JP2011235578A - Ld制御装置および画像形成装置 - Google Patents

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JP2011235578A JP2010110167A JP2010110167A JP2011235578A JP 2011235578 A JP2011235578 A JP 2011235578A JP 2010110167 A JP2010110167 A JP 2010110167A JP 2010110167 A JP2010110167 A JP 2010110167A JP 2011235578 A JP2011235578 A JP 2011235578A
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Abstract

【課題】各LD素子間での点灯幅のバラツキを防止することにより、低濃度画像の階調濃度バラツキ、色味バラツキを防止するLD制御装置等を提供すること。
【解決手段】画像形成装置のLD制御装置は、1画素以下単位でLD点灯幅を可変なLD点灯手段と、LD点灯幅を検出可能なLD点灯幅測定手段と、LD点灯幅測定手段の測定結果に基づいてLD点灯手段のLD点灯幅を調整するLD点灯幅調整手段とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、レーザ方式電子写真装置等の画像濃度調整処理技術に関する。
レーザを用いた電子写真画像形成装置では、LD点灯信号に対する、LD発光遅延が素子特性、温度、LD発光量により異なる為、LD点灯信号は同一の信号幅とした場合でも、LD素子間でLD点灯幅の違いが発生し、このLD点灯幅の差異により、特に低濃度画像での階調濃度バラツキ、色味バラツキが機械間で発生する。
これらのバラツキを防止する為に、感光体電位やトナー付着量を計測して、バラツキを防止する技術が既に知られている。
特許文献1には、中間調画像の安定性を向上させる目的で、感光体上に形成される画像の状態を検出して、その結果に応じてパルス幅を変更して中間調画像を安定させる構成が開示されている。
しかし、今までの感光体電位やトナー付着量を計測して、階調濃度バラツキや色味バラツキを防止する方式では、感光体電位やトナー付着量が微小であるため、S/N比が非常に大きくなり、ばらつきを防止することが出来ないという問題があった。
また、帯電電位のバラツキ、感光体バラツキ、現像バラツキなどのバラツキ要素が計測結果に付加されているため、レーザ点灯状態が不明なまま、全体系としての条件のもとでの評価となっており、測定した濃度での調整は実施されているが、条件の異なる低光量時でのばらつきを防止することが出来ない問題があった。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、各LD素子間での点灯幅のバラツキを防止することにより、低濃度画像の階調濃度バラツキ、色味バラツキを防止するLD制御装置および画像形成装置を提供することである。
請求項1記載の発明は、画像形成装置のLD制御装置であって、1画素以下単位でLD点灯幅を可変なLD点灯手段と、LD点灯幅を検出可能なLD点灯幅測定手段と、LD点灯幅測定手段の測定結果に基づいて、LD点灯手段のLD点灯幅を調整するLD点灯幅調整手段とを備えたことを特徴とするLD制御装置である。
請求項2記載の発明は、画像形成装置のLD制御装置であって、1画素以下単位でLD点灯幅を可変なLD点灯手段と、LD光量を検知するLD光量検出手段と、LD光量とLD点灯幅との関係を保持データとして記憶する記憶手段と、LD光量検出手段の検出結果に基づいて、記憶手段に記憶するデータから、最適なLD点灯幅を設定するLD点灯幅調整手段とを備えたことを特徴とするLD制御装置である。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のLD制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、特に低濃度階調での、画像を安定させることにより、量産された機械間での階調性のばらつきやカラー画像などの色間での濃度ばらつきを防止することができる。
本発明の実施の形態におけるレーザパルス点灯幅測定の部品構成について説明する図である。 本発明の実施の形態におけるレーザパルス点灯幅測定の図1と別部品構成について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なレーザパルス点灯幅測定の図2と別部品構成について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なPDからパルス幅測定の部品構成について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なPD出力からパルス幅測定を行う波形について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なLD点灯遅延について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なLD点灯信号幅とLD光パルス幅の関係について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なLDパルス幅調整について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なLDパルス測定について説明する図である。
