JP2007192941A - Image forming apparatus and method for controlling the image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus and method for controlling the image forming apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain stable image output over a long period even if the wear of a charge-transporting layer in the surface of a photoreceptor progresses with the lapse of time in an image forming apparatus using a multibeam laser for an exposure. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is provided with: a photoreceptor drum 11 for carrying an image; a charging device 12 for charging the photoreceptor drum 11; an exposing device 20 having a semiconductor laser (multibeam laser ROS) 21 composed of a plurality of illumination lasers for forming a latent image on the photoreceptor drum 11 formed by the exposing device 20; and a control part 30 grasping the degree of deterioration in the photoreceptor drum 11, increasing the output duty of the semiconductor laser (multibeam laser ROS) 21 based on the grasped degree of deterioration, and subjecting the multibeam to lightening control with binary values. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置等に係り、より詳しくは、感光体を用いて画像を形成する画像形成装置等に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, and more particularly to an image forming apparatus that forms an image using a photoreceptor.

従来、電子写真方式とレーザ露光を組み合わせた画像形成装置が広く用いられている。この方式を採用した画像形成装置では、例えばレーザをパルス幅変調(PWM)することにより現像濃度を可変する技術が採用されている。このパルス幅変調では、そのデューティを大きくすれば現像濃度が上がり、逆にデューティを小さくすれば現像濃度が下がる。   Conventionally, an image forming apparatus combining an electrophotographic method and laser exposure has been widely used. In an image forming apparatus that employs this method, for example, a technique of varying the development density by pulse width modulation (PWM) of a laser is employed. In this pulse width modulation, if the duty is increased, the development density is increased. Conversely, if the duty is decreased, the development density is decreased.

一方、高解像度化のために面発光レーザ(VCSEL)を用いて露光をマルチビーム化すると共に、1ビーム当たりの発光スポット径を極小化する技術が存在する。この場合には、各発光スポットのパルス幅変調は行わず、ON/OFFの2値制御と単位面積当たりの同時発光スポット数で画像の階調を表現することが可能である。パルス幅変調をしないのは単位面積当たりの同時発光スポットのON/OFFだけでも階調表現が充分に出来るようになったことが主たる理由である。また、高速でマルチビームを制御するためには、ビデオレートを上げる必要があり、もはや出力階調度に合わせてパルス幅変調をするのが困難になってきたことも背景にある。   On the other hand, there is a technique for minimizing the diameter of a light emission spot per beam while using a surface emitting laser (VCSEL) to make the exposure multi-beam for high resolution. In this case, the pulse width modulation of each light emitting spot is not performed, and the gradation of the image can be expressed by binary control of ON / OFF and the number of simultaneous light emitting spots per unit area. The main reason for not performing the pulse width modulation is that the gradation expression can be sufficiently achieved only by turning ON / OFF the simultaneous light emission spots per unit area. In addition, in order to control multi-beams at high speed, it is necessary to increase the video rate, and it is no longer possible to perform pulse width modulation according to the output gradation degree.

ここで、電子写真方式による画像形成装置においては、像担持体である感光体の周りにて、帯電、露光、現像、転写、清掃の各工程が順次繰り返される。このうち清掃工程では、例えば板状の部材(クリーニングブレード)が設けられ、感光体表面から余剰の現像材を掻き取っている。そして、この板状の部材が感光体表面に摩擦接触することで、感光体表面に塗布された電荷輸送層が磨耗する。この磨耗による感光体の経時劣化は、感光体の感度を低下させ、ひいては画像品質を悪化させる原因となる。   Here, in an electrophotographic image forming apparatus, charging, exposure, development, transfer, and cleaning processes are sequentially repeated around a photoconductor as an image carrier. Among these, in the cleaning process, for example, a plate-like member (cleaning blade) is provided to scrape excess developer from the surface of the photoreceptor. The plate-like member is brought into frictional contact with the surface of the photoconductor, so that the charge transport layer applied on the surface of the photoconductor is worn. The deterioration of the photosensitive member over time due to the wear reduces the sensitivity of the photosensitive member, and consequently deteriorates the image quality.

この感光体を取り巻く構成要素の調整パラメータとして、感光体の帯電電位、現像バイアス電位、露光電位などがある。これらの調整パラメータは、工場出荷時の感光体の特性を基に、全体のバランスを取って初期調整されている。しかし、上述のように感光体が経時劣化すると、感光体の特性が変化してしまい、所望の画像品質が得られなくなる。従来では、感光体の感度低下によって画像品質が悪化すると、感光体を即座に交換していた。その一方で、ランニングコスト低減に向けての課題として、感光体をできるだけ長期に亘って使用することが要求されている。   The adjustment parameters of the components surrounding the photoconductor include a charging potential of the photoconductor, a developing bias potential, and an exposure potential. These adjustment parameters are initially adjusted in a balanced manner based on the characteristics of the photoreceptor at the time of shipment from the factory. However, when the photoconductor deteriorates with time as described above, the characteristics of the photoconductor change and the desired image quality cannot be obtained. Conventionally, when image quality deteriorates due to a reduction in sensitivity of the photoreceptor, the photoreceptor is immediately replaced. On the other hand, as a problem for reducing the running cost, it is required to use the photoreceptor for as long as possible.

ここで、公報記載の従来技術として、感光体劣化度に応じてレーザ光量の調整を行い、出力画像を制御して常に良好な画像を保持できるようにする技術が存在する(例えば、特許文献1参照。)。また、他の公報記載の技術として、感光体の塗りムラや部分劣化などの不均一な要素を排除することによって、感光体の主走査方向に均一な画像を形成するものが存在する(例えば、特許文献2参照。)。   Here, as a conventional technique described in the publication, there is a technique that adjusts the amount of laser light in accordance with the degree of deterioration of the photoconductor and controls the output image so that a good image can be always maintained (for example, Patent Document 1). reference.). In addition, as a technique described in other publications, there is one that forms a uniform image in the main scanning direction of the photosensitive member by eliminating non-uniform elements such as uneven coating and partial deterioration of the photosensitive member (for example, (See Patent Document 2).

特開平5−323740号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-323740 特開2002−236400号公報JP 2002-236400 A

上述のように、マルチビームレーザである面発光レーザを用いた露光では、階調表現に際して各発光スポットのパルス幅変調を必要とせず、ON/OFFの2値制御と単位面積当たりの同時発光スポット数で画像の階調を表現することが可能である。その一方で、階調表現とは別に、例えば濃度ムラの補正等のために光量を制御することが必要となる場合がある。かかる場合に、この面発光レーザを用いた技術では、例えば出力設定用基準電圧(VREF)を可変にすることで、光量制御が行われる。   As described above, in exposure using a surface emitting laser that is a multi-beam laser, pulse width modulation of each light emitting spot is not necessary for gradation expression, binary control of ON / OFF and simultaneous light emitting spots per unit area It is possible to express the gradation of an image with a number. On the other hand, separately from the gradation expression, it may be necessary to control the amount of light, for example, to correct density unevenness. In such a case, in the technique using the surface emitting laser, the light amount control is performed by making the output setting reference voltage (VREF) variable, for example.

