JP6439544B2 - Optical scanning device and image forming apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明は画像形成技術に関し、特に電子写真方式における感光体の露光技術に関する。 The present invention relates to an image forming technique, and more particularly, to an exposure technique for a photoreceptor in an electrophotographic system.
電子写真方式の画像形成装置は、内蔵の感光体の表面を一様に帯電させた上で露光走査することによりその表面に静電潜像を形成し、その潜像をトナーで現像して、現れたトナー像をシートに転写する。こうして、そのシートに画像を形成する。
この感光体の露光走査に光走査装置は利用される。光走査装置は、ポリゴンミラーを回転させながらその偏向面で光源の光を反射することによってその光の偏向角を周期的に変化させ、光学系でその光を感光体の表面に結像させる。その結像点は偏向角の変化に伴って感光体の表面を一方向に移動するので、その表面が直線状に露光される。光走査装置はその露光量を画像データに従って変調することにより、露光領域における帯電量の分布を変化させる。こうして感光体に静電潜像の1ラインが形成され、この1ラインから現像されたトナー像の1ラインには、露光量の変化に対応するトナー濃度の変化が現れる。
An electrophotographic image forming apparatus forms an electrostatic latent image on the surface of the built-in photoconductor by uniformly charging the surface of the photosensitive member, and developing the latent image with toner. The appearing toner image is transferred to a sheet. Thus, an image is formed on the sheet.
An optical scanning device is used for exposure scanning of the photoreceptor. The optical scanning device periodically changes the deflection angle of the light by reflecting the light of the light source at the deflection surface while rotating the polygon mirror, and forms an image of the light on the surface of the photoconductor by the optical system. Since the image formation point moves in one direction on the surface of the photosensitive member as the deflection angle changes, the surface is exposed linearly. The optical scanning device modulates the exposure amount according to the image data, thereby changing the distribution of the charge amount in the exposure region. Thus, one line of the electrostatic latent image is formed on the photosensitive member, and a change in toner density corresponding to a change in exposure amount appears in one line of the toner image developed from this one line.
ポリゴンミラー等の光学系は反射率と透過率とが厳密には偏向角によって異なるので、光源に光量を一定に維持させても感光体への照射光量は偏向角の変化に伴って変動する。この変動は走査範囲における露光“むら(斑)”の原因の1つである。すなわち、感光体への照射光量の変動がそのまま露光量の変動に反映されれば、静電潜像の1ラインには帯電量の“むら”が現れ、その潜像から現像されたトナー像の対応する1ラインにはトナー濃度の“むら”が現れる。したがって、シート上の画質を向上させるには、偏向角の変化に伴う照射光量の変動を抑えることで、露光むらを可及的に除去することが望ましい。 In an optical system such as a polygon mirror, the reflectance and transmittance differ strictly depending on the deflection angle. Therefore, even if the light amount is kept constant by the light source, the amount of light applied to the photosensitive member varies with the change of the deflection angle. This variation is one of the causes of exposure “unevenness” in the scanning range. That is, if the variation in the amount of light applied to the photosensitive member is directly reflected in the variation in the exposure amount, “unevenness” in the charge amount appears in one line of the electrostatic latent image, and the toner image developed from the latent image “Unevenness” of toner density appears on the corresponding one line. Therefore, in order to improve the image quality on the sheet, it is desirable to eliminate exposure unevenness as much as possible by suppressing fluctuations in the amount of irradiation light accompanying changes in the deflection angle.
露光むらの抑制については、偏向角ごとに光源の光量を補正する技術が知られている。(たとえば特許文献1−7参照。)この技術では、偏向角の変化に伴う照射光量の変動を補正に伴う光源の光量の変化で相殺する。これにより、露光むらが抑えられる。 A technique for correcting the amount of light of a light source for each deflection angle is known for suppressing exposure unevenness. (For example, refer to Patent Documents 1-7.) With this technology, fluctuations in the amount of irradiation light accompanying changes in the deflection angle are offset by changes in the amount of light from the light source accompanying correction. Thereby, uneven exposure is suppressed.
露光むらの抑制を目的とする光源の光量に対する補正値は、たとえば特許文献1、2に開示されているように、次の手順で設定される。まず、光源に光量を一定に維持させた状態で偏向角の変化に伴う露光量の変動を標本化(サンプリング)する。このとき、標本値(サンプル)は、感光体上の走査範囲に対応付けられた主走査方向の座標の取り得る範囲から等分割された複数の区間(以下、「補正区間」という。)の境界ごとにモデルから算定され、または実験で測定される。次に、走査位置を表す主走査方向の座標が各補正区間を移動する時間帯における補正値が、その補正区間の境界でサンプルを相殺する値に揃えられる。
The correction value for the light amount of the light source for the purpose of suppressing exposure unevenness is set by the following procedure, as disclosed in
補正区間を同じ幅に揃えることには次の利点がある。光走査装置は偏向角を一般に一定の速度で変化させるので、補正区間が同じ幅であれば偏向角は一律のタイミングで次の補正区間に到達する。したがって、光源の制御回路はその光源の光量に対する補正値を一律のタイミングで変更すればよいので、その回路構成が簡単化される。
その反面、同じ幅の補正区間には次の問題点がある。各補正区間に対する補正値はその境界でのサンプルに基づくので、その補正区間の全体で照射光量の変動を真に相殺可能な補正値とは厳密には異なる。これらの補正値間の差は補正区間を狭めれば減少する。しかし、補正区間の総数が増加するので補正値の総数が増加する。一方、補正値の保存に利用可能なメモリー容量には上限があるので、補正値の総数には上限がある。したがって、補正区間の短縮による補正の高精度化には限度があり、露光むらを更に低減させるにはメモリー容量の上限を引き上げねばならない。それは製造コストの面で好ましくない。
Aligning the correction intervals to the same width has the following advantages. Since the optical scanning device generally changes the deflection angle at a constant speed, if the correction section has the same width, the deflection angle reaches the next correction section at a uniform timing. Therefore, the light source control circuit only needs to change the correction value for the light amount of the light source at a uniform timing, so that the circuit configuration is simplified.
On the other hand, the correction section having the same width has the following problems. Since the correction value for each correction section is based on the sample at the boundary, it is strictly different from the correction value that can truly cancel the fluctuation of the irradiation light amount in the entire correction section. The difference between these correction values decreases if the correction interval is narrowed. However, since the total number of correction sections increases, the total number of correction values increases. On the other hand, since there is an upper limit on the memory capacity that can be used for storing correction values, there is an upper limit on the total number of correction values. Accordingly, there is a limit to increasing the accuracy of correction by shortening the correction section, and the upper limit of the memory capacity must be increased to further reduce the exposure unevenness. This is not preferable in terms of manufacturing cost.
さらに、偏向角の変化に伴う照射光量の変動は、厳密には、ポリゴンミラーの偏向面ごとにパターンが異なる。これは主に偏向面の形状のばらつきに起因する。偏向面の形状のうちポリゴンミラーの回転軸方向に対する傾き(以下、「面倒れ」という。)についてはたとえば特許文献5−7に開示された技術が知られている。この技術では、面倒れに起因する照射光量の変動を光源の光量の補正で相殺する際、その変動パターンの偏向面ごとの違いに合わせて補正値を偏向面ごとに変える。しかし、より厳密には面倒れだけでなくポリゴンミラーの周方向、すなわちその周を成す正多角形の各辺の方向における偏向面の凹凸の程度(以下、「傾き誤差」という。)によっても照射光量の変動パターンは異なる。特に主走査方向における極大点と極小点とが偏向面ごとに変位する。この場合、補正区間の境界が、ある偏向面については極大点等に一致しても、別の偏向面については極大点等からずれる。補正値は補正区間の境界でサンプルを相殺するように設定されるので、極大点等からの境界のずれは、照射光量の変動を真に相殺する値からの補正値のずれを意味する。このずれをすべての偏向面について減少させる技術はまだ知られていない。 Furthermore, strictly speaking, the variation in the amount of irradiation light accompanying the change in the deflection angle has a different pattern for each deflection surface of the polygon mirror. This is mainly due to variations in the shape of the deflection surface. For example, the technique disclosed in Patent Documents 5-7 is known for the inclination (hereinafter referred to as “surface tilt”) of the polygonal mirror with respect to the rotation axis direction of the polygon mirror. In this technique, when the variation in the amount of irradiation light due to surface tilt is canceled out by correcting the light amount of the light source, the correction value is changed for each deflection surface in accordance with the difference of the variation pattern for each deflection surface. However, more precisely, the irradiation is not only caused by the surface tilt but also by the degree of unevenness of the deflection surface (hereinafter referred to as “tilt error”) in the circumferential direction of the polygon mirror, that is, in the direction of each side of the regular polygon that forms the circumference. The variation pattern of the amount of light is different. In particular, the maximum point and the minimum point in the main scanning direction are displaced for each deflection surface. In this case, even if the boundary of the correction section coincides with the maximum point or the like for a certain deflection surface, it deviates from the maximum point or the like for another deflection surface. Since the correction value is set so as to cancel the sample at the boundary of the correction section, the shift of the boundary from the maximum point or the like means the shift of the correction value from the value that truly cancels the fluctuation of the irradiation light amount. Techniques for reducing this deviation for all deflecting surfaces are not yet known.
本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に光源の光量に対する補正値の保存に必要なメモリー容量を増大させることなく、光源の光量に対する補正による露光むらの抑制効果を向上させることが可能な光走査装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in particular, to improve the effect of suppressing uneven exposure by correcting the light quantity of the light source without increasing the memory capacity necessary for storing the correction value for the light quantity of the light source. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device capable of satisfying the requirements.
本発明の1つの観点における光走査装置は、感光体に露光走査によって画像を形成する光走査装置であり、光量を可変な光源と、ポリゴンミラーを回転させながらその各偏向面で光源の光を反射することにより、その光を周期的に偏向させる偏向部と、ポリゴンミラーの反射光を感光体の表面に結像させる光学系と、光源の光量を画像データに従って変調する変調部と、ポリゴンミラーの反射光で感光体を走査する際に光源の光量を、変調部が変調する前、または変調した後に補正する補正部とを備えている。ポリゴンミラーの各偏向面からの反射光で走査する感光体の領域には主走査方向の座標が対応付けられ、その座標の取り得る範囲は複数の補正区間に分割され、それら複数の補正区間の各境界には光源の光量に対する補正値が割り当てられており、各補正区間に対応する感光体の領域をポリゴンミラーの各偏向面からの反射光で走査する間、補正部は、その補正区間の境界の少なくとも一方に割り当てられた補正値に基づいて光源の光量に対する補正値を決定し、複数の補正区間は、ポリゴンミラーのいずれの偏向面からの反射光の走査範囲に対応するかに応じて、境界を表す主走査方向の座標の組み合わせが異なるように、ポリゴンミラーの偏向面ごとに設定されている。 An optical scanning device according to one aspect of the present invention is an optical scanning device that forms an image on a photosensitive member by exposure scanning, and a light source having a variable amount of light and a light beam emitted from a light source on each deflection surface while rotating a polygon mirror. A deflecting unit that periodically deflects the light by reflection, an optical system that forms an image of the reflected light of the polygon mirror on the surface of the photosensitive member, a modulation unit that modulates the light amount of the light source according to image data, and a polygon mirror And a correction unit that corrects the light amount of the light source before or after the modulation by the modulation unit when the photosensitive member is scanned with the reflected light. Coordinates in the main scanning direction are associated with the areas of the photoconductor scanned with the reflected light from the respective deflection surfaces of the polygon mirror, and the range that the coordinates can take is divided into a plurality of correction sections. A correction value for the light quantity of the light source is assigned to each boundary, and while the photosensitive member region corresponding to each correction section is scanned with the reflected light from each deflection surface of the polygon mirror, the correction unit Based on a correction value assigned to at least one of the boundaries, a correction value for the light amount of the light source is determined, and the plurality of correction sections depend on which deflection surface of the polygon mirror corresponds to the scanning range of the reflected light. These are set for each deflection surface of the polygon mirror so that the combination of coordinates in the main scanning direction representing the boundary is different.
この光走査装置では、光源の光量を一定に維持してポリゴンミラーの各偏向面からの反射光で感光体を露光走査した場合に現れる露光量の主走査方向における極大点または極小点に補正区間の境界が設定されていてもよい。
補正区間の境界は主走査方向の座標に応じて隣の境界までの距離が異なるように設定されていてもよい。特に、光源の光量を補正することなく一定に維持してポリゴンミラーの1枚の偏向面からの反射光で感光体を露光走査した場合、その反射光の走査範囲は、第1領域と、主走査方向の位置に対する露光量の変化率の代表値が第1領域よりも大きい第2領域とを含み、第2領域では第1領域よりも、対応する補正区間の幅が狭く設定されていてもよい。さらに、ポリゴンミラーの1枚の偏向面からの反射光の走査範囲が含む第1領域と、別の偏向面からの反射光の走査範囲が含む第1領域とは、主走査方向の座標が共通する部分を含み、その共通する部分に対応する補正区間の境界は主走査方向の同じ座標に設定されていてもよい。
In this optical scanning device, the light amount of the light source is kept constant, and the exposure interval that appears when the photosensitive member is exposed and scanned with the reflected light from each deflection surface of the polygon mirror is corrected to the maximum or minimum point in the main scanning direction. The boundary may be set.
The boundary of the correction section may be set so that the distance to the adjacent boundary differs according to the coordinates in the main scanning direction. In particular, when the photosensitive member is exposed and scanned with reflected light from one deflecting surface of a polygon mirror while maintaining the light quantity of the light source constant without being corrected, the scanning range of the reflected light includes the first area, the main area, and the main area. The second region includes a second region in which a representative value of the change rate of the exposure amount with respect to the position in the scanning direction is larger than that of the first region. Even if the width of the corresponding correction section is set narrower than that of the first region Good. Further, the first region included in the scanning range of reflected light from one deflection surface of the polygon mirror and the first region included in the scanning range of reflected light from another deflection surface share the same coordinates in the main scanning direction. The boundary of the correction section corresponding to the common part may be set to the same coordinate in the main scanning direction.
補正部は、光学系による結像点の主走査方向の座標が各補正区間の境界に到達するタイミングを示す信号を生成するタイミング生成部を含み、その境界に割り当てた補正値を信号の示すタイミングで取得してもよい。
光走査装置は、補正区間の境界と補正値との対応表をポリゴンミラーの偏向面ごとに記憶している記憶部と、ポリゴンミラーの反射光の属性を計測する計測部と、計測部による計測結果に基づいて、その反射光をポリゴンミラーのいずれの偏向面からの反射光であるかを識別する識別部とを更に備えていてもよい。この場合、タイミング生成部は、識別部の識別した偏向面に関する対応表が示す補正区間の境界に基づいて上記の信号の示すべきタイミングを設定し、補正部は、その信号の示すタイミングで補正値を、その対応表が示す次の境界に割り当てられた補正値に更新してもよい。
The correction unit includes a timing generation unit that generates a signal indicating the timing at which the coordinates of the imaging point of the optical system in the main scanning direction reach the boundary of each correction section, and the timing at which the signal indicates the correction value assigned to the boundary You may get it at
The optical scanning device includes a storage section that stores a correspondence table between correction section boundaries and correction values for each deflection surface of the polygon mirror, a measurement section that measures the attribute of the reflected light of the polygon mirror, and a measurement by the measurement section. Based on the result, an identification unit that identifies which deflection surface of the polygon mirror reflects the reflected light may be further provided. In this case, the timing generation unit sets the timing to be indicated by the signal based on the boundary of the correction section indicated by the correspondence table regarding the deflection surface identified by the identification unit, and the correction unit corrects the correction value at the timing indicated by the signal. May be updated to the correction value assigned to the next boundary indicated by the correspondence table.
光走査装置は、ポリゴンミラーの反射光の属性を計測する計測部と、計測部による計測結果に基づいて補正区間の境界と補正値との対応表をポリゴンミラーの偏向面ごとに算定する演算部と、計測部による計測結果に基づいて、その反射光がポリゴンミラーのいずれの偏向面からの反射光であるかを識別する識別部とを更に備えていてもよい。この場合、タイミング生成部は、識別部の識別した偏向面に関する対応表が示す補正区間の境界に基づいて上記の信号の示すべきタイミングを設定し、補正部は、その信号の示すタイミングで補正値を、その対応表が示す次の境界に割り当てられた補正値に更新してもよい。 The optical scanning device includes a measurement unit that measures the attribute of the reflected light of the polygon mirror, and a calculation unit that calculates a correspondence table between the boundary of the correction section and the correction value for each deflection surface of the polygon mirror based on the measurement result of the measurement unit. And an identification unit for identifying which deflection surface of the polygon mirror the reflected light is based on the measurement result by the measurement unit. In this case, the timing generation unit sets the timing to be indicated by the signal based on the boundary of the correction section indicated by the correspondence table regarding the deflection surface identified by the identification unit, and the correction unit corrects the correction value at the timing indicated by the signal. May be updated to the correction value assigned to the next boundary indicated by the correspondence table.