図1は、レーザパルス点灯幅測定の部品構成について説明する図である。
図1では、画像書込部としてのレーザビーム走査装置およびその周辺の制御系を示す。
本実施の形態におけるレーザ方式電子写真装置装置は、レーザダイオード(LD)より照射されるレーザビームを、ポリゴンミラーによりスキャン(走査)させて、fθレンズを介して、感光体上に静電潜像を形成する。
同期、PDは、主走査方向両端部に光ビーム(レーザビーム)を検知し、同期検知信号を生成する光ビーム検出手段としてのセンサである。それぞれレーザビームを検知してレーザビーム同期検知信号を出力し、走査方向の書込位置、及び書込幅補正を行う。
主走査方向後端部にあるPDは、パルス幅測定を行うためのセンサの役割も果たしている。用途により、同期信号生成とパルス幅測定を切り分ける。
LDは、レーザビーム出力装置である。光波形を出力する。なお、図示していないが、コリメートレンズ、アパーチャ等のビーム形成装置を含む。
LDドライバは、光量設定信号及び点灯幅制御部よりのLD点灯信号により、LD光量設定及びLD点灯ON/OFFを行う。
ポリゴン(ミラー、モータ)は、回転多面鏡により、レーザビームを偏向する。なお、ポリゴン(ミラー、モータ)以外にも、MEMSなどの装置であってもよい。
fθレンズは、レーザビームを感光体上で結像し、ビームスキャンスピードを等角速度から等速に変換する。
パルス幅測定は、PDから入力される光波形のパルス幅測定信号より、点灯時間を測定する。なお、パルス幅測定に使用されるクロックは、点灯幅制御にて、点灯幅設定の最小分割能以下であることを必要とする。
点灯幅制御は、画像信号に応じて、LD点灯信号を生成する。ただし、パルス幅測定にて測定された点灯時間より、LD点灯パルス幅の補正を行い、その結果をLD点灯信号として出力する。なお、LD点灯信号は、LD点灯のON/OFFを制御するシリアル信号である。
静電潜像形成前のプロコン調整の前に、パルス幅測定を行い、プロコン調整時及び静電潜像形成時は、LD点灯パルス幅補正が実施された、LD点灯信号を出力する。
以下に、パルス幅測定の動作について、説明する。
ポリゴン回転により、スキャンされたレーザビームのタイミングを計り、PD上に照射するタイミングで、一定時間のLD点灯信号により点灯させる。
このときのPD波形をパルス幅測定に入力し、光パルス幅を測定する。
この光パルス幅測定を、光量設定信号を制御することにより、複数光量で測定する。
パルス幅測定で測定したパルス幅を点灯幅制御に入力し、LD点灯光量―パルス幅の関係を導きだし、各々の点灯光量におけるパルス幅補正値を算出する。
プロコン調整及び画像形成時に、画像信号より生成されるLD点灯信号基準値に、光量設定信号に応じたパルス幅補正値にて、補正したLD点灯信号を出力し、画像を形成する。
図2は、レーザパルス点灯幅測定の図1と別部品構成について説明する図である。
図2に、図1と別構成の画像書込部としてのレーザビーム走査装置およびその周辺の制御系を示す。
図1との違いは、レーザスキャン上には、先端同期検知しかなく、LDからポリゴンへ照射するレーザ上にハーフミラーを配置し、レーザ光を分岐して、PDに入射する構成となっていることである。
図2の位置にPDがあることにより、PDへの照射タイミングを計る必要がなく、必要なタイミングでPDの一定時間のレーザパルスを入力し、パルス幅測定を行える。なお同期検知センサが1つしかないので、書込幅補正などの実施はできない。
図3は、具体的なレーザパルス点灯幅測定の図2と別部品構成について説明する図である。
図3に、図1、2と別構成の画像書込部としてのレーザビーム走査装置およびその周辺の制御系を示す。
図2との違いは、パルス幅測定のPDに、LDに内臓されているPDを使用することである。
図4は、具体的なPDからパルス幅測定の部品構成について説明する図である。
PDから出力された信号は、光量の差異により、振幅が大きく異なる為、後段のパルス幅測定を容易にするため、アンプにより、振幅が一定になるように制御する。
アンプゲイン制御は、光量設定信号より、アンプゲインを設定し、
レーザ光量×アンプゲイン=一定
となるように制御する。
図5は、具体的なPD出力からパルス幅測定を行う波形について説明する図である。
PDから出力された信号波形は、アンプで増幅されて図5となる。
図4に示す装置により、アンプを介した波形の振幅は、LD光量によらず一定であり、
LD点灯時間は、波形のMAXが平坦となる時間以上点灯する。
パルス幅測定スレッシュは、信号波形の振幅が一定であるので、固定値とすることが可能であり、システムに併せて、設定する。
LD光量を変更し、各々の光量で、一定LD点灯パルスでのパルス幅を測定する。
図6は、具体的なLD点灯遅延について説明する図である。
LD光波形は、LD点灯信号に対して、実際に点灯するまでの遅延があることが分かっている。またLD点灯遅延は、温度、点灯光量などによりばらつくことが分かっており、LD間での遅延時間や同一LD間でも、LD光量を変更すると、変化することが分かっている。
LD光波形幅(光パルス幅)とLD点灯信号幅の関係は、図のようになっており、LD点灯信号に対して、LD光波形の幅が小さくなっている。