しかしながら、パルス幅変調が露光エネルギの主走査方向および副走査方向への空間的な可変を持たせているのに対し、出力設定用基準電圧を振る(変化させる)ことは、主走査方向および副走査方向への空間的な広がりを持たずに露光エネルギそのものを可変していることになる。そのために、例えば光量調整範囲(ダイナミックレンジ)を拡大しようと考えた場合、出力設定用基準電圧を変化させる方法では、パルス幅変調に比べて十分な調整範囲が得られない。特に、画像形成装置を工場出荷時から長期間にわたって稼動させようとした場合には、光量調整範囲に制約があると、経時変化に十分に対応ができなくなる。上記各特許文献では、このようなマルチビームレーザにおける固有の問題点に対応できるものではなく、マルチビームレーザを露光に用いた画像形成装置にて、感光体の長寿命化を図ることは困難である。   However, while pulse width modulation provides spatial variation of exposure energy in the main scanning direction and sub-scanning direction, it is possible to vary (change) the output setting reference voltage in the main scanning direction and sub-scanning direction. The exposure energy itself is variable without having a spatial spread in the scanning direction. For this reason, for example, when it is considered to expand the light amount adjustment range (dynamic range), the method for changing the output setting reference voltage cannot provide a sufficient adjustment range as compared with the pulse width modulation. In particular, when the image forming apparatus is to be operated for a long period from the time of shipment from the factory, if the light amount adjustment range is restricted, it is not possible to sufficiently cope with changes with time. In each of the above patent documents, it is not possible to cope with such problems inherent in the multi-beam laser, and it is difficult to extend the life of the photoconductor in an image forming apparatus using the multi-beam laser for exposure. is there.

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、マルチビームレーザを露光に用いた画像形成装置において、例えば経時変化に伴い感光体表面の電荷輸送層の磨耗が進んでも、長期間にわたって安定した画像出力を得ることにある。
また他の目的は、マルチビームレーザを露光に用いる際に、光量調整範囲を確保することで一定の濃度再現レベルを維持することにある。
The present invention has been made in order to solve the technical problems as described above, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus using a multi-beam laser for exposure, for example, a photoreceptor along with a change with time. It is to obtain a stable image output over a long period of time even when the surface charge transport layer is worn.
Another object is to maintain a constant density reproduction level by securing a light amount adjustment range when a multi-beam laser is used for exposure.

かかる目的を達成するために、本発明が適用される画像形成装置は、像を担持する像担持体と、この像担持体を帯電する帯電器と、帯電器により帯電された像担持体に潜像を形成するための複数の発光レーザからなるマルチビームレーザを有する露光器と、この露光器により形成された像担持体の潜像を現像する現像器と、像担持体の劣化度合いを把握し、把握された劣化度合いに基づいてマルチビームレーザの出力デューティを引き上げてこのマルチビームを2値で点灯制御する制御手段と、を有している。   In order to achieve such an object, an image forming apparatus to which the present invention is applied includes an image carrier that carries an image, a charger that charges the image carrier, and an image carrier that is charged by the charger. An exposure device having a multi-beam laser composed of a plurality of light emitting lasers for forming an image, a developing device for developing a latent image of the image carrier formed by the exposure device, and a degree of deterioration of the image carrier are grasped. And control means for raising the output duty of the multi-beam laser based on the recognized degree of deterioration and controlling the lighting of the multi-beam in binary.

ここで、この制御手段は、像担持体の劣化度合いに応じて出力デューティを段階的に引き上げることを特徴とすることができる。
また、この制御手段は、像担持体の劣化が進んでいない状態にて、出力デューティの最大値の約50%に抑えて出力デューティの初期値とし、この初期値から段階的に引き上げることを特徴とすることができる。
更に、この制御手段は、マルチビームレーザの出力デューティの引き上げに伴い、帯電器の帯電電位、および前記現像器の現像バイアス電位を調整することを特徴とすれば、現像性能を大きく変えずに出力画像濃度の低下を抑制することができる点で優れている。
また更に、この制御手段は、累積印字枚数を把握し、把握された累積印字枚数から像担持体の劣化度合いを把握することを特徴とすることができる。
Here, the control means can be characterized in that the output duty is increased stepwise in accordance with the degree of deterioration of the image carrier.
Further, the control means is characterized in that the initial value of the output duty is suppressed to about 50% of the maximum value of the output duty in a state where the deterioration of the image carrier is not progressing, and is increased stepwise from the initial value. It can be.
Further, the control means adjusts the charging potential of the charger and the developing bias potential of the developing device as the output duty of the multi-beam laser is increased. It is excellent in that the decrease in image density can be suppressed.
Furthermore, this control means can grasp the accumulated number of printed sheets and grasp the degree of deterioration of the image carrier from the grasped accumulated number of printed sheets.

他の観点から捉えると、本発明は、像担持体に帯電、露光、現像を施して画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、この像担持体の劣化が進んでいない初期状態にて、露光を行うマルチビームレーザを第1の出力デューティにて2値で点灯制御するステップと、この像担持体の劣化度合いを把握するステップと、把握される像担持体の劣化度合いが予め定められた状態よりも進んでいるか否かを判断するステップと、予め定められた状態よりも劣化度合いが進んでいると判断される場合に、この第1の出力デューティよりも高い出力デューティである第2の出力デューティにてマルチビームレーザを2値で点灯制御するステップと、を含む。   From another point of view, the present invention is a control method for an image forming apparatus that forms an image by charging, exposing, and developing the image carrier, and the image carrier is in an initial state in which the image carrier has not deteriorated. The step of controlling the multi-beam laser to be exposed to light at a first output duty with a binary value, the step of grasping the degree of deterioration of the image carrier, and the degree of degradation of the image carrier to be grasped are determined in advance. A step of determining whether or not the state is advanced from a predetermined state, and a first output duty that is higher than the first output duty when it is determined that the degree of deterioration is advanced from a predetermined state. And controlling lighting of the multi-beam laser in binary with an output duty of 2.

ここで、この予め定められた状態よりも更に劣化度合いの高い状態を予め定め、この高い状態よりも劣化度合いが進んだと判断される場合に、第2の出力デューティよりも高い出力デューティである第3の出力デューティにてマルチビームレーザを2値で点灯制御することを特徴とすることができる。
また、この第1の出力デューティを引き上げて第2の出力デューティ、更には第2の出力デューティを引き上げて第3の出力デューティにて2値で点灯制御するのに伴い、帯電の際の帯電電位、および現像の際の現像バイアス電位を、それぞれにおける光量に合わせて調整するステップを更に含むことを特徴とすれば、現像性能を大きく変えることなく、出力画像濃度の低下を抑制することができる点で好ましい。
更に、この像担持体の劣化度合いを把握するステップは、画像形成装置による累積印字枚数を把握し、累積印字枚数が予め定められた所定の値を超えた際に劣化が進んでいることを把握することを特徴とすることができる。
Here, a state having a higher degree of deterioration than the predetermined state is determined in advance, and when it is determined that the degree of deterioration has advanced from this high state, the output duty is higher than the second output duty. The multi-beam laser can be controlled to be turned on in binary with the third output duty.
Further, as the first output duty is raised to increase the second output duty, and further, the second output duty is raised and the lighting control is performed with binary values at the third output duty, the charging potential at the time of charging is increased. And a step of adjusting the development bias potential at the time of development in accordance with the amount of light at each point, it is possible to suppress a decrease in output image density without greatly changing the development performance. Is preferable.
Further, the step of grasping the degree of deterioration of the image carrier grasps the cumulative number of printed sheets by the image forming apparatus, and grasps that the deterioration is advanced when the cumulative number of printed sheets exceeds a predetermined value. It can be characterized by.