光走査装置は、光学系から感光体への照射光量を実測する実測部と、実測部による実測結果に基づいて各補正区間の境界を決定し、かつその境界に対する補正値を算定する演算部とを更に備えていてもよい。この場合、タイミング生成部は、演算部の決定した境界に基づいて上記の信号の示すべきタイミングを設定し、補正部は、その信号の示すタイミングで補正値を、演算部が算定した次の境界に対する補正値に更新してもよい。 The optical scanning device includes an actual measurement unit that actually measures the amount of light irradiated from the optical system to the photosensitive member, an arithmetic unit that determines a boundary of each correction section based on an actual measurement result by the actual measurement unit, and calculates a correction value for the boundary; May be further provided. In this case, the timing generation unit sets the timing to be indicated by the signal based on the boundary determined by the calculation unit, and the correction unit calculates the correction value at the timing indicated by the signal and the next boundary calculated by the calculation unit. You may update to the correction value with respect to.
ポリゴンミラーの1枚の偏向面からの反射光で各補正区間に対応する感光体の領域を走査する際、補正部は、その補正区間の両端の境界に割り当てられた補正値を補間した値で光源の光量を補正してもよい。
本発明の1つの観点における画像形成装置は、シートにトナー像を形成する作像部と、そのトナー像を熱定着させる定着部とを備えた画像形成装置であり、作像部は、露光量に応じて帯電量が変化する感光体と、その感光体に露光走査によって静電潜像を形成する上記の光走査装置と、その静電潜像をトナーで現像する現像部と、現像部によって現像されたトナー像を感光体からシートへ転写する転写部とを含む。
When scanning the area of the photosensitive member corresponding to each correction section with the reflected light from one deflection surface of the polygon mirror, the correction unit interpolates the correction values assigned to the boundaries at both ends of the correction section. You may correct | amend the light quantity of a light source.
An image forming apparatus according to an aspect of the present invention is an image forming apparatus including an image forming unit that forms a toner image on a sheet and a fixing unit that thermally fixes the toner image. A photosensitive member whose charge amount changes in accordance with the above, a light scanning device that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member by exposure scanning, a developing unit that develops the electrostatic latent image with toner, and a developing unit. And a transfer unit that transfers the developed toner image from the photoreceptor to the sheet.
本発明による光走査装置は上記のとおり、各補正区間に対応する感光体の領域をポリゴンミラーの反射光で走査する際、その補正区間の境界に割り当てられた補正値に基づいて光源の光量を補正する。このとき、補正区間は、ポリゴンミラーのいずれの偏向面からの反射光の走査範囲に対応するかに応じて、境界を表す主走査方向の座標の組み合わせが異なるように、ポリゴンミラーの偏向面ごとに設定されている。これによりこの光走査装置は、補正値の保存に必要なメモリー容量を増大させることなく、光源の光量に対する補正による露光むらの抑制効果を向上させることができる。 As described above, when the optical scanning device according to the present invention scans the area of the photoreceptor corresponding to each correction section with the reflected light of the polygon mirror, the light amount of the light source is determined based on the correction value assigned to the boundary of the correction section. to correct. At this time, each correction plane of the polygon mirror is such that the combination of coordinates in the main scanning direction representing the boundary differs depending on which deflection surface of the polygon mirror corresponds to the scanning range of the reflected light. Is set to As a result, the optical scanning device can improve the effect of suppressing the uneven exposure by correcting the light amount of the light source without increasing the memory capacity necessary for storing the correction value.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
《実施形態1》
[画像形成装置の内部構造]
図1は、本発明の実施形態1による画像形成装置100の内部構造を模式的に示す正面図である。この画像形成装置100はカラーレーザープリンターである。図1にはこのプリンター100の内部の要素が、あたかも筐体の前面を透かして見えているように描かれている。図1を参照するにプリンター100は、給送部10、作像部20、定着部30、および排紙部40を含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Internal structure of image forming apparatus]
FIG. 1 is a front view schematically showing an internal structure of an
−給送部−
給送部10は搬送ローラー群12、13、14を利用して給紙カセット11からシートSHTを1枚ずつ作像部20へ給送する。給紙カセット11に収容可能なシートSHTの材質は紙または樹脂であり、サイズは、A3、A4、A5、またはB4等である。搬送ローラー群の中で最も作像部20に近いタイミングローラー14は一般に停止しており、後述の主制御部からの駆動信号に応じて回転する。その駆動信号が示すタイミングでタイミングローラー14はシートSH2を作像部20へ送り出す。
-Feeding section-
The
−作像部−
作像部20は、給送部10から送られたシートSH2の上にトナー像を形成する。
具体的には、4つの作像ユニット21Y、21M、21C、21Kのそれぞれがまず、感光体ドラム25Y、25M、25C、25Kの表面を一様に帯電させた上で、光走査部26にレーザー光で各ドラムの表面を軸方向(図1の示すX軸方向(紙面の法線方向))に露光走査させる。このとき、光走査部26はレーザー光量を、画像データの1ラインが表すイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の階調値に基づいて変調する。一方、各感光体ドラム25Y、…の表面では露光領域から電荷が消失する。こうしてその表面には、Y、M、C、Kの各階調値の変化に対応するパターンで帯電量の分布が変化した領域、すなわち静電潜像の1ラインが生じる。
-Image forming part-
The
Specifically, each of the four
各作像ユニット21Y、…は次に、Y、M、C、Kの各色のトナーを帯電させて静電潜像の1ラインに付着させる。これにより、4つの感光体ドラム25Y、…の表面には4色のトナー像の1ラインが現像される。
このような露光と現像とを各作像ユニット21Y、…は感光体ドラム25Y、…を回転させながら、画像データの表すラインごとに繰り返す。こうして、その画像データの表す4色の画像が4つの感光体ドラム25Y、…の各表面に1色ずつのトナー像として再現される。
Next, each of the
The
これら4色のトナー像は1次転写ローラー22Y、22M、22C、22Kと感光体ドラム25Y、…との間の電界により、感光体ドラム25Y、…の表面から順番に中間転写ベルト23の表面の同じ位置へ重ねて転写される。その結果、その位置に1つのカラートナー像が構成される。このカラートナー像は更に中間転写ベルト23と2次転写ローラー24との間の電界により、給送部10から両者23、24の間のニップへ通紙されたシートSH2の表面へ転写される。その後、2次転写ローラー24はそのシートSH2を定着部30へ送り出す。
These four color toner images are formed on the surface of the
図1を参照するに、レーザー光の走査によって感光体ドラム25Y、…の表面に生じたトナー像の1ラインは、シートSH2の表面に転写された後では2次転写ローラー24によるそのシートSH2の搬送方向に対して垂直である。一方、その1ラインとその次に感光体ドラム25Yの表面に生じた1ラインとは、シートSH2の表面に転写された後ではそのシートSH2の搬送方向に並ぶ。したがって、以下では、レーザー光が感光体ドラム25Y、…の表面を走査する方向(図1の示すX軸方向(紙面の法線方向))等、トナー像の1ラインの方向に対応する方向をいずれも「主走査方向」と総称し、感光体ドラム25Y、…の回転方向およびシートSH2の搬送方向(図1の示すY軸方向)等、トナー像のラインが並ぶ方向に対応する方向をいずれも「副走査方向」と総称する。
Referring to FIG. 1, one line of the toner image generated on the surface of the
−定着部−
定着部30は、作像部20から送り出されたシートSH2の上にトナー像を熱定着させる。具体的には、定着ローラー31と加圧ローラー32との間のニップにそのシートSH2が通紙されるとき、定着ローラー31はそのシートSH2の表面へ内蔵のヒーターの熱を加え、加圧ローラー32はそのシートSH2の加熱部分に対して圧力を加えて定着ローラー31へ押し付ける。定着ローラー31からの熱と加圧ローラー32からの圧力とにより、トナー像がそのシートSH2の表面に定着する。
-Fixing part-
The fixing
−排紙部−
排紙部40は、トナー像が定着したシートSH3をプリンター100の筐体の外へ排紙する。具体的には、まずシートSH3が定着部30の上部からガイド板41に沿って移動する。このとき排紙部40は、プリンター100の筐体に開けられた水平方向のスリット42の内側に配置された排紙ローラー43を回転させ、その周面でシートSH3をスリット42の外へ送り出す。これによりこのシートSH3は、プリンター100の上面の含む排紙トレイ44に収容される。
-Output section-
The
[光走査部]
図1は光走査部26の縦断面図を含む。図2は光走査部26の上面図である。図2では説明の便宜上、光走査部26を覆う上板部材が除去されている。図2にはまた、図1の示す光走査部26の縦断面の位置が直線I−Iで示されている。図1、図2を参照するに光走査部26は、光源260、ポリゴンミラー271、モーター272、光学系273、(28Y、29Y)、(28M、29M)、(28C、29C)、28K、および制御部300を含む。
[Optical scanning unit]
FIG. 1 includes a longitudinal sectional view of the
−光源−
光源260は、4個の半導体レーザー26Y、26M、26C、26K、4枚のミラー261−264、およびシリンドリカルレンズ265を含む。
各半導体レーザー26Y、…はレーザーダイオード等のレーザー発振器とフォトダイオード等の光量センサーとを含む。(図2には示されていない。)レーザー発振器はたとえば波長780nmまたは655nmのレーザー光を1本、数mW〜十数mWの出力で出射可能であり、特に発光量を変更可能である。光量センサーはレーザー発振器の発光量を監視して、その発光量に比例する量の出力電流を制御部300にフィードバックする。
-Light source-
The
Each
図2を参照するに、第1半導体レーザー26Y、第2半導体レーザー26M、および第3半導体レーザー26Kは出射方向が共通であり、その方向に対して垂直な方向に等間隔で配置されている。一方、第4半導体レーザー26Cは、その出射方向が他の半導体レーザー26Y、26M、26Kの出射方向と直交するように配置されている。図1、図2は示していないが、4個の半導体レーザー26Y、…は出射口の高さ(図1では紙面の上下方向の位置であり、図2では紙面の法線方向の位置である。)が異なるので、それらのレーザー光LY、LM、LC、LKは光路の高さが異なる。
Referring to FIG. 2, the
第1ミラー261、第2ミラー262、および第3ミラー263は、第1半導体レーザー26Y、第2半導体レーザー26M、および第3半導体レーザー26Kの各出射口の前に1枚ずつ、その出射口からのレーザー光LY、LM、またはLKのみが当たるように配置されている。いずれのミラー261、…、263も半導体レーザー26Y、…、26Kの出射光LY、…、LKを反射して90°偏向させる。第4ミラー264は他の3枚のミラー261、…、263の反射光と第4半導体レーザー26Cの出射光LCとを同じ方向へ反射するように設置されている。
The
シリンドリカルレンズ265は第4ミラー264の反射光LLを透過させてポリゴンミラー271に照射する。シリンドリカルレンズ265は特にその照射光を、ポリゴンミラー271の回転軸方向(図1では紙面の上下方向であり、図2では紙面の法線方向である。)ではポリゴンミラー271の側面に結像させると共に、その方向と照射方向との両方に直交する方向(図1では紙面の左右方向であり、図2では紙面に平行で、かつレーザー光LLに対して垂直な方向である。)では平行光に変換する。後述のとおり、ポリゴンミラー271の回転軸方向は副走査方向であり、その方向とレーザー光LLの照射方向との両方に直交する方向は主走査方向である。
The
−ポリゴンミラー−
ポリゴンミラー271は正多角柱(図2の例では正7角柱)状の部材であり、いずれの側面にも鏡面加工が施されている。これにより、各側面は入射光を反射して偏向させる。以下、これらの側面を「偏向面」と呼ぶ。
ポリゴンミラー271はその中心軸のまわりで回転可能に支持されている。モーター272はポリゴンミラー271に駆動力を与えてその中心軸のまわりに回転させる。特に光源260がレーザー光LLをポリゴンミラー271に照射する間、モーター272はポリゴンミラー271の角速度を所定値に維持する。
-Polygon mirror-
The
The
図2を参照するに、ポリゴンミラー271は光源260のレーザー光LLを反射して偏向させると共に、自身の回転によってそのレーザー光LLと反射光RLとの進行方向が成す角度、すなわちレーザー光LLの偏向角を変化させる。具体的には、ポリゴンミラー271が回転角θだけ回転する間に偏向角はその2倍の角度2θだけ変化する。さらに、ポリゴンミラー271の回転に伴い、レーザー光LLを実際に反射する偏向面が周期的に移り変わることにより、偏向角は最小値φLから最大値φRまでの範囲で連続的に、かつ周期的に変化する。特にポリゴンミラー271が等角速度で回転する場合に偏向角は、最大値φRから最小値φLへは一定の速度で変化し、最小値φLから最大値φRへは瞬間的に変化する。
Referring to FIG. 2, the
−光学系−
光学系は、fθレンズ273と4組の折り返しミラー(28Y、29Y)、(28M、29M)、(28C、29C)、28Kとを含む。
fθレンズ273は、ポリゴンミラー271の反射光RLを透過して折り返しミラー28Y、28M、28C、28Kへ照射するように配置されている。第1折り返しミラー28Y、29Y、第2折り返しミラー28M、29M、第3折り返しミラー28C、29C、および第4折り返しミラー28Kはいずれも細長い板状であり、図1、図2に示されているとおり、長手方向が感光体ドラム25Y、…の軸方向と平行に配置されている。図1を参照するに、第1折り返しミラーの一方28Y、第2折り返しミラーの一方28M、第3折り返しミラーの一方28C、および第4折り返しミラー28Kは高さ(図1では紙面の上下方向の位置であり、図2では紙面の法線方向の位置である。)が異なる。これにより、異なる折り返しミラー28Y、…にはポリゴンミラー271の反射光RLのうち異なる半導体レーザー26Y、…の出射光LY、…のみが当たる。第1折り返しミラーの他方29Y、第2折り返しミラーの他方29M、第3折り返しミラーの他方29C、および第4折り返しミラー28Kは各感光体ドラム25Y、…の真下に1枚ずつ配置されている。第1半導体レーザー26Yの出射光LYは、ポリゴンミラー271で反射されてfθレンズ273を透過した後、第1折り返しミラー28Y、29Yに反射されて第1作像ユニット21Yの感光体ドラム25Yに照射される。同様に、第2半導体レーザー26Mの出射光LMは第2折り返しミラー28M、29Mに反射されて第2作像ユニット21Mの感光体ドラム25Mに照射され、第3半導体レーザー26Cの出射光LCは第3折り返しミラー28C、29Cに反射されて第3作像ユニット21Cの感光体ドラム25Cに照射され、第4半導体レーザー26Kの出射光LKは第4折り返しミラー28Kに反射されて第4作像ユニット21Kの感光体ドラム25Kに照射される。
-Optical system-
The optical system includes an
The
fθレンズ273はたとえば2枚の非球面レンズから構成され、ポリゴンミラー271の反射光RLを各感光体ドラム25Y、…の表面に、その軸方向と回転方向との両方(図1の示すX軸方向とY軸方向との両方)で結像させる。これにより、その表面の結像点とその近傍とが露光される。ポリゴンミラー271が回転によって偏向角を変化させると、それに合わせてfθレンズ273の透過光が折り返しミラー28Y、…、28Kの上を長手方向に移動するので、その透過光の結像点が各感光体ドラム25Y、…の表面上をその軸方向に移動する。特に偏向角が最大値φRから最小値φLまで一定の速度で変化する期間には、4つの感光体ドラム25Y、…のいずれかの表面を結像点が一方向に露光走査する。その結果、その表面上の露光部分が直線状に連なって静電潜像の1ラインを形成する。
The
以下、感光体ドラム25Y、…の表面上の結像点が静電潜像の1ラインをその先頭から走査して次のラインの先頭に達するまでの期間を「主走査期間」という。また、「主走査方向」と「副走査方向」との上記の定義から、折り返しミラー28Y、…の長手方向とポリゴンミラー271の回転方向とは主走査方向に相当し、折り返しミラー28Y、…の高さ方向とポリゴンミラー271の軸方向とは副走査方向に相当する。
Hereinafter, the period from when the imaging point on the surface of the
fθレンズ273は更に「透過光の入射角とその像高(結像点の光軸からの距離)とが比例する」という特性により、ポリゴンミラー271が光源260の光LLの偏向角を変化させる量と、その変化に伴って透過光の結像点が移動する距離とを比例させる。図2を参照するに、偏向角が最大値φRから角度2θまで変化するとき、それに伴ってfθレンズ273の透過光の照射点が折り返しミラー28Y、…、28Kの上を移動する。このときの移動距離ρY、ρM、ρC、ρKはfθレンズ273の特性により、ポリゴンミラー271の反射光RLがfθレンズ273に入射する角度の変化量、すなわち偏向角の変化量2θに比例する。これらの移動距離ρY、…は各感光体ドラム25Y、…の表面上における結像点の移動距離に比例し、偏向角の変化量2θはポリゴンミラー271の回転角の変化量θに比例するので、その結像点の主走査方向における位置とポリゴンミラー271の回転角との間に線形性が確立される。特にポリゴンミラー271が等角速度で回転するときには、その結像点が主走査方向に等速度で移動する。
