JP2004341171A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
【課題】マルチビーム走査方式の画像形成装置において、複数の光源やその駆動回路が個々に異なる特性を有する場合でも特性の違いに因り生じ得る濃度むらの発生を防止し出力画像の高画質化を図る。
【解決手段】画像の形成面に領域を分割して複数のLDによる画像を一LDずつ個別に形成する(図7ではch1〜ch4の4つのLD)ことにより各LDによる画像を対比しLD毎に濃度ばらつきを判定し、判定結果に従って発光量の調整を個別に行い濃度ばらつきをなくす。又、複数のLDによる画像を一LDずつ個別に感光体上に形成し、その画像濃度を光学式濃度センサにより検出し、検出結果に基づいて目標濃度になるようにLD毎に発光量を制御する濃度補正を行い濃度ばらつきをなくす。
【選択図】 図7In a multi-beam scanning type image forming apparatus, even when a plurality of light sources and their driving circuits have individually different characteristics, it is possible to prevent the occurrence of density unevenness which may occur due to the difference in characteristics and to improve the quality of an output image. Aim.
An image is formed by dividing a region on an image forming surface and forming images by a plurality of LDs individually by one LD (four LDs of ch1 to ch4 in FIG. 7), and comparing the images by the LDs with each LD. The density variation is determined in advance, and the light emission amount is individually adjusted according to the determination result to eliminate the density variation. In addition, images formed by a plurality of LDs are individually formed on the photoconductor one by one LD, the image density is detected by an optical density sensor, and the light emission amount is controlled for each LD so as to reach a target density based on the detection result. Density correction to eliminate density variations.
[Selection diagram] FIG.
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビーム書き込みによる画像形成装置(例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリやこれらをベースにした多機能機等)に関し、より特定すると、画像データに基づいて各々の点灯を制御可能とした複数のレーザーダイオード等の光源が発する光により感光体面に画像を形成するマルチビーム走査方式の画像形成において、複数光源の発光特性のばらつきに起因する濃度むらをなくし、画像の高画質化を図るための手段を備えた前記画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、感光性像担持体(下記では単に「感光体」という場合もある)面への画像書き込みをレーザ光源(レーザーダイオード)から発する光のビーム走査方式により行うことは、レーザープリンタやデジタル複写機のような画像形成装置で広く採用されている。
レーザービーム走査方式では、画像データにより駆動されるレーザー光源から出力されるレーザービームを回転ポリゴンミラーに作用させて周期的に偏向させ、感光体面を主走査方向に走査し、一方感光体を副走査方向に移動させることにより表面にわたりラスタ走査して画像の書き込みを行なっている。この方式では、高性能化や高速化の要求に応えるための方法として、基本的には、ポリゴンモータの回転数あるいは画像信号(画像データ)の周波数をより高速にすることが必要になる。
しかしながら、ポリゴンモータの回転数や画像信号の周波数には限界があり、単一ビームにより書き込みを行う場合には、直接この限界による制約を受ける。
近年、書き込み速度の高速化、書き込み密度の高密度化への要求が、単一ビームによる書き込みの限界を超えるような高いレベルになっており、こうした要求に応えるために、マルチビーム書き込み方式の開発が進められている。
マルチビーム書き込み方式は、主走査方向にほぼ同一位置で副走査方向に所定距離離れた複数のレーザー光源を用いて、同時に複数ラインの画像の書き込みを行うことによりポリゴンミラー1回転当たりの書き込み情報量を大きくし、高速化を図るものである。
また、マルチビーム書き込み方式では、同時に書き込める情報量を大きくできるために、単一ビーム方式で同じ情報量を書き込む場合に比較して、ポリゴンモータの回転数や画像信号の周波数を逆に低減できるようになり、安定した画像を高速に処理することが可能になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マルチビーム書き込みの場合、使用する複数のレーザーダイオードの特性、さらにはレーザーダイオードを駆動する回路特性にもばらつきがあるために、書き込み時に各レーザーダイオードから出力し感光面を照射する光量が一定にならない場合が生じ、このような場合には、画像の濃度むらとなって現れる。
また、初期時は、光量のばらつきが少なく、濃度むらも問題にならなくても、その後の経時変化により無視できない濃度むらが生じることがある。それは、使用経過に従い感光体の劣化により感度が低下すると、これを補正するためにレーザーダイオードの出力を調整する方法を用いることがあり、この方法により出力を調整する場合に起きる。ここで行われるレーザーダイオードの出力調整は、濃度センサにより感光体に形成された基準像の濃度を測定することにより感光体の感度低下を検出し、低下変動分を示す濃度測定値に対応して決められる光量に出力を増加させるようにする。この場合に、濃度センサにより検出される濃度測定値は、複数のビームにより形成された基準像の濃度に対応するもので平均的な値を示すものである。従って、検出された濃度値は一様に複数のレーザーダイオードに適用され、各レーザーダイオードの出力光量を感光体の感度補正に必要な量に調整する。ところが、複数のレーザーダイオードに一様に同じ調整量を用いても、各レーザーダイオード駆動回路の特性の差により光量が一様に変化せず、光量にばらつきが生じ、濃度むらを発生させていた。
このように、従来では、マルチビーム書き込み方式の装置を組むときに複数のレーザーダイオードやその駆動回路の特性にばらつきのないものを採用することにより個々の特性の違いによる影響を抑え込むようにしているが、特性が個々に異なる複数のレーザーダイオードやその駆動回路の影響が実際に生じた場合に、個別にその影響をコントロールし、濃度むらの発生を有効に抑制することができない。
本発明は、複数の光源が発する変調(画像)光をマルチビーム走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を形成する画像形成装置における従来技術の上記した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、個々に異なる特性を有する複数の光源やその駆動回路を使用する場合にも、特性の違いに起因して生じ得る濃度むらの発生を防止し、出力画像の高画質化を図ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、画像データを変調信号として各々の点灯を制御可能とした複数光源が発する光をマルチビーム主・副走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を形成する画像形成装置であり、前記複数光源各々の発光量を可変する手段と、前記複数光源各々の発光量を所定の設定にした状態で主走査方向に一光源ずつ順次点灯させ、この主走査方向の点灯制御を副走査方向に繰り返し行う画像形成動作によりテストパターンの出力を行う手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【0005】
