JP2008260240A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来の画像クロック制御技術は、副走査方向の動作位置が共振周波数変動に対して追従できないために、記録位置が正確でかつ高品位な画像形成ができない。
【解決手段】 共振スキャナーの共振周波数から基準周波数を設定し、前記基準周波数により共振スキャナー・画像形成制御を行う。共振スキャナーの振動動作検出用に光学走査検出手段を設け、共振スキャナーの振動動作を制御する。光学走査検出手段の信号から、画像形成用の発光素子を駆動する画素クロックを制御する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: A conventional image clock control technique cannot form an image with an accurate recording position and high quality because an operation position in a sub-scanning direction cannot follow a resonance frequency fluctuation.
A reference frequency is set from a resonance frequency of a resonance scanner, and resonance scanner / image formation control is performed based on the reference frequency. An optical scanning detection unit is provided for detecting the vibration operation of the resonance scanner, and controls the vibration operation of the resonance scanner. The pixel clock for driving the light emitting element for image formation is controlled from the signal of the optical scanning detection means.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電子写真法により画像を形成する装置で、特に、画像情報に基づいた光量を感光体上に操作する方法に、共振型光偏向器を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for forming an image by electrophotography, and more particularly to an image forming apparatus using a resonance type optical deflector for a method of manipulating a light quantity based on image information on a photoconductor.
従来、ミラーが共振駆動される光偏向器が色々と提案されている。共振型光偏向器は、ポリゴンミラー等の回転多面鏡を使用した光走査光学系に比べて、次の様な特徴を備える。光偏向器を大幅に小型化することが可能であること、消費電力が少ないこと、ミラー面の面倒れが理論的に存在しないことである。 Conventionally, various optical deflectors in which a mirror is driven to resonate have been proposed. The resonance type optical deflector has the following characteristics as compared with an optical scanning optical system using a rotating polygon mirror such as a polygon mirror. That is, it is possible to greatly reduce the size of the optical deflector, the power consumption is small, and there is theoretically no tilting of the mirror surface.
一方、共振型偏向器が振動動作でミラーを反復運動させる特性を有していることから、共振型偏向器を用いた画像形成装置・制御方法として、以下のような提案がされている。 On the other hand, since the resonance type deflector has a characteristic of repeatedly moving the mirror by vibration operation, the following proposals have been made as an image forming apparatus and control method using the resonance type deflector.
特許文献1で開示されている画像形成装置と制御方法は、共振型光偏向器の駆動を他励式駆動し、その周波数は共振周波数近傍の限定された基準周波数で駆動する。されに、この限定された基準周波数で駆動可能な共振型光偏向器のみを構成し、歩留まりを向上させていくことを特徴としている。
In the image forming apparatus and the control method disclosed in
特許文献2で開示されている画像形成装置と制御方法は、共振型光偏向器の駆動を共振周波数近傍の基準周波数で駆動し、この周波数で感光体ドラムのモーター駆動の位相制御を行う。そして、共振型光偏向器の駆動は基準の信号と位相が一致しているか検知することなく、振動させている。
In the image forming apparatus and control method disclosed in
特許文献3において、正弦波状の角速度で走査するビームの補正手法として開示されている共振型光偏向器の画像クロック制御技術は、共振型光偏向器の動作から画素クロック制御を決定することで画素間隔が均等でひずみのないパターンを形成するのを目的とし、そのためのクロック生成方法に言及している。
しかしながら、特許文献3の画像クロック制御技術は、共振型光偏向器の共振周波数で常に共振振動動作していることを前提として、書き出し位置・記録画素クロックの周期を決定し、安定にクロックを供給する手段を提供しているが、副走査方向の動作位置が共振周波数変動に対して追従できないために、記録位置が正確でかつ高品位な画像形成を可能にしていない。
However, the image clock control technique disclosed in
特許文献2にあるように、共振型光偏向器の走査に応じて感光体ドラムの回転駆動を制御すると、実際には感光体ドラムの回転動作応答は瞬間的に追従することはできなく、副走査方向での記録位置が水平方向の周波数に追随することができずに、記録位置に正確性を欠くことになり、最終的に画像再現でムラが発生する。
As described in
特許文献1で開示されている画像形成装置と制御方法は、共振型光偏向器の駆動を他励式駆動する装置を提供するが、他励式駆動するだけで、感光ドラムの位相制御と共振型光偏向器の位相制御を実施しておらず、双方の関係がフリーランになるため、副走査方向での記録位置精度がとれずに、副走査方向でのムラが発生する。
The image forming apparatus and the control method disclosed in
共振型光偏向器を画像形成の光学走査手段として有する画像形成装置において、
共振型光偏向器の共振周波数から基準周波数を設定し、前記基準周波数により共振型光偏向器・画像形成制御と、
前記、画像形成装置において、
前記共振型光偏向器の振動動作検出用に光学走査検出手段を設け、前記光学走査検出手段からの信号により、前記共振型光偏向器の振動動作を制御を提供することにより、記録位置が正確になるため、共振型光偏向器においても高品位な画像形成が行うことを可能とする。
In an image forming apparatus having a resonant optical deflector as an optical scanning unit for image formation,
A reference frequency is set from the resonance frequency of the resonance type optical deflector, and the resonance type optical deflector / image formation control is performed based on the reference frequency.
