JP2007121536A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチビーム光源における複数の発光素子の素子間で寿命に格差を生じさせないようにする。
【解決手段】画像入力部３０からメイン制御部３１に入力された画像データを画像処理部３１１で画像処理して、書込部３３に伝送する。伝送された画像情報は、画像情報分離部３３２において順次奇数ラインと偶数ラインの画像情報に分離され、ＬＤユニット駆動部３３４へ送信される。普通紙の場合は、通常の画像形成速度で処理されるため、書込時と除電時でそれぞれ２個のＬＤを使用する。厚紙などの特殊紙では、定着処理を半速で行い、画像形成処理と除電処理とを１個のＬＤで処理する。メイン制御部３１のＣＰＵ３１２は、半速制御時の画像形成動作で第１ＬＤを使用した場合に、ＬＤ除電時に使用するＬＤをこれとは異なる第２ＬＤをＬＤユニット選択部３３３で選択するよう制御する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、マルチビーム光源による複数のビームを用いて感光体を走査して静電潜像を形成し、画像形成を行う画像形成装置に関するものである。

従来、レーザ走査光学系を用いて感光体上にレーザ光を走査することにより静電潜像を形成し、電子写真技術を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置があった。この画像形成装置の感光体への主走査方向の走査速度は、ポリゴンモータの回転速度がパラメータとなり、走査速度の限界はポリゴンモータの回転速度の限界によって制限されることになる。

このように、感光体への主走査方向の走査速度に限界があることから、複数のレーザ光を１回の走査で同時平行的に感光体上を走査することで、レーザの走査速度を１／（レーザ素子数）で制御して感光体上に画像を形成する、いわゆるマルチビーム走査光学系が提案されている（特許文献１参照）。例えば、４つのレーザを用いた４ビーム走査光学系や、８つのビームを同時に走査する８ビーム走査光学系等が実現されている。

この種のマルチビーム走査光学系を有する画像形成装置では、画像形成される記録媒体の種類によって、画像形成速度を通常の記録媒体を使用する場合に比べて変速することが一般的に行われている。その変速の目的は、通常よりも厚手の紙やＯＨＰ用フィルム用紙などに画像形成する場合、トナー像を記録媒体上に融着させるための熱定着器において、トナー像を安定して融着させる熱量が異なることから、熱定着器により与えられる記録媒体への熱量を変化させることにある。

例えば、普通紙に対して、厚紙やＯＨＰ用フィルム用紙は、通常の半分程度の速度で熱定着器内を通過させる必要がある。これは、熱定着器のヒータ出力を変化させることなく記録媒体に与える熱量を変化させることが可能になるからである。このように、熱定着器内を通過させる記録媒体の速度を変速制御する場合、感光体上に画像形成する速度も同様に制御する必要があり、走査光学系による感光体上の静電潜像の形成速度も変化させる必要がある。

そこで、上記のマルチビーム走査光学系を用いて画像形成速度を変化させるには、ポリゴンモータの回転速度を変化させる必要が生じる。例えば、通常時に対して半分の速度で画像形成を行う場合は、ポリゴンモータの回転数を半分の速度に制御する必要がある。ポリゴンモータを回転制御するには、基準となるパルスの周波数を変化させれば良いが、通常時と半速時とで共に安定して一定の回転数で回転するようにポリゴンモータを設計するのは非常に困難であった。

このため、ポリゴンモータの速度制御範囲がなるべく狭くなるように制御する必要があり、厚紙時のように通常時と線速が異なる場合は、マルチビーム走査光学系の走査ビーム数を変更することが行われている。例えば、通常速度での画像形成時には、４ビームのマルチビームの書込を実施している場合に、半速での画像形成時に２ビームでのマルチビーム書込を実施することにより、ポリゴンモータの回転速度を同一にでき、ポリゴンモータの速度制御範囲を狭くすることが行われている。

また、電子写真技術を用いて画像を形成する画像形成装置では、感光体上を均一に帯電させた後、画像情報に基づいてレーザ光を走査することにより静電潜像を形成し、これにトナーを付着させて顕像化して記録媒体に転写していた。その後、感光体上に残留する余分なトナーをクリーニングしてから、不要な静電気を除去する除電処理が行われる。その除電装置としては、複数の赤外線ランプや発行ダイオード（ＬＥＤ）をアレイ状に配置した除電ランプが用いられ、隣接する赤外線ランプやＬＥＤの光が干渉する部分と干渉しない部分との間で除電むらが生じ、画像品質が劣化していた。