The
−制御部−
制御部300は、光源260の含む4個の半導体レーザー26Y、…に対する発光制御専用の電子回路である。制御部300は特に後述の主制御部から画像データを受信し、その画像データの表すY、M、C、Kの各色の階調値に基づいて、各色に対応する半導体レーザー26Y、…の明滅パターンを変調する。たとえば、画素の階調値が高いほどその画素に対する半導体レーザーの発光時間が長く調節される。
-Control unit-
The
制御部300はまた、4個の半導体レーザー26Y、…の間で、画像データの表す1ラインの階調値に基づく明滅パターンのタイミングを一定時間ずつ遅らせる。この一定時間は、中間転写ベルト23の表面上の1点が1対の1次転写ローラー22Yと感光体ドラム25Yとの間から次の対22M、25Mの間まで移動するのに要する時間で決まる。
制御部300は更に、第1ミラー301、第2ミラー302、および走査開始(SOS)センサー303を含む。図2を参照するに、第1ミラー301は、ポリゴンミラー271が最大の偏向角φRへ反射したレーザー光の進路上に設置され、その光を第2ミラー302へ向けて反射する。第2ミラー302は第1ミラー301の反射光を更に反射して、制御部300の内部に設置されたSOSセンサー303へ照射する。SOSセンサー303は光検出器を含み、第2ミラー302の照射光を検出して制御部300に信号(以下、「SOS信号」という。)で通知する。等角速度で回転するポリゴンミラー271が光源260のレーザー光LLを最大の偏向角φRへ反射する度にSOSセンサー303はその反射光を検出してSOS信号を有効にする。すなわち、SOS信号が正論理信号ならばそのパルスを立ち上げ、負論理信号ならばそのパルスを立ち下げる。SOS信号が有効になるタイミングに基づいて、制御部300は半導体レーザー26Y、…の明滅をポリゴンミラー271の回転に同期させる。
The
The
制御部300はその他に、半導体レーザー26Y、…からフィードバックされるレーザー光LY、…の量をサンプリングし、そのサンプルに基づいて半導体レーザー26Y、…の発光量を調節する。このとき、制御部300は更に半導体レーザー26Y、…の発光量を偏向角ごとに補正する。発光量の調節および補正の詳細については後述する。
[画像形成装置の電子制御系統]
図3は、プリンター100の電子制御系統の構成を示すブロック図である。図3を参照するに、この電子制御系統では、給送部10、作像部20、定着部30に加えて操作部50と主制御部60とがバス90を通して互いに通信可能に接続されている。
In addition, the
[Electronic control system of image forming apparatus]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the electronic control system of the
操作部50はユーザーの操作または外部の電子機器との通信を通してジョブの要求と、画像等、処理対象のデータとを受け付けて、それらを主制御部60へ伝える。図3を参照するに操作部50は、操作パネル51、メモリーインタフェース(I/F)52、およびネットワーク(LAN)I/F53を含む。操作パネル51は、押しボタン、タッチパネル、およびディスプレイを含む。操作パネル51は、操作画面および各種パラメーターの入力画面等のGUI画面をディスプレイに表示する。操作パネル51はまた、ユーザーが操作した押しボタンまたはタッチパネルの位置を識別し、その識別に関する情報を操作情報として主制御部60へ伝える。メモリーI/F52はUSBポートまたはメモリーカードスロットを含み、それらを通してUSBメモリーまたはハードディスクドライブ(HDD)等の外付けの記憶装置から直に処理対象のデータを取り込む。LAN・I/F53は外部のネットワークNTWに有線または無線で接続され、そのネットワークNTWに接続された他の電子機器から処理対象のデータを受信する。
The
主制御部60は1枚の基板の上に実装された電子回路であり、その基板はプリンター100の内部に設置されている。図3を参照するに主制御部60は、CPU61、RAM62、およびROM63を含む。CPU61はファームウェアに従って、バス90に接続された他の要素10、20、…を制御する。RAM62は、CPU61がファームウェアを実行する際の作業領域をCPU61に提供すると共に、操作部50が受け付けた処理対象のデータを保存する。ROM63は書き込み不可の半導体メモリー装置と、EEPROM等の書き換え可能な半導体メモリー装置またはHDDとを含む。前者はファームウェアを格納し、後者はCPU61に環境変数等の保存領域を提供する。
The
CPU61が各種ファームウェアを実行することにより、主制御部60は操作部50からの操作情報に基づき、まずプリンター100内の他の要素を制御する。具体的には、主制御部60は操作部50に操作画面を表示させてユーザーによる操作を受け付けさせる。この操作に応じて主制御部60は、稼動モード、待機モード、スリープモード等の動作モードを決定し、その動作モードを他の要素へ駆動信号で通知して、その動作モードに応じた処理を各要素に実行させる。
When the
たとえば操作部50がユーザーから印刷ジョブを受け付けたとき、主制御部60はまず操作部50に印刷対象の画像データをRAM62へ転送させる。主制御部60は次に、そのジョブの示す印刷条件に従って、給送部10には給送すべきシートの種類とその給送のタイミングとを指定し、作像部20には形成すべきトナー像を表す画像データを提供し、定着部30には、維持すべき定着ローラー31の表面温度を指定する。
For example, when the
[光走査部の電子回路の構成]
図4は、光走査部26の制御部300が含む電子回路のブロック図である。図4を参照するに制御部300は4つの電子回路300Y、300M、300C、300Kを含む。各電子回路300Y、…は個別に、半導体レーザー26Y、…の1つに供給する電流ICRを制御する。この電流ICRの量とそれを流すタイミングとで半導体レーザー26Y、…の発光量と明滅のタイミングとが決まる。図4には第1半導体レーザー26Yに対する電子回路300Yの構成が例示されている。他の電子回路300M、300C、300Kの構成も同様である。
[Configuration of electronic circuit of optical scanning unit]
FIG. 4 is a block diagram of an electronic circuit included in the
電子回路300Yは、サンプルホールド(SH)部310、記憶部320、識別部325、補正部330、および変調部340を含む。
SH部310は、第1半導体レーザー26Y内の光量センサーPDからフィードバックされた光量に基づいて、第1半導体レーザー26Y内のレーザー発振器LDに出力させるべき光量に対応する電流IBSの量を決める。
The
The
記憶部320は、そのレーザー発振器LDの光量に対する補正値と補正区間の境界との対応表をポリゴンミラー271の偏向面ごとに記憶している。「補正区間」とは、ポリゴンミラー271の各偏向面からの反射光で走査される感光体ドラム25Y、…の表面上の範囲に対応付けられた主走査方向の座標の取り得る範囲から分割された各区間をいう。「補正区間の境界」とは、その補正区間の端点をいう。以下、当業者であれば混同のおそれは少ないと考えられるので、「補正区間」を、その補正区間が表す主走査方向の座標の領域に対応する感光体ドラム25Y、…の表面上の領域の意味でも用い、「補正区間の境界」を、その補正区間の端点の座標に対応する感光体ドラム25Yの表面上の位置の意味でも用いる。
The
識別部325はSOS信号の属性、たとえば周期に基づいて、SOSセンサー303がポリゴンミラー271のいずれの偏向面からの反射光を検出したかを識別する。識別部325は更に記憶部320に、識別した偏向面に関する対応表を検索させる。
補正部330は、各補正区間の境界(に対応する感光体ドラム25Yの表面上の位置)にポリゴンミラー271の反射光が照射されるタイミングで次の境界に対する補正値を記憶部320から読み出す。その補正区間(に対応する感光体ドラム25Yの表面上の領域)に反射光が照射される間、補正部330は読み出した補正値に基づいてSH部310の決めた電流IBSの量を補正し、補正後の電流ICRをレーザー発振器LDへ供給する。これにより、その発光量が補正される。
The
The
変調部340は、画像データの表すYの階調値に基づいてレーザー発振器LDへの出力電流ICRを変調する。この変調に合わせてそのレーザー発振器LDが明滅することにより、その平均的な発光量がYの階調値に対応する値に調節される。
−SH部−
図4を参照するに、SH部310は、抵抗311、基準電圧源312、差動増幅器313、スイッチ314、キャパシタ315、および電圧電流(VI)変換器316を含む。
The
-SH part-
Referring to FIG. 4, the
抵抗311は光量センサーPDの出力端子と接地導体との間に接続されている。抵抗311における電圧降下量VFBは光量センサーPDの出力電流IFBに比例するので、レーザー発振器LDの発光量に比例する。
基準電圧源312は定電圧源であり、その出力電圧VRFは、レーザー発振器LDの発光量が所定の基準値に等しいときにおける抵抗311の電圧降下量VFBに等しい。
The
The
差動増幅器313の2つの入力端子の一方は光量センサーPDの出力端子に接続され、他方は基準電圧源312に接続されている。これにより差動増幅器313は、抵抗311の電圧降下量VFBと基準電圧源312の出力電圧VRFとの差に比例する量の定電流ISHを出力する。特に、両電圧VFB、VRFの差の符号が出力電流ISHの方向を定める。両電圧VFB、VRFの差はレーザー発振器LDの発光量とその基準値との差に比例するので、出力電流ISHの量はその発光量と基準値との差に比例し、方向はその差の符号を表す。
One of the two input terminals of the
スイッチ314は補正部330からの指示信号SHSに応じて差動増幅器313の出力端子とキャパシタ315の一端との間を接続し、または切断する。指示信号SHSは後述のとおり、各主走査期間の末期から次の主走査期間の初期にかけてレーザー光LLの偏向角が最小値φLから最大値φRへ瞬間的に変化する時間帯(以下、「帰線期間」という。)では有効にされ、偏向角が最大値φRから最小値φLへ一定の速度で変化する時間帯(以下、「有効走査期間」という。)では無効にされる。したがってスイッチ314は、帰線期間では閉じて差動増幅器313の出力端子とキャパシタ315の一端との間の接続を維持し、有効走査期間では開いてその接続を切断する。
The
キャパシタ315は予め所定量の電荷を保持しているので、その両端間電圧VSHは、スイッチ314が開いている間は所定値に維持される。帰線期間ではスイッチ314が閉じるので、キャパシタ315が差動増幅器313の出力電流ISHによって充放電し、その両端間電圧VSHが変動する。その変動の量は出力電流ISHの量で決まり、極性は出力電流ISHの方向で決まる。一方、有効走査期間ではスイッチ314が開くので、キャパシタ315がその両端間電圧VSHを実質上、変動後の値に一定に維持する。
Since the
VI変換器316は出力電流IBSの量をキャパシタ315の両端間電圧VSHに比例させる。この出力電流IBSの量でレーザー発振器LDの発光量の基準値が決まる。帰線期間では差動増幅器313の出力電流ISHの変化に従ってキャパシタ315の両端間電圧VSHが変動するので、VI変換器316はその変動に応じて出力電流IBSの量を変化させる。特に差動増幅器313の出力電流ISHはレーザー発振器LDの発光量とその基準値との差に対応しているので、VI変換器316はその差を相殺するように出力電流IBSの量を調節する。一方、有効走査期間ではキャパシタ315の両端間電圧VSHが一定に維持されるので、VI変換器316は出力電流IBSの量をその電圧VSHに応じた値に維持する。これにより、画像データによる変調がされる前のレーザー発振器LDの発光量がその基準値に維持される。
The
−記憶部−
記憶部320は、電子回路300Yに実装された単一の、または複数のメモリー素子を含み、これらに保存されたデータを管理する。そのデータの中にはレーザー発振器LDの光量に対する補正値と補正区間の境界との対応表が含まれ、これらは好ましくは書き換え可能な不揮発性のメモリー領域に保存される。図4を参照するに、記憶部320は更に補正区間レジスタ321と補正値レジスタ322とを含む。これらのレジスタ321、322はいずれも上記のメモリー素子の中の一領域であり、好ましくは揮発性である。記憶部320は、識別部325からポリゴンミラー271の偏向面の識別情報を受信したときにその偏向面に関する対応表を検索し、その表に基づいて、補正区間レジスタ321には補正区間情報CRPを設定し、補正値レジスタ322には補正値情報CRVを設定する。「補正区間情報」CRPは補正区間の境界に関する情報であり、特にその境界が設定された主走査方向の座標を、ポリゴンミラー271の反射光RLがSOSセンサー303によって検出される時点からその次にその境界に照射される時点までの時間長、具体的にはクロック(CLK)信号のパルス数(クロック数)で規定する。「補正値情報」CRVは補正区間の境界ごとにレーザー発振器LDに対する補正値を、その光量の基準値に対する補正後の光量の比で規定する。
-Storage unit-
The
−識別部−
識別部325はSOS信号のパルスを受ける度に、まずその属性を所定のデータと照合して、そのパルスがポリゴンミラー271のいずれの偏向面からの反射光に起因するかを識別し、次にその偏向面の識別情報を記憶部320に渡す。この照合対象のデータは、SOS信号の属性をポリゴンミラー271の偏向面別に示し、たとえば記憶部320のメモリー素子等、電子回路300Yに実装されたメモリー素子に予め保存されている。
-Identification part-
Each time the
パルスの周期、レベル等、SOS信号の属性は厳密にはポリゴンミラー271の偏向面ごとに異なる。これは主に偏向面の形状のばらつきに起因する。したがって、SOS信号の属性の違いから、SOSセンサー303が検出した光がポリゴンミラー271のいずれの偏向面からの反射光であるかを識別することができる。具体的には、ポリゴンミラー271の偏向面の傾き誤差(周方向における凹凸の程度)が偏向面ごとに異なるので、SOSセンサー303に入射する角度へ光を反射する位置が偏向面ごとに異なる。その結果、SOS信号のパルスの周期が偏向面ごとに異なる。また、ポリゴンミラー271の回転軸方向に対する傾き、すなわち面倒れが偏向面ごとに異なるので、SOSセンサー303に入射する光量が偏向面ごとに異なる。その結果、SOS信号のパルスのレベルが偏向面ごとに異なる。したがって、SOS信号のパルスの周期またはレベルを予めポリゴンミラー271の偏向面別にデータ化しておけば、そのデータとSOS信号の実際の周期またはレベルとを照合することで、SOSセンサー303によって検出された光をポリゴンミラー271のいずれの偏向面が反射したのかを特定することができる。
Strictly speaking, the attributes of the SOS signal, such as the pulse period and level, differ for each deflection surface of the
−補正部−
図4を参照するに、補正部330はタイミング生成部331とデジタルアナログ変換器(DAC)332とを含む。タイミング生成部331はたとえば単一の論理素子であり、SOS信号とCLK信号とに基づいて指示信号SHSを生成し、補正区間情報CRPとCLK信号とに基づいてタイミング信号TMSを生成する。DAC332はVI変換器316の出力電流IBSを可変な割合で増幅する。
-Correction part-
Referring to FIG. 4, the
<タイミング生成部>
図5は、タイミング生成部331に関係する信号のタイミングチャートである。図5を参照するに、CLK信号は、制御部300に実装された発振回路(図2、図4には示されていない。)によって生成される。図4の示す4つの電子回路300Y−300Kはいずれもその動作をこのCLK信号に同期させる。SOS信号は負論理信号であり、その1つの立ち下がり時T0から次の立ち下がり時T3までの期間SCTが1つの主走査期間、すなわち光源260のレーザー光LLの偏向角が最大値φRから最小値φLまでの範囲を1回往復する期間を表す。指示信号SHSは負論理信号であり、その立ち下がり期間FBRが1つの帰線期間、すなわち偏向角が最小値φLから最大値φRへ瞬間的に変化する期間を表し、その立ち上がり期間ESRが有効走査期間、すなわち偏向角が最大値φRから最小値φLへ一定の速度で変化する期間を表す。特に指示信号SHSの立ち下がりがSH部310のスイッチ314のオンのタイミングを示し、立ち上がりがそのオフのタイミングを示す。タイミング信号TMSは正論理信号であり、その立ち上がりは、ポリゴンミラー271の反射光RLが各感光体ドラム25Y、…の補正区間の各境界に照射されるタイミングを表す。
<Timing generator>
FIG. 5 is a timing chart of signals related to the
タイミング生成部331はまず、CLK信号のパルス数(クロック数)のカウントをSOS信号に同期させる。具体的には、タイミング生成部331はSOS信号の立ち下がりに応じてクロック数を“0”にリセットする。タイミング生成部331はその後、SOS信号を立ち上げると共に、CLK信号が立ち下がる度にクロック数を1ずつ増やす。
タイミング生成部331は次に、クロック数が所定数に達したときにCLK信号の次の立ち上がりに合わせて指示信号SHSを立ち上げ、クロック数が更に一定数だけ増えたときにCLK信号の次の立ち上がりに合わせて指示信号SHSを立ち下げる。これにより、有効走査期間ESRの始点と終点とはいずれの主走査期間SCTについても、すなわちポリゴンミラー271のいずれの偏向面からの反射光で感光体ドラム25Yを走査する期間についても一定のクロック数に揃う。図5の例では、クロック数が“2”に達した直後にCLK信号が立ち上がる時点T1で指示信号SHSは立ち上がり、クロック数が“64”に達した直後にCLK信号が立ち上がる時点T2で指示信号SHSは立ち下がる。これにより、いずれの主走査期間SCTについても有効走査期間ESRの始点T1はクロック数“2”に対応し、終点T2はクロック数“64”に対応する。
First, the
Next, the
これらの処理と並行してタイミング生成部331は、SOS信号が立ち下がる度に補正区間レジスタ321から補正区間情報CRPを読み出し、それの示す補正区間の境界の座標に応じてタイミング信号TMSを生成する。具体的には図5の例では、補正区間情報CRPの示す最初の境界の座標は“4”であるので、クロック数のカウントが“4”に達する時点、すなわち指示信号SHSの立ち上がり時点T1から“2”だけ増えた時点CP1でタイミング生成部331はタイミング信号TMSを立ち上げる。タイミング信号TMSはパルス幅がクロック周期に等しいので、その立ち上がりからクロック周期が経過した時点で立ち下がる。補正区間情報CRPの示す次の境界の座標は“6”であるので、タイミング生成部331は、タイミング信号TMSを最初に立ち上げた時点CP1からクロック数のカウントが6−4=2だけ増えた時点CP2で、タイミング信号TMSを再び立ち上げる。これにより、クロック数“4”から“6”までの範囲が最初の補正区間CS1として規定される。以後同様に、補正区間情報CRPの示す境界の座標にクロック数のカウントが一致する各時点CP3、…、CP(n−1)、CPn、CP(n+1)、…(整数n≧4)でタイミング生成部331はタイミング信号TMSを立ち上げる。こうしてタイミング生成部331はタイミング信号TMSの立ち上がりにより、ポリゴンミラー271の反射光が補正区間の各境界CP1、…に到達するタイミングと、各補正区間CS1、…に照射される時間帯とを規定する。
In parallel with these processes, the
図6は、タイミング信号TMSの波形をポリゴンミラー271の偏向面別に示すタイミングチャートである。図6を参照するに、ポリゴンミラー271の7枚の偏向面(以下、「偏向面1、2、…、7」という。)のいずれが光源260の光LLを反射するかに応じて、補正区間CS1、CS2、…の境界を表す座標の組み合わせが異なる。これは、記憶部320の管理するレーザー発振器LDの光量に対する補正値と補正区間の境界との対応表が偏向面ごとに異なるので、識別部325からの識別情報に応じて補正区間レジスタ321に設定される補正区間情報CRPが偏向面ごとに切り換わるからである。特に偏向面1−7の間では傾き誤差が微妙に異なるので、SOSセンサー303へ向けて光を反射するタイミングが厳密には異なる。その結果、最初の補正区間CS1の始点が偏向面ごとに異なる。補正区間の他の境界が偏向面ごとに異なる理由については後述する。
FIG. 6 is a timing chart showing the waveform of the timing signal TMS for each deflection surface of the
<DAC>