請求項2の発明は、画像データを変調信号として各々の点灯を制御可能とした複数光源が発する光をマルチビーム主・副走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を形成する画像形成装置であり、前記複数光源各々の発光量を可変する手段と、前記感光性像担持体面に担持された画像の濃度を検出する濃度センサと、発光量を所定の設定にして前記複数光源のうちの一光源のみを点灯させたときに感光性像担持体面に担持される画像の濃度を濃度センサにより検出する動作を前記複数光源各々に対して行わせ、検出された濃度データに基づいて各光源の点灯時に感光性像担持体面に担持される画像の濃度を一定に制御するために発光量を可変する手段に設定する量を定める濃度補正手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項3の発明は、請求項2に記載された画像形成装置において、前記濃度補正手段は、複数光源のうちの一光源のみを点灯させて感光性像担持体面に画像を担持させる時に、感光性像担持体の副走査方向の速度を通常の画像形成動作時より低下させるようにした手段であることを特徴とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置を添付する図面とともに示す以下の実施形態に基づき説明する。
ここでは、本発明の画像形成装置の実施形態として、画像形成装置の要部を構成する光書き込み装置、即ち、画像データを変調信号として各々の点灯を制御可能とした複数のレーザーダイオードが発するレーザー光をマルチビーム主・副走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を生成する装置を示す。なお、この光書き込み装置の前段には、画像処理部(例えば、複写機の場合、原稿画像を入力するスキャナや書き込み用の画像データを生成する処理部、プリンタの場合、ホストからの印刷コマンドを受け取り、書き込み用の画像データを生成するプリンタコントローラなど)、後段に記録用紙上に画像を作成し、紙媒体で出力する電子写真プロセスとして一般的に利用されている画像形成プロセス部(普通、トナー現像→転写→定着、といった処理手順を行う)を必要に応じて装備させる。
先ず、この実施例に係わる光書き込み装置の構成及びその動作及び機能の概略について説明をする。
【0007】
図1は、本実施形態の光書き込み装置におけるレーザー走査光学系ユニットの構成を示す概略図である。
図1を参照して構成を説明すると、同図示のレーザー走査光学系ユニットは、複数のレーザー光源を有するレーザーダイオードアレイ素子(図2〜4を参照する後記の説明に示すように、ここでは4個の光源を有する)を使用した、マルチビームレーザー走査光学系を構成している。
この光走査光学系において、1はレーザーダイオードアレイ素子で、レーザ光源としてのレーザダイオード(以下「LD」と略称する)を1パッケージに複数個納め、各々の点灯が画像データを変調信号として制御可能であり、各LDから画像を担ったレーザビームが射出(出力)される。
LDアレイ1から射出される複数本のレーザビームは、光走査手段であるスキャナを構成するコリメートレンズ2により平行光束とされ、次に書き込みドット(走査密度)の大きさに応じたスリットを持つアパーチャ8により余分なレーザビームがカットされる。アパーチャ8により整形された各平行光束は、シリンドリカルレンズ3にて主走査方向の画像書き込み用の各ビームがそれぞれ感光体ドラム7の表面(感光体面)で横断面が所定形状の細径のビームになるように整形されて、ポリゴンミラー4に照射される。
【0008】
ポリゴンミラー4は図示しないポリゴンモータによって定速度で連続回転しているので、このポリゴンミラー4に入射されるレーザビームは周期的に偏向され、反射ミラー9を介して主走査方向(感光体ドラム7の軸方向)Xに繰り返し移動走査される。このとき、ポリゴンミラー4で偏向されたレーザビームは、一対のFθレンズ5による等角運動から等速運動への変換と面倒れ補正用レンズ6による面倒れ補正が行なわれた後、反射ミラー9により角度を変えられ、感光体ドラム7の表面に所定ビーム径でスポット状に結像される。
LDアレイ1は、複数個のLDを有しているため、感光体ドラム7の表面に副走査方向(感光体ドラム7の回転方向)Yにピッチ(位置差)をもった複数本のレーザビーム照射軌跡が描かれる。
図1において、感光体ドラム7上を走査する直前のレーザビームは、感光体ドラム7の表面に対する主走査書き込み領域外(所定主走査幅の外)の主走査始点側レーザ光路に設けられた同期ミラー10を介して同期検知センサ11を通過するため、その同期検知センサ11がそのレーザビームを検知して主走査方向の書き込み開始位置を規定するための同期検知信号を生成して出力する。そして、図示しない制御部が同期検知センサ11からの同期検知信号を用い、1走査毎(周期的に)に画像書き込み用のレーザビームの発光開始タイミングを制御する。
【0009】
図2は、図1のLDアレイ1の拡大斜視図である。LDアレイ1のヘテロダイン接合面1Aには、複数個(この例では4個とする)のの発光点を持つLDが形成されており、LDの各発光点から射出されるレーザビームは図示のようにB1,B2,B3,B4となる。なお、この実施形態では、4個の発光点を有するLDアレイ1を用いるが、これに代えて、2又は3個のLDを有するLDアレイ、あるいは単体のLDユニットをアレイにおけると同数用いるようにしてもよい。
図3は、LDアレイの回路構成を示す図であり、1チップ上に直線上に配置されたLD4個(LD1〜LD4)は負極を共通接地する。また、この回路内には、LDの発する光量を検出する受光素子PDを有するが、受光素子PDは1個で、4個のLD(LD1〜LD4)に対して共通にLDの発光量をモニタ可能として、LDを単独で駆動すれば、各LDの光量を個々に検出し得る。
【0010】
図4は、装置に組み付けられたレーザーダイオード(LD)駆動ユニット部の構成を分解して示す図であり、LDアレイ1が、前述した様に4個の発光点1a1〜1a4を有する4ビーム光源であり、そのLDアレイ1とホルダ12、駆動回路基板13、押え部材14、コリメートレンズ2、アパーチャ8とブラケット17、等によりこのLD駆動ユニット部が構成される。
LDアレイ1は、ホルダ12の略中央に2個のネジにて押え部材14により押さえつけ固定される。LDアレイ1のホルダ2への取り付け時には、LDアレイ1に設けられている4個の発光点1a1〜1a4が図示のように矢印Bの副走査方向に整列する様に、図示しない位置決め冶具により固定される。
コリメートレンズ2は、ホルダ12のツバ部に紫外線硬化接着材25を使用して固定する。その際、LDアレイ1を発光させた状態で、接着材を硬化させる前の状態でコリメートレンズ2を矢印A,B,Cの垂直3軸方向に動かし、光軸位置とコリメート位置を決定し、その後、接着材25に紫外線を照射して硬化させることによりコリメートレンズを固定する。
【0011】
図5は、本実施形態の光書き込み装置における書き込み制御部の一例を示すブロック図である。
図5に示す書き込み制御部は、上記した構成を持つLDアレイ1と、LDアレイ1の各LD(LD1〜LD4)を駆動するLD駆動部241〜244を基本的な要素とするLD駆動ユニット21を制御するために必要な構成として、CPU50、ビデオ信号処理部20、PWM変調部221〜224を有する。
ビデオ信号処理部20は、前段の画像処理部から送信されてくる画像データに基づいてLDアレイ1を駆動するために、LD駆動部241〜244を制御するPWM(パルス幅変調)信号を生成するPWM変調部221〜224に入力するビデオ信号の制御処理・操作を行う。
CPU50は、プロセッサ,ROM,RAM等からなるマイクロコンピュータであり、上記したマルチビーム書込装置を含む画像形成装置全体を統括的に制御する。即ち、入力操作部(図示せず)により指示された動作モードに従って、動作条件の指定や設定をビデオ信号処理部20及びLD駆動ユニット21内の各部に対して行う。従って、マルチビーム書込による通常の画像形成機能のほかに、下記「実施形態1〜3」に詳述するマルチビーム間の濃度ばらつきに対応する濃度補正機能を実現するための手段として働く。
【0012】
