを主記憶部82から制御部80内のROM等に読み込んで各種処理を行う。
なお、上記した「画像クロック」とは、例えば画像データを記憶するメモリから画像データを読み出す際の基準となるクロックである。レーザ駆動回路29では、画像クロックを調整することで1走査線分の画像データの出力に要する時間の設定を変えることで、各レーザ駆動信号の出力終了タイミング(印字幅、画像倍率)の調整を行う。
Here, in the
The “image clock” described above is a clock that serves as a reference when image data is read from a memory that stores image data, for example. The
引き続いて、各色レーザ光の走査開始点位置の調整について述べる。
本実施の形態のレーザ駆動回路29においては、各色画像データに応じたレーザ駆動信号の出力開始タイミングは次のように設定される。すなわち、制御部80は、後段で述べる調整データの一例としての出力開始タイミング調整量データを制御部80内に設けられた記憶部804に記憶している。そして、例えば画像形成装置1のメインスイッチがオンされた際に、制御部80はレーザ駆動回路29に対して記憶部804に記憶された出力開始タイミング調整量データをダウンロードする。したがって、制御部80は、出力開始タイミングの設定を指示する指示手段としても機能する。
レーザ駆動回路29は、制御部80から取得した出力開始タイミング調整量データをレーザ駆動回路29内に設けられた記憶手段(不図示)に記憶する。そして、画像形成時には、レーザ駆動回路29は、SOSセンサ291から取得したSOS信号と記憶手段に記憶された出力開始タイミング調整量データとに基づいて、各光源21に対するレーザ駆動信号の出力を開始するタイミング(出力開始タイミング)を設定する。
Subsequently, adjustment of the scanning start point position of each color laser beam will be described.
In the
The
ここで、制御部80の記憶部804に記憶される出力開始タイミング調整量データについて説明する。本実施の形態の画像形成装置1においては、例えば画像形成装置1の工場出荷前に、制御部80により各光源21における出力開始タイミング調整量が算出されて、出力開始タイミング調整量データが記憶部804に記憶される。そして、出力開始タイミング調整量データが記憶部804に記憶された状態で、画像形成装置1は工場から出荷される。
Here, the output start timing adjustment amount data stored in the
本実施の形態の画像形成装置1が工場から完成品として出荷される際には、検出センサ60は、用紙搬送ベルト30が駆動ロール32に張り渡される領域に対向する位置であって、各画像形成ユニット10の感光体ドラム11表面上での走査終点位置に対応する用紙搬送ベルト30の幅方向位置(これを、「第1の配置位置」とする)に配置される(後段の図12参照)。
これに対して、図5(検出センサ60が第1の配置位置から第2の配置位置に移動された状態を説明する図)に示したように、画像形成装置1の工場出荷前の時点で、検出センサ60は第1の配置位置から取り外される。そして、検出センサ60を各感光体ドラム11表面上でのレーザ光の走査開始点位置に対応する位置(これを、「第2の配置位置」とする)に移動させる。そして、第1の配置位置での検出センサ60と用紙搬送ベルト30との位置関係と同様の位置関係を保つように、検出センサ60は不図示の保持部材によって第2の配置位置に設置される。
When the image forming apparatus 1 according to the present embodiment is shipped from the factory as a finished product, the
In contrast, as shown in FIG. 5 (a diagram illustrating a state in which the
なお、第2の配置位置にて検出センサ60を設置する方法としては、画像形成装置1の本体側に保持部材を設ける方法や、保持治具を用いる方法等が用いられる。また、検出センサ60を移動させる方法としては、手動で行う方法の他に、治具を用いて行ってもよい。さらに、本実施の形態では、第1の配置位置に設置される検出センサ60と、第2の配置位置に設置される検出センサ60とを同一のものを使用するが、第2の配置位置に設置されるものとして異なる検出手段を用いてもよい。
また、第2の配置位置は、走査開始点位置と走査終点位置との中間位置である走査中央部から走査開始点位置側の感光体ドラム11上での領域であれば、いずれの位置に設定してもよい。
As a method of installing the
Further, the second arrangement position is set to any position as long as it is an area on the
そして、出力開始タイミング調整量データは、次のように生成される。まず、工場出荷前の例えば温度環境が所定の状態に維持された工場内で、検出センサ60が第2の配置位置に設置された画像形成装置1を動作させる。そして、各画像形成ユニット10により、所定のパターンの各色トナー像からなる位置補正用パターンを、第2の配置位置に対応する用紙搬送ベルト30上に形成する。第2の配置位置に設置された検出センサ60は、用紙搬送ベルト30上での位置補正用パターンそれぞれの位置を検出する。検出された位置補正用パターンの位置は、位置補正用パターンの位置データとして制御部80に送信される。制御部80では、位置データ入力部802が位置補正用パターンの位置データを取得し、演算部803に送る。
The output start timing adjustment amount data is generated as follows. First, the image forming apparatus 1 in which the
それと同時に、制御部80は、各SOSセンサ291から送られるSOS信号を受信する受信タイミングを検出する。具体的には、制御部80は、SOS信号入力部801が各SOSセンサ291からのSOS信号を取得する。そして、SOS信号の受信タイミングを示す情報を演算部803に送る。演算部803は、黒色レーザ光でのSOS信号の受信タイミングを基準信号とし、基準信号と各色レーザ光でのSOS信号の受信タイミングとの相対的な時間差Tk1(黒),Tc1(シアン),Tm1(マゼンタ),Ty1(イエロー)を算出する(後段の図6参照)。そして、この時間差Tk1(=0),Tc1,Tm1,Ty1は、走査開始タイミングに関する情報の一例として、例えば温度環境が所定の状態に維持された状態での画像形成装置1の初期設定時における各SOS信号の基準時間として記憶部804に記憶される。
At the same time, the
ここでの各SOS信号の基準時間Tk1,Tc1,Tm1,Ty1の算出は、例えば制御部80内の基準クロックをカウントすることで行われる。すなわち、制御部80の演算部803では、レーザ駆動回路29から基準信号(ここでは黒色レーザ光のSOS信号)を取得することにより基準クロックによるカウント動作が開始され、各SOS信号を受信するまでにカウントされた基準クロック数から基準時間Tk1,Tc1,Tm1,Ty1をそれぞれ算出する。そして、基準時間Tk1,Tc1,Tm1,Ty1が走査開始タイミングに関する情報の一例として記憶部804に記憶される。
ここでの各SOS信号の基準時間は、後段で述べる画像形成動作中でのSOS信号の出力タイミングのずれを調整するために使用される。
なお、基準信号は、各SOS信号の受信タイミングとの間の時間差Tk1,Tc1,Tm1,Ty1を算出する際の基準となるものであれば、いかなる信号であってもよい。例えば、イエロー色レーザ光でのSOS信号の受信タイミングを基準信号としてもよい。
The calculation of the reference times Tk1, Tc1, Tm1, Ty1 of each SOS signal here is performed, for example, by counting the reference clock in the
The reference time of each SOS signal here is used to adjust the output timing shift of the SOS signal during the image forming operation described later.