そこで、特許文献２では、画像書き込み用のレーザ光源を用いて感光体上の残留電位を除電することで、隣接する赤外線ランプやＬＥＤの光の干渉による除電むらを防止し、画像品質を向上させることが行われている。

特開２００１−１７１１６４号公報 特開平１１−２９６０３４号公報

しかしながら、上記特許文献１では、画像形成速度の変速に伴ってマルチビーム走査光学系の走査ビーム数を変更制御しようとすると、動作モードによらず常に点灯するレーザ素子と、モードによって点灯制御したり、消灯制御したりするレーザ素子が必ず生じるため、レーザ素子間で点灯時間にばらつきが発生する。一般にレーザ素子の寿命は、レーザの総点灯時間によって決まる。このため、マルチビームのレーザ素子の内、特定のレーザ素子のみが動作モードによらずに点灯時間が長くなることから、特定のレーザ素子のみ寿命が短くなってしまい、他のレーザ素子との間で寿命に差が生じ、メンテナンス期間が短くなるという問題があった。

また、上記特許文献２では、画像書き込み用のレーザ光源を用いて感光体の帯電電位を除電することにより、除電むらを防止することが可能となる。しかしながら、書き込み用のレーザ光源を用いて感光体上の帯電電位を除電する場合、書き込み時と除電時とで同じレーザ出力で走査していたため、感光体の光疲労が加速することが考えられ、感光体の寿命が必要以上に短くなるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチビーム光源における複数の発光素子の点灯時間のばらつきにより、素子寿命に格差が生じることを緩和し、複数の発光素子の点灯時間を少しでも平均化することで素子寿命を長く保ち、メンテナンス期間を伸ばすことが可能な画像形成装置を提供することを第１の目的とする。

また、画像書き込み用のレーザ光を用いて感光体上の帯電電位を除電する場合でも、感光体に対する光疲労が加速することなく、感光体の寿命低下を軽減することが可能な画像形成装置を提供することを第２の目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、画像情報に基づいて複数のビームを発するマルチビーム光源を駆動する駆動手段と、前記マルチビーム光源からの複数のビームを感光体上に平行して走査可能なマルチビーム走査手段と、該マルチビーム走査手段により感光体上にビームを走査して静電潜像を形成し、顕像化して画像を形成する画像形成手段と、前記マルチビーム光源を選択的に駆動させる駆動選択手段と、画像形成後に前記感光体上に残留する電位を前記マルチビーム光源のビームを走査して除電する際に、画像形成速度の変更に伴って前記駆動選択手段によりマルチビーム光源を選択的に駆動するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成後の感光体上の電位を除電するために駆動させるビームは、マルチビームのうち、直前の画像形成動作における画像形成速度に応じて選択的に駆動されたビームとは異なるビームを前記駆動選択手段により選択して駆動するよう制御することを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記駆動手段は、マルチビーム光源を駆動して前記感光体上の電位を除電する際に、画像形成時における書込エネルギーと異なるエネルギーに変更する除電エネルギー変更手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記除電エネルギー変更手段は、前記マルチビーム光源の点灯比率を任意に設定することにより除電エネルギーを変更することを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記除電エネルギー変更手段は、前記マルチビーム光源の発光光量を任意に設定することにより除電エネルギーを変更することを特徴とする。

請求項１にかかる画像形成装置は、画像情報に基づいて駆動手段が複数のビームを発するマルチビーム光源を駆動し、マルチビーム走査手段によりマルチビーム光源からの複数のビームを感光体上に平行して走査し、感光体上に形成された静電潜像を画像形成手段によって顕像化して画像を形成し、駆動選択手段によりマルチビーム光源を選択的に駆動させ、画像形成後の感光体上に残留する電位をマルチビーム光源のビームを走査して除電する際に、画像形成速度の変更に伴って制御手段が駆動選択手段に対してマルチビーム光源を選択的に駆動するように制御する。このため、マルチビーム光源を用いて感光体上の帯電電位を除電する際に、画像形成速度が変更されていても、複数のビーム素子のうち任意の素子を選択的に駆動することで、マルチビーム走査手段の走査速度の制御範囲を狭くしつつ、感光体の除電を実施することができるという効果を奏する。