DAC332は、タイミング信号TMSが立ち上がる度に補正値レジスタ322から補正値情報CRVの示す補正値を読み出し、その補正値に基づいてVI変換器316の出力電流IBSを増幅する。これにより、デジタル値である補正値が、アナログ値である増幅後の出力電流ICRの量に変換される。ここで、補正値は補正区間の境界ごとに、レーザー発振器LDの発光量の基準値に対する補正後の発光量の比を表す。一方、増幅前の出力電流IBSの量はSH部310により、レーザー発振器LDの発光量がその基準値に一致するときの値に調節されている。したがって、DAC332は特にタイミング信号TMSの各立ち上がり時点では出力電流IBSの増幅率を補正値に合わせる。これにより、ポリゴンミラー271の反射光が補正区間の各境界に照射される時点ではレーザー発振器LDの発光量が基準値に対して補正値(=増幅後の電流ICRの量/増幅前の電流IBSの量)の割合で変化する。この変化が、その発光量が基準値のままであれば補正区間の各境界に現れたであろう露光量の変動を相殺する。その結果、変調部340が増幅後の出力電流ICRを変調しない場合における各境界での露光量が均一化される。
<DAC>
The
DAC332は更に、各補正区間の両端の境界に割り当てられた補正値を線形補間し、増幅率をその補間値に合わせて線形に変化させる。具体的にはDAC332は、各補正区間の両端の境界間での補正値の差を各補正区間の時間長に対する一定の微小時間の比で等分割し、増幅率をその補正区間の始端の境界に対する補正値から微小時間あたりに一定の分割量ずつ変化させる。これにより、増幅率はタイミング信号TMSの各立ち上がりから次の立ち上がりまでの間に次の境界に対する補正値まで、厳密には微細な階段状に、近似的には直線状に変化する。
The
図7の(a)、(b)はそれぞれ、ポリゴンミラー271の偏向面1、2からの反射光で感光体ドラム25Yを走査する際にDAC332が設定する補正値とそのドラム25Y上の主走査位置との間の関係を示すグラフである。図8は、図7のグラフにプロットされた黒点CP1、CP2、CP3、…、CP(n−1)、CPn、CP(n+1)、…の座標、すなわち補正区間の境界の主走査位置と補正値との間の対応関係をポリゴンミラー271の偏向面ごとに示す表である。
7A and 7B respectively show correction values set by the
図7を参照するに、グラフの横軸は感光体ドラム25Y上の「主走査位置」すなわち主走査方向の座標を、有効走査期間ESC中にタイミング生成部331がカウントするクロック数(0〜64)で表す。一方、グラフの縦軸は第1半導体レーザー26Yのレーザー発振器LDの発光量に対する補正値を、その発光量の最小値に対する比で表す。
黒点CP1、…の間は破線の曲線CRCで繋がれている。この曲線CRCは、露光量の変動の相殺に真に必要なレーザー発振器LDの発光量に対する補正値と主走査位置との間の対応関係を示す。以下、この曲線CRCを「補正曲線」という。補正曲線CRCに沿ってレーザー発振器LDの発光量を補正した場合、その発光量が一定であれば現れたであろう露光量の変動が走査範囲の全体で相殺可能である。補正曲線CRCは、ポリゴンミラー271、fθレンズ273等、光源260から感光体ドラム25Y、…までの光路上に存在する光学素子の屈折率から計算によって推定され、または実験によってこれらの光路を実際に通過した光量から測定される。黒点CP1、…の示す補正値、すなわち図8の表が示す補正値情報CRVの規定する補正値は、補正曲線CRCからサンプリングされたサンプルを表す。補正曲線CRCの詳細については後述する。
Referring to FIG. 7, the horizontal axis of the graph indicates the “main scanning position” on the
The black dots CP1,... Are connected by a broken curve CRC. This curve CRC shows the correspondence between the correction value for the light emission amount of the laser oscillator LD that is really necessary for canceling the exposure amount variation and the main scanning position. Hereinafter, this curve CRC is referred to as a “correction curve”. When the light emission amount of the laser oscillator LD is corrected along the correction curve CRC, the exposure amount fluctuation that would appear if the light emission amount was constant can be canceled out in the entire scanning range. The correction curve CRC is estimated by calculation from the refractive index of an optical element existing on the optical path from the
黒点CP1、…の間は更に実線の折線CRBで繋がれている。この折線CRBは、DAC332による上記の線形補間値と主走査位置との対応関係を示す。特に各黒点CP1、…では一般に折線CRBの角度が不連続に変化する。これは、DAC332がタイミング信号TMSの各立ち上がりから次の立ち上がりまでは増幅率ICR/IBSを補間値に合わせて線形に変化させる一方、各立ち上がりの時点では補間対象の補正値の一方を補正値情報CRVの示す次の値に変更することによる。図7が示すとおり、この折線CRBは補正曲線CRCに対する近似度が高いので、DAC332による出力電流ICRの増幅に伴うレーザー発振器LDの発光量の変化は実質上、露光量の変動を走査範囲の全体で相殺することができる。
The black spots CP1,... Are further connected by a solid broken line CRB. The broken line CRB indicates the correspondence between the linear interpolation value by the
図7を参照するに、黒点CP1、…の示す主走査位置の間隔、すなわち補正区間の境界の間隔は一律ではなく、主走査位置ごとに異なる。すなわち、各境界はその主走査位置に応じて隣の境界までの距離が異なる。図7の(a)を更に参照するに、走査範囲は補正区間の境界の間隔に応じて、主走査位置が“16”を超える第1領域GNRと“16”以下の第2領域STRとに分けられる。図7の(b)も同様である。第1領域GNRに位置する境界…、CP(n−1)、CPn、…の間隔ΔPSよりも、第2領域STRに位置する境界CP1、…の間隔ΔPDは狭い。すなわち、第1領域GNRよりも第2領域STRでは補正区間の幅が狭い。この幅の違いは、第1領域GNRよりも第2領域STRでは補正曲線CRCの傾きが全般的に急であること、すなわち主走査位置に対する補正値の変化率の平均値、最大値、中間値、または最頻値等、統計学上の代表値が大きいことによる。補正区間の設定条件の詳細については後述する。 Referring to FIG. 7, the interval between the main scanning positions indicated by the black points CP1,..., That is, the interval between the boundaries of the correction section, is not uniform, but varies depending on the main scanning position. That is, each boundary has a different distance to the adjacent boundary according to the main scanning position. Further referring to FIG. 7A, the scanning range is divided into a first region GNR in which the main scanning position exceeds “16” and a second region STR of “16” or less, depending on the boundary of the correction section. Divided. The same applies to (b) of FIG. The interval ΔPD between the boundaries CP1,... Located in the second region STR is narrower than the interval ΔPS between the boundaries..., CP (n−1), CPn,. That is, the width of the correction section is narrower in the second region STR than in the first region GNR. The difference in width is that the slope of the correction curve CRC is generally steeper in the second region STR than in the first region GNR, that is, the average value, maximum value, and intermediate value of the change rate of the correction value with respect to the main scanning position. Or because the representative value in statistics such as mode is large. Details of the correction section setting conditions will be described later.
図7の(a)、(b)を対比すれば明らかなとおり、感光体ドラム25Yに照射される光がポリゴンミラー271の偏向面1から反射される場合と偏向面2から反射される場合とでは、黒点CP1、…、すなわち補正区間の境界を表す主走査位置の組み合わせが異なる。これは、感光体ドラム25Yへの照射光がポリゴンミラー271の偏向面1−7のいずれからの反射光であるかによって補正曲線CRCが変形することによる。補正曲線CRCに対する折線CRBの近似度が十分に高くなるように黒点CP1、…は設定されるので、補正曲線CRCの変形に伴って黒点CP1、…は変位する。その結果、図8の示すとおり、補正値と補正区間の境界との対応表は偏向面ごとに異なるので、識別部325からの識別情報に応じて補正区間レジスタ321に設定される補正区間情報CRPは偏向面ごとに切り換わる。したがって、タイミング生成部331はタイミング信号TMSの立ち上がり時点を偏向面ごとに変えるので、補正区間の境界を表す主走査位置の組み合わせが偏向面ごとに異なる。同様に、補正値レジスタ322に設定される補正値情報CRVは偏向面ごとに切り換わり、それに応じてDAC332は増幅率を偏向面ごとに異なるパターンで変化させるので、補正区間の各境界での補正値が偏向面ごとに異なる。こうして、感光体ドラム25Yへの照射光がポリゴンミラー271のいずれの偏向面からの反射光であっても折線CRBは補正曲線CRCに対する近似度が高い。それ故、DAC332による出力電流ICRの増幅に伴うレーザー発振器LDの発光量の変化は、いずれの主走査期間においても実質上、露光量の変動を走査範囲の全体で相殺することができる。ポリゴンミラー271の偏向面ごとに補正曲線CRCが変形する理由の詳細については後述する。
7A and 7B, the light irradiated onto the
−変調部−
図4を参照するに、変調部340はスイッチング部341を含む。スイッチング部341はその開閉により、補正部330のDAC332からレーザー発振器LDへの出力電流ICRを導通させ、または遮断する。特に各有効走査期間ESCではスイッチング部341はその開閉動作をCLK信号に同期させて、画像データVDSの表すYの階調値に基づくパターンで行う。これに伴う出力電流ICRの間欠的な変化により、レーザー発振器LDの明滅パターンが各露光点に対するYの階調値に基づくパターンに変調される。一方、各帰線期間FBRではスイッチング部341は閉じた状態を維持する。これにより、出力電流ICRが定常的に持続するので、レーザー発振器LDの発光量がその電流ICRの量に応じた値に維持される。
-Modulator-
Referring to FIG. 4, the
[主走査方向における露光量の変動]
図9の(a)は、ポリゴンミラー271に対する光源260のレーザー光LLの入射角を示す模式図であり、(b)は、fθレンズ273に対するポリゴンミラー271の反射光RLの入射角を示す模式図である。図9の(a)の示すとおり、ポリゴンミラー271の回転に伴い、その偏向面701に対する光源260のレーザー光LLの入射角θ1、θ2が変化するので、反射角θ1、θ2も変化する。さらにその変化により、図9の(b)の示すとおり、fθレンズ273に対するポリゴンミラー271の反射光RLの入射角θ1、θ2が変化するので、屈折角φ1、φ2も変化する。
[Exposure variation in the main scanning direction]
FIG. 9A is a schematic diagram showing the incident angle of the laser light LL of the
一般に、媒質間の境界面に対して光が斜めに入射するとき、その光の一部はその境界面で反射される一方、他の部分はその境界面を屈折して透過する。さらに、両部分間での光量の割合は入射角によって変化する。したがって、ポリゴンミラー271の偏向面においては異なる入射角θ1、θ2の光に対する反射率が異なり、fθレンズ273のレンズ面においては異なる入射角θ1、θ2の光に対する透過率が異なる。同様に、折り返しミラー(28Y、29Y)、…の反射面においても異なる入射角の光に対する反射率が異なる。fθレンズ273では更に、屈折角φ1、φ2が異なればレンズ物質、たとえば透明な樹脂を透過する距離が異なるので、その物質による光の吸収に伴う減衰率が異なる。
In general, when light is incident obliquely on the boundary surface between the media, a part of the light is reflected at the boundary surface, while the other portion is refracted and transmitted through the boundary surface. Furthermore, the ratio of the amount of light between the two portions varies depending on the incident angle. Therefore, the reflectivity for light with different incident angles θ 1 and θ 2 is different on the deflection surface of the
これらの結果、ポリゴンミラー271およびfθレンズ273等の光学素子の反射率および透過率はポリゴンミラー271の回転角、すなわち光源260のレーザー光LLの偏向角によって異なる。この場合、仮に主走査期間中、光源260に光量を一定に維持させても、感光体ドラム25Y、…への照射光量はレーザー光LLの偏向角の変化に伴って変動する。
As a result, the reflectance and transmittance of the optical elements such as the
図9の(c)は、光源260が光量を一定に維持する条件の下で感光体ドラム25Y、…の露光量に現れる変動を示すグラフである。このグラフの横軸は感光体ドラム25Y、…の表面上の主走査位置を表し、縦軸はその表面における露光量の変動幅をその最大値に対する比で表す。このグラフの曲線EXCからは次のことがわかる。まず、露光量は主走査位置“6”の近辺をピーク(=100%)とする。その両側、クロック数“±6”の範囲では、ピークから遠ざかるにつれて露光量が急激に10〜20%強ほど減衰し、主走査位置“16”を超えた辺りでは極小値を示す。さらに、主走査位置“20”以上では露光量はピーク値の75〜80%程度で緩やかに推移する。
(C) of FIG. 9 is a graph which shows the fluctuation | variation which appears in the exposure amount of the
トナー像の高画質化には、露光量のこの変動に起因する静電潜像の1ラインにおける帯電量の“むら”を抑えて一定の階調値に対する露光量を感光体上の走査範囲にわたって均一に維持することが必要である。それには、露光量の変動の原因、すなわちレーザー光の偏向角の変化に伴う光学素子の反射率/透過率の変化を相殺するように光源260の光量を補正すればよい。具体的には、その光量に対する補正値は、図9の(c)の曲線EXCが示す露光量の変動比に対し、その逆比であればよい。その逆比を主走査位置ごとにプロットした曲線が、図7の示す補正曲線CRCである。曲線EXCが示す露光量の変動比はポリゴンミラー271、fθレンズ273等の光学素子の屈折率から計算され、または実験によって感光体ドラム25Y、…への実際の照射光量から測定され、その変動比の逆比を計算することで補正曲線CRCが得られる。
In order to improve the image quality of the toner image, the “unevenness” of the charge amount in one line of the electrostatic latent image due to this fluctuation of the exposure amount is suppressed, and the exposure amount for a certain gradation value is set over the scanning range on the photoreceptor. It is necessary to keep it uniform. For this purpose, the light quantity of the
[ポリゴンミラーの偏向面の形状と露光量との関係]
ポリゴンミラー271の各偏向面には実際には理想的な形状からのずれがある。このずれが感光体ドラム25Y、…上の照射光量の分布を変動させる。具体的には、偏向面の面倒れ、すなわちポリゴンミラー271の回転軸方向に対する傾きは照射光量そのものを変動させる。偏向面の傾き誤差、すなわちポリゴンミラー271の周方向における凹凸は、ポリゴンミラー271の回転角と感光体ドラム25Y、…上の主走査位置との対応関係に誤差を与える。その結果、特に照射光量の極大点(ピーク)と極小点(谷底)との主走査位置を変動させる。
[Relationship between polygon mirror deflecting surface shape and exposure]
Each deflection surface of the
−偏向面の面倒れと露光量との関係−
図10の(a)は、ポリゴンミラー271の面倒れと反射光の出射方向との関係を説明するための模式図である。図10の(a)を参照するに、実線701Nはポリゴンミラー271の回転軸RSと平行な偏向面を示し、破線701Bと一点鎖線701Fとはその回転軸RSに対して互いに逆方向に傾いた偏向面を示す。これらの傾いた偏向面701B、701Fの傾斜角+ψ、−ψがその面倒れの大きさを表す。
−Relationship between surface tilt and exposure amount−
FIG. 10A is a schematic diagram for explaining the relationship between the surface tilt of the
光源260のレーザー光LLはポリゴンミラー271へ、その回転軸RSに対して垂直な方向から入射する。このとき、平行な偏向面701Nからの反射光NRLは回転軸RSに対して垂直な方向へ出射する。一方、傾いた偏向面701B、701Fからの反射光BRL、FRLは面倒れの2倍の角度+2ψ、−2ψだけ、回転軸RSに対して垂直な方向から傾いた方向へ出射する。このように出射方向が異なることによって偏向面の反射率に差が生じるので、傾いた偏向面701B、701Fから感光体ドラム25Y、…への照射光量は平行な偏向面701Nからの照射光量からずれる。こうして偏向面の面倒れは感光体ドラム25Y、…上の照射光量を変動させる。
The laser beam LL from the
−偏向面の傾き誤差と露光量との関係−
図10の(b)は、ポリゴンミラー271の周を成す正7角形の頂点の1つPVXの近傍を拡大した部分上面図である。図10の(b)を参照するに、実線701Nは傾き誤差が“0”である理想的な偏向面、すなわち完全に平滑な偏向面を表し、一点鎖線701Pはポリゴンミラー271の外側へ膨らんだ偏向面を表し、破線701Hは逆に内側へ凹んだ偏向面を示す。ポリゴンミラー271が図10の(b)の示す基準方向RDに対する回転角θ(0<θ<2π/7)に位置するとき、理想的な偏向面701Nとこれに対して傾いた偏向面701P、701Hとではレーザー光LLの入射角が異なる。これにより、これらの偏向面701N、701P、701Hではレーザー光LLの偏向角に差が生じる。その結果、理想的な偏向面701Nからの反射光NRLは偏向角φRへ進んでSOSセンサー303に入射するのに対し、傾いた偏向面701P、701Hからの反射光PRL、HRLはいずれもその偏向角φRとは異なる方向へ進んでSOSセンサー303から逸れる。
