JP2005199623A

JP2005199623A - 画像形成装置

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Publication number: JP2005199623A
Application number: JP2004009807A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Kanai; 英俊金井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: JP4397240B2

Abstract

【課題】装置構成や検出方法を複雑化せずにＬＤの光量が設定通りに維持されているかを正確に検出して異常時に対応できるようにした画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数のレーザ光を走査して、感光体に潜像を形成し、容量素子の充放電を利用して、ＡＰＣを行う画像形成装置において、複数ビームを同時に発光させた時のモニタ電流値と、１ビームのみ発光させた時のモニタ電流値の比ＭＯＮ１／ＭＯＮ２が、規定値より小さい場合に、警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止する。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数のレーザビームにより画像を形成するレーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。

複写機やプリンタなどの画像形成装置では、高速記録を行なうために、複数のレーザダイオード（以下「ＬＤ」と略称する）を備え、その各ＬＤをそれぞれ画像情報に応じて点灯／消灯を繰り返してレーザビームを発生させ、その各レーザビームをポリゴンスキャナ（ポリゴンミラー）によって偏向して感光体上を走査することにより、その感光体上に画像形成（画像の書き込み）を行なうようにしたものがある。
このような画像形成装置では、異なる走査密度（画素密度）による画像の書き込みが要求される場合がある。通常、１ビームによる画像の書き込みにおいては、そのレーザビームの偏向速度、プロセス速度、書き込み周波数（ビデオクロック周波数）を適当に変更することにより、同一のユニットで異なる走査密度による画像の書き込みを実現することができる。
近年、画像形成速度の高速化、高画質化の要求が増し、ポリゴンスキャナの高速化、書き込み周波数の高速化が行なわれているが、それぞれ限界があり、技術的にも難しくなる。そこで、上述したように複数のＬＤ（ＬＤアレイ）によるマルチビームの必要性が生じる。これにより、ポリゴンスキャナ、書き込み周波数の高速化という課題の負荷を軽減することができる。なお、Ｎ個のＬＤを用いて１回にＮラインの画像の書き込みを行うことにより、書き込み周波数を１／Ｎにすることができる（例えば、特許文献１〜４参照）。
なお、特許文献１では、複数のレーザを用い帰還利得補正量をモニタして、レーザあるいは検知センサのいずれかの異常を検知している。特許文献２では、２つのコンパレータを有し、Automatic Power Control（以下、ＡＰＣと記す）、低い値のコンパレータが反転する前に高い値のコンパレータが反転した場合に異常とするようにしている。特許文献３では、キャリブレーションにおいてレーザを単独に点灯した場合と、全てを点灯した場合に分けて実行している。特許文献４では、ＡＰＣサンプリング時は、コンパレータからの信号をコンデンサに充放電して制御している。
特開平８−１０８５７０号公報特開平５−１３０３３２号公報特開平９−２０３８７４号公報特開２０００−０８９１４４公報

ところで、このような従来の画像形成装置においては、ＬＤアレイの各ＬＤを個別に点灯させてレーザビームを発生させ、その各光量のキャリブレーションを行なった後、写真モード（例えば写真原稿をコピーするモード）のように各ＬＤの点灯率が高いモードで画像形成を行なうと、次のような問題が発生する。
すなわち、文字モード（例えば文字原稿をコピーするモード）のように各ＬＤの点灯率が低いモードに比べてＬＤアレイのパッケージ温度が上昇し、各ＬＤからそれぞれ発生されるレーザビームの光量を設定値に維持するのに必要な各ＬＤへの供給電流が不足する。したがって、上記各光量が目標値より低下するため画像濃度が薄くなり、画像品質が低下してしまう。
このため、温度変化に伴う光量低減を監視し、異常画像の発生を未然に防止することが求められる。しかしながら、ＬＤアレイのように複数のＬＤを備えた場合において、ＬＤの光量が熱の影響を受けて低下していることを正確に検出するには装置構成あるいは検出方法が複雑化するという問題がある。
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、装置構成や検出方法を複雑化せずにＬＤの光量が設定通りに維持されているかを正確に検出して異常時に対応できるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のレ−ザ光を走査して、感光体に潜像を形成し、容量素子の充放電を利用して、ＡＰＣを行う画像形成装置において、複数ビームを同時に発光させた時のモニタ電流値と、１ビームのみ発光させた時のモニタ電流値の比が、規定範囲にない場合に、警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止する画像形成装置を最も主要な特徴とする。
また、請求項２に記載の発明では、各ビームの、ＡＰＣのサンプリング時のモニタ電流値の差が規定範囲にない場合に、警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止する画像形成装置を主要な特徴とする。
また、請求項３に記載の発明では、各ビームの、ＡＰＣのサンプリング時のモニタ電流値の和が規定範囲にない場合に、警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止する画像形成装置を主要な特徴とする。
また、請求項４に記載の発明では、ＡＰＣを行う場合に、ＬＤ部の温度を検知して、光受光素子のモニタ電流値の値を補正する画像形成装置を主要な特徴とする。