図5に示す書き込み制御部の基本的な動作を説明すると、主走査方向の記録(書き込み)開始位置を決定する同期検知信号に基づき、ビデオ信号処理部20へ前段の画像処理部(図示せず)より4ライン分の画像データが順次入力される。なお、上記同期検知信号は、LDから出力する走査ビームを同期検知センサ11によって検知した信号を用いる(図1、参照)。
ビデオ信号処理部20では、4チャンネル分の画像データが内部のラインメモリに一時的に記憶された後、ラインメモリからポリゴンミラー4の回転タイミングに合わせてタイミング変換された4ライン分の画像データがそれぞれ同時に4個のPWM変調部221〜224に入力される。このときに、ビデオ信号処理部20は、同期検知センサ11より得られた同期検知信号を基準にして画像データをPWM変調部221〜224に発生すると同時に、前段の画像処理部(図示せず)に対し画像データをビデオ信号処理部20側に転送する基準タイミング信号(画像データ転送基準信号)を発生する。
PWM変調部221〜224にて画像データに基づきパルス幅変調された変調信号は、LD駆動ユニット21内のLD駆動部(以下「LDD」という場合、これを指す)241〜244に入力される。LD駆動部241〜244は、前記PWM変調部221〜224からのPWM変調信号に基づき、LDアレイ1内の4ビームを発する各LD(LD1〜LD4)をそれぞれ駆動する。
このようにして、マルチビーム走査方式で4ライン分の書き込みを同時に行うことにより、ポリゴンミラー1回転当たりの書き込み情報量を大きくし、高速化或いは書き込み処理の安定化を図ることを可能にする。
【0013】
図1〜図5を参照してここまでに説明した光書き込み装置は、本発明の前提となるマルチビーム走査方式の書き込み装置を例示するものである。本発明は、上記で例示した装置(図1〜図5)におけるようなマルチビーム走査方式の書き込みを前提として、そこに用いている複数の光源(LD)やその駆動回路が個々に異なる特性を有するものであった場合に、特性の違いに起因して生じ得る濃度むらの発生を防止し、出力画像の高画質化を図ることをその解決課題とするものである。
以下に、マルチビーム間の濃度ばらつきにより生じ得る濃度むらの発生を防止するという課題を解決するための手段である濃度補正機能を備えた画像形成装置の実施形態を「実施形態1〜3」として示す。
「実施形態1〜3」は、濃度のばらつきをなくすための補正を施すために、発光量を可変とした各光源に対し発光量の調整手段を用いるという点では変わりがないが、濃度のばらつきの判定に異なる方法を用いるようにしたものである。
即ち、「実施形態1」は、画像の形成面に領域を分割して複数の光源による画像を一光源ずつ個別に形成することにより各光源による画像を対比し光源毎に濃度のばらつきを判定することを可能にするものである。
また、「実施形態2」は、複数の光源による画像を一光源ずつ個別に感光性像担持体面に形成し、そこに担持される画像の濃度を濃度センサにより検出することにより濃度のばらつきを定量化し、ばらつきの検出結果に基づいて発光量の設定を可変し、濃度補正を行うことを可能にするもので、「実施形態3」は、「実施形態2」において、さらに濃度センサによる検出の精度を向上させるための手段を付加したものである。
【0014】
「実施形態1」
本実施形態は、画像の形成面に領域を分割して複数のLDによる画像を一LDずつ個別に形成することにより各LDによる画像を対比しLD毎に濃度のばらつきを判定することを可能にし、その判定結果に従って発光量の調整を個別に行い、濃度ばらつきをなくす補正機能を実現するものである。
濃度ばらつきを判定するための画像形成について説明する前に、先ず、LDアレイ1の各LD(LD1〜LD4)に対する発光量の調整手段について説明する。
本実施形態を示す図5を参照すると、LD駆動ユニット21は、ユニット内にLD1〜LD4の発光量の調整手段を備えている。この調整手段は、D/Aコンバータ(以下DAC)28及び可変抵抗29よりなり、LD1〜LD4個々に可変抵抗29の抵抗値及びDAC28から出力される電圧を設定することを可能にし、これらの設定を変えることによってLD1〜LD4の駆動電圧を個別に可変し、発光量を調整する。なお、本例では、DAC28の出力電圧は、CPU50により設定されるDAC28へのデジタル入力により決まり、また可変抵抗29はマニュアル操作により設定し得るものを採用する。
【0015】
LD1〜LD4それぞれの発光量を所定値に均一化するための調整動作は、次のように行われる。
先ず、初期調整では、LD駆動ユニットを装置に組み込む前の段階でユニット単体に対して各LDの発光量を所定値に均一化する。このときの調整方法は、各LDに対するDAC28の設定値(デジタル入力)を同一として、各LDを順次点灯させ、発光量を測定し(LDアレイ1のPDの検出値により測定可能である)、測定値が予め定めた所定値になる様に可変抵抗を変化させることにより各LDの発光量を均等にする。
図6は、本実施形態の光量調整手段におけるDAC28の設定値と、発光量の関係を示すグラフである。図6に示すように、各LDのDAC設定値と発光量の関係はリニアになるが、LDDの回路特性や外部素子特性のばらつき等により、それぞれの特性線の傾きは、同図示のA,B,Cの様に異なり、又オフセット(DAC設定値=0での光量)量を持つことが分っている。
【0016】
ところで、図6は、上記した初期調整後のLDの特性線を示すものである。つまり、初期調整時にCPU50がDAC28に設定した設定値DAC0にて、各LDが一定発光量P0になる様にそれぞれの可変抵抗29により調整し、その結果として、図示の様に各LDの特性線がDAC0で同一値となる。ここでは、初期調整で抵抗を設定した後、可変抵抗29による調整は原則的に行わないので、LDの特性は図6に示す特性線により定義されることになり、この特性線データは、制御動作を行うCPU50内のROMに保存し、以後の調整時に用いられる。
つまり、CPU50は、以後、使用により変化する感光体等の劣化が起き、この劣化に対応して画質を改善するためにLDの発光量を調整する場合にも、図6の特性線によってDAC28への設定値を決めることになる。
例えば、各LDの光量を変更する場合、各LDのDAC設定値を同一値で変化させると各LD毎に異なった光量になってしまうため、濃度のばらつきが生じる。これは、図6の例に示すように、光量をP0からP1に変更する場合には、LD毎に、DAC28への設定をそれぞれDAC1,DAC2,DAC3といった特性の違いに応じた設定に変更することにより回避することが可能である。
この場合には、図6の特性線に変動が生じないということが前提であり、この前提が満たされれば、上記した方法により発光量を調整することにより適正濃度を保ち、かつ濃度ばらつきのない画像を得ることが可能であるが、各LDやその駆動回路等の経時変化によりLDの特性線が変動し、しかも個々に異なる変動を示す場合には、上記した方法を適用しても濃度ばらつきを回避することができない。
【0017】
そこで、各LDによる画像を実際に形成することにより、濃度のばらつきを判定することができるようにし、その判定結果により各LDの発光量を個別に調整するという方法により、この問題の解決を図る。
本実施形態では、ユーザーや装置の管理者が、記録紙に形成された出力画像から複数のLDにより形成された画像の中、どのLDによる画像が濃度ばらつきの原因になっているかを、記録画像を見ることにより判定できる形態で画像を形成する。
具体的には、記録紙の画像形成面において、記録領域を分割して複数のLDによる画像を一LDずつ個別に形成することにより各LDによる画像を対比しLD毎に濃度のばらつきを判定可能とする。
図7は、記録紙に形成されたテストパターンを例示するものである。図7に示すように、各LDを駆動する各チャンネル(本例では、ch1〜ch4の4チャンネル)毎に記録領域を分割して、画像を形成する。
上記テストパターン(図7参照)形成時の動作を説明すると、この動作モードは、通常の画像形成動作モードとは異なるテスト動作モードとして行われ、例えば、操作部にダイアログ方式のユーザー操作用の表示画面を設け、そのメニューに用意されたテスト動作モードを設定するための表示に応じて行われるキー操作等によってその設定を指示可能とする。
CPU50は、操作部(図示せず)でユーザー等の入力操作によりテスト動作モードが指示された場合に、この指示を受けてテストパターンを形成する動作を行わせるためのプログラムを起動する。
【0018】
テスト動作モードでは、CPU50は、画像処理部(図示せず)が内部に持つテストパターン生成機能により生成した画像データを用いて画像形成動作を行わせる(なお、通常の画像形成動作モードでは、この画像処理部にスキャナやプリンタコントローラ等を介して外部から入力されてくる画像データを用いた処理・操作を行う)。