The reference signal may be any signal as long as it is a reference for calculating the time differences Tk1, Tc1, Tm1, Ty1 from the reception timing of each SOS signal. For example, the reception timing of the SOS signal with yellow laser light may be used as the reference signal.
図6は、工場出荷前の初期設定時における各色レーザ光のSOS信号の受信タイミングとレーザ駆動信号(画像信号)の出力開始タイミングとを説明するタイミングチャートを示した図である。
上記したように、レーザ露光器20の走査光学系やレーザ光検出系を構成する各種光学部材には、部品精度や組立て精度等にバラツキが存在する。そのため、図6に示したように、レーザ駆動回路29において各SOSセンサ291からSOS信号が受信されるタイミング(基準時間Tk1,Tc1,Tm1,Ty1)は、各色レーザ光毎に異なる固有の値を有している。それに対して、レーザ駆動回路29においてSOS信号の受信タイミングから各画像信号が出力されるまでの時間Tk2,Tc2,Tm2,Ty2については、画像形成装置1の初期設定時には同一の時間(設計値)が設定されている。すなわち、設計値としてのTk2=Tc2=Tm2=Ty2が設定されている。そのために、それぞれ固有の値を有する基準時間Tk1,Tc1,Tm1,Ty1が影響して、各色レーザ光における画像信号が出力されるタイミングにずれが生じる。その結果として、各画像形成ユニット10の感光体ドラム11表面上での走査開始点位置にバラツキが生じる。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the SOS signal reception timing of each color laser beam and the output start timing of the laser drive signal (image signal) at the initial setting before factory shipment.
As described above, various optical members constituting the scanning optical system and laser light detection system of the
図7は、初期設定時における各感光体ドラム11表面上での走査開始点位置のバラツキを説明する図である。図7に示したように、各SOSセンサ291でのSOS信号が受信されるタイミング(基準時間Tk1,Tc1,Tm1,Ty1)がそれぞれ固有の値を有し、かつ、画像信号が出力されるまでの時間がTk2=Tc2=Tm2=Ty2に設定されていることから、各感光体ドラム11表面上での走査開始点位置にはずれが生じる。例えば、用紙P上での黒色レーザ光の走査開始点位置を走査開始点側の基準位置と仮定すれば、シアン色レーザ光、マゼンタ色レーザ光、およびイエロー色レーザ光では、用紙P上においてそれぞれ△Dc,△Dm,△Dyの位置ずれ量が発生する。そして、これらの位置ずれ量△Dc,△Dm,△Dyが画像上での色ずれ等を引き起こすこととなる。
このシアン色レーザ光、マゼンタ色レーザ光、およびイエロー色レーザ光での位置ずれ量△Dc,△Dm,△Dyは、図6のタイミングチャート上において、それぞれ画像信号の出力開始タイミングの時間ずれ量として表れる。すなわち、各色レーザ光の画像信号の出力開始タイミングの時間ずれ量は、用紙P上での位置ずれ量△Dc,△Dm,△Dyに対応して、シアン色レーザ光では△Tc2、マゼンタ色レーザ光では△Tm2、イエロー色レーザ光では△Ty2となる。なお、図6では、黒色レーザ光における画像信号の出力開始タイミング(用紙P上での走査開始点側基準位置)のタイミングチャート上での位置を「SOS(Start of Scan)側基準」として破線で示している。
FIG. 7 is a diagram for explaining the variation of the scanning start point position on the surface of each
The positional deviation amounts ΔDc, ΔDm, and ΔDy for the cyan laser light, magenta laser light, and yellow laser light are respectively the time deviation amounts of the output start timing of the image signal on the timing chart of FIG. Appears as That is, the time shift amount of the output start timing of the image signal of each color laser beam corresponds to the positional shift amount ΔDc, ΔDm, ΔDy on the paper P, and ΔTc2 for magenta laser light, magenta laser For light, ΔTm2, and for yellow laser light, ΔTy2. In FIG. 6, the position on the timing chart of the output start timing of the image signal for the black laser light (scanning start point side reference position on the paper P) is indicated by a broken line as “SOS (Start of Scan) side reference”. Show.
一方、上記した第2の配置位置の検出センサ60から送信された位置補正用パターンの位置データを取得した制御部80では、演算部803が各色の位置補正用パターンの位置データに基づいて、黒色の位置補正用パターンを基準とした各色の位置補正用パターンの位置ずれ量を算出する。算出された位置補正用パターンの位置ずれ量は、上記した図7の位置ずれ量△Dc,△Dm,△Dyに相当するものである。そして、制御部80では、算出した位置ずれ量(後述する図11での45°傾斜パターンLK,LC,LM,LYでのずれ量L1,L2,L3)に基づいて、図6のタイミングチャートに示した各色レーザ光での画像信号の出力開始タイミングの時間ずれ量△Tc2,△Tm2,△Ty2を算出する。
すなわち、制御部80の演算部803は、算出した各色の位置補正用パターンの位置ずれ量とレーザ光の感光体ドラム11表面での走査速度とに基づいて、画像信号の出力開始タイミングに関する時間ずれ量△Tc2,△Tm2,△Ty2を、調整データの一例としての出力開始タイミング調整量データ△Tk2,△Tc2,△Tm2,△Ty2として求める。出力開始タイミング調整量データを求めるに際しては、例えば感光体ドラム11と用紙搬送ベルト30との間の構成上の位置関係等が加味される。そして、求めた出力開始タイミング調整量データ△Tk2,△Tc2,△Tm2,△Ty2を記憶部804に記憶する。なお、本実施の形態では、黒色レーザ光での画像信号の出力開始タイミングを基準として設定していることから、黒色レーザ光に関する出力開始タイミング調整量データは、△Tk2=0である。
On the other hand, in the
That is, the
画像形成装置1が市場にて実際に稼動する場合には、レーザ駆動回路29は、制御部80の記憶部804から出力開始タイミング調整量データ△Tk2(=0),△Tc2,△Tm2,△Ty2を取得する。例えば画像形成装置1のメインスイッチがオンされた際に、調整データ出力部805からレーザ駆動回路29にダウンロードされる。そして、レーザ駆動回路29は、出力開始タイミング調整量データ△Tk2,△Tc2,△Tm2,△Ty2に基づいて、実際のSOS信号の受信タイミングから各画像信号が出力されるまでの時間Tk2,Tc2,Tm2,Ty2を調整して、各色レーザ光の走査開始点位置のずれ量を低減する。
When the image forming apparatus 1 actually operates in the market, the
具体的には、調整された後の各レーザ駆動信号が出力されるまでの時間(調整後時間)をTk2´,Tc2´,Tm2´,Ty2´とすると、レーザ駆動回路29は、以下の(1)〜(4)式の演算により調整後時間Tk2´,Tc2´,Tm2´,Ty2´を算出する。なお、ここでは、レーザ光の走査方向への調整量を正とする。
Tk2´=Tk2 …(1)
Tc2´=Tc2+△Tc2 …(2)
Tm2´=Tm2+△Tm2 …(3)
Ty2´=Ty2+△Ty2 …(4)
Specifically, assuming that the time (after adjustment) until each laser drive signal after adjustment is output is Tk2 ′, Tc2 ′, Tm2 ′, Ty2 ′, the