以上のように構成された本発明によれば、マルチビームレーザを露光に用いた画像形成装置において、例えば経時変化に伴い感光体表面の電荷輸送層の磨耗が進んでも、長期間にわたって安定した画像出力を得ることができる。   According to the present invention configured as described above, in an image forming apparatus using a multi-beam laser for exposure, for example, even if wear of the charge transport layer on the surface of the photoreceptor progresses with time, a stable image over a long period of time. Output can be obtained.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態)について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置の基本構成を示した図である。この画像形成装置は、いわゆる電子写真方式を採用した画像形成装置であり、画像を形成する画像形成部10には、その中心に像担持体である感光体ドラム(感光体)11を備えている。また、画像形成部10における感光体ドラム11の周囲には、感光体ドラム11を帯電する帯電器12と、感光体ドラム11を露光して静電潜像を形成する露光器20とを備えている。また、形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像器13と、図示しない転写部にてトナー像を用紙に転写した後の感光体ドラム11上の残留トナーを掻き取るクリーニングブレード14を備えている。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. This image forming apparatus is an image forming apparatus that employs a so-called electrophotographic system, and an image forming unit 10 that forms an image includes a photosensitive drum (photosensitive member) 11 that is an image carrier at the center thereof. . Further, around the photosensitive drum 11 in the image forming unit 10, a charger 12 that charges the photosensitive drum 11 and an exposure device 20 that exposes the photosensitive drum 11 to form an electrostatic latent image are provided. Yes. Further, the developing unit 13 that develops the formed electrostatic latent image with toner to form a toner image, and scrapes the residual toner on the photosensitive drum 11 after the toner image is transferred to a sheet by a transfer unit (not shown). A cleaning blade 14 is provided.

ここで、露光器20は、レーザ光を発光する半導体レーザ(マルチビームレーザROS)21と、発光されたレーザ光を平行光に変換するためのコリメートレンズ22およびアパーチャ23を備えている。また、平行光に変換されたレーザ光を主走査方向に走査するためのポリゴンミラー(回転多面鏡)24を備えている。更に、ポリゴンミラー24の面倒れ等の光学的な歪みを補正する結像レンズ(fθレンズ)25と、結像レンズ25により補正されたレーザ光を反射させて感光体ドラム11を照射するシリンドリカルミラー26とを備えている。半導体レーザ21は、後述するような面発光のマルチビームレーザであり、1つのデバイスに例えば32個の発光源を有している。   Here, the exposure device 20 includes a semiconductor laser (multi-beam laser ROS) 21 that emits laser light, and a collimator lens 22 and an aperture 23 for converting the emitted laser light into parallel light. Further, a polygon mirror (rotating polygon mirror) 24 for scanning the laser beam converted into parallel light in the main scanning direction is provided. Further, an imaging lens (fθ lens) 25 that corrects optical distortion such as surface tilt of the polygon mirror 24 and a cylindrical mirror that irradiates the photosensitive drum 11 by reflecting the laser beam corrected by the imaging lens 25. 26. The semiconductor laser 21 is a surface-emitting multi-beam laser as described later, and has, for example, 32 light emitting sources in one device.

一方、画像形成装置の制御系(制御手段)としては、画像形成装置の全体を制御する制御部30と、帯電器12の帯電量や帯電のタイミング等を制御する帯電制御部31と、現像器13の現像バイアス電圧(電位)の制御など、現像器13を制御する現像バイアス制御部32とを備えている。また、本実施形態の特徴点として、半導体レーザ21の発光デューティを制御するレーザ発光デューティ制御部33と、半導体レーザ21を駆動するレーザ駆動部34とを備えている。   On the other hand, the control system (control means) of the image forming apparatus includes a control unit 30 that controls the entire image forming apparatus, a charge control unit 31 that controls the charge amount and timing of charging of the charger 12, and a developing device. And a developing bias control unit 32 for controlling the developing device 13 such as control of the developing bias voltage (potential) of 13. Further, as a feature point of the present embodiment, a laser emission duty control unit 33 that controls the emission duty of the semiconductor laser 21 and a laser drive unit 34 that drives the semiconductor laser 21 are provided.

次に、図1に示す画像形成装置の動作について説明する。
制御部30によって制御されるレーザ駆動部34の出力信号に基づき、半導体レーザ21が発光する。この半導体レーザ21は、後に詳述するように、発光源として1つのデバイスに計32個のレーザダイオード(LD)が設けられている。そして、露光器20では、この32個のレーザダイオードから発光される32本のビームをコリメートレンズ22によりコリメートした後、アパーチャ23を介してポリゴンミラー24により偏向走査し、結像レンズ25とシリンドリカルミラー26とを用いて感光体ドラム11上に結像する。このようにして、感光体ドラム11上に32ラインを同時に走査することができる。この回転多面鏡(ポリゴンミラー)は、DCモータ(スキャンモータ)によって高い回転精度にて回転駆動する。また、感光体ドラム11は、図示しない駆動手段によって回転駆動し、この露光器20によって、帯電器12によって表面が帯電された感光体ドラム11がレーザ走査(主走査)と直交する方向(回転駆動方向、副走査方向)にて順次、露光され、2次元の静電潜像を形成することができる。この感光体ドラム11上に形成された静電潜像は、現像バイアス制御部32の制御によって現像器13によって現像され、形成されたトナー像は、図示しない転写部で用紙に転写された後、図示しない定着器によって用紙上に加熱定着される。以上によって、用紙上にプリント画像が形成される。一方、転写後の感光体ドラム11上には、転写されずに残った残留トナー(余剰の現像材)が存在する。この残留トナーは、クリーニングブレード14によってクリーニングされる。
Next, the operation of the image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described.
The semiconductor laser 21 emits light based on the output signal of the laser drive unit 34 controlled by the control unit 30. As will be described later in detail, the semiconductor laser 21 is provided with a total of 32 laser diodes (LDs) as one light source. In the exposure unit 20, the 32 beams emitted from the 32 laser diodes are collimated by the collimating lens 22, and then deflected and scanned by the polygon mirror 24 through the aperture 23, thereby forming the imaging lens 25 and the cylindrical mirror. 26 is used to form an image on the photosensitive drum 11. In this way, 32 lines can be simultaneously scanned on the photosensitive drum 11. This rotary polygon mirror (polygon mirror) is rotationally driven with high rotational accuracy by a DC motor (scan motor). The photosensitive drum 11 is rotationally driven by a driving means (not shown), and the photosensitive drum 11 whose surface is charged by the charger 12 by the exposure device 20 is rotated in a direction orthogonal to the laser scanning (main scanning) (rotational driving). Direction, sub-scanning direction), and a two-dimensional electrostatic latent image can be formed. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 11 is developed by the developing device 13 under the control of the developing bias control unit 32, and the formed toner image is transferred to a sheet by a transfer unit (not shown), The sheet is heated and fixed on a sheet by a fixing device (not shown). Thus, a print image is formed on the paper. On the other hand, residual toner (excess developer) remaining without being transferred exists on the photosensitive drum 11 after transfer. This residual toner is cleaned by the cleaning blade 14.

次に、面発光のマルチビームレーザである半導体レーザ21を2値点灯制御させることによる階調表現について説明する。
図2(a)〜(c)は、マルチビームレーザを用いた階調表現を説明するための図である。図2(a)では、主走査方向(FS)と副走査方向(SS)に形成される画像例が示されている。1ブロック列にはD11〜D14…、2ブロック列にはD21〜D24…、以下、8ブロック列のD81〜D84…の領域が図示されている。図2(b)は、D11とD12のブロック領域を拡大している。1つのブロック領域は、副走査方向に4ドット、主走査方向に8ドットの計32ドットで形成される。図2(c)は、半導体レーザ21を構成する面発光のマルチビームレーザを示している。この面発光のマルチビームレーザは、1つのデバイスに、発光源として、4×8の配列(配置形状)でLD1〜LD32の計32個のレーザダイオード(LD)が設けられている。そして、この32個のレーザダイオードによって、32本のビームにより32ラインを同時に走査することができる。
Next, description will be given of gradation expression by performing binary lighting control on the semiconductor laser 21 which is a surface emitting multi-beam laser.
FIGS. 2A to 2C are diagrams for explaining gradation expression using a multi-beam laser. FIG. 2A shows an example of an image formed in the main scanning direction (FS) and the sub scanning direction (SS). The area of D11 to D14... Is shown in one block row, D21 to D24... FIG. 2B shows an enlarged block area of D11 and D12. One block area is formed with a total of 32 dots, 4 dots in the sub-scanning direction and 8 dots in the main scanning direction. FIG. 2C shows a surface emitting multi-beam laser constituting the semiconductor laser 21. This surface-emitting multi-beam laser is provided with a total of 32 laser diodes (LDs) LD1 to LD32 in a 4 × 8 array (arrangement shape) as a light source in one device. The 32 laser diodes can simultaneously scan 32 lines with 32 beams.