このテストパターン生成機能は、記録領域を分割して複数のLDによる画像を一LDずつ個別に形成する画像データの生成機能であり、図7に例示するテストパターンの場合には、同期検知センサ11の検知信号に基づき、主走査方向にLDアレイ1の各LD(LD1〜LD4)の一LDずつ順次点灯走査させ、副走査方向に同一パターンの各LDの点灯を繰り返し行い感光体上に画像を形成する4ライン分の画像データを生成する機能である。つまり、4マルチビームの主走査1サイクルの記録領域を4分割して、第1領域をLD1(ch1)のみ、第2領域をLD2(ch2)のみ、第3領域をLD3(ch3)のみ、第4領域をLD4(ch4)のみを点灯して、これを副走査方向に繰り返すような画像データを生成する。
ビデオ信号処理部20は、上記テストパターン生成機能により生成された画像データに基づいて、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作におけると同様の処理によりLD駆動ユニットを制御し、画像の書き込みを行う(図5に基づく上記画像書き込み動作の説明、参照)ことにより、記録紙上にテスト画像を形成することができる。
【0019】
上記のようにしてテスト動作モードを行わせ、記録紙上にテスト画像を形成すると、LDアレイ1の各LD(LD1〜LD4)間の光量差によって生じる濃度の違いを実際に記録紙に形成された画像の形態で見ることができ、ユーザー等による濃度ばらつきの判定を適正且つ容易に行うことを可能にする。なお、図7には、ch3の光量が他のLDビームより小さく、濃度が低下している場合を例示している。
記録紙に形成されたテストパターンによる判定方法により濃度ばらつきが判定された場合には、ばらつきをなくすための補正を施すが、このときには、ばらつきが認められるパターンに対応するLDの光量を調整する。本例では、このLDの光量調整は、操作部(図示せず)から調整量を指示できるようにする。例えば、先に述べた操作部のユーザー操作用画面に濃度調整用の画面を用意し、この画面へのキー操作によって、テストパターン形成時においてLDの光量を決めるDAC28への設定値の変更(一定値の増減という形態でも良い)を各LDごとに指示することにより実施可能とする。
このような方法で濃度調整を指示した後に、変更された設定条件に従って、再びテストパターンを形成し、その結果を判定し、濃度差がなくなったと判定された段階でこのテスト動作を終了させる。
【0020】
「実施形態2」
上記「実施形態1」では、マルチビーム(LD)間の濃度ばらつきを記録紙に形成されたテストパターンに基づいて判定する方法によったが、本実施形態では、複数LDによる画像を一LDずつ個別にテスト画像として感光性像担持体面に形成し、そこに担持されるテスト画像の濃度を濃度センサにより検出することにより目標濃度に対する各LDによる画像濃度のばらつきを定量化し、この検出結果に基づいてLD発光量の設定を可変し、目標濃度への補正を行うことを可能にするものである。
図8は、本実施形態の光書き込み装置における書き込み制御部の一例を示すブロック図である。
図8に示す書き込み制御部は、本実施形態に特有の構成要素として、感光体面に担持される画像の濃度センサ40、テスト画像を一LDずつ個別に感光体面に形成する手段、感光体面に形成されたテスト画像から濃度センサ40によって検出された濃度データに基づいて濃度のかたより(目標濃度に対する)を検出する手段、濃度のかたよりが検出されたLDに対し濃度を一定化する(目標濃度に補正する)ように発光量を調整する手段を備える。
なお、上記した本実施形態に特有の構成要素を除くと、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作に必要な要素については図5に示した書き込み制御部と同様の構成要素を有する。即ち、ビデオ信号処理部20が前段の画像処理部から送信されてくる画像データに基づいて行うビデオ信号の処理、及びビデオ信号処理部20からPWM変調部221〜224を介して入力される駆動制御信号によるLD駆動ユニット21のLD発光動作については、変わりがない。従って、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作におけると同様の処理によりLD駆動ユニットを制御し、画像の書き込みを行う図5に基づく上記画像書き込み装置の説明を参照することとし、ここでは記載を省略する。
【0021】
また、本実施形態においても、LDアレイ1の各LD(LD1〜LD4)による形成画像の濃度を一定化する(目標濃度に補正する)ために各LDに対する発光量の調整動作を行うが、LD1〜LD4それぞれに対する発光量の調整手段は、上記した「実施形態1」と同様に実施し得る。
即ち、光量調整はDAC28及び可変抵抗29よりなる手段を用い、CPU50により可変設定されるDAC28へのデジタル入力、及び可変抵抗29の抵抗値により調整を可能とし、初期調整ではDAC28に初期値DAC0が設定されたときに、各LDの発光量が一定になるように抵抗値の調整を行う点で機能上も変わりがない。従って、この発光量の調整手段の説明は、この手段に関する「実施形態1」と重複するので、詳細については上記説明を参照する。なお、本実施形態の場合、LD1〜LD4によって感光体上に形成される画像の濃度を均一化するために、後述するテスト画像の画像濃度を濃度センサ40により検出し、その検出結果に基づいて各LDの発光量を調整する制御動作を行う際の動作モードとして、フィードバック制御動作をさせるような場合には、LD駆動特性(図6参照)を考慮することなく制御動作を行わせることが可能である。
【0022】
各LDの発光量を調整することにより各LDの画像濃度に生じるばらつきをなくし、目標濃度への補正を行うための濃度補正処理に係わる一連の動作手順の実施形態を説明する。この濃度補正処理に係わる一連の動作手順は、上記した書き込み装置(図8)においては、通常の画像形成動作モードとは異なる動作モードとして行われ、例えば、装置の電源立ち上げ時等の画像形成動作を開始するときに自動で、或いはユーザーが随時、操作部(図示せず)からキー操作等によってその動作モードの実行を指示可能とする。
CPU50は、ユーザーのキー操作等によってこの濃度補正処理の動作モードが指示された場合に、指示を受けて濃度補正処理の動作手順を実行するためのプログラムを起動する。
この動作手順は、LDアレイ1の複数LDの濃度ばらつきをなくしかつ目標とする濃度値を保証するための処理に適った動作を行うことが求められ、ここではLDアレイ1の各LD(LD1〜LD4)に対して、個別に濃度目標値への補正処理を行うようにする。従って、以下に示す濃度補正処理の動作手順を一LDずつ順次実行する。
【0023】
濃度補正処理の動作手順では、一つのLDについて、先ず、現在の設定で形成される画像の濃度(濃度はDAC28の設定値により決まる発光量に依存する)を検出する手順を行う。本実施形態では、精度よく画像濃度を検出するためにテスト画像を形成する。
このテスト画像は、後段で濃度センサ40(詳細は後述)によって正しい検出動作が保証される大きさの領域全面に形成することが必要であり、そのために主・副走査方向にその領域の全ラインを点灯走査させるような画像データを生成するテスト画像生成機能を画像処理部(図示せず)内に用意する。
ビデオ信号処理部20は、上記テスト画像生成機能により生成された画像データに基づいて、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作におけると同様の処理によりLD駆動ユニットを制御し、画像の書き込みを行う(図5に基づく上記画像書き込み動作の説明、参照)ことにより、感光体上にテスト画像を形成することができる。
【0024】
次の動作手順として、上記した手順で形成したテスト画像の濃度を検出する。テスト画像の濃度を検出するための濃度センサ40は、光書き込みにより感光体上に生成される静電潜像(潜像の電位レベルはLDの光量に依存する)にトナーを付着させ、形成されたトナー画像の濃度を検出する手段であり、以下に示す光学式センサを有効な手段として用いることができる。
トナー濃度を検出する光学式センサは、半導体レーザ、該レーザを照射した感光体面からの正反射光を選択する光学系、該光学系を介して入力される反射光を光電変換するフォトセンサ等よりなる。光学式濃度センサは、感光体に形成されたトナー画像の濃度により変化する反射光量を電気量に変換して検出する。このような正反射光検出方式のセンサは、トナー像の濃度が低い場合には、光沢のある感光体面からの正反射光により光電検出出力が大きくなり、トナー像の濃度が高い場合には、トナー像に照射された光は一部がトナーに吸収され、残りはトナー表面で拡散反射(散乱)されるために正反射成分はほとんど発生しないので、光電検出出力が小さくなり、画像(トナー像)濃度と光電検出出力の間には、一定の定量的な関係が成り立つ。光学式濃度センサの検出精度は、少なくとも後述する濃度補正のために調整されるLDの発光量の変化分(DAC28の設定値の分解能により決まる)に相当する濃度変化を検出できる精度を有することが望ましい。