Tk2 ′ = Tk2 (1)
Tc2 ′ = Tc2 + ΔTc2 (2)
Tm2 ′ = Tm2 + ΔTm2 (3)
Ty2 ′ = Ty2 + ΔTy2 (4)
レーザ駆動回路29は、SOS信号の受信タイミングから各レーザ駆動信号が出力されるまでの時間を調整後時間Tk2´,Tc2´,Tm2´,Ty2´に設定変更する。
図8は、レーザ駆動回路29において、各画像信号が出力されるタイミングが調整後時間Tk2´,Tc2´,Tm2´,Ty2´に設定された状態のタイミングチャートを示した図である。図8に示したように、調整後時間Tk2´,Tc2´,Tm2´,Ty2´を用いることで、各画像信号の出力開始タイミングのずれが調整される。それにより、図9(調整後の各感光体ドラム11表面上での走査開始点位置を説明する図)に示したように、各画像形成ユニット10において生じる走査開始点位置のずれ量が低減される。
The
FIG. 8 is a timing chart showing a state in which the timing at which each image signal is output is set to the adjusted time Tk2 ′, Tc2 ′, Tm2 ′, Ty2 ′ in the
ここで、第2の配置位置に設置された検出センサ60が位置補正用パターンの位置データを生成する手順について説明しておく。
まず、制御部80は、各画像形成ユニット10に対して所定のパターンの各色トナー像からなる位置補正用パターンの形成を指示する。また、検出センサ60に対して用紙搬送ベルト30上に転写された位置補正用パターンの用紙搬送ベルト30上での位置を検出するように指示する。
図10は、本実施の形態の検出センサ60の構成の一例を示した図である。図10に示したように、検出センサ60は、用紙搬送ベルト30の幅方向(用紙搬送ベルト30の移動方向と直交する方向)に沿って光を出射する例えばLED等の発光素子61、発光素子61から出射された光の用紙搬送ベルト30での反射光を受光する例えばフォトダイオード等からなる受光素子63、用紙搬送ベルト30からの反射光を受光素子63に集光する集光レンズ62で構成されている。すなわち、本実施の形態の検出センサ60では、発光素子61から用紙搬送ベルト30の幅方向に沿って光を出射し、用紙搬送ベルト30上に保持された位置補正用パターンから幅方向に沿って反射された光を集光レンズ62で受光素子63に集光する。そして、受光素子63にて受光した光によって位置補正用パターンの用紙搬送ベルト30上での位置を検出する。検出された位置補正用パターンの位置は、位置補正用パターンの位置データとして制御部80に送信される。
Here, a procedure in which the
First, the
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
なお、受光素子63としては、フォトダイオード等のほか、位置検出素子(PSD:Position Sensitive Detector)を用いることもできる。PSDは、0.1μsec程度の高速のレスポンスで数μm単位での測定を行うことから、位置補正用パターンの検出には好適である。
また、本実施の形態の検出センサ60は、用紙搬送ベルト30上に転写された位置補正用パターンの用紙搬送ベルト30上での位置を検出するが、感光体ドラム11において位置補正用パターンの感光体ドラム11上での位置を検出するように構成してもよい。
As the
Further, the
図11は、位置補正用パターンの一例を示した図である。本実施の形態の各画像形成ユニット10では、図11に示したような位置補正用パターンが形成される。
図11に示したように、画像形成ユニット10Kは、本実施の形態において各色レーザ光の走査開始点位置を一致させる際の基準となる黒の平行パターンPKと45°傾斜パターンLKとを形成する。また、画像形成ユニット10Cは、シアンの平行パターンPCと45°傾斜パターンLCとを形成する。画像形成ユニット10Mは、マゼンタの平行パターンPMと45°傾斜パターンLMとを形成する。画像形成ユニット10Yは、イエローの平行パターンPYと45°傾斜パターンLYとを形成する。なお、各画像形成ユニット10では、図11に示した順番で位置補正用パターンが形成されるように画像形成タイミングが制御される。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a position correction pattern. In each image forming unit 10 of the present embodiment, a position correction pattern as shown in FIG. 11 is formed.
As shown in FIG. 11, the image forming unit 10 </ b> K forms a black parallel pattern PK and a 45 ° inclined pattern LK, which serve as a reference when the scanning start point positions of the respective color laser beams are matched in the present embodiment. . Further, the image forming unit 10C forms a cyan parallel pattern PC and a 45 ° inclined pattern LC. The
走査開始点位置のずれ量の調整には、45°傾斜パターンLK,LC,LM,LYが用いられる。すなわち、後述する平行パターンPK,PC,PM,PYを用いた各色レーザ光の走査線の副走査方向における位置調整が行われた後、検出センサ60は、受光素子63によって、45°傾斜パターンLK,LC,LM,LYそれぞれの用紙搬送ベルト30幅方向の位置を検出する。そして、検出された位置を主走査方向の位置データとして制御部80に送る。制御部80は、45°傾斜パターンLKの幅方向位置を基準として、45°傾斜パターンLC,LM,LYそれぞれのずれ量を算出する。すなわち、図11に示したように、45°傾斜パターンLKと45°傾斜パターンLCとのずれ量L1、45°傾斜パターンLKと45°傾斜パターンLMとのずれ量L2、45°傾斜パターンLKと45°傾斜パターンLYとのずれ量L3を算出する。そして、制御部80は、算出されたこれらのずれ量L1,L2,L3を、レーザ光の感光体ドラム11表面上での走査速度等を用いて時間に換算することで、出力開始タイミング補正量データ△Tk2,△Tc2,△Tm2,△Ty2を算出する。
なお、算出された45°傾斜パターンLK,LC,LM,LYでのずれ量L1,L2,L3は、上記した図7に示した位置ずれ量△Dc,△Dm,△Dyに対応するものである。
For adjusting the shift amount of the scanning start point position, 45 ° inclination patterns LK, LC, LM, LY are used. That is, after the position adjustment of the scanning line of each color laser beam in the sub-scanning direction using parallel patterns PK, PC, PM, and PY, which will be described later, is performed, the
The calculated shift amounts L1, L2, and L3 in the 45 ° tilt patterns LK, LC, LM, and LY correspond to the positional shift amounts ΔDc, ΔDm, and ΔDy shown in FIG. is there.
引き続いて、各色レーザ光の走査終点位置の調整について述べる。
本実施の形態の画像形成装置1においては、画像形成装置1が工場から出荷される段階では、検出センサ60は、各画像形成ユニット10の感光体ドラム11表面上での走査終点位置に対応する用紙搬送ベルト30の幅方向位置(第1の配置位置)に不図示の固定部材によって固定される。なお、第1の配置位置は、走査開始点位置と走査終点位置との中間位置である走査中央部から走査終点位置側の感光体ドラム11上での領域であれば、いずれの位置に設定してもよい。
そして、本実施の形態の画像形成装置1では、装置の立ち上げ時や画像形成動作中における所定のインターバル(時間間隔やプリント枚数等)で、各レーザ駆動信号の出力終了タイミング(印字幅、画像倍率)を調整して、各色レーザ光の走査終点位置のバラツキを低減している。
Subsequently, adjustment of the scanning end point position of each color laser beam will be described.