-Relationship between deflection surface tilt error and exposure amount-
FIG. 10B is a partial top view enlarging the vicinity of one of the apexes of a regular heptagon that forms the circumference of the
このように、傾き誤差すなわちポリゴンミラー271の周方向における凹凸は、ポリゴンミラー271の特定の回転角θに対応すべき偏向角φRに誤差を与える。さらに、傾き誤差は偏向面の各所に存在し、かつ場所ごとに異なるので、ポリゴンミラー271の回転角と偏向角との対応関係の誤差は回転角ごとに変動する。
−異なる偏向面間での露光量の変動パターンの違い−
ポリゴンミラー271の7枚の偏向面のいずれにも実際には理想的な形状からのずれがあり、さらに偏向面ごとに異なる。したがって、光源260のレーザー光LLをいずれの偏向面が反射するかによって感光体ドラム25Y、…上の照射光量の分布が変動する。具体的には、面倒れの大きさが偏向面ごとに異なるので、感光体ドラム25Y、…上の主走査方向における同じ場所に照射する光量が偏向面ごとに異なる。また、傾き誤差が偏向面ごとに異なるので、感光体ドラム25Y、…上の主走査方向における同じ場所に結像する偏向角へレーザー光LLを反射するときのポリゴンミラー271の回転角が偏向面ごとに異なる。これらの違いが合成される結果、図9の(c)のグラフの示す感光体ドラム25Y、…上の露光量の変動パターンは偏向面ごとに異なる。
Thus, the tilt error, that is, the unevenness in the circumferential direction of the
-Difference in exposure fluctuation pattern between different deflection surfaces-
Any of the seven deflection surfaces of the
図10の(c)は、偏向面の形状の違いに応じて、図9の(c)の示す感光体ドラム25Y、…上の露光量の変動パターンEXCに現れる違いを示すグラフである。図10の(c)の示す曲線EXS、EXGは、図9の(c)の示す曲線EXCと同様、光源260が光量を一定に維持する条件の下で現れる露光量の変動パターン、すなわち感光体ドラム25Y、…上の主走査位置と露光量のその最大値に対する変動比との関係を表す。
FIG. 10C is a graph showing the difference appearing in the exposure amount fluctuation pattern EXC on the
図10の(c)の示す破線の曲線EXGは実線の曲線EXCに比べ、各主走査位置での変動幅が縮小している。この違いは主に、図10の(a)の示す偏向面701B、701Fの面倒れに伴う感光体ドラム25Y、…への照射光量の減少に起因する。図10の(c)は示していないが、面倒れに伴って感光体ドラム25Y、…への照射光量が増大する場合には各主走査位置での変動幅は拡大する。このような露光量の変動幅の伸縮では、その変動の極大点(ピーク)PKPと極小点(谷底)MNPとの主走査位置は変化しない。
The broken curve EXG shown in FIG. 10C has a smaller fluctuation range at each main scanning position than the solid curve EXC. This difference is mainly due to a decrease in the amount of light applied to the
図10の(c)の示す一点鎖線の曲線EXSは実線の曲線EXCに比べ、変動比が同じ値を示す主走査位置が移動している。この違いは主に、図10の(a)の示す偏向面701P、701Hの傾き誤差に伴う偏向角の変動に起因する。この場合、露光量の変動のピークPKPと谷底MNPとがいずれも主走査方向に変位する。一般に、この変位の方向と量とはいずれもピークと谷底とでは異なる。 The alternate long and short dash line curve EXS shown in FIG. 10C is moved in the main scanning position where the variation ratio is the same as that of the solid curve EXC. This difference is mainly caused by the fluctuation of the deflection angle accompanying the tilt error of the deflection surfaces 701P and 701H shown in FIG. In this case, both the peak PKP and valley bottom MNP of the fluctuation of the exposure amount are displaced in the main scanning direction. In general, the direction and amount of this displacement are different at the peak and the valley bottom.
[補正区間の境界の設定条件]
図9の(c)の曲線EXCが示す露光量の変動パターンは光学素子271、273、…の屈折率から計算され、または実験によって測定され、そのパターンの逆比から、図7の示す補正曲線CRCが得られる。さらにこの補正曲線CRCから、図7の黒点CP1、…が示す補正区間の境界ごとに光源260の光量に対する補正値をサンプリングする。この場合、境界CP1、…が多いほど、それらを繋ぐ折線CRBの補正曲線CRCに対する誤差すなわちサンプリング誤差は小さい。したがって、サンプル数は可及的に多いことが望ましい。しかし、補正値レジスタ322の容量には上限があるので、境界の総数にも上限がある。したがって、サンプル数の増加によるサンプリング誤差の抑制には限界がある。
[Conditions for setting the boundary of correction section]
The exposure fluctuation pattern shown by the curve EXC in FIG. 9C is calculated from the refractive index of the
一方、境界の間隔が一定であれば、それらの間の補正区間において補正曲線CRCの傾きが緩やかであるほどサンプリング誤差は小さい。したがって、境界の総数を増やすことなく補正曲線CRCの全体でサンプリング誤差を小さく抑えるには、補正曲線CRCの傾きが急な領域に対して優先的に境界の間隔を狭めることにより、すべての補正区間においてサンプリング誤差を許容範囲内、たとえば数%以内に抑えればよい。 On the other hand, if the boundary interval is constant, the sampling error is smaller as the slope of the correction curve CRC is gentler in the correction section between them. Therefore, in order to keep the sampling error small in the entire correction curve CRC without increasing the total number of boundaries, all the correction sections are preferentially reduced by narrowing the boundary interval with respect to the region where the inclination of the correction curve CRC is steep. In this case, the sampling error may be suppressed within an allowable range, for example, within a few percent.
図11の(a)は、補正曲線CRCに対する補正区間の境界の設定条件を示すグラフである。図11の(a)を参照するに、補正曲線CRCの傾きは全般的には第1領域GNRよりも第2領域STRにおいて大きい。この場合、仮に第1領域GNRと第2領域STRとに補正区間の境界を同じ間隔で設定すれば、そのいずれかでサンプリング誤差が許容範囲を超える。したがって、第1領域GNRでの境界CPI、CPk、CP(k+1)、…の間隔よりも第2領域STRでの境界…、CPB、CPm、CP(m+1)、…の間隔を密に設定する。 (A) of FIG. 11 is a graph which shows the setting conditions of the boundary of the correction area with respect to the correction curve CRC. Referring to FIG. 11A, the slope of the correction curve CRC is generally larger in the second region STR than in the first region GNR. In this case, if the boundary of the correction section is set at the same interval in the first region GNR and the second region STR, the sampling error exceeds the allowable range in either of them. Therefore, the intervals between the boundaries in the second region STR, CPB, CPm, CP (m + 1),... Are set more densely than the intervals between the boundaries CPI, CPk, CP (k + 1),.
補正区間の境界の設定条件にはたとえば次の2通りがある。第1の設定条件は「隣接する2つの境界間では補正値の差を許容範囲内に収める」ことである。第2の設定条件は「単調に変化する補正曲線の部分では、隣接する2つの境界間での補正値の差を一定に揃える」ことである。この条件の下では、いずれの隣接する2つの境界間でも補正値の差が一定である。 For example, there are the following two conditions for setting the boundary of the correction section. The first setting condition is that “the difference between correction values is within an allowable range between two adjacent boundaries”. The second setting condition is that “in the portion of the correction curve that changes monotonically, the difference between the correction values between two adjacent boundaries is made uniform”. Under this condition, the difference between the correction values is constant between any two adjacent boundaries.
−第1の設定条件−
たとえば、図11の(a)の示す第1領域GNRでは第1の設定条件を採用する。具体的には、まず第1領域GNRの先端CPIと、その後端CPLから主走査位置が“8”ずつ異なる点とを境界に設定する。次に隣接する2つの境界の間で補正値の差を許容上限、たとえば2%と比較する。図11の(a)では、先頭の境界CPIとそれに隣接する2つの境界CPk、CP(k+1)との間では補正値の差が許容上限2%を超える一方、それ以外の境界の間では許容上限以下である。したがって、3つの境界CPI、CPk、CP(k+1)の間に新たな境界を追加して、境界の間での補正値の差を許容上限以下に抑える。
-First setting condition-
For example, the first setting condition is adopted in the first region GNR shown in FIG. Specifically, first, the front end CPI of the first region GNR and the point where the main scanning position differs from the rear end CPL by “8” are set as boundaries. Next, the difference in correction value between two adjacent boundaries is compared with an allowable upper limit, for example, 2%. In FIG. 11A, the difference in correction value exceeds the allowable upper limit of 2% between the leading boundary CPI and the two adjacent boundaries CPk and CP (k + 1), while it is allowable between the other boundaries. Below the upper limit. Therefore, a new boundary is added between the three boundaries CPI, CPk, CP (k + 1), and the difference in correction values between the boundaries is suppressed to an allowable upper limit or less.
図11の(b)は、(a)の示す補正曲線CRCのうち、境界CPk、CP(k+1)を含む部分の拡大図である。図11の(b)を参照するに、境界CPk、CP(k+1)の間では補正値の差が許容上限2%を超える。この場合、境界CPk、CP(k+1)の間に新たな境界CP+を追加する。この新たな境界CP+は、その補正値が境界CPk、CP(k+1)のいずれの補正値からの差も許容上限2%以下であるように設定される。境界CPI、CPkの間にも同様にして新たな境界を追加する。 FIG. 11B is an enlarged view of a portion including the boundaries CPk and CP (k + 1) in the correction curve CRC shown in FIG. Referring to FIG. 11B, the difference between the correction values exceeds the allowable upper limit of 2% between the boundaries CPk and CP (k + 1). In this case, a new boundary CP + is added between the boundaries CPk and CP (k + 1). The new boundary CP + is set such that the difference between the correction value of the boundary CPk and CP (k + 1) from the correction value is 2% or less. Similarly, a new boundary is added between the boundaries CPI and CPk.
なお、補正区間の総数の制限から新たな境界を追加できなければ、境界間での補正値の差の許容上限2%を、サンプリング誤差が許容範囲内に収まる範囲で引き上げればよい。
−第2の設定条件−
たとえば、図11の(a)の示す第2領域STRでは第2の設定条件を採用する。具体的には、まず第2領域STRにおける補正曲線CRCのピークと谷底とに境界CPT、CPBを設定し、それらの間での補正値の差、たとえば約25%を、それらの間に設定可能な境界の数、たとえば4つに等分割する。次に、補正曲線CRCの谷底CPBまたはピークCPTから補正値が分割単位、たとえば25%/4=5%ずつ異なる点を境界に設定する。こうして、谷底CPBからピークCPTに向かって単調に増大する補正曲線CRCの部分では、隣接する2つの境界間での補正値の差が一定値5%に揃う。第2領域STRがピークCPTと谷底CPBとの外側にも拡がっている場合、その外側についても同様に境界を設定する。
If a new boundary cannot be added due to the limitation on the total number of correction sections, the allowable upper limit of 2% of the difference in correction values between the boundaries may be increased within a range where the sampling error is within the allowable range.
-Second setting condition-
For example, the second setting condition is adopted in the second region STR shown in FIG. Specifically, first, boundaries CPT and CPB are set at the peak and valley of the correction curve CRC in the second region STR, and a difference between the correction values, for example, about 25% can be set between them. It is equally divided into the number of large boundaries, for example, four. Next, the point where the correction value differs from the valley CPB or peak CPT of the correction curve CRC by a division unit, for example, 25% / 4 = 5%, is set as a boundary. Thus, in the portion of the correction curve CRC that monotonously increases from the valley bottom CPB to the peak CPT, the difference between the correction values between two adjacent boundaries is equal to a constant value of 5%. When the second region STR extends to the outside of the peak CPT and the valley bottom CPB, the boundary is set in the same manner for the outside.
なお、単調に変化する補正曲線の部分に設定可能な境界の数は、境界の総数を増やすことがなく、かつ、補正値の分割単位から推測されるサンプリング誤差が許容範囲内に収まるように決定される。
いずれの設定条件を採用する場合でも境界の間隔をその最小値(図11の(b)ではクロック数=“2”)の整数倍に設定する。この場合、タイミング生成部331はCLK信号をその最小値(たとえば“2”)ずつカウントするだけで、ポリゴンミラー271の反射光が各補正区間に到達するタイミングにタイミング信号TMSの立ち上がりを同期させることができる。したがって、タイミング生成部331の回路構成が簡単化される。
Note that the number of boundaries that can be set in the monotonically changing correction curve portion is determined so that the total number of boundaries does not increase and the sampling error estimated from the correction value division unit falls within the allowable range. Is done.