【0025】
次の動作手順として、上記した手順で検出したテスト画像の濃度に基づいて、各LDの濃度を均一化するためにLDの光量を調整する。
本実施形態では、順次に濃度補正処理される各LDごとに、その画像濃度が目標濃度になるようにLDの光量を制御する。
このLDの光量制御は、上記の光量調整で説明したように、DAC28への設定値を変更してLDへの駆動電圧を調整することにより行うようにする。
LDの光量制御方法としては、濃度センサ40によるテスト画像の濃度検出結果と目標濃度とから、予め求めておいたLDの駆動特性を参照して、目標濃度にするためのDAC28への設定値を決める開ループ制御方法、或いはテスト画像の濃度検出結果をフィードバックして、テスト画像濃度を目標濃度に一致させる閉ループ制御方法を適宜採用することができる。
このような方法でLDの光量制御を行うことによりテスト画像濃度を目標濃度に調整する動作手順をLDアレイ1の各LD(LD1〜LD4)に対して順次行い、全てのLDの動作を終えたときには、各LDによる画像濃度が目標濃度に調整され、濃度の目標濃度への均一化が図られるので、この段階で濃度補正処理の動作手順を終了させる。
【0026】
「実施形態3」
上記「実施形態2」では、複数のLDによる画像を一LDずつ個別に感光体面に形成し、そこに担持される画像の濃度を濃度センサにより検出し、検出結果に基づいてLDの発光量を制御することにより、目標値への濃度補正を行うことを可能にしたが、本実施形態は、「実施形態2」において、さらに濃度センサによる検出の精度を向上させるための手段を付加したものである。
上記「実施形態2」に記載したように、濃度を検出するために形成するテスト画像は、濃度センサ40によって正しい検出動作が保証される大きさの領域全面に形成することが望ましく、そのために主・副走査方向にその領域の全ラインを点灯走査させるような画像データを生成するテスト画像生成機能を画像処理部(図示せず)内に用意する、とした。
また、「実施形態2」においては、複数のLDによるテスト画像(上記テスト画像生成機能により画像データを生成)を一LDずつ個別に感光体上に形成する際に、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作におけると同様の処理によりLD駆動ユニットを制御し、画像の書き込みを行うとした。従って、この方法により書き込まれるテスト画像は、一LDずつ個別であるから、検出領域全体にわたりマルチビームの全てを点灯して書き込む画像(べた画像)に比べると1ビーム分(図示の例では、全4ビーム)の線幅、即ち横線上の画像になって、感光体の地肌部分の濃度も検出してしまうことがあるために、光学式の濃度センサ40によって正確な濃度を検出できないことがある
そこで、本実施形態では、べた画像により近い画像を形成することを可能にして、光学式の濃度センサ40による検出精度の向上を図るようにするものである。
このための手段として、テスト画像の書き込み時における感光体の線速、即ち副走査速度、を低下させることにより、主走査ラインのピッチを小さく密に書き込むようにする。例えば、図示の4ビーム方式の実施例で、線速を1/4に低下させるとさせると、べた画像と同等のテスト画像を形成することが可能になる。
【0027】
【発明の効果】
(1) 請求項1の発明に対応する効果
複数光源の発光量を所定の設定にした状態で主走査方向に一光源ずつ順次点灯させ、この点灯制御を副走査方向に繰り返し行う画像形成動作により得られるテストパターンによって各光源による画像を対比し、画像の濃度ばらつきを判定し、判定結果に従い各光源に対する発光量の調整を行うことを可能にしたので、複数の光源やその駆動回路が個々に異なる特性を有する場合でも、特性の違いに因り生じ得る濃度むらの発生を防止し出力画像の高画質化を図ることができる。
(2) 請求項2の発明に対応する効果
複数光源のうちの一光源のみ点灯させ、そのときに感光体面に担持される画像の濃度を濃度センサにより検出する動作を複数光源各々に対して行わせ、検出された濃度データに基づいて各光源の発光量を制御して点灯時に感光性像担持体面に担持される画像の濃度を一定にする補正を自動的に行うことを可能にしたので、複数の光源やその駆動回路が個々に異なる特性を有する場合でも、特性の違いに因り生じ得る濃度むらの発生を防止し出力画像の高画質化を図ることができる。
(3) 請求項3の発明に対応する効果
複数光源のうちの一光源のみを点灯させて感光性像担持体面に画像を担持させる時に、感光性像担持体の副走査方向の速度を通常の画像形成動作時より低下させるようにしたので、一光源にて、べた画像に近い画像を感光体上に記録することが可能になり、より正確に濃度の検出が可能になり、更に濃度むらの無い画像を出力することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態としての光書き込み装置におけるレーザー走査光学系ユニットの構成を示す概略図である。
【図2】マルチビーム書き込みに用いるLDアレイの拡大斜視図である。
【図3】マルチビーム書き込みに用いるLDアレイの回路構成を示す。
【図4】装置に組み付けられたレーザーダイオード(LD)駆動ユニット部の構成を分解して示す。
【図5】本発明の実施形態としての光書き込み装置における書き込み制御部の一例を示すブロック図である。
【図6】光量調整手段におけるDACの設定値と、発光量の関係を示すグラフである。
【図7】記録紙に形成された濃度ばらつき判定用のテストパターンを例示する。
【図8】本発明の実施形態としての光書き込み装置における書き込み制御部の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…レーザーダイオード(LD)アレイ素子、
4…ポリゴンミラー、 7…感光体ドラム、
11…同期検知センサ、 20…ビデオ信号処理部、
21…LD駆動ユニット、 221〜224…PWM変調部、
241〜244…LD駆動部、 28…D/Aコンバータ(DAC)、29…可変抵抗、 40…濃度センサ、
50…CPU。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus (for example, a copying machine, a printer, a facsimile, or a multi-function machine based on these, etc.) using light beam writing, and more specifically, it is possible to control each lighting based on image data. In multi-beam scanning type image formation, in which an image is formed on the photoreceptor surface by light emitted from a plurality of light sources such as laser diodes, to eliminate density unevenness due to variations in the light emission characteristics of the plurality of light sources and improve the image quality of the image The present invention relates to the image forming apparatus provided with the means.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, image writing on the surface of a photosensitive image carrier (hereinafter sometimes simply referred to as a "photoconductor") is performed by a beam scanning method of light emitted from a laser light source (laser diode). Widely used in image forming apparatuses such as printers.