例えば図2(b)に示すD11のブロック領域は、LD1〜LD4の4つのレーザダイオードをポリゴンミラー24で主走査方向にスキャンすることで露光される。同様に、D21のブロック領域は、LD5〜LD8の4つのレーザダイオードで露光される。例えば図2(b)に示すD11のブロック領域は、LD1〜LD4の4個のレーザダイオードを2値点灯し、主走査方向への8画素分を掛け合わせた4×8の計32ドットの各ドットをON/OFF制御することで、1つの領域を使って複数の階調を表現できる。   For example, the block region of D11 shown in FIG. 2B is exposed by scanning four laser diodes LD1 to LD4 with the polygon mirror 24 in the main scanning direction. Similarly, the block region of D21 is exposed by four laser diodes LD5 to LD8. For example, in the block region of D11 shown in FIG. 2B, each of 4 × 8 total 32 dots obtained by multiplying four laser diodes LD1 to LD4 in binary and multiplying by 8 pixels in the main scanning direction. By controlling ON / OFF of dots, a plurality of gradations can be expressed using one area.

図3は、レーザの発光デューティと感光体ドラム(感光体)11上の光量との関係を説明するための図である。図3には、デューティ100%でON/OFFして発光する例と、デューティ75%でON/OFFして発光する例と、デューティ50%でON/OFFして発光する例とが示されている。それぞれONしている時間が発光単位である。また図3には、このON/OFFの発光タイミングによって生じる感光体上の光量が示されている。この感光体上の光量は、横軸に主走査方向の発光スポット移動量が示され、縦軸に感光体上の光量が示されており、得られる光量は図3に示すようなガウシアン分布(正規分布)で表される。デューティが100%から75%になると、パルス幅で現れる発光単位は、約75%となるが、感光体上の光量は75%に達せず、大きく減少する。また、デューティが100%から50%となると、発光単位は約50%となるが、感光体上の光量は50%を大きく下回る。従って、発光スポットのON/OFFの2値点灯制御だけで階調表現が可能な、例えばマルチビーム方式を採用する場合には、一般にデューティを100%に近づけ、最も効率の良い状態で露光のための光量を得るように構成されている。しかしながら本実施の形態では、後述するように、マルチビームレーザの初期値のデューティを例えば50%程度に落とし、感光体ドラム11の劣化状況に応じて出力デューティを段階的に上げることで、感光体ドラム11の長寿命化を図っている。   FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the light emission duty of the laser and the amount of light on the photosensitive drum (photosensitive member) 11. FIG. 3 shows an example in which light is emitted with ON / OFF at a duty of 100%, an example in which light is emitted with ON / OFF at a duty of 75%, and an example in which light is emitted with ON / OFF at a duty of 50%. Yes. Each ON time is a light emission unit. FIG. 3 shows the amount of light on the photosensitive member generated by the ON / OFF light emission timing. The amount of light on the photoconductor is indicated by the movement of the light emitting spot in the main scanning direction on the horizontal axis, and the amount of light on the photoconductor is indicated on the vertical axis. The amount of light obtained is a Gaussian distribution (see FIG. 3). Normal distribution). When the duty is changed from 100% to 75%, the light emission unit appearing in the pulse width is about 75%, but the amount of light on the photoconductor does not reach 75% and is greatly reduced. When the duty is from 100% to 50%, the light emission unit is about 50%, but the amount of light on the photoconductor is much less than 50%. Therefore, for example, when the multi-beam method is employed, which can express gradation only by binary lighting control of ON / OFF of the light emission spot, the duty is generally close to 100% for the most efficient state for exposure. The amount of light is obtained. However, in the present embodiment, as will be described later, the duty of the initial value of the multi-beam laser is reduced to, for example, about 50%, and the output duty is increased stepwise in accordance with the deterioration state of the photosensitive drum 11, so The life of the drum 11 is extended.

図4(a),(b)は、感光体ドラム(感光体)11の積層構造と、感光体表面の摩耗状態を説明するための図である。図4(a)に示すように、感光体ドラム11は、導電性支持体の上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を有する積層構造を形成している。電子写真プロセスにおいて、感光体ドラム11を帯電させた状態で光を照射すると、電荷発生層において正と負の電荷キャリアが生成される。この電荷発生層としては、光導電性を持ち高い効率でキャリアを生成する材料が使われている。電荷輸送層は電荷発生層で発生されたキャリアを輸送する層であり、電荷の移動度が高い材料が使われている。下引き層は光が照射されない場合は基材から電荷が注入しないようにするために用いられ、ブロッキング層の役割をする。導電性支持体は基材であり、一般的に用いられているのは円筒状のアルミパイプであるが、ベルト状のものもある。   FIGS. 4A and 4B are views for explaining the laminated structure of the photosensitive drum (photosensitive member) 11 and the wear state of the surface of the photosensitive member. As shown in FIG. 4A, the photosensitive drum 11 has a laminated structure having an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer on a conductive support. In the electrophotographic process, when light is irradiated while the photosensitive drum 11 is charged, positive and negative charge carriers are generated in the charge generation layer. As the charge generation layer, a material having photoconductivity and generating carriers with high efficiency is used. The charge transport layer is a layer for transporting carriers generated in the charge generation layer, and a material having high charge mobility is used. The undercoat layer is used to prevent electric charges from being injected from the substrate when not irradiated with light, and serves as a blocking layer. The conductive support is a base material and is generally a cylindrical aluminum pipe, but there is also a belt-like one.

図4(b)は、清掃(クリーニング)工程において、クリーニングブレード14が感光体ドラム11の表面を磨耗させる様子を示すものである。感光体ドラム11の累積回転数に比例して磨耗が進んでいく。この累積回転数は画像形成装置としての累積印字枚数とも比例関係にある。図4(a)に示す積層構造にて、磨耗により削り取られていくのは電荷輸送層である。この層の厚みが減少すると、電荷の移動度が悪化し、いわゆる感光体としての感度が低下した、と言われる状態となる。即ち、同じ光量を与えても磨耗前に較べて磨耗後は所望の出力画像濃度が得られなくなる傾向を持つことになる。   FIG. 4B shows how the cleaning blade 14 wears the surface of the photosensitive drum 11 in the cleaning process. Wear progresses in proportion to the cumulative number of rotations of the photosensitive drum 11. This cumulative rotational speed is also proportional to the cumulative number of printed sheets as the image forming apparatus. In the laminated structure shown in FIG. 4A, the charge transport layer is scraped off by wear. When the thickness of this layer decreases, the charge mobility deteriorates, so that the sensitivity as a so-called photoreceptor is lowered. That is, even if the same amount of light is given, a desired output image density tends not to be obtained after the wear compared to before the wear.