In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, when the image forming apparatus 1 is shipped from the factory, the
In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the output end timing of each laser drive signal (printing width, image, etc.) at a predetermined interval (time interval, number of prints, etc.) when the apparatus is started up or during the image forming operation. Magnification) is adjusted to reduce the variation in the scanning end position of each color laser beam.
本実施の形態の画像形成装置1における各レーザ駆動信号の出力終了タイミングの調整は、例えば画像形成動作と画像形成動作との間の非画像形成動作中に行われる。ここで図12は、第1の配置位置に設置された検出センサ60が位置補正用パターンの用紙搬送ベルト30上での位置を検出する状態を示した図である。各レーザ駆動信号の出力終了タイミングの調整時には、第1の配置位置に対応する用紙搬送ベルト30上に、図11に示した各色トナー像からなる位置補正用パターンが形成される。そして、位置補正用パターンの用紙搬送ベルト30上での位置を第1の配置位置に設置された検出センサ60により検出する。検出された位置補正用パターンの位置は、位置補正用パターンの位置データとして制御部80に送信される。
The adjustment of the output end timing of each laser drive signal in the image forming apparatus 1 of the present embodiment is performed, for example, during a non-image forming operation between the image forming operation and the image forming operation. Here, FIG. 12 is a diagram showing a state in which the
各レーザ駆動信号の出力終了タイミングの調整に際しては、後述する平行パターンPK,PC,PM,PYを用いた各色レーザ光の走査線の副走査方向における位置調整が行われた後、検出センサ60は、受光素子63によって、45°傾斜パターンLK,LC,LM,LYそれぞれの用紙搬送ベルト30幅方向の位置を検出する。そして、検出された位置を各色レーザ光の走査終点位置での主走査方向の位置データとして制御部80に送る。制御部80は、45°傾斜パターンLKの幅方向位置を基準として、45°傾斜パターンLC,LM,LYそれぞれのずれ量を算出する。すなわち、図11に示したように、45°傾斜パターンLKと45°傾斜パターンLCとの位置ずれ量L1、45°傾斜パターンLKと45°傾斜パターンLMとの位置ずれ量L2、45°傾斜パターンLKと45°傾斜パターンLYとの位置ずれ量L3を算出する。
When adjusting the output end timing of each laser drive signal, the position of each color laser beam in the sub-scanning direction is adjusted using the parallel patterns PK, PC, PM, and PY described later, and then the
ここで図13は、走査終点位置調整前の各色レーザ光のSOS信号の受信タイミングと画像信号の出力終了タイミングTk3,Tc3,Tm3,Ty3とを説明するタイミングチャートを示した図である。図13では、画像信号の出力終了タイミングTk3,Tc3,Tm3,Ty3を各色レーザ光のSOS信号からの時間として表している。
上記したように、レーザ露光器20の走査光学系やレーザ光検出系を構成する各種光学部材には、部品精度や組立て精度等にバラツキが存在する。また、画像形成動作中に機内昇温が発生することに起因して、各種光学部材の部品寸法や組立て位置、さらには光学性能やレーザ波長等に変動が生じる。そのため、図13に示したように、レーザ駆動回路29において画像信号の出力が開始されてから停止するまでの感光体ドラム11表面上での印字幅(画像倍率)は、各色レーザ光で異なるものとなる。その結果として、各画像形成ユニット10の感光体ドラム11表面上での走査終点位置にバラツキが生じる。
FIG. 13 is a timing chart for explaining the SOS signal reception timing of each color laser beam and the image signal output end timing Tk3, Tc3, Tm3, Ty3 before the scanning end point position adjustment. In FIG. 13, the output end timings Tk3, Tc3, Tm3, and Ty3 of the image signal are represented as the time from the SOS signal of each color laser beam.
As described above, various optical members constituting the scanning optical system and laser light detection system of the
ここで、図13に示した「EOS(End of Scan)側基準」は、黒色レーザ光の走査終点位置に対応する各色感光体ドラム11表面上での位置を各色レーザ光が通過するタイミングチャート上の位置として表したものである。それにより、例えば黒色レーザ光の走査終点位置を基準とした場合の各色レーザ光の走査終点位置のずれは、図13のタイミングチャート上では、画像信号の出力終了タイミングTk3,Tc3,Tm3,Ty3とEOS側基準との時間差として現れる。すなわち、各色レーザ光の走査終点位置のずれは、画像信号の出力終了タイミングとして、シアン色レーザ光では△Tc3、マゼンタ色レーザ光では△Tm3、イエロー色レーザ光では△Ty3だけの時間ずれ量となる。
Here, the “EOS (End of Scan) side reference” shown in FIG. 13 is a timing chart on which each color laser beam passes through a position on the surface of each color
一方、図13のタイミングチャートに示した各色レーザ光での時間ずれ量△Tc3,△Tm3,△Ty3は、制御部80の演算部803にて算出された各色の位置補正用パターンのずれ量L1,L2,L3に対応している。
そこで、演算部803は、算出した各色の位置補正用パターンのずれ量L1,L2,L3とレーザ光の感光体ドラム11表面での走査速度とに基づいて、画像信号の出力終了タイミングTk3,Tc3,Tm3,Ty3に関する調整量データ△Tk3,△Tc3,△Tm3,△Ty3を求める。出力終了タイミングに関する調整量データを求めるに際しては、例えば感光体ドラム11と用紙搬送ベルト30との間の構成上の位置関係等が加味される。なお、本実施の形態では、黒色レーザ光での画像信号の出力終了タイミングを基準として設定していることから、黒色画像信号の出力終了タイミングに関する調整量データは△Tk3=0である。
On the other hand, the time shift amounts ΔTc3, ΔTm3, and ΔTy3 for each color laser beam shown in the timing chart of FIG. 13 are the shift amounts L1 of the position correction patterns for the respective colors calculated by the
Therefore, the
演算部803は、調整量データ△Tk3,△Tc3,△Tm3,△Ty3に基づいて、画像信号の出力終了タイミングTk3,Tc3,Tm3,Ty3とEOS側基準との時間差が“0”となる画像クロックを算出する。そして、画像クロックを変更するための指示信号(画像クロック指示信号)をレーザ駆動回路29に出力する。したがって、制御部80は、出力終了タイミングの設定を指示する指示手段としても機能する。レーザ駆動回路29は、画像クロック指示信号に対応した画像クロックで画像信号を出力する。
図14は、レーザ駆動回路29において、画像クロックが調整された状態のタイミングチャートを示した図である。図14に示したように、1走査線分の画像信号の出力に要する時間が調整(倍率補正)されることで、各画像信号の出力終了タイミングは、出力終了タイミングTk3´,Tc3´,Tm3´,Ty3´に設定される。それにより、出力終了タイミングTk3´,Tc3´,Tm3´,Ty3´のずれが調整され、各画像形成ユニット10において生じる走査終点位置のずれ量が低減される。
なお、画像クロックの調整に際しては、画像クロックの周波数を変化させる方法や、位相をずらす方法が用いられる。
また、印字幅の調整を行うに際しては、画像処理部81において画像信号の間引きや補間を行ってもよい。
Based on the adjustment amount data ΔTk3, ΔTc3, ΔTm3, ΔTy3, the
FIG. 14 is a diagram illustrating a timing chart in a state where the image clock is adjusted in the
In adjusting the image clock, a method of changing the frequency of the image clock or a method of shifting the phase is used.