Regardless of which setting condition is adopted, the boundary interval is set to an integral multiple of the minimum value (the number of clocks = “2” in FIG. 11B). In this case, the
−偏向面ごとの補正曲線の変動に伴う境界の移動−
図10の(d)の示すとおり、ポリゴンミラー271の偏向面の形状の違いに応じて、感光体ドラム25Y、…上の露光量の変動パターンEXC、EXG、EXSは異なる。したがって、そのパターンの逆比を表す補正曲線CRCの形状も偏向面ごとに異なる。
図12の(a)は、ポリゴンミラー271の偏向面1からの反射光で感光体ドラム25Y、…を走査する際に採用される補正曲線CR1のピークPK1の近傍と、それに対して設定された補正区間の境界CP4、CP5、CP6とをを示すグラフである。図12の(a)を参照するに、補正曲線CR1のピークPK1とその両側とに境界CP4、CP5、CP6は設定されている。それらの間の補正区間CS4、CS5では補正値が、線形補間を示す折線CB1に沿って変化する。この折線CB1は補正曲線CR1に対する近似度が高いので、サンプリング誤差ES1が小さく抑えられる。
−Movement of boundary due to fluctuation of correction curve for each deflection surface−
As shown in FIG. 10 (d), the exposure fluctuation patterns EXC, EXG, EXS on the
FIG. 12A shows the vicinity of the peak PK1 of the correction curve CR1 employed when scanning the
図12の(a)では更に一点鎖線の曲線CR2が、ポリゴンミラー271の偏向面2からの反射光で感光体ドラム25Y、…を走査する際に採用される補正曲線CR2のピークPK2の近傍を示す。図12の(a)の示すとおり、このピークPK2は、偏向面1からの反射光に対する補正曲線CR1のピークPK1とは特に主走査位置が異なる。
図12の(b)は、偏向面2からの反射光に対する補正曲線CR2のピークPK2の近傍に対して補正区間の境界CP4、CP5、CP6、CP7を、図12の(a)の示すものと同じ主走査位置に設定した場合を示すグラフである。図12の(b)を参照するに、このときの補正曲線CR2のピークPK2は図12の(a)の示すピークPK1とは主走査位置が異なるので、いずれの境界CP4、…、CP7もそのピークPK2から外れている。その結果、それらの間の補正区間CS4、…、CS6における補正値の推移を示す折線CB2は、補正曲線CR2に対する近似度が特にピークPK2の近傍で低く、サンプリング誤差ES2が図12の(a)の示す値ES1よりも大きい。
In FIG. 12 (a), the alternate long and short dash line curve CR2 shows the vicinity of the peak PK2 of the correction curve CR2 employed when scanning the
FIG. 12B shows the boundary CP4, CP5, CP6, CP7 of the correction section with respect to the vicinity of the peak PK2 of the correction curve CR2 for the reflected light from the deflecting
図12の(c)は、(b)の示す補正曲線CR2のピークPK2の近傍に対して補正区間の境界CQ4、CQ5、CQ6を、図12の(b)の示すものCP4、CP5、CP6から変位させた場合を示すグラフである。図12の(c)の黒点CQ4、…、CQ6が示すとおり、変位後の境界の1つCQ5は、図12の(c)の白丸CP5が示す変位前のものとは異なり、補正曲線CR2のピークPK2に設定されている。これにより、変位後の境界CQ4、…、CQ6の間の補正区間CS4、CS5における補正値の推移を示す折線CB3は、補正曲線CR2に対する近似度が特にピークPK2の近傍で向上し、サンプリング誤差ES3が図12の(b)の示す値ES2よりも減少する。 (C) in FIG. 12 shows the boundaries CQ4, CQ5, and CQ6 of the correction section with respect to the vicinity of the peak PK2 of the correction curve CR2 shown in (b), from CP4, CP5, and CP6 shown in (b) in FIG. It is a graph which shows the case where it is displaced. As indicated by black points CQ4,..., CQ6 in FIG. 12C, one of the boundaries CQ5 after the displacement is different from that before the displacement indicated by the white circle CP5 in FIG. The peak PK2 is set. As a result, the degree of approximation with respect to the correction curve CR2 of the broken line CB3 indicating the transition of the correction values in the correction sections CS4, CS5 between the boundaries CQ4,..., CQ6 after the displacement is improved particularly near the peak PK2, and the sampling error ES3 Decreases from the value ES2 shown in FIG.
[光走査部に対する制御のフローチャート]
図13は、光走査部26に対する制御のフローチャートである。この処理は印刷ジョブの開始によって開始される。
ステップS101では、主制御部60が光源260の半導体レーザー26Y、…とモーター272とを起動する。これにより、半導体レーザー26Y、…が発光し始め、ポリゴンミラー271が回転し始めるので、SOSセンサー303が主走査期間の周期でSOS信号を有効にする。その後、処理はステップS102へ進む。
[Control Flowchart for Optical Scanning Unit]
FIG. 13 is a flowchart of control for the
In step S <b> 101, the
ステップS102では、識別部325がSOS信号の周期を計測し、その計測値から、SOSセンサー303がポリゴンミラー271のいずれの偏向面からの反射光を検出したかを識別する。識別部325は更に記憶部320に、識別した偏向面に関する対応表を検索させる。その後、処理はステップS103へ進む。
ステップS103では、光走査部26の制御部300が4つの電子回路300Y、…のそれぞれについて指示信号SHSが有効であるか否かを監視する。指示信号SHSが有効であれば処理はステップS104へ進み、有効でなければステップS105へ進む。
In step S102, the
In step S103, the
ステップS104では、指示信号SHSが有効であるので、帰線期間FBRである。このとき、SH部310のスイッチ314が差動増幅器313とキャパシタ315との間の接続を維持するので、キャパシタ315が差動増幅器313の出力電流ISHによって充放電する。さらに、キャパシタ315の充放電後の両端間電圧VSHをVI変換器316が半導体レーザー26Y、…への出力電流IBSに変換する。差動増幅器313の出力電流ISHは抵抗311の電圧降下量VFBと基準電圧源312の出力電圧VRFとの差VFB−VRFに比例し、その電圧降下量VFBは半導体レーザー26Y、…の光量センサーPDからの出力電流IFBに比例する。こうして、半導体レーザー26Y、…のレーザー発振器LDの発光量が基準電圧源312の出力電圧VRFに対応する基準値と一致するように、そのレーザー発振器LDへの出力電流IBSが調節される。その後、処理はステップS102から繰り返される。
In step S104, since the instruction signal SHS is valid, the blanking period FBR. At this time, since the
ステップS105では、指示信号SHSが有効ではないので、有効走査期間ESRである。このとき、SH部310のスイッチ314が差動増幅器313とキャパシタ315との間の接続を切断するので、キャパシタ315の両端間電圧VSHが一定値に保たれる。したがって、VI変換器316がレーザー発振器LDへの出力電流IBSを一定量に維持するので、画像データによる変調前のレーザー発振器LDの発光量が基準値に保たれる。その後、処理はステップS106へ進む。
In step S105, since the instruction signal SHS is not valid, the effective scanning period ESR. At this time, since the
ステップS106では、制御部300が各電子回路300Y、…についてタイミング信号TMSが有効であるか否かを監視する。タイミング信号TMSが有効になれば処理はステップS107へ進み、有効でなければステップS108へ進む。
ステップS107では、タイミング信号TMSが有効であるので、ポリゴンミラー271の反射光が新たな補正区間に到達する。このとき、補正部330のDAC332が補正値レジスタ322から補正値情報CRVの示す補正値を読み出し、その新たな補正区間の両端の境界に対する補正値を線形補間する。その後、処理はステップS108へ進む。
In step S106, the
In step S107, since the timing signal TMS is valid, the reflected light of the
ステップS108では、DAC332がVI変換器316の出力電流IBSをレーザー発振器LDへの出力電流ICRに増幅すると共に、その増幅率をステップS107で計算した補間値に合わせて線形に変化させる。これにより、レーザー発振器LDの発光量が補正される。その後、処理はステップS109へ進む。
ステップS109では、変調部340のスイッチング部341が画像データVDSの表す各色の階調値に基づくパターンで開閉する。これにより、DAC332からレーザー発振器LDへの出力電流ICRが間欠的に変化するので、そのレーザー発振器LDの明滅パターンが各色の階調値に基づくパターンに変調される。その後、処理はステップS110へ進む。
In step S108, the
In step S109, the
ステップS110では、未処理の画像データが残っているか否かを制御部300が確認する。未処理の画像データが残っていれば処理はステップS103から繰り返され、残っていなければ処理はステップS111へ進む。
ステップS111では、未処理の画像データが残っていないことを制御部300が主制御部60に通知する。それに応じて主制御部60が光源260の半導体レーザー26Y、…と走査光学系のモーター272とを停止する。これにより、半導体レーザー26Y、…の発光が停止し、ポリゴンミラー271の回転が停止する。こうして、処理は終了する。
In step S110, the
In step S111, the
[タイミング生成部による信号処理のフローチャート]
図14は、タイミング生成部331による信号処理のフローチャートである。この処理は、SOSセンサー303がSOS信号を有効にする度に開始される。
ステップS201では、SOS信号が有効であるので、タイミング生成部331はクロック数を“0”にリセットしてそのカウントを開始すると共に、補正区間レジスタ321から補正区間情報CRPを読み出す。タイミング生成部331は更にSOS信号を無効にする。その後、処理はステップS202へ進む。
[Flowchart of signal processing by timing generator]
FIG. 14 is a flowchart of signal processing by the
In step S201, since the SOS signal is valid, the
ステップS202では、タイミング生成部331がクロック数を監視し、クロック数が有効走査期間ESCの始点T1の主走査位置、図5の例では“2”に達したか否かを確認する。クロック数がその始点T1の主走査位置に達していれば処理はステップS203へ進み、達していなければステップS202を繰り返す。
ステップS203では、クロック数が有効走査期間ESCの始点T1の主走査位置“2”に達しているので、タイミング生成部331は指示信号SHSを無効にする。これにより主走査期間SCTは帰線期間FBRから有効走査期間ESCへ移行する。その後、処理はステップS204へ進む。
In step S202, the
In step S203, since the number of clocks has reached the main scanning position “2” of the start point T1 of the effective scanning period ESC, the
ステップS204では、タイミング生成部331がクロック数を、補正区間情報CRPの示す補正区間の次の境界の主走査位置と照合する。クロック数がその主走査位置に達していれば処理はステップS251へ進み、達していなければステップS252へ進む。
ステップS251では、クロック数が次の境界の主走査位置に達しているので、タイミング生成部321がタイミング信号TMSを有効にする。その後、処理はステップS206へ進む。
In step S204, the
In step S251, since the number of clocks has reached the main scanning position on the next boundary, the
ステップS252では、クロック数が次の境界の主走査位置に達していないので、タイミング生成部321がタイミング信号TMSを無効にし、既に無効であれば、その状態を維持する。その後、処理はステップS206へ進む。
ステップS206では、クロック数が有効走査期間ESCの終点T2の主走査位置、図5の例では“64”に達したか否かをタイミング生成部321が確認する。クロック数がその終点T2の主走査位置に達していれば処理はステップS207へ進み、達していなければステップS203から繰り返す。
In step S252, since the number of clocks has not reached the main scanning position of the next boundary, the
In step S206, the
ステップS207では、クロック数が有効走査期間ESCの終点T2の主走査位置“64”に達しているので、タイミング生成部331は指示信号SHSを有効にする。これにより主走査期間SCTは有効走査期間ESCから帰線期間FBRへ移行する。その後、処理は終了する。
[実施形態1の利点]
本発明の実施形態1による光走査部26は上記のとおり、感光体ドラム25Y、…の表面上の各補正区間をポリゴンミラー271の反射光で走査する際、その補正区間に対する補正値で光源260の光量を補正する。このとき、図7の示すとおり、補正区間の境界CP1、…はポリゴンミラー271の偏向面ごとに主走査位置の組み合わせが異なるように設定される。これにより、感光体ドラム25Y、…への照射光がポリゴンミラー271の偏向面1−7のいずれからの反射光であるかに応じて補正曲線CRCが変形しても、各境界CP1、…での補正値の線形補間を示す折線CRBは、補正区間の境界の総数を増やすことなく、その補正曲線CRCに対する近似度が十分に高くなるように設定可能である。その結果、DAC332によるレーザー発振器LDの発光量の補正は、いずれの主走査期間においても実質上、露光量の変動を走査範囲の全体で相殺することができる。
In step S207, since the number of clocks has reached the main scanning position “64” at the end point T2 of the effective scanning period ESC, the
[Advantages of Embodiment 1]
As described above, when the
こうして光走査部26は、補正値レジスタ322等、補正値の保存に必要なメモリー容量を増大させることなく、光源260の光量に対する補正による露光むらの抑制効果を向上させることができる。その結果、プリンター100の画質を向上させることができる。
[変形例]
(A)図1の示す画像形成装置100はカラーレーザープリンターである。本発明の実施形態による画像形成装置はその他に、モノクロレーザープリンター、インクジェットプリンター、ファクシミリ、コピー機、または複合機等のいずれであってもよい。
In this way, the
[Modification]
(A) The
(B)図2の示す半導体レーザー26Y、…の波長と出力との値は一例に過ぎず、他の値でもよい。また、半導体レーザー26Y、…の出力可能なレーザーは1本だけでなく、2本以上のマルチレーザーであってもよい。さらに、半導体レーザー26Y、…に代えて、LEDが利用されてもよい。
(C)図2の示すポリゴンミラー271、fθレンズ273等の光学系の構造は一例に過ぎず、他の構造であってもよい。たとえば、ポリゴンミラーの側面の数は、図2の示すもの271の数“7”以外の整数値であってもよい。ポリゴンミラーはまた、図1の示すもの271のようにプリンター100の正面から見て4つの感光体ドラム25Y、…よりも左側に配置される他に、右側であっても中央であってもよい。ポリゴンミラーの位置に合わせて、fθレンズ、折り返しミラー等、他の光学素子の配置を変更すればよい。
(B) The values of the wavelength and output of the
(C) The structure of the optical system such as the
(D)図4では補正部330が変調部340の前段でレーザー発振器LDへの出力電流量を補正する。補正部はその他に変調部340の後段で、すなわち画像データによる変調後の出力電流量を補正してもよい。
(E)図5の示す各信号の波形は一例に過ぎず、その論理は正負いずれでもよく、カウントすべきパルスのエッジ、および主走査期間STCと有効走査期間ESRとの各端点と見なすべきパルスのエッジは立ち上がりと立ち下がりとのいずれでもよい。
(D) In FIG. 4, the
(E) The waveform of each signal shown in FIG. 5 is merely an example, and its logic may be positive or negative. The pulse to be counted and the pulse to be regarded as each end point of the main scanning period STC and the effective scanning period ESR The edge may be either rising or falling.