図5は、感光体ドラム(感光体)11の磨耗度と出力画像濃度との関係を説明するための図である。この図5において、横軸は感光体の磨耗度、縦軸は出力画像濃度を示している。この図5に示すように、感光体の磨耗度が増加すると、出力画像濃度は減少する。従って、例えば図4(b)に示すような現象によって感光体ドラム11の磨耗が進むと、磨耗前とは異なり、同じ光量を与えても所望の出力画像濃度が得られなくなる。   FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the degree of wear of the photosensitive drum (photosensitive member) 11 and the output image density. In FIG. 5, the horizontal axis represents the degree of wear of the photosensitive member, and the vertical axis represents the output image density. As shown in FIG. 5, when the degree of wear of the photosensitive member increases, the output image density decreases. Therefore, for example, when the photosensitive drum 11 is worn due to a phenomenon as shown in FIG. 4B, a desired output image density cannot be obtained even when the same amount of light is applied, unlike before the wear.

図6はレーザ露光エネルギと出力画像濃度との関係を説明するための図である。図6において、横軸はレーザ露光エネルギ量、縦軸は出力画像濃度を示している。この図6に示すように、レーザ露光エネルギ量を増加させると、出力画像濃度も増加する。また、この図6によれば、レーザ露光エネルギ量の調整範囲を広く取れる場合には出力画像濃度の触れ幅も大きく取ることが可能であり、レーザ露光エネルギ量の調整範囲を広く取れない場合には出力画像濃度の触れ幅も大きく取れないことが理解できる。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between laser exposure energy and output image density. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the laser exposure energy amount, and the vertical axis indicates the output image density. As shown in FIG. 6, when the laser exposure energy amount is increased, the output image density is also increased. Further, according to FIG. 6, when the adjustment range of the laser exposure energy amount can be widened, the touch range of the output image density can be increased, and when the adjustment range of the laser exposure energy amount cannot be widened. It can be understood that the touch width of the output image density cannot be increased.

ここで、図7は、出力設定基準電圧VREFの大小と感光体ドラム11上の光量との関係を示す図である。ここでは、発光デューティを、例えば100%に固定させた場合について示している。マルチビームレーザROSを用いた現状の技術では、デューティを例えば100%で固定し、個々のレーザダイオードをON/OFF制御することで、階調表現を実現している。更に加えて、装置の周囲温度などの環境状況や、装置の電源を最初にONするとき等の状況等に合わせて、出力設定基準電圧VREFの調整は行われていた。即ち、発光デューティは固定し、ON/OFF制御および出力設定基準電圧VREFの調整によって露光が行われていた。   Here, FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the magnitude of the output setting reference voltage VREF and the amount of light on the photosensitive drum 11. Here, a case where the light emission duty is fixed to 100%, for example, is shown. In the current technology using the multi-beam laser ROS, gradation is realized by fixing the duty at, for example, 100% and controlling each laser diode ON / OFF. In addition, the output setting reference voltage VREF has been adjusted in accordance with environmental conditions such as the ambient temperature of the apparatus, conditions when the apparatus is first turned on, and the like. That is, the light emission duty is fixed, and exposure is performed by ON / OFF control and adjustment of the output setting reference voltage VREF.

図8は、発光デューティを可変にした場合の出力設定基準電圧VREFの大小と感光体ドラム11上の光量との関係を示す図である。図7を用いて説明したように、現状では、発光デューティは固定し、ON/OFF制御および出力設定基準電圧VREFの調整によって露光が行われていた。しかしながら、これでは調整の範囲が非常に狭く、極め細やかな制御を行うことは困難であった。また、図4(a),(b)を用いて説明したように感光体ドラム11の摩耗等の経時劣化によって感光体の感度が低下した場合に、現状の制御では所望の出力画像濃度を得ることができず、感光体の交換時期を早めていた。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the magnitude of the output setting reference voltage VREF and the amount of light on the photosensitive drum 11 when the light emission duty is variable. As described with reference to FIG. 7, at present, the light emission duty is fixed, and exposure is performed by ON / OFF control and adjustment of the output setting reference voltage VREF. However, in this case, the range of adjustment is very narrow, and it has been difficult to perform extremely fine control. Further, as described with reference to FIGS. 4A and 4B, when the sensitivity of the photosensitive member is lowered due to deterioration with time such as wear of the photosensitive drum 11, a desired output image density is obtained with the current control. The photoconductor replacement time was accelerated.

ここで、レーザ露光エネルギは、図8に示すようなガウシアン分布グラフの積分値、即ち、グラフの面積に比例すると考えられるので、発光デューティを固定した場合よりも可変とした場合の方が面積比を大きく取ることができる。即ち、発光デューティを可変にすることで、レーザ露光エネルギの調整範囲(ダイナミックレンジ)を大きく取ることが可能となる。そこで、本実施の形態では、例えば、初期の状態にて発光デューティを50%程度に設定し、感光体ドラム11にて感光体の感度が低下したと考えられる場合に発光デューティを段階的に切り上げるようにした。   Here, since the laser exposure energy is considered to be proportional to the integral value of the Gaussian distribution graph as shown in FIG. 8, that is, the area of the graph, the area ratio is more variable when the light emission duty is fixed than when the light emission duty is fixed. Can be taken big. That is, by making the light emission duty variable, the laser exposure energy adjustment range (dynamic range) can be increased. Therefore, in the present embodiment, for example, the light emission duty is set to about 50% in the initial state, and the light emission duty is increased stepwise when it is considered that the sensitivity of the photoconductor on the photoconductor drum 11 is lowered. I did it.

即ち、本実施の形態では、まず、感光体ドラム(感光体)11上に高解像度で潜像を記録する、2値点灯制御されたマルチビームレーザROSの発光デューティを、最大値の50%に抑え、これを工場出荷時における初期値とする。そして、感光体の帯電電位、現像バイアス電位もこの状態での光量に合わせた形で必要充分な現像濃度が得られるようにレベルを調整する。その後、感光体が経時変化に伴って膜減りし(電荷輸送層の厚さが減少し)、感度が低下することで出力画像濃度の低下に至るようになったときは、50%に抑えていたマルチビームレーザROSの出力デューティを、感光体の劣化度合いに応じて例えば75%、100%といったように段階的に上げていく。このとき、感光体の帯電電位、現像バイアス電位もそれぞれにおける光量に合わせて自動調整する。このように構成することで、出力画像濃度の低下が起こらないようにする。ビデオレートが高くなっているマルチビームレーザROSであっても、階調表現をするほどの分解能を求めないのであれば、離散的な数段階で発光デューティを可変することは可能である。   That is, in this embodiment, first, the light emission duty of the multi-beam laser ROS that is controlled to perform binary lighting and records a latent image at a high resolution on the photosensitive drum (photosensitive member) 11 is set to 50% of the maximum value. This is the initial value at the time of factory shipment. Then, the level of the charging potential and the developing bias potential of the photoconductor is adjusted so as to obtain a necessary and sufficient developing density in accordance with the amount of light in this state. After that, when the photoconductor is thinned with time (the thickness of the charge transport layer is reduced) and the sensitivity is lowered, resulting in a decrease in the output image density, it is suppressed to 50%. The output duty of the multi-beam laser ROS is increased stepwise, for example, 75% or 100%, depending on the degree of deterioration of the photoreceptor. At this time, the charging potential and the developing bias potential of the photoconductor are also automatically adjusted according to the light quantity in each. With this configuration, the output image density is prevented from decreasing. Even in the case of a multi-beam laser ROS with a high video rate, it is possible to vary the light emission duty in several discrete steps as long as the resolution is not high enough to express gradation.

