JP2002248806A

JP2002248806A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002248806A
Application number: JP2001048689A
Authority: JP
Inventors: Kan Ogasawara; 款小笠原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-03

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ走査光の経路途上の光学部品に埃等が
付着し、光透過率が変化することにより、感光体表面上
に照射する光量が低下することを補正する。【解決手段】装置の起動時にスキャナモータドライバ
ー２が回転制御され、回転数が所定値に収束するのを確
認し、ライン周期の非画像領域のタイミング期間で半導
体レーザを強制発光させる。半導体レーザから照射され
る光量が目標値となるようにＡＰＣ制御され、ＡＰＣ制
御用に強制発光するタイミングで、ＢＤモニターフォト
ダイオード５１０では主走査方向のタイミングＢＤ同期
信号を生成して制御部３に出力する。ＢＤ同期信号によ
りプリンタエンジン内のタイミングが制御される。基準
バイアス値を増減制御することにより、半導体レーザ素
子５５０から照射する発光パワーを可変し、感光体表面
の光量が目標値となるように制御が繰り返えされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、より詳細には、電子写真プロセス方式のレーザプリ
ンタ等の光プリンタやデジタル複写機、ＦＡＸ等の感光
体表面上の光走査露光量を制御する画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来の電子写真プロセスを利
用したタンデム方式カラーレーザプリンタの全体構成図
である。まず最初に、図示していない外部ホストコンピ
ュータからプリンタエンジンコントローラにＰＲＩＮＴ
要求信号が入力し、このＰＲＩＮＴ信号に対応してプリ
ンタエンジン内部では各々のスキャナモータを起動す
る。スキャナモータの起動に引き続いてプリント開始準
備動作に移行して、スタンバイ状態になるとプリント動
作が開始される。

【０００３】転写紙は、カセット給紙部１１１からカセ
ット給紙ローラ１１２またはマルチ手差し給紙部からマ
ルチ手差し給紙ローラ１１３のいずれかからエンジン機
内に送り込まれ、搬送ローラ１１４によって搬送される
ことにより、エンジン機内に送り込まれた後、転写紙は
レジストローラ１１５で斜行を矯正された後一旦停止す
る。ここで、用紙先端と画像の先端とが一致するように
タイミングが図られて再び搬送される。

【０００４】一方、第１色目の光学ユニット１１６から
感光体１１７上に対して、画像信号に応じて照射された
半導体レーザの変調光量は、感光体１１７表面に静電潜
像を形成する。同様にして、第２色目の光学ユニット１
１９からは感光体１２０上に、第３色目の光学ユニット
１２２からは感光体１２３上に、第４色目の光学ユニッ
ト１２５からは感光体１２６上に対して、それぞれ対応
するカラーの各色現像器１１８，１２１，１２４，１２
７により感光体上の静電潜像は現像化される。

【０００５】このような可視画像は、レジストローラか
らのタイミングにより再搬送されてくる転写紙に逐次転
写される。すなわち、感光体１１７上の第１色目トナー
画像は、搬送ベルト１３２と第１色目の転写部１２８
と、感光体１２０上の第２色目トナー画像は、搬送ベル
ト１３２と第２色目の転写部１２９と、感光体１２３上
の第３色目トナー画像は、搬送ベルト１３２と第３色目
の転写部１３０と、感光体１２６上の第４色目トナー画
像は、搬送ベルト１３２と第４色目の転写部１３１とに
より転写紙に転写される。その後、定着部１３３により
トナーが転写紙上に定着されて、図示していない排紙部
を通り排紙トレイに出力される。以上のような装置にお
ける像露光としては、レーザビームスキャナ装置を利用
する。

【０００６】図１５は、レーザビームスキャナ装置の構
成図で、レーザビームの走査光学系を構成する半導体レ
ーザ５００は、レーザ駆動回路５１２から入力される画
像信号に応じて光変調される。そして、半導体レーザ５
００から出射されたレーザビームはコリメータレンズ５
０１及びシリンドリカルレンズ５０２を経て、スキャナ
モータ５０４の回転に従い、回転多面体５０３（以下、
ポリゴンミラーという）により偏向される。

【０００７】このように偏向されたレーザビームは、球
面レンズ５０５及びトーリックレンズ５０６から構成さ
れるＦΘレンズで結像され、反射ミラー５０７にてビー
ム光路が変えられて感光体ドラム５０８上にビームが照
射される。そして、このビームは感光体ドラム５０８上
を一定速度かつ所定タイミングにて主走査方向ａ、副走
査方向ｂに順次走査する。その結果、表面が一様帯電さ
れた感光体ドラム５０８の表面上に静電潜像が形成され
る。

【０００８】この静電潜像は、図示していないトナーに
より現像後副走査方向ｂに給紙される記録紙上に転写さ
れ、さらに定着処理されることにより記録画像が生成さ
れる。また、レーザビームの一部は画像記録領域外の位
置に設けられた水平同期ミラー５０９で反射され、水平
同期信号モニターフォトダイオード５１０にて検出され
る信号で、レーザビームの主走査タイミングを決定する
ＢＤ同期信号が生成される。また、ＢＤ同期信号は画像
処理部５１１に入力されて、画像走査用の画像クロック
と同期を取り、画像記録開始のタイミング制御を行う。
そして、画像処理部５１１に入力された画像信号は画像
書き込み開始が制御されたタイミングにより、画像クロ
ックに従ってレーザ駆動回路５１２に出力され、上述し
た経路でレーザ偏向走査が実行される。