(F)補正区間情報CRPは補正区間の各境界の主走査位置を、図8の示すようにポリゴンミラー271の偏向面別に、有効走査期間ESRの開始時点から、その境界にポリゴンミラー271の反射光RLが照射される時点までのクロック数で規定する。補正区間情報CRPはその他に、先頭の境界の主走査位置と各補正区間の幅とをクロック数等で規定してもよい。この場合、タイミング生成部331は先頭の境界の主走査位置と各補正区間の幅とから2番目以降の境界の主走査位置を算出すればよい。
(F) The correction section information CRP indicates the main scanning position of each boundary of the correction section as reflected by the
(G)補正値情報CRVはレーザー発振器LDの発光量に対する補正値を、図8の示すようにポリゴンミラー271の偏向面別に、DAC332による増幅前の電流IBSの量に対する増幅後の出力電流ICRの量の比、すなわちレーザー発振器LDの発光量の基準値に対する補正後の発光量の比で規定する。補正値はその他に、補正後の発光量の値そのもの、その値と基準値との差、その値でレーザー発振器LDに発光させるのに必要な電流量等、補正部330にレーザー発振器LDの発光量を、ポリゴンミラー271の偏向角の変化に伴う光学系の反射率/透過率等の変動の相殺に必要な値に一致させることが可能な値で規定されていればよい。
(G) The correction value information CRV is a correction value for the light emission amount of the laser oscillator LD, as shown in FIG. 8, for each deflection surface of the
(H)傾き誤差は偏向面ごとに異なるので、図10の(b)が示すとおり、SOSセンサー303へ向けてレーザー光LLを反射するときのポリゴンミラー271の回転角が偏向面ごとに異なる。その結果、SOS信号の周期が偏向面ごとに異なる。識別部325はこの周期の違いから、SOSセンサー303がポリゴンミラー271のいずれの偏向面からの反射光を検出したかを識別する。識別部325はその他にSOS信号のレベルに基づいて偏向面を識別してもよい。
(H) Since the tilt error differs for each deflection surface, as shown in FIG. 10B, the rotation angle of the
たとえば、面倒れの大きさが偏向面ごとに異なるので、図10の(a)が示すとおり、ポリゴンミラー271の軸方向への反射光RLのずれ量が偏向面ごとに異なる。したがって、反射率が偏向面ごとに異なるので、SOSセンサー303にSOS信号のレベルを、検出した反射光量に応じて変化させれば、識別部325にそのレベルの違いから偏向面を識別させることができる。
For example, since the magnitude of the surface tilt differs for each deflection surface, the deviation amount of the reflected light RL in the axial direction of the
その他に、識別部325はSOS信号の属性からポリゴンミラー271の特定の偏向面のみを識別し、その偏向面に起因するSOS信号のパルスが検出された時点以降、SOS信号のパルスを数えることによって他の偏向面を識別してもよい。
(I)DAC332は補正値に対して線形補間を行い、VI変換器316の出力電流IBSに対する増幅率を実質上、図7の示す折線CRBに沿って線形に変化させる。DAC332はその他に、補間を粗くして増幅率を階段状に変化させてもよく、特に増幅率を各補正区間ではその始端の境界に対する補正値に一定に維持してもよい。
In addition, the
(I) The
(J)DAC332は補正値の線形補間をデジタル処理で行う。すなわち、DAC332は各補正区間を微小区間に細分し、増幅率を微小区間あたりに一定の割合で変化させる。DACはその他に、出力部に組み込まれたアナログ積分回路を利用して補正値の線形補間をアナログ処理で行ってもよい。具体的には、まずDACの本体が増幅率を各補正区間でそれに対する補正値に一定に保つ。一方、アナログ積分回路は本体による増幅後の電流量を時間積分し、その積分値に比例する量と初期値との和または差に等しい量の電流を出力する。その積分回路の時定数を各補正区間の時間長よりも十分に長く設定すれば、出力電流量は線形に変化する。
(J) The
(K)図7の示すように、感光体ドラム25Y、…上の走査範囲は、補正曲線CRCの起伏が比較的緩やかな第1領域GNRと、それよりも激しい第2領域STRとに分けられ、第1領域GNRにおける補正区間の境界の間隔ΔPSよりも第2領域STRにおける間隔ΔPDが狭く設定されている。その他に、補正曲線CRCの起伏の緩急にかかわらず、補正区間の境界の間隔が一定に設定されてもよい。この場合、いずれの偏向面についても、図7の示すように、補正曲線CRCのピークCPPと谷底CP2とに補正区間の境界が位置するように、偏向面別に境界の主走査位置を設定すればよい。これにより、図12の示すように、補正曲線CRCのピークCPPと谷底CP2との近傍ではサンプリング誤差を小さく抑えることができる。
(K) As shown in FIG. 7, the scanning range on the
(L)実施形態1では図7の示すとおり、感光体ドラム25Y、…上の走査範囲の全体にわたって補正値が設定されている。その他に、その走査範囲の一部、たとえば第2領域STRのように補正曲線CRCの起伏が激しい領域でのみ、光源の光量に対する補正が行われてもよい。一方、たとえば第1領域GNRのように補正曲線CRCの起伏が緩やかな領域では光源の光量が、その領域における補正値の代表値で補正された値に一定に揃えられてもよい。また、その領域では、ポリゴンミラー271のいずれの偏向面に対しても補正区間の境界が共通に設定されてもよい。
(L) In the first embodiment, as shown in FIG. 7, correction values are set over the entire scanning range on the
図15の(a)、(b)はそれぞれ、ポリゴンミラー271の偏向面1、2からの反射光で感光体ドラム25Yを走査する際にDAC332が設定する補正値とそのドラム25Y上の主走査位置との間の関係の変形例を示すグラフである。図15の示す走査範囲は図7の示すものと同様に、補正区間の境界の間隔ΔPSが比較的広い第1領域GNRと、それよりも狭い第2領域STRとに分けられる。しかし、図15では図7とは異なり、感光体ドラム25Yへの照射光がポリゴンミラー271の偏向面1、2のいずれからの反射光であるかにかかわらず、第1領域GNRでは補正区間の境界の主走査位置が共通である。
FIGS. 15A and 15B show correction values set by the
これは、第1領域GNRには図12が示す程の鋭いピークPK1、PK2、または深い谷底が現れないことによる。この場合、図12の(a)、(b)が示すように偏向面1、2の間で補正曲線CR1、CR2のピークPK1、PK2の主走査位置が異なる結果、補正区間の境界CP5がピークPK2から外れても、サンプリング誤差ES2は十分に無視できるほど小さい。したがって、第1領域GNRでは、偏向面1、2のいずれにかかわらず補正区間の境界が共通であっても、補正曲線CRCに対する折線CRBの近似度は十分に高く維持される。 This is because no sharp peaks PK1, PK2 or deep valley bottoms as shown in FIG. 12 appear in the first region GNR. In this case, as shown in (a) and (b) of FIG. 12, the main scanning positions of the correction curves CR1 and CR2 peaks PK1 and PK2 are different between the deflection surfaces 1 and 2, so that the boundary CP5 of the correction section is the peak. Even if it deviates from PK2, the sampling error ES2 is small enough to be ignored. Therefore, in the first region GNR, the degree of approximation of the broken line CRB with respect to the correction curve CRC is maintained sufficiently high even if the boundary of the correction section is common regardless of any of the deflection surfaces 1 and 2.
いずれの偏向面に対しても第1領域GNRでは補正区間の境界の主走査位置を共通に設定することにより、図8の示すような補正値と補正区間との対応表のサイズを縮小することは、一般的には可能である。したがって、記憶部320のメモリー容量は更に削減可能である。その他に、第1領域GNRに位置する補正区間について削減されたメモリー容量を利用して第2領域STRに位置する補正区間の境界を増加させることにより、補正曲線CRCに対する折線CRBの近似度を更に向上させることができる。
For any deflection surface, in the first region GNR, the main scanning position at the boundary of the correction section is set in common, thereby reducing the size of the correspondence table between the correction value and the correction section as shown in FIG. Is generally possible. Therefore, the memory capacity of the
《実施形態2》
本発明の実施形態2による光走査部は、実施形態1によるもの26と同様、カラーレーザープリンターに搭載される。この光走査部は実施形態1によるもの26とは、制御部300が演算部を含む点でのみ異なり、その他の要素は実施形態1のものと同様である。したがって、以下では相違点のみを説明し、同様な要素については実施形態1の説明を援用する。
<<
The optical scanning unit according to the second embodiment of the present invention is mounted on a color laser printer, similar to the one according to the
実施形態1では図8の示すように、補正区間と補正値との対応表がポリゴンミラー271のすべての偏向面に設定されて記憶部320に保存されている。それに対し、実施形態2では、その対応表がポリゴンミラー271の特定の偏向面にのみ設定されて記憶部320に保存され、他の偏向面に関する対応表は演算部がその特定の偏向面に関する対応表から算定する。
In the first embodiment, as shown in FIG. 8, a correspondence table between correction sections and correction values is set for all the deflection surfaces of the
図16は、実施形態2による光走査部の制御部が含む電子回路400のブロック図である。図16を参照するに、この電子回路400は図4の示す各電子回路300Y、…とは演算部350が実装されている点で異なる。この電子回路400では更に図4の示す各電子回路300Y、…とは異なり、記憶部320がポリゴンミラー271の特定の偏向面、たとえば偏向面1に関してのみ、補正区間の境界と補正値との対応表を保存している。
FIG. 16 is a block diagram of an
演算部350は、プリンター100への電源投入時または画像安定化時に、主制御部60からの起動信号INTに応じて動作する。プリンター100の初期化期間または画像安定化期間では、主制御部60が光源260の半導体レーザー26Y、…とモーター272とを起動するのに伴い、SOSセンサー303が半導体レーザー26Y、…のレーザー光LLを検出してSOS信号を生成する。そのSOS信号の属性から識別部325がポリゴンミラー271の偏向面を識別する度にその識別の結果を演算部350は取得し、その結果が示すSOS信号の属性に基づいて、記憶部320の保存する偏向面1に関する対応表から他の偏向面2−7に関する対応表を算定する。演算部350は更に算定した対応表を記憶部320に少なくとも、プリンター100に電源が投入されている間または次の画像安定化時まで保存させる。このようにしてすべての偏向面1−7に関する対応表が一旦揃えば、以降、記憶部320は実施形態1のものと同様、識別部325からの偏向面の識別情報に応じてその偏向面に関する対応表を検索し、その表に基づいて、補正区間レジスタ321には補正区間情報CRPを設定し、補正値レジスタ322には補正値情報CRVを設定する。
The
演算部350は、識別部325からの識別結果が示すSOS信号の属性に基づいて偏向面2−7に関する対応表を以下のように算定する。図10の(c)の3本の曲線EXC、EXG、EXSが示すとおり、偏向面の移り変わりに伴う照射光量の変動パターンの変化は主に次の2種類の合成から成る。(1)図10の(a)の示す偏向面の面倒れに起因する変動幅の伸縮。(2)図10の(b)の示す偏向面の傾き誤差に起因する主走査方向への変位。変動幅の伸縮量はSOS信号のレベルの違いから推定可能であり、主走査方向への変位量は、SOS信号の有効になるタイミング(図5では立ち下がり)のずれから推定可能である。したがって、演算部350は、SOS信号のレベルから推定される伸縮量の割合で偏向面1に関する対応表が示す補正値を増減し、SOS信号の有効になるタイミングのずれから推定される変位量だけ、その対応表が示す補正区間の境界の主走査位置(クロック数)を増減する。こうして演算部350は新たな対応表を算定し、SOS信号の周期(またはレベル)別に異なる偏向面に関する対応表として記憶部320に保存する。
The
[実施形態2の利点]
本発明の実施形態2による光走査部は実施形態1のものと同様、補正区間をポリゴンミラー271の偏向面ごとに、その境界を表す主走査位置の組み合わせが異なるように設定する。これにより、感光体ドラム25Y、…への照射光がポリゴンミラー271の偏向面1−7のいずれからの反射光であるかに応じて補正曲線CRCが変形しても、各境界での補正値の線形補間を示す折線CRBは、補正区間の境界の総数を増やすことなく、その補正曲線CRCに対する近似度が十分に高くなるように設定可能である。その結果、DAC332によるレーザー発振器LDの発光量の補正は、いずれの主走査期間においても実質上、露光量の変動を走査範囲の全体で相殺することができる。こうしてこの光走査部は、補正値の保存に必要なメモリー容量を増大させることなく、光源260の光量に対する補正による露光むらの抑制効果を向上させることができる。その結果、プリンター100の画質を向上させることができる。
[Advantages of Embodiment 2]
As in the first embodiment, the optical scanning unit according to the second embodiment of the present invention sets the correction interval for each deflection surface of the
実施形態2による光走査部は更に上記のとおり、実施形態1によるものとは異なり、記憶部320に予め保存しておく補正区間の境界と補正値との対応表をポリゴンミラー271の特定の偏向面に関するものに限定し、他の偏向面に関する対応表は演算部350に算定させる。これにより、対応表の保存領域として記憶部320に確保すべきメモリー容量が削減可能である。
As described above, the optical scanning unit according to the second embodiment is different from the one according to the first embodiment, and a correspondence table between correction boundary boundaries and correction values stored in advance in the
[変形例]
(M)演算部350はSOS信号に基づいて特定の偏向面に関する対応表から他の偏向面に関する対応表を算定する。演算部350はその他に、主制御部60が管理しているプリンター100の動作状態を表すパラメーターのうち、感光体ドラム25Y、…のバイアス電位、トナー濃度等、感光体ドラム25Y、…への照射光量の変動を推定可能なものに基づいて対応表を算定してもよい。また、プリンター100の製造工程において、面倒れ、傾き誤差等、ポリゴンミラー271の偏向面1−7の形状のばらつき、または感光体ドラム25Y、…への照射光量の主走査方向における変動を実際に計測し、得られた計測値を記憶部320に保存しておき、それらの計測値に基づいて演算部350に他の偏向面に関する対応表を算定させてもよい。
[Modification]
(M) The
《実施形態3》
本発明の実施形態3による光走査部は、実施形態1によるもの26と同様、カラーレーザープリンターに搭載される。この光走査部は実施形態1によるもの26とは、実測部が実装され、かつ識別部と記憶部とが演算部に置換されている点でのみ異なり、その他の要素は実施形態1のものと同様である。したがって、以下では相違点のみを説明し、同様な要素については実施形態1の説明を援用する。
<<
The optical scanning unit according to the third embodiment of the present invention is mounted on a color laser printer, similar to the one according to the
実施形態1では図8の示すように、補正区間の境界と補正値との対応表が予め記憶部320に保存されている。それに対し、実施形態3では、実測部が感光体ドラム25Y、…への照射光量を実測し、その実測値の変動から演算部がポリゴンミラー271の偏向面ごとに、かつ補正区間の境界ごとに補正値を算定する。
図17の(a)は、実測部の一例500を示す模式図である。図17の(a)を参照するに、この実測部500はハーフミラー501とセンサーアレイ502とを含む。ハーフミラー501は、図1、図2の示す各感光体ドラム25Y、…の真下に1枚ずつ配置された折り返しミラー29Y、29M、29C、28Kに代わる光学素子であり、それらと同様な細長い板状であり、長手方向が各感光体ドラム25Y、…の軸方向、すなわち主走査方向と平行に配置される。ただし、図17の(a)では図示の便宜上、ハーフミラー501は感光体ドラム25Yの上方に示されている。ハーフミラー501にはfθレンズ273を通してポリゴンミラー271の反射光RLが入射する。ハーフミラー501はその反射光RLの一部を折り返しミラー29Y、…と同様に反射して感光体ドラム25Y、…に照射し、残りを透過させる。センサーアレイ502は、ハーフミラー501に対してポリゴンミラー271の反射光RLが入射する側とは反対側に、ハーフミラー501と平行に並んだ複数の光検出器の配列であり、その反射光RLのうちハーフミラー501を透過した光について、その主走査位置と光量とを検出する。
In the first embodiment, as illustrated in FIG. 8, a correspondence table between the boundaries of the correction sections and the correction values is stored in the
FIG. 17A is a schematic diagram illustrating an example 500 of an actual measurement unit. Referring to FIG. 17A, the
実測部500は、たとえばプリンター100によるジョブ処理の開始時または合間に、光源260に一定の光量を所定時間連続して出射させ、ハーフミラー501を透過した光量を主走査位置ごとに実測する。この所定時間は短くとも、ポリゴンミラー271のすべての偏向面からの反射光で1主走査期間ずつ感光体ドラム25Y、…を走査するのに必要な時間、すなわち等角速度で回転するポリゴンミラー271の回転周期、たとえば主走査期間の7倍に設定される。実測部500は更にハーフミラー501の各主走査位置での透過率に応じ、その主走査位置での実測値を感光体ドラム25Yへの照射光量に換算して、実測結果として演算部360へ渡す。
The
図17の(b)は、実測部の別例510を示す模式的に示す斜視図であり、(c)は、(b)の示す直線c−cに沿った断面の一部の拡大図である。図17の(b)、(c)を参照するに、この実測部510は出射フレーム511とシャッター512とを含む。出射フレーム511は、各感光体ドラム25Y、…の下方に1つずつ配置された矩形板状の部材であり、板面が各感光体ドラム25Y、…の軸方向と平行である。出射フレーム511にはポリゴンミラーの反射光RLを感光体ドラム25Yへ向けて出射させるための出射窓WNDが開いている。出射窓WNDは感光体ドラム25Yの軸方向、すなわち主走査方向と平行なスリットである。シャッター512は、出射窓WNDの形状と同様に主走査方向に細長い不透明の板状部材であり、出射窓WNDを開閉可能なように出射フレーム511に取り付けられている。シャッター512の開閉により、ポリゴンミラー271の反射光RLは感光体ドラム25Yに照射され、または遮断される。図17の(c)が示すとおり、シャッター512の中央部には光検出器の配列513が設置されており、シャッター512が出射窓WNDを閉じている間、この配列513にポリゴンミラー271の反射光RLが入射する。この配列513はこの反射光RLの主走査位置と光量とを検出する。
FIG. 17B is a perspective view schematically showing another example 510 of the actual measurement unit, and FIG. 17C is an enlarged view of a part of the cross section along the line cc shown in FIG. is there. Referring to FIGS. 17B and 17C, the
実測部510は、たとえばプリンター100によるジョブ処理の開始時または合間に、光源260に一定の光量を所定時間連続して出射させると共にシャッター512で出射窓WNDを閉じて、シャッター512に入射した光量を主走査位置ごとに実測する。この所定時間は、図17の(a)が示す実測部500の場合と同様、短くとも、等角速度で回転するポリゴンミラー271の回転周期、たとえば主走査期間の7倍に設定される。また、出射窓WNDから感光体ドラム25Y、…までの間における拡散等による反射光RLの減衰は通常無視できるので、実測部510は実測値をそのまま、感光体ドラム25Yへの照射光量の実測結果として演算部360へ渡す。
The
図18は、実施形態3による光走査部の制御部が含む電子回路600のブロック図である。図18を参照するに、この電子回路600は図4の示す各電子回路300Y、…とは記憶部320と識別部325とに代えて演算部360が実装されている点で異なる。
演算部360は、たとえばプリンター100によるジョブ処理の合間または動作モードの移行時に実測部500または510による実測結果に応じて、それが示す感光体ドラム25Y、…への照射光量の変動パターンを解析する。これにより演算部360は、変動パターンの違いをポリゴンミラー271の偏向面の違いに対応させ、異なる偏向面に対応する変動パターンごとに補正区間の境界を定め、各境界での補正値を算定する。これにより補正区間は、ポリゴンミラー271の偏向面ごとに、その境界を表す主走査位置の組み合わせが異なるように設定される。
FIG. 18 is a block diagram of an
The
図18を参照するに、演算部360は補正区間レジスタ361と補正値レジスタ362とを含む。これらのレジスタ361、362はいずれもメモリー領域であり、好ましくは揮発性である。プリンター100のジョブ処理と並行して演算部360はSOS信号の属性、たとえば周期からポリゴンミラー271の偏向面を識別する。演算部360は更に、識別した偏向面に対応する変動パターンから算定済みの補正区間ごとの補正値に基づき、補正区間レジスタ361には補正区間情報CRPを設定し、補正値レジスタ362には補正値情報CRVを設定する。これらのレジスタ361、362を参照することにより、補正部330は実施形態1のものと同様に動作可能である。
Referring to FIG. 18, the
図19は、実施形態3による光走査部に対する制御のフローチャートである。この制御は図13の示す制御とは、ステップS201−S203を含む点でのみ異なり、その他のステップは同様である。したがって、以下ではステップS201−S203についてのみその詳細を説明し、同様なステップの詳細については図13の説明を援用する。
ステップS101では、主制御部60が光源260の半導体レーザー26Y、…とモーター272とを起動し、それに応じてSOSセンサー303が主走査期間の周期でSOS信号を有効にする。その後、処理はステップS102へ進む。
FIG. 19 is a flowchart of control over the optical scanning unit according to the third embodiment. This control differs from the control shown in FIG. 13 only in that it includes steps S201 to S203, and the other steps are the same. Therefore, only the details of steps S201 to S203 will be described below, and the description of FIG. 13 is used for details of similar steps.