請求項２にかかる画像形成装置は、マルチビームのうち、直前の画像形成動作における画像形成速度に応じて選択的に駆動されたビーム素子とは異なるビーム素子を駆動選択手段によって選択し、画像形成後の感光体を除電するために駆動して走査するよう制御手段が制御するため、ビーム素子の総点灯時間を平均化することが可能となり、特定のビーム素子のみ寿命が短くなって、メンテナンス期間が短くなるのを防止できるという効果を奏する。

請求項３にかかる画像形成装置は、マルチビーム光源を駆動して感光体上の電位を除電する際に、マルチビーム光源を駆動する駆動手段に画像形成時における書込エネルギーと異なるエネルギーに変更する除電エネルギー変更手段を備えているため、通常の画像形成時におけるビーム書込エネルギーと異なるエネルギーで除電処理することが可能となり、除電により必要以上に感光体が劣化するのを抑えられるという効果を奏する。

請求項４にかかる画像形成装置は、除電エネルギー変更手段において、マルチビーム光源の点灯比率（ＰＷＭ：パルス幅変調）を任意に設定することで除電エネルギーを変更するようにしたため、ビーム光源の除電エネルギーを簡便な制御により容易に変更できるという効果を奏する。

請求項５にかかる画像形成装置は、除電エネルギー変更手段において、マルチビーム光源の発光光量（ＡＭ：振幅変調）を任意に設定することで除電エネルギーを変更するようにしたため、感光体面に対して均一なエネルギー分布によるビーム除電が可能になるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明にかかる画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置１０は、電子写真技術を用いて画像を形成するもので、感光体としての感光体ドラム１１、マルチビーム光源としての２ＬＤ（レーザダイオード）ユニットを含む２ビーム書込ユニット１２、現像ユニット１４、転写ユニット１５、分離ユニット１６、クリーニングユニット１７、熱定着器１８、および帯電器１９などにより画像形成手段を構成している。なお、図中に破線で示した符号１３は、本発明の構成により不要となる除電ランプ１３を示している。

図１の画像形成装置１０は、帯電器１９により感光体ドラム１１の表面を均一に帯電させた後、２ビーム書込ユニット１２からの複数のレーザビームを用いて感光体ドラム１１上を走査させることで静電潜像が形成される。感光体ドラム１１上に形成された静電潜像は、感光体ドラム１１を時計方向に回転させながら、現像ユニット１４の位置でトナーによる現像処理が行われ、顕像化する。

感光体ドラム１１に形成されたトナー像は、転写ユニット１５によって不図示の転写紙に転写されると共に、分離ユニット１６で分離処理される。この転写紙に転写されたトナー像は、熱定着器１８によって転写紙に熱融着され、最終画像が得られる。その後、感光体ドラム１１の表面に残留している不要なトナーは、クリーニングユニット１７で除去される。

従来は、クリーニングユニット１７の上方に図示した除電ランプ１３を使って感光体ドラム１１に残留する不要な電位を除電していたが、本発明ではこの除電ランプ１３を配置せずに、画像書込を行う２ビーム書込ユニット１２によって除電処理を行う点に特徴がある。

このため、第１の実施の形態では、感光体ドラム１１の表面に残留する電位を２ビーム書込ユニット１２からのレーザ走査により除電処理を行った後、帯電器１９により均一な帯電処理が行われる。

図２は、図１の２ビーム書込ユニットにおけるマルチビーム走査光学系の構成を示す斜視図である。図２に示すマルチビーム走査光学系は、マルチビーム光源として２個のレーザダイオードを備えた２ＬＤユニット２０、その２ＬＤユニット２０から出射されたレーザ光を反射して感光体ドラム１１上にレンズ等の光学素子を介して走査させる回転多面鏡２１（以下、ポリゴンミラー）、感光体ドラム１１上でのレーザの走査を等速にするためのｆθレンズ２２、および反射ミラー２３などを備えている。

また、このマルチビーム走査光学系には、ポリゴンミラー２１の回転位置を検出し、電気的なタイミング信号を生成する光検出器２４が図２のように配置されていて、ポリゴンミラー２１により回転走査された各々のマルチビーム走査光学系のレーザ光が反射ミラー２５により感光体１１に到達する前に光検出器２４を走査するよう配置されている。