【０００９】ここで、もし画像記録開始のタイミング制
御で各走査毎にバラツキが生ずると印字ドットパターン
に歪みが現われて、高品質の画像を確保できなくなる。
そのために、上述したようにＢＤ同期信号を基に画像記
録開始のタイミング制御がなされている。この結果、各
走査ラインごとに最初の画像ドットパターン歪が生じな
くなる。また、半導体レーザ５００内部のレーザ近傍付
近に配置されたフォトダイオードの情報を検出し、この
情報から半導体レーザの出射パワーが標準光量となるよ
うにＡＰＣ（Automatic Power Control）制御がなされ
る。

【００１０】図１６は、半導体レーザ駆動部の構成図
で、コンパレータ５５２には、レーザ光量をモニターす
るフォトダイオード５５１からのモニター信号と、基準
バイアス５５３からの目標光量設定バイアスが入力され
ている。この目標光量設定バイアスの値は、半導体レー
ザから照射する発光パワーが目標の光パワーとなるよう
に関係付けられている。またボリュームＶＲ１は、目標
光量設定バイアスにして、レーザからの照射光量が目標
光量となるようにＡＰＣフィードバックループのゲイン
を調整するものである。

【００１１】サンプル＆ホールド回路５５４は、外部か
らのレーザＥＮＢ信号により動作タイミングが制御され
る。そして、コンパレータ５５２の出力値を外部から入
力するＳ＆Ｈ制御信号のタイミングによってコンデンサ
Ｃ１にホールドする。電流源５５５は、ホールドした値
に従ってレーザ駆動電流量を設定する。電流スイッチン
グ回路５５６では、レーザ駆動信号に従ってレーザ素子
５５０かまたは抵抗器Ｒ２のいずれかの経路に上述した
電流源５５５で設定されたレーザ駆動電流が供給され
る。

【００１２】ＡＰＣ制御期間中は、レーザ駆動電流がレ
ーザ素子５５０にのみ流れるようにレーザ駆動信号を設
定するので、このときのコンパレータ５５２の出力値を
コンデンサＣ１にサンプリングする。サンプル期間中
は、逐次更新してサンプルした値がホールドモードにな
ると次のサンプルタイミングまで保持する。ホールド期
間中はホールドした値に従ってレーザ駆動電流が決定さ
れて、レーザ素子５５０または抵抗器Ｒ２の経路のいず
れかに流れる。このような制御を所定の間隔毎、たとえ
ばライン周期の非画像領域のタイミング期間で実施する
ことにより、レーザから照射される目標の光量が制御さ
れる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡＰＣ
によりレーザの発光量を一定にするフィードバック制御
は、あくまで半導体レーザの素子チップ面上で所定の標
準発光パワーが得られるような動作である。一方、電子
写真プロセスにおいて実際に必要とされるのは、感光体
表面上の発光パワーである。ところが必ずしもＡＰＣ動
作だけでは、感光体表面上の発光パワーの経時的な劣化
に対する保証はされない。

【００１４】つまり、図１０の光走査経路からも明らか
なように、半導体レーザから感光体までの光学経路に
は、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ、ポリゴ
ンミラー、球面レンズ、ＦΘレンズ、反射ミラーなどの
走査光学系が存在している。ＡＰＣ制御された半導体レ
ーザの標準パワーは、半導体レーザ近傍のフォトダイオ
ードのモニター信号により、半導体レーザチップ面の光
パワーが一定となるように制御される。

【００１５】したがって、上記走査光学系を経て感光体
表面に照射される前記半導体レーザの光パワーは、経時
的に走査光学系を形成するいずれかのガラス面にトナー
等が飛散することによって埃として付着してしまうと、
感光体表面で得られる光量は装置製造初期に対して低下
し、所定の画像濃度が得られなくなってしまう。

【００１６】特に、インライン構成のカラー画像形成装
置の場合には、複数の光走査装置と感光体が存在するの
で、各々の感光体面上の光パワーが製造初期から独立に
劣化することが考えられる。すなわち、１つの感光体構
成からなる画像形成装置における濃度変動に対して、複
数色画像間での濃度変動となるのでより顕著な現象とし
て現れる。

【００１７】従来からこのような点に関して、感光体近
傍に表面電位計測手段を設け、電位センサで検出された
データに基づいて電子写真高圧バイアスを制御すること
によって所定の画像濃度が得られるようにしている装置
が公知となっている。しかし、電位計測手段自体が大が
かりで、実装スペースを必要とし、装置が大型化し、さ
らにコストアップの要因ともなっていた。したがって、
インラインのような複数の光走査装置と感光体から構成
される装置では、上述した公知例のような手段では、よ
り実現性に乏しいものとなっていた。

【００１８】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、レーザ走査光の経
路途上の光学部品に埃等が付着し、光透過率が変化する
ことにより、感光体表面上に照射する光量が低下するこ
とを補正できるようにした画像形成装置を提供すること
にある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、発光素
子から感光体に照射される感光体表面光量を検知する検
知手段と、前記発光素子の光量を制御する制御手段と、
少なくとも１つ以上の偏向走査部とを備えた画像形成装
置において、前記感光体表面光量に対応した目標値と前
記検知手段の出力とを比較する比較手段を備え、前記制
御手段が、前記比較手段による比較結果に応じて前記検
知手段による検知情報が前記目標値と同じになるよう
に、前記発光素子の光量を可変制御する可変制御手段で
あることを特徴とするものである。