Further, when adjusting the print width, the
ここで、各色レーザ光の走査線の副走査方向における位置調整を説明しておく。各色レーザ光の副走査方向の位置調整を行う際には、検出センサ60では、受光素子63によって平行パターンPK,PC,PM,PYそれぞれの用紙搬送ベルト30上での位置を検出して、検出された位置を副走査方向位置データとして制御部80に送る。制御部80は、例えば副走査方向位置データが送信されるタイミングを用いて、平行パターンPKを基準として他の各色平行パターンPC,PM,PYが検出センサ60を通過するタイミングの時間間隔を算出する。すなわち、図11に示したように、平行パターンPKの通過タイミングと平行パターンPCの通過タイミングとの時間間隔P1、平行パターンPKの通過タイミングと平行パターンPMの通過タイミングとの時間間隔P2、平行パターンPKの通過タイミングと平行パターンPYの通過タイミングとの時間間隔P3をそれぞれ算出する。そして、制御部80は、算出されたこれらの時間間隔に基づいて、それぞれの各画像形成ユニット10におけるレーザ露光器20からのレーザ光の副走査方向の露光位置相互間の調整を行う。
上記のようにして、本実施の形態の画像形成装置1では、1個の検出センサ60を用いて、レーザ露光器20に関する感光体ドラム11上での主走査方向および副走査方向の露光位置の調整が行われる。
Here, the position adjustment of the scanning lines of each color laser beam in the sub-scanning direction will be described. When adjusting the position of each color laser beam in the sub-scanning direction, the
As described above, in the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the exposure position in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the
ところで、レーザ露光器20の走査光学系やレーザ光検出系を構成する各種光学部材には、画像形成動作中に機内昇温が発生することに起因して、部品寸法や組立て位置の変動、さらには光学性能やレーザ波長等の変動が生じる。そのため、各SOSセンサ291でのSOS信号の出力タイミングにずれが生じる場合がある。その場合には、画像信号の出力開始タイミングとSOS側基準とのずれを調整するための調整後時間Tk2´,Tc2´,Tm2´,Ty2´を用いても、画像信号の出力開始タイミングにずれが発生する。
また、同様の理由に起因して、レーザ駆動回路29において画像信号の出力が開始されてから停止するまでの感光体ドラム11表面上での印字幅(画像倍率)も変動する。
図15は、SOS信号の出力タイミングのずれと印字幅の変動が生じた場合のタイミングチャートを示した図である。図15に示したように、SOS信号の出力タイミングのずれと印字幅の変動が生じた場合には、画像信号の出力開始タイミングとSOS側基準とのずれ、および画像信号の出力終了タイミングとEOS側基準とのずれの双方が発生する。
By the way, the various optical members constituting the scanning optical system and the laser light detection system of the
Further, for the same reason, the print width (image magnification) on the surface of the
FIG. 15 is a diagram showing a timing chart in the case where the output timing shift of the SOS signal and the fluctuation of the print width occur. As shown in FIG. 15, when a shift in the output timing of the SOS signal and a change in the print width occur, a shift between the output start timing of the image signal and the SOS side reference, and the output end timing of the image signal and the EOS Both deviation from the side reference occurs.
そこで、例えば画像形成装置1の機内温度またはレーザ露光器20内の温度が所定の温度を超えた場合には、制御部80は、記憶部804に記憶された画像形成装置1の初期設定時(所定の温度環境下)での各SOS信号の基準時間Tk1(=0),Tc1,Tm1,Ty1をレーザ駆動回路29に送る。
レーザ駆動回路29は、各SOSセンサ291から送信されるSOS信号を基準時間Tk1,Tc1,Tm1,Ty1に基づいて補正する処理を行う。そして、補正されたSOS信号(補正SOS信号)を基準として、調整後時間Tk2´,Tc2´,Tm2´,Ty2´を用いて画像信号を出力する。そのため、SOS信号の出力タイミングにずれが生じた場合にも、画像形成装置1の初期設定時と同様のタイミングで画像信号が出力される。それにより、画像信号の出力開始タイミングとSOS側基準とのずれが低減される。
また、各画像信号の出力終了タイミングTk3,Tc3,Tm3,Ty3の調整に関しては、上記したのと同様に、検出センサ60からの位置補正用パターンの位置データによる調整が行われる。それにより、画像信号の出力終了タイミングとEOS側基準とのずれが低減される。
Therefore, for example, when the in-machine temperature of the image forming apparatus 1 or the temperature in the
The
Further, regarding the adjustment of the output end timings Tk3, Tc3, Tm3, and Ty3 of each image signal, the adjustment based on the position data of the position correction pattern from the
なお、この場合に、制御部80は、記憶部804に記憶された画像形成装置1の初期設定時における各SOS信号の基準時間Tk1,Tc1,Tm1,Ty1を予めレーザ駆動回路29にダウンロードしておき、実際に検出されたSOS信号の受信タイミングが各SOS信号の基準時間からずれた場合に、上記の調整処理を行うように構成してもよい。
In this case, the
図16は、補正SOS信号を基準として画像信号の出力開始タイミングと出力終了タイミングとを定めた場合のタイミングチャートを示した図である。図16に示したように、各SOSセンサ291から送信されるSOS信号のずれや印字幅の変動が生じた場合にも、画像信号の出力開始タイミングとSOS側基準とのずれ、および画像信号の出力終了タイミングとEOS側基準とのずれが低減される。
FIG. 16 is a timing chart when the output start timing and the output end timing of the image signal are determined based on the corrected SOS signal. As shown in FIG. 16, even when the SOS signal transmitted from each
以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置1においては、レーザ駆動回路29での各レーザ駆動信号の出力開始タイミングについては、予め記憶部804に記憶された各光源21における出力開始タイミングに関する調整量に基づく調整を行う。また、各レーザ駆動信号の出力終了タイミングについては、検出センサ60からの位置補正用パターンの位置データに基づく調整を行う。
それにより、位置補正用パターンの検出手段を最少限の数だけ設けることで露光位置の調整を行うことが可能となり、露光装置における露光位置調整機構の低廉化が図られる。
As described above, in the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the output start timing of each laser drive signal in the
As a result, the exposure position can be adjusted by providing a minimum number of position correction pattern detection means, and the exposure position adjustment mechanism in the exposure apparatus can be made inexpensive.