このように、本実施の形態では、マルチビームレーザROSの出力光量を出力設定用基準電圧(VREF)の可変と発光デューティの可変とを組み合わせることによって、2値の点灯制御であってもマルチビームレーザROSの光量のダイナミックレンジ拡大を図ることができるようになる。そして、マルチビームレーザROSの光量のダイナミックレンジを拡大することができれば、感光体の帯電電位、現像バイアス電位の設定触れ幅も大きくすることが可能となる。これによって、膜減りの進んだ感光体を更に使い続けることができるようになり、結果的に感光体の長寿命化を図ることが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the output light quantity of the multi-beam laser ROS is combined with the variable of the output setting reference voltage (VREF) and the variable of the light emission duty, so that even in the case of binary lighting control, the multi-beam is controlled. The dynamic range of the light quantity of the laser ROS can be expanded. If the dynamic range of the light quantity of the multi-beam laser ROS can be expanded, the set touch width of the charging potential and the developing bias potential of the photosensitive member can be increased. As a result, it becomes possible to continue to use the photoconductor with a reduced film thickness, and as a result, it is possible to extend the life of the photoconductor.

図9は、図1に示した画像形成装置にて、制御部30などを含む制御手段の機能を詳述するためのブロック図である。レーザ駆動部34は、画像出力データ生成回路41とマルチビームレーザROS駆動回路42とを備えている。画像出力データ生成回路41は、エッジ強調処理や階調補正、スクリーン処理、レジストレーション、光量補正などの各種処理を実行する。マルチビームレーザROS駆動回路42は、半導体レーザ(マルチビームレーザROS)21のON/OFFの制御や、出力設定基準電圧VREFの設定制御等を実行している。   FIG. 9 is a block diagram for explaining in detail the functions of the control means including the control unit 30 in the image forming apparatus shown in FIG. The laser drive unit 34 includes an image output data generation circuit 41 and a multi-beam laser ROS drive circuit 42. The image output data generation circuit 41 executes various processes such as edge enhancement processing, gradation correction, screen processing, registration, and light amount correction. The multi-beam laser ROS drive circuit 42 executes ON / OFF control of the semiconductor laser (multi-beam laser ROS) 21, setting control of the output setting reference voltage VREF, and the like.

制御部30では、例えば、画像形成装置における用紙への印字枚数を累積して所定のメモリ(図示せず)に保存する。このメモリとしては、画像形成装置の電源がシャットダウンしても累積カウント値が消えないように、例えば不揮発性メモリで構成し、この不揮発性メモリに累積カウント値を保持させることが好ましい。そして、例えばこの累積枚数によって感光体ドラム11の摩耗度を判定する。摩耗度の判定結果は、レーザ発光デューティ制御部33および画像出力データ生成回路41に出力される。レーザ発光デューティ制御部33では、取得した摩耗度に応じて発光デューティを決定し、マルチビームレーザROS駆動回路42に出力する。一方、画像出力データ生成回路41は、レーザ発光デューティ制御部33からの設定情報を取得するとともに、制御部30にて判定された摩耗度に応じて、出力設定基準電圧VREFや光量補正信号を設定し、マルチビームレーザROS駆動回路42に出力している。また、画像出力データ生成回路41は、マルチビームレーザROS駆動回路42からタイミング信号を取得し、取得したタイミング信号に合わせて、入力される画像信号に応じたマルチビームON/OFF信号を出力している。更に、制御部30は、判定された摩耗度の情報を帯電制御部31、現像バイアス制御部32に出力し、帯電制御部31および現像バイアス制御部32では、摩耗度に応じて帯電電位Vや現像バイアス電位VBIASを制御している。 In the control unit 30, for example, the number of printed sheets on the image forming apparatus is accumulated and stored in a predetermined memory (not shown). This memory is preferably constituted by, for example, a non-volatile memory so that the accumulated count value does not disappear even when the power of the image forming apparatus is shut down, and this non-volatile memory holds the accumulated count value. For example, the degree of wear of the photosensitive drum 11 is determined based on the cumulative number. The determination result of the degree of wear is output to the laser emission duty control unit 33 and the image output data generation circuit 41. The laser emission duty control unit 33 determines the emission duty according to the acquired degree of wear and outputs it to the multi-beam laser ROS drive circuit 42. On the other hand, the image output data generation circuit 41 acquires setting information from the laser emission duty control unit 33 and sets the output setting reference voltage VREF and the light amount correction signal according to the degree of wear determined by the control unit 30. And output to the multi-beam laser ROS driving circuit 42. The image output data generation circuit 41 acquires a timing signal from the multi-beam laser ROS driving circuit 42, and outputs a multi-beam ON / OFF signal corresponding to the input image signal in accordance with the acquired timing signal. Yes. Further, the control unit 30 outputs information on the determined wear level to the charge control unit 31 and the development bias control unit 32, and the charge control unit 31 and the development bias control unit 32 charge the charge potential V H according to the wear level. And the developing bias potential V BIAS is controlled.

図10は、この帯電電位V、現像バイアス電位VBIAS、露光電位V、および現像電位VDEVEの関係を示した図である。今、帯電電位Vと現像バイアス電位VBIASとの差をVCLNとし、また、現像電位VDEVE、現像バイアス電位VBIASおよび露光電位Vの関係が以下に示すものであるとする。
CLN = V − VBIAS
DEVE = VBIAS − V
このとき、
DEVE / VCLN、即ち、(VBIAS − V)/(V− VBIAS) を一定に保つと、現像性能は不変となる。そして、この露光電位Vはレーザ露光エネルギに比例することから、露光電位Vは図8に示したレーザ発光デューティと出力設定基準電圧VREFにも比例することになる。従って、レーザ発光デューティと出力設定基準電圧VREF、および帯電電位Vと現像バイアス電位VBIASを調整して上記式を一定に保つことで、感光体ドラム11が経時劣化した場合であっても現像性能を保つことが可能となる。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship among the charging potential V H , the developing bias potential V BIAS , the exposure potential V L , and the developing potential V DAVE . Now, the difference between the charge potential V H and the developing bias potential V BIAS and V CLN, also development potential V DEVE, the relationship between the developing bias potential V BIAS and the exposure potential V L is as defined in the following.
V CLN = V H -V BIAS
V DAVE = V BIAS- VL
At this time,
When V DVE / V CLN , that is, (V BIAS −V L ) / (V H −V BIAS ) is kept constant, the developing performance remains unchanged. Since the exposure potential V L is proportional to the laser exposure energy, the exposure potential V L is also proportional to the laser emission duty and the output setting reference voltage VREF shown in FIG. Therefore, by adjusting the laser emission duty, the output setting reference voltage VREF, the charging potential V H, and the developing bias potential V BIAS to keep the above formula constant, development can be performed even when the photosensitive drum 11 is deteriorated with time. Performance can be maintained.

図11は、感光体劣化に伴う画像形成処理方法を説明するためのフローチャートである。制御部30では、感光体ドラム11の劣化の指標として、例えば累積印字枚数を取得する(ステップ101)。そして、制御部30では、取得された累積印字枚数が予め定められた基準値Aを超えたか否かが判断される(ステップ102)。この基準値Aは、画像形成装置に設けられた感光体ドラム11の特性に合わせて決定される。より詳しくは、図5に示すような感光体の摩耗度と出力画像濃度との関係から把握される第1の基準摩耗度として、累積枚数の基準値Aが決定される。この基準値Aを超えていない場合には、初期に設定されたパラメータを維持する。即ち、例えば、レーザ発光デューティ制御部33から出力される発光デューティを50%(第1の出力デューティ)、帯電制御部31によって制御される帯電電位をVH1、現像バイアス制御部32によって制御される現像バイアス電位をVBIAS1とし(ステップ103)、ステップ101の累積印字枚数の取得処理に戻る。 FIG. 11 is a flowchart for explaining an image forming processing method accompanying the photoreceptor deterioration. The control unit 30 acquires, for example, the cumulative number of printed sheets as an index of deterioration of the photosensitive drum 11 (step 101). Then, the control unit 30 determines whether or not the acquired cumulative number of printed sheets exceeds a predetermined reference value A (step 102). This reference value A is determined in accordance with the characteristics of the photosensitive drum 11 provided in the image forming apparatus. More specifically, the reference value A for the cumulative number of sheets is determined as the first reference wear degree obtained from the relationship between the wear degree of the photoconductor and the output image density as shown in FIG. If the reference value A is not exceeded, the initially set parameters are maintained. That is, for example, the light emission duty output from the laser light emission duty controller 33 is 50% (first output duty), the charging potential controlled by the charging controller 31 is V H1 , and the developing bias controller 32 controls the charging potential. The development bias potential is set to V BIAS1 (step 103), and the process returns to the process for obtaining the cumulative number of printed sheets in step 101.