【００２０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記検知手段は、有効画像範囲
領域外の所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用セ
ンサからの検知情報を利用し、アナログ光量の最大偏移
レベルを検知することを特徴とするものである。

【００２１】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記検知手段は、有効画像範囲
領域外の所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用セ
ンサからの検知情報を利用し、該センサのスライスレベ
ルの偏移レベルを検知することを特徴とするものであ
る。

【００２２】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記可変制御手段は、前記発光
素子の近傍のモニターフォトダイオードの検知情報に応
じて発光量を目標値に制御するＡＰＣと異なり、主走査
方向の偏向同期検知用センサからの検知情報を利用する
ことを特徴とするものである。

【００２３】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記可変制御手段は、前記発光
素子の発光量を決めている基準電位を可変制御すること
を特徴とするものである。

【００２４】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記偏向走査部を備える画像形
成装置は、インライン構成であることを特徴とするもの
である。

【００２５】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、電子写真方式記録装置に、光偏
向器に装備される偏向同期検知センサ情報に基づいて感
光体表面上の照射光量を検知する検知手段を利用するこ
とを特徴とするものである。

【００２６】また、請求項８に記載の発明は、発光素子
から感光体に照射される感光体表面光量を検知する検知
手段と、前記感光体に形成される潜像画像を可視画像化
するための高電圧バイアス発生手段と、少なくても１つ
以上の偏向走査部を備える画像形成装置において、前記
感光体表面光量に対応した目標値と前記検知手段の出力
とを比較する比較手段と、該比較手段による比較結果に
応じて前記検知手段による検知情報が目標値と同じにな
るように、前記高電圧バイアスを可変制御する可変制御
手段を備えたことを特徴とするものである。

【００２７】また、請求項９に記載の発明は、請求項８
に記載の発明において、前記検知手段は、有効画像範囲
領域外の所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用セ
ンサからの検知情報を利用し、アナログ光量の最大偏移
レベルを検知することを特徴とするものである。

【００２８】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
８に記載の発明において、前記検知手段は、有効画像範
囲領域外の所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用
センサからの検知情報を利用し、該センサのスライスレ
ベルの偏移レベルを検知することを特徴とするものであ
る。

【００２９】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
８に記載の発明において、前記可変制御手段は、主走査
方向の偏向同期検知用センサからの検知情報を利用する
ことを特徴とするものである。

【００３０】また、請求項１２に記載の発明は、請求項
８に記載の発明において、前記可変制御手段は、等価的
に感光体表面光量を目標光量としたのと同じような効果
がえられるように感光体に対する帯電バイアスまたは現
像器に対する現像バイアス電位の少なくてもいずれか一
方を可変制御することを特徴とするものである。

【００３１】また、請求項１３に記載の発明は、請求項
８に記載の発明において、前記偏向走査部を備える画像
形成装置は、インライン構成であることを特徴とするも
のである。

【００３２】また、請求項１４に記載の発明は、請求項
８に記載の発明において、電子写真方式記録装置に、光
偏向器に装備される偏向同期検知センサ情報に基づいて
感光体表面上の照射光量を検知する検知手段を利用する
ことを特徴とするものである。

【００３３】また、請求項１５に記載の発明は、発光素
子から感光体に照射される感光体表面光量を検知する検
知手段と、画像信号を非線形変換処理する変換処理手段
と、少なくても１つ以上の偏向走査部を備える画像形成
置において、前記感光体表面光量に対応した目標値と前
記検知手段の出力とを比較する比較手段を備え、前記変
換処理手段が、前記比較手段による比較結果に応じて前
記検知情報が目標値と同じになるように、前記画像信号
の非線形処理をすることを特徴とするものである。

【００３４】また、請求項１６に記載の発明は、請求項
１５に記載の発明において、前記検知手段は、有効画像
範囲領域外の所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知
用センサからの検知情報を利用し、アナログ光量の最大
偏移レベルを検知することを特徴とするものである。

【００３５】また、請求項１７に記載の発明は、請求項
１５に記載の発明において、前記検知手段は、有効画像
範囲領域外の所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知
用センサからの検知情報を利用し、前記センサのスライ
スレベルの偏移レベルを検知することを特徴とするもの
である。

【００３６】また、請求項１８に記載の発明は、請求項
１５に記載の発明において、前記変換処理手段は、主走
査方向の偏向同期検知用センサからの検知情報を利用す
ることを特徴とするものである。

【００３７】また、請求項１９に記載の発明は、請求項
１５に記載の発明において、前記変換処理手段は、等価
的に感光体表面光量を目標光量としたのと同じような効
果がえられるように、画像信号と濃度の関係を可変制御
することを特徴とするものである。

【００３８】また、請求項２０に記載の発明は、請求項
１５に記載の発明において、前記偏向走査部を備える画
像形成装置は、インライン構成であることを特徴とする
ものである。