図３は、図２の２ＬＤユニットの構成例を説明する図である。図３に示す２ＬＤユニット２０は、第１ＬＤ２０１、第２ＬＤ２０２、コリメートレンズ２０３，２０４、アパーチャ２０５，２０６、ビーム合成プリズム２０７等によって構成されている。

第１ＬＤ２０１から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ２０１とアパーチャ２０５を通過し、ビーム合成プリズム２０７の反射面ｂを通過してプリズムより出射される。また、第２ＬＤ２０２から出射されたレーザ光は、同様にコリメートレンズ２０４とアパーチャ２０６を通過し、ビーム合成プリズム２０７の反射面ａ、ｂにて反射されプリズムより出射される。このように、２ＬＤユニット２０は、各ＬＤのレーザ光の走査ピッチを近接（ビーム合成）させるためのものである。

そして、感光体ドラム１１上のビーム走査ピッチの調整は、第１ＬＤ２０１を中心として、２ＬＤユニット２０全体をビーム出射方向に対し垂直方向に回転可能な構成を取ることにより実現している。より具体的には、ステッピングモータ２６を動力源とし、微小な回転角度はステッピングモータ２６の回転パルス数を変化させることにより制御するものである。

マルチビーム走査光学系が感光体ドラム１１上を走査するピッチは、２ＬＤユニット２０の取り付けや、マルチビーム走査光学系の光学素子の光学特性のばらつき、あるいは、各光学素子の取り付け精度等により必ずしも同一とはなり得ない。このため、ステッピングモータ２６により２ＬＤユニット２０の回転角度を調整することにより、感光体ドラム１１上に一定の走査ピッチでレーザを走査することが可能となる。

上記したポリゴンミラー２１の回転数ＲＰＭは、画像形成装置における印字速度の要求から決定され、感光体線速 をｖ（mm/s）とし、印字画素密度をｄｐｉ（dot per inch）とし、ポリゴンミラー２１のミラー面数をｎとすると、次式（１）のように決定される。
ＲＰＭ ＝ （ｖ×ｄｐｉ×６０）／（２５．４×ｎ） ………（１）

また、上記（１）式は、単一のレーザを感光体ドラム１１上に走査させる場合のポリゴンミラー２１の回転数であって、複数のＬＤを同時に走査させる場合のポリゴンミラーの回転数ＲＰＭ（ｍ）は、次式（２）で与えられる。
ＲＰＭ（ｍ）＝ （ｖ×ｄｐｉ×６０）／（２５．４×ｎ×ｍ） ………（２）
（ｍ：ＬＤの同時走査数）
このように、第１の実施の形態では、ＬＤが２個の場合であるので、ｍ＝２となり、ＬＤが１個の場合のポリゴンミラー２１の回転数と比較すると、１／２の回転数に抑えることが可能となる。

図４は、図１の２ビーム書込ユニットにおいて入力画像データを画像処理してＬＤを駆動するためのメイン制御部と書込部との構成を説明するブロック図である。図４に示すように、メイン制御部３１は、画像処理を行う画像処理部３１１、本発明に特徴的な制御を行う制御手段としてのＣＰＵ３１２などを備えている。また、書込部３３は、同期信号分離部３３１、画像情報分離部３３２、ＬＤユニット駆動部３３４などを備えている。さらに、画像情報分離部３３２は、ＬＤユニット駆動部３３４で駆動するＬＤユニットを任意に選択可能とするＬＤユニット選択部３３３を備えている。

図４の画像入力部３０からメイン制御部３１に入力された画像データは、画像処理部３１１において画像処理され、書込部３３に伝送される。感光体ドラム１１への書込用光源としては、ここでは半導体レーザダイオード（ＬＤ）が用いられている（ここでは、図３の２ＬＤユニット２０）。

画像入力部３０により入力された画像データは、通常６００ｄｐｉの画素密度で送信されるものとする。画像入力部３０により画像データが送信される前に、画素密度の指定情報が書込部３３に送出される。書込部３３は、送られてきた画素密度情報に応じて、２ＬＤユニット２０をステッピングモータ２６を用いて制御することによりピッチの切り替えを行い、画素密度に応じた走査ピッチで感光体ドラム１１上にレーザを走査することができる。

〔普通紙の処理〕
記録媒体が普通紙の場合は、感光体線速Ａ（ｍｍ／ｓ）で画像形成が行われるものとし、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は転写ユニット１５、分離ユニット１６により普通紙上に転写され、熱定着器１８によって熱融着されて、最終画像が得られる。普通紙の場合は、従来と同様の動作によってマルチビーム走査光学系により感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。