ステップ102で累積印字枚数が基準値Aを超えている場合には、取得された累積印字枚数が予め定められた基準値Bを超えたか否かが判断される(ステップ104)。この基準値Bは、基準値Aと同様に摩耗度の判断指標として採用された累積印字枚数から、基準値Aの状態よりも、更に感光体ドラム11の摩耗がある一定以上進んだと判断される第2の基準摩耗度として設定される。この基準値Bを超えていない場合には、基準値Aを超えた状態として例えば、レーザ発光デューティ制御部33から出力される発光デューティを75%(第2の出力デューティ)に変更し、また、帯電制御部31によって制御される帯電電位をVH2、現像バイアス制御部32によって制御される現像バイアス電位をVBIAS2として調整する(ステップ105)。その後、ステップ101の累積印字枚数の取得処理に戻る。 If the cumulative number of printed sheets exceeds the reference value A in step 102, it is determined whether or not the acquired cumulative number of printed sheets has exceeded a predetermined reference value B (step 104). Similar to the reference value A, the reference value B is determined from the cumulative number of printed sheets employed as a determination index for the degree of wear that the wear of the photosensitive drum 11 has further progressed beyond a certain level from the state of the reference value A. Is set as the second reference wear degree. When the reference value B is not exceeded, the light emission duty output from the laser light emission duty control unit 33 is changed to 75% (second output duty), for example, as a state exceeding the reference value A, The charging potential controlled by the charging controller 31 is adjusted as V H2 and the developing bias potential controlled by the developing bias controller 32 is adjusted as V BIAS2 (step 105). Thereafter, the process returns to the process for acquiring the cumulative number of printed sheets in step 101.

ステップ104で累積印字枚数が基準値Bを超えている場合には、取得された累積印字枚数が予め定められた基準値Cを超えたか否かが判断される(ステップ106)。この基準値Cは、基準値Aや基準値Bと同様に摩耗度の判断指標として採用された累積印字枚数から、感光体ドラム11の摩耗がある一定以上進んだと判断される第3の基準摩耗度として設定される。この基準値Cを超えていない場合には、基準値Bを超えた状態として例えば、レーザ発光デューティ制御部33から出力される発光デューティを100%(第3の出力デューティ)に変更し、また、帯電制御部31によって制御される帯電電位をVH3、現像バイアス制御部32によって制御される現像バイアス電位をVBIAS3として調整し(ステップ107)、その後、ステップ101の累積印字枚数の取得処理に戻る。ステップ106で基準値Cを超えている場合には、感光体ドラム11の交換を促すメッセージを表示して(ステップ108)、感光体劣化に伴う一連の処理を終了する。また、上記の説明の累積印字枚数に代えて感光体ドラム11の累積回転数を用いるようにしても良い。 If the accumulated number of printed sheets exceeds the reference value B in step 104, it is determined whether or not the acquired accumulated number of printed sheets has exceeded a predetermined reference value C (step 106). The reference value C is a third reference in which the wear of the photosensitive drum 11 is determined to have progressed by a certain amount or more from the cumulative number of prints employed as a determination index for the degree of wear in the same way as the reference value A and the reference value B. Set as the degree of wear. When the reference value C is not exceeded, the light emission duty output from the laser light emission duty control unit 33 is changed to 100% (third output duty), for example, as the state exceeding the reference value B, The charging potential controlled by the charging control unit 31 is adjusted to V H3 and the developing bias potential controlled by the developing bias control unit 32 is adjusted to V BIAS3 (step 107). Thereafter, the process returns to the process of acquiring the cumulative number of printed sheets in step 101. . If the reference value C is exceeded in step 106, a message prompting the replacement of the photosensitive drum 11 is displayed (step 108), and a series of processes accompanying the deterioration of the photosensitive member is completed. Further, instead of the cumulative number of printed sheets described above, the cumulative rotational speed of the photosensitive drum 11 may be used.

このように図11に示す処理では、累積印字枚数に、所定の基準値を設けてその基準値との比較によって、VREFリミッタ の設定値、帯電電位、現像バイアス電位のレベルの組合せを切替えている。各組合せは、図10で示した関係を保つように考慮されている。尚、図11に示す処理では、基準値判定として累積印字枚数を採用しているが、この累積印字枚数に代えて、例えば感光体ドラム11の累積回転数等を採用しても良い。また、感光体ドラム11の劣化度合いを認識する他の指標があれば、それを採用することも可能である。更に図11に示す処理では、判定に用いる基準値をA、B、Cの3通り、発光デューティを50%、75%、100%の3通りとしているが、これに限定されるものではない。   As described above, in the processing shown in FIG. 11, a predetermined reference value is provided for the cumulative number of printed sheets, and the combination of the VREF limiter setting value, the charging potential, and the developing bias potential level is switched by comparison with the reference value. . Each combination is considered so as to maintain the relationship shown in FIG. In the process shown in FIG. 11, the cumulative number of printed sheets is adopted as the reference value determination. However, for example, the cumulative number of revolutions of the photosensitive drum 11 may be employed instead of the cumulative number of printed sheets. Further, if there is another index for recognizing the degree of deterioration of the photosensitive drum 11, it is also possible to adopt it. Further, in the processing shown in FIG. 11, three reference values A, B, and C are used for determination, and three light emission duties are 50%, 75%, and 100%. However, the present invention is not limited to this.

このように本実施の形態では、マルチビームレーザROSの出力光量を出力設定用基準電圧(VREF)の可変と発光デューティの可変とを組み合わせることによって、2値点灯制御であってもマルチビームレーザROSの光量のダイナミックレンジ拡大を図ることを可能としている。そして、このマルチビームレーザROSの光量のダイナミックレンジ拡大を図ることで、感光体の帯電電位、現像バイアス電位の設定触れ幅を大きくすることが可能となる。これによって、膜減りの進んだ感光体を更に使いつづけることが可能となり、結果的に感光体の長寿命化を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, the output light quantity of the multi-beam laser ROS is combined with the variable of the output setting reference voltage (VREF) and the variable of the light emission duty, so that even in the binary lighting control, the multi-beam laser ROS. It is possible to expand the dynamic range of the amount of light. By expanding the dynamic range of the light quantity of the multi-beam laser ROS, it is possible to increase the set touch width of the charging potential and the developing bias potential of the photoconductor. As a result, it is possible to continue to use the photoconductor with a reduced film thickness, and as a result, it is possible to extend the life of the photoconductor.