【００３９】また、請求項２１に記載の発明は、請求項
１５に記載の発明において、電子写真方式記録装置に、
光偏向器に装備される偏向同期検知センサ情報に基づい
て感光体表面上の照射光量を検知する検知手段を利用す
ることを特徴とするものである。

【００４０】つまり本発明は、感光体面上の光量Ｐ１、
ＢＤモニターフォトダイオード検知光量Ｐ２とが所定の
関係になっている点に注目した。すなわち、半導体レー
ザから出射された光量は、コリメータレンズ、シリンド
リカルレンズ、ポリゴンミラー、ＦΘレンズ、反射ミラ
ーを透過して感光体表面に照射される。ここで、上述し
た各光学レンズの透過率をτ１からτ５、半導体レーザ
から出射された光量をＰと仮定すると、感光体表面光量
Ｐ１は、Ｐ１＝Ｐ×（τ１×τ２×τ３×τ４×τ５）
となる。

【００４１】一方、反射ミラーで反射された非画像領域
タイミングの光量は、ＢＤミラー、ＢＤレンズを透過し
てＢＤモニターフォトダイオードに照射される。同様に
して、各ＢＤミラー及びレンズの透過率をτ６からτ７
とすると、ＢＤモニターフォトダイオードの検知光量Ｐ
２は、Ｐ２＝Ｐ１×（τ６×τ７）となる。このよう
に、Ｐ１とＰ２は所定の関係にあり、ＢＤミラー、ＢＤ
レンズは感光体近傍に配置されるので、Ｐ１とＰ２の光
量変化はほぼ比例関係となる。

【００４２】そこで本発明では、上述したＰ２の検知光
量から感光体表面上の光量Ｐ１を推定し、目標の光量と
なるように補正制御するものである。本実施例における
検知の対象となる情報は、以下の２つのいずれかであ
る。つまり、第１の検知情報は、ＢＤモニターフォトダ
イオードに入射するアナログ光強度の偏移をモニターす
ることで、第２の検知情報は、ＢＤモニターフォトダイ
オードの自動スライスシキイ値の偏移をモニターするこ
とである。

【００４３】上述した検知情報に応じて、次の３つの制
御対象のいづれかのパラメータを可変制御する。第１の
制御対象は、レーザ素子の発光パワーの目標値となるＡ
ＰＣ（Automatic Power Control）基準電圧を可変制御
し、レーザ素子の発光パワーを可変制御するものであ
る。第２の制御対象は、潜像電位に関する高圧バイアス
を可変制御するものである。第３の制御対象は、画像デ
ータの濃度変換ＬＵＴ（Look Up Table)の係数を可変制
御するものである。上述した３つの可変対象の内容は、各々異なった項目で
ある。しかし、電子写真画像の静電潜像とし、等価的に
同等とできるものである。実施手段としては、上記第１
または第２の検知情報とあらかじめ制御シーケンスを実
行するＣＰＵのＲＯＭ等に記憶させてある第１または第
２の検知情報に対応する基準値を比較し、比較誤差信号
に応じて可変制御パラメータを制御する。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。［実施例１］図１は、本発明の画像形成装置の一実施例
を説明するための図で、レーザビームプリンタのレーザ
光量補正制御ブロックの構成図である。図中符号１はプ
リンタエンジンで、従来例で説明した機能については同
一番号を付与してあり、ここでのその説明は省略し、プ
リンタエンジン内の新規ブロックについて説明する。

【００４５】符号２はスキャナモータドライバ部であ
り、従来のポリゴンミラー５０３、スキャナモータ５０
４から構成されている。なお、図１では図１５で説明し
た走査光学系のレンズ類は省略してある。３は、レーザ
ビームプリンタ装置全体のシーケンス等の制御を実行す
る制御部で、符号３０１はＲＯＭを示している。

【００４６】以上のような構成において、画像形成動作
とＡＰＣ制御動作についてそれぞれ説明する。装置の起
動時にスキャナモータドライバー２が回転制御される。
回転数が所定値に収束するのを確認し、ライン周期の非
画像領域のタイミング期間で半導体レーザを強制発光さ
せる。半導体レーザから照射される光量が目標値となる
ようにＡＰＣ制御される。また、ＡＰＣ制御用に強制発
光するタイミングで、ＢＤモニターフォトダイオード５
１０では主走査方向のタイミングＢＤ同期信号を生成
し、制御部３に出力する。ＢＤ同期信号により、プリン
タエンジン内のタイミングが制御される。ＡＰＣ制御の
詳細については、従来例を示す図１６で詳細に説明した
のでここでは省略する。

【００４７】ここまでの制御で装置はスタンバイ状態と
なる。プリンタエンジンはスタンバイ状態となると、図
に示していないコントローラに対してスタンバイとなっ
たことを通知する。すると、コントローラからプリント
画像用の画像処理データが所定のタイミングを図ってプ
リンタエンジンに送信してくる。送信されたデータは半
導体レーザ駆動部５１２に入力される。入力された画像
データは、画像データの内容に応じて半導体レーザの発
光及び非発光状態を制御し、ポリゴンミラー５０４で前
記半導体レーザからの照射光は偏向走査され、感光体に
照射する。