図５は、図４のＬＤユニット駆動部の構成を説明するブロック図である。図５に示すように、ＬＤユニット駆動部３３４は、制御部３３４１、第１ＬＤ２０１を変調制御する第１ＬＤ変調部３３４４、第２ＬＤ２０２を変調制御する第２ＬＤ変調部３３４５などにより構成されている。さらに、制御部３３４１は、自画像データ生成部３３４２、除電エネルギー変更手段としての除電エネルギー変更部３３４３を備えている。

そして、図４のメイン制御部３１から書込部３３に伝送される画像情報は、通常は主走査方向の走査ライン毎の情報として順次送信されてくるので、画像情報分離部３３２において順次奇数ラインと偶数ラインの画像情報に分離され、ＬＤユニット駆動部３３４へ送信される。

ＬＤユニット駆動部３３４には、同期信号としてＤＥＴＰ１とＤＥＴＰ２が接続されている。このＬＤユニット駆動部３３４においては、奇数ライン目の画像情報をＤＥＴＰ１信号の同期パルスの立ち下がりエッジに同期させて、第１ＬＤ変調部３３４４に送信し、偶数ライン目の画像情報をＤＥＴＰ２信号の同期パルスの立ち下がりエッジに同期させて、第２ＬＤ変調部３３４５に送信するようにする。

第１ＬＤ変調部３３４４および第２ＬＤ変調部３３４５は、各々ポリゴンミラー２１の回転と同期した信号（ＤＥＴＰ１、ＤＥＴＰ２）に同期して送信されたライン画像情報に応じて、第１ＬＤ２０１と第２ＬＤ２０２とを変調制御し、ＬＤを発光させて、図２に示すような２ビーム走査光学系により感光体１１上に２ライン同時に所定のビームピッチで平行走査を行うことで、静電潜像が形成される。このように、画像入力部３０から入力された画像情報と画素密度情報とに基づいて、感光体１１上に静電潜像が形成される。

本第１の実施の形態では、ＬＤにより除電を実施する構成を採用しているため、ＬＤ除電を実施するタイミングは、上記した通常の画像形成動作の終了後、次の画像形成動作を開始するまでのスタンバイ状態へ移行する直前に実施されるものとする。これは、次の画像形成動作が開始されるまでは、感光体に帯電装置により均一な帯電が成されないため、直前の画像形成動作によって残留電位が発生しているためである。

仮に、図１に示すような除電ランプ１３が用意された装置であれば、画像形成動作の最下流で除電を行えば良いが、第１の実施の形態では、除電ランプ１３が用意されていないため、画像形成動作後にＬＤによる除電を実施し、感光体１１上に残留する不要な電位を除去するようにする。これは、感光体に残留電位が残ったまま、次の画像形成動作まで放置されるとすると、次の作像動作に対して悪影響を与える可能性があるからである。

図６は、普通紙を用いた場合のレーザによる除電動作のフローチャートである。普通紙の場合は、従来と同様の動作により、２ビーム走査光学系によって感光体上に静電潜像が形成されるため、画像形成後のＬＤによる除電の際にも２ビームを共に使用して除電を実施する必要がある。上記したＬＤ除電によるＬＤ点灯時間は、感光体１１が一周する間、常に点灯している必要があり、ＬＤの寿命に与える影響は、ＬＤによる除電を実施しない場合と比較すると大きくなる。

〔特殊紙の処理〕
次に、画像形成に使用する記録媒体が、厚紙やＯＨＰ用紙などの特殊紙を用いる場合について説明する。記録媒体が特殊紙の場合は、一般的に普通紙に比べると単位面積あたりの熱容量が大きくなるため、熱定着器１８により与えるべき熱量を増加させないと、安定した定着像が得られなくなるおそれがある。そこで、熱定着器１８内のヒータの発熱量を増加させることも考えられるが、一般的には装置全体の消費電力の限界からヒータの消費電力を増加させることは難しく、むやみにヒータの消費電力を増加させて装置全体の最大消費電力が１５００Ｗ以上になると、一般家庭用コンセントでは使用できない装置となる。