In the image forming apparatus,
An optical scanning detection unit is provided for detecting the vibration operation of the resonant optical deflector, and the recording position is accurately determined by providing control of the vibration operation of the resonant optical deflector according to a signal from the optical scanning detection unit. Therefore, high-quality image formation can be performed also in the resonance type optical deflector.
本発明によれば、基準との位相差を検知し、共振型光偏向器を制御しかつ位相差から書き出し位置・画素クロック周期を決定するので、より正確な記録位置が可能となる。その結果、装置が小型でかつ高品位な画像を再現する共振型光偏向器を用いた画像形成装置を提供する。 According to the present invention, the phase difference from the reference is detected, the resonant optical deflector is controlled, and the writing position and the pixel clock cycle are determined from the phase difference, so that a more accurate recording position is possible. As a result, an image forming apparatus using a resonant optical deflector that reproduces a high-quality image with a small apparatus is provided.
(第1の実施例)
図5に本発明を実施する画像形成装置の断面図を示す。
(First embodiment)
FIG. 5 shows a cross-sectional view of an image forming apparatus for carrying out the present invention.
画像形成装置5は、例えば4ドラム方式のカラーレーザビームプリンタの場合に対応する。このカラー画像形成装置は、本体装置の右側面下部に転写材カセット503を装着している。転写材カセット503にセットされた転写材は、給紙ローラ504によって一枚ずつ取り出され、搬送ローラ対505−a、505−bによって画像形成部に給送される。画像形成部には、転写材を搬送する転写搬送ベルト90が複数の回転ローラによって転写材搬送方向(図5の右から左方向に)に扁平に張設され、その最上流部においては、転写搬送ベルト510に静電吸着される。またこのベルト搬送面に対向して4個のドラム状の像担持体としての感光体ドラム511が直線状に配設されて画像形成部を構成している。
The image forming apparatus 5 corresponds to, for example, a 4-drum type color laser beam printer. In this color image forming apparatus, a
画像形成部であるところの現像ユニット502は、前記感光体ドラム511C(CYAN)、Y(YELLOW)、M(MAGENTA)、K(BLACK)の各色トナー、帯電器、現像器を有している。上記の各現像ユニット502の筐体内の帯電器と現像器間には所定の間隙が設けられ、この間隙を介してレーザスキャナからなる露光部501から感光体ドラム511の周面を所定の電荷で一様に帯電させる。露光部501C,M,Y,Kには図3に示すような二次元ミラーが配置されている。露光部501は内部の二次元ミラーでレーザ光を反射し、画像情報に応じて上記帯電した感光体ドラム511の周面を露光して静電潜像を形成する。形成された静電潜像の停電部位に対して、現像器がトナーを転移させてトナー像を形成(現像)する。転写搬送ベルト510の搬送面を挟んで転写部材507が配置されている。各感光体ドラム511の周面上に形成(現像)されたトナー像は、それらに対応する転写部材507で形成される転写電界によって、搬送されてきた転写材に発生した電荷に吸収されて転写材面に転写される。トナー像を転写された転写材は、排紙ローラ対509−a、509−bによって機外に排出される。尚、転写搬送ベルト510は、C(CYAN)、Y(YELLOW)、M(MAGENTA)、K(BLACK)の各色トナーを一旦転写してから転写材に二次転写する構成の中間転写ベルトでも構わない。
The developing
本発明における、前記露光部501の制御動作を、図1の構成図と図9のフローチャートにより説明する。
The control operation of the
共振型光偏向器駆動制御部103では、共振型光偏向器101を駆動する信号を生成する。また、共振型光偏向器101に流れ込む電流などの情報を動作状態として、基準周波数決定処理106に通知する。
The resonance type optical deflector
基準周波数決定処理106では、図示はしていない記憶装置に格納されている共振型光偏向器101の固有周波数(S2)、共振型光偏向器駆動制御部103からの共振型光偏向器101の動作状態、システムクロックの周波数から、図示はしていない形成制御管理手段の指示により、基準周波数fbを決定し、分周値123として基準周波数発生部104に与える(S3)。
In the reference frequency determination processing 106, the natural frequency (S 2) of the resonant optical deflector 101 stored in a storage device (not shown), the resonant optical deflector 101 from the resonant optical
基準周波数発生部104では、基準周波数決定処理106で決定した基準周波数fbに対応する信号をシステムクロックの分周により生成し、基準信号124として位相検出108に渡す。
The reference