[実施の形態2]
実施の形態1では、各レーザ光の主走査方向の出力開始タイミングについて、予め記憶部804に記憶された各光源21における出力開始タイミングに関する調整量に基づく調整を行う構成について説明した。本実施の形態では、各レーザ光の副走査方向の出力開始タイミングについても、同様に、予め記憶部804に記憶された各光源21における出力開始タイミングに関する調整量に基づく調整を行う構成について説明する。なお、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the configuration in which the output start timing of each laser beam in the main scanning direction is adjusted based on the adjustment amount related to the output start timing in each
本実施の形態のレーザ駆動回路29においては、各画像形成ユニット10における用紙P上での書き出しタイミングを設定する同期信号(Vsync)の出力タイミングを次のように設定する。すなわち、制御部80は、後段で述べる調整データの一例としてのVsync出力タイミング調整量データを制御部80内に設けられた記憶手段の一例としての記憶部804に記憶している。そして、制御部80は、Vsyncの出力タイミングを調整する。
レーザ駆動回路29は、画像形成時には、調整されたVsync(調整Vsync)を制御部80から取得する。そしてレーザ駆動回路29は、SOSセンサ291から取得したSOS信号と制御部80から取得した調整Vsyncとに基づいて、用紙P上での書き出しを開始する。
In the
The
図17は、各画像形成ユニット10での書き出しタイミングを設定するVsyncと各色画像形成領域との関係を表すタイミングチャートを示した図である。図17に示したように、各画像形成ユニット10のレーザ駆動回路29では、各画像形成ユニット10が用紙搬送ベルト30に沿って異なる位置に配置されていることから、各画像形成ユニット10に対する各Vsyncが出力された後の最初のSOS信号により、画像信号の出力開始タイミングが設定される。
すなわち、制御部80では、用紙搬送ベルト30の搬送方向上流側に位置する画像形成ユニット10から順に画像形成が行われるように、所定の基準信号(トリガ信号)を基準として、トリガ信号から所定時間後に各画像形成ユニット10へのVsyncが出力される。ここでTVy1<TVm1<TVc1<TVk1として、トリガ信号から時間TVy1後にイエロー(Y)のVsyncが出力され、同様に、トリガ信号から時間TVm1後にマゼンタ(M)のVsync、トリガ信号から時間TVc1後にシアン(C)のVsync、トリガ信号から時間TVk1後に黒(K)のVsyncが出力される。そして、各画像形成ユニット10では、Vsyncを受けることで例えば図8に示したような画像信号の出力が開始される。なお、図17では、各画像形成ユニット10に対して画像信号が出力されるタイミングチャート上での領域を、各色画像形成領域と表現している。
FIG. 17 is a timing chart showing the relationship between Vsync for setting the writing timing in each image forming unit 10 and each color image forming area. As shown in FIG. 17, in the
That is, the
ところが、画像形成装置1には、各画像形成ユニット10の用紙搬送ベルト30搬送方向における配置位置のバラツキや各画像形成ユニット10内の構成要素に関する配置位置のバラツキ等が存在する。そのため、通常、画像形成時の所定のタイミングで、図11に示した平行パターンPK,PC,PM,PYを用いて、Vsyncの出力タイミングを基準とする各色レーザ光の副走査方向の位置調整を行っている。しかし、平行パターンPK,PC,PM,PYを用いる副走査方向の位置調整には所定の時間を要するため、画像生産性を低下させる要因の一つとなっている。
そこで、実施の形態の画像形成装置1では、Vsyncの出力タイミングを調整するためのVsync出力タイミング調整量データを制御部80内に設けられた記憶部804に記憶しておく。そして、画像形成時には、制御部80は、記憶手段に記憶されたVsync出力タイミング調整量データに基づいてVsyncの出力タイミングを調整する。そして、レーザ駆動回路29は、SOSセンサ291から取得したSOS信号と制御部80から取得した調整Vsyncとに基づいて、用紙P上での副走査方向の書き出しタイミングを設定する。それにより、画像形成時での各色レーザ光の副走査方向の位置調整を簡略化し、画像生産性の低下を抑制している。
However, in the image forming apparatus 1, there are variations in the arrangement positions of the image forming units 10 in the conveyance direction of the
Therefore, in the image forming apparatus 1 according to the embodiment, Vsync output timing adjustment amount data for adjusting the output timing of Vsync is stored in the
本実施の形態の画像形成装置1では、Vsync出力タイミング調整量データを生成するため、走査開始タイミング検出手段の一例としての各SOSセンサ291として、例えば位置検出素子(PSD)のような2次元方向のレーザ光の位置を検出できるセンサを用いる。そして、各SOSセンサ291により、主走査方向へのレーザ光の通過タイミングに加えて、副走査方向のレーザ光の通過位置に関するデータ(副走査方向位置データ)を検出する。
In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, in order to generate the Vsync output timing adjustment amount data, each
ここで図18および図19は、位置検出素子(PSD)以外の2次元方向のレーザ光の位置を検出できるセンサの一例を示した図である。図18では、SOSセンサ291として、副走査方向に沿って主走査方向の長さが長くなる三角形状に形成されたフォトダイオードを用いた構成である(図18(a))。このような構成により、図18(b)のように、フォトダイオードを通過するレーザ光の位置(a,b,c)に応じてSOSセンサ291からの信号の出力時間が異なることにより、出力波形が異なる信号が得られる。それにより、各走査線の副走査方向位置を検出する。
なお、フォトダイオードを用いるSOSセンサ291としては、フォトダイオード自体を正方形等のような副走査方向に沿って主走査方向の長さが同一である形状とし、副走査方向に沿って主走査方向の長さが長くなる三角形状に形成された開口を有するマスクにより、フォトダイオード表面を覆うようにして構成してもよい。
また、図19では、SOSセンサ291として、副走査方向に沿ってライン状に配列されたラインCCD(Charge Coupled Devices)を用いた構成である(図19(a))。このような構成により、図19(b)のように、ラインCCDを通過するレーザ光の位置(a,b,c)に従って、SOSセンサ291からの出力タイミングが異なる出力信号が得られる。それにより、各走査ラインの副走査方向位置を検出する。
このようなSOSセンサ291により、主走査方向だけでなく、副走査方向のレーザ光の通過位置も検出する。
Here, FIG. 18 and FIG. 19 are diagrams showing an example of a sensor that can detect the position of laser light in a two-dimensional direction other than the position detection element (PSD). In FIG. 18, the
Note that, as the
In FIG. 19, a line CCD (Charge Coupled Devices) arranged in a line along the sub-scanning direction is used as the SOS sensor 291 (FIG. 19A). With such a configuration, as shown in FIG. 19B, output signals having different output timings from the