In the laser beam scanning method, a laser beam output from a laser light source driven by image data is made to act on a rotating polygon mirror to be periodically deflected, thereby scanning the photoconductor surface in a main scanning direction, while scanning the photoconductor in a sub-scanning direction. The image is written by raster scanning over the surface by moving in the direction. In this method, as a method for responding to the demand for higher performance and higher speed, basically, it is necessary to increase the rotation speed of the polygon motor or the frequency of the image signal (image data).
However, there are limitations on the number of rotations of the polygon motor and the frequency of the image signal, and when writing is performed using a single beam, there is a restriction directly due to the limitation.
In recent years, demands for higher writing speeds and higher writing densities have been at a high level beyond the limit of single-beam writing, and in order to meet such demands, the development of a multi-beam writing method has been developed. Is being promoted.
The multi-beam writing method uses a plurality of laser light sources that are located at substantially the same position in the main scanning direction and are separated by a predetermined distance in the sub-scanning direction, and simultaneously writes images on a plurality of lines to thereby write information amount per rotation of the polygon mirror. And speed up.
In addition, in the multi-beam writing method, since the amount of information that can be written simultaneously can be increased, the number of rotations of the polygon motor and the frequency of the image signal can be reduced in comparison to the case where the same amount of information is written in the single beam method. And stable images can be processed at high speed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of multi-beam writing, since the characteristics of a plurality of laser diodes used and the characteristics of the circuit for driving the laser diodes also vary, the amount of light output from each laser diode and illuminating the photosensitive surface during writing is constant. Does not occur, and in such a case, it appears as uneven image density.
Also, in the initial stage, even if the variation in the amount of light is small and the density unevenness is not a problem, non-negligible density unevenness may occur due to a change with time thereafter. That is, when the sensitivity is reduced due to deterioration of the photoreceptor with the lapse of use, a method of adjusting the output of the laser diode may be used to correct this, and this occurs when the output is adjusted by this method. The output adjustment of the laser diode performed here detects the sensitivity decrease of the photoreceptor by measuring the density of the reference image formed on the photoreceptor by the density sensor, and responds to the density measurement value indicating the decrease fluctuation. The output is increased to a determined light amount. In this case, the measured density value detected by the density sensor corresponds to the density of a reference image formed by a plurality of beams and indicates an average value. Accordingly, the detected density value is uniformly applied to a plurality of laser diodes, and the output light amount of each laser diode is adjusted to an amount necessary for correcting the sensitivity of the photoconductor. However, even if the same adjustment amount is used uniformly for a plurality of laser diodes, the light amount does not change uniformly due to the difference in the characteristics of the respective laser diode drive circuits, causing variations in the light amount and causing density unevenness. .
As described above, conventionally, when assembling a device of the multi-beam writing system, the influence of the difference between the individual characteristics is suppressed by adopting a plurality of laser diodes and ones having no variation in the characteristics of the driving circuit thereof. In the case where the influence of a plurality of laser diodes having different characteristics and the drive circuit thereof actually occurs, the influence cannot be controlled individually and the occurrence of density unevenness cannot be effectively suppressed.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art in an image forming apparatus that forms an image by irradiating modulated (image) light emitted from a plurality of light sources onto a photosensitive image carrier surface by a multi-beam scanning method. The purpose is to prevent the occurrence of density unevenness that can occur due to the difference in characteristics even when using a plurality of light sources having different characteristics and their driving circuits, and to improve the quality of the output image. It is to plan.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, an image is formed by irradiating light emitted from a plurality of light sources, each of which can control lighting of each image data as a modulation signal, to a photosensitive image carrier surface by a multi-beam main / sub scanning method. Means for varying the light emission amount of each of the plurality of light sources, and sequentially turning on the light sources one by one in the main scanning direction in a state where the light emission amounts of each of the plurality of light sources are set to a predetermined setting. An image forming apparatus comprising: means for outputting a test pattern by an image forming operation in which control is repeatedly performed in a sub-scanning direction.
[0005]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming an image by irradiating a light emitted from a plurality of light sources, each of which can be controlled to be turned on with image data as a modulation signal, on a photosensitive image carrier surface by a multi-beam main / sub scanning method. Means for varying the amount of light emission of each of the plurality of light sources, a density sensor for detecting the density of an image carried on the photosensitive image carrier surface, and a predetermined setting of the amount of light emission of the plurality of light sources. When only one of the light sources is turned on, the operation of detecting the density of the image carried on the photosensitive image carrier surface by the density sensor is performed for each of the plurality of light sources, and based on the detected density data, An image forming apparatus comprising: a density correction unit that determines an amount to be set in a unit that changes a light emission amount in order to control a density of an image carried on a photosensitive image carrier surface when a light source is turned on. A.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, when the density correction unit turns on only one of the plurality of light sources to carry an image on the photosensitive image carrier surface, This is characterized in that the speed of the image carrier in the sub-scanning direction is made lower than that in a normal image forming operation.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An image forming apparatus according to the present invention will be described based on the following embodiments shown in the accompanying drawings.
Here, as an embodiment of the image forming apparatus of the present invention, a laser emitted by a plurality of laser diodes which can control the lighting of each of the optical writing apparatus constituting a main part of the image forming apparatus, that is, image data as a modulation signal. 1 shows an apparatus for generating an image by irradiating light to a photosensitive image carrier surface by a multi-beam main / sub scanning method. Note that an image processing unit (for example, in the case of a copying machine, a scanner for inputting a document image, a processing unit for generating image data for writing, and in the case of a printer, a print command from a host is provided in front of the optical writing device. An image forming process unit (usually a toner controller), which is generally used as an electrophotographic process for receiving and creating image data for writing, and creating an image on recording paper at a later stage and outputting the image on a paper medium Development → transfer → fixation).