レーザー制御部102の制御により、レーザー発光111で発光したレーザー光は、図1には図示していない光学系を経由して共振型光偏向器101で主走査方向に走査され、光学走査検出部107で位置検出信号121として検出される。(S5,S8)
位置検出信号121と基準信号124を用い、位相検出108で、共振型光偏向器101の走査周期と、基準周波数発生部からの基準周波数fbとの位相差情報120を算出する。
Under the control of the laser control unit 102, the laser light emitted by the laser emission 111 is scanned in the main scanning direction by the resonance type optical deflector 101 via an optical system not shown in FIG. The
Using the
走査周期、位相差情報120から、共振型光偏向器101の制御量を光偏向器駆動制御部103に供給し、光偏向器駆動制御部103は、共振型光偏向器101を駆動する。さらに、画素クロック生成部109で、走査周期・位相差情報120を、画素クロック125の生成に使用する。(S9)
画素クロック125はデータ生成部110でレーザー制御部102に供給する画像データを生成する基準になる。
From the scanning period and
The
図4に光偏向器401と検出器である受光素子402a,402b、光源404の配置を示す。光源404から出力された光ビーム405は光偏向器401によって偏向される。受光素子402a,402bは光偏向器の最大偏向角406よりも小さい角θ1、θ2に配置されている、θ1、θ2は光偏向器の走査中心から対象な角である。受光素子402a,402bは、光偏向器401がθ1、θ2となった時に偏向された光ビーム405が入射され、電気信号を発生する。
FIG. 4 shows an arrangement of the
本実施例ではこの電気信号を元に図7におけるt1、t2、t12、t21の内1つ以上の時間を検出する。位相検出108はt1、t2、t12、t21の内1つ以上の時間から光偏向器の周波数ω1の振幅A1、周波数ω2の振幅A2、周波数ω1と周波数ω2の位相差φの位相差情報を算出する。共振型光偏向器駆動制御部103では、A1・A2・φの位相差情報を元に光偏向器への駆動信号を生成し、光偏向器のドライバを通じて、可動反射鏡を駆動する。
In the present embodiment, one or more times of t1, t2, t12, and t21 in FIG. 7 are detected based on this electrical signal. The phase detector 108 calculates phase difference information of the amplitude A1 of the frequency ω1, the amplitude A2 of the frequency ω2, and the phase difference φ of the frequency ω1 and the frequency ω2 from one or more of the times t1, t2, t12, and t21. To do. The resonance type optical deflector
図6に図4の偏向器部分を用いた露光部の概略構成例を示す。感光ドラム604の有効領域を画成する範囲以外にある光偏向器606の偏向角の所に、受光素子605bが配置される。603は光学補正用のレンズである。
FIG. 6 shows a schematic configuration example of an exposure unit using the deflector portion of FIG. A light receiving element 605b is disposed at a deflection angle of the
図8は、上記、駆動による共振型光偏向器における感光体上を走査するビームの角速度を示している。実線が図7における制御を実施したときの角速度特性である。この角速度特性が画像形成領域で直線であれば、水平方向に均一に画素を形成しやすい。しかし、実線のような特性においては、角速度の速度差により画素の密度が不均一になり、濃度ムラなどの画質劣化が発生する。前記画素クロック生成部109で、角速度変動に応じて画素クロックの周波数を変調することにより、前記濃度ムラの補正処理を行う。
FIG. 8 shows the angular velocity of the beam scanned on the photosensitive member in the above-described resonant optical deflector driven. The solid line shows the angular velocity characteristics when the control in FIG. 7 is performed. If this angular velocity characteristic is a straight line in the image forming region, it is easy to form pixels uniformly in the horizontal direction. However, in the characteristic shown by the solid line, the pixel density becomes non-uniform due to the difference in angular velocity, and image quality deterioration such as density unevenness occurs. The pixel
本発明では、副走査方向との対応を正確にすることが可能であるため、画素クロックの変調方法として、特開平5−136948で記載されている方式を採用することでも高画質な画像形成が可能である。 In the present invention, since it is possible to accurately correspond to the sub-scanning direction, high-quality image formation can be achieved by adopting the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-136948 as the pixel clock modulation method. Is possible.