本発明によれば、複数ビームを同時に発光させた時のモニタ電流値と、１ビームのみ発光させた時のモニタ電流値の比によって判断するので、装置構成や検出方法を複雑化せずにＬＤの光量が設定通りに維持されているかを正確に検出して異常時に対応することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、装置の基本構成から説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図である。この構成は、画像処理装置としての複写機１００であり、この複写機１００の上面にはコンタクトガラス２０６が設けられている。また、複写機１００の上部には自動原稿送り装置（以下、単にＡＤＦという）２０１が設けられており、このＡＤＦ１はコンタクトガラス２０６を開閉するように複写機１００に図示しないヒンジ等を介して連結されている。このＡＤＦ２０１は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ２０２と、原稿トレイ２０２に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送する分離・搬送手段と、分離・搬送手段によってコンタクトガラス２０６に向かって搬送された原稿をコンタクトガラス２０６上の読取位置に搬送・停止させるとともに、コンタクトガラス２０６の下方に配設された複写機１００の読取手段（公知の露光ランプ２５１、ミラー２５２、２５５、２５６、レンズ２５３、ＣＣＤ２５４等）２５０により読み取りが終了した原稿をコンタクトガラス２０６から搬出する。給紙モータはコントローラからの出力信号によって駆動されるようになっており、コントローラは複写機１００から給紙スタート信号が入力されると、給紙モータを正・逆転駆動するようになっている。給紙モータが正転駆動されると、給送ローラ２０３が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が給紙され、コンタクトガラス２０６に向かって搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ２０７によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ２０７からの出力信号に基づいて給紙モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。

また、コントローラは原稿セット検知センサ２０７が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、給送ベルト２０４の駆動を停止して給送ベルト２０４を停止することにより、原稿をコンタクトガラス２０６読取位置に停止させる。また、コントローラは原稿セット検知センサ７によって原稿の後端が検知された時点で、給紙モータを再び駆動し、後続する原稿を上述したように分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送し、この原稿が原稿セット検知センサ２０７によって検知された時点からの給紙モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給紙モータを停止させて次原稿を先出し待機させる。そして、原稿がコンタクトガラス２０６の読取位置に停止したとき、複写機１００によって原稿の読み取りおよび露光が行なわれる。この読み取りおよび露光が終了すると、コントローラには複写機１００から信号が入力されるため、コントローラはこの信号が入力すると、搬送ベルトモータを正転駆動して、搬送ベルト２１６によって原稿をコンタクトガラス２０６から排送ローラ２０５に搬出する。
上記のように、ＡＤＦ２０１にある原稿トレイ２０２に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のプリントキーが押下されると、一番上の原稿からコンタクトガラス２０６上の所定の位置に給送される。給送された原稿は、読み取りユニット２５０によってコンタクトガラス２０６上の原稿の画像データを読み取り後、給送ベルト２０４および反転駆動コロによって排出口Ａ（原稿反転排出時の排出口）に排出される。さらに、原稿トレイ２０２に次の原稿が有ることを検知した場合、前原稿と同様にコンタクトガラス２０６上に給送される。
第１トレイ２０８、第２トレイ２０９、第３トレイ２１０に積載された転写紙は、各々第１給紙ユニット２１１、第２給紙ユニット２１２、第３給紙ユニット２１３によって給紙され、縦搬送ユニット２１４によって感光体２１５に当接する位置まで搬送される。読み取りユニット２５０にて読み込まれた画像データは、書き込みユニット２５７からのレーザによって感光体２１５に書き込まれ、現像ユニット２２７を通過することによってトナー像が形成される。そして、転写紙は感光体２１５の回転と等速で搬送ベルト２１６によって搬送されながら、感光体２１５上のトナー像が転写される。その後、定着ユニット２１７にて画像を定着させ、排紙ユニット２１８に搬送される。排紙ユニット２１８に搬送された転写紙は、ステープルモードを行わない場合は、排紙トレイ２１９に排紙される。