そこで、熱定着器１８のヒータの消費電力を変えずに、記録媒体に対して与える熱量を増加させるためには、熱定着器１８内を記録媒体が通過する速度を遅くし、単位時間あたりに記録媒体に与える熱量を増加させてやればよい。第１の実施の形態では、特殊紙に対して画像を形成する場合、熱定着器１８での紙搬送線速は、普通紙の半分のＡ／２（ｍｍ／ｓ）であるものとする。

また、装置全体の大きさを小さくする観点からは、熱定着器１８での紙搬送線速と感光体線速を同一にして、紙搬搬送経路をなるべく短くすることが望ましいため、感光体線速も同様にＡ／２（ｍｍ／ｓ）で画像形成を行うようにする。感光体１１上に形成されたトナー像は、転写ユニット１５、分離ユニット１６により普通紙上に転写されて、熱定着器１８により熱融着されて最終画像を得るようにする。

特殊紙の場合は、以下のようにして２ビーム走査光学系により感光体１１上に静電潜像が形成される。特殊紙の場合、図４に示すように、メイン制御部３１から書込部３３に伝送される画像情報は、通常は主走査方向の走査ライン毎の情報として順次送信されてくるので、画像情報分離部３３２において、ライン単位でＬＤユニット駆動部３３４へ送信する。

そして、通常速度の場合は、画像情報分離部３３２において、偶数ラインと奇数ラインに画像情報を分離して、ＬＤユニット駆動部３３４へ画像データを送信する。しかし、通常速度に対して半速（Ａ／２ｍｍ／ｓ）で画像形成を行う場合は、画像情報分離部３３２において画像データを分離することなく、ＬＤユニット選択部３３３で選択されたＬＤに対し、順次ライン単位でＬＤユニット駆動部３３４へ送出すれば良い。このＬＤユニット駆動部３３４に対しては、半速時にも同様に同期信号としてＤＥＴＰ１とＤＥＴＰ２が接続されているものとする。

ＬＤユニット駆動部３３４においては、ＬＤユニット選択部３３３で選択されたＬＤが、図５に示す第１ＬＤ２０１の場合は、ライン単位の画像情報をＤＥＴＰ１信号の同期パルスの立ち下がりエッジに同期させて、第１ＬＤ変調部３３４４送信し、白画像データ生成部３３４２にて、白画像データを生成し、ＤＥＴＰ２信号の同期パルスの立ち下がりエッジに同期させて、第２ＬＤ変調部３３４５に送信するものとする。

ＬＤユニット選択部３３３で選択されたＬＤが第２ＬＤ２０２であった場合は、上記とは逆に白画像データ生成部３３４２にて、白画像データを生成し、ＤＥＴＰ１信号の同期パルスの立ち下がりエッジに同期させて、第１ＬＤ変調部３３４４に送信し、ライン単位の画像情報をＤＥＴＰ２信号の同期パルスの立ち下がりエッジに同期させて、第２ＬＤ変調部３３４５に送信するものとする。

このように、第１ＬＤ変調部３３４４および第２ＬＤ変調部３３４５は、各々ポリゴンミラー２１の回転と同期した信号（ＤＥＴＰ１、ＤＥＴＰ２）に同期して送信されたライン画像情報に応じて、第１ＬＤ２０１と第２ＬＤ２０２を変調制御して、ＬＤを発光させ、２ビーム走査光学系により感光体１１上に２ライン同時に所定のビームピッチで平行走査して静電潜像を形成する。

そして、上記した画像形成動作後にＬＤにより除電を実施する場合は、従来は直前の画像形成動作で使用していた同じＬＤを使って除電処理を行っていた。しかし、第１の実施の形態では、除電処理を行うＬＤを直前の画像形成動作で使用していたＬＤとは異なるＬＤを選択するように、ＣＰＵ３１２がＬＤユニット制御部３３３を制御する点に特徴がある。

図７は、半速制御時に画像形成と除電とを行うＬＤの動作を説明するフローチャートである。図７に示すように、半速制御による画像形成動作において、第１ＬＤ２０１が使用されると（ステップＳ２００）、メイン制御部３１のＣＰＵ３１２は、半速制御による画像形成後の除電動作において画像形成動作で使用していた第１ＬＤ２０１とは異なるもう一方の第２ＬＤ２０２を、ＬＤユニット選択部３３３で選択して除電処理を行うようにする（ステップＳ２０１）。