共振型光偏向器駆動制御部103では、前記のように位相差情報120により共振型光偏向器101を駆動させる駆動波形を生成するとともに、駆動波形に対する共振型光偏向器101からの帰還情報から、共振型光偏向器101の動作状態を検出する。動作状態の大きな変化は、共振周波数に変化が発生したことを示すため、基準周波数fbを変更する指示を基準周波数決定処理106に通知する。
The resonance-type optical deflector
基準周波数fbの変更は、図示はしない本システムの制御用MPUにより、画像形成単位の間隔で実施され(S7)、新たな分周値123が基準周波数発生部に供給され(S14)、画像形成を行う。
The reference frequency fb is changed at intervals of image forming units by a control MPU of the system (not shown) (S7), and a new
(第2の実施例)
偏向器の構成が異なる例を図2、図3に示す。
(Second embodiment)
Examples of different deflector configurations are shown in FIGS.
図2に共振型光偏向器の偏向器におけるレーザー光の位置検出例に対する、光偏向器201と検出器である受光素子202a、光源204の配置を示す。光源204から出力された光ビーム205は光偏向器201によって偏向される。受光素子202aは光偏向器の最大偏向角206よりも小さい角θ1、θ2に配置されている、θ1は光偏向器の走査中心から対象な角である。受光素子202aは、光偏向器201がθ1となった時に偏向された光ビーム205が入射され、電気信号を発生する。
FIG. 2 shows an arrangement of an
この電気信号を元に図7におけるt1、t2+t12+t21の内1つ以上の時間を検出する。位相検出108はt1、t2、t12、t21の内1つ以上の時間から光偏向器の周波数ω1の振幅A1、周波数ω2の振幅A2、周波数ω1と周波数ω2の位相差φの位相差情報を算出する。共振型光偏向器駆動制御部103では、A1・A2・φの位相差情報を元に光偏向器への駆動信号を生成し、光偏向器のドライバを通じて、可動反射鏡を駆動する。
Based on this electrical signal, one or more times of t1, t2 + t12 + t21 in FIG. 7 are detected. The phase detector 108 calculates phase difference information of the amplitude A1 of the frequency ω1, the amplitude A2 of the frequency ω2, and the phase difference φ of the frequency ω1 and the frequency ω2 from one or more of the times t1, t2, t12, and t21. To do. The resonance type optical deflector
図3に図2の偏向器部分を用いた露光部の概略構成例を示す。感光ドラム304の有効領域を画成する範囲以外にある光偏向器306の偏向角の所に、受光素子305bが配置される。303は光学補正用のレンズである。
FIG. 3 shows a schematic configuration example of an exposure unit using the deflector portion of FIG. The light receiving element 305b is disposed at the deflection angle of the
101 共振型光偏向器
102 レーザー制御部
103 共振型光偏向器駆動制御部
104 基準周波数発生部
105 システムクロック
106 基準周波数決定
107 光学走査検出部
108 位相検出
109 画素クロック生成部
110 データ生成部
111 レーザー発光部
201、401 共振ミラー
202a、402a 光学検出
402b 光学検出
204、404 レーザー光源(発光部)
205、405 レーザー光
206、406 走査光
301、601 レーザダイオード
302、602 コリメーターレンズ
303、603 f−θ補正レンズ群
304、604 感光体ドラム
305、605 ビーム検出器
306、606 共振ミラー
607 他のビーム検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Resonant type optical deflector 102
205, 405
Claims (5)
共振型光偏向器の共振周波数から基準周波数を設定し、前記基準周波数により共振型光偏向器・画像形成制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having a resonant optical deflector as an optical scanning unit for image formation,
An image forming apparatus, wherein a reference frequency is set from a resonance frequency of a resonance type optical deflector, and the resonance type optical deflector and image formation control are performed based on the reference frequency.
前記基準周波数は、画像形成装置のシステムクロックを分周して算出されることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus, wherein the reference frequency is calculated by dividing a system clock of the image forming apparatus.
前記基準周波数は、画像形成の開始前に、前記共振型光偏向器の駆動状態で決定し、画像形成中は、変更をしないことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the reference frequency is determined by a driving state of the resonant optical deflector before starting image formation, and is not changed during image formation.
前記共振型光偏向器の振動動作検出用に光学走査検出手段を設け、前記光学走査検出手段からの信号により、前記共振型光偏向器の振動動作を制御することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus comprising: an optical scanning detection unit for detecting a vibration operation of the resonance type optical deflector; and controlling a vibration operation of the resonance type optical deflector according to a signal from the optical scanning detection unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007105905A JP2008260240A (en) | 2007-04-13 | 2007-04-13 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011197253A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and image forming device |
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2007
- 2007-04-13 JP JP2007105905A patent/JP2008260240A/en active Pending
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| JP2011197253A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and image forming device |
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