【００４８】図２は、ＢＤモニター検知について説明す
るための図で、上述した強制発光期間に照射するレーザ
光は、モニターダイオード１０に入力し、増幅器１１及
び抵抗器１２により、光−電気変換されてＢＤアナログ
信号が生成される。ＢＤアナログ信号は、シキイ値１３
と比較増幅器１４で波形整形されてＢＤ同期信号が生成
される。図２では、シキイ値よりもＢＤアナログ信号が
下限となる期間をＢＤ同期期間としてある。

【００４９】図３は、ＢＤアナログ信号の初期からの経
時変化を示す波形を示す図である。この図から明らかな
ように、ＢＤアナログ信号の変化量が装置組立初期より
経時変化した後の方が少なくなっている。すなわち、照
射光量が減少していることを意味する。このような変化
が発生した場合、シキイ値に対するＢＤ同期信号はほぼ
同等の信号が得られるために問題とはならない。しか
し、感光体表面の照射光量は装置組立初期と比べて大き
な変化となる。

【００５０】図４は、感光体表面相当における照射光の
変化を検知する方法について説明するための図で、ＢＤ
アナログ信号非照射期間からの最大に変化した値をホー
ルドする最大偏移ホールド２０に、前記ＢＤアナログ信
号を入力する。ホールド値が感光体表面相当の照射光量
の検知情報となる。これとは別の検知情報と区別するた
めに、検知情報１とする。

【００５１】図５は、検知情報２を検知する他の検知手
段について説明するための図で、図４で説明した機能に
ついては省略する。ＢＤ同期信号の検知精度を向上する
目的で、検知光量の低下に応じて検知シキイ値を可変制
御するような構成のＢＤ検知システムが公知となってい
る。基準値３１と最大偏移ホールド値３０の値を比較制
御部３２で比較し、比較結果によりシキイ値を制御する
ものである。この結果モニターフォトダイオード１０に
入力する受光量の低下に依存しない高精度なＢＤ同期信
号を検知可能とするものである。本発明では、このＢＤ
検知システムの可変シキイ値をモニターすることによっ
て、図４の検知情報１と同様な検知信号とすることがで
きる。検知情報１と区別するために検知情報２とする。

【００５２】このような検知情報１または検知情報２を
制御部３で検知する。制御部３ではあらかじめ感光体表
面相当の目標値をＲＯＭ等に記憶してある。制御部３
は、検知情報１または検知情報２と前記ＲＯＭに記憶し
てある目標値と比較し、感光体表面の照射光量を推定す
る。推定の結果、図６に示すように、目標値とのずれに
応じてレーザ光量補正信号を半導体レーザ駆動部５１２
の基準バイアス部５５３に出力する。ここでは、図６の
各機能については、図１６で詳細に説明しているので説
明は省略する。この基準バイアス値を増減制御すること
により、半導体レーザ素子５５０から照射する発光パワ
ーを可変する。その結果、感光体表面の光量が目標値と
なるように制御が繰り返される。

【００５３】［実施例２］図７は、本発明の画像形成装
置に実施例２について説明するための図で、図１と同じ
機能については、同一符号を付与して説明を省略してあ
る。図１と異なる部分は、制御部３から出力される制御
信号が高圧バイアス発生部となっている部分である。図
７において、高圧バイアス発生部４以外については、図
１と同じであるので説明は省略する。

【００５４】高圧バイアス発生部４は電子写真装置に必
要とされる各種高圧バイアスを発生するものである。図
７の制御信号は、特に電子写真の潜像形成のために供給
する帯電バイアスと現像バイアスを制御することを対象
としている。

【００５５】図８は、静電潜像形成及び現像工程と高圧
帯電バイアス及び現像バイアスとの関わりについて説明
するための図で、像担持体として有機半導体からなる感
光層を塗布された感光体４２を備え、図中矢印に所定の
速度で回転しその周囲に配置された一次帯電器４１によ
り潜像形成の前段階として感光体４２の表面を一様に負
電位帯電する。この負電位として、一般的には−６５０
Ｖ前後に設定される。

【００５６】図９は、一次帯電部を詳細に示したブロッ
ク図である。一次帯電器はローラ方式であり、直流バイ
アスが回転するローラを介して直接感光体４２に負電荷
を与える。一次帯電ローラ４０には感光体４２表面に帯
電された表面電位を均一に保つために、直流バイアスの
他に交流バイアスも一緒に重畳されている。感光体４２
は、半導体レーザより照射される光により、画像情報に
基づいた露光が行われ、露光した部分の電位が−６５０
Ｖから−１００Ｖ程度に変化し、感光体４２上に静電潜
像が形成される。露光されなかった感光ドラム表面の暗
部は一次帯電で供給された負電荷がそのまま残る（−６
５０Ｖ程度）。

【００５７】一方、露光された感光体４２表面の明部は
負電荷が除去される（−１００Ｖ程度）。このような負
電荷分布による感光体４２表面上の画像は、人間の目で
は認識できないところから一般に静電潜像と呼ばれてい
る。ここで、再び図４に戻って次の工程について説明す
る。

【００５８】感光体４２表面に形成された静電潜像は、
感光体４２の周囲に配置された現像ブロックにより現像
剤を付着することにより現像される。次に、現像工程に
ついて詳細に説明する。現像ブロックは、現像剤として
トナーを収容した現像容器４６内に現像スリーブ４３、
塗布ローラ４４及び弾性ブレード４５が設けられてい
る。現像スリーブ４３は、感光体４２と対向した開口部
内に矢印方向に回転自在に配置され、さらに現像スリー
ブ４３の下部斜めの位置に当接するように塗布ローラ４
４が配置されている。塗布ローラ４４は矢印方向に回転
して現像容器４６内のトナーを現像スリーブ４３の表面
に擦り付けて担持させる。