図7は、具体的なLD点灯信号幅とLD光パルス幅の関係について説明する図である。
LD光パルスは、LD点灯信号に対して、実際に点灯するまでの遅延があることが分かっている。またLD点灯遅延は、温度、点灯光量などによりばらつくことが分かっており、LD間での遅延時間や同一LD間でも、LD光量を変更すると、変化することが分かっている。
LD点灯信号とLD光パルスの関係は、理想的には図に示した、LD点灯信号幅=LD光パルス幅となる理想直線であるが、実際の関係は、光波形測定結果(1)〜(3)に示すように、LD点灯信号幅がある一定量までは、LD光を出力せず、一定量以降は、理想直線と平行にパルス幅が増化する。
図1に示すように、レーザビーム出力装置は、コリメートレンズ、アパーチャなどにより、ビーム整形されており、LD素子の発散角のばらつきなどにより、レーザビーム出力装置から同量の光を出力していても、実際にLD素子自体の出力光は異なっているなど、様々な要因により、レーザビーム出力装置からの出力光を一定にしても、LD光パルス幅は異なっており、
LD素子1・・・・光パルス測定幅結果(1)
LD素子2・・・・光パルス測定幅結果(2)
LD素子3・・・・光パルス測定幅結果(3)
のように、ばらつく。
また、同一のLD素子においても、発光量の違いにより、LD光パルス幅は異なり、光量が大きくなると理想直線に近づくことが実験により、分かっている。
光量1・・・・光パルス測定幅結果(1)
光量2・・・・光パルス測定幅結果(2)
光量3・・・・光パルス測定幅結果(3)
光量の関係は、光量3>光量2>光量1
図8は、具体的なLDパルス幅調整について説明する図である。
図8に光LD光パルスを一定とするため、LDパルス幅を調整するための方法を示す。
共に同じ光量で発光した場合のLD素子1及びLD素子2の光パルス測定結果を、それぞれ光パルス測定結果(1)と光パルス測定結果(2)とする。
光パルス測定結果(1)では、LD点灯信号幅をAとした場合、LD光パルス幅はbとなる。
同様に光パルス測定結果(2)では、LD点灯信号幅をAとした場合、LD光パルス幅はcとなる。
調整パルス幅は、LD点灯信号幅をAとした場合、LD光パルス幅はaであり、LD素子1及びLD素子2のLD光パルス幅をaとするためには、それぞれのLD点灯信号幅をA‘、A’‘とする。
つまり、図1において、LD点灯信号幅Aを指示する画像信号が、点灯幅制御装置に入力された場合、LD素子1に対しては、LD点灯信号幅A‘に、LD素子2に対しては、LD点灯信号幅A‘’に、点灯幅制御装置が調整して出力する。
なお、補正は、算出またはルックアップテーブルにて行う。
図9は、具体的なLDパルス測定について説明する図である。
図9にLD素子のLD光パルス特性を測定する方法を示す。
LD点灯信号幅をAとし、LD素子の光量を変更して、点灯させその時のLDパルス幅を測定する。
光量1・・・・a
光量2・・・・b
光量3・・・・c
LD点灯信号幅とLD光パルス幅の関係は、理想直線と平行となるので、各光量でのLD点灯信号幅−LD光パルス幅グラフが図のように示すことができる。
また画像形成時の光量は、測定した光量と異なる場合は、測定した光量を用いて補間処理を行い、LD点灯信号幅−LD光パルス幅の関係を導き出す。
上記の本実施の形態によれば、レーザ方式電子写真装置の画像濃度調整処理に際して、画像濃度検知、調整処理を実施するに先立ち、レーザの点灯幅測定を実施して、レーザ点灯幅測定結果から調整・変更した点灯幅を用いて、画像濃度検知、調整処理を実施する。
なお、上述する実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。
特許第2713578号公報

Claims (3)

  1. 画像形成装置のLD制御装置であって、
    1画素以下単位でLD点灯幅を可変なLD点灯手段と、
    前記LD点灯幅を検出可能なLD点灯幅測定手段と、
    前記LD点灯幅測定手段の測定結果に基づいて、前記LD点灯手段の前記LD点灯幅を調整する前記LD点灯幅調整手段とを備えたことを特徴とするLD制御装置。
  2. 画像形成装置のLD制御装置であって、
    1画素以下単位でLD点灯幅を可変なLD点灯手段と、
    LD光量を検知するLD光量検出手段と、
    前記LD光量と前記LD点灯幅との関係を保持データとして記憶する記憶手段と、
    前記LD光量検出手段の検出結果に基づいて、前記記憶手段に記憶するデータから、最適な前記LD点灯幅を設定するLD点灯幅調整手段とを備えたことを特徴とするLD制御装置。
  3. 請求項1または2記載のLD制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9207561B2 (en) 2013-09-19 2015-12-08 Konica Minolta, Inc. Image forming apparatus for controlling misalignment in image forming position between colors

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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