図２はＬＤ（レーザダイオード）走査光学系の基本構成を示す概略図である。レーザダイオードアレイ（以下、ＬＤアレイという）１０からのＬＤ光は、コリメ−トレンズ２で平行光になり、ポリゴンスキャナ３で走査されて、ｆθレンズ４を通って、感光体５を感光させることにより、潜像を形成する。また、同期検知素子（フォトセンサ）６により同期検知信号が作られる。
図３、図４は本発明の実施形態である画像形成装置の制御系ブロック図である。図３において、ＬＤアレイ１０内の光量モニタ用のＰＤ（フォトダイオード）の電流がＶＲ１により電圧Ｖ２に変換されて、ＬＤドライバ１に入力される（Ｖ２＝Ｉ３＊ＶＲ１）。Ｖ２がコンパレ−タの入力電圧Ｖ３（ＶＲＥＦ１）と比較され、出力がコントロ−ル回路１１に入力される。ＬＤ光量が設定値より小さい場合は、充電用定電流源１２によりＣ１が充電され、Ｖ４の値が増加して、誤差増幅器１３とＴＲ１により、ＬＤ１に流す電流Ｉ１が増加して、ＬＤ１の光量が増加する。
ＬＤ光量が設定値より大きい場合は、放電用電流源１４によりＣ１が放電され、Ｖ４の値が減少して、誤差増幅器１３とＴＲ１により、ＬＤ１に流す電流Ｉ１が減少して、ＬＤ１の光量が減少する。バイアス電流源１５により、ＬＤ１には、バイアス電流Ｉ２が流れる。ＬＤ消灯時にＩ２が流れる。バイアス電流Ｉ２の値は、Ｒ２の値により、調整できる。Ｓ／Ｈ１は、外部入力信号で、サンプリングホ−ルド信号であり、ＬＯＷの時はサンプリングモードで、ＡＰＣがアクテイブになり、Ｃ１が充放電されて、Ｖ４の電位が変化する。ＨＩＧＨの時は、ホールドモードで、ＡＰＣは行われず、Ｃ１の電位はホ−ルドされて、Ｖ４の値は、一定電位になる。
誤差増幅器１３に入力されるＸＤＡＴＡ１は、画像データであり、ＬＯＷの時画像データがアクテイブになり、Ｉ１が流れる。ＸＤＡＴＡ１がＨの時は、Ｉ１は流れず、ＬＤ１には、バイアス電流Ｉ２のみが流れ、ＬＤ１はオフセット発光する。ＰＤ電流の電位Ｖ２はＡ／Ｄコンバ−タ１６によりラッチされ、デジタルデータＶＭＯＮ１として、ＣＰＵに入力される（Ｓ／Ｈ１がＬの時ＳＷ１はＣＬＯＳＥする。）。実機の機内温度は、温度センサ１７で測定され、Ａ／Ｄ３でデジタルデータに変換され、ＴＤＡＴＡとして、ＣＰＵに入力される。