本実施の形態が適用される画像形成装置の基本構成を示した図である。1 is a diagram illustrating a basic configuration of an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. (a)〜(c)は、マルチビームレーザを用いた階調表現を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the gradation expression using a multi-beam laser. レーザの発光デューティと感光体ドラム上の光量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the light emission duty of a laser, and the light quantity on a photosensitive drum. (a),(b)は、感光体ドラム(感光体)の積層構造と、感光体表面の摩耗状態を説明するための図である。(A), (b) is a figure for demonstrating the laminated structure of a photoconductor drum (photoconductor), and the abrasion state of the photoconductor surface. 感光体ドラムの磨耗度と出力画像濃度との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the abrasion degree of a photoconductive drum, and output image density. レーザ露光エネルギと出力画像濃度との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between laser exposure energy and an output image density. 出力設定基準電圧VREFの大小と感光体ドラム上の光量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the magnitude of the output setting reference voltage VREF, and the light quantity on a photosensitive drum. 発光デューティを可変にした場合の出力設定基準電圧VREFの大小と感光体ドラム上の光量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the magnitude of the output setting reference voltage VREF at the time of making a light emission duty variable, and the light quantity on a photosensitive drum. 図1に示した画像形成装置にて制御手段の機能を詳述するためのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining in detail the function of a control unit in the image forming apparatus shown in FIG. 1. 帯電電位V、現像バイアス電位VBIAS、露光電位V、および現像電位VDEVEの関係を示した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship among a charging potential V H , a developing bias potential V BIAS , an exposure potential V L , and a developing potential V DAVE . 感光体劣化に伴う画像形成処理方法を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining an image forming processing method accompanying photoreceptor deterioration.

符号の説明Explanation of symbols

10…画像形成部、11…感光体ドラム、12…帯電器、13…現像器、14…クリーニングブレード、20…露光器、21…半導体レーザ(マルチビームレーザROS)、30…制御部、31…帯電制御部、32…現像バイアス制御部、33…レーザ発光デューティ制御部、34…レーザ駆動部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Image formation part, 11 ... Photosensitive drum, 12 ... Charger, 13 ... Developing device, 14 ... Cleaning blade, 20 ... Exposure device, 21 ... Semiconductor laser (multi-beam laser ROS), 30 ... Control part, 31 ... Charge control unit, 32... Development bias control unit, 33... Laser emission duty control unit, 34.

Claims (10)

像を担持する像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電器と、
前記帯電器により帯電された前記像担持体に潜像を形成するための複数の発光レーザからなるマルチビームレーザを有する露光器と、
前記露光器により形成された前記像担持体の潜像を現像する現像器と、
前記像担持体の劣化度合いを把握し、把握された当該劣化度合いに基づいて前記マルチビームレーザの出力デューティを引き上げて当該マルチビームを2値で点灯制御する制御手段と
を含む画像形成装置。
An image carrier for carrying an image;
A charger for charging the image carrier;
An exposure device having a multi-beam laser composed of a plurality of light emitting lasers for forming a latent image on the image carrier charged by the charger;
A developing unit for developing a latent image of the image carrier formed by the exposure unit;
An image forming apparatus comprising: a control unit that grasps a degree of deterioration of the image carrier, raises an output duty of the multi-beam laser based on the grasped degree of deterioration, and controls lighting of the multi-beam in binary.
前記制御手段は、前記像担持体の劣化度合いに応じて前記出力デューティを段階的に引き上げることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit increases the output duty in a stepwise manner in accordance with a degree of deterioration of the image carrier. 前記制御手段は、前記像担持体の劣化が進んでいない状態にて、前記出力デューティの最大値の約50%に抑えて出力デューティの初期値とし、当該初期値から段階的に引き上げることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。   The control means controls the initial value of the output duty by suppressing it to about 50% of the maximum value of the output duty in a state where the deterioration of the image carrier is not progressing, and gradually increases the initial value from the initial value. The image forming apparatus according to claim 2. 前記制御手段は、前記マルチビームレーザの出力デューティの引き上げに伴い、前記帯電器の帯電電位、および前記現像器の現像バイアス電位を調整することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit adjusts a charging potential of the charger and a developing bias potential of the developing device as the output duty of the multi-beam laser is increased. 前記制御手段は、累積印字枚数を把握し、把握された当該累積印字枚数から前記像担持体の劣化度合いを把握することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit grasps a cumulative number of printed sheets, and grasps a degree of deterioration of the image carrier from the grasped cumulative number of printed sheets. 像担持体に帯電、露光、現像を施して画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記像担持体の劣化が進んでいない初期状態にて、前記露光を行うマルチビームレーザを第1の出力デューティにて2値で点灯制御するステップと、
前記像担持体の劣化度合いを把握するステップと、
把握される前記像担持体の劣化度合いが予め定められた状態よりも進んでいるか否かを判断するステップと、
前記予め定められた状態よりも劣化度合いが進んでいると判断される場合に、前記第1の出力デューティよりも高い出力デューティである第2の出力デューティにて前記マルチビームレーザを2値で点灯制御するステップと
を含む画像形成装置の制御方法。
A method for controlling an image forming apparatus for forming an image by charging, exposing and developing an image carrier,
Controlling the lighting of the multi-beam laser that performs the exposure with a binary value at a first output duty in an initial state in which the deterioration of the image carrier has not progressed;
Grasping the degree of deterioration of the image carrier;
Determining whether or not the degree of deterioration of the image carrier to be grasped is more advanced than a predetermined state;
When it is determined that the degree of deterioration is more advanced than the predetermined state, the multi-beam laser is lit in binary with a second output duty that is higher than the first output duty. And a control method for the image forming apparatus.
前記第1の出力デューティを引き上げて前記第2の出力デューティにて2値で点灯制御するのに伴い、前記帯電の際の帯電電位、および前記現像の際の現像バイアス電位を合わせて調整するステップを更に含む請求項6記載の画像形成装置の制御方法。   A step of adjusting the charging potential at the time of charging and the developing bias potential at the time of developing together with increasing the first output duty and performing lighting control with binary values at the second output duty. The method of controlling an image forming apparatus according to claim 6, further comprising: 前記予め定められた状態よりも更に劣化度合いの高い状態を予め定め、当該高い状態よりも劣化度合いが進んだと判断される場合に、前記第2の出力デューティよりも高い出力デューティである第3の出力デューティにて前記マルチビームレーザを2値で点灯制御することを特徴とする請求項6記載の画像形成装置の制御方法。   When a state having a higher degree of deterioration than the predetermined state is determined in advance and it is determined that the degree of deterioration has progressed more than the high state, the third output duty is higher than the second output duty. 7. The method of controlling an image forming apparatus according to claim 6, wherein the multi-beam laser is controlled to be turned on with a binary value at an output duty. 前記第2の出力デューティを引き上げて前記第3の出力デューティにて2値で点灯制御するのに伴い、前記帯電の際の帯電電位、および前記現像の際の現像バイアス電位を合わせて調整するステップを更に含む請求項8記載の画像形成装置の制御方法。   A step of adjusting the charging potential at the time of charging and the developing bias potential at the time of developing together with increasing the second output duty and performing lighting control with a binary value at the third output duty. The method of controlling an image forming apparatus according to claim 8, further comprising: 前記像担持体の劣化度合いを把握するステップは、前記画像形成装置による累積印字枚数または当該像担持体の累積回転数を把握し、当該累積印字枚数または累積回転数が予め定められた所定の値を超えた際に劣化が進んでいることを把握することを特徴とする請求項6記載の画像形成装置の制御方法。   The step of grasping the degree of deterioration of the image carrier comprises grasping the cumulative number of printed sheets or the cumulative number of revolutions of the image carrier by the image forming apparatus, and the cumulative number of printed sheets or cumulative number of revolutions being a predetermined value set in advance. 7. The method of controlling an image forming apparatus according to claim 6, further comprising grasping that the deterioration has progressed when the value exceeds.
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