【００５９】現像スリーブ４３は、トナーを担持して感
光体４２と対向した現像部分に搬送し、搬送途上でトナ
ーか弾性ブレード４５により層厚が規制されて、現像ス
リーブ４３上に一定厚の薄層のトナー層が塗布される。
この弾性ブレード４５はウレタン等からなり、現像容器
４６の開口部上方に配置されて、上方から垂下して現像
スリーブ４３の表面に弾性的に当接している。

【００６０】以上のような工程により、トナーが攪拌さ
れることで現像スリーブ４３上に薄層に塗布されたトナ
ーは、−６．０μＣ／ｇ〜−３０．０μＣ／ｇの帯電電
荷が付与される。感光体１５と現像スリーブ４３とは現
像部において、５０μｍから５００μｍの間隔、通常は
３００μｍ程度離した空間（以下、ＳＤギャップとい
う）を設けて配置され、ＳＤギャップに対して現像バイ
アス電源４７により現像バイアスが印加されることによ
り現像電界が生じている。

【００６１】上述したような現像バイアスにより、現像
スリーブ４３上の電荷を帯びたトナーは現像部において
現像電界から受ける力によって現像スリーブ４３表面か
ら感光体４２の表面に転移するトナーによって静電潜像
が可視像化される。

【００６２】図１０は、現像工程を詳細に説明したブロ
ック図で、図中符号４７はトナーを攪拌し、電荷を帯電
させるための攪拌棒である。感光体４２上の露光された
明部は、攪拌により現像スリーブ４３上の負に帯電した
トナーより相対的に高電位である。そのために、感光体
の明部が現像スリーブ４３上のトナー層に近接すると、
ＳＤギャップの電位差により、トナーがドラム表面にジ
ャンプして付着するのである。

【００６３】以上の説明により、帯電バイアスかまたは
現像バイアスを可変制御することにより可視画像濃度を
制御できることを示した。従って、感光体表面光量の目
標値に対する変化分に基づいて制御部３から出力する制
御信号により、帯電バイアスかまたは現像バイアスの少
なくてもどちらかを増減制御することで、半導体レーザ
の照射光量を目標値まで補正しなくても、実施例１と同
等の効果が得られる。

【００６４】［実施例３］図１１は、本発明の画像形成
装置の実施例３を説明するための図で、図１と同じ機能
については、同一符号を付与して説明を省略してある。
図１と異なる部分は、画像信号に対して非線形処理を施
す手法の一例であるＬＵＴ（Look Up Table)と、ＬＵＴ
から出力される画像信号に基づいて画像変調信号を生成
する画素変調部６である。

【００６５】図１２は、ＬＵＴについて詳細に説明する
ための図で、プリンタコントローラから送出された８ｂ
ｉｔの画像信号ＶＤＯ（７..０）はセレクタ５０を介し
て、リードライトが可能なメモリー５１（ＲＡＭ：Rand
om Access Memory)のアドレスバスＡ（７..０）に入力
される。カラープリントの場合、ＹＭＣＫ４色の画像デ
ータが必要なのでテーブル切り替えのためにＲＡＭのア
ドレスバスＡ（８..９）には、制御部３から４色のモー
ドを切り替える２ｂｉｔのコードが入力される。ＲＡＭ
内部にはあらかじめ各アドレス毎に対応したデータコー
ドが設定されているので、ＬＵＴ変換された画像データ
ＣＶＤＯ（７..０）が出力される。

【００６６】画像データＣＶＤＯ（７..０）はさらに画
素変調部６で、実際にレーザをスイッチングする画像処
理信号が生成され、半導体レーザ駆動部５１２に送出さ
れる。ここでセレクタ５０には制御部３のアドレスバス
も接続されており、アドレスバスは適時切り替えてＲＡ
Ｍのアドレスバス（７..０）に入力される。またデータ
バスは、バストランシーバ５２を介してＲＡＭのデータ
Ｄ（０..７）に接続されている。

【００６７】従って、ＣＰＵは適時ＲＡＭの内容を書き
換え可能な構成となっている。本実施例３では、制御部
３から出力される補正信号により、上記ＲＡＭの内容を
変更するように構成するものである。このようにする
と、８ｂｉｔの画像信号ＶＤＯ（７..０）は、検知情報
を基に演算処理部５４で演算処理し、経時変化に応じて
最適な変換テーブルに書き換え制御したＲＡＭの内容に
したがってＬＵＴ変換出力されたＣＶＤＯ（７..０）と
なる。したがって、変換データＣＶＤＯ（７..０）は、
経時変化による感光体表面光量を補正したものとなる。

【００６８】また本実施例３においては、ＬＵＴ用のメ
モリーにＲＡＭに想定して説明したが、特にＲＡＭに限
定するものではなく、複数のＲＯＭを用意し、これらに
あらかじめＬＵＴ用のデータを格納しておき、Ｄ１とＤ
２のデータから経時変化に応じて適切なＲＯＭを選択し
ても同様の効果が得られることは明らかである。