図４はＬＤアレイ１０を２個のＬＤドライバにつないだ時のブロック図である。ＬＤ１はＬＤドライバ１ａに接続され、ＬＤ２はＬＤドライバ２ａに接続される。ＬＤアレイ１０内のＰＤは、ＬＤドライバ１ａとＬＤドライバ２ａに接続され、ＰＤのモニタ電流は、Ｓ／Ｈ１とＳ／Ｈ２で切り替えられる。ＶＲ１は、ＬＤアレイの光量調節用の可変抵抗である。Ｒ２Ａは、ＬＤ１のバイアス電流設定用抵抗であり、Ｒ２Ｂは、ＬＤ２のバイアス電流設定用抵抗である。ＸＤＡＴＡ１は、ＬＤ１用の画像データであり、ＸＤＡＴＡ２は、ＬＤ２用の画像データである。
Ｓ／Ｈ１は、ＬＤドライバ１用のサンプルホ−ルド信号であり、Ｓ／Ｈ２は、ＬＤドライバ２用のサンプルホ−ルド信号である。Ｃ１Ａは、ＬＤドライバ１用のサンプルホ−ルド用コンデンサであり、Ｃ１Ｂは、ＬＤドライバ２用のサンプルホ−ルド用コンデンサである。Ｓ／Ｈ１がＬＯＷの時、ＰＤ電流を電位に変換した電圧ＰＤＶ１がＬＤドライバ１に入力され、Ａ／Ｄ１でデジタルデータＶＭＯＮ１にされて、ＣＰＵに入力される。Ｓ／Ｈ２がＬＯＷの時、ＰＤ電流を電位に変換した電圧ＰＤＶ２がＬＤドライバ２に入力され、Ａ／Ｄ２でデジタルデータＶＭＯＮ２にされて、ＣＰＵに入力される。
ここで、複数ビームを同時に発光させた時のモニタ電流値と、１ビームのみ発光させた時のモニタ電流値の比が、規定範囲にない場合に、警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止するようにした場合の動作について説明する。図４において、Ｓ／Ｈ１をＬ、Ｓ／Ｈ２をＬにすると、ＡＰＣはサンプリングモード（ＡＰＣモード）になる。Ｓ／Ｈ１、２信号をＬにすると、ＬＤアレイ１０のＬＤ１、ＬＤ２は強制点灯モードになる。ＶＭＯＮ１の電位ＰＤＶ１は、ＬＤアレイ１０のＬＤ１、ＬＤ２が両方点灯した時の電位になる（ＰＤＶ１＝Ｉ３×ＶＲ１）。

図５のフローチャートに示すように、ＶＭＯＮ１の電位をラッチして、この値をＭＯＮ１とする（ステップＳ１）。そして、Ｓ／Ｈ１をＬにすると、ＬＤアレイ１０のＬＤ１のみ点灯する。この時のＶＭＯＮ１をラッチして、その値をＭＯＮ２とする（ステップＳ２）。ステップＳ３では、ＭＯＮ１／ＭＯＮ２の値が規定値より小さいかどうかを確認する。ＬＤアレイ１０のＤＲｏｏｐ（温度変化による光量変動）が小さい場合は、ＭＯＮ１／ＭＯＮ２は約２になる（ＬＤ１とＬＤ２の光量設定値を同じ値にした場合）。
ＬＤアレイ１０のＤＲｏｏｐが大きい場合は、ＭＯＮ１／ＭＯＮ２は２より小さい値になる（２ビーム発光した時のＬＤアレイ光量が、１ビーム発光した時のＬＤアレイ光量の２倍より小さくなる。）。したがって、ステップＳ３では、ＭＯＮ１／ＭＯＮ２が規定値より大きければフローを終了し、ＭＯＮ１／ＭＯＮ２が規定値より小さい場合は、ＤＲｏｏｐが大きく、問題が有るので、ステップＳ４で警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止する。
次に、各ビームの、ＡＰＣのサンプリング時のモニタ電流値の差が規定範囲にない場合に、警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止するようにした場合の動作について説明する。なお、図５で説明した部分については省略する。図６のフローチャートに示すように、まず、ステップＳ１１でＳ／Ｈ１をＬにする。そして、ステップＳ１２でＶＭＯＮ１をラッチする（Ｓ／Ｈ１をＬにすると、ＬＤ１が強制発光する）。ステップＳ１３でＳ／Ｈ２をＬにして、ステップＳ１４でＶＭＯＮ２をラッチする。
ステップＳ１５において（ＶＭＯＮ１−ＶＭＯＮ２）＞規定値であるかを確認し、規定値より小さい場合はフローを終了し、規定値より大きい場合はステップＳ１６へ進んで警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止する。ＬＤアレイは、一般的に言って、ＬＤの特性がそろっているので、一定光量で発光させた時のモニタ電流の値は、それほど違っていないので、ＶＭＯＮ１とＶＭＯＮ２の差があまり大きい場合は、ＬＤアレイの不良と考えられるので、警告を表示する。