First, the configuration of the optical writing apparatus according to the present embodiment, and the outline of the operation and functions thereof will be described.
[0007]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a laser scanning optical system unit in the optical writing device of the present embodiment.
The configuration will be described with reference to FIG. 1. The laser scanning optical system unit shown in FIG. 1 includes a laser diode array element having a plurality of laser light sources (as shown in FIG. 2 to FIG. And a multi-beam laser scanning optical system.
In this optical scanning optical system,
A plurality of laser beams emitted from the
[0008]
Since the
Since the
In FIG. 1, the laser beam immediately before scanning on the photosensitive drum 7 is synchronized with the laser beam provided on the main scanning start point side laser optical path outside the main scanning writing area (outside the predetermined main scanning width) with respect to the surface of the photosensitive drum 7. Since the laser beam passes through the
[0009]
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the LD array. Four LDs (LD1 to LD4) linearly arranged on one chip have their negative electrodes commonly grounded. In this circuit, there is a light receiving element PD for detecting the amount of light emitted from the LD. One light receiving element PD is used to monitor the light emission amount of the LD in common to four LDs (LD1 to LD4). If possible, if the LDs are driven independently, the light amount of each LD can be detected individually.
[0010]
FIG. 4 is an exploded view showing a configuration of a laser diode (LD) drive unit unit assembled in the apparatus. As described above, the
The
The
[0011]
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a write control unit in the optical writing device according to the present embodiment.
The write control unit shown in FIG. 5 includes an
The video
The
[0012]
The basic operation of the writing control unit shown in FIG. 5 will be described. Based on a synchronization detection signal for determining a recording (writing) start position in the main scanning direction, the video
In the video
In this way, by simultaneously writing four lines by the multi-beam scanning method, it is possible to increase the amount of information to be written per rotation of the polygon mirror, thereby increasing the speed or stabilizing the writing process.
[0013]
The optical writing device described so far with reference to FIGS. 1 to 5 exemplifies a multi-beam scanning type writing device which is a premise of the present invention. According to the present invention, on the premise of writing by the multi-beam scanning method as in the above-described apparatus (FIGS. 1 to 5), a plurality of light sources (LDs) used therein and their driving circuits have different characteristics. It is an object of the present invention to prevent the occurrence of density unevenness that may occur due to the difference in characteristics when the image has such characteristics and to improve the quality of an output image.
Hereinafter, embodiments of an image forming apparatus having a density correction function that is a means for solving the problem of preventing the occurrence of density unevenness that may occur due to density variations between multiple beams will be referred to as “
“
That is, in the “first embodiment”, by dividing an area on an image forming surface and forming an image by a plurality of light sources individually for each light source, the images from the respective light sources are compared to determine a variation in density for each light source. Is what makes it possible.
In the second embodiment, images of a plurality of light sources are individually formed on the surface of the photosensitive image carrier one by one light source, and the density of the image carried thereon is detected by a density sensor to quantify the variation in density. The third embodiment is different from the second embodiment in that the accuracy of the detection by the density sensor is further improved in the third embodiment. Means for improving the above.
[0014]
"
The present embodiment makes it possible to divide an area on an image formation surface and individually form images by a plurality of LDs one by one LD, thereby comparing the images by the LDs and determining a variation in density for each LD. The light emission amount is individually adjusted according to the result of the determination to realize a correction function for eliminating the density variation.
Before describing the image formation for determining the density variation, first, a description will be given of a light emission amount adjustment unit for each LD (LD1 to LD4) of the
Referring to FIG. 5 showing the present embodiment, the
[0015]
The adjustment operation for equalizing the light emission amount of each of LD1 to LD4 to a predetermined value is performed as follows.
First, in the initial adjustment, before the LD drive unit is incorporated into the device, the light emission amount of each LD is equalized to a predetermined value with respect to the unit alone. The adjustment method at this time is as follows: the setting value (digital input) of the
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the set value of the
[0016]
FIG. 6 shows a characteristic line of the LD after the above-described initial adjustment. That is, the
In other words, the
For example, when the light amount of each LD is changed, if the DAC setting value of each LD is changed with the same value, the light amount will be different for each LD, resulting in a variation in density. This is because, as shown in the example of FIG. 6, when the light amount is changed from P0 to P1, the setting for the
In this case, it is assumed that there is no variation in the characteristic line of FIG. 6. If this assumption is satisfied, the appropriate density is maintained by adjusting the amount of light emission by the above-described method, and there is no density variation. Although it is possible to obtain an image, if the characteristic line of the LD fluctuates due to the aging of each LD and its driving circuit, and shows individual fluctuations, even if the above-described method is applied, the density variation may occur. Can not be avoided.
[0017]
Therefore, this problem is solved by a method in which a variation in density can be determined by actually forming an image by each LD, and the light emission amount of each LD is individually adjusted based on the determination result. .
In the present embodiment, the user or the administrator of the apparatus determines which LD among the images formed by a plurality of LDs from the output image formed on the recording paper causes the density variation, An image is formed in a form that can be determined by looking at the image.
Specifically, on the image forming surface of the recording paper, the recording area is divided and images by a plurality of LDs are individually formed one by one to compare the images by the LDs and determine a variation in density for each LD. And
FIG. 7 illustrates a test pattern formed on a recording sheet. As shown in FIG. 7, an image is formed by dividing the recording area for each channel for driving each LD (in this example, four channels of ch1 to ch4).
The operation at the time of forming the test pattern (see FIG. 7) will be described. This operation mode is performed as a test operation mode different from the normal image forming operation mode. A screen is provided, and the setting can be instructed by a key operation or the like performed according to a display for setting a test operation mode prepared in the menu.
When a test operation mode is instructed by an input operation of a user or the like on an operation unit (not shown), the
[0018]
In the test operation mode, the
This test pattern generation function is a function of generating image data for dividing a recording area and individually forming images by a plurality of LDs one by one. In the case of the test pattern illustrated in FIG. Based on the detection signal, the respective LDs (LD1 to LD4) of the
The video
[0019]
When the test operation mode was performed as described above and a test image was formed on the recording paper, the difference in density caused by the light amount difference between the LDs (LD1 to LD4) of the
When the density variation is determined by the determination method based on the test pattern formed on the recording paper, correction for eliminating the variation is performed. At this time, the light amount of the LD corresponding to the pattern in which the variation is recognized is adjusted. In this example, the adjustment of the light amount of the LD can be instructed from an operation unit (not shown). For example, a density adjustment screen is prepared on the user operation screen of the operation unit described above, and a key operation on this screen changes the set value to the
After instructing the density adjustment by such a method, a test pattern is formed again according to the changed setting conditions, the result is determined, and when it is determined that the density difference has disappeared, the test operation is terminated.
[0020]
"
In the above-described “
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a write control unit in the optical writing device according to the present embodiment.
The writing control unit shown in FIG. 8 includes, as constituent elements unique to this embodiment, a density sensor 40 for an image carried on the photoconductor surface, a unit for individually forming a test image on the photoconductor surface by one LD, and a unit formed on the photoconductor surface. Means for detecting the density deviation (relative to the target density) based on the density data detected by the density sensor 40 from the obtained test image, and stabilizing the density for the LD in which the density deviation is detected (correction to the target density) To adjust the amount of light emission.