このように、第１の実施の形態によれば、半速制御による画像形成後の除電時には、画像形成動作で使用していた片方のＬＤとは異なるＬＤを使って除電処理を行うため、２つのＬＤの使用時間を均等にすることが可能となり、複数のＬＤ間で寿命に差が生じるのを防ぐことができる。これにより、ＬＤの寿命が到来して交換を行わなければならないメンテナンス期間をできるだけ長くとることができる。

（第２の実施の形態）
また、従来は、画像形成動作後にＬＤによる除電を行う場合、画像形成動作時と除電時とで同じＬＤエネルギーを用いて実施していた。このため、少なからず感光体への光疲労が蓄積することが考えられる。しかし、感光体上の残留電位を除去する目的からすると、必ずしも書込エネルギーと除電エネルギーとが同じである必要はなく、画像形成動作時の書込エネルギーよりも小さいＬＤエネルギーで十分な除電処理ができる場合がある。

このため、第２の実施の形態の特徴的な構成は、ＬＤを使って除電処理する際に、感光体の残留電位を除去するために必要十分なエネルギーであって、書込エネルギーよりも小さいエネルギーに変更してＬＤを駆動する点にある。図５に示すＬＤユニット駆動部３３４の制御部３３４１内には、除電エネルギー変更部３３４３が設けられており、書込時に比べて除電時のＬＤエネルギーを変更（低下）させるものである。

マルチビーム光源である複数のＬＤを用いて画像形成動作後、除電動作を行う際に、除電エネルギー変更部３３４３によってＬＤエネルギーを変更するようにする。第２の実施の形態の除電エネルギーの変更態様としては、マルチビーム光源の点灯比率（ＰＷＭ：パルス幅変調）を任意に設定することにより、除電エネルギーを変更するものである。

図８は、画像形成時とは異なるＬＤエネルギーに変更して除電動作を行う場合のフローチャートである。図８に示すように、画像形成時には通常と同様に２つのＬＤとＬＤエネルギーとを使って画像の書込みが行われる（ステップＳ３００）。そして、画像形成後に行われる除電動作では、画像形成時と同様に２つのＬＤを使用するが、画像形成時に比べてＬＤエネルギーを変更（低下）して、除電処理が行われる（ステップＳ３０１）。ここでは、除電エネルギーの変更を光源の点灯比率を変えることで行っている。

このように、第２の実施の形態によれば、除電エネルギー変更部３３４３においてマルチビーム光源の点灯比率（駆動パルスのパルス幅）を変える簡便な制御を行うだけで、ビーム光源の除電エネルギーを容易に変更することが可能となる。また、画像形成動作の書込時のエネルギーよりも小さいが、感光体の残留電位を除去するのに必要十分なエネルギーレベルまで低下させたことで、通常時よりもＬＤの総点灯時間が抑えられ、その分ＬＤの寿命を延ばすことができる。さらに、除電時に点灯するＬＤの除電エネルギーを低下させることにより、除電時における不要な感光体の劣化を抑えることができる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の特徴的な構成は、第２の実施の形態と同様に、ＬＤを使って除電処理する際に、感光体の残留電位を除去するために必要十分なエネルギーであって、書込エネルギーよりも小さいエネルギーに変更してＬＤを駆動する除電エネルギー変更部３３４３が設けられている点にある。しかし、第３の実施の形態の除電エネルギー変更部３３４３は、除電エネルギーの変更態様が第２の実施の形態とは異なり、マルチビーム光源の発光光量（ＡＭ：振幅変調）を任意に設定することにより、除電エネルギーを変更するものである。

図８のステップＳ３００における画像形成時には、通常と同様に２つのＬＤとＬＤエネルギーとを使って画像の書込みが行われる。そして、ステップＳ３０１におけるエネルギー変更処理は、ここでは光源の発光光量を変えることで行っている。

このように、第３の実施の形態によれば、除電エネルギー変更部３３４３においてマルチビーム光源の発光光量（駆動パルスの振幅）を変える簡便な制御を行うだけで、ビーム光源の除電エネルギーを容易に変更することが可能となる。また、マルチビーム光源の発光光量を変更するため、感光体面に対して均一なエネルギー分布によるビーム除電が可能となり、より一層高画質化することが可能となる。さらに、マルチビーム光源の発光光量の変更は、ＬＤの発光エネルギーをＬＤのＤＣ点灯時の発光パワーを変更することによって実現するため、十分な除電の効果が得られつつ、感光体の劣化を抑える制御が可能となる。