次に、各ビームの、ＡＰＣのサンプリング時のモニタ電流値の和が規定範囲にない場合に、警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止するようにした場合について説明する。なお、図５で説明した部分については省略する。図７のフローチャートに示すように、まず、ステップＳ２１でＳ／Ｈ１をＬにして、ステップＳ２２でＶＭＯＮ１をラッチする。そして、ステップＳ２３でＳ／Ｈ２をＬにして、ＶＭＯＮ２をラッチする（ステップＳ２４）。
その後、ステップＳ２５で（ＶＭＯＮ１＋ＶＭＯＮ２）＞規定値であるかを確認し、規定値より小さい場合はフローを終了し、規定値より大きい場合はステップＳ２６へ進んで警告を表示して、ＡＰＣを行うことを禁止する。ＬＤアレイのモニタ−電流が異常に大きい場合は、ＬＤアレイの不具合が考えられるが、ＡＰＣのサンプリング時のモニタ電流値の差が規定範囲にない場合に警告を表示する例では、これを見つけることができない。そのために、この例で示した方法で異常を検知する。
次に、ＡＰＣを行う場合に、ＬＤ部の温度を検知して、光受光素子のモニタ電流値の値を補正する場合を示す。なお、図５で説明した部分については省略する。図８のフローチャートに示すように、まず、ステップＳ３１でＳ／Ｈ１をＬＯＷにし、ステップＳ３２でＶＭＯＮ１をラッチする。
そして、ステップＳ３３で機内温度Ｔ１をラッチする。その後、機内温度Ｔ１により補正したＶ２Ａの値をコンパレ−タＶ２に入力することにより（ステップＳ３４）、補正したＰＤ電圧でＡＰＣを行うことにより、ＡＰＣを正確に行うことができる。ＬＤアレイ１０内のＰＤのモニタ電流は、温度により変化するので、それを補正する（ＳＷ４はＶ２がＯＮする側にする。）。
このように、画像形成装置では、複数ビームを同時に発光させた時のモニタ電流値と、１ビームのみ発光させた時のモニタ電流値の比によって判断するので、装置構成や検出方法を複雑化せずにＬＤの光量が設定通りに維持されているかを正確に検出して異常時に対応することができる。

本発明の一実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図。ＬＤ（レーザダイオード）走査光学系の基本構成を示す概略図。本発明の実施形態である画像形成装置の制御系ブロック図。ＬＤアレイ１０を２個のＬＤドライバにつないだ時のブロック図。本発明の実施形態である画像形成装置（実施例１）の動作を示すフローチャート。本発明の実施形態である画像形成装置（実施例２）の動作を示すフローチャート。本発明の実施形態である画像形成装置（実施例３）の動作を示すフローチャート。本発明の実施形態である画像形成装置（実施例４）の動作を示すフローチャート。

符号の説明

１ａ、２ａＬＤドライバ
２コリメートレンズ
３ポリゴンスキャナ
４ｆθレンズ
５感光体
６同期検知素子（フォトセンサ）
１０ＬＤアレイ
１１コントロール回路
１２充電用定電流源
１３誤差増幅器
１４放電用電流源
１５バイアス電流源
１６Ａ／Ｄコンバータ
１７温度センサ

Claims

複数のレーザ光を走査して感光体に潜像を形成し、容量素子の充放電を利用してＡＰＣを行う画像形成装置において、
複数ビームを同時に発光させた時のモニタ電流値と、１ビームのみ発光させた時のモニタ電流値との比が規定範囲にない場合に、警告を表示してＡＰＣを行うことを禁止することを特徴とする画像形成装置。
各ビームのＡＰＣのサンプリング時のモニタ電流値の差が規定範囲にない場合に、警告を表示してＡＰＣを行うことを禁止することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
各ビームのＡＰＣのサンプリング時のモニタ電流値の和が規定範囲にない場合に、警告を表示してＡＰＣを行うことを禁止することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
ＡＰＣを行う場合に、ＬＤ部の温度を検知して光受光素子のモニタ電流値の値を補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。