【００６９】図１３は、画像信号ＶＤＯ（７..０）から
ＣＶＤＯ（７..０）にＬＵＴ変換する過程を示す図で、
図中の第II象源は、画像信号ＶＤＯ（７..０）に対応し
て画像形成装置から出力されるべき理想的な目標階調濃
度特性を示す特性図である。図１３に示す第Ｉ象源の特
性はスルー特性である。画像形成装置から第II象源に示
すような目標濃度を得るためには、第III象源に示す半
導体レーザの画像処理信号に対する特性を補正する必要
がある。したがって、半導体レーザの特性を補正する手
段としては、ＬＵＴのようなものが利用されている。そ
のため、第IV象源に示すような半導体レーザの階調特性
に対する補正用ＬＵＴを作成する。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザビームプリンタ装置の組立以後の感光体表面上の照
射光量の低下を、安価でかつ簡単な構成により自動補正
することが可能となる。すなわち、レーザ走査光の経路
途上の光学部品に埃等が付着し、光透過率が変化するこ
とにより、感光体表面上に照射する光量が低下すること
を補正することができる。

【００７１】第１に、トナー飛散やホコリ等により走査
光学系の透過率が変化し、感光体表面光量が初期に比べ
て劣化したような場合にも、この劣化の程度を常にプリ
ント動作直前に検出して補正するものである。補正の対
象として、従来のＡＰＣ制御だけでは不可能であった感
光体表面光量を一定とするような半導体レーザ光量の自
動制御か、または同等の効果が得られるトナー画像形成
のためのプロセスバイアス自動制御か、または画像デー
タのテーブル変換の自動制御手段の少なくてもいずれか
１つは実施するような構成としたので、プリンタ−エン
ジンの信頼性およびプリント画像品質が大幅に向上す
る。

【００７２】第２に、インライン構成のカラーレーザプ
リンタのような複数の走査光学系を装備する場合には、
複数の走査光学系それぞれの感光体表面上の光量を常に
目標光量となるように、安価でかつ簡単な構成により補
正制御するものである。これにより、複数の走査光学系
がそれぞれ独立に汚れ等により感光体表面上の光量低下
するような場合であっても、全ての走査光学系の感光体
に対する照射光の透過率を等価的に同じとすることがで
きる。

【００７３】したがって、複数色全てに対する濃度が安
定した高画質が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例におけるレー
ザビームプリンタの概略ブロック図である。