Such a
一方、上記したように、画像形成装置1の工場出荷前の時点で、検出手段の一例としての検出センサ60を第2の配置位置に移動させ、不図示の保持部材によって第2の配置位置に設置する。そして、Vsync出力タイミング調整量データは、次のように生成される。
まず、工場出荷前の例えば温度環境が所定の状態に維持された工場内で、検出センサ60が第2の配置位置に設置された画像形成装置1を動作させる。そして、各画像形成ユニット10により、例えば図11に示した位置補正用パターンを、第2の配置位置に対応する用紙搬送ベルト30上に形成する。第2の配置位置に設置された検出センサ60は、位置補正用パターンの中の平行パターンPK,PC,PM,PYそれぞれの用紙搬送ベルト30上での位置を検出して、検出された位置を副走査方向位置データとして制御部80に送る。制御部80は、例えば副走査方向位置データが送信されるタイミングを用いて、平行パターンPKを基準として他の各色平行パターンPC,PM,PYが検出センサ60を通過するタイミングの時間間隔を算出する。
On the other hand, as described above, the
First, the image forming apparatus 1 in which the
すなわち、図11に示したように、平行パターンPKの通過タイミングと平行パターンPCの通過タイミングとの時間間隔P1、平行パターンPKの通過タイミングと平行パターンPMの通過タイミングとの時間間隔P2、平行パターンPKの通過タイミングと平行パターンPYの通過タイミングとの時間間隔P3をそれぞれ算出する。そして、制御部80は、算出されたこれらの時間間隔と用紙搬送ベルト30の搬送速度とに基づいて、Vsyncの出力タイミングに関する時間ずれ量△TVy1,△TVm1,△TVc1,△TVk1を、調整データの一例としてのVsync出力タイミング調整量データ△TVy1,△TVm1,△TVc1,△TVk1として求める。Vsync出力タイミング調整量データを求めるに際しては、例えば各画像形成ユニット10と用紙搬送ベルト30との間の構成上の位置関係等が加味される。そして、求めたVsync出力タイミング調整量データ△TVy1,△TVm1,△TVc1,△TVk1を記憶部804に記憶する。なお、本実施の形態では、黒色画像形成ユニット10Kに対するVsyncの出力タイミングを基準(副走査位置基準)として設定していることから、黒色画像形成ユニット10Kに関するVsync出力タイミング調整量データは、△TVk1=0である。
That is, as shown in FIG. 11, the time interval P1 between the passage timing of the parallel pattern PK and the passage timing of the parallel pattern PC, the time interval P2 between the passage timing of the parallel pattern PK and the passage timing of the parallel pattern PM, the parallel pattern A time interval P3 between the passage timing of PK and the passage timing of parallel pattern PY is calculated. Based on the calculated time interval and the conveyance speed of the
図20は、平行パターンPCの通過タイミングに関する時間間隔P1、平行パターンPMの通過タイミングに関する時間間隔P2、および平行パターンPYの通過タイミングに関する時間間隔P3と、用紙搬送ベルト30の搬送速度とに基づいて算出された、Vsyncの出力タイミングに関する時間ずれ量△TVy1,△TVm1,△TVc1,△TVk1を示した図である。
図20に示した時間ずれ量△TVy1,△TVm1,△TVc1,△TVk1が、検出センサ60にて検出された位置補正用パターンの平行パターンPK,PC,PM,PYそれぞれの用紙搬送ベルト30上での位置ずれ量に対応する。
20 is based on the time interval P1 relating to the passage timing of the parallel pattern PC, the time interval P2 relating to the passage timing of the parallel pattern PM, the time interval P3 relating to the passage timing of the parallel pattern PY, and the conveyance speed of the
The time lag amounts ΔTVy1, ΔTVm1, ΔTVc1, and ΔTVk1 shown in FIG. 20 are on the
したがって、実施の形態の画像形成装置1では、画像形成時には、制御部80がVsyncの出力タイミングを記憶部804に記憶されたVsync出力タイミング調整量データに基づいてVsyncの出力タイミングを調整する。したがって、制御部80は、Vsyncの出力タイミングの設定を指示する指示手段としても機能する。
ここで図21は、調整されたVsyncを説明する図である。図21に示したように、制御部80は、Vsync出力タイミング調整量データ△TVy1,△TVm1,△TVc1,△TVk1に基づいて、トリガ信号からのVsyncの出力タイミングをそれぞれTVy1´,TVm1´,TVc1´,TVk1´(=TVk1)に設定変更する。そして、用紙P上での副走査方向の書き出しタイミングを設定する。それにより、画像形成時での各色レーザ光の副走査方向の位置調整を簡略化し、画像生産性の低下を抑制している。
Therefore, in the image forming apparatus 1 of the embodiment, at the time of image formation, the
Here, FIG. 21 is a diagram for explaining the adjusted Vsync. As shown in FIG. 21, the
上記のように、本実施の形態の画像形成装置1においては、レーザ駆動回路29での各レーザ駆動信号の主走査方向および副走査方向の双方の出力開始タイミングについて、予め記憶部804に記憶された各光源21における出力開始タイミングに関する調整量に基づく調整を行う。また、各レーザ駆動信号の出力終了タイミングについては、検出センサ60からの位置補正用パターンの位置データに基づく調整を行う。
それにより、位置補正用パターンの検出手段を最少限の数だけ設けることで露光位置の調整を行うことが可能となり、露光装置における露光位置調整機構の低廉化が図られる。また、画像生産性の低下が抑制される。
As described above, in the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the output start timings of the respective laser drive signals in the
As a result, the exposure position can be adjusted by providing a minimum number of position correction pattern detection means, and the exposure position adjustment mechanism in the exposure apparatus can be made inexpensive. In addition, a decrease in image productivity is suppressed.
1…画像形成装置、10Y,10M,10C,10K…画像形成ユニット、11…感光体ドラム、20…レーザ露光器、30…用紙搬送ベルト、32…駆動ロール、60…検出センサ、80…制御部、291…SOSセンサ、803…演算部、804…記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 10Y, 10M, 10C, 10K ... Image forming unit, 11 ... Photosensitive drum, 20 ... Laser exposure device, 30 ... Paper conveyance belt, 32 ... Drive roll, 60 ... Detection sensor, 80 ...