In step S101, the
ステップS201では、実測部500、510が感光体ドラム25Y、…への照射光量の実測を行うか否かを判断する。この判断では、「ジョブが開始した」、「前回の実測時からの経過時間が閾値を超えた」等、その実測を行うための条件が満たされるか否かが確認される。この実測を行う場合には処理がステップS202へ進み、行わない場合にはステップS102へ進む。
In step S201, the
ステップS202では、実測部500、510が感光体ドラム25Y、…への照射光量の変動を実測する。具体的には実測部500、510は、光源260に一定の光量を所定時間連続して出射させ、その間にハーフミラー501を透過した光量、または出射窓WNDを塞いでいるシャッター512に入射した光量を主走査位置ごとに実測する。その後、処理はステップS203へ進む。
In step S202, the
ステップS203では、ステップS202での実測部500、510による実測結果に応じて演算部360が感光体ドラム25Y、…への照射光量の変動パターンを解析する。その結果、変動パターンの違いがポリゴンミラー271の偏向面の違いに対応付けられ、異なる偏向面に対応する変動パターンごとに補正区間の境界とそこでの補正値とが算定される。その後、処理はステップS102へ進む。
In step S203, the
ステップS102−S109では、識別部325の役割を演算部360が果たす点を除き、実施形態1による処理と同様な処理が行われる。すなわち、演算部360がSOS信号の周期から、SOSセンサー303へ光を反射したポリゴンミラー271の偏向面を識別し、その偏向面に関する補正区間情報CRPと補正値情報CRVとを補正区間レジスタ361と補正値レジスタ362とに設定する。指示信号SHSが有効であれば帰線期間FBRであるので、SH部310が半導体レーザー26Y、…の光量センサーPDからの出力電流IFBに基づき、そのレーザー発振器LDの発光量が基準値と一致するように、それへの出力電流IBSを調節する。一方、指示信号SHSが有効でなければ有効走査期間ESRであるので、SH部310はレーザー発振器LDへの出力電流IBSを一定量に維持する。有効走査期間ESRではタイミング生成部331が補正区間情報CRPに従ってタイミング信号TMSを生成する。そのタイミング信号TMSが有効になる度にDAC332が補正値情報CRVの示す補正値を読み出す。その補正値に基づいてDAC332は増幅率を線形に変化させながら、VI変換器316の出力電流IBSをレーザー発振器LDへの出力電流ICRに増幅する。これにより、そのレーザー発振器LDの発光量が補正され、特に補正区間ごとに異なる傾きで線形に変化する。変調部340は画像データVDSの表す各色の階調値に基づいてレーザー発振器LDへの出力電流ICRを変調する。この変調に合わせて各色のレーザー発振器LDが明滅することにより、その平均的な発光量が階調値に対応する値に調節される。その後、処理はステップS110へ進む。
In steps S <b> 102 to S <b> 109, processing similar to that according to the first embodiment is performed except that the
ステップS110では、未処理の画像データが残っているか否かを制御部300が確認する。未処理の画像データが残っていれば処理はステップS201から繰り返され、残っていなければ処理はステップS111へ進む。
ステップS111では、未処理の画像データが残っていないことを制御部300が主制御部60に通知する。それに応じて主制御部60が光源260の半導体レーザー26Y、…と走査光学系のモーター272とを停止する。こうして、処理は終了する。
In step S110, the
In step S111, the
[実施形態3の利点]
本発明の実施形態3による光走査部は実施形態1のものと同様、補正区間をポリゴンミラー271の偏向面ごとに、その境界を表す主走査位置の組み合わせが異なるように設定する。これにより、感光体ドラム25Y、…への照射光がポリゴンミラー271の偏向面1−7のいずれからの反射光であるかに応じて補正曲線CRCが変形しても、各境界での補正値の線形補間を示す折線CRBは、補正区間の境界の総数を増やすことなく、その補正曲線CRCに対する近似度が十分に高くなるように設定可能である。その結果、DAC332によるレーザー発振器LDの発光量の補正は、いずれの主走査期間においても実質上、露光量の変動を走査範囲の全体で相殺することができる。こうしてこの光走査部は、補正値の保存に必要なメモリー容量を増大させることなく、光源260の光量に対する補正による露光むらの抑制効果を向上させることができる。その結果、プリンター100の画質を向上させることができる。
[Advantages of Embodiment 3]
As in the first embodiment, the optical scanning unit according to the third embodiment of the present invention sets the correction section for each deflection surface of the
実施形態3による光走査部は更に上記のとおり、実施形態1によるものとは異なり、実測部500、510に感光体ドラム25Y、…への照射光量を実測させ、その実測値から演算部360に補正区間ごとに補正値を算定させる。その結果、実施形態1による記憶部320のような、補正区間の境界と補正値との対応表を長期に保存するためのメモリー領域は不要であるので、制御部300に確保すべきメモリー容量が削減可能である。
As described above, the optical scanning unit according to the third embodiment is different from the one according to the first embodiment. The
[変形例]
(N)図17の示す実測部500、510はいずれも周知技術である(たとえば特許文献8、9参照)。実測部はその他に、感光体ドラムへの照射光のうち、その表面で反射された光量等、感光体ドラムへの照射光量に換算可能な光量であればどのようなものを計測する構成であってもよい。
[Modification]
(N) The
本発明は光走査装置に関し、上記のとおり、補正区間の境界をポリゴンミラーの偏向面ごとに変位させる。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。 The present invention relates to an optical scanning device. As described above, the boundary of a correction section is displaced for each deflection surface of a polygon mirror. Thus, the present invention is clearly industrially applicable.
100 カラーレーザープリンター
26 光走査部
260 光源
271 ポリゴンミラー
273 fθレンズ
28Y−K、29Y−C 折り返しミラー
CRC 補正曲線
CRB 補正曲線を近似する折線
CP1、CP2、… 補正区間の境界
GNR 補正曲線の第1領域
STR 補正曲線の第2領域
ΔPS 第1領域における補正区間の幅
ΔPD 第2領域における補正区間の幅
DESCRIPTION OF
Claims (11)
光量を可変な光源と、
ポリゴンミラーを回転させながら前記ポリゴンミラーの各偏向面で前記光源の光を反射することにより、当該光を周期的に偏向させる偏向部と、
前記ポリゴンミラーの反射光を前記感光体の表面に結像させる光学系と、
前記光源の光量を画像データに従って変調する変調部と、
前記ポリゴンミラーの反射光で前記感光体を走査する際に前記光源の光量を、前記変調部が変調する前、または変調した後に補正する補正部と、
を備え、
前記ポリゴンミラーの各偏向面からの反射光で走査する前記感光体の領域には主走査方向の座標が対応付けられ、当該座標の取り得る範囲は複数の補正区間に分割され、前記複数の補正区間の各境界には前記光源の光量に対する補正値が割り当てられており、
各補正区間に対応する前記感光体の領域を前記ポリゴンミラーの各偏向面からの反射光で走査する間、前記補正部は、当該補正区間の境界の少なくとも一方に割り当てられた補正値に基づいて前記光源の光量に対する補正値を決定し、
前記複数の補正区間は、前記ポリゴンミラーのいずれの偏向面からの反射光で走査する領域に対応するかに応じて、境界を表す主走査方向の座標の組み合わせが異なるように、前記ポリゴンミラーの偏向面ごとに設定されている
ことを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device that forms an image on a photoconductor by exposure scanning;
A light source with variable light intensity,
A deflecting unit that periodically deflects the light by reflecting the light of the light source at each deflection surface of the polygon mirror while rotating the polygon mirror;
An optical system for imaging the reflected light of the polygon mirror on the surface of the photosensitive member;
A modulator for modulating the light quantity of the light source according to image data;
A correction unit that corrects the light amount of the light source before or after the modulation unit modulates when scanning the photosensitive member with the reflected light of the polygon mirror;
With
Coordinates in the main scanning direction are associated with regions of the photoconductor that scan with reflected light from each deflection surface of the polygon mirror, and the range that the coordinates can take is divided into a plurality of correction sections, and the plurality of corrections. A correction value for the light quantity of the light source is assigned to each boundary of the section,
While the region of the photoconductor corresponding to each correction section is scanned with the reflected light from each deflection surface of the polygon mirror, the correction unit is based on a correction value assigned to at least one of the boundaries of the correction section. Determine a correction value for the light quantity of the light source;
The correction intervals of the polygon mirror are different so that the combination of coordinates in the main scanning direction representing the boundary differs depending on which of the deflection surfaces of the polygon mirror corresponds to the region scanned with the reflected light. An optical scanning device characterized by being set for each deflection surface.
前記第2領域では前記第1領域よりも、対応する補正区間の幅が狭く設定されている
ことを特徴とする請求項3に記載の光走査装置。 When the photosensitive member is exposed and scanned with reflected light from one deflection surface of the polygon mirror while maintaining the light amount of the light source constant without correction, the scanning range of the reflected light includes the first region, A second region having a representative value of a change rate of an exposure amount with respect to a position in the main scanning direction being larger than the first region;
4. The optical scanning device according to claim 3, wherein a width of a corresponding correction section is set narrower in the second area than in the first area.
前記共通する部分に対応する補正区間の境界は主走査方向の同じ座標に設定されている
ことを特徴とする請求項4に記載の光走査装置。 The first region included in the scanning range of reflected light from one deflection surface of the polygon mirror and the first region included in the scanning range of reflected light from another deflection surface have common coordinates in the main scanning direction. Including parts,
The optical scanning device according to claim 4, wherein the boundary of the correction section corresponding to the common portion is set to the same coordinate in the main scanning direction.
前記光学系による結像点の主走査方向の座標が各補正区間の境界に到達するタイミングを示す信号を生成するタイミング生成部
を含み、
当該境界に割り当てられた補正値を前記信号の示すタイミングで取得する
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の光走査装置。 The correction unit is
A timing generation unit that generates a signal indicating the timing at which the coordinates in the main scanning direction of the imaging point by the optical system reach the boundary of each correction section;
6. The optical scanning device according to claim 1, wherein a correction value assigned to the boundary is acquired at a timing indicated by the signal.
前記ポリゴンミラーの反射光の属性を計測する計測部と、
前記計測部による計測結果に基づいて、当該反射光を前記ポリゴンミラーのいずれの偏向面からの反射光であるかを識別する識別部と、
を更に備え、
前記タイミング生成部は、前記識別部の識別した偏向面に関する対応表が示す補正区間の境界に基づいて前記信号の示すべきタイミングを設定し、
前記補正部は、前記信号の示すタイミングで補正値を、前記識別部の識別した偏向面に関する対応表が示す次の境界に割り当てられた補正値に更新する
ことを特徴とする請求項6に記載の光走査装置。 A storage unit storing a correspondence table between the boundary of the correction section and the correction value for each deflection surface of the polygon mirror;
A measurement unit for measuring the attribute of the reflected light of the polygon mirror;
Based on the measurement result by the measurement unit, an identification unit for identifying the reflected light from which deflection surface of the polygon mirror, the identification unit;
Further comprising
The timing generation unit sets a timing to be indicated by the signal based on a boundary of a correction section indicated by a correspondence table related to the deflection surface identified by the identification unit;
The correction unit updates the correction value at a timing indicated by the signal to a correction value assigned to a next boundary indicated by a correspondence table related to the deflection surface identified by the identification unit. Optical scanning device.
前記計測部による計測結果に基づいて補正区間の境界と補正値との対応表を前記ポリゴンミラーの偏向面ごとに算定する演算部と、
前記計測部による計測結果に基づいて、当該反射光が前記ポリゴンミラーのいずれの偏向面からの反射光であるかを識別する識別部と、
を更に備え、
前記タイミング生成部は、前記識別部の識別した偏向面に関する対応表が示す補正区間の境界に基づいて前記信号の示すべきタイミングを設定し、
前記補正部は、前記信号の示すタイミングで補正値を、前記識別部の識別した偏向面に関する対応表が示す次の境界に割り当てられた補正値に更新する
ことを特徴とする請求項6に記載の光走査装置。 A measurement unit for measuring the attribute of the reflected light of the polygon mirror;
A calculation unit that calculates a correspondence table between a boundary of a correction section and a correction value based on a measurement result by the measurement unit for each deflection surface of the polygon mirror;
Based on the measurement result by the measurement unit, an identification unit for identifying which deflection surface of the polygon mirror the reflected light is reflected from;
Further comprising
The timing generation unit sets a timing to be indicated by the signal based on a boundary of a correction section indicated by a correspondence table related to the deflection surface identified by the identification unit;
The correction unit updates the correction value at a timing indicated by the signal to a correction value assigned to a next boundary indicated by a correspondence table related to the deflection surface identified by the identification unit. Optical scanning device.
前記実測部による実測結果に基づいて各補正区間の境界を決定し、かつ当該境界に対する補正値を算定する演算部と、
を更に備え、
前記タイミング生成部は、前記演算部の決定した境界に基づいて前記信号の示すべきタイミングを設定し、
前記補正部は、前記信号の示すタイミングで補正値を、前記演算部が算定した次の境界に対する補正値に更新する
ことを特徴とする請求項6に記載の光走査装置。 An actual measurement unit for actually measuring the amount of light irradiated from the optical system to the photosensitive member;
An operation unit that determines a boundary of each correction section based on an actual measurement result by the actual measurement unit, and calculates a correction value for the boundary;
Further comprising
The timing generation unit sets the timing to be indicated by the signal based on the boundary determined by the calculation unit,
The optical scanning apparatus according to claim 6, wherein the correction unit updates a correction value to a correction value for a next boundary calculated by the calculation unit at a timing indicated by the signal.
前記トナー像を熱定着させる定着部と、
を備えた画像形成装置であり、
前記作像部は、
露光量に応じて帯電量が変化する感光体と、
前記感光体に露光走査によって静電潜像を形成する請求項1から請求項10までのいずれかに記載の光走査装置と、
前記静電潜像をトナーで現像する現像部と、
前記現像部が現像したトナー像を前記感光体からシートへ転写する転写部と、
を含む画像形成装置。 An image forming unit for forming a toner image on a sheet;
A fixing unit for thermally fixing the toner image;
An image forming apparatus comprising:
The image forming unit
A photoconductor whose charge amount changes according to the exposure amount;
The optical scanning device according to claim 1, wherein an electrostatic latent image is formed on the photoconductor by exposure scanning.
A developing unit for developing the electrostatic latent image with toner;
A transfer unit that transfers the toner image developed by the developing unit from the photoreceptor to a sheet;
An image forming apparatus including:
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