なお、上記した各実施の形態では、２ＬＤユニットを用いて実施したが、必ずしもこれに限定されず、ＬＤの同一パッケージ内に近接して複数のＬＤ発光点を同一線上に配置したＬＤアレイを用いて実施しても良い。

また、上記した各実施の形態では、図４の画像入力部３０からの画像データとして、パーソナルコンピュータ、ファクシミリの送信画像データ、複写機の画像読み取りスキャナの読み取りデータ、あるいは、パーソナルコンピュータを介して、機器に接続されるスキャナにより送信される画像データ等が考えられるが、本発明ではこれら全ての画像情報について実現することが可能である。

以上のように、本発明にかかる画像形成装置は、複数のビーム光源を用いて感光体へ画像の書込みを行い、電子写真技術を用いて画像を形成する、デジタル複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ、あるいはこれらの機能を複合的に併せ持つ複合機などの画像形成装置に適している。

本発明にかかる画像形成装置の概略構成図である。 図１の２ビーム書込ユニットにおけるマルチビーム走査光学系の構成を示す斜視図である。 図２の２ＬＤユニットの構成例を説明する図である。 図１の２ビーム書込ユニットにおいて入力画像データを画像処理してＬＤを駆動するためのメイン制御部と書込部との構成を説明するブロック図である。 図４のＬＤユニット駆動部の構成を説明するブロック図である。 普通紙を用いた場合のレーザによる除電動作のフローチャートである。 半速制御時に画像形成と除電とを行うＬＤの動作を説明するフローチャートである。 画像形成時とは異なるＬＤエネルギーに変更して除電動作を行う場合のフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１ 感光体ドラム
１２ ２ビーム書込ユニット
１３ 除電ランプ
１４ 現像ユニット
１５ 転写ユニット
１６ 分離ユニット
１７ クリーニングユニット
１８ 熱定着器
１９ 帯電器
２０ ２ＬＤユニット
２０１ 第１ＬＤ
２０２ 第２ＬＤ
２０３，２０４ コリメートレンズ
２０５，２０６ アパーチャ
２０７ ビーム合成プリズム
２１ 回転多面鏡（ポリゴンミラー）
２２ ｆθレンズ
２３ 反射ミラー
２４ 光検出器
２５ 反射ミラー
２６ ステッピングモータ
３０ 画像入力部
３１ メイン制御部
３１１ 画像処理部
３１２ ＣＰＵ
３１３ ＲＯＭ
３１４ ＲＡＭ
３２ 光検出器
３３ 書込部
３３１ 同期信号分離部
３３２ 画像情報分離部
３３３ ＬＤユニット選択部
３３４ ＬＤユニット駆動部
３３４１ 制御部
３３４２ 自画像データ生成部
３３４３ 除電エネルギー変更部
３３４４ 第１ＬＤ変調部
３３４５ 第２ＬＤ変調部

Claims (5)

1. 画像情報に基づいて複数のビームを発するマルチビーム光源を駆動する駆動手段と、
   前記マルチビーム光源からの複数のビームを感光体上に平行して走査可能なマルチビーム走査手段と、
   該マルチビーム走査手段により感光体上にビームを走査して静電潜像を形成し、顕像化して画像を形成する画像形成手段と、
   前記マルチビーム光源を選択的に駆動させる駆動選択手段と、
   画像形成後に前記感光体上に残留する電位を前記マルチビーム光源のビームを走査して除電する際に、画像形成速度の変更に伴って前記駆動選択手段によりマルチビーム光源を選択的に駆動するよう制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、画像形成後の感光体上の電位を除電するために駆動させるビームは、マルチビームのうち、直前の画像形成動作における画像形成速度に応じて選択的に駆動されたビームとは異なるビームを前記駆動選択手段により選択して駆動するよう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。
3. 前記駆動手段は、マルチビーム光源を駆動して前記感光体上の電位を除電する際に、画像形成時における書込エネルギーと異なるエネルギーに変更する除電エネルギー変更手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記除電エネルギー変更手段は、前記マルチビーム光源の点灯比率を任意に設定することにより除電エネルギーを変更することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記除電エネルギー変更手段は、前記マルチビーム光源の発光光量を任意に設定することにより除電エネルギーを変更することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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