Claims (11)
前記像保持体上を光源から出射された光束により走査露光する露光手段と、
前記光源を画像データに基づいて駆動する駆動手段と、
前記光源に対する前記駆動手段からの前記画像データの出力タイミングを調整するための調整データを記憶する記憶手段と、
前記露光手段が前記光束を走査露光することで前記像保持体に形成された所定のパターン画像の位置を当該像保持体上または当該像保持体から当該パターン画像が転写された転写体上での位置として検出する検出手段とを備え、
前記記憶手段は、前記光束の走査中央部から走査開始点側の前記像保持体上での領域に形成された前記パターン画像に関する主走査方向の位置に基づいて求められた前記調整データを記憶し、
前記検出手段は、前記像保持体の前記光束の走査中央部から走査終点側の領域に形成された前記パターン画像の前記位置を検出し、
前記駆動手段は、前記光源に対する1走査線内での前記画像データの出力開始タイミングを前記記憶手段により記憶された前記調整データに基づいて設定し、1走査線内での当該画像データの出力終了タイミングを前記検出手段により検出された前記パターン画像の位置に関する情報に基づいて設定して、当該光源を駆動することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier,
Exposure means for performing scanning exposure on the image carrier with a light beam emitted from a light source;
Driving means for driving the light source based on image data;
Storage means for storing adjustment data for adjusting the output timing of the image data from the driving means for the light source;
The position of a predetermined pattern image formed on the image carrier by the exposure means scanning and exposing the light flux is determined on the image carrier or on the transfer body on which the pattern image is transferred from the image carrier. Detecting means for detecting the position,
The storage means stores the adjustment data obtained based on a position in the main scanning direction with respect to the pattern image formed in a region on the image holding body on the scanning start point side from the scanning center portion of the light beam. ,
The detection means detects the position of the pattern image formed in a region on the scanning end point side from the scanning center portion of the light flux of the image carrier,
Said drive means, an output start timing of the image data in the one scan line with respect to the light source is set based on a more stored the adjusted data in the storage unit, the output of the image data in the one scan line and set based on the end timing on the information about the position of the more said detected pattern image on the detection means, the image forming apparatus characterized by driving the light source.
前記記憶手段は、所定時に前記第2の配置位置において前記検出手段により検出された前記パターン画像の位置に基づいて求められた前記調整データを記憶し、The storage means stores the adjustment data obtained based on the position of the pattern image detected by the detection means at the second arrangement position at a predetermined time;
前記駆動手段は、1走査線内での前記画像データの出力タイミングを、前記第1の配置位置において前記検出手段により検出された前記パターン画像の位置に関する情報に基づいて設定して、前記光源を駆動することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The drive means sets the output timing of the image data within one scanning line based on information on the position of the pattern image detected by the detection means at the first arrangement position, and sets the light source The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is driven.
前記駆動手段は、前記走査開始タイミング検出手段にて検出された前記走査開始タイミングに関する情報と前記調整データとに基づいて前記出力開始タイミングを設定し、前記光源を駆動することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A scanning start timing detecting means for detecting a scanning start timing of the light beam emitted from the light source to the image carrier;
The drive means sets the output start timing based on information related to the scan start timing detected by the scan start timing detection means and the adjustment data, and drives the light source. The image forming apparatus according to 1.
前記記憶手段は、所定時に前記走査開始タイミング検出手段にて検出された前記走査開始タイミングに関する情報をさらに記憶し、
前記駆動手段は、前記記憶手段に記憶された前記走査開始タイミングに関する情報と前記調整データとに基づいて前記出力開始タイミングを設定し、前記光源を駆動することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A scanning start timing detecting means for detecting a scanning start timing of the light beam emitted from the light source to the image carrier;
The storage means further stores information on the scan start timing detected by the scan start timing detection means at a predetermined time,
2. The image according to claim 1, wherein the driving unit sets the output start timing based on the information related to the scanning start timing stored in the storage unit and the adjustment data, and drives the light source. Forming equipment.
前記露光手段は、前記複数の像保持体各々を当該複数の像保持体各々に対応して設けられた複数の前記光源から出射された光束により走査露光し、
前記記憶手段は、前記駆動手段からの前記複数の光源各々に対する前記画像データの出力タイミングを調整するための前記調整データを記憶することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A plurality of the image carriers are arranged,
The exposing means scans and exposes each of the plurality of image carriers with light beams emitted from the plurality of light sources provided corresponding to the plurality of image carriers,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the storage unit stores the adjustment data for adjusting an output timing of the image data for each of the plurality of light sources from the driving unit.
前記露光手段は、前記複数の像保持体各々を当該複数の像保持体各々に対応して設けられた複数の前記光源から出射された光束により走査露光し、
前記記憶手段は、前記複数の像保持体における前記パターン画像に関する副走査方向の位置に基づいて求められた副走査方向の位置情報をさらに記憶し、
前記駆動手段は、前記副走査方向の位置情報に基づいて前記複数の光源各々から出射される前記光束相互間に設定される時間差を調整して前記光源を駆動することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A plurality of the image carriers are arranged,
The exposing means scans and exposes each of the plurality of image carriers with light beams emitted from the plurality of light sources provided corresponding to the plurality of image carriers,
The storage means further stores position information in the sub-scanning direction obtained based on positions in the sub-scanning direction with respect to the pattern image in the plurality of image carriers,
2. The driving unit drives the light source by adjusting a time difference set between the light beams emitted from the plurality of light sources based on position information in the sub-scanning direction. The image forming apparatus described.
前記光源からの光束が走査露光されることで像保持体に形成された所定のパターン画像に関する当該像保持体上での位置または当該像保持体から当該パターン画像が転写された転写体上での位置に関する情報を取得する位置情報取得手段と、
前記駆動手段から前記光源への1走査線内での前記画像データの出力開始タイミングを前記記憶手段に記憶された前記調整データに基づいて指示し、1走査線内での当該画像データの出力終了タイミングを前記位置情報取得手段にて取得された前記パターン画像の位置に関する情報に基づいて指示する指示手段とを備え、
前記記憶手段は、前記光束の走査中央部から走査開始点側の前記像保持体上での領域に形成された前記パターン画像に関する主走査方向の位置に基づいて求められた前記調整データを記憶し、
前記位置情報取得手段は、前記像保持体の前記光束の走査中央部から走査終点側の領域に形成された前記パターン画像の前記位置に関する情報を取得すること
を特徴とする制御装置。 Storage means for storing adjustment data for adjusting the output timing of the image data from the driving means for driving the light source based on the image data to the light source;
The position of the predetermined pattern image formed on the image carrier by scanning exposure with the light beam from the light source or the position on the image carrier and the pattern image transferred from the image carrier. Position information acquisition means for acquiring information about the position;
The output start timing of the image data within one scanning line from the driving unit to the light source is instructed based on the adjustment data stored in the storage unit, and the output of the image data within one scanning line is ended. Instruction means for instructing the timing based on information on the position of the pattern image acquired by the position information acquisition means ;
The storage means stores the adjustment data obtained based on a position in the main scanning direction with respect to the pattern image formed in a region on the image holding body on the scanning start point side from the scanning center portion of the light beam. ,
The control device characterized in that the position information acquisition means acquires information on the position of the pattern image formed in a region on the scanning end point side from the scanning center of the light beam of the image carrier. .
前記記憶手段は、所定時に前記走査開始タイミング取得手段にて取得された前記走査開始タイミングに関する情報をさらに記憶し、
前記指示手段は、前記記憶手段に記憶された前記走査開始タイミングに関する情報と前記調整データとに基づいて前記出力開始タイミングを指示することを特徴とする請求項9記載の制御装置。 A scanning start timing acquisition means for acquiring information related to the scanning start timing of the luminous flux emitted from the light source to the image carrier;
The storage means further stores information related to the scan start timing acquired by the scan start timing acquisition means at a predetermined time,
The control device according to claim 9 , wherein the instruction unit instructs the output start timing based on the information related to the scan start timing stored in the storage unit and the adjustment data.
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