【図２】ＢＤモニターフォトダイオード部の詳細ブロッ
ク図である。

【図３】ＢＤモニターフォトダイオードの検知光量低下
の様子を示す波形図である。

【図４】本発明の実施例１における検知情報１の生成過
程を示す図である。

【図５】本発明の実施例１における検知情報２の生成過
程を示す図である。

【図６】本発明の実施例１におけるレーザ光量補正ブロ
ック図である。

【図７】本発明の画像形成装置の実施例２におけるレー
ザビームプリンタの概略ブロック図である。

【図８】本発明の実施例２における可視画像生成ブロッ
ク図である。

【図９】本発明の実施例２における帯電高圧ブロック図
である。

【図１０】本発明の実施例２における現像高圧ブロック
図である。

【図１１】本発明の画像形成装置の実施例３におけるレ
ーザビームプリンタの概略ブロック図である。

【図１２】本発明の実施例３におけるＬＵＴを説明する
ブロック図である。

【図１３】本発明の実施例３におけるＬＵＴを説明する
模式図である。

【図１４】従来例のインラインレーザビームプリンタの
概略構成図である。

【図１５】従来例のレーザビームプリンタのレーザ走査
光学系の概略構成図である。

【図１６】従来例のレーザ駆動部のブロック図である。

【符号の説明】

１プリンターエンジン２スキャナモータドライバ３制御部４高圧バイアス発生部５ＬＵＴ６画素変調部１０ピンフォトダイオード１１増幅器１２抵抗器１３基準電圧１４コンパレータ２０／３０最大偏移ホールド３１基準値２３比較制御４０帯電ローラ４１帯電バイアスブロック４２感光体４３スリーブ４４搬送ローラ４５ブレード４６現像器４７現像バイアスブロック５０セレクタ５１ＲＡＭ５２バストランシーバ５３比較制御５４演算処理部１１０インラインカラーレーザビームプリンタ１１１カセット給紙部１１２カセット給紙ローラ１１３マルチ給紙部１１４搬送ローラ１１５レジストローラ１１６第１色目像露光装置１１７第１色目感光体１１８第１色目現像器１１９第２色目像露光装置１２０第２色目感光体１２１第２色目現像器１２２第３色目像露光装置１２３第３色目感光体１２４第３色目現像器１２５第４色目像露光装置１２６第４色目感光体１２７第４色目現像器１２８第１色目転写部１２９第２色目転写部１３０第３色目転写部１３１第４色目転写部１３２搬送ベルト１３３定着器５００半導体レーザ５０１コリメータレンズ５０２シリンドリカルレンズ５０３ポリゴンミラー５０４スキャナモータ５０５球面レンズ５０６トーリックレンズ５０７反射ミラー５０８感光体ドラム５０９水平同期ミラー５１０ＢＤ同期モニターフォトダイオード５１１画像処理部５１２レーザ駆動回路５５０半導体レーザ５５１モニターフォトダイオード５５２コンパレータ５５３基準バイアス５５４サンプル＆ホールド部５５６電流スイッチング部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｍ５Ｃ０７４ 1/29 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４ＡＦターム(参考） 2C362 AA53 AA54 AA65 BB34 CB80 2H027 DA07 DE02 EA01 EA02 EA05 2H045 AA01 CA88 CB42 CB61 DA41 2H076 AB05 DA04 5C072 AA03 CA06 HA02 HA06 HA13 QA14 XA01 5C074 AA08 BB03 BB26 CC26 DD08 DD24 EE02 FF15 GG09 GG12 HH02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子から感光体に照射される感光体
表面光量を検知する検知手段と、前記発光素子の光量を
制御する制御手段と、少なくとも１つ以上の偏向走査部
とを備えた画像形成装置において、前記感光体表面光量
に対応した目標値と前記検知手段の出力とを比較する比
較手段を備え、前記制御手段が、前記比較手段による比
較結果に応じて前記検知手段による検知情報が前記目標
値と同じになるように、前記発光素子の光量を可変制御
する可変制御手段であることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】前記検知手段は、有効画像範囲領域外の
所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用センサから
の検知情報を利用し、アナログ光量の最大偏移レベルを
検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記検知手段は、有効画像範囲領域外の
所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用センサから
の検知情報を利用し、該センサのスライスレベルの偏移
レベルを検知することを特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。
【請求項４】前記可変制御手段は、前記発光素子の近
傍のモニターフォトダイオードの検知情報に応じて発光
量を目標値に制御するＡＰＣと異なり、主走査方向の偏
向同期検知用センサからの検知情報を利用することを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記可変制御手段は、前記発光素子の発
光量を決めている基準電位を可変制御することを特徴と
する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記偏向走査部を備える画像形成装置
は、インライン構成であることを特徴とする請求項１に
記載の画像形成装置。
【請求項７】電子写真方式記録装置に、光偏向器に装
備される偏向同期検知センサ情報に基づいて感光体表面
上の照射光量を検知する検知手段を利用することを特徴
とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】発光素子から感光体に照射される感光体
表面光量を検知する検知手段と、前記感光体に形成され
る潜像画像を可視画像化するための高電圧バイアス発生
手段と、少なくても１つ以上の偏向走査部を備える画像
形成装置において、前記感光体表面光量に対応した目標
値と前記検知手段の出力とを比較する比較手段と、該比
較手段による比較結果に応じて前記検知手段による検知
情報が目標値と同じになるように、前記高電圧バイアス
を可変制御する可変制御手段を備えたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項９】前記検知手段は、有効画像範囲領域外の
所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用センサから
の検知情報を利用し、アナログ光量の最大偏移レベルを
検知することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装
置。
【請求項１０】前記検知手段は、有効画像範囲領域外
の所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用センサか
らの検知情報を利用し、該センサのスライスレベルの偏
移レベルを検知することを特徴とする請求項８に記載の
画像形成装置。
【請求項１１】前記可変制御手段は、主走査方向の偏
向同期検知用センサからの検知情報を利用することを特
徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記可変制御手段は、等価的に感光体
表面光量を目標光量としたのと同じような効果がえられ
るように感光体に対する帯電バイアスまたは現像器に対
する現像バイアス電位の少なくてもいずれか一方を可変
制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装
置。
【請求項１３】前記偏向走査部を備える画像形成装置
は、インライン構成であることを特徴とする請求項８に
記載の画像形成装置。
【請求項１４】電子写真方式記録装置に、光偏向器に
装備される偏向同期検知センサ情報に基づいて感光体表
面上の照射光量を検知する検知手段を利用することを特
徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１５】発光素子から感光体に照射される感光
体表面光量を検知する検知手段と、画像信号を非線形変
換処理する変換処理手段と、少なくても１つ以上の偏向
走査部を備える画像形成置において、前記感光体表面光
量に対応した目標値と前記検知手段の出力とを比較する
比較手段を備え、前記変換処理手段が、前記比較手段に
よる比較結果に応じて前記検知情報が目標値と同じにな
るように、前記画像信号の非線形処理をすることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項１６】前記検知手段は、有効画像範囲領域外
の所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用センサか
らの検知情報を利用し、アナログ光量の最大偏移レベル
を検知することを特徴とする請求項１５に記載の画像形
成装置。
【請求項１７】前記検知手段は、有効画像範囲領域外
の所定の位置で、主走査方向の偏向同期検知用センサか
らの検知情報を利用し、前記センサのスライスレベルの
偏移レベルを検知することを特徴とする請求項１５に記
載の画像形成装置。
【請求項１８】前記変換処理手段は、主走査方向の偏
向同期検知用センサからの検知情報を利用することを特
徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１９】前記変換処理手段は、等価的に感光体
表面光量を目標光量としたのと同じような効果がえられ
るように、画像信号と濃度の関係を可変制御することを
特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項２０】前記偏向走査部を備える画像形成装置
は、インライン構成であることを特徴とする請求項１５
に記載の画像形成装置。
【請求項２１】電子写真方式記録装置に、光偏向器に
装備される偏向同期検知センサ情報に基づいて感光体表
面上の照射光量を検知する検知手段を利用することを特
徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。