Except for the components specific to the present embodiment described above, components necessary for a normal image forming operation in the multi-beam scanning method have the same components as those of the writing control unit shown in FIG. That is, the video
[0021]
Also in the present embodiment, in order to make the density of the image formed by each LD (LD1 to LD4) of the
That is, the light amount adjustment can be performed by a digital input to the
[0022]
A description will be given of an embodiment of a series of operation procedures relating to a density correction process for correcting the image density of each LD by adjusting the light emission amount of each LD and performing correction to a target density. In the above-described writing apparatus (FIG. 8), a series of operation procedures relating to the density correction processing are performed as an operation mode different from a normal image forming operation mode. It is possible to automatically or instruct the execution of the operation mode by a key operation or the like from an operation unit (not shown) automatically at the time of starting the operation or as needed.
When an operation mode of the density correction processing is instructed by a key operation of the user or the like, the
In this operation procedure, it is required to perform an operation suitable for a process for eliminating a density variation of a plurality of LDs of the
[0023]
In the operation procedure of the density correction processing, for one LD, first, a procedure of detecting the density of an image formed by the current setting (the density depends on the light emission amount determined by the setting value of the DAC 28) is performed. In the present embodiment, a test image is formed to accurately detect the image density.
This test image needs to be formed on the entire surface of a region whose size is such that a correct detection operation is guaranteed by the density sensor 40 (details will be described later) at the subsequent stage. A test image generation function for generating image data that causes the light to scan is prepared in an image processing unit (not shown).
The video
[0024]
As the next operation procedure, the density of the test image formed by the above procedure is detected. The density sensor 40 for detecting the density of the test image is formed by attaching toner to an electrostatic latent image (the potential level of the latent image depends on the light amount of the LD) generated on the photoconductor by optical writing. This is a means for detecting the density of the toner image, and an optical sensor described below can be used as an effective means.
The optical sensor for detecting the toner concentration is composed of a semiconductor laser, an optical system for selecting specularly reflected light from the photoreceptor surface irradiated with the laser, a photosensor for photoelectrically converting reflected light input via the optical system, and the like. Become. The optical density sensor converts the amount of reflected light, which changes according to the density of the toner image formed on the photoconductor, into an electrical quantity and detects the quantity. When the density of the toner image is low, the sensor of the specular reflection detection method increases the photoelectric detection output by the specular reflection light from the glossy photoconductor surface, and when the density of the toner image is high, Part of the light applied to the toner image is absorbed by the toner, and the rest is diffusely reflected (scattered) on the toner surface, so that almost no regular reflection component is generated. A) A certain quantitative relationship holds between the density and the photoelectric detection output. The detection accuracy of the optical density sensor should be at least such that it can detect a density change corresponding to a change in the light emission amount of the LD (determined by the resolution of the set value of the DAC 28) which is adjusted for the density correction described later. desirable.
[0025]
As a next operation procedure, the light amount of each LD is adjusted based on the density of the test image detected in the above-described procedure in order to equalize the density of each LD.
In the present embodiment, the light amount of each LD is controlled so that the image density becomes the target density for each LD that is sequentially subjected to the density correction processing.
The light amount control of the LD is performed by changing the set value to the
As a method of controlling the light amount of the LD, a set value to the
The operation procedure for adjusting the test image density to the target density by controlling the light quantity of the LDs in this manner is sequentially performed for each LD (LD1 to LD4) of the
[0026]
"
In the above “
As described in the above “
Further, in the “second embodiment”, when a test image by a plurality of LDs (image data is generated by the above-described test image generation function) is formed on the photoconductor individually by one LD, a normal multi-beam scanning method The LD drive unit is controlled by the same processing as in the image forming operation to write an image. Therefore, since the test image written by this method is individual for each LD, compared to an image (solid image) in which all of the multi-beams are turned on over the entire detection region, one test beam (in the example shown in FIG. (4 beams), that is, an image on the horizontal line may be detected, and the density of the background portion of the photoconductor may be detected. Therefore, accurate density may not be detected by the optical density sensor 40 in some cases.
Thus, in the present embodiment, it is possible to form an image closer to a solid image, and to improve the detection accuracy of the optical density sensor 40.
As a means for achieving this, the linear speed of the photoconductor at the time of writing the test image, that is, the sub-scanning speed, is reduced so that the pitch of the main scanning line is written small and dense. For example, if the linear velocity is reduced to 1/4 in the illustrated embodiment of the 4-beam system, a test image equivalent to a solid image can be formed.
[0027]
【The invention's effect】
(1) Effects corresponding to the first aspect of the invention
The light sources are sequentially turned on one by one in the main scanning direction in a state where the light emission amounts of the plurality of light sources are set to a predetermined setting, and the images by the respective light sources are compared by a test pattern obtained by an image forming operation in which this lighting control is repeatedly performed in the sub-scanning direction. Since it is possible to determine the density variation of the image and adjust the light emission amount for each light source according to the determination result, even if a plurality of light sources and their driving circuits have individually different characteristics, the light source may have different characteristics. It is possible to prevent the occurrence of density unevenness that can occur and to improve the quality of an output image.
(2) Effects corresponding to the second aspect of the invention
Only one of the plurality of light sources is turned on, and at that time, the operation of detecting the density of the image carried on the photoreceptor surface by the density sensor is performed for each of the plurality of light sources, and each light source is determined based on the detected density data. Control the amount of light emitted from the light source and automatically correct the density of the image carried on the surface of the photosensitive image carrier when it is turned on, so that multiple light sources and their driving circuits have different characteristics. , It is possible to prevent the occurrence of density unevenness that may occur due to the difference in characteristics, and to improve the quality of an output image.
(3) Effects corresponding to the invention of
When only one light source of the plurality of light sources is turned on to carry an image on the photosensitive image carrier surface, the speed of the photosensitive image carrier in the sub-scanning direction is reduced from that in a normal image forming operation. With one light source, it becomes possible to record an image close to a solid image on the photoreceptor, it is possible to detect the density more accurately, and it is possible to output an image without density unevenness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a laser scanning optical system unit in an optical writing device as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of an LD array used for multi-beam writing.
FIG. 3 shows a circuit configuration of an LD array used for multi-beam writing.
FIG. 4 is an exploded view showing a configuration of a laser diode (LD) drive unit unit assembled in the apparatus.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a write control unit in the optical writing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a DAC setting value in a light amount adjusting unit and a light emission amount.
FIG. 7 illustrates a test pattern for density variation determination formed on recording paper.
FIG. 8 is a block diagram showing another example of the write control unit in the optical writing device as the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Laser diode (LD) array element
4 ... polygon mirror 7 ... photoconductor drum
11: synchronization detection sensor, 20: video signal processing unit,
21: LD drive unit, 22 1 ~ 22 4 ... PWM modulator
24 1 ~ 24 4 ... LD drive unit, 28 ... D / A converter (DAC), 29 ... variable resistance, 40 ... concentration sensor,
50 ... CPU.
Claims (3)
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|---|---|---|---|
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- 2003-05-15 JP JP2003137074A patent/JP2004341171A/en active Pending
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